專利名稱：高速信號(hào)檢測(cè)電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種信號(hào)檢測(cè)電路，尤指一種具有高帶寬高增益的高速信號(hào)檢測(cè)電路。
背景技術(shù)：
高速信號(hào)檢測(cè)電路用于檢測(cè)信號(hào)頻率很高的信號(hào)，通常要求檢測(cè)電路具備很高的
帶寬，當(dāng)設(shè)置了信號(hào)的檢測(cè)門限時(shí)，為了縮小檢測(cè)誤差，必須在具備高帶寬的同時(shí)具備高增.、/■
Mo而在現(xiàn)有技術(shù)當(dāng)中，為了同時(shí)實(shí)現(xiàn)高帶寬和高增益，通常需要在兩者之間進(jìn)行折中，這樣的檢測(cè)電路限制了高增益和高帶寬的同時(shí)提高，從而影響了檢測(cè)電路的設(shè)計(jì)，因此有必要提供一種能夠同時(shí)提高增益和帶寬的信號(hào)檢測(cè)電路。
發(fā)明內(nèi)容鑒于以上內(nèi)容，有必要提供一種同時(shí)具有高增益和高帶寬的高速信號(hào)檢測(cè)電路?！N高速信號(hào)檢測(cè)電路,包括一輸入端，一基準(zhǔn)端，一輸出端，一電源端，一接地端，一與輸入端、基準(zhǔn)端及接地端相連的前置接收器，一與前置接收器及接地端相連的次級(jí)放大器，一與次級(jí)放大器、輸出端、電源端及接地端相連的末級(jí)放大器，一與前置接收器、次級(jí)放大器、末級(jí)放大器、電源端及接地端相連的偏置電路，所述前置接收器包括一與所述輸入端及所述接地端相連的第一場(chǎng)效應(yīng)管、一與所述基準(zhǔn)端及所述接地端相連的第二場(chǎng)效應(yīng)管；所述次級(jí)放大器包括一與所述第一場(chǎng)效應(yīng)管相連的第三場(chǎng)效應(yīng)管、一與所述第二場(chǎng)效應(yīng)管相連的第四場(chǎng)效應(yīng)管、一與所述第三場(chǎng)效應(yīng)管相連的第五場(chǎng)效應(yīng)管、一與所述第四場(chǎng)效應(yīng)管相連的第六場(chǎng)效應(yīng)管、一與所述第三場(chǎng)效應(yīng)管相連的第一電阻、一與所述第四場(chǎng)效應(yīng)管相連的第二電阻、一與所述第一電阻、所述第二電阻及所述電源端相連的第三電阻、一與所述第五場(chǎng)效應(yīng)管相連的第四電阻、一與所述第六場(chǎng)效應(yīng)管相連的第五電阻、一與所述第四電阻、所述第五電阻及所述電源端相連的第六電阻；所述末級(jí)放大器包括一所述第五場(chǎng)效應(yīng)管相連的第七場(chǎng)效應(yīng)管、一與所述第六場(chǎng)效應(yīng)管及所述輸出端相連的第八場(chǎng)效應(yīng)管、一與所述第七場(chǎng)效應(yīng)管及所述電源端相連的第九場(chǎng)效應(yīng)管、一與所述第七場(chǎng)效應(yīng)所述第八場(chǎng)效應(yīng)管、所述第九場(chǎng)效應(yīng)管、所述輸出端及所述電源端相連的第八場(chǎng)效應(yīng)管；所述偏置電路包括一與所述第一場(chǎng)效應(yīng)管、所述第三場(chǎng)效應(yīng)管及所述電源端相連的第一電流源、一與所述第二場(chǎng)效應(yīng)管、所述第四場(chǎng)效應(yīng)管及所述電源端相連的第二電流源、一與所述第三場(chǎng)效應(yīng)管、所述第四場(chǎng)效應(yīng)管及所述電源端相連的第三電流源、一與所述第五場(chǎng)效應(yīng)管、所述第六場(chǎng)效應(yīng)管及所述電源端相連的第四電流源、一與所述第七場(chǎng)效應(yīng)管、所述第八場(chǎng)效應(yīng)管及所述電源端相連的第五電流源。