專利名稱：線性放大器和電平移位方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及具有小電路面積和低電力消耗的具有電平移位功能的線性放大器。線性放大器還具有可變增益和低通濾波器功能。
背景技術(shù)：
諸如圖8中所示的電路是已知的，該電路在保持模擬信號的線性的同時執(zhí)行電平移位。例如參見日本專利公開JP 2001-244760。在圖6中所示的電平移位電路中，輸入電壓信號Vin是以第一電源電壓VDDl操作的前級電路的輸出信號。包括電壓放大器或運算放大器11的后級電路以與VDDl不同的第二電源電壓VDD2操作。
輸入信號Vin經(jīng)由輸入電阻Rl輸入至電壓放大器11的反相輸入端子。此外，基準(zhǔn)電壓Vref輸入至非反相輸入端子，并且輸出信號Vout經(jīng)由反饋電阻R2反饋至電壓放大器的反相輸入端子。結(jié)果，假設(shè)電壓放大器11的增益足夠大，則反相輸入端子處的電壓成為等于基準(zhǔn)電壓Vref。因此，由以下等式定義的電流Ib流過輸入電阻Rl。
Ib= (Vin-Vref) /Rl
電流Ib還流過反饋電阻R2，并且輸出信號電壓Vout的電壓被定義如下。
Vout = Vref-R2.Ib
= Vref-[R2.(Vin-Vref)/Rl]
結(jié)果，可通過輸入信號Vin和基準(zhǔn)電壓Vref的共模電壓控制輸出信號Vout的平均電壓或共模電壓。也就是，實現(xiàn)了信號的電平移位或電平降低。
例如，考慮以下情況:從具有3.3V電源電壓的第一范圍中的信號至具有1.2V電源電壓的第二范圍中的信號的電平移位，基準(zhǔn)電壓Vref=L OV,輸入共模電壓Vin_common=l.5V,并且電阻 R1=R2=500 Ω。
在這種情況下，流過電阻Rl和R2的平均電流或DC電流是1mA，并且輸出共模電壓Vout_common成為0.5V。也就是，執(zhí)行了 - 1.0V的電平移位。假設(shè)電壓放大器的增益足夠大，則電路的增益Av被定義如下。
Av = R2/R1 = I
因此，輸入信號Vin的幅值維持為輸出信號Vout。
通過想象從支點起分別具有Rl和R2長度的臂的蹺蹺板的移動將容易理解圖6中所示的線性放大器的操作。參見圖7。當(dāng)輸入電阻Rl端部處的輸入信號Vin在較高共模電壓周圍移動時，反饋電阻R2端部處的輸出信號Vout在較低共模電壓V0ut_C0mm0n周圍移動。
還可以從具有較低共模電壓的輸入信號產(chǎn)生具有較高共模電壓的輸出信號。在這種情況下，DC電流經(jīng)由電阻Rl和R2流向輸入信號側(cè)Vin。
圖9示出日本專利公開JP-2002-344258中公開的另一種已知的電平移位電路。圖9中所示電路除了與構(gòu)成圖6中所示的電路相同的電路部件之外還包括連接在電壓放大器11的反相輸入端子和接地之間的恒流源23。恒流源23引起電流Ic。
當(dāng)沒有連接恒流源23時，圖9中所示電路的操作與圖6中所示電路的操作相同。另一方面，當(dāng)連接恒流源23時并且如果Vin_common=Vref,電流Ic流入反饋電阻R2。在這種情況下，如下確定輸出共模電壓Vout_common。
Vout_common = Vref+Ic.R2
因此，圖9中所示的電平移位電路執(zhí)行電平移位或電平升高，以通過使用基準(zhǔn)電壓Vref從輸入信號Vin產(chǎn)生輸出信號Vout。發(fā)明內(nèi)容
要解決的問題
然而，在圖6中所示的電平移位電路中，需要產(chǎn)生適用于輸入共模電壓Vin_common和輸出共模電壓Vout_common的基準(zhǔn)電壓Vref。此外,輸入電阻Rl和基準(zhǔn)電壓Vref確定附加電流Ib，需要附加電流Ib來驅(qū)動電壓放大器11。因此，變得有必要當(dāng)輸入電阻Rl和基準(zhǔn)電壓Vref中的一個改變時修改電壓放大器11的結(jié)構(gòu)。
此外，在圖6中所示的電平移位電路中，難以提高電平移位量，這是因為基準(zhǔn)電壓被用作支點。例如，考慮從具有2.5V的共模電壓的3.3V電源電壓范圍中的輸入信號至1.2V電源電壓范圍中的輸出信號的電平移位的情況。如果電壓放大器11置于1.2V電源電壓范圍中，貝1J基準(zhǔn)電壓Vref不能成為高于1.2V。結(jié)果,輸出信號的共模電壓Vout_common等于或小于-0.1V，這就不能通過常規(guī)方式實現(xiàn)。
因此有必要構(gòu)造具有置于3.3V電源電壓范圍中的電壓放大器的電平移位電路。例如當(dāng)基準(zhǔn)電壓Vref被設(shè)置成1.5V時，輸出共模電壓Vout_common成為0.5V。
然而，這樣的方案具有一些缺點。例如，在3.3V電源電壓范圍中的電壓放大器會增大電力消耗。此外，當(dāng)所需輸出共模電壓V0ut_C0mm0n變得太低時，在3.3V電源電壓范圍中的電壓放大器的輸出級不能操作。因此，可能需要在3.3V和1.2V電源電壓范圍兩者中的兩級電平移位電路。
如果仔細(xì)選擇了電阻Rl和R2的比值，則兩級電平移位可能變得不必要。然而，在這種情況下，信號的幅度會降低，因為由R2/R1的比值來限定線性放大器的總增益。
基準(zhǔn)電壓Vref可根據(jù)輸入共模電壓Vin_common和輸出共模電壓Vout_common產(chǎn)生。例如，如圖8中所示，由用電壓放大器12和13構(gòu)成的相應(yīng)電壓跟隨器緩沖的輸入共模電壓Vin_common和輸出共模電壓Vout_common之差通過電阻R21和R22進(jìn)行分壓。這里，電阻R21和R22之間的比值可被設(shè)置為R21: R22=R1: R2。
