本發(fā)明涉及一種模擬乘法電路或者倍頻電路的平方電路，具體地涉及一種電流型差分平方電路。

背景技術(shù)：

平方電路是一種典型的非線性電路，在電路中主要完成信號的頻率變換，長久以來基于乘法器的平方電路不但由于其結(jié)構(gòu)的特殊性導(dǎo)致電路工作電壓不能過低，而且其運(yùn)算精度也會因?yàn)殡娐份敵隹鐚?dǎo)隨輸入信號的變化而變化導(dǎo)致信號出現(xiàn)非線性失真。

如何提高平方電路的運(yùn)算精度和與系統(tǒng)的兼容性是本領(lǐng)域技術(shù)人員亟待解決的問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明目的是：提供了一種電流型差分平方電路，提高了平方電路的運(yùn)算精度，擴(kuò)大了電路的共模輸入范圍。

本發(fā)明的技術(shù)方案是：

一種電流型差分平方電路，包括由多個相同類型的晶體管組成的差分電路，第一晶體管的柵極分別與第二晶體管的柵極相連，第一晶體管的漏極與第五晶體管的源極相連，第二晶體管的漏極與柵極相連，所述第二晶體管的漏極還與第六晶體管的源極相連，第三晶體管的柵極與第四晶體管的柵極相連，第三晶體管的漏極與柵極相連，所述第三晶體管的漏極還與第七晶體管的源極相連，第四晶體管的漏極與第八晶體管的源極相連，第五晶體管的漏極與柵極相連，所述第五晶體管的漏極還連接第一直流電流源，所述第五晶體管的柵極與第六晶體管的柵極相連，第六晶體管的漏極與第七晶體管的漏極相連，第七晶體管的柵極與第八晶體管的柵極相連，第八晶體管的柵極與漏極相連，所述第八晶體管的漏極還連接第二直流電流源，所述第一晶體管的源極通過第一阻性器件與第二晶體管的源極和第三晶體管的源極相連，通過第二阻性器件與第四晶體管的源極相連，所述第二晶體管的源極連接直流電壓提供端，所述直流電壓提供端用于提供一定直流電壓，并對交流等效為短路，第一輸入端連接第一晶體管的源極，第二輸入端連接第四晶體管的源極，輸出端連接第六晶體管的漏極與第七晶體管的漏極。。

優(yōu)選的，所述直流電壓提供端為直流電壓源。

優(yōu)選的，所述直流電壓提供端包括一工作在飽和區(qū)的第九晶體管，所述第二晶體管的源極連接第九晶體管的漏極，所述第九晶體管的柵極與漏極相連，所述第九晶體管的源極接地。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是：

本發(fā)明的平方電路增加特殊結(jié)構(gòu)調(diào)整輸入信號的共模電平，提高了本電路在系統(tǒng)中的應(yīng)用范圍。采用反饋電路結(jié)構(gòu)提高了系統(tǒng)輸出阻抗，進(jìn)而提高了電路的運(yùn)算精度。利用線性阻性器件把輸入電流信號轉(zhuǎn)化為電壓信號，通過在mosfet的疊加這一電壓信號實(shí)現(xiàn)電流信號的平方運(yùn)算。利用差分電路的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，消除mosfet背柵效應(yīng)引起的誤差。由此可見，本發(fā)明提高了平方電路的運(yùn)算精度，擴(kuò)大了電路的共模輸入范圍。

附圖說明

下面結(jié)合附圖及實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步描述：

圖1為本發(fā)明差分電流型平方電路的一實(shí)施例的電路圖；

圖2為本發(fā)明差分電流型平方電路的另一實(shí)施例的電路圖。

具體實(shí)施方式

為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚明了，下面結(jié)合具體實(shí)施方式并參照附圖，對本發(fā)明進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)該理解，這些描述只是示例性的，而并非要限制本發(fā)明的范圍。此外，在以下說明中，省略了對公知結(jié)構(gòu)和技術(shù)的描述，以避免不必要地混淆本發(fā)明的概念。

實(shí)施例1：

參見圖1，圖1為本發(fā)明實(shí)施例所提供的差分電流平方電路的一種實(shí)施例的示意圖，該電路包括由相同類型的晶體管組成的差分電路、第一阻性器件和第二阻性器件、第一直流電流源、第二直流電流源以及第一直流電壓源。晶體管可以為n溝道場效應(yīng)管或者p溝道場效應(yīng)管。

