專利名稱：一種可編程增益放大器電路及實(shí)現(xiàn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電路領(lǐng)域，特別是涉及一種可編程增益放大器電路及實(shí)現(xiàn)方法。
背景技術(shù)：
PGA(programmable gain amplifier，可編程增益放大器)是一種可以通過編程來實(shí)現(xiàn)增益可調(diào)節(jié)的放大器。目前在采用PGA的CMOS(互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體)工藝中，通常設(shè)置有MUX (Multiplexer，多路開關(guān))。圖1為多路開關(guān)的結(jié)構(gòu)圖，如圖1所示，其由一個(gè) PMOS (P溝道金屬氧化物半導(dǎo)體)開關(guān)101和一個(gè)NMOS (N溝道金屬氧化物半導(dǎo)體)開關(guān)102 組成，多路開關(guān)本身是具有電阻的。圖2為多路開關(guān)應(yīng)用在PGA電路中的電路圖，如圖2所示，在CMOS信號通路上設(shè)置有多路開關(guān)201和可編程增益放大器202，多路開關(guān)201在信號通路上的導(dǎo)通電阻R’隨輸入信號Vin而變化，Vout/Vin = -R2/(R1+R’)，因此，由于多路開關(guān)201的影響，造成輸出信號Vout失真。盡管可以通過增大CMOS芯片中多路開關(guān)201的面積來減小導(dǎo)通電阻R’， 但是仍然不能完全消除由此帶來的影響，而且還會使芯片面積增加，成本上升。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種可編程增益放大器電路及實(shí)現(xiàn)方法，能夠補(bǔ)償在PGA電路中MUX所產(chǎn)生的失真。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，一方面，提供了一種可編程增益放大器電路，包括可編程增益放大器，其特征在于，在所述可編程增益放大器的信號輸入通路上設(shè)置有多路開關(guān)，在所述多路開關(guān)和所述可編程增益放大器之間還設(shè)置有失真抵消單元；所述失真抵消單元用于抵消所述多路開關(guān)的開關(guān)電阻R'對所述可編程增益放大器的輸入信號Vin的影響。優(yōu)選地，上述的電路中，所述失真抵消單元包括第一放大器和第二放大器；所述第一放大器的正向端接地，所述第一放大器的負(fù)向端通過第一電阻Rl連接所述多路開關(guān)，所述第一放大器的負(fù)向端和所述第一放大器的輸出端之間連接有第二電阻 R2 ；所述第二放大器的正向端接地，所述第二放大器的負(fù)向端通過第三電阻R3連接所述第一放大器的輸出端，所述第二放大器的負(fù)向端和所述第二放大器的輸出端之間連接有第四電阻R4，所述第四電阻R4和所述第二放大器的輸出端之間設(shè)置有第二開關(guān)；其中，Rl = R2 = R3 = R4，所述第二放大器的輸出端連接所述可編程增益放大器。優(yōu)選地，上述的電路中，所述可編程增益放大器包括第三放大器；所述第三放大器的正向端接地，所述第三放大器的負(fù)向端通過第五可變電阻R5 連接所述第二放大器的輸出端，所述第三放大器的負(fù)向端和所述第三放大器的輸出端之間連接有第六可變電阻R6。
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優(yōu)選地，上述的電路中，所述多路開關(guān)由PMOS開關(guān)和NMOS開關(guān)組成。優(yōu)選地，上述的電路中，所述第一放大器、所述第二放大器和所述第三放大器具有相同的電路結(jié)構(gòu)。優(yōu)選地，上述的電路中，所述可編程增益放大器電路為CMOS電路。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明還提供一種可編程增益放大器電路的實(shí)現(xiàn)方法，所述電路包括可編程增益放大器，所述方法包括在所述可編程增益放大器的信號輸入通路上設(shè)置多路開關(guān)，在所述多路開關(guān)和所述可編程增益放大器之間還設(shè)置失真抵消單元；通過所述失真抵消單元抵消所述多路開關(guān)的開關(guān)電阻R'對所述可編程增益放大器的輸入信號Vin的影響。