CN104682946A - 一种差分信号转单端信号电路 - Google Patents

一种差分信号转单端信号电路 Download PDF

Info

Publication number
CN104682946A
CN104682946A CN201510096504.2A CN201510096504A CN104682946A CN 104682946 A CN104682946 A CN 104682946A CN 201510096504 A CN201510096504 A CN 201510096504A CN 104682946 A CN104682946 A CN 104682946A
Authority
CN
China
Prior art keywords
signal
transistor
current
amplifying stage
differential
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201510096504.2A
Other languages
English (en)
Other versions
CN104682946B (zh
Inventor
王明华
刘昱
张海英
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ruili Flat Core Microelectronics Guangzhou Co Ltd
Original Assignee
Institute of Microelectronics of CAS
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Institute of Microelectronics of CAS filed Critical Institute of Microelectronics of CAS
Priority to CN201510096504.2A priority Critical patent/CN104682946B/zh
Publication of CN104682946A publication Critical patent/CN104682946A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN104682946B publication Critical patent/CN104682946B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Landscapes

  • Amplifiers (AREA)

Abstract

本发明公开了一种差分信号转单端信号电路，所述差分信号转单端信号电路包括：第一放大级、第二放大级和反馈电阻；所述第一放大级接收输入差分信号，输出一路电压信号与一路电流信号；所述第二放大级的同相输入端与所述第一放大级的输出信号电压相连，所述第二放大级的反相输入端与所述第一放大级的输出信号电流相连；所述反馈电阻连接所述第二放大级的反相输入端与输出端，将所述第一放大级的输出电流信号转换为电压信号，并作为最终单端信号输出。