此夕卜，圖6和9中所示的電平移位電路不能直接確定輸出共模電壓Vout_common。在圖6中所不的電路中，輸入信號的共模電壓Vin_common、基準(zhǔn)電壓Vref、輸入電阻Rl以及反饋電阻R2的組合確定輸出共模電壓Vout_common。在圖9中所示的電路中，輸入信號的共模電壓Vin_C0mm0n、恒流源23的電流Ic以及反饋電阻R2的組合確定輸出共模電壓Vout_common0
也就是說，在這些電路中，輸出共模電壓Vout_common都不能由單一的參數(shù)確定。此外，當(dāng)圖9中所示的電平移位電路構(gòu)造在半導(dǎo)體集成電路中時，反饋電阻R2不可避免地具有大的變化。結(jié)果，輸出共模電壓V0ut_C0mm0n也具有大的變化。換言之，不能精確地確定輸出共模電壓。
該發(fā)明的一個示例性目的是提供一種線性放大器電路，該線性放大器電路能夠?qū)崿F(xiàn)解決上述問題的電平移位電路。
解決問題的手段
本公開的方面提供了一種線性放大器，該線性放大器包括:信號輸入端子，該信號輸入端子接收具有第一共模電壓的輸入信號；電壓放大器，該電壓放大器具有反相輸入端子、非反相輸入端子以及輸出端子，所述輸出端子輸出輸出信號。該線性放大器還包括:第一輸入電阻和第二輸入電阻，該第一輸入電阻和第二輸入電阻從信號輸入端子串聯(lián)連接至電壓放大器的反相輸入端子；以及反饋電阻，該反饋電阻連接在電壓放大器的反相輸入端子和輸出端子之間。電壓放大器的非反相輸入端子被提供有第二共模電壓。該線性放大器進(jìn)一步包括恒流源，該恒流源將恒定電流提供至第一輸入電阻和第二輸入電阻之間的中間節(jié)點。恒定電流產(chǎn)生跨接信號輸入端子與中間節(jié)點的電壓降，所述電壓降等于第一共模電壓與第二共模電壓之差。
在一個實施例中，恒流源可包括:電流產(chǎn)生電阻，該電流產(chǎn)生電阻連接在第一共模電壓和第二共模電壓之間以產(chǎn)生源電流；以及電流鏡電路，該電流鏡電路對源電流進(jìn)行鏡像以產(chǎn)生恒定電流。
在一個示例中，第一輸入電阻可以是固定電阻并且第二輸入電阻可以是可變電阻。
在一個實施例中，輸入信號可以是差分輸入信號，并且信號輸入端子包括接收差分輸入信號的正信號輸入端子和負(fù)信號輸入端子，輸出信號可以是差分輸出信號，并且電壓放大器的輸出端子包括輸出差分輸出信號的非反相輸出端子和反相輸出端子。第一輸入電阻和第二輸入電阻可包括:第一正輸入電阻和第二正輸入電阻以及第一負(fù)輸入電阻和第二負(fù)輸入電阻，所述第一正輸入電阻和第二正輸入電阻從正信號輸入端子串聯(lián)連接至電壓放大器的非反相輸入端子，所述第 一負(fù)輸入電阻和第二負(fù)輸入電阻從負(fù)信號輸入端子串聯(lián)連接至電壓放大器的反相輸入端子。反饋電阻可包括:第一反饋電阻，該第一反饋電阻連接在電壓放大器的反相輸入端子和非反相輸出端子之間；以及第二反饋電阻，該第二反饋電阻連接在電壓放大器的非反相輸入端子和反相輸出端子之間。恒流源可將第一恒定電流提供至第一正輸入電阻和第二正輸入電阻之間的第一中間節(jié)點，并且將第二恒定電流提供至第一負(fù)輸入電阻和第二負(fù)輸入電阻之間的第二中間節(jié)點，并且第一;!'亙定電流和第二恒定電流產(chǎn)生跨接正信號輸入端子與第一中間節(jié)點以及跨接負(fù)信號輸入端子與第二中間節(jié)點的電壓降，所述電壓降等于所述差。此外，第二共模電壓可在第一中間節(jié)點處產(chǎn)生，并且當(dāng)正輸入信號的電壓等于第一共模電壓時，經(jīng)由第二正輸入電阻提供至電壓放大器的非反相輸入端子。
本公開的方面提供了一種線性放大器，該線性放大器包括:正信號輸入端子和負(fù)信號輸入端子，該正信號輸入端子和負(fù)信號輸入端子接收具有第一共模電壓的差分輸入信號；以及電壓放大器，該電壓放大器具有非反相輸入端子、反相輸入端子以及輸出差分輸出信號的非反相輸出端子和反相輸出端子。該線性放大器還包括:第一正輸入電阻和第二正輸入電阻以及第一負(fù)輸入電阻和第二負(fù)輸入電阻，第一正輸入電阻和第二正輸入電阻從正信號輸入端子串聯(lián)連接至電壓放大器的非反相輸入端子，第一負(fù)輸入電阻和第二負(fù)輸入電阻從負(fù)信號輸入端子串聯(lián)連接至電壓放大器的反相輸入端子；以及第一反饋電阻和第二反饋電阻，第一反饋電阻連接在電壓放大器的反相輸入端子和非反相輸出端子之間，第二反饋電阻連接在電壓放大器的非反相輸入端子和反相輸出端子之間。該線性放大器進(jìn)一步包括恒流源，該恒流源將第一恒定電流提供至第一正輸入電阻和第二正輸入電阻之間的第一中間節(jié)點，以及將第二恒定電流提供至第一負(fù)輸入電阻和第二負(fù)輸入電阻之間的第二中間節(jié)點，使得產(chǎn)生跨接正信號輸入端子與第一中間節(jié)點和跨接負(fù)輸入端子與第二中間節(jié)點的電壓降，所述電壓降等于第一共模電壓與第二共模電壓之差。
在一個實施例中，電壓放大器可包括共模反饋電路，該共模反饋電路控制差分輸出信號的共模電壓等于第二共模電壓。
本公開的方面提供了一種電平移位的方法，該方法包括在信號輸入端子接收具有等于第一共模電壓的輸入共模電壓的輸入信號。該方法還包括將輸入信號經(jīng)由第一輸入電阻和第二輸入電阻輸入至電壓放大器的反相輸入端子，第一輸入電阻和第二輸入電阻從信號輸入端子串聯(lián)連接至反相輸入端子；將第二共模電壓提供至電壓放大器的非反相輸入端子；以及從電壓放大器的輸出端子輸出輸出信號。該方法進(jìn)一步包括將輸出信號經(jīng)由反饋電阻反饋至電壓放大器的反相輸入端子；以及將恒定電流提供至第一輸入電阻和第二輸入電阻之間的中間節(jié)點，以產(chǎn)生跨接信號輸入端子與中間節(jié)點的電壓降，所述電壓降等于第一共模電壓與第二共模電壓之差，使得在將輸入共模電壓移位至第二共模電壓之后，將輸入信號經(jīng)由第二輸入電阻輸入至電壓放大器的反相輸入端子。
