專利名稱：一種峰值檢測集成電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種峰值檢測集成電路，一種用于測量交流電壓信號(hào)峰值幅度的芯片。
背景技術(shù)：
測量峰值信號(hào)水平的芯片通常被用作助聽器的放大器，在這些放大器中需要一定程度的自動(dòng)增益控制(AGC)。在這些應(yīng)用中，放大聲音信號(hào)的量值不斷被檢測，且放大器增益保持不同信號(hào)水平在放大器的工作范圍內(nèi)。本發(fā)明裝置，特別開發(fā)用于助聽器功率放大器；然而，該芯片可以被使用在許多實(shí)際應(yīng)用里，要求產(chǎn)生一個(gè)反映一個(gè)交流電壓信號(hào)峰值大小的信號(hào)。在如下更完整地描述的優(yōu)選檢測器中，提供一個(gè)檢測器峰值大小的一般設(shè)計(jì) 對(duì)象可以被制作為一個(gè)集成電路助聽器放大器的一部分(除了部件，如電容器)，而且可以從一個(gè)提供的按照一伏次序的電壓投入運(yùn)行。過去，這樣的助聽器放大器使用峰值水平檢測器(或半波整流器執(zhí)行類似功能)只響應(yīng)在放大信號(hào)中的一個(gè)特定極性的偏振。如下描述的特別的探測器同時(shí)響應(yīng)一個(gè)放大信號(hào)的正極和負(fù)極偏振，因此少受制于半周期操作的瞬變和畸變特點(diǎn)。此外，這是一個(gè)提供這個(gè)具有一個(gè)定義明確的檢測閾值的優(yōu)選檢測器的對(duì)象，這將消除在規(guī)定范圍內(nèi)下降的低電平信號(hào)的檢測。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明提供一種峰值檢測集成電路，一種產(chǎn)生一個(gè)反映交流電壓信號(hào)峰值的信號(hào)的芯片。第一方面，該芯片包括產(chǎn)生電流信號(hào)為了產(chǎn)生一個(gè)具有與第一極交流電壓信號(hào)每個(gè)峰值相對(duì)應(yīng)的峰值的電流信號(hào)。每個(gè)電流信號(hào)的峰值直接隨與之相對(duì)應(yīng)的交流電壓信號(hào)峰值的變化而不同。電流源用來降低電流信號(hào)至一個(gè)可控制的最大電流水平。充電電流產(chǎn)生用來當(dāng)電流信號(hào)超過最大電流水平時(shí)產(chǎn)生一個(gè)充電電流，且將這個(gè)充電電流傳遞給一個(gè)電容。反饋方式電流源的最大電流水平直接隨結(jié)電容式電壓信號(hào)值的變化而不同。放電電流產(chǎn)生為了用來被作用到電容中以便于電容電壓可以降低來響應(yīng)交流電壓信號(hào)峰值的降低。在第二方面，本發(fā)明提供一個(gè)產(chǎn)生反映交流電壓信號(hào)峰值的信號(hào)的芯片，該芯片同時(shí)響應(yīng)交流電壓信號(hào)的正極和負(fù)極偏振。該芯片包括電流信號(hào)產(chǎn)生是為了產(chǎn)生第一和第二單極電流信號(hào)。第一電流信號(hào)有一個(gè)與交流電壓信號(hào)的一個(gè)第一極的每個(gè)峰值相對(duì)應(yīng)的峰值，而第二電流有一個(gè)與交流電壓信號(hào)的一個(gè)第二季的每個(gè)峰值相對(duì)應(yīng)的峰值。第一和第二電流信號(hào)的峰值每個(gè)都直接隨與之相對(duì)應(yīng)的交流電壓信號(hào)的變化而不同。電流源被應(yīng)用來降低第一電流信號(hào)至一個(gè)第一可控制的最大電流水平。充電電流產(chǎn)生是為了當(dāng)?shù)谝浑娏餍盘?hào)超過第一最大電流水平或者第二電流信號(hào)超過第二最大電流信號(hào)水平時(shí)，產(chǎn)生一個(gè)充電電流，且該充電電流被傳遞到一個(gè)電容中。電流源的第一和第二最大電流水平每個(gè)的反饋方式都直接隨結(jié)電容式電壓的變化而不同，借以電容電壓來反映交流電壓信號(hào)的峰值。放電電流產(chǎn)生來將一個(gè)放電電流作用到電容上以便于電容電壓可以升高來響應(yīng)交流電壓信號(hào)峰值的降低。