[发明专利]一种单端输入信号转差分输出信号的可调增益放大器

说明书

本发明公开了一种单端输入信号转差分输出信号的可调增益放大技术。包括单端反馈路径和负载电阻；放大器A包括第一、第二输入端和第一、第二输出端，所述第一输入端与单端输入信号V_in同相，所述第二输入端与共模电平V_cm反相；单端输入信号V_in与第一输入端相连，所述共模电平V_cm与第二输入端相连；反馈路径包括反馈电阻，第一反馈电阻、电阻R2分别串联在放大器A的第一输入端、第二输入端，第三反馈电阻并联在放大器A的第一输入端与第一输出口的两端，第四反馈电阻并联在放大器A的第二输入端和第二输出口两端；第三反馈电阻、电阻R4两端分别并联有反馈电容C3、电容C4。本发明实施例解决了现有技术存在的精度低、噪声大的问题。

技术领域

本发明属于集成电路技术领域，具体涉及一种单端输入信号转差分输出信号的可调增益放大技术。

背景技术

单端信号是通过一根导线传递的电信号，电压值是相对于地而确定的，非常容易受到电源的噪声，以及时钟噪声的干扰。而差分信号是通过两个传输导线来传递电信号，幅度为两个的信号之间的差值。两个电信号在受到噪声影响时会发生变化，而信号之间的差值会抵消两者的变化量。因此，对于差分信号而言，可有效抵抗电源噪声耦合和时钟馈通效应的干扰。同时，相位差值为180度的差分信号，传输幅度是同等幅度单端信号的两倍。

由于差分信号的种种优势，目前集成电路领域中大多数高速模数转换器ADC(Analog-to-Digital Converter模数转换器)均采用了差分输入。这些ADC被广泛的应用于各种领域。包括但不限于通信无线基础设施，测试和测量示波器，以及多种终端应用当中。

目前来看，随着工艺技术的进步，以及ADC设计方法的革新，各种高速高精度ADC层出不穷，转换速率超过1000M，转换精度在16位以上的ADC越来越多。这些ADC无一例外的采用了差分输入结构来保证可靠的高性能。因此对前端的单端转差分放大器的性能要求也越来越高。首先，目前主流采用的大多数ADC类型为SAR ADC逐次逼近型模数转换器。由于该类型的ADC在速度、功耗以及精度等方面都有良好的表现，是其他几种结构ADC的折中，所以SAR ADC被广泛的应用。但是逐次逼近型模数转换器主要依靠电容阵列的翻转进行转换，因此具有较大的输入电容，对于前端的单端转差分放大器来说，需要能够承受较大负载的电容，即在控制功耗的前提下，对驱动能力具有较高的要求。有高的驱动能力才能有高的压摆率，才能减少对后端ADC精度和速度的影响。

随着ADC转换速度的提高，现有的前段单端转差分放大器在限制功耗和面积的前提下无法同时兼具比ADC量程更大的输出动态范围和在该输出范围内保持较高的线性度、低噪声。

发明内容

为了解决现有技术中存在的上述问题，本发明提供了一种单端输入信号转差分输出信号的可调增益放大技术。本发明要解决的技术问题通过以下技术方案实现：

本发明实施例提供了一种单端输入信号转差分输出信号的可调增益放大技术，包括单端输入信号端、共模电平信号端和放大器、第一反馈电阻、第二反馈电阻、第三反馈电阻、第四反馈电阻；

所述放大器A包括第一输入端、第二输入端、第一输出端和第二输出端；

所述单端输入信号端通过第一反馈电阻与第一输入端相连，共模电平信号端通过第二反馈电阻与第二输入端相连；

所述第三反馈电阻并联在放大器的第一输入端和第一输出端两端，第四反馈电阻并联在第二输入端和第二输出端两端；

所述第三反馈电阻、第四反馈电阻两端分别并联有第三反馈电容、第四反馈电容。

在本发明的一个实施例中，所述放大器的两个输出端分别串联一个第一负载电阻和第二负载电阻。