在一個實施例中，所述接收可在正信號輸入端子和負(fù)信號輸入端子處分別接收包括正輸入信號和負(fù)輸入信號的差分輸入信號。所述輸入可將正輸入信號經(jīng)由第一正輸入電阻和第二正輸入電阻輸入至電壓放大器的非反相輸入端子，以及將負(fù)輸入信號經(jīng)由第一負(fù)輸入電阻和第二負(fù)輸入電阻輸入至電壓放大器的反相輸入端子，第一正輸入電阻和第二正輸入電阻從正信號輸入端子串聯(lián)連接至非反相輸入端子，第一負(fù)輸入電阻和第二負(fù)輸入電阻從負(fù)信號輸入端子串聯(lián)連接至反相輸入端子。所述輸出可從電壓放大器的非反相輸出端子和反相輸出端子分別輸出包括正輸出信號和負(fù)輸出信號的差分輸出信號。所述反饋可將正輸出信號經(jīng)由第一反饋電阻反饋至電壓放大器的反相輸入端子，以及將負(fù)輸出信號經(jīng)由第二反饋電阻反饋至電壓放大器的非反相輸入端子。恒定電流的提供可將第一恒定電流提供至第一正輸入電阻和第二正輸入電阻之間的第一中間節(jié)點，以及將第二恒定電流提供至第一負(fù)輸入電阻和第二負(fù)輸入電阻之間的第二中間節(jié)點。此外，所述產(chǎn)生可產(chǎn)生跨接正信號輸入端子與第一中間節(jié)點以及跨接負(fù)輸入端子與第二中間節(jié)點的電壓降，所述電壓降等于所述差，使得在輸入共模電壓移位至第二共模電壓之后，通過經(jīng)由第二正輸入電阻將正輸入信號輸入至非反相輸入端子來執(zhí)行將第二共模電壓提供至電壓放大器的非反相輸入端子。
本公開的方面進(jìn)一步提供了一種電平移位的方法，該方法包括:在正信號輸入端子和負(fù)信號輸入端子處接收包括正輸入信號和負(fù)輸入信號的差分輸入信號，該差分輸入信號分別具有等于第一共模電壓的輸入共模電壓；以及將正輸入信號經(jīng)由第一正輸入電阻和第二正輸入電阻輸入至電壓放大器的非反相輸入端子，并且將負(fù)輸入信號經(jīng)由第一負(fù)輸入電阻和第二負(fù)輸入電阻輸入至電壓放大器的反相輸入端子，第一正輸入電阻和第二正輸入電阻從正信號輸入端子串聯(lián)連接至非反相輸入端子，第一負(fù)輸入電阻和第二負(fù)輸入電阻從負(fù)信號輸入端子串聯(lián)連接至反相輸入端子。該方法還包括從電壓放大器的非反相輸出端子和反相輸出端子分別輸出包括正輸出信號和負(fù)輸出信號的差分輸出信號，以及將正輸出信號經(jīng)由第一反饋電阻反饋至電壓放大器的反相輸入端子，以及將負(fù)輸出信號經(jīng)由第二反饋電阻反饋至電壓放大器的非反相輸入端子。該方法進(jìn)一步包括將第一恒定電流提供至第一正電阻和第二正電阻之間的第一中間節(jié)點以及將第二恒定電流提供至第一負(fù)電阻和第二負(fù)電阻之間的第二中間節(jié)點，以及產(chǎn)生跨接正信號輸入端子與第一中間節(jié)點以及跨接負(fù)信號輸入端子與第二中間節(jié)點的電壓降，所述電壓降等于第一共模電壓與第二共模電壓之差，使得在輸入共模電壓移位至第二共模電壓之后，正輸入信號和負(fù)輸入信號分別經(jīng)由第二正輸入電阻和第二負(fù)輸入電阻輸入至電壓放大器的非反相輸入端子和反相輸入端子。
發(fā)明效果
在根據(jù)本公開的示例性線性放大器中，提供恒流源以將恒定電流提供至第一輸入電阻和第二輸入電阻之間的節(jié)點。恒定電流產(chǎn)生跨接第一輸入電阻的電壓降，所述電壓降等于第一共模電壓與第二共模電壓之差。因此，電平移位可在第一輸入電阻中實現(xiàn)，并且使得能夠進(jìn)行大的電平移位量，所述電平移位可以是電平移位或電平下降。
而且，在示例性線性放大器中，可通過對流入連接在第一共模電壓和第二共模電壓之間的電流產(chǎn)生電阻中的電流進(jìn)行鏡像而產(chǎn)生恒定電流。由此，即使第一輸入電阻的值變化，也能精確地確定電平移位量。


圖1是示出根據(jù)本公開的示例性線性放大器的基本結(jié)構(gòu)的電路圖。
圖2是第一示例性線性放大器的電路圖。
圖3A是第二示例性線性放大器的電路圖。
圖3B是在圖3A中所示的示例性線性放大器中可以使用的示例性恒流源的電路圖。
圖3C是示出在圖3A中所示的示例性線性放大器中可以使用的示例性可變電阻的結(jié)構(gòu)的電路圖。
圖4是第三示例性線性放大器的電路圖。
圖5是第四示例性線性放大器的電路圖。
圖6是常規(guī)線性放大器的電路圖。
圖7示出圖6中所示的常規(guī)線性放大器的操作的圖像。
圖8是將基準(zhǔn)電壓Vref提供至圖6中所示的線性放大器的示例性基準(zhǔn)電壓產(chǎn)生電路的電路圖。
圖9是另一常規(guī)線性放大器的電路圖。
附圖標(biāo)記
11，12，13，IlA:電壓放大器
21, 21A, 22，23:恒流源
31:具有恒定電流負(fù)載的源接地放大器具體實施方式
將參考附圖中所示的優(yōu)選實施例來解釋根據(jù)該公開的示例性線性放大器和示例性電平移位的方法。
<基本結(jié)構(gòu)>
圖1示出根據(jù)該公開的一個示例性線性放大器的基本結(jié)構(gòu)。
這里，輸入電阻Rl連接在接收輸入信號Vin的示例性線性放大器的信號輸入端子和電壓放大器11的反相輸入端子之間，并分成輸入電阻Rla和Rib。引起電流Is或提供電流Is的恒流源21連接至所分成的輸入電阻Rla和Rlb之間的節(jié)點。彼此并聯(lián)連接的反饋電阻R2和反饋電容Cl連接在電壓放大器11的反相輸入端子和輸出端子之間。電壓放大器11的輸出端子充當(dāng)示例性線性放大器的輸出端子，以輸出輸出信號Vout。此外，為了控制輸出信號Vout的共模電壓,將電壓Vout_common提供至電壓放大器11的非反相輸入端子。