[0004]本發(fā)明提供的峰值檢測集成電路是一個(gè)用來產(chǎn)生信號(hào)以反映一個(gè)交流電壓的峰值的設(shè)備，包括電流信號(hào)產(chǎn)生來響應(yīng)交變電壓信號(hào)產(chǎn)生一個(gè)單極電流信號(hào)，它有一個(gè)峰值對(duì)應(yīng)于第一極性交流電壓信號(hào)的每個(gè)峰值，每個(gè)電流信號(hào)的峰值直接隨與之相對(duì)應(yīng)的交流電壓信號(hào)峰值大小的變化而不同；晶體管電流源與一系列電流信號(hào)連接，來使所述單極電流信號(hào)下降至一個(gè)可控的最大電流水平；當(dāng)單極電流超過最大電流水平時(shí)，充電電流會(huì)產(chǎn)生一個(gè)充電電流；一個(gè)電容與充電電流連接來接收那個(gè)充電電流；反饋用來響應(yīng)電容上的電壓降是因?yàn)殡娏髟吹淖畲箅娏魉街苯与S電容上的電壓降大小變化而不同，借以電容上的電壓降來反映交流電壓信號(hào)的峰值；還有，放電電流產(chǎn)生是為了將一個(gè)實(shí)質(zhì)的持續(xù)放電電流作用在電容上，以便于電容上的電壓降可以下降，來響應(yīng)交流電壓信號(hào)的峰值的下降。本發(fā)明提供的峰值檢測集成電路中充電單極電流產(chǎn)生來接收單極電流信號(hào)超過最大電流的部分和放大那個(gè)超過最大電流的電流部分來產(chǎn)生充電電流。當(dāng)交流電壓信號(hào)峰值低于一個(gè)預(yù)定閾值時(shí)，反饋為電流源的可控最大電流水平設(shè)定的一個(gè)預(yù)定最小水平，借以電容上的電壓降不會(huì)下降。電流信號(hào)組成產(chǎn)生的大體上給定常數(shù)級(jí)的一個(gè)直流電流和交 流電流信號(hào)，實(shí)質(zhì)上它們直接隨交流電壓信號(hào)值的變化而不同，所述直流電流和所述交流信號(hào)相結(jié)合組成所述單極電流信號(hào)。本發(fā)明提供的峰值檢測集成電路包括電流信號(hào)產(chǎn)生為了響應(yīng)交流電壓信號(hào)，來產(chǎn)生一個(gè)第一單極電流信號(hào)，它有一個(gè)峰值與交流電壓信號(hào)一個(gè)第一極性的每個(gè)峰值相對(duì)應(yīng)，一個(gè)第二單極電流信號(hào)，它有一個(gè)峰值與交流電壓信號(hào)一個(gè)第二極性的每個(gè)峰值相對(duì)應(yīng)，第一和第二電流信號(hào)的每個(gè)峰值直接隨相應(yīng)的交流電壓信號(hào)峰值的變化而不同；第一晶體管電流源用來吸收第一單極電流信號(hào)至一個(gè)第一可控最大電流水平，而第二晶體管電流源用來吸收第二單極電流信號(hào)至一個(gè)第二可控最大電流水平；充電電流產(chǎn)生用來，當(dāng)?shù)谝粏螛O電流超過第一最大電流水平，或者當(dāng)?shù)诙螛O電流超過第二最大電流水平時(shí)，產(chǎn)生一個(gè)充電電流；一個(gè)電容與為了接收充電電流而產(chǎn)生的充電電流連接；反饋用來響應(yīng)電容上的電壓降，因?yàn)殡娏髟疵總€(gè)第一和第二最大電流水平直接隨電容上的電壓降值的下降而下降，借以電容上的電壓降來反映交流電壓信號(hào)的峰值；還有，放電電流產(chǎn)生，用來將實(shí)質(zhì)上連續(xù)的放電電流作用到電容上，以便于電容上的電壓降可以下降，來響應(yīng)交流電壓信號(hào)的峰值。本發(fā)明提供的峰值檢測集成電路中充電電流產(chǎn)生以用來接收和放大第一和第二單極電流信號(hào)分別超過第一和第二電流源的第一和第二最大電流水平的部分。反饋為每個(gè)第一和第二不同的最大電流水平設(shè)定一個(gè)預(yù)定的最小水平，借以當(dāng)交流電壓信號(hào)的總體大小低于一個(gè)預(yù)定閾值時(shí)，電容上的電壓降會(huì)升高。