CN112782454B - 快速峰值检测电路及设备 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种快速峰值检测电路及设备，所述方法通过峰值检测电路，用于检测待检测设备的信号峰值；反馈环路，用于控制所述峰值检测电路的工作状态；偏置电压电路，用于为所述峰值检测电路提供偏置电压，以使所述峰值检测电路输出信号检测结果，可以应用高速电路，能够快速检测信号峰值，改善切换频率变化快的大摆幅信号检测速度，用于增益控制或信号监控，解决了现有技术中传统信号检测电路无法快速有效的检测信号的技术问题。
Description
技术领域
本发明涉及通信技术领域，尤其涉及一种快速峰值检测电路及设备。
背景技术
在通信系统中，往往需要检测信号的输出峰值，用于调整系统或电路的工作状态；随着信号传输速率的提升，传统的信号检测电路无法快速有效的检测信号，无法应用于系统。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种快速峰值检测电路及设备，旨在解决现有技术中传统信号检测电路无法快速有效的检测信号的技术问题。
第一方面，本发明提供一种快速峰值检测方法，所述快速峰值检测方法包括以下步骤：
峰值检测电路，用于检测待检测设备的信号峰值；
反馈环路，用于控制所述峰值检测电路的工作状态；
偏置电压电路，用于为所述峰值检测电路提供偏置电压，以使所述峰值检测电路输出信号检测结果。
可选地，所述峰值检测电路包括第一三极管、第二三极管、第三三极管、第一场效应晶体管、第二场效应晶体管、第一电容、第二电容及负载电容；其中，
所述第一电容的第一端接收正极输入信号，所述第一三极管的基极与所述第一电容的第二端相连，所述第一三极管的发射极与所述第二三极管的发射极相连，所述第一三极管的发射极还与所述第三三极管的集电极相连，所述第二三极管的基极与所述第二电容的第一端相连，所述第二电容的第二端接收所述负极输入信号，所述第二电容的第二端还与所述偏置电压电路相连；所述第一三极管的集电极与所述第一场效应晶体管的源漏极相连，所述第一场效应晶体管的栅极与所述反馈电路相连，所述第二三极管的集电极与所述第二场效应晶体管的源漏极相连，所述第二场效应晶体管的栅极与所述反馈电路相连；所述第三三极管的基极与所述反馈环路相连，所述第三三极管的发射极接地，所述第三三极管的集电极与所述负载电容的第一端相连，所述负载电容的第二端接地，所述第三三极管的集电极与输出端口相连，用于输出信号检测结果。
可选地，所述反馈环路包括第四三极管、第五三极管、第六三极管、第三场效应晶体管、第四场效应晶体管、第五场效应晶体管及尾电流源；其中，
所述第三场效应晶体管的源漏极与所述第二场效应晶体管的源漏极相连，所述第三场效应晶体管的栅极与所述第二场效应晶体管的栅极相连，所述第四三极管的基极和集电极分别与所述第三场效应晶体管的源漏极相连；所述第四三极管的发射极与所述尾电流源的第一端相连，所述第四三极管的发射极还与所述第五三极管的发射极相连，所述尾电流源的第二端接地；所述第四场效应晶体管的栅极与所述第三场效应晶体管的栅极相连，所述第五三极管的集电极分别与所述第四场效应晶体管的源漏极相连；所述第五三极管的基极接收偏置电压；所述五场效应晶体管的漏极与所述第四场效应晶体管的源漏极相连，所述五场效应晶体管的栅极与所述第四场效应晶体管的栅极相连，所述五场效应晶体管的源极与所述第六三极管的基极和集电极相连，所述第六三极管的基极还与所述第三三极管的基极相连，所述第六三极管的发射极接地。
可选地，所述偏置电压电路包括第一电阻和第二电阻；其中，
所述第一电阻的第一端与所述第二电容的第二端相连，所述第一电阻的第二端接收共模电压，所述第二电阻的第一端接收正极输入信号，所述第二电阻的第二端接收共模电压。
可选地，所述共模电压通过所述第一电阻为所述第二三极管提供基极偏置电压，共模电压通过所述第二电阻为所述第一三极管提供基极偏置电压。
可选地，在检测待检测设备的输入信号摆幅增大时，通过所述第四场效应晶体管和所述第五场效应晶体管组成电流镜，以及所述第六三极管和所述第三三极管组成的电流镜加快所述负载电容的放电时间。
