CN117411449A - 电流采样放大电路、芯片和电子设备 - Google Patents
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Abstract
本申请提供一种电流采样放大电路、芯片和电子设备,涉及电子电路技术领域,电流采样放大电路包括:第一放大模块和第二放大模块,第一放大模块包括采样电阻和电流放大器,所述第二放大模块包括电压放大器;待采样电流信号流经所述采样电阻,所述电流放大器的正输入端通过第一电阻连接所述采样电阻的一端,所述电流放大器的负输入端通过第二电阻连接所述采样电阻的另一端;所述电流放大器的输出端通过第一MOS管连接所述第二放大模块的输入端,所述第一MOS管用于输出第一信号至所述电压放大器;所述电压放大器用于对所述第一信号进行放大,输出第二信号。本申请可以实现对电流的单端采集和单端放大输出,结构简单,成本低。
Description
技术领域
本发明涉及电子电路技术领域,特别是涉及一种电流采样放大电路、芯片和电子设备。
背景技术
信号放大是电子电路技术中常用的技术手段,例如通过设置 MOS管组成的全差分放大电路来对输入电压进行放大,然而 MOS管为压控元件,通常在MOS电路设计过程中采用电压控制型,但是实际运用中,也需要对电流进行直接放大。
然而,相关技术中在对电流进行测量放大的过程中,会存在测量支路的分流以及电流不稳定等问题使得对电流进行放大和检测的工作存在困难,不能获取到电流的真实值,尤其在单电阻采样方面,一些技术中是将电流通过单电阻采样转换成双端输出来实现电流采样,但是双端输出会带来设计困难,电路结构复杂、信号处理困难、芯片面积大等问题。
因此,亟需一种新的电流采样放大电路来实现单电阻电路中电流的采样和放大。
需要说明的是,上述的陈述仅用于提供与本申请有关的背景技术信息,而不必然的构成现有技术。
发明内容
有鉴于此,本申请的目的在于提出一种电流采样放大电路、芯片和电子设备,本申请能够针对性的解决现有对单端电流采集电路结构复杂的问题。
基于上述目的,第一方面,本申请提出了一种电流采样放大电路,包括:第一放大模块和第二放大模块,第一放大模块包括采样电阻和电流放大器,所述第二放大模块包括电压放大器;待采样电流信号流经所述采样电阻,所述电流放大器的正输入端通过第一电阻连接所述采样电阻的一端,所述电流放大器的负输入端通过第二电阻连接所述采样电阻的另一端;所述电流放大器的输出端通过第一MOS管连接所述第二放大模块的输入端,所述第一MOS管用于输出第一信号至所述电压放大器;所述电压放大器用于对所述第一信号进行放大,输出第二信号。
在一些实施例中,所述电流放大器包括多个三极管,多个三极管形成电流放大结构;所述电流放大器的正输入端和输出端之间设置有正反馈回路;所述电流放大器的负输入端和输出端之间设置有负反馈回路。
在一些实施例中,所述负反馈回路包括第二MOS管、第一偏置模块和第一开关管;所述第二MOS管的栅极输入偏置电压,所述第二MOS管的源极与所述电流放大器连接,所述第二MOS管的漏极连接所述第一偏置模块;所述第一偏置模块连接所述第一开关管的第二端,所述第一开关管的第一端连接使能控制信号,所述第一开关管的第三端连接所述第一MOS管的栅极,所述第一MOS管的漏极连接所述电流放大器的正向输入端,所述第一MOS管的源极连接所述电流放大器的输出端。
在一些实施例中,所述电压放大器包括一级放大模块和二级放大模块;所述一级放大模块的输入端连接所述第一放大模块,所述一级放大模块的输出端包括第一输出端和第二输出端,所述一级放大模块的第一输出端和第二输出端分别连接所述二级放大模块的两输入端,所述二级放大模块基于所述一级放大模块的输出信号输出所述第二信号。
在一些实施例中,所述一级放大模块包括共模负反馈电路,所述共模负反馈电路包括共模负反馈放大器,所述共模负反馈放大器的第一输入端连接所述一级放大模块的第一输出端,所述共模负反馈放大器的第二输入端连接所述一级放大模块的第二输出端,所述共模负反馈放大器的第三输入端输入所述一级放大模块的共模信号,所述共模负反馈放大器的输出端通过第三MOS管和第四MOS管分别连接至所述一级放大模块的第一输出端和第二输出端。
在一些实施例中,所述共模负反馈放大器还包括电源输入端和自适应调节电阻;所述自适应调节电阻包括第一调节电阻和第二调节电阻,所述第一调节电阻的一端通过第五MOS管连接所述电源输入端,所述第二调节电阻的一端通过第六MOS管连接所述电源输入端,所述第五MOS管的栅极、第六MOS管的栅极、所述第一调节电阻的另一端和所述第二调节电阻的另一端连接。