電流信號(hào)產(chǎn)生來組成產(chǎn)生的大體上給定常數(shù)級(jí)的一個(gè)第一直流電流和一個(gè)第一交流電流，實(shí)質(zhì)上它們直接隨交流電壓信號(hào)的變化而不同，所述第一直流電流和所述第一交流信號(hào)相結(jié)合組成所述第一單極電流信號(hào)，所述電流信號(hào)產(chǎn)生更是為了組成產(chǎn)生的大體上給定常數(shù)級(jí)的一個(gè)第二直流電流和一個(gè)第二交流電流，實(shí)質(zhì)上它們直接隨所述交流電壓信號(hào)值的變化而不同，所述第二直流電流和所述第二交流信號(hào)相結(jié)合組成所述第二單極電流信號(hào)。本發(fā)明提供的峰值檢測集成電路的電流信號(hào)產(chǎn)生，組成一個(gè)微分晶體管對(duì)，它們包括分別產(chǎn)生第一和第二單極電流信號(hào)的第一和第二晶體管，第一單極電流信號(hào)組成大體上給定常數(shù)級(jí)的一個(gè)第一直流電流和一個(gè)第一交流電流信號(hào)，實(shí)質(zhì)上它們直接隨交流電壓信號(hào)值的變化而不同，借以第一單極電流信號(hào)有一個(gè)峰值來與一個(gè)第一極性交流電壓信號(hào)的每個(gè)峰值相對(duì)應(yīng)，第二單極電流信號(hào)組成大體上給定常數(shù)級(jí)的一個(gè)第二直流信號(hào)和一個(gè)第二交流電流信號(hào)，實(shí)質(zhì)上它們直接隨交流電壓信號(hào)值的變化而不同，借以第二單極電流信號(hào)有一個(gè)峰值來與一個(gè)第二極性交流電流信號(hào)的每個(gè)峰值相對(duì)應(yīng)；還有，電流源包括一個(gè)第一有源負(fù)載連接到第一晶體管，來降低第一單極電流信號(hào)，而一個(gè)第二有源負(fù)載連接到第二晶體管，來降低第二單極電流信號(hào)，第一和第二有源負(fù)載每個(gè)都有一個(gè)控制端與反饋耦合，借以第一和第二有源負(fù)載由反饋控制來降低第一和第二單極電流信號(hào)至第一和第二最大電流水平。在這份公開說明書和權(quán)利要求中所使用的術(shù)語“電流源”或“電流源裝置“應(yīng)該被理解為一個(gè)能夠吸收其它電路產(chǎn)生電流的電路單元或向其他電路傳遞電流的電路單元。無論怎樣，電流源或電流源裝置的工作將被描述為對(duì)于一個(gè)電流的“收集”。

圖I是一個(gè)方框圖表示一個(gè)體現(xiàn)本發(fā)明的半波整流器；圖2是一個(gè)方框圖表示一個(gè)體現(xiàn)本發(fā)明的全波整流器；圖3是一個(gè)電路圖說明了一個(gè)根據(jù)本發(fā)明構(gòu)造的全波整流器的首選體現(xiàn)。本發(fā)明的具體實(shí)施方式
參考圖I這是一個(gè)方框圖表示體現(xiàn)本發(fā)明的電平檢測器8的峰值。電平檢測器8包括一個(gè)電流輸入端12接收到的交流電壓信號(hào)的電流源10，一個(gè)電流源14，一個(gè)充電電流發(fā)生器16，和一個(gè)接收充電電流的電容18，一個(gè)放電電流發(fā)生器20，和一個(gè)反饋電路22。電流源10產(chǎn)生一個(gè)單極電流信號(hào)II,即一個(gè)電流信號(hào)有一個(gè)單極性。電流信號(hào)Il最好包括一個(gè)預(yù)定幅度的直流電流，和一個(gè)直接隨輸入信號(hào)的變化而不同的電流信號(hào)分量，借以電流信號(hào)Il有一個(gè)與輸入信號(hào)的一個(gè)第一單極的每個(gè)峰值相對(duì)應(yīng)的峰值。輸入信號(hào)一個(gè)相反極性的峰值將會(huì)產(chǎn)生電流信號(hào)Il的最小值。信號(hào)分量最好是線性相關(guān)的輸入信號(hào)但是這樣的要求不是完全必要的。所需要的是峰值和電流信號(hào)Il直接隨與之相對(duì)應(yīng)的輸入信號(hào)的變化而不同以便于電流峰值將事實(shí)上反映輸入信號(hào)的峰值。術(shù)語“直接在大小上不同”結(jié)果肯定會(huì)理解為這意味著一個(gè)獨(dú)特的之間相關(guān)程度的一對(duì)一關(guān)系，即相關(guān)大小一起增大和減小。