专利名称：高速信号检测电路的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种信号检测电路，尤指一种具有高带宽高增益的高速信号检测电路。
背景技术：
高速信号检测电路用于检测信号频率很高的信号，通常要求检测电路具备很高的
带宽，当设置了信号的检测门限时，为了缩小检测误差，必须在具备高带宽的同时具备高增.、/■
Mo而在现有技术当中，为了同时实现高带宽和高增益，通常需要在两者之间进行折中，这样的检测电路限制了高增益和高带宽的同时提高，从而影响了检测电路的设计，因此有必要提供一种能够同时提高增益和带宽的信号检测电路。
发明内容鉴于以上内容，有必要提供一种同时具有高增益和高带宽的高速信号检测电路。—种高速信号检测电路,包括一输入端，一基准端，一输出端，一电源端，一接地端，一与输入端、基准端及接地端相连的前置接收器，一与前置接收器及接地端相连的次级放大器，一与次级放大器、输出端、电源端及接地端相连的末级放大器，一与前置接收器、次级放大器、末级放大器、电源端及接地端相连的偏置电路，所述前置接收器包括一与所述输入端及所述接地端相连的第一场效应管、一与所述基准端及所述接地端相连的第二场效应管；所述次级放大器包括一与所述第一场效应管相连的第三场效应管、一与所述第二场效应管相连的第四场效应管、一与所述第三场效应管相连的第五场效应管、一与所述第四场效应管相连的第六场效应管、一与所述第三场效应管相连的第一电阻、一与所述第四场效应管相连的第二电阻、一与所述第一电阻、所述第二电阻及所述电源端相连的第三电阻、一与所述第五场效应管相连的第四电阻、一与所述第六场效应管相连的第五电阻、一与所述第四电阻、所述第五电阻及所述电源端相连的第六电阻；所述末级放大器包括一所述第五场效应管相连的第七场效应管、一与所述第六场效应管及所述输出端相连的第八场效应管、一与所述第七场效应管及所述电源端相连的第九场效应管、一与所述第七场效应所述第八场效应管、所述第九场效应管、所述输出端及所述电源端相连的第八场效应管；所述偏置电路包括一与所述第一场效应管、所述第三场效应管及所述电源端相连的第一电流源、一与所述第二场效应管、所述第四场效应管及所述电源端相连的第二电流源、一与所述第三场效应管、所述第四场效应管及所述电源端相连的第三电流源、一与所述第五场效应管、所述第六场效应管及所述电源端相连的第四电流源、一与所述第七场效应管、所述第八场效应管及所述电源端相连的第五电流源。相对现有技术，本实用新型可以对高速信号进行准确的检测，并且可以通过改变该基准端VREF来改变高速信号的检测门限，具有很大的灵活性。
图I为本实用新型系统架构图。图2为本实用新型电路图
具体实施方式
请同时参阅图I及图2，本实用新型高速信号检测电路较佳实现方式包括一输入端VIN，一基准端VREF，一输出端V0UT，一电源端VCC，一接地端GND，一与输入端VIN、基准端VREF及接地端GND相连的前置接收器，一与前置接收器及接地端GND相连的次级放大器，一与次级放大器、输出端V0UT、电源端VCC及接地端GND相连的末级放大器，一与前置接收器、次级放大器、末级放大器、电源端VCC及接地端GND相连的偏置电路。