用于放大器中斩波纹波抑制的装置和方法制造方法及图纸

本公开涉及用于放大器中斩波纹波抑制的装置和方法。本文提供用于数字辅助反馈偏移校正的装置和方法。在某些配置中，放大器包括：用于对输入信号提供放大的放大电路，和用于补偿所述放大器的输入失调电压的斩波电路。此外，该放大器进一步包括数字辅助反馈偏置校正电路，它包括斩波纹波检测电路、反馈路径斩波电路、数字校正控制电路以及偏移校正电路。斩波纹波检测电路基于检测所述放大器的输出纹波而产生检测的纹波信号。此外，该反馈路径斩波电路使用放大器的斩波时钟信号解调所检测的纹波信号。数字校正控制电路接收解调的纹波信号，其中数字校正控制电路用于控制输入偏移控制信号的值，其控制由偏移校正电路提供的输入偏移校正的量。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术的实施例涉及电子设备，更具体地涉及放大器。
技术介绍
放大器(诸如，运算或仪表放大器)可以包括斩波电路，以帮助补偿放大器的输入偏移电压。例如，斩波放大器可以包括输入斩波电路，其可用于在输入斩波操作期间斩波或调制放大器的输入信号，从而向上移动放大器的输入信号的频率。此外，该斩波放大器可包括过滤所述放大器的输入偏移电压的滤波器，其可在频率分离于斩波的输入信号。斩波放大器可以进一步包括输出斩波电路，用于在输出斩波操作期间解调或向下移动斩波输入信号的频率。尽管在放大器中包括斩波电路可以降低放大器的输入偏移电压，以这种方式配置所述放大器也可以在斩波频率和在其谐波生成在放大器的输出信号中的纹波。
技术实现思路
在一方面，一种放大器包括：放大电路，被配置成基于放大的差分输入电压信号产生输出信号；斩波电路，配置成向差分输入电压信号提供斩波，和反馈偏置校正电路。所述反馈偏移校正电路包括：斩波纹波检测电路，被配置成基于检测与斩波相关的放大器的斩波波纹而产生检测的纹波信号；反馈路径斩波电路，构造为基于斩波所检测的纹波信号而产生解调的纹波信号；数字校正控制电路，配置为基于对解调纹波信号而产生数字校正控制信号；和偏移校正电路，配置来基于数字校正控制信号的值而校正差分放大电路的输入偏移电压。数字校正控制电路由控制时钟信号所控制。在另一个方面，提供了一种减少放大器的斩波纹波的方法。该方法包括：使用放大电路，放大差分输入电压信号以产生输出信号；使用斩波电路斩波差分输入电压信号；以及使用反馈偏置校正电路，补偿放大电路的输入偏移电压。补偿输入偏移电压包括：检测与所述斩波相关的放大器的斩波波纹，以产生检测的纹波信号；解调所检测的纹波信号以产生解调的纹波信号；根据解调的纹波信号和控制时钟信号产生数字校正控制信号；以及根据数字校正控制信号的值校正输入偏移电压，使得输出纹波被减少。在另一方面，一种放大器包括：放大电路，被配置成基于放大的差分输入电压信号而产生输出信号；斩波电路，配置成向差分输入电压信号提供斩波；和反馈偏置校正电路。所述反馈偏移校正电路包括：斩波纹波检测电路，被配置成基于检测与斩波相关的放大器的斩波波纹而产生检测的纹波信号；反馈路径斩波电路，配置为基于斩波所检测的纹波信号而产生解调的纹波信号；装置，用于基于对解调纹波信号和控制时钟信号而产生数字校正控制信号；和装置，用于基于数字校正控制信号的值而校正差分放大电路的输入偏移电压。附图说明图1是表示具有数字辅助反馈偏置校正的斩波放大器的一个实施例的示意图。图2A-2F示出了根据各种实施例，具有数字辅助反馈偏置校正的斩波放大器的示意图。图3是说明具有数字辅助反馈偏移校正的斩波放大器的另一个实施例的示意图。图4是示出具有数字辅助反馈偏移校正的斩波放大器的另一个实施例的示意图。图5是示出具有数字辅助反馈偏移校正的斩波放大器的另一个实施例的示意图。