優(yōu)選地，上述的實(shí)現(xiàn)方法中，通過如下方式實(shí)現(xiàn)所述失真抵消單元所述失真抵消單元包括第一放大器和第二放大器；所述第一放大器的正向端接地，所述第一放大器的負(fù)向端通過第一電阻Rl連接所述多路開關(guān)，所述第一放大器的負(fù)向端和所述第一放大器的輸出端之間連接有第二電阻 R2 ；所述第二放大器的正向端接地，所述第二放大器的負(fù)向端通過第三電阻R3連接所述第一放大器的輸出端，所述第二放大器的負(fù)向端和所述第二放大器的輸出端之間連接有第四電阻R4，所述第四電阻R4和所述第二放大器的輸出端之間設(shè)置有第二開關(guān)；其中，Rl = R2 = R3 = R4，所述第二放大器的輸出端連接所述可編程增益放大器。優(yōu)選地，上述的實(shí)現(xiàn)方法中，通過如下方式實(shí)現(xiàn)所述可編程增益放大器所述可編程增益放大器包括第三放大器；所述第三放大器的正向端接地，所述第三放大器的負(fù)向端通過第五可變電阻R5 連接所述第二放大器的輸出端，所述第三放大器的負(fù)向端和所述第三放大器的輸出端之間連接有第六可變電阻R6。優(yōu)選地，上述的實(shí)現(xiàn)方法中，所述第一放大器、所述第二放大器和所述第三放大器采用相同的電路結(jié)構(gòu)。本發(fā)明至少存在以下技術(shù)效果1)通過失真抵消單元產(chǎn)生一個(gè)新的失真，補(bǔ)償MUX產(chǎn)生的失真，從而抵消MUX的影響，新的失真與MUX的失真完全相同，因此本發(fā)明比傳統(tǒng)方法能更有效，更徹底的減小失真。2)本發(fā)明實(shí)施例的可編程增益放大器的電路是在CMOS電路中實(shí)現(xiàn)的，并且通過使放大器A1、A2、A3采用完全相同的電路結(jié)構(gòu)，易于在標(biāo)準(zhǔn)CMOS電路中實(shí)現(xiàn)。


圖1為多路開關(guān)的結(jié)構(gòu)圖；圖2為多路開關(guān)應(yīng)用在PGA電路中的電路圖；圖3為本發(fā)明實(shí)施例提供的可編程增益放大器電路的電路圖。
具體實(shí)施方式
為使本發(fā)明實(shí)施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合附圖對具體實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)描述。為了消除多路開關(guān)在PGA電路中引起的信號失真，本發(fā)明實(shí)施例提供一種可編程增益放大器的電路，圖3為其電路圖，如圖所示，其包括可編程增益放大器302，在所述可編程增益放大器302的信號輸入通路上設(shè)置有多路開關(guān)301，在所述多路開關(guān)301和所述可編程增益放大器302之間還設(shè)置有失真抵消單元303 ；所述失真抵消單元303用于抵消所述多路開關(guān)的開關(guān)電阻R'對所述可編程增益放大器的輸入信號Vin的影響?？梢?，本發(fā)明是新增加一個(gè)失真抵消單元，產(chǎn)生與多路開關(guān)相同的失真，并且用它補(bǔ)償多路開關(guān)的失真，從而消除多路開關(guān)所產(chǎn)生的影響。本發(fā)明另一實(shí)施例中，所述失真抵消單元包括第一放大器Al和第二放大器A2 ；所述第一放大器Al的正向端接地，所述第一放大器Al的負(fù)向端通過第一電阻Rl 連接所述多路開關(guān)，所述第一放大器Al的負(fù)向端和所述第一放大器Al的輸出端之間連接有第二電阻R2;所述第二放大器A2的正向端接地，所述第二放大器A2的負(fù)向端通過第三電阻R3 連接所述第一放大器Al的輸出端，所述第二放大器A3的負(fù)向端和所述第二放大器A2的輸出端之間連接有第四電阻R4，所述第四電阻R4和所述第二放大器的輸出端之間設(shè)置有第二開關(guān)Km ；所述第二放大器的輸出端連接所述可編程增益放大器302。設(shè)定Rl = R2 = R3 =R4 = R0因此，第一放大器Al的輸出Voutl = -R/(R+R' )Vin ；第二放大器A2的輸出 Vout2 = -(R+R〃 )/R*Voutl ；其中R〃為Km的電阻，因?yàn)镽'與R"相對于R很小，所以開關(guān)Kl與Km中的MOS管的Vgs相等，R'與R"相等，S卩Vout2 = Vin。Vout2是沒有失真的信號，從而輸入可編程增益放大器302的是沒有失真的信號，多路開關(guān)301的影響被抵消了。