[发明专利]一种绝对值电路

说明书

本发明实施例提供一种绝对值电路，包括：运算放大器，具有输入端口1，输入端口2，输出端口3和输出端口4，其中，输出端口3的电平高于输出端口4的电平，输出端口3和输出端口4的电压差为固定值；电压信号输入端口，连接到运算放大器U2B的输入端口1，输入端口2连接到接地端；或电流信号输入端口VIN，连接到U2B的输入端口2，输入端口1连接到接地端；NM2的栅极连接到U2B的输出端口3；PM6的栅极连接到U2B的输出端口4；NM2的源极和PM6的源极连接到一起后连接到U2B的输入端口2；电流控制电流源CMA1的第一输入端连接到NM2的漏极，CMA1的第一输出端跟PM6的漏极并联后连接到电流输出端子；正电源，连接到CMA1的第二输入端，并连接到CMA1的第二输出端。可以提高电路工作速度，降低电路功耗，并提高输入高频信号时的运算精度。

技术领域

本发明涉及电路技术领域，尤其涉及一种绝对值电路。

背景技术

绝对值电路的功能是产生一个反映输入信号绝对值的输出信号。绝对值电路广泛应用于交流信号整流，例如将变压器输出的交流信号整流。能够做精密绝对值运算的电路可以用于将交流信号峰值转换为直流信号的测量电路；或者作为真有效值计算电路的输入级方便后续对信号做平方和平均运算。

如图1所示，为现有技术一种绝对值运算电路示意图。电路中端口11是电流信号输入端口。运算放大器20，N型绝缘栅场效应管(绝缘栅场效应管下都简称为“MOS管”)30，P型MOS管40，电流镜60，电流镜70，电流镜80，电阻90共同组成绝对值运算电路。端口12是电压输出端口。信号电流13从端口11输入，通过绝对值运算电流计算后从端口12输出反映信号电流绝对值的电压信号14。

该绝对值电路的工作原理是：

当输入电流13大于0时，运算放大器输出端口20输出低电压，N型MOS管截止，P型MOS管导通，电流13通过电阻15、P型MOS管以及电流镜60，流过电流镜60的电流镜像后通过端口62输入到电流镜80，流过电流镜80的电流镜像后从端口82输出到电阻90，电阻90将电流信号转换为电压信号通过端口12输出高电平。电流镜60、电流镜80和电流镜70均是对输入电流做先行比例的镜像，因此上述电流镜80输出的电流等比例的反映输入电流13的电流大小，进而端口12输出的电压大小也是等比例的反映输入电流的大小。

当输入电流13小于0时，运算放大器输出端口20输出高电压，N型MOS管导通，P型MOS管截止，电流13通过电阻15、N型MOS管以及电流镜70，流过电流镜70的电流镜像后从端口72输出到电阻90，电阻90将电流信号转换为电压信号通过端口12输出高电平。端口12输出的电压大小也是等比例的反映输入电流的大小，只是极性相反。

通过上述作用，绝对值电流能够将输入电流信号的正极性电流和负极性电流均转换成大小比例的正极性电压信号，从而实现绝对值运算。

在上述原理介绍的基础上进一步分析：

N型MOS管和P型MOS管的输出端口35的输出反馈到运算放大器反相输入端21，组成了一个负反馈电路。在这个电路工作于线性区间时根据负反馈电路输入端“虚地”的概念可以得到：输入信号13大于0时，运算放大器输出23的电压为P型MOS管的负栅极电压Vgsp；输入信号13小于0时，运算放大器输出23的电压为N型MOS管的正栅极电压Vgsn。

N型MOS管和P型MOS管的栅极均有栅极电容，输入信号从负变为正或从正变为负过程中，运算放大器的输出信号要将N型MOS管和P型MOS管的栅极电容电压从Vgsn充电到Vgsp，或者从Vgsp充电到Vgsn。整个过程栅极电容上的电压摆幅为|Vgsn|+|Vgsp|。驱动栅极电容作这样大电压摆幅的变化限制了电路工作速度，增加电路功耗，并降低输入高频信号时的运算精度。

发明内容

本发明实施例提供一种绝对值电路，以提高电路工作速度，降低电路功耗，并提高输入高频信号时的运算精度。