相對(duì)現(xiàn)有技術(shù)，本實(shí)用新型可以對(duì)高速信號(hào)進(jìn)行準(zhǔn)確的檢測(cè)，并且可以通過改變?cè)摶鶞?zhǔn)端VREF來改變高速信號(hào)的檢測(cè)門限，具有很大的靈活性。
圖I為本實(shí)用新型系統(tǒng)架構(gòu)圖。圖2為本實(shí)用新型電路圖
具體實(shí)施方式
請(qǐng)同時(shí)參閱圖I及圖2，本實(shí)用新型高速信號(hào)檢測(cè)電路較佳實(shí)現(xiàn)方式包括一輸入端VIN，一基準(zhǔn)端VREF，一輸出端V0UT，一電源端VCC，一接地端GND，一與輸入端VIN、基準(zhǔn)端VREF及接地端GND相連的前置接收器，一與前置接收器及接地端GND相連的次級(jí)放大器，一與次級(jí)放大器、輸出端V0UT、電源端VCC及接地端GND相連的末級(jí)放大器，一與前置接收器、次級(jí)放大器、末級(jí)放大器、電源端VCC及接地端GND相連的偏置電路。所述前置接收器包括一與所述輸入端VIN及所述接地端GND相連的第一場(chǎng)效應(yīng)管Ml、一與所述基準(zhǔn)端VREF及所述接地端GND相連的第二場(chǎng)效應(yīng)管M2 ;所述次級(jí)放大器包括一與所述第一場(chǎng)效應(yīng)管Ml 相連的第三場(chǎng)效應(yīng)管M3、一與所述第二場(chǎng)效應(yīng)管M2相連的第四場(chǎng)效應(yīng)管M4、一與所述第三場(chǎng)效應(yīng)管M3相連的第五場(chǎng)效應(yīng)管M5、一與所述第四場(chǎng)效應(yīng)管M4相連的第六場(chǎng)效應(yīng)管M6、一與所述第三場(chǎng)效應(yīng)管M3相連的第一電阻R1、一與所述第四場(chǎng)效應(yīng)管M4相連的第二電阻R2、一與所述第一電阻R1、所述第二電阻R2及所述電源端VCC相連的第三電阻R3、一與所述第五場(chǎng)效應(yīng)管M5相連的第四電阻R4、一與所述第六場(chǎng)效應(yīng)管M6相連的第五電阻R5、一與所述第四電阻R4、所述第五電阻R5及所述電源端VCC相連的第六電阻R6 ;所述末級(jí)放大器包括一與所述第五場(chǎng)效應(yīng)管M5相連的第七場(chǎng)效應(yīng)管M7、一與所述第六場(chǎng)效應(yīng)管M6及所述輸出端VOUT相連的第八場(chǎng)效應(yīng)管M8、一與所述第七場(chǎng)效應(yīng)管M7及所述電源端VCC相連的第九場(chǎng)效應(yīng)管M9、一與所述第七場(chǎng)效應(yīng)管M7、所述第八場(chǎng)效應(yīng)管M8、所述第九場(chǎng)效應(yīng)管M9、所述輸出端VOUT及所述電源端VCC相連的第十場(chǎng)效應(yīng)管；所述偏置電路包括一與所述第一場(chǎng)效應(yīng)管Ml、所述第三場(chǎng)效應(yīng)管M3及所述電源端VCC相連的第一電流源11、一與所述第二場(chǎng)效應(yīng)管M2、所述第四場(chǎng)效應(yīng)管M4及所述電源端VCC相連的第二電流源12、一與所述第三場(chǎng)效應(yīng)管M3、所述第四場(chǎng)效應(yīng)管M4及所述電源端VCC相連的第三電流源13、一與所述第五場(chǎng)效應(yīng)管M5、所述第六場(chǎng)效應(yīng)管M6及所述電源端VCC相連的第四電流源14、一與所述第七場(chǎng)效應(yīng)管M7、所述第八場(chǎng)效應(yīng)管M8及所述電源端VCC相連的第五電流源15。