[发明专利]多反馈环路仪表折叠式栅-阴放大器

说明书

描述了一种仪表放大器，所述仪表放大器被配置用于提供高共模抑制，并且包括被配置来接收差分输入电压的输入差分级和被配置来接收从所述输入差分对提供的输出电流模式信号的折叠式栅‑阴放大级。提供多个反馈网络来改善所述输入级。所述放大器可操作来提供所述仪表放大器中的单个增益块的提高的共模抑制比。在一些示例中，所述电路可具有差分折叠式栅‑阴放大级，其允许经放大信号的高精度和低失真，而不降低所述共模抑制比。

技术领域

本公开大体涉及音频电路并涉及平衡的仪表折叠式栅-阴放大器(cascodeamplifier)。

背景技术

图1示出了具有差分输入101和差分输出102的现有技术仪表放大器100。仪表放大器100包括差分输入级103，其中负信号接收晶体管104和正信号接收晶体管105形成输入对。晶体管104的基极接收反相输入。晶体管105的基极接收非反相输入。两个放大器106、107分别连接到晶体管104、105的输出。差分输入信号(-IN和+IN)被施加到输入差分级103的晶体管104、105的基极。两个放大器104、105的输出(-OUT和+OUT)通过晶体管108、109、110连接到输入差分级103的晶体管104、105的发射极。

图2示出了具有差分输入(INPUT1和INPUT2)和差分输出(OUTPUT1和OUTPUT2)的另一现有技术仪表放大器200。晶体管204的基极通过电阻器208接收第一输入。晶体管205的基极通过电阻器209接收第二输入。两个放大器206、207分别连接到晶体管204、205的输出。两个放大器206、207的输出通过电阻器210、211连接到差分输入的晶体管204、205的基极。第三电阻器212连接晶体管204、205的发射极。

仪表放大器100、200具有大输入电容的缺点。密勒(Miller)效应考虑由于基极端子和集电极端子之间的电容的放大导致的输入器件的输入电容的增大。结电容取决于施加的电压。在输入信号处的输入电容的变化引入额外的失真。放大器100、200的每个晶体管104、105和204、205可以用折叠式栅-阴电路替换，参见(例如)美国专利号3,473,134。折叠式栅-阴电路可具有更低的输入电容、更高的增益并在输入端子和输出端子之间不存在DC电压差，并且会更易于稳定。在图3和图4中示出了折叠式栅-阴电路300、400的改进拓扑结构的示例。

仪表放大器电路(具有输入级和输出级)是平衡的并且优选地在它的输出信号中展现零共模分量。具有差分输出的仪表放大器可关于浮动负载或关于接地连接的负载进行操作。如果具有接地连接的负载不包括两个相同的半部分，则输出级供应不等同的电流、生成不等同的失真并且产生共模分量。图1-4中示出的电路100、200、300、400中的反馈网络与接地无关并且不感测共模信号。

发明内容

描述了一种仪表放大器，其被配置用于提供高共模抑制和低失真。仪表放大器可以包括输入差分晶体管对，该输入差分晶体管对包括第一输入晶体管和第二输入晶体管，并且被配置来接收在第一反馈输入和第二反馈输入处的差分输入电压并输出电流模式信号。仪表放大器可以包括折叠式栅-阴放大级，该折叠式栅-阴放大级被配置来接收从所述输入差分晶体管对提供的输出电流模式信号，该折叠式栅-阴放大级包括第一输出端子和第二输出端子。仪表放大器可以包括多个反馈路径或网络，例如，包括第一电阻器反馈网络的第一外部增益设置电路和包括第二电阻器反馈网络的第二外部增益设置电路。

在一个示例中，第一电阻器反馈网络可包括第一电阻器、第二电阻器和第三电阻器。第一电阻器连接在所述输入差分晶体管对的第一反馈输入和第二反馈输入之间。第二电阻器连接在折叠式栅-阴级的第一输出端子和所述输入差分晶体管对的第二反馈输入之间。第三电阻器连接在折叠式栅-阴放大级的第二输出端子和所述输入差分晶体管对的第一反馈输入之间。