在圖1中所示的示例性線性放大器中，因為電阻Rla和電流Is使輸入信號Vin的電平移位，所以DC電流僅流過電阻Rla。因此，電阻Rlb和R2的值不會影響電平移位量。結(jié)果，可以通過改變電阻Rlb和R2的值實現(xiàn)可變增益放大器，同時實現(xiàn)固定量的電平移位。
另一方面，在諸如圖6中所示的常規(guī)線性放大器中，電阻Rl和R2的值影響增益和電平移位量兩者。因此，不可能實現(xiàn)具有固定量的電平移位的可變增益放大器。
在圖1中所示的示例性線性放大器中，如下確定電平移位量Voffset或輸入信號Vin和輸出信號Vout的共模電壓之差。
Voffset = Is.Rla
示例性線性放大 器的AC增益Av或輸出信號Vout和輸入信號Vin的幅度比由如下等式確定。
Av = R2/ (Rla+Rlb)
此外，可通過將反饋電容Cl與反饋電阻R2并聯(lián)連接而將示例性線性放大器構(gòu)造為低通濾波器。低通濾波器的截止頻率通過如下等式確定。
fp = 1/(2 31.R2.Cl)
在圖1中所示的示例性線性放大器中，通過適當(dāng)?shù)卦O(shè)置電流Is，如下控制電阻Rla和Rlb之間的中間節(jié)點NI處的平均電壓VI。
Vl = Vout_common
也就是說,在電阻Rlb的共模電壓移位至Vout_common之后,輸入信號Vin通過電阻Rlb輸入至電壓放大器11。此外，因為電壓Vout^ommon被提供至非反相輸入端子，并且輸出信號Vout經(jīng)由反饋電阻R2被反饋至反相輸入端子，所以電壓放大器11的反相輸入端子處的電壓固定為電壓Vout_common。結(jié)果，可消除流入電阻Rlb和R2的DC電流，即，沒有DC電流流入電阻Rlb和R2。因此，輸出信號Vout的共模電壓變成等于電壓Vout_common。
<第一示例性實施例>
圖2示出根據(jù)該公開的第一示例性線性放大器。該示例性線性放大器包括電流源21,電流源21基于電阻Ra、輸入共模電壓Vin_common以及輸出共模電壓Vout_common產(chǎn)生圖1中所示的電流Is。
恒流源21包括兩個電壓放大器12和13、兩個NMOS晶體管麗I和麗2以及電阻Ra。電壓放大器12的非反相輸入端子接收輸入共模電壓Vin_C0mm0n，并且其反相輸入端子連接至其輸出端子，該輸出端子構(gòu)成節(jié)點N2。電壓放大器13的反相輸入端子接收輸出共模電壓Vout^ommon，其輸出端子連接至晶體管MNl的柵極端子，并且其非反相輸入端子連接至晶體管麗I的漏極端子，該漏極端子構(gòu)成節(jié)點N3。輸入共模電壓Vin_common和輸出共模電壓Vout^ommon可通過對基準(zhǔn)電壓進(jìn)行分壓而產(chǎn)生，可使用帶隙基準(zhǔn)器件產(chǎn)生基準(zhǔn)電壓。
電阻Ra連接在節(jié)點N2和N3之間，并且電流Ia流過電阻Ra并進(jìn)一步流過與電阻Ra串聯(lián)連接的晶體管麗I。晶體管麗I和麗2構(gòu)成電流鏡，并且電流Ia由晶體管麗2進(jìn)行鏡像。由此，電流Is流過晶體管麗2，晶體管麗2的漏極連接至節(jié)點NI的。這里，晶體管麗I和麗2的尺寸以及電阻Rla和Ra的值被設(shè)置為麗1:麗2=Rla:Ra。也就是，晶體管麗I和麗2的尺寸比等于電阻Rla和Ra的值的比。
電壓放大器12操作為電壓跟隨器，該電壓跟隨器將輸入共模電壓Vin_common輸出至節(jié)點N2。因此，節(jié)點N2處的電壓V2被設(shè)置如下。
V2=Vi n_common
類似地，電壓放大器13和晶體管麗I操作為電壓跟隨器，該電壓跟隨器將輸出共模電壓Vout_common輸出至節(jié)點N3。因此，節(jié)點N3處的電壓V3被設(shè)置如下:
V3=Vout_common
因此，流過電阻Ra和晶體管麗I的電流Ia由以下等式確定。
Ia= (V2-V3) /Ra = (Vin_common-Vout_common) /Ra
當(dāng)晶體管麗I和麗2的尺寸比是麗1:麗2=l:n時，流過晶體管麗2的電流Is由以下等式確定。
Is = η.(Vin_common-Vout_common)/Ra
因為電壓放大器11將其構(gòu)成節(jié)點N4的反相輸入端子處的電壓V4控制為Vout_common，所以當(dāng)節(jié)點Vl處的平均電壓或DC電壓Vl被設(shè)置如下時，沒有DC電流流過電阻R2。
Vl=Vout_common
在這種情況下，全部電流Is流過輸入電阻Rla。因此，考慮到關(guān)系RlaiRl=MNl:Mn2=l:n,如下確定輸入信號Vin的平均電壓。
Vin = Vout_common+Is.Rla
= Vout_com mon+(η.(Vin_common-Vout_common)/Ra).(Ra/η)
= Vi n_common
也就是說，圖2中所示的示例性線性放大器實現(xiàn)了從具有輸入共模電壓Vin_common的輸入信號Vin至具有輸出共模電壓Vout_common的輸出信號Vout的電平移位。
具體而言，示例性線性放大器通過將引起電流Is的恒流源21連接至所分成的輸入電阻Rla和Rlb之間的節(jié)點NI實現(xiàn)了電平移位或電平降低。當(dāng)適當(dāng)?shù)貙崿F(xiàn)電平移位時，不需要電壓放大器11提供多余的電流。
當(dāng)示例性線性放大器構(gòu)造在半導(dǎo)體集成電路中時，輸入電阻Rls的值會變化很大。即使當(dāng)輸入電阻Rla的值變化時，圖2中所示的示例性線性放大器中采用的恒流源也使得能夠使電平移位量VofTset = Is.Rla保持恒定。