本實(shí)用新型高速信號(hào)檢測(cè)電路較佳實(shí)施方式的連接關(guān)系如下該第一場(chǎng)效應(yīng)管Ml的柵極與輸入端VIN相連，該第二場(chǎng)效應(yīng)管M2的柵極與基準(zhǔn)端VREF相連，該第一場(chǎng)效應(yīng)管Ml的源極、該第三場(chǎng)效應(yīng)管M3的柵極、該第一電流源Il的一端共同相連，該第二場(chǎng)效應(yīng)管M2的源極、該第四場(chǎng)效應(yīng)管M4的柵極、該第二電流源12的一端共同相連，該第三場(chǎng)效應(yīng)管M3的漏極、該第五場(chǎng)效應(yīng)管M5的柵極、該第一電阻Rl的一端共同相連，該第四場(chǎng)效應(yīng)管M4的漏極、該第六場(chǎng)效應(yīng)管M6的柵極、該第二電阻R2的一端共同相連，該第一電阻Rl的另一端、該第二電阻R2的另一端、該第三電阻R3的一端共同相連,該第五場(chǎng)效應(yīng)管M5的漏極、該第七場(chǎng)效應(yīng)管M7的柵極、該第四電阻R4的一端共同相連，該第六場(chǎng)效應(yīng)管M6的漏極、該第八場(chǎng)效應(yīng)管M8的柵極、該第五電阻R5的一端共同相連，該第四電阻R4的另一端、該第五電阻R5的另一端、該第六電阻R6的一端共同相連，該第七場(chǎng)效應(yīng)管M7的漏極、該第九場(chǎng)效應(yīng)管M9的柵極和漏極、該第十場(chǎng)效應(yīng)管MlO的柵極共同相連，該第十場(chǎng)效應(yīng)管MlO的漏極、該第八場(chǎng)效應(yīng)管M8的漏極、該輸出端VOUT共同相連，該第七場(chǎng)效應(yīng)管M7的源極、該第八場(chǎng)效應(yīng)管M8的源極、該第五電流源15的一端共同相連，該第五場(chǎng)效應(yīng)管M5的源極、該第六場(chǎng)效應(yīng)管M6的源極、該第四電流源14的一端共同相連，該第三場(chǎng)效應(yīng)管M3的源極、該第四場(chǎng)效應(yīng)管M4的源極、該第三電流源13的一端共同相連，該第一電流源Il的另一端、該第二電流源12的另一端、該第三電阻R3的另一端、該第六電阻R6的另一端、該第九場(chǎng)效應(yīng)管M9的源極、該第十場(chǎng)效應(yīng)管MlO的源極共同連接于電源端VCC，該第一場(chǎng)效應(yīng)管Ml的漏極、該第二場(chǎng)效應(yīng)管M2的漏極、該第三電流源13的另一端、該第四電流源14的另一端、該第五電流源15的另一端共同連接與接地端GND。本實(shí)用新型高速信號(hào)檢測(cè)電路的工作原理如下所述設(shè)置所述基準(zhǔn)端VREF為一固定電平，即高速信號(hào)的檢測(cè)門限，通過所述輸入端VIN加入一高速信號(hào)，該高速信號(hào)經(jīng)過所述前置接收器接收后從VOl、V02輸出，進(jìn)入所述次級(jí)放大器并經(jīng)次級(jí)放大器放大以后得到輸出信號(hào)V2A、V2B，所述輸出信號(hào)V2A、V2B進(jìn)入所述末級(jí)放大器并經(jīng)所述末級(jí)放大器轉(zhuǎn)換成單端輸出信號(hào)VOUT從所述輸出端輸出。