在一些实施例中,所述二级放大模块包括缓冲器电路和电流镜放大电路,所述缓冲器电路连接所述电流镜放大电路,用于将所述一级放大模块的输出信号传输至所述电流镜放大电路;所述缓冲器电路包括第一缓冲器、第二缓冲器、第三缓冲器和第四缓冲器,所述第一缓冲器的输入端和所述第二缓冲器的输入端连接一级放大模块的第二输出端,所述第三缓冲器的输入端和所述第四缓冲器的输入端连接一级放大模块的第一输出端,所述第一缓冲器、第二缓冲器、第三缓冲器和第四缓冲器的输出端通过第三电阻连接;其中,所述第一缓冲器和所述第二缓冲器输出相反的信号;所述第三缓冲器和所述第四缓冲器输出相反的信号。
在一些实施例中,所述二级放大模块还包括电压反馈模块,所述电压反馈模块的一端连接所述二级放大模块的输出端,所述电压反馈模块的另一端连接至所述一级放大模块的输入端。
第二方面,还提供了一种芯片,所述芯片包括第一方面中任一项所述的电流采样放大电路。
第三方面,还提供了一种电子设备,包括第一方面中任一项所述的电流采样放大电路。
总的来说,本申请至少存在以下有益效果:
本申请实施例提供一种电流采样放大电路,可以实现单输入电流的采样和放大,并以单端的形式输出,可以节省相关技术中将单输入电流转换成双端而附加设计的双端共模处理电路,结构简单,成本低。且本申请实施例的电流采样放大电路的电路结构中设置多种反馈电路,其反馈性能更强,电路更加稳定。
上述说明仅是本申请技术方案的概述,为了能够更清楚了解本申请的技术手段,而可依照说明书的内容予以实施,并且为了让本申请的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂,以下特举本申请的具体实施方式。
附图说明
在附图中,除非另外规定,否则贯穿多个附图相同的附图标记表示相同或相似的部件或元素。这些附图不一定是按照比例绘制的。应该理解,这些附图仅描绘了根据本申请公开的一些实施方式,而不应将其视为是对本申请范围的限制。而且在全部附图中,用相同的附图标号表示相同的部件。
图1示出本申请实施例提供的一种电流采样放大电路的结构示意图;
图2示出本申请实施例提供的第一放大模块的电路结构示意图;
图3示出本申请实施例提供的电压放大器的电路结构示意图;
图4示出本申请实施例提供的共模负反馈放大器的电路结构示意图;
图5示出本申请实施例提供的一缓冲器的电路结构示意图;
图6示出本申请实施例提供的另一缓冲器的电路结构示意图;
图7示出了本申请一实施例所提供的一种电子设备的结构示意图;
图8示出了本申请一实施例所提供的一种存储介质的示意图。
具体实施方式
下面将结合附图对本申请技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本申请的技术方案,因此只作为示例,而不能以此来限制本申请的保护范围。
除非另有定义,本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同;本文中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的,不是旨在于限制本申请;本申请的说明书和权利要求书及上述附图说明中的术语“包括”和“具有”以及它们的任何变形,意图在于覆盖不排他的包含。
在本申请实施例的描述中,技术术语“第一”“第二”等仅用于区别不同对象,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量、特定顺序或主次关系。在本申请实施例的描述中,“多个”的含义是两个以上,除非另有明确具体的限定。
在本文中提及“实施例”意味着,结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本申请的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例,也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是,本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。
在本申请实施例的描述中,术语“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系,表示可以存在三种关系,例如A和/或B,可以表示:单独存在A,同时存在A和B,单独存在B这三种情况。另外,本文中字符“/”,一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
在本申请实施例的描述中,术语“多个”指的是两个以上(包括两个),同理,“多组”指的是两组以上(包括两组),“多片”指的是两片以上(包括两片)。
