KR20050059182A - 변수 이득 증폭기용 직류보상 루프 - Google Patents

Abstract

본 발명은 변수 이득 증폭기의 입력 및 출력사이에 연결된 직류 오프셋 보상 루프를 갖는 출력과 입력을 갖는 변수 이득 증폭기로 구성되는 장치에 관한 것이다. 상기 직류 오프셋 보상 루프는 이득 독립 컷오프 프리퀀시를 갖는다.

Description

변수 이득 증폭기용 직류보상 루프{DC-COMPENSATION LOOP FOR VARIABLE GAIN AMPLIFIER}

발명의 분야

본 발명은 변수 이득 증폭기에 관한 것이다. 보다 구체적으로 이득 독립 고역필터 컷오프 프리퀀시(a gain independent high pass filter cut off frequency)를 갖는 직류 보상 루프를 포함하는 변수 이득 증폭기에 관한 것이다.

발명의 배경

변수 이득 증폭기는 주어진 입력 변수에 기초하여 입력 전압 신호의 이득을 변경시킨다. 소형회로 설계에서, 직류 오프셋은 성분의 불일치에 기인하여 변수 이득 증폭기에 의해 생성된다. 더 높은 이득 증폭기를 위해, 직류 오프셋이 제거될 필요가 있다. 직류 오프셋은 증폭기의 입력 신호에 더해지는 직류 레벨을 포함한다. 변수 이득 증폭기의 직류 오프셋은 직류 차단 축전기 또는 직류 피드백 루프를 이용하여 제거될 수 있다. 그러나, 기저대역 프리퀀시를 적용함에 있어, 축전기는 소형회로 증폭기내에서 적분하기에 너무 크다. 가변 이득 증폭기를 적용함에 있어, 종래의 직류 피드백 루프는 이득 종속 컷오프 프리퀀시를 일으킨다. 따라서, 종래 기술의 한계를 겪지 않는 직류 오프셋을 제거하는 향상된 방법이 필요하다.

발명의 요약

본 발명은 앞서 말한 문제점들 및 입력과 출력 사이에 연결된 직류 오프셋 보상 루프를 갖는 출력 및 입력을 갖는 변수 이득 증폭기가 갖는 다른 문제점을 극복한다. 직류 오프셋 보상 루프는 이득 독립 컷오프 프리퀀시를 갖고 변수 이득 증폭기의 출력으로부터 직류 오프셋을 제거한다.

도면의 간단한 설명

수반되는 도면과 함께 이어지는 상세한 설명을 참고하여 본 발명의 방법 및 장치에 대한 보다 완벽한 이해를 얻을 수 있다.

제1도는 이득 독립 고역 필터 컷 오프 프리퀀시를 갖는 직류 보상 루프를 포함하는 변수 이득 증폭기의 개략적인 다이어그램이다.

제2도는 제1도의 구성도가 작용하는 상기 프로세스를 설명하는 블록 다이어그램이다.

발명의 구체예에 대한 상세한 설명

이제 도면을, 보다 구체적으로 도 1을 참고하면, 변수 이득 증폭기(10)가 디지털 워드 입력(15)에 응답하는 입력신호를 증폭시킨다. 변수 이득 증폭기(10)의 출력은 제1 상호컨덕턴스 증폭기(20)에 연결되어 있다. 제1 상호컨덕턴스 증폭기(20)는 프로그램 가능한 전원(45)에 연결된 트랜지스터(25, 30, 35, 40)로 구성되어 있다. 프로그램 가능한 전원(45)은 변수 이득 증폭기(10)에 제공되는 입력과 동일한 디지털 워드 입력(15)에 응답한다. 제1 상호컨덕턴스 증폭기(20)는 트랜지스터(55, 60)와 전원(65)으로 구성된 제2 상호컨덕턴스 증폭기(50)에 연결되어 있다. 나아가, 제1 상호컨덕턴스 증폭기(20)는 상호컨턱턴스 증폭기(20)로부터의 에러 전류(22)를 적분하는 축전기(70)에 연결되어 있다.