在通常的應(yīng)用中，電流源10可能是一個(gè)普通的電壓電流轉(zhuǎn)換器。電流源14控制吸收電流信號(hào)Il至一個(gè)可控制的最大電流水平。該吸收電流在圖I中表示為12。被表示為13的多余電流由充電電流發(fā)生器16檢測，通過傳遞一個(gè)充電電流的到電容18來響應(yīng)。該充電電流最適宜由放大的多余電流產(chǎn)生以至于充電電流值隨電流源10和電流源之間的差異而不同。然而，因?yàn)榉答伒膮⑴c，這樣的多余電流和充電電流之間的關(guān)系對(duì)于本發(fā)明的目的并不是絕對(duì)必要的。反饋電路22檢測電容式電壓，且升高或降低電流源14最大電流降直接取決于電容電壓。當(dāng)電容18繼續(xù)充電時(shí)，反饋電路22繼續(xù)升高電流源14的最大電流水平直到電流Il完全被吸收。如果多余電流13被放大來產(chǎn)生充電電流，而在穩(wěn)態(tài)中不是所有的電流Il都會(huì)被電池吸收而成為充電電流的必須產(chǎn)生來平衡作用到電容18中的放電電流。在穩(wěn)態(tài)中，電流源14有效控制降低電流源10產(chǎn)生的電流信號(hào)的峰值。當(dāng)輸入信號(hào)有一個(gè)第一極性時(shí)這個(gè)峰值出現(xiàn)，相反極性的峰值不被檢測出。因?yàn)檫@個(gè)反饋的參與，電容電壓表明輸入信號(hào)的峰值(并將表明正弦輸入信號(hào)的均方根值)。電容電壓可從輸出端24得到。我們可以從操作的描述中領(lǐng)會(huì)到電流信號(hào)Il的確切形式不是關(guān)鍵的，唯一需要的是與以上描述的電流Il和那些輸入信號(hào)之間峰值相對(duì)應(yīng)的峰值。檢測器8的峰值電平不能立即回應(yīng)輸入信號(hào)電平的降低。放電裝置20必須首先降低電容電壓至一個(gè)電平，該電平下的電流源14可以控制吸收電流源10為了響應(yīng)新的輸入信號(hào)而產(chǎn)生的峰值電流。顯然放電電流作用到電容18將會(huì)影響檢測器8響應(yīng)一個(gè)降低的輸入信號(hào)的方式。一個(gè)具有預(yù)定值的恒定電流是比較好的，電流值被恰當(dāng)?shù)倪x擇使為了特定的應(yīng)用，但是可能要提供一個(gè)更為復(fù)雜的機(jī)制。圖2是一個(gè)表示體現(xiàn)本發(fā)明的一個(gè)峰值水平檢測器25的框圖。全波整流器包括一個(gè)電流源26, —對(duì)電流輸入端28，30, 一個(gè)充電電流發(fā)生器32, —個(gè)電容34,放電電流產(chǎn) 生裝置36和一個(gè)反饋電路38.檢測器25的運(yùn)作與檢測器8相似除了檢測器25同時(shí)響應(yīng)交流電壓信號(hào)的正極和負(fù)極偏振。電流源26產(chǎn)生兩個(gè)單極電流信號(hào)II，12。電流Il包括一個(gè)信號(hào)成分，它隨一個(gè)輸入端40吸收的輸入信號(hào)值的變化而不同，當(dāng)輸入信號(hào)有一個(gè)第一極性時(shí)，輸入端的信號(hào)成分升高電流信號(hào)Il的值至一個(gè)最大電平。電流信號(hào)12包括一個(gè)相似的信號(hào)成分，但當(dāng)輸入信號(hào)有一個(gè)相反極性時(shí)，它升高電流12的值至一個(gè)最大電平。電流輸入端28，30分別吸收電流II，12的部分至第一和第二最大電平，這些吸收的電流被指定為13和14，留下多余的電流為15和16。當(dāng)電流15或16被檢測到時(shí)，充電電流發(fā)生器32傳遞一個(gè)充電電流到電容34。反饋網(wǎng)絡(luò)38升高電流輸入端28，30的第一和第二最大電流水平直到多余的電流降低至零。在這點(diǎn)上電容電壓將反映一個(gè)交流輸入信號(hào)的峰值。放電電流發(fā)生器36用一種可控的方式降低電容式電壓來確保峰值水平檢測器25可以跟隨幅度降低的輸入信號(hào)。圖3所示的一個(gè)根據(jù)本發(fā)明構(gòu)造的峰值水平檢測器42的實(shí)際體現(xiàn)。