所述可編程增益放大器302包括第三放大器A3 ；所述第三放大器A3的正向端接地，所述第三放大器A3的負(fù)向端通過第五可變電阻R5連接所述第二放大器A2的輸出端，所述第三放大器A3的負(fù)向端和所述第三放大器A3 的輸出端之間連接有第六可變電阻R6。從而通過第三放大器A3實(shí)現(xiàn)可編程增益放大器302 的功能。所述多路開關(guān)可以由PMOS開關(guān)和NMOS開關(guān)組成。所述可編程增益放大器電路為 CMOS電路。所述第一放大器Al、所述第二放大器A2和所述第三放大器A3具有相同的電路結(jié)構(gòu)，易于在標(biāo)準(zhǔn)CMOS電路中實(shí)現(xiàn)。本發(fā)明實(shí)施例還提供一種可編程增益放大器電路的實(shí)現(xiàn)方法，所述電路包括可編程增益放大器，所述方法包括步驟一，在所述可編程增益放大器的信號輸入通路上設(shè)置多路開關(guān)，在所述多路開關(guān)和所述可編程增益放大器之間還設(shè)置失真抵消單元；步驟二，通過所述失真抵消單元抵消所述多路開關(guān)的開關(guān)電阻R'對所述可編程增益放大器的輸入信號Vin的影響。
可見，本發(fā)明方法實(shí)施例中，通過產(chǎn)生一個(gè)新的失真，補(bǔ)償MUX產(chǎn)生的失真，從而抵消MUX的影響，新的失真與MUX的失真完全相同，因此本發(fā)明比傳統(tǒng)方法能更有效，更徹底的減小失真。其中，通過如下方式實(shí)現(xiàn)所述失真抵消單元所述失真抵消單元包括第一放大器和第二放大器；所述第一放大器的正向端接地，所述第一放大器的負(fù)向端通過第一電阻Rl 連接所述多路開關(guān)，所述第一放大器的負(fù)向端和所述第一放大器的輸出端之間連接有第二電阻R2 ；所述第二放大器的正向端接地，所述第二放大器的負(fù)向端通過第三電阻R3連接所述第一放大器的輸出端，所述第二放大器的負(fù)向端和所述第二放大器的輸出端之間連接有第四電阻R4，所述第四電阻R4和所述第二放大器的輸出端之間設(shè)置有第二開關(guān)；其中，Rl =R2 = R3 = R4，所述第二放大器的輸出端連接所述可編程增益放大器。其中，通過如下方式實(shí)現(xiàn)所述可編程增益放大器所述可編程增益放大器包括第三放大器；所述第三放大器的正向端接地，所述第三放大器的負(fù)向端通過第五可變電阻R5 連接所述第二放大器的輸出端，所述第三放大器的負(fù)向端和所述第三放大器的輸出端之間連接有第六可變電阻R6。其中，所述第一放大器Al、所述第二放大器A2和所述第三放大器A3采用相同的電路結(jié)構(gòu)，易于在標(biāo)準(zhǔn)CMOS電路中實(shí)現(xiàn)。由上可知，本發(fā)明實(shí)施例具有以下優(yōu)勢1)通過失真抵消單元產(chǎn)生一個(gè)新的失真，補(bǔ)償MUX產(chǎn)生的失真，從而抵消MUX的影響，新的失真與MUX的失真完全相同，因此本發(fā)明比傳統(tǒng)方法能更有效，更徹底的減小失
直
ο2)本發(fā)明實(shí)施例的可編程增益放大器的電路是在CMOS電路中實(shí)現(xiàn)的，并且通過使放大器A1、A2、A3采用完全相同的電路結(jié)構(gòu)，易于在標(biāo)準(zhǔn)CMOS電路中實(shí)現(xiàn)。以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤飾，這些改進(jìn)和潤飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種可編程增益放大器電路，包括可編程增益放大器，其特征在于，在所述可編程增益放大器的信號輸入通路上設(shè)置有多路開關(guān)，在所述多路開關(guān)和所述可編程增益放大器之間還設(shè)置有失真抵消單元；所述失真抵消單元用于抵消所述多路開關(guān)的開關(guān)電阻R'對所述可編程增益放大器的輸入信號Vin的影響。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可編程增益放大器電路，其特征在于，所述失真抵消單元包括第一放大器和第二放大器；所述第一放大器的正向端接地，所述第一放大器的負(fù)向端通過第一電阻Rl連接所述多路開關(guān)，所述第一放大器的負(fù)向端和所述第一放大器的輸出端之間連接有第二電阻R2 ；所述第二放大器的正向端接地，所述第二放大器的負(fù)向端通過第三電阻R3連接所述第一放大器的輸出端，所述第二放大器的負(fù)向端和所述第二放大器的輸出端之間連接有第四電阻R4，所述第四電阻R4和所述第二放大器的輸出端之間設(shè)置有第二開關(guān)；其中，Ri = R2 = R3 = R4，所述第二放大器的輸出端連接所述可編程增益放大器。