集成在相同半導(dǎo)體集成電路中的電阻Rla和Ra的值，即使在它們由于制造條件、操作溫度等等的影響而偏離其設(shè)計值的情況下也會類似地變化。因此，它們之間的比值保持恒定。結(jié)果，通過如圖2中所示設(shè)置麗1:麗2=Rla:Ra,可維持以下關(guān)系。
Voffset = Is.Rla = Vin_common-Vout_common
因此，可精確地確定電平移位量和輸出信號的共模電壓。
假設(shè)電壓放大器11的電壓增益足夠大并且晶體管麗2的阻抗足夠大于電阻Rla, Rlb和R2的阻抗。那么，示例性線性放大器的總增益Av可如下近似表達(dá)。
Av = R2/ (Rla+Rlb)
因為示例性線性放大器的電平移位量僅由恒流源21的電流Is和輸入電阻Rla確定，所以可任意改變電阻Rlb和R2的值。因此，可在實現(xiàn)必要的電平移位量的同時根據(jù)需要設(shè)置示例性線性放大器的電壓增益。
此外，通過將電容Cl與電阻R2并聯(lián)連接，示例性線性放大器還可操作為有源低通濾波器，該有源低通濾波器的截止頻率通過如下等式確定。
fp = 1/(2 31.R2.Cl)
如上所解釋的，示例性線性放大器可實現(xiàn)電平移位、線性放大或線性衰減的功能、以及在單級中移除高頻分量的功能。數(shù)目較少的放大級減小了信號的劣化。此外，可降低電力消耗和電路面積。只要提供了所需穩(wěn)定性和增益，電壓放大器11、12和13的各種結(jié)構(gòu)都是可接受的。
<第二示例性實施例>
將解釋示例性線性放大器的實際結(jié)構(gòu)?？扇我庠O(shè)置包括電平移位量、晶體管的尺寸比、增益Αν、截止頻率fp在內(nèi)的各種參數(shù)。然而，在本示例性實施例中，采取以下參數(shù)。
從3.3V電源電壓范圍中的信號至1.2V電源電壓范圍的信號的電平移位
Vi n_common=1.55V
Vout_common=636mV,即電平移位量=914mV
Av=-2dB 至 3dB，步進(jìn)值為 IdB
fp=40MHz
為了可應(yīng)用于實際應(yīng)用，示例性線性放大器被構(gòu)造為差分線性放大器。盡管省略了電壓放大器的詳細(xì)結(jié)構(gòu)，但是假設(shè)電壓放大器中的每一個都具有足夠的帶寬、增益和相位容限。
圖3A示出實現(xiàn)所需功能的示例性線性放大器的結(jié)構(gòu)。作為電壓放大器，采用了差分輸入和差分輸出電壓放大器11A。差分輸入和差分輸出電壓放大器IlA具有共模反饋電路，并且將輸出信號Vout的DC電平或共模電壓控制為等于Vout^ommon。作為具有共模反饋電路的差分輸入和輸出電壓放大器，可以使用諸如日本專利公布JP 2005-323287和美國專利N0.7528659和7750737中描述的放大器。
例如,共模反饋電路包括誤差放大器,該誤差放大器將正輸出信號Voutp和負(fù)輸出信號Voutn的電壓的平均電壓與共模電壓Vout^ommon進(jìn)行比較?？墒褂秒娮璺謮浩鱽頇z測平均電壓。根據(jù)該比較的結(jié)果，誤差放大器可調(diào)整差分輸入和差分輸出電壓放大器IlA的輸入級的尾電流和負(fù)載電阻之一，使得平均電壓變成等于輸出共模電壓Vout^ommon。
輸入電阻Rlap和Rlbp串聯(lián)連接在接收正輸入信號Vinp的正信號輸入端子和差分放大器IlA的非反相輸入端子處的節(jié)點Mp之間。輸入電阻Rlan和Rlbn串聯(lián)連接在接收負(fù)輸入信號Vinn的負(fù)信號輸 入端子和差分放大器IlA的反相輸入端子處的節(jié)點Mn之間。電阻Rlap和Rlan的值例如是500 Ω。彼此并聯(lián)連接的反饋電阻R2p和反饋電容Clp連接在差分放大器IlA的非反相輸入端子處的節(jié)點Mp和反相輸出端子之間。彼此并聯(lián)連接的反饋電阻R2n和反饋電容Cln連接在差分放大器IlA的反相輸入端子處的節(jié)點Mn和非反相輸出端子之間。
恒流源21A分別從輸入電阻Rlap和Rlbp之間的節(jié)點Nlp引起電流Isp，以及從輸入電阻Rlan和Rlbn之間的節(jié)點Nln引起電流I Sn。
如圖3C中所示,輸入電阻Rlbn被構(gòu)造為可變電阻。具體而言,6個電阻Rll至R16通過相應(yīng)的開關(guān)SWl至SW6連接，其中電阻值為Rl 1=385 Ω，R12=490 Ω，R13=615 Ω，R14=750Ω，R15=900 Ω以及R16=1075 Ω。增益控制信號控制開關(guān)SWl至SW6以改變輸入電阻Rlbn的阻值。輸入電阻Rlbp也可采用相同結(jié)構(gòu)。
如圖3Β中所示，恒流源2IA可用電壓放大器12和13、電阻Ra和Rm、NM0S晶體管麗11至麗19以及PMOS晶體管MPll至MP15構(gòu)造。電壓放大器12和13被置于3.3V電源電壓范圍內(nèi)。電阻Ra和Rm的值可分別是12.5kΩ和3kΩ。NMOS晶體管的尺寸比可以被設(shè)置如下。
MNl 1: MN12: MN13: MN14: MN15: MN16: MN17: MN18: MN19
= 2:2:2:2:2:50:50:50:50
PMOS晶體管的尺寸比可被設(shè)置如下。
MP11:MP12:MP13:MP14:MP15 = 8:8:2:8:8
與圖2中所示的恒流源21相同，電壓放大器12在其非反相輸入端子處接收輸入共模電壓Vin_C0mm0n并操作為電壓跟隨器，以將節(jié)點N2處的電壓V2設(shè)置為等于輸入共模電壓Vin_common。電壓放大器13在其反相輸入端子處接收輸出共模電壓Vout_common并操作為電壓跟隨器，以將節(jié)點N3處的電壓V3設(shè)置為等于輸出共模電壓Vout^ommon。電流Ia流過連接在節(jié)點N2和N3之間的電阻Ra。