該特定的檢測器42是專門設(shè)計(jì)用于助聽放大器中的自動(dòng)發(fā)電控制(AGC)的程序(也可以應(yīng)用于其他應(yīng)用等方面的研究進(jìn)展)。檢測器42由一個(gè)伏電源提供電壓運(yùn)行。利用最終用戶提供的電容組件，電路配置適合用于制造集成電路形式。雙極結(jié)晶體管的一個(gè)微分對(duì)(BJTs) 44，46用作一個(gè)電壓-電流轉(zhuǎn)換器。電流通過該微分對(duì)44，46被晶體管48吸收，作為一個(gè)0. 6伏參考信號(hào)的偏置電流源。晶體管46的基極被一個(gè)電容50耦合至一個(gè)輸入端52，在這里一個(gè)交流輸入信號(hào)可以被吸收。電容50用作清除輸入信號(hào)中的直流成分。晶體管54，56 (BJTs)是有源負(fù)載，它們用作可控制的電流源來吸收微分對(duì)產(chǎn)生的電流。正如使用在說明書和附加權(quán)利要求中的，術(shù)語“有源負(fù)載”應(yīng)當(dāng)被理解為一個(gè)晶體管適宜產(chǎn)生一個(gè)電流，電流的最大電流水平隨與之響應(yīng)的作用于芯片控制端的控制信號(hào)的變化而不同，控制端可能為一個(gè)柵場來影響晶體管或BJT。在檢測器42中晶體管54，56將通常工作在飽和狀態(tài)，且晶體管54，56產(chǎn)生的電流由微分對(duì)吸收的電流和作用到它們基極的信號(hào)設(shè)定的最大電流水平同時(shí)決定。后者信號(hào)將決定有源負(fù)載什么時(shí)候跳出飽和狀態(tài)，在這點(diǎn)上有源負(fù)載將開始實(shí)質(zhì)上作為恒流源。微分對(duì)44，46所需要的多余電流必須被另外提供。晶體管54，56的基極相連接來提供一個(gè)共同的控制端。晶體管54，56因在傳統(tǒng)的方式方面有相似的特點(diǎn)而匹配，另外在有鏡像電流的情況下與配置作為二極管的晶體管58相匹配。晶體管60作為一個(gè)偏置0. 6伏參考電流的恒流源產(chǎn)生一個(gè)值為I的直流電流流入晶體管58，結(jié)果晶體管54，56以此為條件吸收一個(gè)最小電流I。電流源晶體管48的基極終端連接電流源晶體管60的基極終端以便于二者都偏置相同的0. 6伏參考信號(hào)。晶體管48形成的表面區(qū)域交界處比與之相對(duì)應(yīng)的晶體管60形成的表面區(qū)域交界處大I. 7倍，晶體管48因此偏置吸收一個(gè)值為I. 71的電流，它在晶體管44，46中都產(chǎn)生0. 851的直流電流。這種做法的影響是產(chǎn)生一個(gè)非常精確的檢測閾值來消除各種低電平信號(hào)的檢測。檢測閾值完全由晶體管48，60各自偏置吸收的電流比值決定。假設(shè)電容電壓較低，且沒有輸入信號(hào)作用，只有通過晶體管44，4各自6吸收的0. 851的直流電流。結(jié)果晶體管54，56的發(fā)射極-集電極電壓降低至大約0. 1-0. 3伏，晶體管54，56以吸收值為I的最小電流為條件，沒有可作為晶體管62，64的基極驅(qū)動(dòng)的電流直到一個(gè)輸入信號(hào)以大約10%的幅度升高微分對(duì)的電流。這發(fā)生在一個(gè)表達(dá)如下所給出的輸入電壓V(由一個(gè)關(guān)于BJT微分對(duì)操作的眾所周知的規(guī)則決定) K是波爾茲曼常數(shù)q是一個(gè)點(diǎn)位電荷，且T被假定為室溫(293K)我們將領(lǐng)會(huì)到在制造過程中通過改變晶體管48，60的不同匹配，各種各樣的，相對(duì)精確的閾值可以被提供。晶體管62，64被用作電流放大器。晶體管46的集電極產(chǎn)生的未被晶體管56吸收的任何電流作用到晶體管64的基極且被放大。相似地，晶體管44的集電極產(chǎn)生的未被晶體管54吸收的任何電流被傳送到晶體管62的基極且被放大。晶體管62，64產(chǎn)生的充電電流連接在一起且與電容66耦合。晶體管68和電阻70提供反饋來調(diào)節(jié)有源負(fù)載晶體管54，56對(duì)電流的吸收。晶體管68產(chǎn)生一個(gè)電流信號(hào)來響應(yīng)經(jīng)過電容66的電壓降(電容電壓作用到晶體管68的基極-發(fā)射極結(jié)和電阻70).