专利名称：一种小信号峰压检测电路的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种小信号峰压检测电路，尤其是一种能检测高速电压信号峰值 的小信号峰压检测电路。
背景技术：
在电压峰值检测系统中，需要跟踪电压信号，捕获电压信号的峰值，并将其保存下 来，提供给后续处理电路。电压峰值检测电路的检测速度直接决定了所处理信号的最高速 度，要想捕获高速信号的峰值，就需要高速的电压峰值检测电路，一般电路检测高速信号时 会产生较大误差，通常需大幅提高功耗来提高速度。
(三)实用新型内容本实用新型的目的在于设计一种小信号峰压检测电路，它可以克服现有技术的不 足，在不增加功耗及电路复杂程度的基础上，提高了电压峰值的检测速度。本实用新型的技术方案一种小信号峰压检测电路，包括输入信号Vsig端子、电 源电压VDD端子、电压峰值检测输出Vpeak端子，其特征在于它包括差分放大单元、共源放 大单元和源随单元；其中，所说的差分放大单元的输入端连接输入信号Vsig端子、电压峰 值检测输出Vpeak端子、电源电压VDD端子以及地，其输出端连接共源放大单元的输入端； 所说的共源放大单元的输入端连接电源电压VDD端子以及地，其输出端连接源随单元的输 入端；所说的源随单元的输入端连接电源电压VDD端子以及地，其输出端连接电压峰值检 测输出Vpeak端子。上述所说的差分放大单元由PMOS管Ml、PMOS管M2、NMOS管M3、NMOS管M4和电 流阱Il构成；其中，所说的PMOS管Ml的栅极与PMOS管M2的栅极、PMOS管M2的漏极以及 NMOS管M4的漏极连接，其源极与PMOS管M2的源极共同连接电源电压VDD端子，其漏极与 NMOS管M3的漏极及共源放大单元的输入端连接；所说的NMOS管M3的栅极与输入信号Vsig 端子连接，其源极与NMOS管M4的源极共同连接电流阱Il的输入端；所说的NMOS管M4的 栅极与电压峰值检测输出Vpeak端子连接，其漏极与PMOS管Ml的栅极、PMOS管M2的漏极 连接；所说的电流阱Il的输出端接地。上述所说的共源放大单元由PMOS管M5与电阻Rl构成；其中，所说的电阻Rl —端 接地，另一端与PMOS管M5的漏极连接；所说的PMOS管M5的栅极与PMOS管Ml的漏极以及 NMOS管M3的漏极连接，其源极与电源电压VDD端子连接，其漏极还与源随单元的输入端连接。上述所说的源随单元由NMOS管M6与电容Chold构成；其中，所说的电容Chold — 端接地，另一端与NMOS管M6的源极、NMOS管M4的栅极以及电压峰值检测输出Vpeak端子 连接；所说的NMOS管M6的栅极与PMOS管M5的漏极连接，其漏极与电源电压VDD连接。一种小信号峰压检测电路，其特征在于它可以应用于电压峰值检测电路，尤其是 高速信号电压峰值检测电路。[0009]本实用新型的工作方法①输入信号端子Vsig采集待检测的输入信号电压，与电压峰值检测输出Vpeak经 过差分放大单元的NM0S管M3、NM0S管M4进行差分放大，PM0S管Ml与PM0S管M2构成电 流镜负载，将差分放大后的双端信号变成单端信号输出；电流阱II为差分放大单元提供偏 置电流；②共源放大单元将差分放大单元的输出信号进行第二级放大，该级采用共源放大 结构，以电阻R1作为共源放大的负载；③源随单元将共源放大单元的输出信号进行源随输出，提高输出驱动能力且实现 只升不降的峰值保持功能，电容Chold将输出电压Vpeak进行保持；④当输入信号Vsig比电压峰值检测输出Vpeak高时，差分放大单元输出降低，导 致共源放大单元输出升高，然后经源随单元将Vpeak拉高，从而实现峰值跟随；当输入信号 Vsig比Vpeak低时，差分放大单元输出升高，导致共源放大单元输出降低，将源随单元的 NM0S管M6栅极拉低，该级没有电流流过，所以Vpeak在电容Chold的作用下保持不变，这样 就实现了峰值保持，Vpeak最终记录了 Vsig的峰值电压。本实用新型的优越性①通过源随单元既实现信号的快速跟随，又实现信号的峰 值保持，能够检测高速电压信号的峰值；②通过差分放大与共源放大二级放大，提高了电路 的开环增益，降低了电路的电压失调；③共源放大级采用电阻作为负载，减小了该级的输出 阻抗，推高了次极点的频率，拓展了电路带宽，从而提高了速度；④电路构成简单，无需额外 补偿，实用性强。
图1为现有技术中的普通电压峰值检测电路图(其中，图为普通电压峰值检 测电路结构图；图l_b为普通电压峰值检测电路在输入lOOKHz信号时的结果曲线)。图2为本实用新型所涉一种小信号峰压检测电路的电路图(其中，图2-a为电路 结构图；图2-b为本实用新型电路在输入lOOKHz信号时的结果曲线)。
具体实施方式