Description

一种差分信号转单端信号电路
技术领域
本发明涉及电子电路技术领域，尤其涉及一种差分信号转单端信号电路。
背景技术
在电子电路中，通常采用差分信号电路设计，来提高电路抗共模干扰或噪声能力，提高输出信号摆幅，改善偶次失真。大多数情况下，需要将经过电路处理后的差分信号转为单端信号，进行其他处理，或方便测量，这就需要差分信号转单端信号电路。差分信号转单端信号电路应该具有高输入阻抗，避免对核心电路形成负载效应。同时应该具有好的线性度。在一些要求低功耗应用领域，还应该尽量消耗少的电流。
发明内容
本发明提供一种差分信号转单端信号电路，用于将输入差分信号转换为单端输出信号。
所述差分信号转单端信号电路包括：第一放大级、第二放大级和反馈电阻；
所述第一放大级接收输入差分信号，输出一路电压信号与一路电流信号；
所述第二放大级的同相输入端与所述第一放大级的输出信号电压相连，所述第二放大级的反相输入端与所述第一放大级的输出信号电流相连；
所述反馈电阻连接所述第二放大级的反相输入端与输出端，将所述第一放大级的输出电流信号转换为电压信号，并作为最终单端信号输出。
进一步地，所述第一放大级包括两个电流源、电阻源极负反馈差分输入跨导级、电阻负载和电流源负载；
所述两个电流源分别为所述第一放大级差分两侧支路提供偏置电流；
所述电阻源极负反馈差分输入跨导级将输入差分电压信号转换为差分电流；所述电阻源极负反馈差分输入跨导级输出的一侧与所述电阻负载相连，将该侧电流信号转为电压信号；所述电阻源极负反馈差分输入跨导级输出的另一侧与所述电流源负载相连；
所述电流源负载为所述电阻源极负反馈差分输入跨导级输出的另一侧电流信号提供高的输出阻抗，使得所述第一放大级的另一侧输出电流信号。
进一步地，第一晶体管与第二晶体管构成所述两个电流源，分别为所述第一放大级差分两侧支路提供偏置电流；第三晶体管的栅极与第四晶体管的栅极接收输入差分信号；第三晶体管的源极与第一晶体管的漏极相连，第四晶体管的源极与第二晶体管的漏极相连；源极负反馈电阻跨接在第三晶体管的源极与第四晶体管的源极之间；第三晶体管、第四晶体管、源极负反馈电阻构成所述电阻源极负反馈差分输入跨导级；第三晶体管的漏极与所述电阻负载相连，将第三晶体管输出的电流信号转换为电压信号；第四晶体管的漏极与所述电流源负载相连，所述电流源负载为第四晶体管输出的电流信号提供高阻，连接点为所述第一放大级的电流信号输出点。
可选地，所述第二放大级为差分输入单端输出放大器。
可选地，所述第二放大级为折叠共源共栅放大器。
本发明提供的差分信号转单端信号电路，该电路结构具有结构简单、低功耗、高线性度的好处，特别适用于低功耗电路系统中。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
图1为本发明实施例提供的差分信号转单端信号电路结构框图；
图2为图1中第一放大级的电路原理示意图；
图3为图1中第二放大级的电路原理示意图；
图4为图1中差分信号转单端信号电路的差分输入信号与单端输出信号的瞬态仿真图；
图5为图1中差分信号转单端信号电路的增益幅频曲线仿真图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明实施例提供一种差分信号转单端信号电路，用于将输入差分信号转换为单端输出信号。
如图1所示，所述差分信号转单端信号电路包括：第一放大级、第二放大级和反馈电阻Rf；
所述第一放大级接收输入差分信号VIN+与VIN-，输出一路电压信号VO1+与一路电流信号VO1-；
所述第二放大级的同相输入端VI2+与所述第一放大级的输出电压信号VO1+相连，所述第二放大级的反相输入端VI2-与所述第一放大级的输出电流信号VO1-相连；
所述反馈电阻Rf连接所述第二放大级的反相输入端VI2-与输出端VO，将第一放大级输出电流信号VO1-转换为电压信号Vout，并作为最终单端信号输出。
所述第一放大级包括两个电流源、电阻源极负反馈差分输入跨导级、电阻负载和电流源负载；所述两个电流源分别为第一放大级差分两侧支路提供偏置电流；所述电阻源极负反馈差分输入跨导级将输入差分电压信号转换为差分电流；电阻源极负反馈提高输入跨导级的线性度；所述电阻源极负反馈差分输入跨导级输出的一侧与所述电阻负载相连，将该侧电流信号转为电压信号；所述电阻源极负反馈差分输入跨导级输出的另一侧与所述电流源负载相连；所述电流源负载为所述电阻源极负反馈差分输入跨导级输出的另一侧电流信号提供高的输出阻抗，使得第一放大级的另一侧输出电流信号。
如图2所示，第一晶体管M1与第二晶体管M2构成两个电流源，分别为所述第一放大级差分两侧支路提供偏置电流；第三晶体管M3的栅极与第四晶体管M4的栅极接收输入差分信号；第三晶体管M3的源极与第一晶体管M1的漏极相连，第四晶体管M4的源极与第二晶体管M2的漏极相连；源极负反馈电阻Rs跨接在第三晶体管M3的源极与第四晶体管M4的源极之间；第三晶体管M3、第四晶体管M4、源极负反馈电阻Rs构成电阻源极负反馈差分输入跨导级；第三晶体管M3的漏极与电阻负载Rd相连，将第三晶体管M3输出的电流信号转换为电压信号VO1+；第四晶体管M4的漏极与电流源负载M5相连，电流源负载M5为第四晶体管M4输出的电流信号提供高阻，连接点为所述第一放大级的电流信号输出点VO1-；
如图3所示，所述第二放大级为差分输入单端输出放大器。
可选地，所述第二放大级为折叠共源共栅放大器，能够实现差分放大，单端输出，提供足够的直流增益与增益带宽积。
图1中差分信号转单端信号电路的低频增益为：
Gain = g m 3,4 ( R d + R f ) / 2 1 + g m 3,4 R s / 2
其中，gm3,4为第三晶体管M3与第四晶体管M4的跨导。通过设置第三晶体管M3与第四晶体管M4的跨导gm3,4、反馈电阻Rf、源极负反馈电阻Rs、电阻负载Rd的大小来设定图1中差分信号转单端信号电路的低频增益的大小。
图4为图1中差分信号转单端信号电路在一定电路参数下的差分输入信号与单端输出信号的瞬态仿真图，其中，M1表示输入差分信号单边电压幅值，图M0表示输出单端信号电压幅值。由图4可以看出，图1中的电路实现了差分信号到单端信号的转换，并且具有两倍的增益。
图5为图1中差分信号转单端信号电路在同样电路参数下的增益幅频曲线仿真图，其中，M0表示图1中的电路的低频增益。由图5可以看出，图1中的电路具有6dB或两倍的低频增益。
本发明实施例提供的差分信号转单端信号电路，该电路结构具有结构简单、低功耗、高线性度的好处，特别适用于低功耗电路系统中。
需要说明的是，用于说明本发明实施例的附图中的晶体管，在不改变拓扑结构下，将N型晶体管替换为P型晶体管，将P型晶体管替换为N型晶体管，电源替换为地，地替换为电源，同样可以实现本发明所描述的差分信号转单端信号的功能。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (5)