晶體管68的集電極產(chǎn)生的電流信號(hào)作用到配置作為二極管的晶體管58的集電極。流入晶體管58的上升電流在晶體管54，56中得到反映。結(jié)果，當(dāng)電容電壓升高時(shí)，有源負(fù)載晶體管54，56以吸收更大電流為條件。一個(gè)二極管裝置晶體管72連接在伏電源和74這一點(diǎn)之間用作一個(gè)電壓鉗。晶體管72確保通過電容66的電壓降不會(huì)降至低于0. 4伏(也就是說，代表連接二極管的晶體管72的近似起始電壓的電源電壓低于0. 6伏)。這確保了當(dāng)一個(gè)輸入信號(hào)突然從一個(gè)不可檢測電平跳至一個(gè)相對(duì)高的電平時(shí)，檢測器42可以很快地回應(yīng)。我們可以領(lǐng)會(huì)到這個(gè)最小電容電壓不夠產(chǎn)生任何有效的電流流入反饋晶體管68，結(jié)果將無法通過任何有效途徑影響檢測閾值電壓。晶體管76，78同時(shí)與電阻80連接在一起組成一個(gè)電流源，它從電容66中吸收一個(gè)大約200微安的放電電流。這個(gè)放電電流由晶體管78的集電極傳遞，該晶體管從0. 6伏參考信號(hào)中接受基極驅(qū)動(dòng)。晶體管76由大約比晶體管78中相對(duì)應(yīng)的表面交界處大12個(gè)褶皺表面交界處組成，同樣從0. 6伏參考信號(hào)中接受基極驅(qū)動(dòng)，結(jié)果傳遞一個(gè)有效的更大電流至電阻80。這樣的安排允許一個(gè)相對(duì)小的放電電流由晶體管78傳遞而不需要電阻80過度地大，這促進(jìn)了集成電路的構(gòu)成。輸入端52接受的一個(gè)交流電壓信號(hào)不被檢測或調(diào)整直到它超過設(shè)定的閾值。當(dāng)它超過閾值時(shí)，晶體管54,56不會(huì)偏置吸收微分對(duì)44,46的集電極產(chǎn)生的所有電流信號(hào)且超出的電流被送入晶體管62，64的基極終端。當(dāng)負(fù)極偏振導(dǎo)致晶體管62產(chǎn)生一個(gè)充電電流時(shí)，輸入信號(hào)的正極偏振導(dǎo)致晶體管64產(chǎn)生一個(gè)充電電流。充電電流使電容電壓從0. 4伏的最小電壓升高，電容電壓的升高通過反饋晶體管68以有源負(fù)載晶體管54，56吸收更大電流為條件來反饋。電容電流升高直到有源負(fù)載晶體管54，56以分別吸收晶體管4，4，46 的最大電流信號(hào)為條件。在這點(diǎn)上，電容電壓反映輸入信號(hào)的峰值。放電電流發(fā)生器(即晶體管76,78和電阻80)會(huì)使電容66放電來確保幅度下降的輸入信號(hào)可以被追蹤。電阻70影響電容電壓和輸入信號(hào)之間的增益幅度。由于升高的信號(hào)電壓的增益以指數(shù)形式上升，輸入信號(hào)和電容電壓之間的傳遞函數(shù)是非線性的。通過降低電阻70的阻值或增加電阻與微分對(duì)晶體管44，46的發(fā)射極串聯(lián)，可以得到更多的線性函數(shù)。然而，為了本發(fā)明的目的，電容電壓值不需要與輸入信號(hào)的峰值電壓線性相關(guān)；必需的是電容電壓和輸入信號(hào)的峰值時(shí)一一對(duì)應(yīng)的關(guān)系。很明顯引起檢測器42的供電線路之間的電壓降的主要來源是各個(gè)晶體管的基極-發(fā)射極電壓降(在導(dǎo)通時(shí))。仔細(xì)回顧電路，顯然地在任何供電線路之間的通路中只有一個(gè)這樣的基極-發(fā)射極電壓下降可能會(huì)發(fā)生。這樣的結(jié)果使得檢測器42可以由一個(gè)
I.0伏的電壓源供電。就發(fā)明人所知，這代表著對(duì)于現(xiàn)有檢測器的一個(gè)明顯的改進(jìn)。我們可以體會(huì)到檢測器42是本發(fā)明的一個(gè)特別體現(xiàn)，一個(gè)熟練的電路設(shè)計(jì)者可以在不背離本發(fā)明指導(dǎo)思想的條件下在制造加工過程中做出許多細(xì)節(jié)上的修改。
