技術(shù)問題、采用的技術(shù)方案和達(dá)到的技術(shù)效果更加清楚， 下面將結(jié)合附圖對本實(shí)用新型實(shí)施例的技術(shù)方案作進(jìn)一步的詳細(xì)描述，顯然，所描述的實(shí) 施例僅僅是本實(shí)用新型一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒緦?shí)用新型中的實(shí)施例， 本領(lǐng)域技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本實(shí)用新 型保護(hù)的范圍。
[002引請參考圖3至圖9,其分別是本實(shí)用新型【具體實(shí)施方式】中提供的一種基于對數(shù)域 非線性傳輸函數(shù)的低電壓低功耗放大器的壓縮模塊的電路原理圖、鏡像電流源和轉(zhuǎn)換子電 路的電路原理圖、整體的電路原理圖、瞬態(tài)響應(yīng)的仿真結(jié)果示意圖、頻率響應(yīng)的仿真結(jié)果示 意圖、線性度的仿真結(jié)果示意圖和直流響應(yīng)的仿真結(jié)果示意圖。本實(shí)施例中的基于對數(shù)域 非線性傳輸函數(shù)的低電壓低功耗放大器，主要用于各種便攜式醫(yī)療器件，特別是基于生物 電進(jìn)行檢測的醫(yī)療器件。如圖所示，該放大器，包括；壓縮模塊和非線性轉(zhuǎn)換模塊，所述壓 縮模塊的兩個(gè)輸出端分別與所述非線性轉(zhuǎn)換模塊的兩個(gè)輸入端相連；所述壓縮模塊包括用 于將第一差分輸入信號W指數(shù)形式轉(zhuǎn)換為第一電壓信號的PMOS對和用于將第二差分輸入 信號W指數(shù)形式轉(zhuǎn)換為第二電壓信號的NM0S對；所述第一電壓信號和第二電壓信號分別 通過兩個(gè)輸出端輸出；所述PM0S對由兩個(gè)互補(bǔ)的PM0S管組成；所述NM0S對由兩個(gè)互補(bǔ)的 NM0S管組成；
[0029] 所述非線性轉(zhuǎn)換模塊包括用于根據(jù)輸入的第一電壓信號和第二電壓信號生成電 流信號的鏡像電流源和用于根據(jù)將所述電流信號通過非線性轉(zhuǎn)換函數(shù)轉(zhuǎn)換為電壓信號的 轉(zhuǎn)換子模塊。
[0030] 優(yōu)選地，所述壓縮模塊還包括用于將尾流源偏置的M0S管。
[0031] 優(yōu)選地，所述鏡像電流源前端還連接有用于將所述第二電壓信號轉(zhuǎn)化成電流信號 的M0S管；所述鏡像電流源前端還連接有用于對所述電流信號進(jìn)行調(diào)整的M0S管。
[0032] 進(jìn)一步地，所述壓縮模塊包括；PM0S管PM0S0、PM0S管PM0SUPM0S管PM0S2、NM0S 管NM0S0、NM0S管NM0S1和NM0S管NM0S2 ;所述PM0S管PM0S0的源極接入電源電壓，PM0S 管PM0S0的漏極和PM0S管PM0S1的源極、PM0S管PM0S2的源極相連，PM0S管PM0S0的柵極 和PM0S管PM0S2的漏極相連并接入?yún)⒖茧娏?；所述PM0S管PM0S1的柵極接入第一差分輸 入信號，所述PM0S管PM0S1的柵極還與PM0S管PM0S1的漏極、NM0S管NM0S2的柵極相連； 所述PM0S管PM0S2的柵極接入?yún)⒖茧妷海凰鯪M0S管NM0S1的柵極接入第二差分輸入信 號、NM0S管NM0S1的源極和NM0S管NM0S2的源極、NM0S管NM0S0的漏極相連；所述NM0S 管NM0S1的漏極和NM0S管NM0S1的柵極相連；所述NM0S管NM0S2的漏極接入?yún)⒖茧娏鞑?和NM0S管NM0S0的柵極相連；所述NM0S管NM0S0的源極接地。