1.一种差分信号转单端信号电路，其特征在于，所述差分信号转单端信号电路包括：第一放大级、第二放大级和反馈电阻；
所述第一放大级接收输入差分信号，输出一路电压信号与一路电流信号；
所述第二放大级的同相输入端与所述第一放大级的输出信号电压相连，所述第二放大级的反相输入端与所述第一放大级的输出信号电流相连；
所述反馈电阻连接所述第二放大级的反相输入端与输出端，将所述第一放大级的输出电流信号转换为电压信号，并作为最终单端信号输出。
2.根据权利要求1所述的差分信号转单端信号电路，其特征在于，所述第一放大级包括两个电流源、电阻源极负反馈差分输入跨导级、电阻负载和电流源负载；
所述两个电流源分别为所述第一放大级差分两侧支路提供偏置电流；
所述电阻源极负反馈差分输入跨导级将输入差分电压信号转换为差分电
流；所述电阻源极负反馈差分输入跨导级输出的一侧与所述电阻负载相连，将该侧电流信号转为电压信号；所述电阻源极负反馈差分输入跨导级输出的另一侧与所述电流源负载相连；
所述电流源负载为所述电阻源极负反馈差分输入跨导级输出的另一侧电流信号提供高的输出阻抗，使得所述第一放大级的另一侧输出电流信号。
3.根据权利要求2所述的差分信号转单端信号电路，其特征在于，第一晶体管与第二晶体管构成所述两个电流源，分别为所述第一放大级差分两侧支路提供偏置电流；第三晶体管的栅极与第四晶体管的栅极接收输入差分信号；第三晶体管的源极与第一晶体管的漏极相连，第四晶体管的源极与第二晶体管的漏极相连；源极负反馈电阻跨接在第三晶体管的源极与第四晶体管的源极之间；第三晶体管、第四晶体管、源极负反馈电阻构成所述电阻源极负反馈差分输入跨导级；第三晶体管的漏极与所述电阻负载相连，将第三晶体管输出的电流信号转换为电压信号；第四晶体管的漏极与所述电流源负载相连，所述电流源负载为第四晶体管输出的电流信号提供高阻，连接点为所述第一放大级的电流信号输出点。
4.根据权利要求1所述的差分信号转单端信号电路，其特征在于，所述第二放大级为差分输入单端输出放大器。
5.根据权利要求4所述的差分信号转单端信号电路，其特征在于，所述第二放大级为折叠共源共栅放大器。
CN201510096504.2A 2015-03-04 2015-03-04 一种差分信号转单端信号电路 Active CN104682946B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201510096504.2A CN104682946B (zh) 2015-03-04 2015-03-04 一种差分信号转单端信号电路

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201510096504.2A CN104682946B (zh) 2015-03-04 2015-03-04 一种差分信号转单端信号电路

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN104682946A true CN104682946A (zh) 2015-06-03
CN104682946B CN104682946B (zh) 2017-10-17

Family

ID=53317602

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201510096504.2A Active CN104682946B (zh) 2015-03-04 2015-03-04 一种差分信号转单端信号电路

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN104682946B (zh)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106026936A (zh) * 2016-04-29 2016-10-12 无锡中感微电子股份有限公司 全差分运算放大器
CN107196612A (zh) * 2017-05-22 2017-09-22 电子科技大学 一种具有高增益特性的推挽放大器
CN116299126A (zh) * 2023-05-16 2023-06-23 上海安其威微电子科技有限公司 校准电路、系统、方法、控制单元、存储介质、程序产品

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20030085737A1 (en) * 2001-11-08 2003-05-08 Tinsley Steven J. Innovative high speed LVDS driver circuit
CN101562430A (zh) * 2009-05-19 2009-10-21 中国电子科技集团公司第二十四研究所 差分输入信号接收电路
CN103346773A (zh) * 2013-07-10 2013-10-09 昆山锐芯微电子有限公司 电平转换电路