權(quán)利要求1.一種峰值檢測集成電路，其特征是一個(gè)用來產(chǎn)生信號(hào)反映一個(gè)交流電壓信號(hào)的峰值的設(shè)備，包括電流信號(hào)產(chǎn)生來響應(yīng)交變電壓信號(hào)產(chǎn)生一個(gè)單極電流信號(hào)，它有一個(gè)峰值對(duì)應(yīng)于第一極性交流電壓信號(hào)的每個(gè)峰值，每個(gè)電流信號(hào)的峰值直接隨與之相對(duì)應(yīng)的交流電壓信號(hào)峰值大小的變化而不同；晶體管電流源與一系列電流信號(hào)連接，來使所述單極電流信號(hào)下降至一個(gè)可控的最大電流水平；當(dāng)單極電流超過最大電流水平時(shí)，充電電流會(huì)產(chǎn)生一個(gè)充電電流；一個(gè)電容與充電電流連接來接收那個(gè)充電電流；反饋用來響應(yīng)電容上的電壓降是因?yàn)殡娏髟吹淖畲箅娏魉街苯与S電容上的電壓降大小變化而不同，借以電容上的電壓降來反映交流電壓信號(hào)的峰值；還有，放電電流產(chǎn)生是為了將一個(gè)實(shí)質(zhì)的持續(xù)放電電流作用在電容上，以便于電容上的電壓降可以下降，來響應(yīng)交流電壓信號(hào)的峰值的下降。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種峰值檢測集成電路，其特征是充電單極電流產(chǎn)生來接收單極電流信號(hào)超過最大電流的部分和放大那個(gè)超過最大電流的電流部分來產(chǎn)生充電電流。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種峰值檢測集成電路，其特征是當(dāng)交流電壓信號(hào)峰值低于一個(gè)預(yù)定閾值時(shí)，反饋為電流源的可控最大電流水平設(shè)定的一個(gè)預(yù)定最小水平，借以電 容上的電壓降不會(huì)下降。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種峰值檢測集成電路,其特征是電流信號(hào)組成產(chǎn)生的大體上給定常數(shù)級(jí)的一個(gè)直流電流和交流電流信號(hào)，實(shí)質(zhì)上它們直接隨交流電壓信號(hào)值的變化而不同，所述直流電流和所述交流信號(hào)相結(jié)合組成所述單極電流信號(hào)。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種峰值檢測集成電路，其特征是一個(gè)用來產(chǎn)生信號(hào)來反映一個(gè)交流電壓信號(hào)峰值的設(shè)備，包括電流信號(hào)產(chǎn)生為了響應(yīng)交流電壓信號(hào)，來產(chǎn)生一個(gè)第一單極電流信號(hào)，它有一個(gè)峰值與交流電壓信號(hào)一個(gè)第一極性的每個(gè)峰值相對(duì)應(yīng)，一個(gè)第二單極電流信號(hào)，它有一個(gè)峰值與交流電壓信號(hào)一個(gè)第二極性的每個(gè)峰值相對(duì)應(yīng)，第一和第二電流信號(hào)的每個(gè)峰值直接隨相應(yīng)的交流電壓信號(hào)峰值的變化而不同；第一晶體管電流源用來吸收第一單極電流信號(hào)至一個(gè)第一可控最大電流水平，而第二晶體管電流源用來吸收第二單極電流信號(hào)至一個(gè)第二可控最大電流水平；充電電流產(chǎn)生用來，當(dāng)?shù)谝粏螛O電流超過第一最大電流水平，或者當(dāng)?shù)诙螛O電流超過第二最大電流水平時(shí)，產(chǎn)生一個(gè)充電電流；一個(gè)電容與為了接收充電電流而產(chǎn)生的充電電流連接；反饋用來響應(yīng)電容上的電壓降，因?yàn)殡娏髟疵總€(gè)第一和第二最大電流水平直接隨電容上的電壓降值的下降而下降，借以電容上的電壓降來反映交流電壓信號(hào)的峰值；還有，放電電流產(chǎn)生，用來將實(shí)質(zhì)上連續(xù)的放電電流作用到電容上，以便于電容上的電壓降可以下降，來響應(yīng)交流電壓信號(hào)的峰值。