[发明专利]一种低噪声的麦克风输入放大器

说明书

技术领域

本发明涉及集成电路技术领域，特别涉及一种低噪声的麦克风输入放大器。

背景技术

在音频集成电路系统中，麦克风（MIC）输入放大器是实现高品质录音的关键，普通的MIC输入放大器采用电阻和运算放大器组成闭环反馈系统，该MIC输入放大器的增益是可调的。

参见图1，该图为现有技术中的一种MIC输入放大器的示意图。

运算放大器OP是一个高增益、低噪声的运放。

需要说明的是，该运算放大器OP是差分放大器（包括同相输入端和反相输入端），该运算放大器OP的增益是由电阻第二电阻R2和第一电阻R1的比值来决定的，具体地，可以通过调节第二电阻R2和第一电阻R1的比值来调节增益。

在低增益时，该MIC输入放大器能够支持较大的输入幅度而保持信号很好的线性度，同时可以保证输出信号具有低噪声。

但是，在外部信号源（MIC的输入信号）信号幅度很小时，必须需要运放OP增益很高，通常会达到40dB以上的增益，即需要比值R2/R1很大。这样R1上的白噪声也会被混合到输出信号中，并且该白噪声被同样的放大，因此将导致后续电路（MIC运放输出之后的电路，如录音的ADC或者功率放大器）的信噪比很低。白噪声是电阻的一个噪声特征，不随频率变化，只要是电阻，就有噪声，从直流到某一个频率f的电阻R的总噪声为Vn^2=4*K*T*R*f，其中T为绝对温度。需要说明的是，信噪比（SNR）是指放大器的输出信号的电压与同时输出的噪声电压的比，常用分贝数表示。

如果选择降低R1的阻值来降低其噪声，那么外部信号源VIP和VIN的内阻R0（主要是指麦克风自身的内阻或者芯片外的信号驱动电路的输出阻抗）相对于R1就会较大，R1相当于外部信号源的负载，由于R1相比较R0较小，这样R1上分得的外部信号将会降低，导致放大后的信号幅度还是不够大，因为输入信号变小了，因此导致OP的信噪比同样也比较低。

综上所述，对于小幅度的输入信号，现有技术中的MIC输入放大器很难实现具有高增益的同时，也具有较高的信噪比。

因此，如何提供一种MIC输入放大器，既能够具有高增益，又具有较高的信噪比是本领域技术人员需要解决的技术问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种低噪声的麦克风输入放大器，既具有高增益，又具有较高的信噪比。

本发明实施例提供一种低噪声的麦克风输入放大器，包括：运算放大器、跨导单元和两个第二电阻；

外部信号源的正端通过所述跨导单元连接所述运算放大器的同相输入端；

所述外部信号源的负端通过所述跨导单元连接所述运算放大器的反相输入端；

所述跨导单元，用于将外部信号源的电压信号转换为电流信号；

所述运算放大器的同相输入端通过一个所述第二电阻连接所述运算放大器的负输出端；

所述运算放大器的反相输入端通过一个所述第二电阻连接所述运算放大器的正输出端。

优选地，还包括：两个第一开关、两个第二开关和两个第一电阻；

所述外部信号源的正端通过一个所述第一开关连接所述跨导单元的第一输入端；

所述外部信号源的负端通过一个所述第一开关连接所述跨导单元的第二输入端；

所述外部信号源的正端通过串联的一个第二开关和一个第一电阻连接所述运算放大器的同相输入端；

所述外部信号源的负端通过串联的一个第二开关和一个第一电阻连接所述运算放大器的反相输入端；

当外部信号源大于预设值时，所述两个第二开关均闭合，两个第一开关均断开；当外部信号源小于或等于预设值时，所述两个第二开关均断开，两个第一开关均闭合。

优选地，所述跨导单元包括：两个第三电阻、第一PMOS管、第二PMOS和三个电流源；

所述外部信号源的正端连接第一PMOS管的栅极，第一PMOS管的源极通过一个第三电阻和第一电流源连接VCC；第一PMOS管的漏极通过第二电流源接地；

所述外部信号源的负端连接第二PMOS管的栅极，第二PMOS管的源极通过一个第三电阻和所述第一电流源连接所述VCC；第一PMOS管的漏极通过第三电流源接地；

所述第一PMOS管的漏极连接所述运算放大器的同相输入端；所述第二PMOS管的漏极连接所述运算放大器的反相输入端。

优选地，所述第二电流源和第三电流源的电流相等，并且均为所述第一电流源的电流的二分之一。