可选地，所述在所述输入信号摆幅增大时，所述第二三极管的集电极至发射极电流增大，所述第四三极管的集电极至发射极电流随之增大，所述第五三极管的集电极至发射极电流减小，经过所述第四场效应晶体管和所述第五场效应晶体管组成电流镜，所述第六三极管和所述第三三极管的集电极至发射极电流减小，再经过所述第六三极管和所述第三三极管组成的电流镜，所述第三三极管的集电极至发射极电流减小，加快所述负载电容的放电时间。
可选地，在检测待检测设备的输入信号摆幅减小时，通过所述第四场效应晶体管和所述第五场效应晶体管组成电流镜，以及所述第六三极管和所述第三三极管组成的电流镜加快所述负载电容的充电时间。
可选地，在所述输入信号摆幅减小时，所述第二三极管的集电极至发射极电流减小，所述第四三极管的集电极至发射极电流随之减小，所述第五三极管的集电极至发射极电流增大，经过所述第四场效应晶体管和所述第五场效应晶体管组成电流镜，所述第六三极管和所述第三三极管的集电极至发射极电流增大，再经过所述第六三极管和所述第三三极管组成的电流镜，所述第三三极管的集电极至发射极电流增大，加快所述负载电容的充电时间。
第二方面，为实现上述目的，本发明还提出一种快速峰值检测设备，所述快速峰值检测设备包括如上文所述的快速峰值检测电路。
本发明提出的快速峰值检测方法，通过峰值检测电路，用于检测待检测设备的信号峰值；反馈环路，用于控制所述峰值检测电路的工作状态；偏置电压电路，用于为所述峰值检测电路提供偏置电压，以使所述峰值检测电路输出信号检测结果，可以应用高速电路，能够快速检测信号峰值，改善切换频率变化快的大摆幅信号检测速度，用于增益控制或信号监控。
附图说明
图1为本发明快速峰值检测电路的电路结构示意图；
图2为本发明快速峰值检测电路的电路原理图。
本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明实施例的解决方案主要是：通过峰值检测电路，用于检测待检测设备的信号峰值；反馈环路，用于控制所述峰值检测电路的工作状态；偏置电压电路，用于为所述峰值检测电路提供偏置电压，以使所述峰值检测电路输出信号检测结果，可以应用高速电路，能够快速检测信号峰值，改善切换频率变化快的大摆幅信号检测速度，用于增益控制或信号监控，解决了现有技术中传统信号检测电路无法快速有效的检测信号的技术问题。
参照图1，图1为本发明快速峰值检测电路的电路结构示意图。
在第一实施例中，所述快速峰值检测电路包括以下步骤：
峰值检测电路10，用于检测待检测设备的信号峰值。
反馈环路20，用于控制所述峰值检测电路的工作状态。
偏置电压电路30，用于为所述峰值检测电路提供偏置电压，以使所述峰值检测电路输出信号检测结果。
需要说明的是，通过所述峰值检测电路能够检测到待检测设备的信号峰值，所述反馈环路能够控制所述峰值检测电路的工作状态，改变所述峰值检测电路中切换频率变化快的大摆放信号检测速度，从而进行增益控制或信号监控，所述偏置电压电路为所述峰值检测电路的主体部分，用于为所述峰值检测电路提供偏置电压，从而实现快速检测信号峰值。
本实施例通过上述方案，通过峰值检测电路，用于检测待检测设备的信号峰值；反馈环路，用于控制所述峰值检测电路的工作状态；偏置电压电路，用于为所述峰值检测电路提供偏置电压，以使所述峰值检测电路输出信号检测结果，可以应用高速电路，能够快速检测信号峰值，改善切换频率变化快的大摆幅信号检测速度，用于增益控制或信号监控。
进一步地，图2为本发明快速峰值检测电路的电路原理图。
如图2所示，所述峰值检测电路包括第一三极管Q1、第二三极管Q2、第三三极管Q3、第一场效应晶体管M1、第二场效应晶体管M2、第一电容C1、第二电容C2及负载电容Cload；其中，