各級(jí)放大器分析 前置接收器直流增益:A1= gma/ (gma+gmb)其中g(shù)ma = gml = gm2, gmb = gmbl = gmb2,gml、gm2 為該第一場(chǎng)效應(yīng)管 Ml、該第二場(chǎng)效應(yīng)管M2的小信號(hào)跨導(dǎo),gmbl、gmb2為該第一場(chǎng)效應(yīng)管Ml、該第二場(chǎng)效應(yīng)管M2的體效應(yīng)小信號(hào)跨導(dǎo)，因?yàn)間ma遠(yuǎn)大于gmb,故Al = gma/(gma+gmb) ^ I,即具有低增益；交流特性pi = (gma+ gmb)/Cl,其中Cl為前置放大器輸出端的等效電容，由于gma+ gmb較大，可見該極點(diǎn)pi較大，即具有高帶寬。即前置接收器具有低增益和高帶寬，可將輸入信號(hào)無衰減的接收下來，并輸出至次級(jí)放大器。次級(jí)放大器直流增益A2= (gmc*R)/2其中g(shù)mc = gm3 = gm4 = gm5 = gm6, R = Rl = R2 = R4 = R5, gm3、gm4、gm5、gm6分別為該第三場(chǎng)效應(yīng)管M3、該第四場(chǎng)效應(yīng)管M4、該第五場(chǎng)效應(yīng)管M5、該第六場(chǎng)效應(yīng)管M6的小信號(hào)跨導(dǎo)，因?yàn)镽的值較小，一般不超過5ΚΩ，故A2的值不會(huì)太大，即具有中等增益；交流特性p2、p3 = I/(R*C2)，其中C2為次級(jí)放大器輸出端的等效電容，由于R較小，可見極點(diǎn)P2、p3均較大，即具有高帶寬，且由于p2、p3重合，即具有濾波作用，可以迅速衰減大于信號(hào)頻率的噪聲。即次級(jí)放大器具有中等增益和高帶寬。末級(jí)放大器直流增益A3= gmd*(ron Il rop)其中g(shù)md = gm7 = gm8, gm7、gm8為該第七場(chǎng)效應(yīng)管M7、該第八場(chǎng)效應(yīng)管M8的小信號(hào)跨導(dǎo)，rop為該第七場(chǎng)效應(yīng)管M7的小信號(hào)電阻，ron為該第八場(chǎng)效應(yīng)管M8的小信號(hào)電阻，因?yàn)閞on、rop通常較大,一般大于100ΚΩ，故A3較大，即具有高增益；交流特性p4 = I/(C3* (ron // rop)),其中C3為輸出端Vout的等效電容，由于rorurop較大，故p4較小，即具有低帶寬。即末級(jí)放大器具有高增益和低帶寬，可以對(duì)信號(hào)進(jìn)行幅度放大。綜上，由于前置接收器和次級(jí)放大器均具有高帶寬，可保證高速信號(hào)無衰減的通過，同時(shí)又具有中等增益，可以將高速信號(hào)的擺幅和該基準(zhǔn)端的差值進(jìn)行放大，以便末級(jí)放大器可以正確接收并放大輸出至該輸出端VOUT，從而實(shí)現(xiàn)檢測(cè)高速信號(hào)的作用。功能分析如果輸入端VIN的信號(hào)擺幅始終小于該基準(zhǔn)端VREF，經(jīng)過前置接收器之后，VOl的擺幅也始終小于V02，經(jīng)過次級(jí)放大器放大后，輸出V2B的擺幅也始終小于V2A，再經(jīng)過末級(jí)放大器放大以后，從該輸出端VOUT —直輸出低電平。即此時(shí)高速信號(hào)檢測(cè)電路未檢測(cè)到高速信號(hào)。