NMOS晶體管麗12至麗19以及PMOS晶體管MPl I至MP15構(gòu)成電流鏡電路，該電流鏡電路處于1.2V電源電壓范圍內(nèi)。電流鏡電路采用級聯(lián)恒流源，以便增加阻抗。在圖3B中所示的恒流源21A中，從共模電壓Vin_common和Vout_common產(chǎn)生電流Ia,由置于3.3V電源電壓范圍內(nèi)的電壓跟隨器緩沖共模電壓Vin_common和Vout_common。并且電流Ia由置于1.2V電源電壓范圍內(nèi)的電流鏡電路`進(jìn)行鏡像。由此，產(chǎn)生電流Isp和Isn。
可通過調(diào)整鏡像比來調(diào)整分別從節(jié)點Nlp和Nln引起的電流Isp和Isn。也就是，電流Isp和Isn可被調(diào)整為分別與電阻Ra與電阻Rlap和Rlan之間的比成反比。這樣的調(diào)整使跨接電阻Ra、Rlap和Rlan的通過電流I流過電阻R所產(chǎn)生的電壓下降量彼此相等并等于電平移位量。
結(jié)果，當(dāng)輸入信號Vin的差分電壓是O并且正輸入信號Vinp和負(fù)輸入信號Vinn的差分電壓等于輸入信號的共模電壓Vin_common時,在節(jié)點Nlp和Nln處產(chǎn)生等于輸出信號的共模電壓Vout_common=636mV的電壓。換言之，在正信號輸入端子和負(fù)信號輸入端子處接收到的差分輸入信號的共模電壓移位至輸出信號的輸出共模電壓Vout_common,并分別經(jīng)由輸入電阻Rlbp和Rlbn輸入至差分放大器的非反相和反相輸入端子。
此外，差分放大器IlA中的共模反饋電路將其輸出端子處的共模電壓調(diào)整為等于636mV。因此，節(jié)點Nlp和Nln以及示例性線性放大器中的后續(xù)級處的信號的共模電壓被設(shè)置成636mV。因此，差分放大器IlA以1.2V的電源電壓穩(wěn)定操作。
需要輸出差分輸入信號Vin的前級提供從節(jié)點Nlp和Nln引起的電流Isp和Isn。替代地，提供分別與Isp和Isn相對應(yīng)的電流的恒流源可連接至接收差分信號Vinp和Vinn的信號輸入端子。在這種情況下，無需修改前級。
可通過將輸入電阻Rlbp和Rlbn實現(xiàn)為可變電阻而使電平移位電路的增益可變。圖3C示出利用開關(guān)的可變電阻的示例性結(jié)構(gòu)。也可采用各種其他結(jié)構(gòu)的可變電阻。雖然圖3A示出僅輸入電阻Rlbp和Rlbn是可變的示例,但是還可以使輸入電阻Rlap和Rlan以及反饋電阻R2p和R2n中的一個或兩者為可變的。然而，輸入電阻Rlap和Rlan的改變會改變電平移位量。反饋電阻R2p和R2n的改變會改變截止頻率。
圖3C中所示的結(jié)構(gòu)使得能夠?qū)⑤斎腚娮璧目傊?，即Rlap+Rlbp或Rlan+Rlbn改變?yōu)?85 Ω、990Ω、1115 Ω、1250 Ω、1400 Ω和1575 Ω。由此，線性放大器的總增益Av可以以IdB 的步進(jìn)值改變?yōu)?3dB、2dB、ldB、0dB、-1dB 和-2dB。
此外，通過將電容Clp和Cln與反饋電阻R2p和R2n分別并聯(lián)連接，示例性線性放大器可進(jìn)一步用作低通濾波器。該濾波器的截止頻率例如可設(shè)置成40MHz。也就是說，示例性線性放大器的增益在40MHz處下降-3dB?？赏ㄟ^選擇電容Clp和Cln的值來設(shè)置截止頻率，使得電容和反饋電阻R2p和R2n產(chǎn)生與截止頻率相對于的時間常數(shù)。
〈第三示例性實施例〉
以上解釋的示例性線性放大器執(zhí)行從3.3V電源電壓范圍內(nèi)的信號至1.2V電源電壓范圍內(nèi)的信號的電平移位。也就是說，該示例性線性放大器降低信號電平。然而，如圖4中所示，也可以提高信號電平。
圖4中所示的第三示例性線性放大器具有與圖1中所示的線性放大器基本上相同的結(jié)構(gòu)。類似于圖2中所示的示例性恒流源21，在圖4中所示的示例性線性放大器中使用的恒流源22可從共模電壓Vin_common和Vout_common產(chǎn)生電流Is。然而,與圖2中所示的恒流源21相反，恒流源22將電流Is提供至節(jié)點NI，使得電流Is朝向信號輸入端子流過輸入電阻Rla。
〈第四示例性實施例>
上述示例性線性放大器中的每一個都需要用于電平移位的電流Is。例如，當(dāng)前級具有作為負(fù)載的恒流源時，可從恒流源提供電流。由此，可降低電力消耗和電路面積。
圖5示出從恒定電流負(fù)載提供電流Is的第四示例性線性放大器。前級31是用PMOS晶體管MP21構(gòu)成的源接地放大器。前級31進(jìn)一步包括NMOS晶體管麗21和電阻Rla的組合。NMOS晶體管MN21構(gòu)成獲取電流Is的恒流源并用作源接地放大器的負(fù)載。
電阻Rla用作電平移位電路的輸入電阻Rla。也就是，具有共模電壓Vin_common的源接地放大器的漏極端子處的信號Vin的電平被移位了 Is.Rla的量以具有共模電壓Vout_common0然后，移位的信號經(jīng)過電阻Rlb輸入至電壓放大器11的反相輸入端子。
雖然已經(jīng)參考本公開的作為示例提出的特定實施例描述了本公開的發(fā)明，但是顯然很多替代、修改和變型對本領(lǐng)域技術(shù)人員將是顯而易見的。因此，在此闡述的本發(fā)明的實施例意在是說明性而非限制性的。在不脫離本發(fā)明的范圍的情況下，可做出改變。
權(quán)利要求
