CN217406504U - 一种增益调节系统及集成芯片 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供的一种增益调节系统及集成芯片，通过系统的控制端输入的增益控制信号的电压强度控制选择模块的导通，实现对增益放大倍数的控制，通过增加选择模块的数量和电阻模块的数量，提高增益放大倍数的级数，通过单个控制端实现增益控制的精细化调节。
Description
技术领域
本实用新型涉及电力电子技术领域，具体涉及一种增益调节系统及集成芯片。
背景技术
自动调节增益放大电路是一种根据输入信号幅度调节放大电路的增益并得到稳定的输出信号幅度的装置。自动调节增益放大电路在通信系统的接收机、语音传送设备、遥控器信号接收、磁条读取以及生物电阻抗测量等领域有着广泛的应用。
在现有技术中，自动增益控制电路一般包括比较器、峰值检测电路和一些逻辑控制电路。整个电路增益调节过程由逻辑控制电路输出的信号控制，并且由于逻辑控制电路输出的信号的幅值有限，导致增益放大倍数调节的范围也有限，增益调节精度较低。
实用新型内容
为了解决上述问题，本实用新型提出一种增益调节系统及集成芯片，通过增加增益放大的级数，提高增益调节的精度。
本实用新型实施例提供一种增益调节系统，所述系统包括n个选择模块、 n+1个电阻模块和运算放大模块；
所述运算放大模块的输入端用于输入电压信号，所述运算放大模块的输出端用于输出增益信号，所述运算放大模块的输出端与第1个电阻模块的第一端连接，第i个电阻模块的第二端与第i+1个电阻模块的第一端连接，第n+1个电阻模块的第二端与所述运算放大模块的反馈端连接；
第i个选择模块的输入端与第i个电阻模块的第二端连接，所有选择模块的输出端均与所述运算放大模块的反馈端连接，所有选择模块的控制端与所述增益调节系统的控制端连接，所述增益调节系统的控制端用于输入增益控制信号，控制每一选择模块是否导通；
其中，n≥1，i＝1,…,n。
优选地，所述系统中的任一选择模块为第一选择模块，所述第一选择模块包括比较单元和第一开关单元；
所述比较单元的第一输入端用于输入基准电压，所述比较单元的第二输入端与所述第一选择模块的控制端连接，所述比较单元的输出端与所述第一开关单元的控制端连接；
所述第一开关单元的输入端与所述第一选择模块的输入端连接，所述第一开关单元的输出端与所述第一选择模块的输出端连接。
作为一种并列方案，所述系统中的任一选择模块为第二选择模块，所述第二选择模块包括第二开关单元；
所述第二选择模块的控制端与所述第二开关单元的控制端连接；
所述第二开关单元的输入端与所述第二选择模块的输入端连接，所述第二开关单元的输出端与所述第二选择模块的输出端连接。
优选地，所述运算放大模块包括同相放大器；
所述同相放大器的同相输入端与所述运算放大模块的输入端连接，所述同相放大器的反相输入端与所述运算放大模块的反馈端连接，所述同相放大器的输出端与所述运算放大模块的输出端连接。
优选地，所述运算放大模块包括反相放大器；
所述反相放大器的反相输入端分别连接所述运算放大模块的输入端和反馈端，所述反相放大器的同相输入端通过限流电阻接地，所述反相放大器的输出端与所述运算放大模块的输出端连接。
优选地，所述比较单元包括比较器；
所述比较器的第一输入端与所述比较单元的第一输入端连接，所述比较器的第二输入端与所述比较单元的第二输入端连接，所述比较器的输出端与所述比较单元的输出端连接。
优选地，所述第一开关单元包括开关管；
所述开关管的输入端与所述第一开关单元的输入端连接，所述开关管的输出端与所述第一开关单元的输出端连接，所述开关管的控制端与所述第一开关单元的控制端连接。
作为一种优选方案，所述第二开关单元包括开关管；
所述开关管的输入端与所述第二开关单元的输入端连接，所述开关管的输出端与所述第二开关单元的输出端连接，所述开关管的控制端与所述第二开关单元的控制端连接。
优选地，所述系统的任一电阻模块均包括至少一个电阻。
本实用新型实施例还提供一种集成芯片，所述集成芯片包括如上述实施例中任一所述的增益调节系统。