如果輸入端VIN的信號(hào)擺幅始終大于該基準(zhǔn)端VREF，經(jīng)過前置接收器之后，VOl的擺幅也始終大于V02，經(jīng)過次級(jí)放大器放大后，輸出V2B的擺幅也始終大于V2A，再經(jīng)過末級(jí) 放大器放大以后，從該輸出端VOUT輸出有效信號(hào)。即此時(shí)高速信號(hào)檢測(cè)電路檢測(cè)到高速信號(hào)。經(jīng)過以上原理分析，可知該高速信號(hào)檢測(cè)電路可以對(duì)高速信號(hào)進(jìn)行準(zhǔn)確的檢測(cè)，并且可以通過改變?cè)摶鶞?zhǔn)端VREF來改變高速信號(hào)的檢測(cè)門限，具有很大的靈活性。
權(quán)利要求1.一種高速信號(hào)檢測(cè)電路，其特征在于，包括一輸入端，一基準(zhǔn)端，一輸出端，一電源端，一接地端，一與輸入端、基準(zhǔn)端及接地端相連的前置接收器，一與前置接收器及接地端相連的次級(jí)放大器，一與次級(jí)放大器、輸出端、電源端及接地端相連的末級(jí)放大器，一與前置接收器、次級(jí)放大器、末級(jí)放大器、電源端及接地端相連的偏置電路。
2.如權(quán)利要求I所述的高速信號(hào)檢測(cè)電路，其特征在于所述前置接收器包括一與所述輸入端及所述接地端相連的第一場(chǎng)效應(yīng)管、一與所述基準(zhǔn)端及所述接地端相連的第二場(chǎng)效應(yīng)管；所述次級(jí)放大器包括一與所述第一場(chǎng)效應(yīng)管相連的第三場(chǎng)效應(yīng)管、一與所述第二場(chǎng)效應(yīng)管相連的第四場(chǎng)效應(yīng)管、一與所述第三場(chǎng)效應(yīng)管相連的第五場(chǎng)效應(yīng)管、一與所述第四場(chǎng)效應(yīng)管相連的第六場(chǎng)效應(yīng)管、一與所述第三場(chǎng)效應(yīng)管相連的第一電阻、一與所述第四場(chǎng)效應(yīng)管相連的第二電阻、一與所述第一電阻、所述第二電阻及所述電源端相連的第三電阻、一與所述第五場(chǎng)效應(yīng)管相連的第四電阻、一與所述第六場(chǎng)效應(yīng)管相連的第五電阻、一與所述第四電阻、所述第五電阻及所述電源端相連的第六電阻；所述末級(jí)放大器包括一所述第五場(chǎng)效應(yīng)管相連的第七場(chǎng)效應(yīng)管、一與所述第六場(chǎng)效應(yīng)管及所述輸出端相連的第八場(chǎng)效應(yīng)管、一與所述第七場(chǎng)效應(yīng)管及所述電源端相連的第九場(chǎng)效應(yīng)管、一與所述第七場(chǎng)效應(yīng)所述第八場(chǎng)效應(yīng)管、所述第九場(chǎng)效應(yīng)管、所述輸出端及所述電源端相連的第八場(chǎng)效應(yīng)管；所述偏置電路包括一與所述第一場(chǎng)效應(yīng)管、所述第三場(chǎng)效應(yīng)管及所述電源端相連的第一電流源、一與所述第二場(chǎng)效應(yīng)管、所述第四場(chǎng)效應(yīng)管及所述電源端相連的第二電流源、一與所述第三場(chǎng)效應(yīng)管、所述第四場(chǎng)效應(yīng)管及所述電源端相連的第三電流源、一與所述第五場(chǎng)效應(yīng)管、所述第六場(chǎng)效應(yīng)管及所述電源端相連的第四電流源、一與所述第七場(chǎng)效應(yīng)管、所述第八場(chǎng)效應(yīng)管及所述電源端相連的第五電流源。
