补偿网络、运算放大器、可调增益放大器及电子设备的制作方法
- 国知局
- 2024-09-11 15:06:44
本发明涉及电路,尤其涉及一种补偿网络、运算放大器、可调增益放大器及电子设备。
背景技术:
1、可变增益放大器采用运算放大器对信号进行处理,运算放大器能够以最大增益或最小增益运行。运行在不同增益的情况下,增益的带宽也会不同,根据闭环原理,以最大增益运行时的带宽会小于以最小增益运行时的带宽,此时,运算放大器需要消耗极大的电流来拓展带宽。
2、而消耗极大的电流会造成运算放大器的功耗增加,也会影响运算放大器的性能。
3、可见,运算放大器工作在较大增益的情况下,如何减少拓展带宽所需的电流,进而降低功耗成为本领域技术人员亟须解决的技术问题。
技术实现思路
1、本发明解决的技术问题是,提供一种补偿网络、运算放大器、可调增益放大器及电子设备,解决了运算放大器工作在较大增益的情况下,如何减少拓展带宽所需的电流,进而降低功耗的问题。
2、为解决上述技术问题,根据本发明第一方面,提供了一种用于运算放大器的补偿网络,包括:第一开关管,第一开关管的第一端用于与模拟正电源连接,第一开关管的控制端与运算放大器的反相输入端连接;第二开关管,第二开关管的第一端用于与模拟正电源连接,第二开关管的控制端与运算放大器的同相输入端连接;第三开关管,第三开关管的第一端与第一开关管的第二端连接;第四开关管,第四开关管的第一端与第二开关管的第二端连接,第四开关管的控制端与第三开关管的控制端连接,用于接收共模反馈电路的电平信号,第三开关管的第二端、第四开关管的第二端用于与模拟地连接;第五开关管,第五开关管的第一端用于与运算放大器的第一电压输出端连接,第五开关管的第二端与模拟地连接,第五开关管的控制端与第三开关管的第一端连接;第六开关管,第六开关管的第一端用于与运算放大器的第二电压输出端连接,第六开关管的第二端与模拟地连接,第六开关管的控制端与第四开关管的第一端连接;第一可调电容,第一可调电容的第一端与第一电压输出端连接;第一可调电阻,第一可调电阻的第一端与第一可调电容的第二端连接,第一可调电阻的第二端与第五开关管的控制端连接;第二可调电容,第二可调电容的第一端与第二电压输出端连接;第二可调电阻,第二可调电阻的第一端与第二可调电容的第二端连接,第二可调电阻的第二端与第六开关管的控制端连接;其中,第一可调电容的容值以及第二可调电容的容值与运算放大器的增益成负相关,第一可调电阻的阻值以及第二可调电阻的阻值与运算放大器的增益成正相关。
3、可选的,第一开关管和第二开关管为pmos,第三开关管、第四开关管、第五开关管和第六开关管为nmos;其中,第一开关管的第一端和第二开关管的第一端为s极,第三开关管的第一端、第四开关管的第一端、第五开关管的第一端和第六开关管的第一端为d极。
4、可选的,补偿网络还包括:第一电流源,位于第一开关管的第一端与模拟正电源之间;两个第二电流源,两个第二电流源中的一个第二电流源与模拟正电源和第一电压输出端连接,两个第二电流源中的另一个第二电流源与模拟正电源和第二电压输出端连接。
5、根据本发明第二方面,提供了一种运算放大器,包括:如第一方面中任一项的用于运算放大器的补偿网络。
6、根据本发明第三方面,提供了一种可调增益放大器,包括:检测电阻;第一电压检测电路,第一电压检测电路的第一端与检测电阻的第一端连接,第一电压检测电路的第二端接地;第二电压检测电路,第二电压检测电路的第一端与检测电阻的第二端连接,第二电压检测电路的第二端接地;第一全差分放大器,第一全差分放大器的第一差分输入端与第一电压检测电路的第三端连接,第一全差分放大器的第二差分输入端与第二电压检测电路的第三端连接,第一全差分放大器包括第一运算放大器;其中,第一运算放大器是如第二方面的运算放大器。
