CN209627329U - 跨阻放大电路的差分电路 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种跨阻放大电路的差分电路，在无源电感峰化差分电路中增加开关管；所述开关管受迟滞比较电路产生的信号控制导通或关断；所述迟滞比较电路的两个输入端分别输入自动增益控制电压VAGC和设定的阈值电压VTH；当跨阻放大器的输入为小信号时，自动增益控制电压VAGC为0，开关管关断，电路等效为无源电感峰化差分电路；当跨阻放大器的输入为小信号时，自动增益控制电压VAGC大于阈值电压VTH，开关管导通，开关管等效为电阻，并联在无源电感峰化差分电路的两条镜像支路的电感L1和L2之间。从而解决了采用无源电感峰化电路后带宽设计，滤波性能特性与大信号特性的折衷设计，使得三者特性都可以达到最优解。
Description
技术领域
本实用新型涉及电子电路领域，尤其涉及跨阻放大器。
背景技术
跨阻放大器是将电流信号转化成电压信号并加以放大的电子电路，常作为光通信接收芯片的前端电路，为了降低对电源与地噪声的敏感度，转化的电信号必须为差分信号。而差分电路的作用在于：
1.TIA在小信号工作时，提供一定的增益，并保证足够的带宽，以传递前级信号。
2.同时要有一定的高频滤波性能来滤除前级噪声。
3.保证TIA大信号工作时，优化大信号眼图，减小DCD失真与抖动。
现有技术中，跨阻放大器和差分放大器的电路图如图1和图2所示。
如图1所示，整个电路由跨阻放大电路(TIA)前端，单转双电路与差分信号通道组成，自动增益控制电路(Auto Gain Control,AGC)用来在大信号时调整TIA前级增益，而差分级电路采用如图2的采用无源电感峰化技术差分电路。图2中，R1＝R2＝R,C1＝C2＝C,L1＝L2＝L,M1与M2完全相同。
通过调整R,L,C，通过调整peaking的位置，大小可以调整TIA的带宽与峰值。
这种技术的缺点在于无法解决带宽设计，滤波性能特性与大信号特性三者的合理折衷。其中前两项是小信号特性，因此可以总结为小信号特性与大信号特性无法合理折衷。
比如说：
1.为了提升带宽，需要有足够大的电感，但L1/L2电感过大的话，大信号的眼图性能会劣化，具体表现为眼图抖动大且DCD失真大或眼图严重不对称。
2.为了提升眼图的高频滤波特性，需要C1/C2足够大，但也会引起大信号眼图劣化。
原因在于，无源电感峰化会提供一定的频率峰值以提升带宽，但在大信号时，由于AGC工作，TIA前级的频率峰值增大，而后续的无源电感峰化差分电路仍提供一定的峰值，从而使得整个TIA电路的峰值过大，从而影响大信号眼图质量。
实用新型内容
本实用新型所要解决的主要技术问题是提供一种跨阻放大电路的差分电路，解决了采用无源电感峰化电路后带宽设计，滤波性能特性与大信号特性的折衷设计，使得三者特性都可以达到最优解。
为了解决上述的技术问题，本实用新型提供了一种跨阻放大电路的差分电路，在无源电感峰化差分电路中增加开关管；所述开关管受迟滞比较电路产生的信号控制导通或关断；所述迟滞比较电路的两个输入端分别输入自动增益控制电压VAGC和设定的阈值电压VTH；
当跨阻放大器的输入为小信号时，自动增益控制电压VAGC为0，开关管关断，电路等效为无源电感峰化差分电路；
当跨阻放大器的输入为小信号时，自动增益控制电压VAGC大于阈值电压VTH，开关管导通，开关管等效为电阻，并联在无源电感峰化差分电路的两条镜像支路的电感L1和L2之间。
在一较佳实施例中：所述开关管为PMOS管，其栅极连接至迟滞比较电路的输出端，源极连接至第一镜像支路的电感L1和电阻R1的连接端，漏极连接至第二镜像支路的电感L2和电阻R2的连接端。
在一较佳实施例中：所述开关管为三极管，其基极连接至迟滞比较电路的输出端，发射极连接至第一镜像支路的电感L1和电阻R1的连接端，集电极连接至第二镜像支路的电感L2和电阻R2的连接端。
相较于现有技术，本实用新型的技术方案具备以下有益效果：
本实用新型提供了一种跨阻放大电路的差分电路，利用自动增益控制电压VAGC作为控制信号来控制无源电感峰化差分电路的开关管，使得差分电路小信号特性与大信号特性表现出不同的峰值，以此实现小信号特性(带宽特性，滤波性能)与大信号特性的合理折衷。
附图说明
图1为现有技术中跨阻放大器的电路图；