1.一種線性放大器，包括: 信號輸入端子，所述信號輸入端子接收具有第一共模電壓的輸入信號； 電壓放大器，所述電壓放大器具有反相輸入端子、非反相輸入端子以及輸出端子，將第二共模電壓提供至非反相輸入端子，所述輸出端子輸出輸出信號； 第一輸入電阻和第二輸入電阻，所述第一輸入電阻和第二輸入電阻從所述信號輸入端子串聯(lián)連接至所述電壓放大器的所述反相輸入端子； 反饋電阻，所述反饋電阻連接在所述電壓放大器的所述反相輸入端子和所述輸出端子之間；以及 恒流源，所述恒流源將恒定電流提供至所述第一輸入電阻和第二輸入電阻之間的中間節(jié)點，所述恒定電流產(chǎn)生跨接所述信號輸入端子與所述中間節(jié)點的電壓降，所述電壓降等于所述第一共模電壓與第二共模電壓之差。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的線性放大器，其中所述恒流源包括: 電流產(chǎn)生電阻，所述電流產(chǎn)生電阻連接在所述第一共模電壓和第二共模電壓之間以產(chǎn)生源電流；以及 電流鏡電路，所述電流鏡電路對所述源電流進(jìn)行鏡像以產(chǎn)生所述恒定電流。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的線性放大器，其中所述第一輸入電阻是固定電阻，并且所述第二輸入電阻是可變電阻。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項所述的線性放大器，其中: 所述輸入信號是差分輸入信號，并且所述信號輸入端子包括接收所述差分輸入信號的正信號輸入端子和負(fù)信號輸入端子； 所述輸出信號是差分輸出信號，并且所述電壓放大器的輸出端子包括輸出所述差分輸出信號的非反相輸出端子和反相輸出端子； 所述第一輸入電阻和第二輸入電阻包括從所述正信號輸入端子串聯(lián)連接至所述電壓放大器的所述非反相輸入端子的第一正輸入電阻和第二正輸入電阻，以及從所述負(fù)信號輸入端子串聯(lián)連接至所述電壓放大器的所述反相輸入端子的第一負(fù)輸入電阻和第二負(fù)輸入電阻； 所述反饋電阻包括連接在所述電壓放大器的所述反相輸入端子和所述非反相輸出端子之間的第一反饋電阻，以及連接在所述電壓放大器的所述非反相輸入端子和所述反相輸出端子之間的第二反饋電阻； 所述恒流源將第一 恒定電流提供至所述第一正輸入電阻和第二正輸入電阻之間的第一中間節(jié)點，并且將第二恒定電流提供至所述第一負(fù)輸入電阻和第二負(fù)輸入電阻之間的第二中間節(jié)點，所述第一恒定電流和第二恒定電流產(chǎn)生跨接所述正信號輸入端子與所述第一中間節(jié)點以及跨接所述負(fù)信號輸入端子與所述第二中間節(jié)點的電壓降，所述電壓降等于所述差， 其中當(dāng)所述正輸入信號的電壓等于所述第一共模電壓時，所述第二共模電壓在所述第一中間節(jié)點處產(chǎn)生，并且經(jīng)由所述第二正輸入電阻提供至所述電壓放大器的非反相輸入端子。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的線性放大器，其中所述電壓放大器具有共模反饋電路，所述共模反饋電路將所述差分輸出信號的共模電壓控制為等于所述第二共模電壓。
6.—種線性放大器,包括: 正信號輸入端子和負(fù)信號輸入端子，所述正信號輸入端子和負(fù)信號輸入端子接收具有第一共模電壓的差分輸入信號； 電壓放大器，所述電壓放大器具有非反相輸入端子和反相輸入端子、以及輸出差分輸出信號的非反相輸出端子和反相輸出端子； 第一正輸入電阻和第二正輸入電阻、以及第一負(fù)輸入電阻和第二負(fù)輸入電阻，所述第一正輸入電阻和第二正輸入電阻從所述正信號輸入端子串聯(lián)連接至所述電壓放大器的所述非反相輸入端子，所述第一負(fù)輸入電阻和第二負(fù)輸入電阻從所述負(fù)信號輸入端子串聯(lián)連接至所述電壓放大器的所述反相輸入端子； 第一反饋電阻和第二反饋電阻，所述第一反饋電阻連接在所述電壓放大器的所述反相輸入端子和所述非反相輸出端子之間，所述第二反饋電阻連接在所述電壓放大器的所述非反相輸入端子和所述反相輸出端子之間；以及 恒流源，所述恒流源將第一恒定電流提供至所述第一正輸入電阻和第二正輸入電阻之間的第一中間節(jié)點，并且將第二恒定電流提供至所述第一負(fù)輸入電阻和第二負(fù)輸入電阻之間的第二中間節(jié)點，使得產(chǎn)生跨接所述正信號輸入端子與所述第一中間節(jié)點和跨接所述負(fù)輸入端子與所述第二中間節(jié)點的電壓降，所述電壓降等于所述第一共模電壓與第二共模電壓之差。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的線性放大器，其中所述電壓放大器包括共模反饋電路，所述共模反饋電路將所述差分輸出信號的共模電壓控制為等于所述第二共模電壓。
8.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的線性放大器，其中所述恒流源包括: 電流產(chǎn)生電阻，所述電流產(chǎn)生電阻連接在所述第一共模電壓和第二共模電壓之間以產(chǎn)生源電流；以及 電流鏡電路，所述電流鏡電路對所述源電流進(jìn)行鏡像以產(chǎn)生所述第一恒定電流和第二恒定電流。
9.一種電平移位的方法,包括: 在信號輸入端子處接收具有等于第一共模電壓的輸入共模電壓的輸入信號； 將所述輸入信號經(jīng)由第一輸入電阻和第二輸入電阻輸入至電壓放大器的反相輸入端子，所述第一輸入電阻和第二輸入電阻從所述信號輸入端子串聯(lián)連接至所述反相輸入端子; 將第二共模電壓提供至所述電壓放大器的非反相輸入端子； 從所述電壓放大器的輸出端子輸出輸出信號；將所述輸出信號經(jīng)由反饋電阻反饋至所述電壓放大器的所述反相輸入端子；以及將恒定電流提供至所述第一輸入電阻和第二輸入電阻之間的中間節(jié)點，以產(chǎn)生跨接所述信號輸入端子與所述中間節(jié)點的電壓降，所述電壓降等于所述第一共模電壓與第二共模電壓之差，使得在將所述輸入共模電壓移位至所述第二共模電壓之后，將所述輸入信號經(jīng)由所述第二輸入電阻輸入至所述電壓放大器的所述反相輸入端子。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中提供所述恒定電流包括: 通過在所述第一共模電壓和第二共模電壓之間連接電流產(chǎn)生電阻來產(chǎn)生源電流；以及 對所述源電流進(jìn)行鏡像以產(chǎn)生所述恒定電流。