[0033] 目前的壓縮模塊單個(gè)輸入端口，對共模信號沒有多大的抑制能力。本方案中采用 對稱的差分輸入端口，如圖3所示，它由互補(bǔ)的PM0S和NM0S晶體管組成，其輸入分別從 PM0S和NM0S的柵極輸入。PM0S管PM0S1和PM0S管PM0S2組成PM0S端的輸入差分對；NM0S1 和NM0S2組成NM0S端的輸入差分對；其余M0S管，也就是PM0S管PM0S0和NM0S管NM0S0 分別提供了尾流源的偏置。輸入的差分信號分別經(jīng)過PM0S對和NM0S對，W指數(shù)的形式轉(zhuǎn) 換為電壓信號，即對數(shù)域。
[0034] 由于所有的輸入對管都工作在弱反型區(qū)，根據(jù)M0S陽T模型NM0S電壓一電流公式 為：
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種基于對數(shù)域非線性傳輸函數(shù)的低電壓低功耗放大器，其特征在于，包括：壓縮 模塊和非線性轉(zhuǎn)換模塊，所述壓縮模塊的兩個(gè)輸出端分別與所述非線性轉(zhuǎn)換模塊的兩個(gè)輸 入端相連；所述壓縮模塊包括用于將第一差分輸入信號以指數(shù)形式轉(zhuǎn)換為第一電壓信號的 PMOS對和用于將第二差分輸入信號以指數(shù)形式轉(zhuǎn)換為第二電壓信號的NMOS對；所述第一 電壓信號和第二電壓信號分別通過兩個(gè)輸出端輸出；所述PMOS對由兩個(gè)互補(bǔ)的PMOS管組 成；所述NMOS對由兩個(gè)互補(bǔ)的NMOS管組成； 所述非線性轉(zhuǎn)換模塊包括用于根據(jù)輸入的第一電壓信號和第二電壓信號生成電流信 號的鏡像電流源和用于根據(jù)將所述電流信號通過非線性轉(zhuǎn)換函數(shù)轉(zhuǎn)換為電壓信號的轉(zhuǎn)換 子模塊。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于對數(shù)域非線性傳輸函數(shù)的低電壓低功耗放大器，其 特征在于，所述壓縮模塊還包括用于將尾流源偏置的MOS管。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于對數(shù)域非線性傳輸函數(shù)的低電壓低功耗放大器，其 特征在于，所述鏡像電流源前端還連接有用于將所述第二電壓信號轉(zhuǎn)化成電流信號的MOS 管；所述鏡像電流源前端還連接有用于對所述電流信號進(jìn)行調(diào)整的MOS管。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種基于對數(shù)域非線性傳輸函數(shù)的低電壓低功耗放大器，其 特征在于，所述壓縮模塊包括：PMOS管PMOSO、PMOS管PMOS UPMOS管PM0S2、NMOS管NMOSO、 NMOS管NMOSl和NMOS管NM0S2 ;所述PMOS管PMOSO的源極接入電源電壓，PMOS管PMOSO的 漏極和PMOS管PMOSl的源極、PMOS管PM0S2的源極相連，PMOS管PMOSO的柵極和PMOS管 PM0S2的漏極相連并接入?yún)⒖茧娏鳎凰鯬MOS管PMOSl的柵極接入第一差分輸入信號，所 述PMOS管PMOSl的柵極還與PMOS管PMOSl的漏極、NMOS管NM0S2的柵極相連；所述PMOS 管PM0S2的柵極接入?yún)⒖茧妷海凰鯪MOS管NMOSl的柵極接入第二差分輸入信號、NMOS管 NMOSl的源極和NMOS管NM0S2的源極、NMOS管NMOSO的漏極相連；所述NMOS管NMOSl的 漏極和NMOS管NMOSl的柵極相連；所述NMOS管NM0S2的漏極接入?yún)⒖茧娏鞑⒑蚇MOS管 NMOSO的柵極相連；所述NMOS管NMOSO的源極接地。