图2为现有技术中无源电感峰化差分电路图；
图3为本实用新型实施例中跨阻放大器的电路图；
图4为本实用新型实施例中差分电路图；
图5为本实用新型实施例中开关管导通后的等效电路图；
图6为采用现有技术的大信号眼图；
图7为采用本实用新型实施例技术后的大信号眼图。
具体实施方式
下文结合附图和具体实施方式对本实用新型做进一步说明。
参考图3和图4，本实用新型提供了一种跨阻放大电路的差分电路，在无源电感峰化差分电路中增加开关管；所述开关管受迟滞比较电路产生的信号控制导通或关断；所述迟滞比较电路的两个输入端分别输入自动增益控制电压VAGC和设定的阈值电压VTH；
具体来说，本实施例中所述开关管为PMOS管PM1，其栅极连接至迟滞比较电路的输出端，源极连接至第一镜像支路的电感L1和电阻R1的连接端，漏极连接至第二镜像支路的电感L2和电阻R2的连接端。
1.当输入为小信号时，跨阻放大器前级的自动增益并未工作，此时VAGC-VTH＜0，VSW＝VDD，PM1处在关断区，此时图4与图2工作原理相同。
2.当输入为大信号时，跨阻放大器前级的自动增益工作，VAGC开始变大，当VAGC-VTH-VYS＞0(,VYS为迟滞比较器迟滞范围的一半)，VSW＝0，PM1工作在线性区，此时PM1相当于一个小电阻，R0,与L1,L2并联。其原理如图5所示。
通过该技术可实现小信号特性与大信号特性的合理折衷。
1.小信号时，无源电感峰化差分电路具有优秀的带宽展宽能力与高频噪声滤波能力。
2.大信号时，差分电路中无源电感(L1/L2)与R0并联，会降低无源电感峰化差分电路峰值，从而优化大信号眼图。
图6与图7比较了原技术与本技术方案的大信号眼图。可以看出，图7眼图的抖动与对称性相对图6都大大优化。
作为本实施例的简单替换，所述开关管也可以为三极管，其基极连接至迟滞比较电路的输出端，发射极连接至第一镜像支路的电感L1和电阻R1的连接端，集电极连接至第二镜像支路的电感L2和电阻R2的连接端。工作原理与PMOS管相同，不再赘述。
以上仅为本实用新型的优选实施例，但本实用新型的范围不限于此，本领域的技术人员可以容易地想到本实用新型所公开的变化或技术范围。替代方案旨在涵盖在本实用新型的范围内。因此，本实用新型的保护范围应由权利要求的范围确定。
Claims (3)
1.一种跨阻放大电路的差分电路，其特征在于：在无源电感峰化差分电路中增加开关管；所述开关管受迟滞比较电路产生的信号控制导通或关断；所述迟滞比较电路的两个输入端分别输入自动增益控制电压VAGC和设定的阈值电压VTH；
当跨阻放大器的输入为小信号时，自动增益控制电压VAGC为0，开关管关断，电路等效为无源电感峰化差分电路；
当跨阻放大器的输入为小信号时，自动增益控制电压VAGC大于阈值电压VTH，开关管导通，开关管等效为电阻，并联在无源电感峰化差分电路的两条镜像支路的电感L1和L2之间。
2.根据权利要求1所述的一种跨阻放大电路的差分电路，其特征在于：所述开关管为PMOS管，其栅极连接至迟滞比较电路的输出端，源极连接至第一镜像支路的电感L1和电阻R1的连接端，漏极连接至第二镜像支路的电感L2和电阻R2的连接端。
3.根据权利要求1所述的一种跨阻放大电路的差分电路，其特征在于：所述开关管为三极管，其基极连接至迟滞比较电路的输出端，发射极连接至第一镜像支路的电感L1和电阻R1的连接端，集电极连接至第二镜像支路的电感L2和电阻R2的连接端。
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| CN201920255025.4U CN209627329U (zh) | 2019-02-28 | 2019-02-28 | 跨阻放大电路的差分电路 |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110098807A (zh) * | 2019-02-28 | 2019-08-06 | 厦门优迅高速芯片有限公司 | 一种跨阻放大电路的差分电路 |
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2019
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