一种差模范围及共模电平可调的电压产生电路

1.本发明属于模拟集成电路设计领域，具体涉及一种差模范围及共模电平可调的电压产生电路。

背景技术：

2.在模拟集成电路中，许多场景都需要用到参考电压，且电路通常采用差分结构，参考电压多以正负两相成对出现。一般电路中的参考电压都设置为固定电压，但在一些复杂电路中，我们希望参考电压可调以实现更多的功能，甚至提高电路系统性能。

技术实现要素：

3.有鉴于此，本发明提出一种差模范围及共模电平可调的电压产生电路，如图1所示。此发明利用两股恒定电流配合可调电阻产生线性变化的电压，再结合由运放和电阻组成的电路网络产生差模范围及共模电平可调的电压。
4.本发明的技术方案为：
5.一种差模范围及共模电平可调的电压产生电路，包含第一电流源i1、第二电流源i2、第一可调电阻rv1、第二可调电阻rv2、第一放大器amp1、第二放大器amp2、第三放大器amp3、第一电容c1、第二电容c2、第一晶体管m1、第二晶体管m2、第一电阻r1、第二电阻r2、第三电阻r3、第四电阻r4、第五电阻r5、第六电阻r6、第七电阻r7。
6.第一电流源i1的第一连接端连接电源电压vdd，第二连接端连接第一可调电阻rv1的第一连接端和第一放大器amp1的正相输入端；
7.第二电流源i2的第一连接端连接电源电压vdd，第二连接端连接第二可调电阻rv2的第一连接端和第三放大器amp3的反相输入端；
8.第一可调电阻rv1的第一连接端连接第一电流源i1的第二连接端和第一放大器amp1的正相输入端，其第二连接端连接地端gnd；
9.第二可调电阻rv2的第一连接端连接第二电流源i2的第二连接端和第三放大器amp3的反相输入端，其第二连接端连接地端gnd；
10.第一放大器amp1的反相输入端连接自身的输出端，正相输入端连接第一可调电阻rv1的第一连接端和第一电流源i1的第二连接端，输出端连接第一电阻r1的第一连接端；
11.第二放大器amp2的反相输入端连接第五电阻r5的第二连接端和第六电阻r6的第一连接端，正相输入端连接第一电阻r1的第二连接端和第二电阻r2的第一连接端，输出端连接第一晶体管m1的栅极和第一电容c1的第一连接端；
12.第三放大器amp3的反相输入端连接第二电流源i2的第二连接端和第二可调电阻rv2的第一连接端，正相输入端连接第三电阻r3的第二连接端和第四电阻r4的第二连接端，输出端连接第二晶体管m2的栅极和第二电容c2的第二连接端；
13.第一电容c1的第一连接端连接第一晶体管m1的栅极和第二放大器amp2的输出端，第二连接端连接第一晶体管m1的漏极和第七电阻r7的第一连接端；
14.第二电容c2的第一连接端连接第二晶体管m2的漏极和第七电阻r7的第二连接端，第二连接端连接第二晶体管m2的栅极和第三放大器amp3的输出端；
15.第一晶体管m1的栅极连接第一电容c1的第一连接端和第二放大器amp2的输出端，源极连接电源电压vdd，漏极作为第一输出端口va且连接第七电阻r7的第一连接端；
16.第二晶体管m2的栅极连接第二电容c2的第二连接端和第三放大器amp3的输出端，源极连接地端gnd，漏极作为第二输出端口vb且连接第七电阻r7的第二连接端；
17.第一电阻r1的第一连接端连接第一放大器amp1的输出端，第二连接端连接第二电阻r2的第一连接端；
18.第二电阻r2的第一连接端连接第一电阻r1的第二连接端和第二放大器amp2的正相输入端，第二连接端连接第三电阻r3的第一连接端和第七电阻r7的第二连接端；
19.第三电阻r3的第一连接端连接第二电阻r2的第二连接端和第七电阻r7的第二连接端，第二连接端连接第四电阻r4的第二连接端和第三放大器amp3的正相输入端；
20.第四电阻r4的第一连接端连接第五电阻r5的第一连接端和第七电阻r7的第一连接端，第二连接端连接第三电阻r3的第二连接端和第三放大器amp3的正相输入端；
21.第五电阻r5的第一连接端连接第四电阻r4的第一连接端和第七电阻r7的第一连接端，第二连接端连接第六电阻r6的第一连接端和第二放大器amp2的反相输入端；
22.第六电阻r6的第一连接端连接第五电阻r5的第二连接端和第二放大器amp2的反相输入端，第二连接端连接地端gnd；
23.第七电阻r7的第一连接端连接第一晶体管m1的漏端和输出端口va，第二连接端连接第二晶体管m2的漏端和输出端口vb；
24.第一电流源i1、第一可调电阻rv1、第二电流源i2和第二可调电阻rv2将产生两个随电阻阻值线性变化的电压v1和v2，再经过后续电路网络，最终输出一组差模范围及共模电平可调的电压va和vb。
25.本发明的有益效果：本发明产生了一组差模范围及共模电平可调的电压，相比于固定电平具有更高的灵活度和实用性，能适用于不同情况的下电路系统。
附图说明
26.图1为所发明的一种差模范围及共模电平可调的电压产生电路原理图。
具体实施方式
27.为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明进行详细地说明。显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