所述第一电容C1的第一端接收正极输入信号Vin+，所述第一三极管Q1的基极与所述第一电容C1的第二端相连，所述第一三极管Q1的发射极与所述第二三极管Q2的发射极相连，所述第一三极管Q1的发射极还与所述第三三极管Q3的集电极相连，所述第二三极管Q2的基极与所述第二电容C2的第一端相连，所述第二电容C2的第二端接收所述负极输入信号Vin-，所述第二电容C2的第二端还与所述偏置电压电路相连；所述第一三极管Q1的集电极与所述第一场效应晶体管M1的源漏极相连，所述第一场效应晶体管M1的栅极与所述反馈电路相连，所述第二三极管Q2的集电极与所述第二场效应晶体管M2的源漏极相连，所述第二场效应晶体管M2的栅极与所述反馈电路相连；所述第三三极管Q3的基极与所述反馈环路相连，所述第三三极管Q3的发射极接地，所述第三三极管Q3的集电极与所述负载电容Cload的第一端相连，所述负载电容Cload的第二端接地，所述第三三极管Q3的集电极与输出端口vpd相连，用于输出信号检测结果。
需要说明的是，所述正极输入信号Vin+和所述负极输入信号Vin-可以是差分高速输入信号，差分高速输入信号通过所述第一电容C1输入至所述第一三极管Q1，差分高速输入信号通过所述第二电容C2输入至所述第二三极管Q2；通过所述峰值检测电路能够检测到待检测设备的信号峰值。
进一步的，所述反馈环路包括第四三极管Q4、第五三极管Q5、第六三极管Q6、第三场效应晶体管M3、第四场效应晶体管M4、第五场效应晶体管M5及尾电流源Ibias；其中，
所述第三场效应晶体管M3的源漏极与所述第二场效应晶体管M2的源漏极相连，所述第三场效应晶体管M3的栅极与所述第二场效应晶体管M2的栅极相连，所述第四三极管Q4的基极和集电极分别与所述第三场效应晶体管M3的源漏极相连；所述第四三极管Q4的发射极与所述尾电流源Ibias的第一端相连，所述第四三极管Q4的发射极还与所述第五三极管Q5的发射极相连，所述尾电流源Ibias的第二端接地；所述第四场效应晶体管M4的栅极与所述第三场效应晶体管M3的栅极相连，所述第五三极管Q5的集电极分别与所述第四场效应晶体管M4的源漏极相连；所述第五三极管Q5的基极接收偏置电压vref；所述五场效应晶体管M5的漏极与所述第四场效应晶体管M4的源漏极相连，所述五场效应晶体管M5的栅极与所述第四场效应晶体管M4的栅极相连，所述五场效应晶体管M5的源极与所述第六三极管Q6的基极和集电极相连，所述第六三极管Q6的基极还与所述第三三极管Q3的基极相连，所述第六三极管Q6的发射极接地。
可以理解的是，通过所述反馈电路控制峰值检测电路的工作状态，M2与反馈环路的M3栅极相连，组成电流镜，使得M3的源漏极电流镜像M2的源漏电流，Q4的集电极-发射极电流等于M3的源漏电流，通过所述第二场效应晶体管M2与所述第三场效应晶体管M3形成电流镜，可以根据所述电流镜使得所述第三场效应晶体管M3的源漏极电流镜像所述第二场效应晶体管M2的源漏电流，
应当理解的是，所述第四三极管Q4的集电极至发射极电流与所述第三场效应晶体管M3的源漏电流相等，所述第二场效应晶体管M2与所述第三场效应晶体管M3相连，组成电流镜，通过所述电流镜使得所述第三场效应晶体管M3的源漏极电流镜像所述第二场效应晶体管M2的源漏电流，所述第四三极管Q4的集电极至发射极电流与所述第三场效应晶体管M3的源漏电流相等；所述第四三极管Q4的发射极与所述第五三极管Q5的发射极相连，所述第四三极管Q4的发射极还与所述尾电流源Ibias相连，所述第五三极管Q5的基极与所述偏置电源相连。
进一步的，所述偏置电压电路包括第一电阻R1和第二电阻R2；其中，
所述第一电阻R1的第一端与所述第二电容C2的第二端相连，所述第一电阻R1的第二端接收共模电压VCM，所述第二电阻R2的第一端接收正极输入信号Vin+，所述第二电阻R2的第二端接收共模电压VCM。
需要说明的是，VCM电压通过电阻R1和R2为晶体管Q1和Q2提供基极偏置电压，Q1和Q2的发射极相连，通过电容Cload检测输入信号的峰值，得到输出信号Vpd，Vpd与差分信号摆幅成比例关系。
进一步的，所述共模电压VCM通过所述第一电阻R1为所述第二三极管Q2提供基极偏置电压，共模电压VCM通过所述第二电阻R2为所述第一三极管Q1提供基极偏置电压。