在本申请实施例的描述中,技术术语“中心”“纵向”“横向”“长度”“宽度”“厚度”“上”“下”“前”“后”“左”“右”“竖直”“水平”“顶”“底”“内”“外”“顺时针”“逆时针”“轴向”“径向”“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本申请实施例和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本申请实施例的限制。
在本申请实施例的描述中,除非另有明确的规定和限定,技术术语“安装”“相连”“连接”“固定”等术语应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或成一体;也可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本申请实施例中的具体含义。
需要说明的是,在不冲突的情况下,本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。
在单电阻采样方面,相关技术是将电流通过单电阻采样转换成双端输出来实现电流采样,但是双端输出会带来设计困难,电路结构复杂、信号处理困难、芯片面积大等问题。
因此,本申请实施例提供一种电流采样放大电路,可以实现单输入电流的采样和放大,并以单端的形式输出,可以节省相关技术中将单输入电流转换成双端而附加设计的双端共模处理电路,且本申请实施例的电流采样放大电路的电路结构中设置多种反馈电路,其反馈性能更强,电路更加稳定。
实施例一
图1示出本申请实施例提供的一种电流采样放大电路的结构示意图,参考图1,电流采样放大电路01包括:第一放大模块10和第二放大模块20,第一放大模块10包括采样电阻R0和电流放大器101,第二放大模块20包括电压放大器201,待采样电流信号Ic流经采样电阻R0,通过检测采样电阻R0两端的电压差即可获取电流Ic值,实现采样,以使电流放大器101对采样到的信号进行放大。
电流放大器101的正输入端通过第一电阻R1连接采样电阻R0的一端,电流放大器101的负输入端通过第二电阻R2连接采样电阻R0的另一端,电流放大器101的输出端通过第一MOS管NM0连接第二放大模块20的输入端,第一MOS管NM0用于输出第一信号VO1至电压放大器201,电压放大器201用于对第一信号VO1进行放大,输出第二信号VO2。
在一个例子中,本实施例电流放大器101采用PNP型三极管,且电流放大器101的正向输入端电压V+、和负向输入端电压V-的电流均为I0/2,则根据图1中的电路结构可得:
延续上述例子,将R2的阻值设计为R1的两倍,产生一个I0的电流,该电流I0可以作为第二放大模块20中电压放大器的共模电压,第二放大模块20中电压放大器的共模电压可以表示为I0*R3,电阻R3用于调节第一放大模块10的放大倍数,电阻R3设置在第一MOS管NM0与地之间。
本实施例中可以通过设置R3/R1的比例关系,即可设置第一放大模块10的放大倍数。如图1所示,第二放大模块20还包括电阻R5和R6,电阻R5和R6用于调节第二放大模块20的放大倍数,可以通过设置R6/R5的比例关系,设置第二放大模块20的放大倍数,第一放大模块10和第二放大模块20的放大倍数相乘,可得到本申请实施例的电流采样放大电路01的最终放大倍数,完成电流信号Ic的采样放大输出。即最终输出第二信号,即电压VO2:
在一个例子中,第一放大模块10和第二放大模块20之间还设置有滤波模块,如图1所示,第一放大模块10和第二放大模块20之间还设置有滤波模块,如图1所示,滤波模块包括电阻R4和电容C0组成的低通滤波器,用于滤除信号中高频噪声成分。
本实施例提供的电流采样放大电路01,可通过检测采样电阻R0两端的电压差即可获取电流Ic值,实现采样,再对采样到的信号进行放大,其中,通过第一放大模块10和第二放大模块20实现两级放大,电路结构更加稳定,且第一放大模块10和第二放大模块20的放大倍数可调,更具灵活性。且相对于双端输出的电路结构,本实施例采用单端输出,电路结构简单,电路功耗小,成本低。
图2示出本申请实施例提供的第一放大模块的电路结构示意图,参考图2,本实施例中的电流放大器101包括多个三极管,多个三极管形成电流放大结构,例如图2中的三极管Q0、Q1、Q2和Q3,相比于相关技术中采用MOS管,本实施例中电流放大器101采用三极管,可以避免电阻R1和R2对三极管的影响,提高电路稳定性。
本实施例中,电流放大器101的正输入端和输出端之间设置有正反馈回路,电流放大器101的负输入端和输出端之间设置有负反馈回路。本实施例中,正反馈回路和负反馈回路的设置可以增加输出第一信号的稳定性,提高电路的抗干扰能力。