28.需要说明的是，在本发明中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。比如电容和电阻的第一连接端和第二连接端只是表示电容和电阻的两个连接端，第一连接端和第二连接端可以互换。
29.本发明提出的一种差模范围及共模电平可调的电压产生电路，包含第一电流源
i1、第二电流源i2、第一可调电阻rv1、第二可调电阻rv2、第一放大器amp1、第二放大器amp2、第三放大器amp3、第一电容c1、第二电容c2、第一晶体管m1、第二晶体管m2、第一电阻r1、第二电阻r2、第三电阻r3、第四电阻r4、第五电阻r5、第六电阻r6、第七电阻r7。第一电流源i1的第一连接端连接电源电压vdd，第二连接端连接第一可调电阻rv1的第一连接端和第一放大器amp1的正相输入端；第二电流源i2的第一连接端连接电源电压vdd，第二连接端连接第二可调电阻rv2的第一连接端和第三放大器amp3的反相输入端；第一可调电阻rv1的第一连接端连接第一电流源i1的第二连接端和第一放大器amp1的正相输入端，其第二连接端连接地端gnd；第二可调电阻rv2的第一连接端连接第二电流源i2的第二连接端和第三放大器amp3的反相输入端，其第二连接端连接地端gnd；第一放大器amp1的反相输入端连接自身的输出端，正相输入端连接第一可调电阻rv1的第一连接端和第一电流源i1的第二连接端，输出端连接第一电阻r1的第一连接端；第二放大器amp2的反相输入端连接第五电阻r5的第二连接端和第六电阻r6的第一连接端，正相输入端连接第一电阻r1的第二连接端和第二电阻r2的第一连接端，输出端连接第一晶体管m1的栅极和第一电容c1的第一连接端；第三放大器amp3的反相输入端连接第二电流源i2的第二连接端和第二可调电阻rv2的第一连接端，正相输入端连接第三电阻r3的第二连接端和第四电阻r4的第二连接端，输出端连接第二晶体管m2的栅极和第二电容c2的第二连接端；第一电容c1的第一连接端连接第一晶体管m1的栅极和第二放大器amp2的输出端，第二连接端连接第一晶体管m1的漏极和第七电阻r7的第一连接端；第二电容c2的第一连接端连接第二晶体管m2的漏极和第七电阻r7的第二连接端，第二连接端连接第二晶体管m2的栅极和第三放大器amp3的输出端；第一晶体管m1的栅极连接第一电容c1的第一连接端和第二放大器amp2的输出端，源极连接电源电压vdd，漏极作为输出端口va且连接第七电阻r7的第一连接端；第二晶体管m2的栅极连接第二电容c2的第二连接端和第三放大器amp3的输出端，源极连接地端gnd，漏极作为输出端口vb且连接第七电阻r7的第二连接端；第一电阻r1的第一连接端连接第一放大器amp1的输出端，第二连接端连接第二电阻r2的第一连接端；第二电阻r2的第一连接端连接第一电阻r1的第二连接端和第二放大器amp2的正相输入端，第二连接端连接第三电阻r3的第一连接端和第七电阻r7的第二连接端；第三电阻r3的第一连接端连接第二电阻r2的第二连接端和第七电阻r7的第二连接端，第二连接端连接第四电阻r4的第二连接端和第三放大器amp3的正相输入端；第四电阻r4的第一连接端连接第五电阻r5的第一连接端和第七电阻r7的第一连接端，第二连接端连接第三电阻r3的第二连接端和第三放大器amp3的正相输入端；第五电阻r5的第一连接端连接第四电阻r4的第一连接端和第七电阻r7的第一连接端，第二连接端连接连接第六电阻r6的第一连接端和第二放大器amp2的反相输入端；第六电阻r6的第一连接端连接第五电阻r5的第二连接端和第二放大器amp2的反相输入端，第二连接端连接地端gnd；第七电阻r7的第一连接端连接第一晶体管m1的漏端和输出端口va，第二连接端连接第二晶体管m2的漏端和输出端口vb；第一电流源i1、第一可调电阻rv1、第二电流源i2和第二可调电阻rv2将产生两个随电阻阻值线性变化的电压v1和v2，再经过后续电路网络，最终输出一组差模范围及共模电平可调的电压va和vb。
30.附图1为所发明的一种差模范围及共模电平可调的电压产生电路，其中各电阻阻值相同，设第一电阻r1上的压降为
△
v1，第四电阻r4上的压降为
△
v2，我们可以根据电路原理图列出如下方程组：
[0031][0032]
由方程组可以解出：
[0033][0034]
由此解可以得出，产生的电压va和vb，其差模范围等于v1，其共模电平等于v2。
[0035]
具体的，v1由第一电流源i1和第一可调电阻rv1产生，调节第一可调电阻rv1的阻值便可实现差模范围的调整；v2由第二电流源i2和第二可调电阻rv2产生，调节第二可调电阻rv2的阻值便可实现共模电平的调整。
[0036]
以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述的原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