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種峰值檢測集成電路，其特征是充電電流產(chǎn)生，用來接收和放大第一和第二單極電流信號(hào)分別超過第一和第二電流源的第一和第二最大電流水平的部分。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種峰值檢測集成電路，其特征是反饋為每個(gè)第一和第二不同的最大電流水平設(shè)定一個(gè)預(yù)定的最小水平，借以當(dāng)交流電壓信號(hào)的總體大小低于一個(gè)預(yù)定閾值時(shí)，電容上的電壓降會(huì)升高。
8.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的一種峰值檢測集成電路，其特征是電流信號(hào)產(chǎn)生來組成產(chǎn)生的大體上給定常數(shù)級(jí)的一個(gè)第一直流電流和一個(gè)第一交流電流，實(shí)質(zhì)上它們直接隨交流電壓信號(hào)的變化而不同，所述第一直流電流和所述第一交流信號(hào)相結(jié)合組成所述第一單極電流信號(hào)，所述電流信號(hào)產(chǎn)生更是為了組成產(chǎn)生的大體上給定常數(shù)級(jí)的一個(gè)第二直流電流和一個(gè)第二交流電流，實(shí)質(zhì)上它們直接隨所述交流電壓信號(hào)值的變化而不同，所述第二直流電流和所述第二交流信號(hào)相結(jié)合組成所述第二單極電流信號(hào)。
9.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種峰值檢測集成電路，其特征是電流信號(hào)產(chǎn)生，組成一個(gè)微分晶體管對(duì)，它們包括分別產(chǎn)生第一和第二單極電流信號(hào)的第一和第二晶體管，第一單極電流信號(hào)組成大體上給定常數(shù)級(jí)的一個(gè)第一直流電流和一個(gè)第一交流電流信號(hào)，實(shí)質(zhì)上它們直接隨交流電壓信號(hào)值的變化而不同，借以第一單極電流信號(hào)有一個(gè)峰值來與一個(gè)第一極性交流電壓信號(hào)的每個(gè)峰值相對(duì)應(yīng)，第二單極電流信號(hào)組成大體上給定常數(shù)級(jí)的一個(gè)第二直流信號(hào)和一個(gè)第二交流電流信號(hào)，實(shí)質(zhì)上它們直接隨交流電壓信號(hào)值的變化而不同，借以第二單極電流信號(hào)有一個(gè)峰值來與一個(gè)第二極性交流電流信號(hào)的每個(gè)峰值相對(duì)應(yīng)；還有，電流源包括一個(gè)第一有源負(fù)載連接到第一晶體管，來降低第一單極電流信號(hào)，而一個(gè)第二有源負(fù)載連接到第二晶體管，來降低第二單極電流信號(hào)，第一和第二有源負(fù)載每個(gè)都有一個(gè)控制端與反饋耦合，借以第一和第二有源負(fù)載由反饋控制來降低第一和第二單極電流信號(hào)至第一和第二最大電流水平。
專利摘要一種峰值檢測集成電路，包括一個(gè)電壓-電流轉(zhuǎn)換器，產(chǎn)生一個(gè)電流信號(hào)，包括一個(gè)直流電流和一個(gè)交流電流信號(hào)，它直接隨交流電壓信號(hào)的變化而不同。電流源吸收電流信號(hào)到一個(gè)可控的最大電流水平。當(dāng)電流信號(hào)超過最大電流水平時(shí)會(huì)產(chǎn)生一個(gè)充電電流，并傳遞給一個(gè)電容。反饋電路的電流源最大電流水平直接隨電容式電壓的變化而不同。因此，電容式電壓反映交流電壓的峰值。一個(gè)放電電流作用到電容器使電容式電壓可以降低來響應(yīng)交流電壓信號(hào)的峰值的降低。
文檔編號(hào)H03K5/1532GK202798622SQ20122028643
公開日2013年3月13日 申請(qǐng)日期2012年6月18日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月18日
發(fā)明者包興坤 申請(qǐng)人:蘇州硅智源微電子有限公司