图6是斩波电路的一个示例的示意图。具体实施方式某些实施例的以下详细描述呈现了本专利技术的具体实施例的各种描述。然而，本专利技术可以以许多不同方式来实施，如由权利要求书所定义和所覆盖。在此描述中，参考附图，其中相同的参考数字可以指示相同或功能相似的元件。缺少补偿，放大器可以具有输入偏移电压。放大器也可具有闪烁或1/f噪声，这可以具有在较低频率下变得较大的相关联的噪声功率谱密度(PSD)。为了减少或消除输入失调电压和/或闪烁噪声，放大器可以包括斩波电路。在一个示例中，斩波器电路包括输入斩波电路，其在输入斩波操作期间斩波或者调制放大器的输入信号，从而向上移动放大器的输入信号的频率。此外，该斩波电路包括输出斩波电路，其在输出斩波操作期间解调或向下移动斩波输入信号的频率。在某些配置中，放大器可进一步包括自动调零电路。包括自动归零和斩波电路，放大器可以进一步降低整体的输入失调电压。本文的教导不仅适用于斩波放大器，而且涉及结合自动调零和/或其它输入偏移电压补偿方案的斩波放大器。放大器的斩波操作可导致出现在放大器的输出调制的电压波纹。经调制的电压波纹可以具有和斩波之前相对于放大器的输入偏移电压的幅度改变的幅度。因此，斩波可导致放大器的输入偏置电压不被取消，而是由所述斩波频率调制，从而产生斩波波纹并破坏输出信号的频谱完整性。虽然低通后滤波器可用于筛选和调制的输入偏移电压相关的输出波纹，它可期望降低放大器的输入偏移电压，以避免需要后置滤波器或放松后置滤波器的设计约束。反馈或前馈偏移校正路径可用于抑制斩波波纹。然而，某些反馈或前馈偏移校正路径可以通过在放大器的频率响应特性引入异常而引起信号失真。例如，某些斩波纹波抑制方案可导致在放大器的增益对频率的曲线图中在斩波频率附近出现凹口。尽管放大器可以被实现为包括高频信号补偿路径，以帮助补偿这种凹口，高频信号补偿路径可增加复杂性、增加功耗，和/或不完全弥补缺口。此外，如果超出范围的信号被作为输入施加到该放大器，该放大器的环路可受到干扰，和放大器可以表现出相对缓慢的沉降时间。本文提供和用于数字辅助反馈偏移校正的装置和方法。在某些配置中，放大器包括用于对输入信号提供放大的放大电路和用于通过斩波输入信号补偿所述放大器的输入失调电压斩波电路。此外，该放大器进一步包括数字辅助反馈偏置校正电路，它包括斩波纹波检测电路，反馈路径斩波电路，数字校正控制电路，以及偏移校正电路。斩波纹波检测电路基于检测所述放大器的斩波波纹产生检测的纹波信号。此外，反馈路径斩波电路使用放大器的斩波时钟信号而解调检测到的纹波信号。数字校正控制电路接收解调的纹波信号，其中数字校正控制电路用于控制一个数字偏移控制信号的值，其控制由偏移校正电路提供的输入偏移校正量。该数字辅助反馈偏置校正电路可用于减少或消除放大器的输出纹波。例如，在稳定状态下，数字辅助反馈偏置校正电路可以通过反馈设置数字偏置控制信号的值，以具有相对低的输入偏置电压和相应的小输出纹波操作放大器。在某些配置中，在所述放大器的正常操作期间，数字校正控制电路可以使用相对慢的频率的时钟信号控制。特别是，数字辅助反馈偏置校正电路的带宽可以基于其中数字校正控制电路更新数字偏移控制信号的值的速率。因此，用相对慢的时钟信号控制数字校正控制电路可导致数字辅助反馈偏移校正电路具有窄的带宽，从而在放大器的增益对频率特性的影响相对较小。因此，对比于引入畸变(诸如，在放大器的增益对频率特性的陷波)的反馈和/或前馈校正方案，本文的教导可用于提供输出纹波补偿用信号的失真的较少量。此外，本文中的放大器可以进行操作，而不需要用于补偿这种缺口的高频信号补偿路径。因此，反馈偏置校正电路本文可以提供具有非常窄的带宽反馈环的输出纹波抑制，例如，小于100Hz的环路带宽。