11.根據(jù)權(quán)利要求9或10所述的方法，其中: 所述接收分別在正信號輸入端子和負(fù)信號輸入端子處接收包括正輸入信號和負(fù)輸入信號的差分輸入信號； 所述輸入將所述正輸入信號經(jīng)由第一正輸入電阻和第二正輸入電阻輸入至所述電壓放大器的所述非反相輸入端子，以及將所述負(fù)輸入信號經(jīng)由第一負(fù)輸入電阻和第二負(fù)輸入電阻輸入至所述電壓放大器的所述反相輸入端子，所述第一正輸入電阻和第二正輸入電阻從所述正信號輸入端子串聯(lián)連接至所述非反相輸入端子，所述第一負(fù)輸入電阻和第二負(fù)輸入電阻從所述負(fù)信號輸入端子串聯(lián)連接至所述反相輸入端子； 所述輸出從所述電壓放大器的非反相輸出端子和反相輸出端子分別輸出包括正輸出信號和負(fù)輸出信號的差分輸出信號； 所述 反饋將所述正輸出信號經(jīng)由第一反饋電阻反饋至所述電壓放大器的所述反相輸入端子，以及將所述負(fù)輸出信號經(jīng)由第二反饋電阻反饋至所述電壓放大器的非反相輸入端子; 所述恒定電流的提供將第一恒定電流提供至所述第一正輸入電阻和第二正輸入電阻之間的第一中間節(jié)點，以及將第二恒定電流提供至所述第一負(fù)輸入電阻和第二負(fù)輸入電阻之間的第二中間節(jié)點；以及 所述產(chǎn)生產(chǎn)生跨接所述正信號輸入端子與所述第一中間節(jié)點和跨接所述負(fù)輸入端子與所述第二中間節(jié)點的電壓降，所述電壓降等于所述差，使得在將所述輸入共模電壓移位至所述第二共模電壓之后，通過將所述正輸入信號經(jīng)由所述第二正輸入電阻輸入至所述非反相輸入端子來執(zhí)行將所述第二共模電壓提供至所述電壓放大器的所述非反相輸入端子。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其中所述電壓放大器包括共模反饋電路，所述共模反饋電路將所述差分輸出信號的共模電壓控制為等于所述第二共模電壓。
13.—種電平移位的方法,包括: 在正信號輸入端子和負(fù)信號輸入端子處分別接收包括正輸入信號和負(fù)輸入信號的差分輸入信號，所述差分輸入信號具有等于第一共模電壓的輸入共模電壓； 將所述正輸入信號經(jīng)由第一正輸入電阻和第二正輸入電阻輸入至所述電壓放大器的非反相輸入端子，以及將所述負(fù)輸入信號經(jīng)由第一負(fù)輸入電阻和第二負(fù)輸入電阻輸入至所述電壓放大器的反相輸入端子，所述第一正輸入電阻和第二正輸入電阻從所述正信號輸入端子串聯(lián)連接至所述非反相輸入端子，所述第一負(fù)輸入電阻和第二負(fù)輸入電阻從所述負(fù)信號輸入端子串聯(lián)連接至和所述反相輸入端子； 從所述電壓放大器的非反相輸出端子和反相輸出端子分別輸出包括正輸出信號和負(fù)輸出信號的差分輸出信號； 將所述正輸出信號經(jīng)由第一反饋電阻反饋至所述電壓放大器的所述反相輸入端子，以及將所述負(fù)輸出信號經(jīng)由第二反饋電阻反饋至所述電壓放大器的所述非反相輸入端子；將第一恒定電流提供至所述第一正電阻和第二正電阻之間的第一中間節(jié)點，以及將第二恒定電流提供至所述第一負(fù)電阻和第二負(fù)電阻之間的第二中間節(jié)點；以及 產(chǎn)生跨接所述正信號輸入端子與所述第一中間節(jié)點和跨接所述負(fù)信號輸入端子與所述第二中間節(jié)點的電壓降，所述電壓降等于所述第一共模電壓與第二共模電壓之差，使得在將所述輸入共模電壓移位至所述第二共模電壓之后，將所述正輸入信號和負(fù)輸入信號分別經(jīng)由所述第二正輸入電阻和第二負(fù)輸入電阻輸入至所述電壓放大器的所述非反相輸入端子和反相輸入端子。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其中提供所述第一恒定電流和第二恒定電流包括: 通過在所述第一共模電壓和所述第二共模電壓之間連接電流產(chǎn)生電阻來產(chǎn)生源電流；以及 對所述源電流進(jìn)行鏡像以產(chǎn)生所述第一恒定電流和第二恒定電流。
15.根據(jù)權(quán)利要求13或14所述的方法，其中所述電壓放大器包括共模反饋電路，所述共模反饋電路 將所述差分輸出信號的共模電壓控制為等于所述第二共模電壓。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種線性放大器和電平移位方法。一種線性放大器，包括信號輸入端子，該信號輸入端子接收具有第一共模電壓的輸入信號；電壓放大器，該電壓放大器具有接收第二共模電壓的非反相輸入端子；第一輸入電阻和第二輸入電阻，第一輸入電阻和第二輸入電阻從信號輸入端子串聯(lián)連接至電壓放大器的反相輸入端子；反饋電阻，該反饋電阻連接在電壓放大器的反相輸入端子和輸出端子之間；以及恒流源。恒流源將恒定電流提供至第一輸入電阻和第二輸入電阻之間的中間節(jié)點，該恒定電流產(chǎn)生跨接第一輸入電阻的電壓降，所述電壓降等于第一共模電壓與第二共模電壓之差。因此，直接由第二共模電壓確定輸出信號的共模電壓。
文檔編號H03K19/0185GK103166583SQ201210520360
公開日2013年6月19日 申請日期2012年12月6日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月9日
發(fā)明者池田卓史 申請人:川崎微電子股份有限公司