实施例一种小信号峰压检测电路(见图2-a)，包括输入信号Vsig端子、电源电 压VDD端子、电压峰值检测输出Vpeak端子，其特征在于它包括差分放大单元、共源放大单 元和源随单元；其中，所说的差分放大单元的输入端连接输入信号Vsig端子、电压峰值检 测输出Vpeak端子、电源电压VDD端子以及地，其输出端连接共源放大单元的输入端；所 说的共源放大单元的输入端连接电源电压VDD端子以及地，其输出端连接源随单元的输入 端；所说的源随单元的输入端连接电源电压VDD端子以及地，其输出端连接电压峰值检测 输出Vpeak端子。上述所说的差分放大单元(见图2-a)由PM0S管M1、PM0S管M2、NM0S管M3、NM0S 管M4和电流阱II构成；其中，所说的PM0S管Ml的栅极与PM0S管M2的栅极、PM0S管M2 的漏极以及NM0S管M4的漏极连接，其源极与PM0S管M2的源极共同连接电源电压VDD端 子，其漏极与NM0S管M3的漏极及共源放大单元的输入端连接；所说的NM0S管M3的栅极与 输入信号Vsig端子连接，其源极与NM0S管M4的源极共同连接电流阱II的输入端；所说的NM0S管M4的栅极与电压峰值检测输出Vpeak端子连接，其漏极与PM0S管Ml的栅极、PM0S 管M2的漏极连接；所说的电流阱II的输出端接地。上述所说的共源放大单元(见图2-a)由PM0S管M5与电阻R1构成；其中，所说的 电阻R1 —端接地，另一端与PM0S管M5的漏极连接；所说的PM0S管M5的栅极与PM0S管Ml 的漏极以及NM0S管M3的漏极连接，其源极与电源电压VDD端子连接，其漏极还与源随单元 的输入端连接。上述所说的源随单元(见图2-a)由NM0S管M6与电容Chold构成；其中，所说的 电容Chold —端接地，另一端与NM0S管M6的源极、NM0S管M4的栅极以及电压峰值检测输 出Vpeak端子连接；所说的NM0S管M6的栅极与PM0S管M5的漏极连接，其漏极与电源电压 VDD连接。下面将参照附图对本实用新型做进一步详细说明由图1-b “普通电压峰值检测电路在输入lOOKHz信号时的结果曲线”可以看出， 在输入信号Vsig升高时，电压峰值检测输出Vpeak跟随得不够稳定，失真较大，且Vsig峰 值为IV，而Vpeak最终保持在1.05V，有较大过冲。而使用本实用新型电路后，结果曲线如图2-b所示，Vpeak紧紧跟随住Vsig，失真 很小，且最终保持在1.0V，基本没有过冲。
权利要求一种小信号峰压检测电路，包括输入信号Vsig端子、电源电压VDD端子、电压峰值检测输出Vpeak端子，其特征在于它包括差分放大单元、共源放大单元和源随单元；其中，所说的差分放大单元的输入端连接输入信号Vsig端子、电压峰值检测输出Vpeak端子、电源电压VDD端子以及地，其输出端连接共源放大单元的输入端；所说的共源放大单元的输入端连接电源电压VDD端子以及地，其输出端连接源随单元的输入端；所说的源随单元的输入端连接电源电压VDD端子以及地，其输出端连接电压峰值检测输出Vpeak端子。
2.根据权利要求1中所述一种小信号峰压检测电路，其特征在于所说的差分放大单元 由PMOS管Ml、PMOS管M2、匪OS管M3、匪OS管M4和电流阱Il构成；其中，所说的PMOS管 Ml的栅极与PMOS管M2的栅极、PMOS管M2的漏极以及NMOS管M4的漏极连接，其源极与 PMOS管M2的源极共同连接电源电压VDD端子，其漏极与NMOS管M3的漏极及共源放大单元 的输入端连接；所说的NMOS管M3的栅极与输入信号Vsig端子连接，其源极与NMOS管M4 的源极共同连接电流阱Il的输入端；所说的NMOS管M4的栅极与电压峰值检测输出Vpeak 端子连接，其漏极与PMOS管Ml的栅极、PMOS管M2的漏极连接；所说的电流阱Il的输出端 接地。
3.根据权利要求1中所述一种小信号峰压检测电路，其特征在于所说的共源放大单元 由PMOS管M5与电阻Rl构成；其中，所说的电阻Rl —端接地，另一端与PMOS管M5的漏极 连接；所说的PMOS管M5的栅极与PMOS管Ml的漏极以及NMOS管M3的漏极连接，其源极与 电源电压VDD端子连接，其漏极还与源随单元的输入端连接。
4.根据权利要求1中所述一种小信号峰压检测电路，其特征在于所说的源随单元由 NMOS管M6与电容Chold构成；其中，所说的电容Chold—端接地，另一端与NMOS管M6的 源极、NMOS管M4的栅极以及电压峰值检测输出Vpeak端子连接；所说的NMOS管M6的栅极 与PMOS管M5的漏极连接，其漏极与电源电压VDD连接。
专利摘要一种小信号峰压检测电路，它包括差分放大单元、共源放大单元和源随单元；其优越性①能够检测高速电压信号的峰值；②降低了电路的电压失调；③电路构成简单，无需额外补偿，实用性强。
文档编号G01R19/30GK201611365SQ200920250859
公开日2010年10月20日 申请日期2009年11月25日 优先权日2009年11月25日
发明者吕英杰, 张小兴, 戴宇杰, 林鹏程 申请人:天津南大强芯半导体芯片设计有限公司