[发明专利]可控增益放大器

说明书

本发明涉及集成电路技术领域，具体涉及一种可控增益放大器，实现了高精度的增益调节，并且简化了电路结构，提高了增益放大器的稳定性及可靠性。方案包括逻辑控制模块以及可控增益模块，可控增益模块包括增益衰减网络，增益衰减网络包括粗调网络以及细调网络，粗调网络包括多位R‑2R电阻网络以及多个开关，每一位R‑2R电阻结构通过一个开关与可控增益模块的输出端连接，细调网络包括多个串联的电阻以及多个开关，每一个电阻通过一个开关与可控增益模块的输出端连接；逻辑控制模块用于将外部输入的增益控制信号进行处理，生成相应开关控制信号控制增益衰减网络中粗调网络以及细调网络中开关的关闭，以实现增益的精确调节。本发明适用于高精度增益调节。

技术领域

本发明涉及集成电路技术领域，具体涉及一种可控增益放大器。

背景技术

随着现代生活方式的改变,智能家居已成为主流发展趋势。智能家电结合了微处理器技术，高精度智能传感器技术以及网络通信技术，具有自动感知自身或周边环境状态调节自身工作方式的特点，与其他家居的互联实现智能家居。高精度智能传感器技术(主要起到感知信号并发出指令的作用)作为应用于智能家居MCU芯片智能传感器的关键技术之一，正日益受到更多的重视。

在智能传感器处理信号的过程中，放大器是不可或缺的元件。由于自然界的信号多为微弱且功率变化范围很大的模拟信号，若使这些信号可以被有效地处理，必须将其放大到可以被AD，DA等信号处理模块识别的程度；另外，若采用传统的固定增益放大，将会进一步增加AD，DA模块的设计难度，所以我们需要根据输入信号的功率调整放大器的增益，使其在很大的功率范围内都能被AD，DA模块处理。最后，由于自然界的信号存在很大的噪声，我们需要低噪声放大器减小噪声的影响，增加系统处理信号的效率。因此研发性能优秀的可控增益放大器是十分必要的。

目前的智能传感器设计对可控放大器提出了低功耗，低噪声，高精度，高增益，大增益变化范围，宽频带等需求。一般地，可控增益放大器包含以下模块：输入级、增益变化网络，逻辑控制模块和输出级。为了实现低噪声的要求，需要适当增加输入级的复杂度减小输入系统的噪声；逻辑控制模块的主要作用是通过数字逻辑模块对增益控制信号进行处理，起到控制增益控制模块的作用；可控增益模块有多种结构：传统的Flash结构增益控制模块虽然可以较为直观且精确地实现大范围增益变化，却极大增加了电路的复杂度，另外开关引入了过多的寄生参数，使该结构的可控增益放大器更不易与其他模块集成；传统的R-2R结构增益控制模块虽然简化了电路结构，但是由于其只能实现0dB及以下的增益(故又称增益衰减网络)，且只能实现步进为6dB的增益调节，不适用于高精度的使用环境，为此需要进一步改善电路结构。

发明内容

本发明的目的是提供一种可控增益放大器，实现了高精度的增益调节，并且简化了电路结构，提高了增益放大器的稳定性及可靠性。

本发明采取如下技术方案实现上述目的，可控增益放大器，包括逻辑控制模块以及可控增益模块，所述可控增益模块包括增益衰减网络，所述增益衰减网络包括粗调网络以及细调网络，所述粗调网络包括多位R-2R电阻网络以及多个开关，每一位R-2R电阻结构通过一个开关与可控增益模块的输出端连接，所述细调网络包括多个串联的电阻以及多个开关，每一个电阻通过一个开关与可控增益模块的输出端连接；

所述逻辑控制模块用于将外部输入的增益控制信号进行处理，生成相应开关控制信号控制增益衰减网络中粗调网络以及细调网络中开关的关闭，以实现增益的精确调节。

进一步的是，为了提高输入阻抗，所述可控增益模块还包括BJT(双极结型晶体管)低噪声输入级，所述BJT低噪声输入级与增益衰减网络连接。

进一步的是，为了增加可控增益放大器工作的可靠性，所述可控增益模块还包括push-pull输出级，所述push-pull输出级与可控增益模块连接。