所述前置接收器包括一与所述输入端VIN及所述接地端GND相连的第一场效应管Ml、一与所述基准端VREF及所述接地端GND相连的第二场效应管M2 ;所述次级放大器包括一与所述第一场效应管Ml 相连的第三场效应管M3、一与所述第二场效应管M2相连的第四场效应管M4、一与所述第三场效应管M3相连的第五场效应管M5、一与所述第四场效应管M4相连的第六场效应管M6、一与所述第三场效应管M3相连的第一电阻R1、一与所述第四场效应管M4相连的第二电阻R2、一与所述第一电阻R1、所述第二电阻R2及所述电源端VCC相连的第三电阻R3、一与所述第五场效应管M5相连的第四电阻R4、一与所述第六场效应管M6相连的第五电阻R5、一与所述第四电阻R4、所述第五电阻R5及所述电源端VCC相连的第六电阻R6 ;所述末级放大器包括一与所述第五场效应管M5相连的第七场效应管M7、一与所述第六场效应管M6及所述输出端VOUT相连的第八场效应管M8、一与所述第七场效应管M7及所述电源端VCC相连的第九场效应管M9、一与所述第七场效应管M7、所述第八场效应管M8、所述第九场效应管M9、所述输出端VOUT及所述电源端VCC相连的第十场效应管；所述偏置电路包括一与所述第一场效应管Ml、所述第三场效应管M3及所述电源端VCC相连的第一电流源11、一与所述第二场效应管M2、所述第四场效应管M4及所述电源端VCC相连的第二电流源12、一与所述第三场效应管M3、所述第四场效应管M4及所述电源端VCC相连的第三电流源13、一与所述第五场效应管M5、所述第六场效应管M6及所述电源端VCC相连的第四电流源14、一与所述第七场效应管M7、所述第八场效应管M8及所述电源端VCC相连的第五电流源15。本实用新型高速信号检测电路较佳实施方式的连接关系如下该第一场效应管Ml的栅极与输入端VIN相连，该第二场效应管M2的栅极与基准端VREF相连，该第一场效应管Ml的源极、该第三场效应管M3的栅极、该第一电流源Il的一端共同相连，该第二场效应管M2的源极、该第四场效应管M4的栅极、该第二电流源12的一端共同相连，该第三场效应管M3的漏极、该第五场效应管M5的栅极、该第一电阻Rl的一端共同相连，该第四场效应管M4的漏极、该第六场效应管M6的栅极、该第二电阻R2的一端共同相连，该第一电阻Rl的另一端、该第二电阻R2的另一端、该第三电阻R3的一端共同相连,该第五场效应管M5的漏极、该第七场效应管M7的栅极、该第四电阻R4的一端共同相连，该第六场效应管M6的漏极、该第八场效应管M8的栅极、该第五电阻R5的一端共同相连，该第四电阻R4的另一端、该第五电阻R5的另一端、该第六电阻R6的一端共同相连，该第七场效应管M7的漏极、该第九场效应管M9的栅极和漏极、该第十场效应管MlO的栅极共同相连，该第十场效应管MlO的漏极、该第八场效应管M8的漏极、该输出端VOUT共同相连，该第七场效应管M7的源极、该第八场效应管M8的源极、该第五电流源15的一端共同相连，该第五场效应管M5的源极、该第六场效应管M6的源极、该第四电流源14的一端共同相连，该第三场效应管M3的源极、该第四场效应管M4的源极、该第三电流源13的一端共同相连，该第一电流源Il的另一端、该第二电流源12的另一端、该第三电阻R3的另一端、该第六电阻R6的另一端、该第九场效应管M9的源极、该第十场效应管MlO的源极共同连接于电源端VCC，该第一场效应管Ml的漏极、该第二场效应管M2的漏极、该第三电流源13的另一端、该第四电流源14的另一端、该第五电流源15的另一端共同连接与接地端GND。本实用新型高速信号检测电路的工作原理如下所述设置所述基准端VREF为一固定电平，即高速信号的检测门限，通过所述输入端VIN加入一高速信号，该高速信号经过所述前置接收器接收后从VOl、V02输出，进入所述次级放大器并经次级放大器放大以后得到输出信号V2A、V2B，所述输出信号V2A、V2B进入所述末级放大器并经所述末级放大器转换成单端输出信号VOUT从所述输出端输出。