需要说明的是，所述偏置电源为所述第五三极管Q5提供基极偏置电压，所述第四场效应晶体管M4和所述第五场效应晶体管M5组成电流镜镜像所述第五三极管Q5的源漏电流，再经过所述第三三极管Q3和所述第六三极管Q6组成电流镜实现电流镜像。
进一步的，在检测待检测设备的输入信号摆幅增大时，通过所述第四场效应晶体管M4和所述第五场效应晶体管M5组成电流镜，以及所述第六三极管Q6和所述第三三极管Q3组成的电流镜加快所述负载电容Cload的放电时间。
所述在所述输入信号摆幅增大时，所述第二三极管Q2的集电极至发射极电流增大，所述第四三极管Q4的集电极至发射极电流随之增大，所述第五三极管Q5的集电极至发射极电流减小，经过所述第四场效应晶体管M4和所述第五场效应晶体管M5组成电流镜，所述第六三极管Q6和所述第三三极管Q3的集电极至发射极电流减小，再经过所述第六三极管Q6和所述第三三极管Q3组成的电流镜，所述第三三极管Q3的集电极至发射极电流减小，加快所述负载电容Cload的放电时间。
可以理解的是，M2与反馈环路的M3栅极相连，组成电流镜，使得M3的源漏极电流镜像M2的源漏电流，Q4的集电极-发射极电流等于M3的源漏电流。晶体管Q4与Q5发射极相连，连接到尾电流源Ibias，Vref为Q5提供基极偏置电压，M4和M5组成电流镜镜像Q5的源漏电流，再经过Q3和Q6组成电流镜实现电流镜像。
进一步的，在检测待检测设备的输入信号摆幅减小时，通过所述第四场效应晶体管M4和所述第五场效应晶体管M5组成电流镜，以及所述第六三极管Q6和所述第三三极管Q3组成的电流镜加快所述负载电容Cload的充电时间。
在所述输入信号摆幅减小时，所述第二三极管Q2的集电极至发射极电流减小，所述第四三极管Q4的集电极至发射极电流随之减小，所述第五三极管Q5的集电极至发射极电流增大，经过所述第四场效应晶体管M4和所述第五场效应晶体管M5组成电流镜，所述第六三极管Q6和所述第三三极管Q3的集电极至发射极电流增大，再经过所述第六三极管Q6和所述第三三极管Q3组成的电流镜，所述第三三极管Q3的集电极至发射极电流增大，加快所述负载电容Cload的充电时间。
可以理解的是，当输入信号摆幅增大时，Q2的集电极-发射极电流增大，Q4的集电极-发射极电流随之增大，Q5的集电极-发射极电流减小，经过M4和M5组成的电流镜，Q6的Q3的集电极-发射极电流减小，再经过Q6和Q3组成的电流镜，Q3的集电极-发射极电流减小，从而加快Cload的放电时间；当输入信号摆幅减小时，情况相反，Q2的集电极-发射极电流减小，Q4的集电极-发射极电流随之减小，Q5的集电极-发射极电流增大，经过M4和M5组成的电流镜，Q6的Q3的集电极-发射极电流增大，再经过Q6和Q3组成的电流镜，Q3的集电极-发射极电流增大，从而加快Cload的充电时间，从而实现快速检测。
相应地，对应存在一种快速峰值检测设备，能够实现快速峰值检测电路，从而快速检测信号峰值，从而改善切换频率变化快的大摆幅信号检测速度，进而对待检测设备增益控制或信号监控。
本实施例通过上述方案，通过峰值检测电路，用于检测待检测设备的信号峰值；反馈环路，用于控制所述峰值检测电路的工作状态；偏置电压电路，用于为所述峰值检测电路提供偏置电压，以使所述峰值检测电路输出信号检测结果，可以应用高速电路，能够快速检测信号峰值，改善切换频率变化快的大摆幅信号检测速度，用于增益控制或信号监控。
Claims (9)
1.一种快速峰值检测电路，其特征在于，所述快速峰值检测电路包括：
峰值检测电路，用于检测待检测设备的信号峰值；
反馈环路，用于控制所述峰值检测电路的工作状态；
偏置电压电路，用于为所述峰值检测电路提供偏置电压，以使所述峰值检测电路输出信号检测结果；
其中，所述峰值检测电路包括第一三极管、第二三极管、第三三极管、第一场效应晶体管、第二场效应晶体管、第一电容、第二电容及负载电容；其中，
