一种无电感器限幅放大器电路的制作方法

1.本发明涉及一种无电感器限幅放大器电路，属于放大器电路技术领域。


背景技术：

2.近年来，随着物联网和云计算的发展，数据中心的带宽迅速增长。为了承载巨大的数据流量，光链路在数据中心的作用也越来越广泛。作为光链路中光接收机的重要组成部分，限幅放大器接收到跨阻放大器的小摆幅电压信号，放大后传递给时钟恢复电路，确保时钟恢复电路能正常工作。同时为了保证信号传输质量，减少限幅放大器引入的码间干扰，限幅放大器的带宽要足够大。
3.限幅放大器通常采用级联结构满足高增益和大带宽的要求。这种级联结构会累加并放大因器件失配产生的直流失调电压。过大的直流失调电压会影响差分放大器的静态工作点，进而影响差分信号的正常放大，导致输出信号脉冲宽度失真。


技术实现要素：

4.本发明所要解决的技术问题是针对背景技术的不足提供一种无电感器限幅放大器电路，其采用四级三阶级联结构，利用改进的交织有源负反馈拓展带宽，利用低通负反馈环路降低电路的低频增益，在不影响高频信号放大的前提下，可有效衰减电路的直流失调电压。
5.本发明为解决上述技术问题采用以下技术方案：
6.一种无电感器限幅放大器电路，包含第一电阻r1、第二电阻r2、第三电阻r3、第四电阻r4、第五电阻r5、第一电容c1、第二电容c2、第一晶体管m1、第二晶体管m2、第三晶体管m3、第四晶体管m4、二级运放器a
f1
、限幅放大器、输出缓冲器、电压v
in
端、电压v
dd
端和电压v
out
端；
7.其中，电压v
dd
端分别连接第一电阻r1的一端、第二电阻r2的一端，第一电阻r1的另一端分别连接第一晶体管m1的集电极、限幅放大器的负极输入端，第一晶体管m1的发射极连接第二晶体管m2的发射极并接地，第一晶体管m1的基极连接电压v
in
端的一端，电压v
in
端的另一端连接第二晶体管m2的基极，第二晶体管m2的集电极分别连接第二电阻r2的另一端、第三晶体管m3的集电极、限幅放大器的正极输入端，限幅放大器的正极输出端连接输出缓冲器的正极输入端，限幅放大器的负极输出端连接输出缓冲器的负极输入端，输出缓冲器的输出端连接电压v
out
端，第三晶体管m3的基极分别连接第二电容c2的一端、二级运放器a
f1
输出一端，第三晶体管m3的发射极连接第一电阻r1的一端并接地，第一电阻r1的另一端连接第四晶体管m4的发射极并接地，第四晶体管m4的基极分别连接第一电容c1的一端和二级运放器a
f1
输出另一端，第一电容c1的另一端分别连接第四电阻r4的一端、二级运放器a
f1
正极输入端，二级运放器a
f1
负极输入端分别连接第二电容的另一端、第五电阻r5的一端，第五电阻r5的另一端连接输出缓冲器的负极输入端，第四电阻r4的另一端连接输出缓冲器的正极输入端。
8.作为本发明一种无电感器限幅放大器电路的进一步优选方案，所述限幅放大器采用四级三阶级联结构。
9.作为本发明一种无电感器限幅放大器电路的进一步优选方案，所述限幅放大器的增益带宽积为106.4ghz。
10.作为本发明一种无电感器限幅放大器电路的进一步优选方案，所述二级运放器a
f1
采用二级运放的低频增益。
11.作为本发明一种无电感器限幅放大器电路的进一步优选方案，所述第一电容c1为160pf。
12.作为本发明一种无电感器限幅放大器电路的进一步优选方案，所述第二电容c2为160pf。
13.与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明采用四级三阶级联结构，利用改进的交织有源负反馈拓展带宽，利用低通负反馈环路降低电路的低频增益，在不影响高频信号放大的前提下，可有效衰减电路的直流失调电压。
附图说明
14.图1是本发明无电感器限幅放大器电路电路图。
具体实施方式
