[发明专利]一种输出共模可调的精密差分放大器

说明书

本发明公开了一种输出共模可调的精密差分放大器，包括放大器，所述放大器采用基于桥电阻的电流放大结构，其工作原理为：输入信号VIP‑VIN经源跟随放大器放大后，输出电压VSP和VSN作用于桥电阻Rin两端，流经MP5的电流Ip和流经MP6的电流In经电流镜MP7、MP9复制后，分别经过负载Rop和Ron，产生输出电压VOP和VON；在基于桥电阻的电流放大结构基础上，增加两组电流源整列。本发明提供一种输出共模可调的精密差分放大器，基于桥电阻的电流放大结构，通过在放大器差分输出的负载上增加相同的额外电流，达到调节放大器差分输出共模电压的目的。

技术领域

本发明涉及差分放大器领域。

背景技术

近年来，随着人工智能技术的快速发展，自动驾驶技术成为近年来汽车行业最受关注的技术之一。自动驾驶技术使用大量的传感器来采集车辆周围的信息，为了保证驾驶安全，汽车必须能够基于汽车和目标之间的距离精确测量快速进行响应，并对数据进行处理，而目标检测应用通常需要高精度模拟数字转换器(ADC)。目前主流的高精度ADC采用两级结构，而在两级ADC之间，需要使用增益固定的精密差分放大器。同时，由于采集到的信息用处不同，处理后的数据往往需要不同的共模电压，因此需要能够调节输出共模电压的精密放大器。

传统的共模可调放大器通常会在放大器输出端增加输出共模调节电路，缺陷是电路复杂，且会引入offset，造成放大器增益误差。

发明内容

发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种输出共模可调的精密差分放大器，基于桥电阻的电流放大结构，通过在放大器差分输出的负载上增加相同的额外电流，达到调节放大器差分输出共模电压的目的。

技术方案：为实现上述目的，本发明技术方案如下：

一种输出共模可调的精密差分放大器，包括放大器，所述放大器采用基于桥电阻的电流放大结构，其工作原理为：

输入信号VIP-VIN经源跟随放大器放大后，输出电压VSP和VSN作用于桥电阻Rin两端，流经MP5的电流Ip和流经MP6的电流In经电流镜MP7、MP9复制后，分别经过负载Rop和Ron，产生输出电压VOP和VON；

在基于桥电阻的电流放大结构基础上，增加两组电流源整列。

进一步的，基于桥电阻的电流放大结构电路中，VIP增大时，VL_P减小，造成MP12支路流经的电流减小，造成VH_P降低，造成电流镜MP7支路复制的电流减小，形成负反馈通路，使得放大器拥有固定的增益。

进一步的，放大器的增益大小可通过调整VL_P和VL_N的大小进行调节。

进一步的，桥电阻上流经的电流大小为：

流经MP5支路和MP6支路的电流则分别为：

I_p＝I₀+I_in I_n＝I₀-i_in。

进一步的，增加的两组电流源整列为I_ARRAY_P和I_ARRAY_N；控制模块与电流源整列I_ARRAY_P输入端连接，电流源整列I_ARRAY_P输出端与负载Rop连接；控制模块与电流源整列I_ARRAY_N输入端连接，电流源整列I_ARRAY_N输出端与负载Ron连接。

进一步的，两组电流源阵列I_ARRAY_P和I_ARRAY_N在控制模块的控制下，向负载Rop、Ron注入相同大小的电流I_trim_p和I_trim_n，在不改变放大器增益的基础上，改变了输出电压的共模。