如图2所示,三极管Q0、Q1、Q2和Q3形成电流放大结构中,Q0的第一端和Q1的第一端连接R2,Q2的第一端和Q3的第一端连接R1,Q1的第二端和Q2的第二端连接控制开关NM2,NM2用于根据使能控制信号AMP_EN控制电流放大器的工作。NM2连接MOS管NM3和NM4形成的I0生成电路,I0对应图1中的电流放大器的控制端电流,参考图2,偏置电流BN、VBNC为电流偏置电压,作用于NM3和NM4,用于产生支路电流I0,NM2在使能控制信号AMP_EN的控制下导通,使得电路放大器工作。
如图2所示,负反馈回路包括第二MOS管PM0、第一偏置模块102和第一开关管NM5,第二MOS管PM0的栅极输入偏置电压VBIAS,第二MOS管PM0的源极与电流放大器101连接,第二MOS管PM0的漏极连接第一偏置模块102。
如图2所示,第一偏置模块102包括MOS管NM8、NM1、NM6和NM7组成的偏置电路,可以基于偏置电压VBIAS为负反馈回路提供偏置。
本实施例中,三极管可以是PNP管,VBIAS为带有温度系数电流偏置电压,通过调节VBIAS的电压变化可调整电流放大器中三极管的集电极端电压。
第一偏置模块102连接第一开关管NM5的第二端,第一开关管NM5的第一端连接使能控制信号AMP_EN,第一开关管NM5的第三端连接第一MOS管NM0的栅极,第一MOS管NM0的漏极连接电流放大器的正向输入端,第一MOS管NM0的源极连接电流放大器的输出端。
如图2所示,正反馈回路包括三极管Q3、MOS管PM1和NM0,也就是将电流放大器的输出信号反馈回电流放大器正输入端的回路。负反馈回路包括R1、R0、R2、Q0、PM0、NM8、NM1、NM7、NM6、NM5、NM0构成的环路。本实施例中,为了使负反馈回路强于正反馈回路,且提高回路稳定性,还设置有MOS管PM3,作为MOS补偿电容,PM3的源极和漏极均连接第一MOS管NM0的栅极,PM3的栅极接地。PM3的源极与PM1的漏极时间还设置有PM2,PM2的栅极连接使能控制信号AMP_EN,PM2的源极连接PM3的源极,PM2的漏极通过电阻R17接地。
本实施例提供的第一放大模块10采用三极管作为电流放大器的放大管,可以避免电阻R1和R2对三极管的影响,提高电路稳定性。且电流放大器101的正输入端和输出端之间设置有正反馈回路,电流放大器101的负输入端和输出端之间设置有负反馈回路,可以进一步增加输出第一信号的稳定性,提高电路的抗干扰能力。
图3示出本申请实施例提供的电压放大器的电路结构示意图,参考图3,电压放大器201包括一级放大模块202和二级放大模块203,一级放大模块202的输入端连接第一放大模块10,用于输入第一信号VO1,一级放大模块202的输出端包括第一输出端和第二输出端,一级放大模块202的第一输出端输出VOP信号,一级放大模块202的第二输出端输出VON信号。一级放大模块202的第一输出端和第二输出端分别连接二级放大模块的两输入端,二级放大模块203基于一级放大模块202的输出信号输出第二信号VO2。
本实施例通过一级放大模块202将第一信号VO1转换为差分信号,再根据二级放大模块203对差分信号进行放大后输出单端的第二信号VO2,进而实现电流采样放大信号的单端输出。
本申请实施例中,一级放大模块202包括PM5、PM6、PM7、PM8,形成的放大器结构,NM12、NM13、NM9、NM10形成一级放大模块202的电流镜结构,为一级放大模块202提供偏置电压。其中,PM5的栅极输入第一信号VO1,PM5的源极和PM6的源极通过PM4连接电源VDD,PM5的漏极连接NM12的源极,PM6的漏极连接NM13的源极。PM7连接NM12并通过一级放大模块202的第一输出端输出VOP信号,PM8连接NM13并通过一级放大模块202的第二输出端输出VON信号。
本申请实施例为了稳定VOP和VON的共模信号,一级放大模块202还包括共模负反馈放大器204,共模负反馈放大器204的第一输入端连接一级放大模块202的第一输出端,即信号VOP的输出端。共模负反馈放大器204的第二输入端连接一级放大模块202的第二输出端,即信号VON的输出端。共模负反馈放大器204的第三输入端输入一级放大模块202的共模信号,共模负反馈放大器204的输出端通过第三MOS管和第四MOS管分别连接至一级放大模块202的第一输出端和第二输出端。
本实施例的共模负反馈放大器204可以将电压(VOP+VON)/2和VCM电压信号进行比较,并放大其差模信号给到PM7和PM8,从而反馈控制VOP和VON的共模电压,使VOP和VON的共模电压稳定在VCM附近。其中,VCM为一级放大模块202的共模信号,使VOP和VON的共模信号更加稳定。在一个例子中,VCM是外围基准电压参考电路通过电阻分压给入的共模信号,其共模电压大小通常设计在VDD/2。
