专利名称：增益限幅电路的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及射频接收器信号处理技术，尤其是涉及放大中频信号、抑制直流和低频 信号的增益限幅电路。
背景技术：
传统增益限幅电路结构，如图l所示，由若干个具有差分输入和差分输出的增益级依次 串联连接形成放大，其中第一级增益级具有两个差分输入，第一级增益级的第一个差分输入 作为增益限幅电路的信号输入端，最后一级增益级的差分输出信号通过电阻反馈给第一增益 级的第二个差分输入，同时第一增益级的第二差分输入间连接旁路电容，形成失调补偿。如 图2所示的第一级增益级电路图以及如图3所示的除第一级以外的增益级电路，各增益级的 电路由NMOS构成。
采用传统的增益限幅电路，假设增益限幅电路的信号输入X(S)到信号输出Y(S)的增益 为72dB、高通-3dB带宽为160KHz、电阻值为1M欧姆，那么所需要的电容为4nF，所需电容 过大，不能集成到芯片中，需要增加集成电路的管脚和外围元件。
同时为了实现高增益，各增益级的负载M3、 M4的栅源电压往往很大，通常为2VTH甚至更 高，其中L为阈值电压，如图9所示增益级的电源电压VDD要大于2VTH+2V。s以上(约3个VTH 以上)电路才能正常工作，其中V。s为漏源电压。
发明内容
本实用新型旨在解决 a有技术的不足，提供可以减少集成电路的芯片管脚及外围元件， 适用于低压工作的增益限幅电路。
一种增益限幅电路由N个具有差分输入和差分输出的增益级依次串联连接，第一增益级 的差分输入作为增益限幅电路的信号输入端，最后一级增益级的差分输出作为增益限幅电路 的信号输出端，用于接收反馈的增益级还具有第二差分输入，第K级增益级的差分输出通过 反馈环路反馈给接收反馈的第M级增益级的第二差分输入信号，K为1到N之间的任意整数， M小于等于K，且各个增益级仅被包含在一个反馈环路中。
其中，所述的反馈环路可以为RC低通滤波器。其中，所述的反馈环路还可以为Gm-C低通滤波器。 其中，所述的反馈环路还可以为有源RC积分器。 其中，所述的反馈环路还可以为有源开关电容积分器。
其中，所述的增益级包括丽OS晶体管M1、 M2，电阻R1、 R2，电源VDD以及第一电流源， 其中NM0S晶体管Ml、 M2以及电阻Rl、 R2组成差分输入输出对，电阻Rl和电阻R2共同连 接到电源VDD， Ml和M2的源极连接第一电流源并接地。
其中，所述的增益级接受反馈还包括丽OS晶体管M3、 M4、 M3的栅极和M4的栅极作为第 二差分输入对，M3和M4的漏极连接到差分输出对，M3和M4的源极连接第二电流源并接地。
以具有两个增益级的RC环路的增益限幅电路为例，假设增益限幅电路的信号输入X(S) 到信号输出Y(S)的增益为72dB，高通-3dB带宽为160KHz，电阻值为1M欧姆、且每一增益 级增益分别为36dB。那么每一级所需要的电容仅为32pF，电容可以集成在增益限幅电路内部。
通过以上分析可见，本实用新型的有益效果是增益限幅电路内部采用多个增益反馈环实 现失调消除和抑制低频信号，减小反馈电路中的电容值，可以将电容集成在增益限幅电路内 部，减少了芯片管脚和外围元件数目。
同时本实用新型的增益限幅电路的增益级中用电阻Rl、 R2取代传统增益级中的醒OS管 作为负载，减少电源VDD到输出端的压降，使得增益限幅电路更适合于低压工作的场合，如 可以适用于中频接收机。
图l传统增益限幅电路结构图
图2传统增益限幅电路的第一级增益级电路图
图3传统增益限幅电路的第一级增益级以外的增益级电路图
图4本实用新型RC低通滤波器反馈环路的增益限幅电路结构图
图5本实用新型具有Gm-C低通滤波器反馈环路的增益限幅电路结构图
图6本实用新型具有有源RC积分器反馈环路的增益限幅电路中增益级电路图
图7本实用新型增益限幅电路中的增益级电路图
图8本实用新型增益限幅电路中接受反馈的增益级电路图
图9传统增益限幅电路最小VDD电压说明图具体实施方式