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的可編程增益放大器電路，其特征在于，所述可編程增益放大器包括第三放大器；所述第三放大器的正向端接地，所述第三放大器的負(fù)向端通過第五可變電阻R5連接所述第二放大器的輸出端，所述第三放大器的負(fù)向端和所述第三放大器的輸出端之間連接有第六可變電阻R6。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的可編程增益放大器電路，其特征在于，所述多路開關(guān)由PMOS 開關(guān)和NMOS開關(guān)組成。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的可編程增益放大器電路，其特征在于，所述第一放大器、所述第二放大器和所述第三放大器具有相同的電路結(jié)構(gòu)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1、2、3、4或5所述的可編程增益放大器電路，所述可編程增益放大器電路為CMOS電路。
7.一種可編程增益放大器電路的實(shí)現(xiàn)方法，所述電路包括可編程增益放大器，其特征在于，所述方法包括在所述可編程增益放大器的信號輸入通路上設(shè)置多路開關(guān)，在所述多路開關(guān)和所述可編程增益放大器之間還設(shè)置失真抵消單元；通過所述失真抵消單元抵消所述多路開關(guān)的開關(guān)電阻R'對所述可編程增益放大器的輸入信號Vin的影響。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的實(shí)現(xiàn)方法，其特征在于，通過如下方式實(shí)現(xiàn)所述失真抵消單元所述失真抵消單元包括第一放大器和第二放大器；所述第一放大器的正向端接地，所述第一放大器的負(fù)向端通過第一電阻Rl連接所述多路開關(guān)，所述第一放大器的負(fù)向端和所述第一放大器的輸出端之間連接有第二電阻R2 ；所述第二放大器的正向端接地，所述第二放大器的負(fù)向端通過第三電阻R3連接所述第一放大器的輸出端，所述第二放大器的負(fù)向端和所述第二放大器的輸出端之間連接有第四電阻R4，所述第四電阻R4和所述第二放大器的輸出端之間設(shè)置有第二開關(guān)；其中，R1 = R2 = R3 = R4，所述第二放大器的輸出端連接所述可編程增益放大器。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的實(shí)現(xiàn)方法，其特征在于，通過如下方式實(shí)現(xiàn)所述可編程增益放大器所述可編程增益放大器包括第三放大器；所述第三放大器的正向端接地，所述第三放大器的負(fù)向端通過第五可變電阻R5連接所述第二放大器的輸出端，所述第三放大器的負(fù)向端和所述第三放大器的輸出端之間連接有第六可變電阻R6。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的實(shí)現(xiàn)方法，其特征在于，所述第一放大器、所述第二放大器和所述第三放大器采用相同的電路結(jié)構(gòu)。
全文摘要
本發(fā)明提供一種可編程增益放大器電路及實(shí)現(xiàn)方法，其中，可編程增益放大器電路包括可編程增益放大器，在所述可編程增益放大器的信號輸入通路上設(shè)置有多路開關(guān)，在所述多路開關(guān)和所述可編程增益放大器之間還設(shè)置有失真抵消單元；所述失真抵消單元用于抵消所述多路開關(guān)的開關(guān)電阻R′對所述可編程增益放大器的輸入信號Vin的影響。本發(fā)明能夠補(bǔ)償在PGA電路中MUX所產(chǎn)生的失真。
文檔編號H03G1/04GK102195580SQ20101012804
公開日2011年9月21日 申請日期2010年3月16日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月16日
發(fā)明者吳杰 申請人:北京中星微電子有限公司