[发明专利]一个低耗低延迟的交流幅值检测电路

说明书

本发明公开了一种低耗、低延迟的交流幅值检测电路，包括：电压‑电流转换电路(11,12)、电流平方电路(21,22)、电流补偿电路(31,32)、电流倍增电路(4)、电流‑电压转换电路(5)。电压‑电流转换电路(1)用于将前端输入的正余弦电压信号转换为等比例的正余弦电流信号，方便后续信号的加减以及平方处理；电流平方电路(2)用于完成将一阶正余弦电流信号转换为二阶正余弦电流信号的功能；电流平方电路的非理想性通过电流补偿电路(3)加以抵消，以实现更高的精度；电流倍增电路(4)用于实现增大检测电路的增益；电流‑电压转换电路(5)用以将两路平方电流和转化为电压信号，方便后续处理。本发明适用于低耗，低延迟的双路正交电压的实时峰值检测环境。

技术领域

本发明属于电子技术领域，更进一步涉及模拟集成电路中的一个低耗、低延迟的交流幅值检测电路。本发明可以作为芯片中的自动增益控制电路，用以调节数模转换器的工作范围来提高精度。

背景技术

IC产业的集成化和微型化发展，对于传感器等的精度，速度和功耗等性能指标愈加严格。将模拟信号转化为数字信号处理，可以对信号加以数字处理，来提高性能指标。在数模转换器等产品的应用中，需要对输入信号的范围加以放大或缩小，以使产品工作在最佳状态来获得更好的效果。由于器件的生产和安装公差，温度漂移，磁场变化等都会影响到输入信号的幅值大小，进而影响到数模转换器的精度。因此根据输入信号的幅度变化，使用一个自动增益控制电路，来使输入信号维持在数模转换器的最佳工作区间用以提高精度是必要的。传统的自动增益控制电路使用峰值检测并结合跨导运放来进行信号幅值的调节，这样的缺点是延迟高，功耗大并且可以调节的线性范围小。

发明内容

本发明针对现有的自动增益控制反馈调节技术的不足，提出一个低耗、低延迟的交流幅值检测电路，用于解决现有技术存在的功耗高、延迟高的问题。

实现本发明目的的思路是：由电压-电流转换电路将输入的正余弦电压转换为正余弦电流，方便后续对电流的加减以及二次项的产生。经电流平方电路把一次项的电流转换为二次项电流。为了实现较高的增益和较大的输出电压范围，加入电流倍增电路，使得可以检测的信号范围以及精度可以提高。电路可采用CMOS工艺实现，满足模拟电路低功耗小体积发展趋势的要求。

为实现上述目的，本发明的技术方案包括：两个电压-电流转换电路11，12、两个电流平方电路21，22、两个补偿电路31，32、电流倍增电路4、电流-电压转换电路5、比较器A1、比较器A2。

所述幅值检测器的两路正交输入信号Vsin和Vcos分别经过电压-电流转换器后产生等比例的电流信号Isin和Icos；电流信号Isin经过电流平方电路21后产生平方电流信号Io1_s、电流信号Icos经过电流平方电路22产生平方电流信号Io2_s，两路平方电流信号相加得到电流信号Io_s；同时输入信号Vsin、Vcos和共模电位Vcm进行比较产生比较电位Vs_sel和Vc_sel，决定补偿电路的比例系数，得到相应的补偿电流Icomp1和Icomp2；Io_s经过电流倍增电路4后与两路补偿电流Icomp1和Icomp2相加得到输出电流Io，最后电流信号Io经过电流-电压转换电路5产生输出电压Vo。