图4示出本申请实施例提供的共模负反馈放大器的电路结构示意图,参考图4,共模负反馈放大器204包括自适应调节电阻,自适应调节电阻包括第一调节电阻R11和第二调节电阻R12,第一调节电阻R11的一端通过第五MOS管PM13连接电源VDD,第二调节电阻R12的一端通过第六MOS管PM14连接电源VDD,第五MOS管PM13的栅极、第六MOS管PM14的栅极、第一调节电阻R11的另一端和第二调节电阻R12的另一端连接。
自适应调节电阻可根据输入信号或环境条件变化自动调整电阻值,本实施例中,共模负反馈放大器采用自适应调节电阻可以实现对共模负反馈放大器204中电流、电压的调节和稳定,进一步提高电路稳定性。
参考图4,共模负反馈放大器204包括NM19、NM20、NM21、NM22组成的放大结构,NM19的栅极连接VOP信号,NM19的漏极和NM22的漏极连接R11,NM20的漏极和NM21的漏极连接R12,NM20的栅极和NM21的栅极均连接一级放大模块的共模信号VCM,NM22的栅极连接VON信号,NM19、NM20、NM21、NM22的源极分别通过电阻R13、R14、R15、R16连接电流镜结构,如图4所示,电流镜结构包括尾电流镜管NM23、NM24、NM25、NM26,可为共模负反馈放大器提供电流。
参考图3,二级放大模块203包括缓冲器电路205和电流镜放大电路,缓冲器电路205连接电流镜放大电路,用于将一级放大模块202的输出信号传输至电流镜放大电路,缓冲器电路205包括第一缓冲器BUFFER_P1、第二缓冲器BUFFER_N1、第三缓冲器BUFFER_P2和第四缓冲器BUFFER_N2,第一缓冲器BUFFER_P1的输入端和第二缓冲器BUFFER_N1的输入端连接一级放大模块的第二输出端,即信号VON输出端,第三缓冲器BUFFER_P2的输入端和第四缓冲器BUFFER_N2的输入端连接一级放大模块的第一输出端,即信号VOP输出端,第一缓冲器BUFFER_P1、第二缓冲器BUFFER_N1、第三缓冲器BUFFER_P2和第四缓冲器BUFFER_N2的输出端通过第三电阻R9连接;其中,第一缓冲器BUFFER_P1和第二缓冲器BUFFER_N1输出相反的信号;第三缓冲器BUFFER_P2和第四缓冲器BUFFER_N2输出相反的信号。
如图3所示,第一缓冲器BUFFER_P1、第二缓冲器BUFFER_N1、第三缓冲器BUFFER_P2和第四缓冲器BUFFER_N2的输出端分别通过MOS管NM14、NM15、PM9、NM15、PM10连接第三电阻R9,其中,第一缓冲器BUFFER_P1、第二缓冲器BUFFER_N1、第三缓冲器BUFFER_P2、第四缓冲器BUFFER_N2、NM14、NM15、PM9、NM15、PM10、R9形成Class AB输出级结构,可在较低的静态电流下实现轨对轨输出,可以增加二级放大模块的输出摆幅。且本实施例通过第一缓冲器BUFFER_P1、第二缓冲器BUFFER_N1、第三缓冲器BUFFER_P2和第四缓冲器BUFFER_N2形成的自适应架构,为电流镜放大电路提供偏置,可以通过对一级放大模块202的输出信号进行检测从而控制classAB静态偏置电压点的变化,提高电路稳定性。
本实施例中,若VOP电压高于VON电压,则NM15和PM9管导通,NM15管源极电压为VOP+Vgsp-Vgsn,而PM9管源极电压为VON-Vgsn+Vgsp,故电阻R9两端的共模电压稳定在VCM附近,叠加在共模电压上的差模信号通过R9传到PM11管,进而放大,输出VO2。
图5示出本申请实施例提供的一缓冲器的电路结构示意图,图6示出本申请实施例提供的另一缓冲器的电路结构示意图。
本实施例中,第三缓冲器BUFFER_P2和第一缓冲器BUFFER_P1的结构相同,第二缓冲器BUFFER_N1和第四缓冲器的结构相同,参考图5,第二缓冲器BUFFER_N1包括NM27、PM15、NM28,PM15的栅极练级诶VCM信号,PM15的源极连接VOP信号,PM15的漏极连接第二缓冲器输出端,第二缓冲器输出端输出VOPL信号,NM28为尾电流镜管。
参考图6,第一缓冲器BUFFER_P1包括PM16、PM17、PM18,PM16为尾电流镜管,PM18源极连接VOP信号,PM18栅极接地,PM18漏连接PM17栅极。
BUFFER_N和BUFFER_P为两个输出相反的信号的缓冲器,分别负责放大输入信号的正半周或负半周。
