[发明专利]可编程增益放大器PGA和可编程电阻器网络电路

摘要

本发明提供一种可编程增益放大器(PGA)，其具有dB‑线性编程步阶。本发明提供一种递归电流分配(RCD)的电阻器网络，其产生的电流被可编程开关选择以连接到放大器的一个求和节点输入。一个反馈电阻器连接在求和节点和放大器输出之间。不管可选择作为编程步阶的电流数目有多少，所述电阻器网络仅有3个电阻值。第三电阻器的数值设置等于第二电阻器与串联着的第一电阻器和第三电阻器并联后的等效电阻值。电阻器网络里的每个最后单元等同于第三电阻器，允许递归分配相邻电流。对于所有单元，相邻电流的比率恒为常数。递归电流分配(RCD)产生dB‑线性的编程步阶。由于开关接地，避免了浮动开关。

主权项

1.一种可编程增益放大器PGA，其特征在于，包括：一个放大器，其有第一输入和第二输入，其在第一输入上接收一个求和节点，所述放大器根据所述第一输入和所述第二输入之间的电压差，驱动一个输出；一个反馈电阻器，其连接在所述第一输入和所述输出之间；一个电阻器网络，其有一个接收输入信号的输入，并且有多个可选择输出；多个开关，其连接所述电阻器网络的所述多个可选择输出到所述放大器的所述第一输入；在所述电阻器网络里的一个最后单元，所述最后单元有第一电阻器与第三电阻器串联，并有第二电阻器，其位于一个单元输入和一个可选择输出之间，所述可选择输出是由所述多个开关选择的所述多个可选择输出之一，所述单元输入也连接到与所述第三电阻器串联的所述第一电阻器；在所述电阻器网络里的多个中间单元，每个中间单元有一个单元输入、一个可选择输出以及一个连接输出，所述中间单元的可选择输出是所述多个可选择输出之一，每个中间单元有第一电阻器，其连接在所述单元输入和所述连接输出之间，以及第二电阻器，其连接在所述单元输入和所述可选择输出之间；其中所述多个中间单元里的前一个单元的所述连接输出，连接到所述多个中间单元里的下一个单元的所述单元输入；在所述多个中间单元里的第一单元，有一个接收输入信号的单元输入；和在所述多个中间单元里的最后单元，有一个连接输出，其连接到所述最后单元的所述单元输入；其中所述第一电阻器各自有第一电阻值，所述第二电阻器各自有第二电阻值，所述第三电阻器有第三电阻值，其中所述电阻器网络仅有3个电阻值；其中所述第三电阻值介于所述第二电阻值与串联着的所述第一电阻值和所述第三电阻值并联后的等效电阻值+/‑10％；对于所述多个单元里的一个单元N，其开关所选择的电流与[R2/(R1+R2+R3)]^N成比例，其中R2是第二电阻值，R1是第一电阻值，R3是第三电阻值，N是在所述多个单元里的第一单元和单元N之间的单元个数，包括所述第一单元和单元N；一个反馈晶体管，其栅极接收所述放大器输出，用于控制来自所述求和节点的电流，以产生一个偏置电流；第一电流镜晶体管，其接收来自所述反馈晶体管的所述偏置电流，其栅极和漏极连接在一起作为一个电流镜节点；第二电流镜晶体管，其栅极接收所述电流镜节点；第一差分晶体管，其栅极接收第一输入信号，其漏极连接到所述第二电流镜晶体管；第二差分晶体管，其栅极接收第二输入信号，其漏极连接到所述第二电流镜晶体管。