[发明专利]一种高线性度的轨至轨电平位移电路

说明书

一种高线性度的轨至轨电平位移电路，属于电子电路领域。运算策略比较器和二级数字选择器产生第一A通道控制信号A和第二A通道控制信号‑A，或第一B通道控制信号B和第二B通道控制信号‑B控制输入电压进入A通道或B通道；其中A通道为：输入电压依次通过一级数字选择器、降压单元、一级数字选择器、升压单元和二级数字选择器产生；B通道为：输入电压依次通过一级数字选择器、升压单元、一级数字选择器、降压单元和二级数字选择器产生。本发明避免了过复杂的电路设计和额外的功耗需求，实现了高线性度调整外部采样到内部运放的共模电平的接口电路。

技术领域

本发明属于基本电子电路领域，具体涉及一种高线性度的轨至轨电平位移电路的设计。

背景技术

从外部采样电路采集的模拟信号一般具有宽共模范围的特点，一般放大器对这种模拟信号进行处理的时候，都会因为超过共模输入范围而无法有效放大。一般的处理方式是采用轨至轨输入放大器结构进行信号放大，即组合利用NMOS输入对管和PMOS输入对管，在不同的共模输入范围内选择导通不同的对管。现有典型的轨至轨输入级电路如图1所示，但是这种放大器在共模输入处于电源轨中央(VDD/2)和电源轨边缘(VDD或VSS)时放大效果会产生较大差别，导致信号放大变形。

在实际的轨对轨放大器电路的设计中，设计者往往需要加各种补偿电路保证运放跨导和输出电阻的线性度，甚至需要把整个电路的晶体管数目和功耗提升两倍以上。这导致设计难度和电路的复杂度都提升，然而效果通常仍不尽人意，电路优值相对较低。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有轨至轨放大器运算高线性度要求的模拟信号时存在的问题，避免了过复杂的电路设计和额外的功耗需求，实现了高线性度调整外部采样到内部运放的共模电平的接口电路。

本发明的技术方案是：

一种高线性度的轨至轨电平位移电路，包括运算策略比较器、一级数字选择器、升压单元、降压单元和二级数字选择器，

所述电平位移电路的输入电压为外部采样的第一输入电压Vi1和第二输入电压Vi2；

所述运算策略比较器的第一输入端连接第一输入电压Vi1，其第二输入端连接基准电压Vref，用于比较所述第一输入电压Vi1和基准电压Vref；

当第一输入电压Vi1大于基准电压Vref时，所述运算策略比较器的第一输出端产生第一A通道控制信号A并连接所述运算策略比较器的控制端和所述二级数字选择器的控制端，其第二输出端产生第一A通道控制信号A和第二A通道控制信号-A控制所述一级数字选择器、升压单元和降压单元进入A通道；

当第一输入电压Vi1小于基准电压Vref时，所述运算策略比较器的第一输出端产生第二B通道控制信号-B并连接所述运算策略比较器的控制端和所述二级数字选择器的控制端，其第二输出端产生第一B通道控制信号B和第二B通道控制信号-B控制所述一级数字选择器、升压单元和降压单元进入B通道；

所述二级数字选择器产生第一A通道控制信号A和第二A通道控制信号-A，或第一B通道控制信号B和第二B通道控制信号-B控制所述二级数字选择器进入A通道或B通道；

其中A通道为：所述电平位移电路的输入电压依次通过一级数字选择器、降压单元、一级数字选择器、升压单元和二级数字选择器；

B通道为：所述电平位移电路的输入电压依次通过一级数字选择器、升压单元、一级数字选择器、降压单元和二级数字选择器。

具体的，所述运算策略比较器包括第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第一反相器NOT1、第二反相器NOT2、第三反相器NOT3、第四反相器NOT4、第一与门AND1、第二与门AND2、比较器和NMOS管，

第一电阻R1一端作为所述运算策略比较器的第一输入端，另一端连接比较器的同相输入端并通过第二电阻R2和第三电阻R3的串联结构后接地；