各级放大器分析 前置接收器直流增益:A1= gma/ (gma+gmb)其中gma = gml = gm2, gmb = gmbl = gmb2,gml、gm2 为该第一场效应管 Ml、该第二场效应管M2的小信号跨导,gmbl、gmb2为该第一场效应管Ml、该第二场效应管M2的体效应小信号跨导，因为gma远大于gmb,故Al = gma/(gma+gmb) ^ I,即具有低增益；交流特性pi = (gma+ gmb)/Cl,其中Cl为前置放大器输出端的等效电容，由于gma+ gmb较大，可见该极点pi较大，即具有高带宽。即前置接收器具有低增益和高带宽，可将输入信号无衰减的接收下来，并输出至次级放大器。次级放大器直流增益A2= (gmc*R)/2其中gmc = gm3 = gm4 = gm5 = gm6, R = Rl = R2 = R4 = R5, gm3、gm4、gm5、gm6分别为该第三场效应管M3、该第四场效应管M4、该第五场效应管M5、该第六场效应管M6的小信号跨导，因为R的值较�。话悴怀�5ΚΩ，故A2的值不会太大，即具有中等增益；交流特性p2、p3 = I/(R*C2)，其中C2为次级放大器输出端的等效电容，由于R较�。杉鉖2、p3均较大，即具有高带宽，且由于p2、p3重合，即具有滤波作用，可以迅速衰减大于信号频率的噪声。即次级放大器具有中等增益和高带宽。末级放大器直流增益A3= gmd*(ron Il rop)其中gmd = gm7 = gm8, gm7、gm8为该第七场效应管M7、该第八场效应管M8的小信号跨导，rop为该第七场效应管M7的小信号电阻，ron为该第八场效应管M8的小信号电阻，因为ron、rop通常较大,一般大于100ΚΩ，故A3较大，即具有高增益；交流特性p4 = I/(C3* (ron // rop)),其中C3为输出端Vout的等效电容，由于rorurop较大，故p4较小，即具有低带宽。即末级放大器具有高增益和低带宽，可以对信号进行幅度放大。综上，由于前置接收器和次级放大器均具有高带宽，可保证高速信号无衰减的通过，同时又具有中等增益，可以将高速信号的摆幅和该基准端的差值进行放大，以便末级放大器可以正确接收并放大输出至该输出端VOUT，从而实现检测高速信号的作用。功能分析如果输入端VIN的信号摆幅始终小于该基准端VREF，经过前置接收器之后，VOl的摆幅也始终小于V02，经过次级放大器放大后，输出V2B的摆幅也始终小于V2A，再经过末级放大器放大以后，从该输出端VOUT —直输出低电平。即此时高速信号检测电路未检测到高速信号。如果输入端VIN的信号摆幅始终大于该基准端VREF，经过前置接收器之后，VOl的摆幅也始终大于V02，经过次级放大器放大后，输出V2B的摆幅也始终大于V2A，再经过末级 放大器放大以后，从该输出端VOUT输出有效信号。即此时高速信号检测电路检测到高速信号。经过以上原理分析，可知该高速信号检测电路可以对高速信号进行准确的检测，并且可以通过改变该基准端VREF来改变高速信号的检测门限，具有很大的灵活性。
权利要求1.一种高速信号检测电路，其特征在于，包括一输入端，一基准端，一输出端，一电源端，一接地端，一与输入端、基准端及接地端相连的前置接收器，一与前置接收器及接地端相连的次级放大器，一与次级放大器、输出端、电源端及接地端相连的末级放大器，一与前置接收器、次级放大器、末级放大器、电源端及接地端相连的偏置电路。