7、可选的,第一电压检测电路包括:第一电阻和第一电容,第一电阻的第一端与检测电阻的第一端连接,第一电容的第一端与第一电阻的第二端连接,第一电容的第二端接地;和/或第二电压检测电路包括:第二电阻和第二电容,第二电阻的第一端与检测电阻的第二端连接,第二电容的第一端与第二电阻的第二端连接,第二电容的第二端接地。
8、可选的,第一全差分放大器包括:第三电阻,第三电阻的第一端与第一电压检测电路的第三端连接,第三电阻的第二端与第一运算放大器的同相输入端连接;第三可调电阻,第三可调电阻的第一端与第一运算放大器的同相输入端连接,第三可调电阻的第二端与第一运算放大器的第一电压输出端连接;第四电阻,第四电阻的第一端与第二电压检测电路的第三端连接,第四电阻的第二端与第一运算放大器的反相输入端连接;第四可调电阻,第四可调电阻的第一端与第一运算放大器的反相输入端连接,第四可调电阻的第二端与第一运算放大器的第二电压输出端连接。
9、根据本发明第四方面,提供了一种可调增益放大器,包括:检测电阻;第一电压检测电路,第一电压检测电路的第一端与检测电阻的第一端连接,第一电压检测电路的第二端接地;第二电压检测电路,第二电压检测电路的第一端与检测电阻的第二端连接,第二电压检测电路的第二端接地;一级放大结构,一级放大结构包括第二全差分放大器,第二全差分放大器的第一差分输入端与第一电压检测电路的第三端连接,第二全差分放大器的第二差分输入端与第二电压检测电路的第三端连接;二级放大结构,二级放大结构包括第二运算放大器、第三运算放大器、第五电阻、第五可调电阻和第六可调电阻;第二运算放大器的同相输入端与第二全差分放大器的第一差分输出端连接,第二运算放大器的输出端作为可调增益放大器的第一输出端;第三运算放大器的同相输入端与第二全差分放大器的第二差分输出端连接,第三运算放大器的输出端作为可调增益放大器的第二输出端;第五电阻的第一端与第二运算放大器的反相输入端连接,第五电阻的第一端与第三运算放大器的反相输入端连接;第五可调电阻的第一端与第五电阻的第一端连接,第五可调电阻的第二端与第二运算放大器的输出端连接;第六可调电阻的第一端与第五电阻的第二端连接,第六可调电阻的第二端与第三运算放大器的输出端连接;其中,第二运算放大器和第三运算放大器是如第二方面的运算放大器。
10、可选的,可调增益放大器还包括:第七可调电阻,设于第二运算放大器的同相输入端与第二全差分放大器的第一差分输出端之间;第八可调电阻,设于第三运算放大器的同相输入端与第二全差分放大器的第二差分输出端之间;第三电容,第三电容的第一端与第二运算放大器的同相输入端连接,第三电容的第二端与第三运算放大器的同相输入端连接;其中,二级放大结构的增益与第七可调电阻的阻值成负相关,二级放大结构的增益与第八可调电阻的阻值成负相关。
11、根据本发明第五方面,提供了一种电子设备,包括:如上述任一项的可调增益放大器。
12、与现有技术相比,本发明实施例的技术方案具有以下有益效果:
13、本发明技术方案所提出的用于运算放大器的补偿网络,能够根据运算放大器的增益来调整第一可调电容的容值、第二可调电容的容值、第一可调电阻的阻值以及第二可调电阻的阻值。在此过程中,能够保证在运算放大器处于不同增益的情况下,不同增益所对应的增益带宽积相同,使得运算放大器保持较低的功耗,充分利用运算放大器的性能。
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