参考图3,本实施例的二级放大模块203还包括电压反馈模块,电压反馈模块的一端连接二级放大模块的输出端,电压反馈模块的另一端连接一级放大模块的输入端。如图3,本实施例中,输出端电压VO2通过R5、R6反馈VFB信号到一级放大模块的PM6的栅极,从而实现对一级放大模块中放大器增益的控制。
其中,二级放大模块的VO2信号输出端为对外接口,可能存在大电流倒灌的风险,因此,本实施例增加电阻R7、R8、R10做限流保护,对二级放大模块的MOS管进行防护。
实施例二
基于上述电流采样放大电路01相同的构思,本实施例还提供一种芯片,如图7所示,该芯片20上集成有如上述任一实施方式的电流采样放大电路01,例如,图1所示的电流采样放大电路。
具体地,该芯片20可以是包括上述分立器件的专用芯片,更具体地,该芯片20可以是模数混合芯片,也可以是MCU集成芯片,只要能够实现上述电流采样放大电路的作用即可。
本实施例提供的芯片,基于上述电流采样放大电路相同的构思,故至少能够实现上述电流采样放大电路能够实现的有益效果,且上述电流采样放大电路的任意实施方式均可应用于本实施例提供的芯片中,在此不再赘述。
实施例三
基于上述电流采样放大电路相同的构思,本实施例还提供一种电子设备,如图8所示,该电子设备30上集成有如上述任一实施方式的电流采样放大电路01,例如,图1或图2所示的电流采样放大电路。
该电子设备30还可以是包括上述实施例二的芯片的电子设备,如兼具模拟信号处理功能和数字信号处理功能的电子设备,例如,电子设备为移动终端、智能穿戴设备、虚拟现实交互设备等。
本实施例提供的电子设备,基于上述电流采样放大电路相同的构思,故至少能够实现上述电流采样放大电路能够实现的有益效果,且上述电流采样放大电路的任意实施方式均可应用于本实施例提供的电子设备中,在此不再赘述。
需要说明的是:
在上述文本中,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者装置不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下,由语句“包括一个……”限定的要素,并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素。此外,需要指出的是,本申请实施方式中的方法和装置的范围不限按示出或讨论的顺序来执行功能,还可包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序来执行功能,例如,可以按不同于所描述的次序来执行所描述的方法,并且还可以添加、省去、或组合各种步骤。另外,参照某些示例所描述的特征可在其他示例中被组合。
上面结合附图对本申请的实施例进行了描述,仅为本申请的具体实施方式,但是本申请并不局限于上述的具体实施方式,上述的具体实施方式仅仅是示意性的,而不是限制性的,本领域的普通技术人员在本申请的启示下,在不脱离本申请宗旨和权利要求所保护的范围情况下,还可做出很多形式,均属于本申请的保护之内。
Claims (10)
1.一种电流采样放大电路,其特征在于,包括:第一放大模块和第二放大模块,第一放大模块包括采样电阻和电流放大器,所述第二放大模块包括电压放大器;
待采样电流信号流经所述采样电阻,所述电流放大器的正输入端通过第一电阻连接所述采样电阻的一端,所述电流放大器的负输入端通过第二电阻连接所述采样电阻的另一端;所述电流放大器的输出端通过第一MOS管连接所述第二放大模块的输入端,所述第一MOS管用于输出第一信号至所述电压放大器;
所述电压放大器用于对所述第一信号进行放大,输出第二信号。
2.根据权利要求1所述的电流采样放大电路,其特征在于,所述电流放大器包括多个三极管,多个三极管形成电流放大结构;
所述电流放大器的正输入端和输出端之间设置有正反馈回路;
所述电流放大器的负输入端和输出端之间设置有负反馈回路。
3.根据权利要求2所述的电流采样放大电路,其特征在于,所述负反馈回路包括第二MOS管、第一偏置模块和第一开关管;
所述第二MOS管的栅极输入偏置电压,所述第二MOS管的源极与所述电流放大器连接,所述第二MOS管的漏极连接所述第一偏置模块;
所述第一偏置模块连接所述第一开关管的第二端,所述第一开关管的第一端连接使能控制信号,所述第一开关管的第三端连接所述第一MOS管的栅极,所述第一MOS管的漏极连接所述电流放大器的正向输入端,所述第一MOS管的源极连接所述电流放大器的输出端。
4.根据权利要求1所述的电流采样放大电路,其特征在于,所述电压放大器包括一级放大模块和二级放大模块;
所述一级放大模块的输入端连接所述第一放大模块,所述一级放大模块的输出端包括第一输出端和第二输出端,所述一级放大模块的第一输出端和第二输出端分别连接所述二级放大模块的两输入端,所述二级放大模块基于所述一级放大模块的输出信号输出所述第二信号。