本实用新型提供的一种增益调节系统及集成芯片，通过系统的控制端输入的增益控制信号控制选择模块的导通，实现对增益放大倍数的控制，通过增加选择模块的数量和电阻模块的数量，提高增益放大倍数的级数，通过单个控制端实现增益控制的精细化调节。
附图说明
图1是本实用新型实施例提供的一种增益调节系统的结构示意图；
图2是实用新型另一实施例提供的一种增益调节系统的电路原理图。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
本实用新型实施例提供了一种增益调节系统，所述系统包括n个选择模块、 n+1个电阻模块和运算放大模块；所述运算放大模块的输入端用于输入电压信号，所述运算放大模块的输出端用于输出增益信号，所述运算放大模块的输出端与第1个电阻模块的第一端连接，第i个电阻模块的第二端与第i+1个电阻模块的第一端连接，第n+1个电阻模块的第二端与所述运算放大模块的反馈端连接；
第i个选择模块的输入端与第i个电阻模块的第二端连接，所有选择模块的输出端均与所述运算放大模块的反馈端连接，所有选择模块的控制端与所述增益调节系统的控制端连接，所述增益调节系统的控制端用于输入增益控制信号，控制每一选择模块是否导通；
其中，n≥1，i＝1,…,n。
在本实施例具体实施时，参见图1，是本实用新型实施例提供的一种增益调节系统的结构示意图，所述系统包括：n个选择模块，分别为第1选择模块 A1、…、第n-1选择模块An-1、第n选择模块An；n+1个电阻模块，分别为第1电阻模块R1、…、第n电阻模块Rn、第n+1电阻模块Rn+1，以及运算放大模块AMP；
运算放大模块AMP的输入端用于输入电压信号Vi，运算放大模块AMP的输出端用于输出增益信号Vo，运算放大模块AMP的输出端与第1电阻模块R1 的第一端连接，第1电阻模块R1的第二端与第2电阻模块的第一端连接，第i 个电阻模块的第二端与第i+1个电阻模块的第一端连接，所有电阻模块的第一端和第二端依次连接，构成串联回路，第n电阻模块Rn的第一端连接第n-1个电阻模块的第二端连接，第n电阻模块Rn的第二端与第Rn+1电阻模块Rn+1的第一端连接，第Rn+1电阻模块Rn+1的第二端与所述运算放大模块的反馈端FB 连接；
第1选择模块A1的输入端与第1电阻模块R1的第二端连接，第n-1选择模块Rn-1的输入端与第n-1电阻模块的第二端连接，第n选择模块Rn的输入端与第n电阻模块Rn的第二端连接，所有选择模块的输出端均与所述运算放大模块的反馈端连接，所有选择模块的控制端与所述增益调节系统的控制端连接，所述增益调节系统的控制端用于输入增益控制信号V，控制每一选择模块是否导通。其中，n≥1，i＝1,…,n。
通过增益控制信号控制若干个选择模块是否导通，控制运算放大模块的反馈线路中接入的电阻数量，从而改变反馈线路上的电阻阻值，从而控制运算放大模块的放大倍数；由于反馈线路上的选择模块的数量为n，因此反馈线路上的电阻阻值对应有n种；当第j选择模块导通时，第j+1电阻模块至第n+1电阻模块被第j选择模块短路，因此反馈线路上的电阻为第1电阻模块至第j电阻模块；通过改变控制端输入的增益控制信号，控制n个选择模块中的一个或多个导通(当多个导通时，顺序在前的选择模块将顺序在后的选择模块短路，以顺序在前的选择模块计算反馈线路上的电阻)，改变反馈线路上的电阻阻值，控制增益放大倍数。
通过系统的控制端输入的增益控制信号控制选择模块的导通，实现对增益放大倍数的控制，通过增加选择模块的数量和电阻模块的数量，提高增益放大倍数的级数，通过单个控制端实现增益控制的精细化调节。
本实用新型提供的又一实施例中，所述系统中的任一选择模块为第一选择模块，所述第一选择模块包括比较单元和第一开关单元；
所述比较单元的第一输入端用于输入基准电压，所述比较单元的第二输入端与所述第一选择模块的控制端连接，所述比较单元的输出端与所述第一开关单元的控制端连接；
所述第一开关单元的输入端与所述第一选择模块的输入端连接，所述第一开关单元的输出端与所述第一选择模块的输出端连接。
参见图2，是实用新型另一实施例提供的一种增益调节系统的电路原理图，系统中的选择模块包括比较单元和开关单元，例如，第1选择模块包括第1比较单元COMP1和第1开关单元Q1，第n-1选择模块包括第n-1比较单元 COMPn-1和第n-1开关单元Qn-1，第n选择模块包括第n比较单元COMPn和第n开关单元Qn；