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種基于對數(shù)域非線性傳輸函數(shù)的低電壓低功耗放大器，其 特征在于，所述非線性轉(zhuǎn)換模塊包括：PM0S管PM0S3、PM0S管PM0S4、PM0S管PM0S5、PM0S管 PM0S6、NM0S 管 NM0S3、NM0S 管 NM0S4、NM0S 管 NM0S5、NM0S 管 NM0S6、NM0S 管 NM0S7 和 NMOS 管NM0S8 ;所述PMOS管PM0S3的柵極和NMOS管NMOSl的漏極、NMOS管NM0S3的柵極相連， 所述PMOS管PM0S3的源極接入電源電壓，所述PMOS管PM0S3的漏極和NMOS管NM0S4的漏 極、NMOS管NM0S4的柵極、NMOS管NM0S6的柵極相連；所述NMOS管NM0S4的源極和NMOS 管NM0S5的漏極、NMOS管NM0S5的柵極、NMOS管NM0S7的柵極相連；NMOS管NM0S5的源極 和NMOS管NM0S3的漏極相連；NMOS管NM0S6的源極和NMOS管NM0S7的漏極相連；PMOS管 PM0S4的柵極和NMOS管NM0S2的柵極相連，PMOS管PM0S4的漏極和NMOS管NM0S6的漏極 相連，PMOS管PM0S4的源極和PMOS管PM0S5的漏極、PMOS管PM0S6的源極相連；PMOS管 PM0S5的源極接入電源電壓；PMOS管PM0S6的柵極和PMOS管PM0S6的漏極、NMOS管NM0S8 的柵極相連；所述NMOS管NM0S8的漏極輸出最后得到的電流信號；所述NMOS管NM0S3的源 極、NMOS管NM0S7的源極、PMOS管PM0S5的柵極、PMOS管PM0S6的漏極、NMOS管NM0S8的 源極均接地。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種基于對數(shù)域非線性傳輸函數(shù)的低電壓低功耗放大器，其 特征在于，所述非線性轉(zhuǎn)換模塊還包括PMOS管PM0S7,所述PMOS管PM0S7的漏極和柵極與NMOS管NM0S8的漏極相連；所述PMOS管PM0S7的源極接入電源電壓。
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種基于對數(shù)域非線性傳輸函數(shù)的低電壓低功耗放大器。該放大器，包括：壓縮模塊和非線性轉(zhuǎn)換模塊，壓縮模塊的兩個(gè)輸出端分別與非線性轉(zhuǎn)換模塊的兩個(gè)輸入端相連；壓縮模塊包括用于將第一差分輸入信號以指數(shù)形式轉(zhuǎn)換為第一電壓信號的PMOS對和用于將第二差分輸入信號以指數(shù)形式轉(zhuǎn)換為第二電壓信號的NMOS對；非線性轉(zhuǎn)換模塊包括用于根據(jù)輸入的第一電壓信號和第二電壓信號生成電流信號的鏡像電流源和用于根據(jù)將電流信號通過非線性轉(zhuǎn)換函數(shù)轉(zhuǎn)換為電壓信號的轉(zhuǎn)換子模塊。輸入的差分信號以指數(shù)的形式轉(zhuǎn)換為電壓信號，完成壓縮轉(zhuǎn)換，進(jìn)行非線性函數(shù)，使輸出擴(kuò)展晶體管工作在飽合區(qū)，增加輸出擺幅的同時(shí)，提高線性度和共模抑制比。
【IPC分類】H03F3-45, H03F1-32
【公開號】CN204392194
【申請?zhí)枴緾N201420870571
【發(fā)明人】董子剛, 周小林, 張?jiān)?
【申請人】中國科學(xué)院深圳先進(jìn)技術(shù)研究院
【公開日】2015年6月10日
【申請日】2014年12月31日