3.如權(quán)利要求2所述的高速信號(hào)檢測(cè)電路，其特征在于所述第一場(chǎng)效應(yīng)管的柵極與所述輸入端相連，所述第二場(chǎng)效應(yīng)管的柵極與所述基準(zhǔn)端相連，所述第一場(chǎng)效應(yīng)管的源極、所述第三場(chǎng)效應(yīng)管的柵極、所述第一電流源的一端共同相連，所述第二場(chǎng)效應(yīng)管的源極、所述第四場(chǎng)效應(yīng)管的柵極、所述第二電流源的一端共同相連。
4.如權(quán)利要求2所述的高速信號(hào)檢測(cè)電路，其特征在于所述第三場(chǎng)效應(yīng)管的漏極、所述第五場(chǎng)效應(yīng)管的柵極、所述第一電阻的一端共同相連，所述第四場(chǎng)效應(yīng)管的漏極、所述第六場(chǎng)效應(yīng)管的柵極、所述第二電阻的一端共同相連，所述第一電阻的另一端、所述第二電阻的另一端、所述第三電阻的一端共同相連，所述第五場(chǎng)效應(yīng)管的漏極、所述第七場(chǎng)效應(yīng)管的柵極、所述第四電阻的一端共同相連，所述第六場(chǎng)效應(yīng)管的漏極、所述第八場(chǎng)效應(yīng)管的柵極、所述第五電阻的一端共同相連，所述第四電阻的另一端、所述第五電阻的另一端、所述第六電阻的一端共同相連，所述第五場(chǎng)效應(yīng)管的源極、所述六場(chǎng)效應(yīng)管的源極、所述第四電流源的一端共同相連，所述第三場(chǎng)效應(yīng)管的源極、所述第四場(chǎng)效應(yīng)管的源極、所述第三電流源的一端共同相連。
5.如權(quán)利要求2所述的高速信號(hào)檢測(cè)電路，其特征在于所述第七場(chǎng)效應(yīng)管的漏極、所述第九場(chǎng)效應(yīng)管的柵極和漏極、所述第十場(chǎng)效應(yīng)管的柵極共同相連，所述第十場(chǎng)效應(yīng)管的漏極、所述第八場(chǎng)效應(yīng)管的漏極、所述輸出端共同相連，所述第七場(chǎng)效應(yīng)管的源極、所述第八場(chǎng)效應(yīng)管的源極、所述第五電流源的一端共同相連。
6.如權(quán)利要求2所述的高速信號(hào)檢測(cè)電路，其特征在于所述第一電流源的另一端、所述第二電流源的另一端、所述第三電阻的另一端、所述第六電阻的另一端、所述第九場(chǎng)效應(yīng)管的源極、所述第十場(chǎng)效應(yīng)管的源極共同連接于電源端，所述第一場(chǎng)效應(yīng)管的漏極、所述第二 場(chǎng)效應(yīng)管的漏極、所述第三電流源的另一端、所述第四電流源的另一端、所述第五電流源的另一端共同連接與接地端。
專利摘要一種高速信號(hào)檢測(cè)電路，包括一輸入端，一基準(zhǔn)端，一輸出端，一電源端，一接地端，一與輸入端、基準(zhǔn)端及接地端相連的前置接收器，一與前置接收器及接地端相連的次級(jí)放大器，一與次級(jí)放大器、輸出端、電源端及接地端相連的末級(jí)放大器，一與前置接收器、次級(jí)放大器、末級(jí)放大器、電源端及接地端相連的偏置電路。本實(shí)用新型可以對(duì)高速信號(hào)進(jìn)行準(zhǔn)確的檢測(cè)，并通過改變基準(zhǔn)端來改變高速信號(hào)的檢測(cè)門限，具有很大的靈活性。
文檔編號(hào)G01R29/00GK202720278SQ20122035944
公開日2013年2月6日 申請(qǐng)日期2012年7月24日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月24日
發(fā)明者范方平 申請(qǐng)人:四川和芯微電子股份有限公司