技术特征：

1.一种差模范围及共模电平可调的电压产生电路，其特征在于，包含第一电流源i1、第二电流源i2、第一可调电阻rv1、第二可调电阻rv2、第一放大器amp1、第二放大器amp2、第三放大器amp3、第一电容c1、第二电容c2、第一晶体管m1、第二晶体管m2、第一电阻r1、第二电阻r2、第三电阻r3、第四电阻r4、第五电阻r5、第六电阻r6、第七电阻r7；其中，第一电流源i1的第一连接端连接电源电压vdd，第二连接端连接第一可调电阻rv1的第一连接端和第一放大器amp1的正相输入端；第二电流源i2的第一连接端连接电源电压vdd，第二连接端连接第二可调电阻rv2的第一连接端和第三放大器amp3的反相输入端；第一可调电阻rv1的第一连接端连接第一电流源i1的第二连接端和第一放大器amp1的正相输入端，其第二连接端连接地端gnd；第二可调电阻rv2的第一连接端连接第二电流源i2的第二连接端和第三放大器amp3的反相输入端，其第二连接端连接地端gnd；第一放大器amp1的反相输入端连接自身的输出端，正相输入端连接第一可调电阻rv1的第一连接端和第一电流源i1的第二连接端，输出端连接第一电阻r1的第一连接端；第二放大器amp2的反相输入端连接第五电阻r5的第二连接端和第六电阻r6的第一连接端，正相输入端连接第一电阻r1的第二连接端和第二电阻r2的第一连接端，输出端连接第一晶体管m1的栅极和第一电容c1的第一连接端；第三放大器amp3的反相输入端连接第二电流源i2的第二连接端和第二可调电阻rv2的第一连接端，正相输入端连接第三电阻r3的第二连接端和第四电阻r4的第二连接端，输出端连接第二晶体管m2的栅极和第二电容c2的第二连接端；第一电容c1的第一连接端连接第一晶体管m1的栅极和第二放大器amp2的输出端，第二连接端连接第一晶体管m1的漏极和第七电阻r7的第一连接端；第二电容c2的第一连接端连接第二晶体管m2的漏极和第七电阻r7的第二连接端，第二连接端连接第二晶体管m2的栅极和第三放大器amp3的输出端；第一晶体管m1的栅极连接第一电容c1的第一连接端和第二放大器amp2的输出端，源极连接电源电压vdd，漏极作为第一输出端口且连接第七电阻r7的第一连接端；第二晶体管m2的栅极连接第二电容c2的第二连接端和第三放大器amp3的输出端，源极连接地端gnd，漏极作为第二输出端口且连接第七电阻r7的第二连接端；第一电阻r1的第一连接端连接第一放大器amp1的输出端，第二连接端连接第二电阻r2的第一连接端；第二电阻r2的第一连接端连接第一电阻r1的第二连接端和第二放大器amp2的正相输入端，第二连接端连接第三电阻r3的第一连接端和第七电阻r7的第二连接端；第三电阻r3的第一连接端连接第二电阻r2的第二连接端和第七电阻r7的第二连接端，第二连接端连接第四电阻r4的第二连接端和第三放大器amp3的正相输入端；第四电阻r4的第一连接端连接第五电阻r5的第一连接端和第七电阻r7的第一连接端，第二连接端连接第三电阻r3的第二连接端和第三放大器amp3的正相输入端；第五电阻r5的第一连接端连接第四电阻r4的第一连接端和第七电阻r7的第一连接端，第二连接端连接第六电阻r6的第一连接端和第二放大器amp2的反相输入端；第六电阻r6的第一连接端连接第五电阻r5的第二连接端和第二放大器amp2的反相输
入端，第二连接端连接地端gnd；第七电阻r7的第一连接端连接第一晶体管m1的漏端和输出端口va，第二连接端连接第二晶体管m2的漏端和输出端口vb。

技术总结

本发明属于模拟集成电路设计领域，具体涉及一种差模范围及共模电平可调的电压产生电路。本发明利用两股恒定电流配合可调电阻产生线性变化的电压，再结合由运放和电阻组成的电路网络产生差模范围及共模电平可调的电压，相比于固定电平具有更高的灵活度和实用性，能适用于不同情况的下电路系统。用于不同情况的下电路系统。用于不同情况的下电路系统。

技术研发人员：

雷东霖 唐鹤

受保护的技术使用者：

电子科技大学

技术研发日：

2022.11.30

技术公布日：

2023/3/24