제2 상호컨덕턴스 증폭기(50)는 오프셋 상쇄 전류 쌍(offset canceling current pair)을 생성하도록 축전기(70)의 적분된 전압(72)을 참조전압(74)과 비교한다. 오프셋 상쇄 전류 쌍은 변수 이득 증폭기(10)의 입력 및 입력 상호컨덕턴스 증폭기(80)에 연결된 한 쌍의 드레인 레지스터(75)에 제공된다. 입력 상호컨덕턴스 증폭기(80)는 트랜지스터(85, 90)와 바이어스 전원(95)으로 구성되어 있고 변수 이득 증폭기(10)용 입력 신호(92)를 수신한다. 입력 상호컨덕턴스 증폭기(80)와 드레인 레지스터 쌍(75)은 입력 신호(92)와 오프셋 상쇄 전류 쌍에 응답하는, 변수 이득 증폭기(10)에 대한 오프셋 상쇄 전압을 생성한다. 오프셋 상쇄 입력 전압은 상호컨덕턴스 증폭기(10)의 직류 오프셋 전압을 상쇄한다.

이제 도 2를 참조하면, 도 1과 관련하여 기술된 회로의 작용이 보다 상세히 설명되어 있다. 변수 이득 증폭기(10)의 출력으로부터의 출력 전압의 차이는 상호컨덕턴스 증폭기(20)에 의해 단계 100에서 결정된다. 상호컨덕턴스 증폭기(20)는 상호컨덕턴스 증폭기(20)의 바이어스 전류를 곱한 변수 이득 증폭기(20)의 출력 전압의 차이값의 함수로서 단계 105에서 에러 전류를 발생시킨다. 프로그램 할 수 있는 바이어스 전원(45)에 의해 제공되는 바이어스 전류의 값은 변수 이득 증폭기(10)의 이득을 제어하는 동일한 디지털 워드 입력(15)에 의해 제어된다.

상호컨덕턴스 증폭기(20)에 의해 생성된 에러 전류는 축전기(70)에 의해 단계 110에서 적분된다. 축전기(70)에 의해 생성된 적분된 축전기 전압 V_c(72)은 단계 115에서 참조전압 V_ref(74)과 비교된다. 참조전압 V_ref(74)과 적분된 축전기 전압 V_c(72)의 차이는 상호컨덕턴스 증폭기(50)를 제어한다. 상호컨덕턴스 증폭기(50)는 오프셋 상쇄 전류 쌍을 단계 120에서 생성한다. 생성된 오프셋 상쇄 전류 쌍은 단계 125에서 입력 상호컨덕턴스 증폭기(80)의 한 쌍의 드레인 레지스터(75)를 통해 공급된다. 입력 상호컨덕턴스 증폭기(80)는 입력 신호(92)에 응답하는 오프셋 상쇄 입력 전압과 변수 이득 증폭기(10)의 입력에 제공되는 단계 130에서의 오프셋 상쇄 전류 쌍을 생성한다. 피드백 루프는 오프셋 상쇄 입력 전압을 변수 이득 증폭기(10)의 출력에서 양적으로는 동일하지만 변수 이득 증폭기 출력에서 최초 출력 직류 전압에 대해서 부호가 반대인 값으로 만든다. 따라서, 단계 135에서 변수 이득 증폭기 출력의 완전한 직류 오프셋 전압 보상을 초래한다.

기술된 회로는 변수 이득 증폭기에 이득이 독립적인 컷오프 프리퀀시를 갖는 직류 보상 루프를 제공한다. 피드백 이득은 변수 이득 증폭기의 이득을 제어하는 동일한 디지털 워드를 이용하는 프로그램 가능한 전원(45)에 의해 제어된다. 이것은 큰 범위의 값에 대해 전류가 쉽게 제어되기 때문에 융통성 있는 해결책을 제공한다.