第1比较单元COMP1的第一输入端用于输入所述第1选择模块的基准电压 Vref1，第1比较单元COM1的第二输入端连接所述第1选择模块的控制端，即用于输入增益控制信号；
第1比较单元COMP1的输出端与第1开关单元Q1的控制端连接，第1开关单元Q1的输入端与第1选择模块的输入端连接，即用于连接第1电阻模块 R1的第二端，第1开关单元Q1的输出端与第1选择模块的输出端连接，即与运算放大模块AMP的反馈端连接。
第n-1比较单元COMPn-1的第一输入端用于输入所述第n-1选择模块的基准电压Vrefn-1，第n-1比较单元COMn-1的第二输入端连接所述第n-1选择模块的控制端，即用于输入增益控制信号；
第n-1比较单元COMPn-1的输出端与第n-1开关单元Qn-1的控制端连接，第n-1开关单元Qn-1的输入端与第n-1选择模块的输入端连接，即用于连接第 n-1电阻模块Rn-1的第二端，第n-1开关单元Qn-1的输出端与第n-1选择模块的输出端连接，即与运算放大模块AMP的反馈端连接。
第n比较单元COMPn的第一输入端用于输入所述第n选择模块的基准电压 Vrefn，第n比较单元COMPn的第二输入端连接所述第n选择模块的控制端，即用于输入增益控制信号；
第n比较单元COMPn的输出端与第n开关单元Qn的控制端连接，第n开关单元Qn的输入端与第n选择模块的输入端连接，即用于连接第n电阻模块 Rn的第二端，第n开关单元Qn的输出端与第n选择模块的输出端连接，即与运算放大模块的反馈端连接。
通过控制器输出增益控制信号给所述系统的控制端，将增益控制信号输入给每一比较模块，与每一比较模块另一输入端的基准电压对比，当增益控制信号满足某一比较模块的电平要求时，该比较模块的输出端输出高电平，则对应的开关单元导通，进而改变运算放大模块反馈线路上的电阻模块的数量，改变增益放大倍数，否则所有比较模块均输出低电平，反馈线路上的所有电阻模块均接入反馈线路。
通过比较模块来控制输出给开关单元的电压，通过对不同的比较模块输入不同的基准电压，便于控制若干不同选择模块的，实现对增益放大倍数的精确控制。
在本实用新型提供的又一实施例中，所述系统中的任一选择模块为第二选择模块，所述第二选择模块包括第二开关单元；
所述第二选择模块的控制端与所述第二开关单元的控制端连接；
所述第二开关单元的输入端与所述第二选择模块的输入端连接，所述第二开关单元的输出端与所述第二选择模块的输出端连接。
在本实施例具体实施时，系统中的选择模块也可为一开关单元，具体的开关单元的控制端与选择模块的控制端连接，开关单元的输入端与选择模块的输入端连接，开关单元的输出端与选择模块的输出端连接。
作为选择模块的另一实施方式，选择模块也可采用开关单元实现，通过控制端输入的电压控制选择模块导通，当控制端的电压满足开关单元导通条件时，选择模块导通，进而改变运算放大模块反馈线路上的电阻模块的数量，改变增益放大倍数。
需要说明的是，本实施例和上一实施例公开的选择模块仅为本实用新型提供的方案中，选择模块的两种优选实施方式，本实用新型方案在具体实施时，若干选择模块中的任一选择模块均可选择第一选择模块或第二选择模块。
本实用新型提供的又一实施例中，所述运算放大模块包括同相放大器；
所述同相放大器的同相输入端与所述运算放大模块的输入端连接，所述同相放大器的反相输入端与所述运算放大模块的反馈端连接，所述同相放大器的输出端与所述运算放大模块的输出端连接。
在本实施例具体实施时，参见图2，所述运算放大模块包括同相放大器 AMP1，同相放大器AMP1的同相输入端+与运算放大模块AMP的输入端连接，用于输入电压信号Vi，同相放大器AMP1的反相输入端-与运算放大模块AMP 的反馈端连接，同相放大器AMP1的输出端与运算放大模块AMP的输出端连接，用于输出增益信号Vo。
采用同相放大器对输入电压信号进行放大，通过反馈线路上的电阻控制增益倍数，实现放大倍数的精细调节。
在本实用新型提供的又一实施例中，所述运算放大模块包括反相放大器；
所述反相放大器的反相输入端分别连接所述运算放大模块的输入端和反馈端，所述反相放大器的同相输入端通过限流电阻接地，所述反相放大器的输出端与所述运算放大模块的输出端连接。