15.下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明。下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
16.一种无电感器限幅放大器电路，如图1所示，包含第一电阻r1、第二电阻r2、第三电阻r3、第四电阻r4、第五电阻r5、第一电容c1、第二电容c2、第一晶体管m1、第二晶体管m2、第三晶体管m3、第四晶体管m4、二级运放器a
f1
、限幅放大器、输出缓冲器、电压v
in
端、电压v
dd
端和电压v
out
端；
17.其中，电压v
dd
端分别连接第一电阻r1的一端、第二电阻r2的一端，第一电阻r1的另一端分别连接第一晶体管m1的集电极、限幅放大器的负极输入端，第一晶体管m1的发射极连接第二晶体管m2的发射极并接地，第一晶体管m1的基极连接电压v
in
端的一端，电压v
in
端的另一端连接第二晶体管m2的基极，第二晶体管m2的集电极分别连接第二电阻r2的另一端、第三晶体管m3的集电极、限幅放大器的正极输入端，限幅放大器的正极输出端连接输出缓冲器的正极输入端，限幅放大器的负极输出端连接输出缓冲器的负极输入端，输出缓冲器的输出端连接电压v
out
端，第三晶体管m3的基极分别连接第二电容c2的一端、二级运放器a
f1
输出一端，第三晶体管m3的发射极连接第一电阻r1的一端并接地，第一电阻r1的另一端连接第四晶体管m4的发射极并接地，第四晶体管m4的基极分别连接第一电容c1的一端和二级运放器a
f1
输出另一端，第一电容c1的另一端分别连接第四电阻r4的一端、二级运放器a
f1
正极输入端，二级运放器a
f1
负极输入端分别连接第二电容的另一端、第五电阻r5的一端，第五电阻r5的另一端连接输出缓冲器的负极输入端，第四电阻r4的另一端连接输出缓冲器的正极输入端。
18.优选的，所述限幅放大器采用四级三阶级联结构。
19.优选的，所述限幅放大器的增益带宽积为106.4ghz。
20.优选的，所述二级运放器a
f1
采用二级运放的低频增益。
21.优选的，所述第一电容c1为160pf。
22.优选的，所述第二电容c2为160pf。
23.限幅放大器采用级联结构。收入信号经过几级放大单元之后，信号幅度变大，使得后几级放大单元会进入非线性放大状态，输出信号的幅度由输出共模电平决定，实现限幅功能。限幅放大器采用直流耦合方式。这种级联结构会增大系统的直流失调电压。利用低通负反馈环路降低电路的低频增益，在不影响高频信号放大的前提下，可以有效衰减电路的直流失调电压。
24.本发明提出的限幅放大器应用于28gb/s光接收机中，其整体架构如图1所示。对于典型的光接收机，接收光功率为
‑
18dbm，光电二极管的响应度为0.75a/w，跨阻放大器的增益为1000ω，限幅放大器接收到的输入信号幅度就是12mv。为了保证后级时钟恢复电路的正常工作，限幅放大器的增益需要达到40db。同时，为了避免引入过大的码间干扰，限幅放大器的带宽需要达到至少26ghz。直流失调电压消除电路的设计需要考虑到信号传输过程中会出现长"o"信号或者长"1"信号的情况，此时信号的频率较低，低通负反馈环路引入的低频截止频率需要保证在几十khz才能避免长信号传输过程中出现明显的电平下降。
25.本发明采用四级三阶级联结构，利用改进的交织有源负反馈拓展带宽，利用低通负反馈环路降低电路的低频增益，在不影响高频信号放大的前提下，可有效衰减电路的直流失调电压。
26.本发明公开实施例附图中，只涉及到与本公开实施例涉及到的结构，其他结构可参考通常设计，在不冲突情况下，本发明同一实施例及不同实施例可以相互组合；
27.以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。