[发明专利]多通道可控增益放大器

说明书

本发明涉及集成电路技术领域，具体涉及一种多通道可控增益放大器，实现了高精度增益调节的同时还增加了其工作方式，扩大了应用范围与灵活性，并且简化了电路结构，提高了多通道可控增益放大器的稳定性及可靠性。方案概括为，包括多个单通道可控增益放大器，所述单通道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，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。本发明适用于高精度增益调节的放大器。

技术领域

本发明涉及集成电路技术领域，具体涉及一种多通道可控增益放大器。

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，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MCU芯片处理，必须将其放大到可以被其中的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，我们对放大器的输入噪声有很高的要求以便增加系统信号处理效率。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、可控增益模块和输出级。为了实现低噪声的要求，需要适当增加前置放大器的复杂度减小输入系统的噪声，且后续模块的输入级也需要采用相同的结构。可控增益模块包含增益变化网络和逻辑控制模块，其中逻辑控制模块对增益控制信号进行处理，改变增益变化网络中开关的状态，起到调节增益的作用。增益变化网络有多种结构且各有利弊：传统的Flash结构增益控制模块可以较为直观且精确地实现大范围增益变化，且增益变化范围可自由设计，但是电路复杂度随增益变化范围增大而增大，适用于对增益变化范围要求不高的设计；传统的R-2R结构增益控制模块电路结构简单，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，因此适用于对精度要求不高的设计，并且其工作方式单一，限制了其应用范围。

发明内容

本发明的目的是提供一种多通道可控增益放大器，实现了高精度增益调节的同时还增加了其工作方式，扩大了应用范围与灵活性，并且简化了电路结构，提高了多通道可控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，多通道可控增益放大器，包括多个单通道可控增益放大器，所述单通道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；

所述逻辑控制模块包括Code单元，所述Code单元包括多个数据选择器，所述数据选择器包括传输门以及反相器，并有两个数据通道；

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；