在本实施例具体实施时，反相放大器的反相输入端分别连接所述运算放大模块的输入端和反馈端，反相放大器的同相输入端通过限流电阻接地，反相放大器的输出端与运算放大模块的输出端连接，用于输出增益信号。
采用反相放大器对输入电压信号进行放大，输出端通过反馈线路与反相输入端连接，反馈电流信号给反向输入端，通过反馈线路上的电阻控制增益倍数，实现放大倍数的精细调节。
在本实用新型提供的又一实施例中，所述比较单元包括比较器；
所述比较器的第一输入端与所述比较单元的第一输入端连接，所述比较器的第二输入端与所述比较单元的第二输入端连接，所述比较器的输出端与所述比较单元的输出端连接。
在本实施例具体实施时，所述比较单元包括比较器，每一比较器的两个输入端分别输入增益控制信号和基准电压，每一比较器的输出端与对应的开关单元的控制端连接。
通过比较器的两个输入端输入的增益控制信号和基准信号的比较，控制输出端的信号电平，控制开关单元的导通，实现对选择模块导通的控制，进而改变系统的增益。
在本实用新型提供的又一实施例中，所述第一开关单元包括开关管；
所述开关管的输入端与所述第一开关单元的输入端连接，所述开关管的输出端与所述第一开关单元的输出端连接，所述开关管的控制端与所述第一开关单元的控制端连接。
在本实施例具体实施时，所述第一选择模块中的开关单元具体为一开关管，每一开关单元的控制端与对应开关管的控制端连接，每一开关单元的输入端与对应开关管的输入端连接，每一开关单元的输出端与对应开关管的输出端连接；
通过开关管实现开关单元的开关功能，控制负载线路上的电阻阻值，控制增益大小。
需要说明的是，第一选择模块的开关单元也可为一具有开关功能的器件，通过控制端控制开关单元导通，实现系统的功能。
在本实用新型提供的又一实施例中，所述第二开关单元包括开关管；
所述开关管的输入端与所述第二开关单元的输入端连接，所述开关管的输出端与所述第二开关单元的输出端连接，所述开关管的控制端与所述第二开关单元的控制端连接。
在本实施例具体实施时，所述第二选择模块中的开关单元具体为一开关管，每一开关单元的控制端与对应开关管的控制端连接，每一开关单元的输入端与对应开关管的输入端连接，每一开关单元的输出端与对应开关管的输出端连接；
通过开关管实现开关单元的开关功能，控制负载线路上的电阻阻值，控制增益大小。
需要说明的是，第二选择模块的开关单元也可为一具有开关功能的器件，通过控制端控制开关单元导通，实现系统的功能。
在本实用新型提供的又一实施例中，所述系统的任一电阻模块均包括至少一个电阻。
在本实施例具体实施时，参见图2，所述系统中的第1电阻模块R1、第n 电阻模块Rn和第n+1电阻模块Rn+1具体可为一电阻或若干电阻进行串联或并联实现阻抗功能的器件。
每一电阻模块设置的电阻阻值可设置为相同，从而控制增益放大倍数呈倍数变化；每一电阻模块设置的电阻阻值可设置不同，控制增益放大倍数不均匀变化。
本实用新型实施例提供一种集成芯片，所述集成芯片包括如上述实施例中任一所述的增益调节系统。
在本实施例具体实施时，本实用新型提供的增益调节系统可集成为集成芯片的单元模块，使得集成芯片具有增益调节功能，或增加集成芯片增益调节的精度。
应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本实用新型的保护范围。
Claims (10)
1.一种增益调节系统，其特征在于，所述系统包括n个选择模块、n+1个电阻模块和运算放大模块；
所述运算放大模块的输入端用于输入电压信号，所述运算放大模块的输出端用于输出增益信号，所述运算放大模块的输出端与第1个电阻模块的第一端连接，第i个电阻模块的第二端与第i+1个电阻模块的第一端连接，第n+1个电阻模块的第二端与所述运算放大模块的反馈端连接；
第i个选择模块的输入端与第i个电阻模块的第二端连接，所有选择模块的输出端均与所述运算放大模块的反馈端连接，所有选择模块的控制端与所述增益调节系统的控制端连接，所述增益调节系统的控制端用于输入增益控制信号，控制每一选择模块是否导通；
其中，n≥1，i＝1,…,n。
