本發明專利技術提供了一種執行信號放大的互阻抗放大器，其包括接收輸入信號的第一輸入端、接收電源信號的第二輸入端、接收控制信號的第三輸入端和產生輸出信號的輸出端。所述互阻抗放大器包括至少一個信號放大電路，其接收所述電源信號、輸入信號和控制信號并且響應于所述控制信號執行對所述輸入信號的信號放大和對所述電源信號的調整。
【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及互阻抗放大器，更具體地說，涉及帶有信號放大電路的互阻抗放大器。
技術介紹
互阻抗放大器在許多應用中都是很有用的。一種設計互阻抗放大器(TIA)的方法是直接把放大級和供電軌(power supply rail)(例如，V_CC)相連接。在這種方法中，互阻抗放大器不具有任何用于放大級的電源調整的電路。這類沒有電源調整的TIA的一個缺點在于TIA表現出較差的電源抑制力。另一種設計互阻抗放大器(TIA)的方法是利用分流穩壓器來提高TIA的電源抑制力。可以理解，雖然帶有分流穩壓器的TIA相比第一種方法而言具有更好的電源抑制力，但是需要附加的電流來維持放大器級的內部電源調整。這個附加電流對放大器級的信號帶寬沒有貢獻并且實質上為了得到良好的電源抑制而被浪費掉了。TIA的設計方法的另一個示例在如下的題為“A Novel CMOSTransimpedance Amplifier for DVD Application(用于DVD應用的新型CMOS互阻抗放大器)”，Sau-Mou Wu，Chung-Yuan Chen，ECCTD’03-European Conference on Circuit Theory and Design(歐洲電路理論和設計會議)，2003年9月1-4，Cracow，Poland，pages 233-236中被提出。目前的三級互阻抗放大器電路體系結構的一個缺點在于該體系結構把電流從主晶體管放大器轉移到gm-連接的負載上。因此，需要相對較多的電流來產生滿足放大器性能需求所需的增益。目前的三級互阻抗放大器電路體系結構的另一個缺點在于該體系結構利用內部軌(internal rail)上的調整器來進行噪聲抑制，但是該調整器需要通過單獨的放大器來把附加電流分流到地。因此這種設計需要更多的電流并且也需要附加的電路元件來實現所述單獨的放大器。在互阻抗放大器電路的設計中的其他難題包括減少放大器的電流消耗，據此減少電路的功耗，同時提高互阻抗放大器的帶寬。基于前述的討論，仍然需要克服了前面所提到的缺點的帶有自偏置調整器的互阻抗放大器。
技術實現思路
根據本專利技術的一個實施例，描述了一種帶有自偏置調整器的互阻抗放大器。所述進行信號放大的互阻抗放大器包括接收輸入信號的第一輸入端、接收電源信號的第二輸入端、接收控制信號的第三輸入端以及產生輸出信號的輸出端。所述互阻抗放大器包括至少一個信號放大電路，所述信號放大電路接收電源信號、輸入信號和控制信號并且響應于控制信號執行對輸入信號的放大和對電源信號的調整。附圖說明附圖中以示例性而不是限制性方式示出了本專利技術，并且在附圖中相似的標號指示相似的元件。圖1示出了根據本專利技術一個實施例的互阻抗放大器的框圖。圖2更詳細的示出了根據本專利技術第一實施例的圖1的集成放大電路和電源調整器。圖3示出了根據本專利技術第二實施例的圖2的互阻抗放大器的示例性電路實現方式。圖4的流程圖示出了根據本專利技術一個實施例的互阻抗放大器所執行的方法。圖5示出了可以利用根據本專利技術一個實施例的互阻抗放大器的光耦合器應用的框圖。圖6示出了可以利用根據本專利技術一個實施例的互阻抗放大器的光傳感器應用的框圖。圖7示出了可以利用根據本專利技術一個實施例的互阻抗放大器的光學介質應用的框圖。具體實施例方式本專利技術描述了一種帶有自偏置調整器的互阻抗放大器。在下面的描述中，為了解釋的目的，給出了大量具體的細節以提供對本專利技術的全面理解。然而對于本領域的技術人員應當清楚本專利技術可以在沒有這些具體細節的情況下實行。在其它的例子中，為了避免對本專利技術造成不必要的混淆，以框圖的形式示出了公知的結構和設備。根據本專利技術的一個實施例，提供了一種帶有既保存了電流又不犧牲帶寬的自偏置調整器的互阻抗放大器。