以下结合附图对本实用新型内容进一步说明。图4所示增益限幅电路由4个具有差分输入和差分输出的增益级依次串联连接，第一增 益级的差分输入VIP1、 VIM1作为增益限幅电路的信号输入端X(S)，最后一级增益级，即第4 级，差分输出V0P、 VOM作为增益限幅电路的信号输出端Y(S)，用于接收反馈的增益级，即 第一增益级、第二增益级还具有第二差分输入VIP2、 VIM2，第1级增益级的差分输出V0P、 V0M通过反馈环路反馈给接收反馈的第1级增益级的第二差分输入信号VIP2、 VIM2，第4级 增益级的差分输出V0P、 VQM通过反馈环路反馈给接收反馈的第2级增益级的第二差分输入信 号VI:P2、 VIM2。
其中，所述的反馈环路可以为RC低通滤波器，如图4所示。
其中，所述的反馈环路还可以为Gm-C低通滤波器，如图5所示。
其中，所述的反馈环路还可以为有源RC积分器，如图6所示。
其中，所述的反馈环路还可以为有源开关电容积分器，开关电容积分器为有源RC积分器 的另外一种实现方式。
其中，所述的增益级，如图7所示，包括醒0S晶体管M1、 M2，电阻R1、 R2，电源VDD 以及第一电流源，其中丽0S晶体管M1、 M2以及电阻Rl、 R2组成差分输入输出对，电阻Rl 和电阻R2共同连接到电源VDD, Ml和M2的源极连接第一电流源并接地。
其中，所述的接受反馈的第一增益级和第二增益级还包括NM0S晶体管M3、 M4、 M3的栅 极和M4的栅极作为第二差分输入对，M3和M4的漏极连接到差分输出对，M3和M4的源极连 接第二电流源并接地。
应该理解到的是上述实施例只是对本实用新型的说明，而不是对本实用新型的限制， 任何不超出本实用新型实质精神范围内的发明创造修改、对电路的局部构造的变更、对元器 件的类型或型号的替换等其他非实质性的替换或修改，均落入本实用新型保护范围之内。
权利要求1.一种增益限幅电路，其特征在于由N个具有差分输入和差分输出的增益级依次串联连接，第一增益级的差分输入作为增益限幅电路的信号输入端，最后一级增益级的差分输出作为增益限幅电路的信号输出端，用于接收反馈的增益级还具有第二差分输入，第K级增益级的差分输出通过反馈环路反馈给接收反馈的第M级增益级的第二差分输入信号，K为1到N之间的任意整数，M小于等于K，且各个增益级仅被包含在一个反馈环路中。
2. 如权利要求1所述的增益限幅电路，其特征在于所述的反馈环路为RC低通滤波器。
3. 如权利要求1所述的增益限幅电路，其特征在于所述的反馈环路为Gm-C低通滤波器。
4. 如权利要求1所述的增益限幅电路，其特征在于所述的反馈环路为有源RC积分器。
5. 如权利要求1所述的增益限幅电路，其特征在于所述的反馈环路为有源开关电容积分器。
6. 如权利要求1所述的增益限幅电路，其特征在于所述的增益级包括NMOS晶体管M1、 NMOS晶体管M2，电阻R1、电阻R2，电源VDD以及第一电流源，其中NMOS晶体管M1、 NMOS晶体管M2以及电阻R1 、电阻R2组成差分输入输出对，电阻R1和电阻R2共同连 接到电源VDD， NMOS晶体管M1和NMOS晶体管M2的源极连接第一电流源并接地。
7. 如权利要求5所述的增益限幅电路，其特征在于接受反馈的增益级还包括NMOS晶体管 M3、 NMOS晶体管M4、 NMOS晶体管M3的栅极和NMOS晶体管M4的栅极作为第二 差分输入对，NMOS晶体管M3和NMOS晶体管M4的漏极连接到差分输出对，NMOS 晶体管M3和NMOS晶体管M4的源极连接第二电流源并接地。
专利摘要本实用新型提供了一种增益限幅电路由N个具有差分输入和差分输出的增益级依次串联连接，第一增益级的差分输入作为增益限幅电路的信号输入端，最后一级增益级的差分输出作为增益限幅电路的信号输出端，用于接收反馈的增益级还具有第二差分输入，第K级增益级的差分输出通过反馈环路反馈给接收反馈的第M级增益级的第二差分输入信号，K为1到N之间的任意整数，M小于等于K，且各个增益级仅被包含在一个反馈环路中。该增益限幅电路可以减少集成电路的芯片管脚及外围元件，适用于低压工作。
文档编号H03G3/20GK201319585SQ20082016683
公开日2009年9月30日 申请日期2008年10月22日 优先权日2008年10月22日
发明者郑泉智 申请人:杭州士兰微电子股份有限公司