앞선 설명은 본 발명을 실시하기 위한 바람직한 실시예이며, 본 발명의 범위는 반드시 이러한 설명에 의해 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 범위는 다음의 청구범위에 의해 한정된다.

Claims (6)

1. 입력 및 출력을 갖는 변수 이득 증폭기; 및

   변수 이득 증폭기의 출력과 입력사이에 연결되고, 상기 직류 오프셋 보상 루프는 이득 독립 컷오프 프리퀀시를 갖는 직류 오프셋 보상 루프;

   를 포함하여 이루어지고, 상기 변수 이득 증폭기와 상기 직류 오프셋 보상 루프는 동일한 디지털 코드 워드 입력에 응답하여 제어되는 것을 특징으로 하는 장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 직류 오프셋 보상 루프는:

   상기 변수 이득 증폭기의 출력 전압에 응답하는 에러 전류와 제1 상호컨덕턴스 증폭기의 바이어스 전류를 발생시키는 제1 상호컨덕턴스 증폭기;

   상기 에러 전류를 적분하고 적분된 축전기 전압을 제공하는 축전기;

   상기 적분된 축전기 전압 및 참조 전압 사이의 차이값에 응답하는 오프셋 상쇄 전류 쌍을 생성하는 제2 상호컨덕턴스 증폭기;

   상기 오프셋 상쇄 전류 쌍과 입력 신호에 응답하는 직류 오프셋 상쇄 전압을 생성하는 상기 변수 이득 증폭기의 상기 입력에 연결된 입력 상호컨덕턴스 증폭기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
3. 제2항에 있어서, 상기 입력 상호컨덕턴스 증폭기는 상기 오프셋 상쇄 전류 쌍을 수용하도록 연결된 한 쌍의 드레인 레지스터를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
4. 제2항에 있어서, 상기 바이어스 전류를 생성하기 위한 디지털 워드 입력에 응답하는 프로그램 가능한 전원을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
5. 입력 및 출력을 갖는 변수 이득 증폭기의 이득을 제어하기 위한 디지털 워드 입력에 응답하는 변수 이득 증폭기;

   바이어스 전류를 생성하기 위한 상기 디지틀 워드 입력에 응답하는 프로그램 가능한 전원;

   상기 변수 이득 증폭기의 출력 전압에 응답하는 에러 전류와 상기 프로그램 가능한 전원의 상기 바이어스 전류를 생성하는 제1 상호컨덕턴스 증폭기;

   상기 에러 전류를 적분하고 적분된 축전기 전압을 제공하는 축전기;

   적분된 축전기 전압과 참조 전압사이의 차이값에 응답하는 오프셋 상쇄 전류 쌍을 생성하는 제2 상호컨덕턴스 증폭기; 및

   상기 오프셋 상쇄 전류 쌍과 입력 신호에 응답하는 직류 오프셋 상쇄 전압을 생성하기 위한 상기 변수 이득 증폭기의 상기 입력에 연결되고, 상기 오프셋 상쇄 전류 쌍을 수용하도록 연결된 한 쌍의 드레인 레지스터를 추가로 포함하는 입력 상호컨덕턴스 증폭기;

   를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 장치.
6. 변수 이득 증폭기의 출력에서 출력 전압의 차이값을 감지하고;

   출력 전압의 차이값에 응답하는 에러 전류 및, 변수 이득 증폭기의 이득을 또한 제어하는 디지틀 제어 워드에 의해 제어되는 바이어스 전류를 생성하고;

   에러 전류를 적분하고 적분된 전압을 생성하고;

   적분된 전압과 참조 전압사이의 차이값을 결정하고;

   결정된 차이값과 입력신호에 응답하는 오프셋 상쇄 전류 쌍을 생성하고; 그리고

   변수 이득 증폭기의 입력에서 오프셋 상쇄 전류 쌍에 응답하는 직류 오프셋 상쇄 전압 신호를 생성하는;

   단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 변수 이득 증폭기를 갖는 직류 오프셋 보상 방법.