2.如权利要求I所述的高速信号检测电路，其特征在于所述前置接收器包括一与所述输入端及所述接地端相连的第一场效应管、一与所述基准端及所述接地端相连的第二场效应管；所述次级放大器包括一与所述第一场效应管相连的第三场效应管、一与所述第二场效应管相连的第四场效应管、一与所述第三场效应管相连的第五场效应管、一与所述第四场效应管相连的第六场效应管、一与所述第三场效应管相连的第一电阻、一与所述第四场效应管相连的第二电阻、一与所述第一电阻、所述第二电阻及所述电源端相连的第三电阻、一与所述第五场效应管相连的第四电阻、一与所述第六场效应管相连的第五电阻、一与所述第四电阻、所述第五电阻及所述电源端相连的第六电阻；所述末级放大器包括一所述第五场效应管相连的第七场效应管、一与所述第六场效应管及所述输出端相连的第八场效应管、一与所述第七场效应管及所述电源端相连的第九场效应管、一与所述第七场效应所述第八场效应管、所述第九场效应管、所述输出端及所述电源端相连的第八场效应管；所述偏置电路包括一与所述第一场效应管、所述第三场效应管及所述电源端相连的第一电流源、一与所述第二场效应管、所述第四场效应管及所述电源端相连的第二电流源、一与所述第三场效应管、所述第四场效应管及所述电源端相连的第三电流源、一与所述第五场效应管、所述第六场效应管及所述电源端相连的第四电流源、一与所述第七场效应管、所述第八场效应管及所述电源端相连的第五电流源。
3.如权利要求2所述的高速信号检测电路，其特征在于所述第一场效应管的栅极与所述输入端相连，所述第二场效应管的栅极与所述基准端相连，所述第一场效应管的源极、所述第三场效应管的栅极、所述第一电流源的一端共同相连，所述第二场效应管的源极、所述第四场效应管的栅极、所述第二电流源的一端共同相连。
4.如权利要求2所述的高速信号检测电路，其特征在于所述第三场效应管的漏极、所述第五场效应管的栅极、所述第一电阻的一端共同相连，所述第四场效应管的漏极、所述第六场效应管的栅极、所述第二电阻的一端共同相连，所述第一电阻的另一端、所述第二电阻的另一端、所述第三电阻的一端共同相连，所述第五场效应管的漏极、所述第七场效应管的栅极、所述第四电阻的一端共同相连，所述第六场效应管的漏极、所述第八场效应管的栅极、所述第五电阻的一端共同相连，所述第四电阻的另一端、所述第五电阻的另一端、所述第六电阻的一端共同相连，所述第五场效应管的源极、所述六场效应管的源极、所述第四电流源的一端共同相连，所述第三场效应管的源极、所述第四场效应管的源极、所述第三电流源的一端共同相连。
5.如权利要求2所述的高速信号检测电路，其特征在于所述第七场效应管的漏极、所述第九场效应管的栅极和漏极、所述第十场效应管的栅极共同相连，所述第十场效应管的漏极、所述第八场效应管的漏极、所述输出端共同相连，所述第七场效应管的源极、所述第八场效应管的源极、所述第五电流源的一端共同相连。
6.如权利要求2所述的高速信号检测电路，其特征在于所述第一电流源的另一端、所述第二电流源的另一端、所述第三电阻的另一端、所述第六电阻的另一端、所述第九场效应管的源极、所述第十场效应管的源极共同连接于电源端，所述第一场效应管的漏极、所述第二 场效应管的漏极、所述第三电流源的另一端、所述第四电流源的另一端、所述第五电流源的另一端共同连接与接地端。
专利摘要一种高速信号检测电路，包括一输入端，一基准端，一输出端，一电源端，一接地端，一与输入端、基准端及接地端相连的前置接收器，一与前置接收器及接地端相连的次级放大器，一与次级放大器、输出端、电源端及接地端相连的末级放大器，一与前置接收器、次级放大器、末级放大器、电源端及接地端相连的偏置电路。本实用新型可以对高速信号进行准确的检测，并通过改变基准端来改变高速信号的检测门限，具有很大的灵活性。
文档编号G01R29/00GK202720278SQ20122035944
公开日2013年2月6日 申请日期2012年7月24日 优先权日2012年7月24日
发明者范方平 申请人:四川和芯微电子股份有限公司
专业数控铣床产品供应商
20年生产经验，实力工厂，精工品质，质量有保障