2.根据权利要求1所述的增益调节系统，其特征在于，所述系统中的任一选择模块为第一选择模块，所述第一选择模块包括比较单元和第一开关单元；
所述比较单元的第一输入端用于输入基准电压，所述比较单元的第二输入端与所述第一选择模块的控制端连接，所述比较单元的输出端与所述第一开关单元的控制端连接；
所述第一开关单元的输入端与所述第一选择模块的输入端连接，所述第一开关单元的输出端与所述第一选择模块的输出端连接。
3.根据权利要求1所述的增益调节系统，其特征在于，所述系统中的任一选择模块为第二选择模块，所述第二选择模块包括第二开关单元；
所述第二选择模块的控制端与所述第二开关单元的控制端连接；
所述第二开关单元的输入端与所述第二选择模块的输入端连接，所述第二开关单元的输出端与所述第二选择模块的输出端连接。
4.根据权利要求1所述的增益调节系统，其特征在于，所述运算放大模块包括同相放大器；
所述同相放大器的同相输入端与所述运算放大模块的输入端连接，所述同相放大器的反相输入端与所述运算放大模块的反馈端连接，所述同相放大器的输出端与所述运算放大模块的输出端连接。
5.根据权利要求1所述的增益调节系统，其特征在于，所述运算放大模块包括反相放大器；
所述反相放大器的反相输入端分别连接所述运算放大模块的输入端和反馈端，所述反相放大器的同相输入端通过限流电阻接地，所述反相放大器的输出端与所述运算放大模块的输出端连接。
6.根据权利要求2所述的增益调节系统，其特征在于，所述比较单元包括比较器；
所述比较器的第一输入端与所述比较单元的第一输入端连接，所述比较器的第二输入端与所述比较单元的第二输入端连接，所述比较器的输出端与所述比较单元的输出端连接。
7.根据权利要求2所述的增益调节系统，其特征在于，所述第一开关单元包括开关管；
所述开关管的输入端与所述第一开关单元的输入端连接，所述开关管的输出端与所述第一开关单元的输出端连接，所述开关管的控制端与所述第一开关单元的控制端连接。
8.根据权利要求3所述的增益调节系统，其特征在于，所述第二开关单元包括开关管；
所述开关管的输入端与所述第二开关单元的输入端连接，所述开关管的输出端与所述第二开关单元的输出端连接，所述开关管的控制端与所述第二开关单元的控制端连接。
9.根据权利要求1所述的增益调节系统，其特征在于，所述系统的任一电阻模块均包括至少一个电阻。
10.一种集成芯片，其特征在于，所述集成芯片包括如权利要求1～9中任一所述的增益调节系统。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202220105483.1U CN217406504U (zh) | 2022-01-14 | 2022-01-14 | 一种增益调节系统及集成芯片 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202220105483.1U CN217406504U (zh) | 2022-01-14 | 2022-01-14 | 一种增益调节系统及集成芯片 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN217406504U true CN217406504U (zh) | 2022-09-09 |
Family
ID=83134229
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202220105483.1U Active CN217406504U (zh) | 2022-01-14 | 2022-01-14 | 一种增益调节系统及集成芯片 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN217406504U (zh) |
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2022
- 2022-01-14 CN CN202220105483.1U patent/CN217406504U/zh active Active
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