5.根据权利要求4所述的电流采样放大电路,其特征在于,所述一级放大模块包括共模负反馈放大器,所述共模负反馈放大器的第一输入端连接所述一级放大模块的第一输出端,所述共模负反馈放大器的第二输入端连接所述一级放大模块的第二输出端,所述共模负反馈放大器的第三输入端输入所述一级放大模块的共模信号,所述共模负反馈放大器的输出端通过第三MOS管和第四MOS管分别连接至所述一级放大模块的第一输出端和第二输出端。
6.根据权利要求5所述的电流采样放大电路,其特征在于,所述共模负反馈放大器包括自适应调节电阻;
所述自适应调节电阻包括第一调节电阻和第二调节电阻,所述第一调节电阻的一端通过第五MOS管连接电源,所述第二调节电阻的一端通过第六MOS管连接所述电源,所述第五MOS管的栅极、第六MOS管的栅极、所述第一调节电阻的另一端和所述第二调节电阻的另一端连接。
7.根据权利要求4所述的电流采样放大电路,其特征在于,所述二级放大模块包括缓冲器电路和电流镜放大电路,所述缓冲器电路连接所述电流镜放大电路,用于将所述一级放大模块的输出信号传输至所述电流镜放大电路;
所述缓冲器电路包括第一缓冲器、第二缓冲器、第三缓冲器和第四缓冲器,所述第一缓冲器的输入端和所述第二缓冲器的输入端连接一级放大模块的第二输出端,所述第三缓冲器的输入端和所述第四缓冲器的输入端连接一级放大模块的第一输出端,所述第一缓冲器、第二缓冲器、第三缓冲器和第四缓冲器的输出端通过第三电阻连接;
其中,所述第一缓冲器和所述第二缓冲器输出相反的信号;所述第三缓冲器和所述第四缓冲器输出相反的信号。
8.根据权利要求4所述的电流采样放大电路,其特征在于,所述二级放大模块还包括电压反馈模块,所述电压反馈模块的一端连接所述二级放大模块的输出端,所述电压反馈模块的另一端连接所述一级放大模块的输入端。
9.一种芯片,其特征在于,所述芯片包括权利要求1-8中任一项所述的电流采样放大电路。
10.一种电子设备,其特征在于,包括权利要求1-8中任一项所述的电流采样放大电路。
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Citations (14)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4663599A (en) * | 1985-05-21 | 1987-05-05 | General Electric Company | Integrated circuit amplifier module |
CN203840288U (zh) * | 2014-05-05 | 2014-09-17 | 华侨大学 | 一种用于两级差分放大器的连续时间共模反馈电路 |
CN104348431A (zh) * | 2013-07-31 | 2015-02-11 | 快捷半导体(苏州)有限公司 | 共模反馈的差分放大电路及方法、集成电路 |
CN205725662U (zh) * | 2016-03-25 | 2016-11-23 | 南京德睿智芯电子科技有限公司 | 一种运算放大器 |
CN107607770A (zh) * | 2016-09-15 | 2018-01-19 | 成都芯源系统有限公司 | 一种电流采样电路、一种开关电路及电流采样方法 |
CN108318720A (zh) * | 2018-02-06 | 2018-07-24 | 苏州瑞铬优电子科技有限公司 | 一种双向电流检测放大器 |
CN110601663A (zh) * | 2019-09-25 | 2019-12-20 | 杭州瑞盟科技有限公司 | 具有电流反馈放大器特性的高速电压反馈放大器 |
CN112187267A (zh) * | 2019-07-01 | 2021-01-05 | 圣邦微电子(北京)股份有限公司 | 电流采样电路及其控制方法 |
CN213023324U (zh) * | 2020-08-24 | 2021-04-20 | 深圳和而泰智能控制股份有限公司 | 电流检测装置及开关电源 |
CN114584089A (zh) * | 2022-03-16 | 2022-06-03 | 珠海一微半导体股份有限公司 | 一种差分运算放大器及芯片 |
CN115498970A (zh) * | 2022-10-13 | 2022-12-20 | 深圳市芯波微电子有限公司 | 放大电路、差分放大电路和放大器 |