需要說明的是，圖1中m1晶體管對應(yīng)下文的第一晶體管，圖1中m2晶體管對應(yīng)下文的第二晶體管，圖1中m3晶體管對應(yīng)下文的第三晶體管，圖1中m4晶體管對應(yīng)下文的第四晶體管，圖1中m5晶體管對應(yīng)下文的第五晶體管，圖1中m6晶體管對應(yīng)下文的第六晶體管，圖1中m7晶體管對應(yīng)下文的第七晶體管，圖1中m8晶體管對應(yīng)下文的第八晶體管，圖1中iin+節(jié)點(diǎn)對應(yīng)下文的第一輸入端，圖1中的iin-節(jié)點(diǎn)對應(yīng)下文的第二輸入端，1中的iout節(jié)點(diǎn)對應(yīng)下文的第一輸出端，圖1中的r1對應(yīng)下文的第一電阻，圖1中的r2對應(yīng)下文的第二電阻，圖1中的ib1對應(yīng)下文的第一直流電流源，圖1中的ib2對應(yīng)下文的第二直流電流源，圖1中的vb對應(yīng)下文的第一直流電壓源。

第一晶體管、第二晶體管第五晶體管和第六晶體管分別互相鉗位實(shí)現(xiàn)兩個支路電流的精確運(yùn)算，同樣的第三晶體管、第四晶體管、第七晶體管與第八晶體管實(shí)現(xiàn)相同的功能。

第一直流電壓源正端分別與第一電阻的第二端、第二電阻的第二端、第二晶體管的源極和第三晶體管的源極相連，第一的第二端與地相連。第一直流電壓源的作用為整體提升電路的工作電平，改善電路的直流工作點(diǎn)使之達(dá)到接近電源電壓二分之一處，對交流信號等效為短路。

實(shí)施例2：

圖2為本發(fā)明實(shí)施例所提供的差分電流平方電路的另一種實(shí)施例的具體示意圖，其與圖1的區(qū)別為利用m9代替圖1中的vb，在電路給定的器件下實(shí)現(xiàn)了電路的功能。圖2中m9晶體管的柵極與漏極相連，然后分別與r1、r2的第二端，m2、m3的源極相連，m9晶體管的源極與地相連。m9為一個工作在飽和區(qū)的mosfet，其可等效為一個二極管。由二極管的工作特性可知其一旦導(dǎo)通對于交流信號相當(dāng)于短路，同時又可以提供相對穩(wěn)定的直流電壓，因此利用連接成二極管的mosfet為整體提升電路的工作電平，與第一直流電壓源的作用相當(dāng)。

應(yīng)當(dāng)理解的是，本發(fā)明的上述具體實(shí)施方式僅僅用于示例性說明或解釋本發(fā)明的原理，而不構(gòu)成對本發(fā)明的限制。因此，在不偏離本發(fā)明的精神和范圍的情況下所做的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。此外，本發(fā)明所附權(quán)利要求旨在涵蓋落入所附權(quán)利要求范圍和邊界、或者這種范圍和邊界的等同形式內(nèi)的全部變化和修改例。

技術(shù)特征：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種電流型差分平方電路，包括由相同類型的晶體管組成的差分電路、第一阻性器件和第二阻性器件、第一直流電流源電源、第二直流電流源以及第一直流電壓源。電路輸入為差分電流信號，輸出為單端電流信號，采用單電源供電。增加特殊結(jié)構(gòu)調(diào)整輸入信號的共模電平，提高了本電路在系統(tǒng)中的應(yīng)用范圍。采用反饋電路結(jié)構(gòu)提高了系統(tǒng)輸出阻抗，進(jìn)而提高了電路的運(yùn)算精度。電路利用線性阻性器件把輸入電流信號轉(zhuǎn)化為電壓信號，通過在MOSFET的疊加這一電壓信號實(shí)現(xiàn)電流信號的平方運(yùn)算。利用差分電路的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，消除MOSFET背柵效應(yīng)引起的誤差。本發(fā)明提高了平方電路的運(yùn)算精度，擴(kuò)大了電路的共模輸入范圍。

技術(shù)研發(fā)人員：王學(xué)香;陳闊;時龍興
受保護(hù)的技術(shù)使用者：東南大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：2017.05.23
技術(shù)公布日：2017.11.10