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20030085737A1 (en) * 2001-11-08 2003-05-08 Tinsley Steven J. Innovative high speed LVDS driver circuit
CN101562430A (zh) * 2009-05-19 2009-10-21 中国电子科技集团公司第二十四研究所 差分输入信号接收电路
CN103346773A (zh) * 2013-07-10 2013-10-09 昆山锐芯微电子有限公司 电平转换电路

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106026936A (zh) * 2016-04-29 2016-10-12 无锡中感微电子股份有限公司 全差分运算放大器
CN106026936B (zh) * 2016-04-29 2019-02-15 无锡中感微电子股份有限公司 全差分运算放大器
CN107196612A (zh) * 2017-05-22 2017-09-22 电子科技大学 一种具有高增益特性的推挽放大器
CN107196612B (zh) * 2017-05-22 2019-07-02 电子科技大学 一种具有高增益特性的推挽放大器
CN116299126A (zh) * 2023-05-16 2023-06-23 上海安其威微电子科技有限公司 校准电路、系统、方法、控制单元、存储介质、程序产品
CN116299126B (zh) * 2023-05-16 2023-08-29 上海安其威微电子科技有限公司 校准电路、系统、方法、控制单元、存储介质、程序产品

Also Published As

Publication number Publication date
CN104682946B (zh) 2017-10-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8378750B2 (en) Class AB amplifiers
CN101662264B (zh) 一种低功耗大摆幅开关型运算放大器
CN103051298A (zh) 可编程增益放大电路和可编程增益放大器
CN104579235B (zh) 一种低功耗跨导电容(Gm‑C) 双二次结构滤波器
CN101917169A (zh) 高带宽低功耗频率补偿三级运算放大器
CN103414442A (zh) 基于斩波技术的高精度全差分放大器
CN104682946A (zh) 一种差分信号转单端信号电路
CN105720930A (zh) 一种单端输入双端输出的增益可调的低噪声放大器
CN105450179A (zh) 包括低噪声跨阻放大器级的用于射频信号接收链的电子设备
CN103219952A (zh) 一种采用噪声抵消技术的宽带低噪声放大器
CN104779930A (zh) 一种应用于高阻抗电流源负载差模放大电路的高增益共模反馈回路
CN102340295B (zh) 一种宽带有源巴伦电路
CN102332866B (zh) 高线性度上混频器
CN104348431A (zh) 共模反馈的差分放大电路及方法、集成电路
CN203747786U (zh) 用于全差分信号的电平转换电路
CN103001596A (zh) 一种带输出共模失调校正的增益可编程的全差分放大器
CN103269206A (zh) 一种放大器输出限幅电路
CN202374224U (zh) 基于共模反馈的可变增益自适应偏置功率放大器
CN105207633A (zh) 功率放大器
CN111800152B (zh) 一种用于接收机中提取接收信号强度的电路
CN102739174B (zh) 一种跨导放大器、电阻、电感以及滤波器
CN204334505U (zh) 可变增益差动放大电路
CN204216854U (zh) 一种应用于跨阻放大电路中的分相电路
CN106330111A (zh) 音频设备驱动放大器
CN203278751U (zh) 一种放大器输出限幅电路

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20201217

Address after: 510000 601, building a, 136 Kaiyuan Avenue, Huangpu District, Guangzhou City, Guangdong Province

Patentee after: AoXin integrated circuit technology (Guangdong) Co.,Ltd.

Address before: 100029 Beijing city Chaoyang District Beitucheng West Road No. 3

Patentee before: Institute of Microelectronics, Chinese Academy of Sciences

TR01 Transfer of patent right
TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20220425

Address after: 510000 room 710, Jianshe building, No. 348, Kaifa Avenue, Huangpu District, Guangzhou, Guangdong

Patentee after: Ruili flat core Microelectronics (Guangzhou) Co.,Ltd.

Address before: 510000 601, building a, 136 Kaiyuan Avenue, Huangpu District, Guangzhou City, Guangdong Province

Patentee before: AoXin integrated circuit technology (Guangdong) Co.,Ltd.

TR01 Transfer of patent right