KR20230026202A (ko) * | 2021-08-17 | 2023-02-24 | 한국항공대학교산학협력단 | 공통모드 부궤환 이득을 가지는 상보적 구조의 연산 증폭기 및 그의 구동 방법 |
CN116191348A (zh) * | 2023-02-17 | 2023-05-30 | 浙江中控研究院有限公司 | 基于负反馈调节的电流采样及过流保护电路、系统及方法 |
CN117155296A (zh) * | 2023-10-27 | 2023-12-01 | 上海紫鹰微电子有限公司 | 一种电流环路误差放大电路及驱动芯片 |
-
2023
- 2023-12-14 CN CN202311716094.8A patent/CN117411449B/zh active Active
Patent Citations (14)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4663599A (en) * | 1985-05-21 | 1987-05-05 | General Electric Company | Integrated circuit amplifier module |
CN104348431A (zh) * | 2013-07-31 | 2015-02-11 | 快捷半导体(苏州)有限公司 | 共模反馈的差分放大电路及方法、集成电路 |
CN203840288U (zh) * | 2014-05-05 | 2014-09-17 | 华侨大学 | 一种用于两级差分放大器的连续时间共模反馈电路 |
CN205725662U (zh) * | 2016-03-25 | 2016-11-23 | 南京德睿智芯电子科技有限公司 | 一种运算放大器 |
CN107607770A (zh) * | 2016-09-15 | 2018-01-19 | 成都芯源系统有限公司 | 一种电流采样电路、一种开关电路及电流采样方法 |
CN108318720A (zh) * | 2018-02-06 | 2018-07-24 | 苏州瑞铬优电子科技有限公司 | 一种双向电流检测放大器 |
CN112187267A (zh) * | 2019-07-01 | 2021-01-05 | 圣邦微电子(北京)股份有限公司 | 电流采样电路及其控制方法 |
CN110601663A (zh) * | 2019-09-25 | 2019-12-20 | 杭州瑞盟科技有限公司 | 具有电流反馈放大器特性的高速电压反馈放大器 |
CN213023324U (zh) * | 2020-08-24 | 2021-04-20 | 深圳和而泰智能控制股份有限公司 | 电流检测装置及开关电源 |
KR20230026202A (ko) * | 2021-08-17 | 2023-02-24 | 한국항공대학교산학협력단 | 공통모드 부궤환 이득을 가지는 상보적 구조의 연산 증폭기 및 그의 구동 방법 |
CN114584089A (zh) * | 2022-03-16 | 2022-06-03 | 珠海一微半导体股份有限公司 | 一种差分运算放大器及芯片 |
CN115498970A (zh) * | 2022-10-13 | 2022-12-20 | 深圳市芯波微电子有限公司 | 放大电路、差分放大电路和放大器 |
CN116191348A (zh) * | 2023-02-17 | 2023-05-30 | 浙江中控研究院有限公司 | 基于负反馈调节的电流采样及过流保护电路、系统及方法 |
CN117155296A (zh) * | 2023-10-27 | 2023-12-01 | 上海紫鹰微电子有限公司 | 一种电流环路误差放大电路及驱动芯片 |
Non-Patent Citations (3)
Title |
---|
张镇;王雪原;冯奕;: "一种高速高精度AB类全差分运算放大器的设计", 电子与封装, no. 04, 20 April 2019 (2019-04-20) * |
李永建;王少萍;: "故障诊断控制器的电路设计及精度研究", 控制工程, no. 2, 20 July 2007 (2007-07-20) * |
过瑶;任俊彦;范明俊;许俊;李联;: "一种用于低功耗、高精度ADC的采样/保持电路", 复旦学报(自然科学版), no. 01, 15 February 2009 (2009-02-15) * |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
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