帶有自偏置調整器的互阻抗放大器100圖1示出了根據本專利技術一個實施例的互阻抗放大器(TIA)100的框圖。互阻抗放大器(TIA)100包括產生信號(例如，電流信號，I_top)的電流源110。電流源110包括耦合到第一預定信號(例如，電源信號，V_DD)的第一電極和耦合到電源節點(例如，S_bias節點)112的第二電極。互阻抗放大器(TIA)100還包括參考信號設置電路(RSSC)120，其包括耦合到控制節點122(例如，V_bias節點或V_ctrl節點)的第一電極和耦合到第二預定信號(例如，地信號)的第二電極。在一個實施例中，在下文中將參考圖3進行更詳細的描述，S_bias節點112和V_bias節點122是不同的節點。在可替換實施例中，S_bias節點112和V_bias節點122可以是相同的節點。互阻抗放大器(TIA)100還包括集成放大電路和電源調整器140。集成放大電路和電源調整器140包括為輸入信號134提供信號放大的放大電路144和調整電源信號118(例如，通過提供電源噪聲抑制)的調整電路148。注意放大電路144和調整電路148可以共享一個或多個晶體管。互阻抗放大器100還包括提供輸出信號160的輸出電極。反饋元件150包括耦合到輸入節點132的第一電極和耦合到集成放大電路和電源調整器140的輸出節點162的第二電極。集成放大電路和電源調整器140包括接收輸入信號134的第一輸入端、接收電源信號118的第二輸入端、接收控制信號124的第三輸入端以及產生輸出信號160的輸出端。根據一個實施例，至少有一個接收電源信號118、輸入信號134和控制信號124的信號放大電路(例如，增益級)響應于控制信號124，執行對輸入信號134的放大和對電源信號118的調整。根據一個實施例，集成放大電路和電源調整器140包括利用供電信號(例如，電流源信號，I_top)進行信號放大和電源信號調整的機構(例如，至少一個增益級)。在這一點上，互阻抗放大器在這里也指的是帶有自偏置調整器的TIA，因為不需要單獨的偏置電流來操作調整電路148。輸入元件130包括耦合到預定信號(例如，地電壓信號)的第一電極和耦合到輸入節點132的第二電極，所述輸入節點132耦合到集成放大電路和電源調整器140。輸入元件130可以是傳感器元件，例如光電二極管、電流發生傳感器或者其他產生要被檢測的信號(例如，電流信號)的傳感設備。圖2更詳細的示出了根據本專利技術第一實施例的圖1的集成放大電路和電源調整器140。放大電路144可以包括單級或者多級。例如，放大電路144可以具有“n”級。在一個示例中，互阻抗放大器100包括三級(例如n＝3)第一級210、第二級220和第三級230。第一級210可以是增益級，第二級220也可以是增益級。第三級230可以是輸出級。在一個示例中，輸出級230是AB類輸出級，其結構和操作對于本領域的技術人員都是公知的。在下文中將參考圖3更詳細的描述第一級210、第二級220和第三級230的示例性實現方式。注意電流源110提供預定信號(例如，電流信號，I_top)給互阻抗放大器的各級。優選地，為了提高電源噪聲抑制，電流源170為電源V_DD提供高阻抗，從而實現非常有利的電路對噪聲的免疫。第一放大器級210是三級CMOS放大器的第一級。第一放大器級210包括接收輸入信號134的第一輸入端和接收控制信號(例如，V_CTRL)124的第二輸入端。例如，控制信號可以控制提供給第一級210本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種互阻抗放大器，包括：接收輸入信號的第一輸入端；接收電源信號的第二輸入端；接收控制信號的第三輸入端；產生輸出信號的輸出端；以及至少一個信號放大電路，所述信號放大電路接收所述電源信號、輸入信號和控制信號并且響應于所述控制信號執行對所述輸入信號的信號放大和對所述電源信號的調整。
【技術特征摘要】
...
【專利技術屬性】
技術研發人員：柯福忠，林國強，
申請(專利權)人：安華高科技ECBUIP新加坡私人有限公司，
類型：發明
國別省市：SG[新加坡]
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