所述第一电容的第一端接收正极输入信号，所述第一三极管的基极与所述第一电容的第二端相连，所述第一三极管的发射极与所述第二三极管的发射极相连，所述第一三极管的发射极还与所述第三三极管的集电极相连，所述第二三极管的基极与所述第二电容的第一端相连，所述第二电容的第二端接收负极输入信号，所述第二电容的第二端还与所述偏置电压电路相连；所述第一三极管的集电极与所述第一场效应晶体管的源漏极相连，所述第一场效应晶体管的栅极与所述反馈环路相连，所述第二三极管的集电极与所述第二场效应晶体管的源漏极相连，所述第二场效应晶体管的栅极与所述反馈环路相连；所述第三三极管的基极与所述反馈环路相连，所述第三三极管的发射极接地，所述第三三极管的集电极与所述负载电容的第一端相连，所述负载电容的第二端接地，所述第三三极管的集电极与输出端口相连，用于输出信号检测结果。
2.如权利要求1所述的快速峰值检测电路，其特征在于，所述反馈环路包括第四三极管、第五三极管、第六三极管、第三场效应晶体管、第四场效应晶体管、第五场效应晶体管及尾电流源；其中，
所述第三场效应晶体管的源漏极与所述第二场效应晶体管的源漏极相连，所述第三场效应晶体管的栅极与所述第二场效应晶体管的栅极相连，所述第四三极管的基极和集电极分别与所述第三场效应晶体管的源漏极相连；所述第四三极管的发射极与所述尾电流源的第一端相连，所述第四三极管的发射极还与所述第五三极管的发射极相连，所述尾电流源的第二端接地；所述第四场效应晶体管的栅极与所述第三场效应晶体管的栅极相连，所述第五三极管的集电极分别与所述第四场效应晶体管的源漏极相连；所述第五三极管的基极接收偏置电压；所述五场效应晶体管的漏极与所述第四场效应晶体管的源漏极相连，所述五场效应晶体管的栅极与所述第四场效应晶体管的栅极相连，所述五场效应晶体管的源极与所述第六三极管的基极和集电极相连，所述第六三极管的基极还与所述第三三极管的基极相连，所述第六三极管的发射极接地。
3.如权利要求1所述的快速峰值检测电路，其特征在于，所述偏置电压电路包括第一电阻和第二电阻；其中，
所述第一电阻的第一端与所述第二电容的第二端相连，所述第一电阻的第二端接收共模电压，所述第二电阻的第一端接收正极输入信号，所述第二电阻的第二端接收共模电压。
4.如权利要求3所述的快速峰值检测电路，其特征在于，所述共模电压通过所述第一电阻为所述第二三极管提供基极偏置电压，共模电压通过所述第二电阻为所述第一三极管提供基极偏置电压。
5.如权利要求2所述的快速峰值检测电路，其特征在于，在检测待检测设备的输入信号摆幅增大时，通过所述第四场效应晶体管和所述第五场效应晶体管组成电流镜，以及所述第六三极管和所述第三三极管组成的电流镜加快所述负载电容的放电时间。
6.如权利要求5所述的快速峰值检测电路，其特征在于，所述在检测所述待检测设备的输入信号摆幅增大时，所述第二三极管的集电极至发射极电流增大，所述第四三极管的集电极至发射极电流随之增大，所述第五三极管的集电极至发射极电流减小，经过所述第四场效应晶体管和所述第五场效应晶体管组成电流镜，所述第六三极管和所述第三三极管的集电极至发射极电流减小，再经过所述第六三极管和所述第三三极管组成的电流镜，所述第三三极管的集电极至发射极电流减小，加快所述负载电容的放电时间。
7.如权利要求2所述的快速峰值检测电路，其特征在于，在检测待检测设备的输入信号摆幅减小时，通过所述第四场效应晶体管和所述第五场效应晶体管组成电流镜，以及所述第六三极管和所述第三三极管组成的电流镜加快所述负载电容的充电时间。
8.如权利要求7所述的快速峰值检测电路，其特征在于，在所述输入信号摆幅减小时，所述第二三极管的集电极至发射极电流减小，所述第四三极管的集电极至发射极电流随之减小，所述第五三极管的集电极至发射极电流增大，经过所述第四场效应晶体管和所述第五场效应晶体管组成电流镜，所述第六三极管和所述第三三极管的集电极至发射极电流增大，再经过所述第六三极管和所述第三三极管组成的电流镜，所述第三三极管的集电极至发射极电流增大，加快所述负载电容的充电时间。
9.一种快速峰值检测设备，其特征在于，所述快速峰值检测设备包括如权利要求1-8任一项所述的快速峰值检测电路。
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2020
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