[发明专利]具有宽输入电流范围的跨阻抗放大器的装置和方法

摘要

本申请公开一种用于将单端输入电流信号(12)转换为差分输出电压信号(14a、14b)的改进的前置放大器电路(10)，其包括具有根据来自偏置电路(10c)的偏置电流(I1、I2)操作的输入晶体管(Q1、Q2)的第一和第二跨阻抗放大器(10a、10b)、使用自动增益控制(AGC)电路(30)改变的输出晶体管和可调节的反馈阻抗(RF,MRF)以及基准电路(20)，所述基准电路(20)根据板上基准电流(Iref)和来自跨阻抗放大器(10a、10b)的差分输出电压信号(14a、14b)控制偏置电流(I1、I2)。

主权项

1.一种用于将输入电流转换为输出电压的前置放大器电路，所述前置放大器电路包括：第一跨阻抗放大器，所述第一跨阻抗放大器接收表示所述输入电流的输入信号并提供第一电压输出信号；第二跨阻抗放大器，所述第二跨阻抗放大器与所述第一跨阻抗放大器匹配并提供第二电压输出信号；偏置电路，所述偏置电路至少部分地根据基准电流将第一偏置电流和第二偏置电流提供给相应的所述第一跨阻抗放大器和所述第二跨阻抗放大器；基准电路，所述基准电路至少部分地根据偏移信号控制提供至所述偏置电路的所述基准电流；以及偏移电路，所述偏移电路根据源自所述第一电压输出信号和第二电压输出信号的差分电压输出信号向所述基准电路提供所述偏移信号；所述前置放大器电路还包括自动增益控制电路，所述自动增益控制电路至少部分地根据源自所述第一电压输出信号和第二电压输出信号的所述差分电压输出信号控制所述第一跨阻抗放大器和第二跨阻抗放大器的增益；其中所述第一跨阻抗放大器包括：第一输入晶体管，所述第一输入晶体管包括接收所述输入信号的基极端子、通过第一电阻器耦合至所述偏置电路的集电极端子和耦合至电路接地节点的发射极端子，所述第一输入晶体管的所述集电极端子提供所述第一电压输出信号，第一输出晶体管，所述第一输出晶体管具有连接至所述第一输入晶体管的所述集电极端子的基极端子和连接至电压供给节点的集电极端子，第一反馈电阻器，所述第一反馈电阻器连接在所述第一输出晶体管的发射极端子和所述第一输入晶体管的所述基极端子之间，以及与所述第一反馈电阻器并联连接的第一增益控制场效应晶体管；其中所述第二跨阻抗放大器包括：第二输入晶体管，所述第二输入晶体管包括通过第二电阻器耦合至所述偏置电路的集电极端子和耦合至所述电路接地节点的发射极端子，第二输出晶体管，所述第二输出晶体管具有连接至所述第二输入晶体管的所述集电极端子的基极端子和连接至所述电压供给节点的集电极端子，第二反馈电阻器，所述第二反馈电阻器连接在所述第二输出晶体管的发射极端子和所述第二输入晶体管的基极端子之间，以及与所述第二反馈电阻器并联连接的第二增益控制场效应晶体管；并且其中所述自动增益控制电路至少部分地根据所述差分电压输出信号向所述第一增益控制场效应晶体管和第二增益控制场效应晶体管提供门控信号，以减小所述第一跨阻抗放大器和第二跨阻抗放大器的增益，以便增大差分电压输出信号幅度，或者以增大所述第一跨阻抗放大器和第二跨阻抗放大器的增益，以便减小差分电压输出信号幅度。