因此，在放大器的频率响应的任何凹口可以相对较小和/或检测不到，放大器可以用较低的功耗和/或降低的复杂操作。此外，该数字辅助反馈偏置校正方案本文可以引入相对小的信号失真和/或不中间解调地操作。在某些配置中，斩波波纹检测电路包括跨导(GM)的阶段和一个或多个电容器。一个或多个电容器可以用于交流耦合斩波纹波信号到跨导级的输入，其可放大交流耦合纹波信号以产生检测到的纹波信号。斩波纹波信号可对应于各种各样的指示放大器的输出纹波，包括信号，但不限于，当放大器工作闭环时的放大本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种放大器，包括：放大电路，配置成基于放大差分输入电压信号而产生输出信号；斩波电路，配置成向差分输入电压信号提供斩波；和反馈偏置校正电路，包括：斩波纹波检测电路，被配置成基于检测与斩波相关的放大器的斩波波纹而产生检测的纹波信号；反馈路径斩波电路，被配置成基于斩波所检测的纹波信号而产生解调的纹波信号；数字校正控制电路，配置为基于所述解调的纹波信号生成数字校正控制信号，其中，数字校正控制电路由控制时钟信号所控制；和偏移校正电路，配置为基于数字校正控制信号的值校正放大电路的输入偏移电压。

【技术特征摘要】
2015.03.31 US 14/675,0871.一种放大器，包括：放大电路，配置成基于放大差分输入电压信号而产生输出信号；斩波电路，配置成向差分输入电压信号提供斩波；和反馈偏置校正电路，包括：斩波纹波检测电路，被配置成基于检测与斩波相关的放大器的斩波波纹而产生检测的纹波信号；反馈路径斩波电路，被配置成基于斩波所检测的纹波信号而产生解调的纹波信号；数字校正控制电路，配置为基于所述解调的纹波信号生成数字校正控制信号，其中，数字校正控制电路由控制时钟信号所控制；和偏移校正电路，配置为基于数字校正控制信号的值校正放大电路的输入偏移电压。2.如权利要求1所述的放大器，其中，当放大电路放大差分输入电压信号时，所述控制时钟信号的频率是低于100赫兹，使得反馈偏置校正电路以窄带宽工作。3.如权利要求1所述的放大器，其中，所述反馈偏置校正电路具有小于100Hz的环路带宽。4.如权利要求1所述的放大器，其中，所述反馈偏置校正电路是以多个操作模式可操作的，包括校准模式和正常工作模式，其中所述反馈偏置校正电路进一步包括时钟速率控制电路，配置为在相对于所述正常操作模式中的校准模式以更高频率操作控制时钟信号的频率。5.如权利要求4所述的放大器，其进一步包括多路复用器，经配置以在正常操作模式向放大电路提供所述差分输入电压信号，并在校准模式下向放大电路提供约0V的差分输入电压。6.如权利要求4所述的放大器，其中，所述数字校正控制电路包括配置成在校准模式期间操作的逐次逼近寄存器。7.如权利要求1所述的放大器，其中，所述偏移校正电路包括电流导引数字‐模拟转换器(DAC)，其中所述放大电路包括包括第一晶体管和第二晶体管的输入晶体管差分对，其中，所述电流操纵的DAC被配置为基于所述数字校正控制信号的值相对于第二晶体管的偏置电流调整所述第一电流的偏置电流。8.如权利要求1所述的放大器，其中，所述偏移校正电路包括电压DAC，其中，所述放大电路包括输入放大级和与另一个并联电连接的辅助放大级，其中，所述电压DAC被配置基于数字校正控制信号的值而控制辅助放大级的输入电压。9.如权利要求1所述的放大器，其中，所述数字校正控制电路包括配置成控制所述数字校正控制信号的值的计数器，以及配置成基于所述解调的纹波信号控制计数器的输入的比较器。10.如权利要求1所述的放大器，其中，所述斩波电路包括输入...

【专利技术属性】
技术研发人员：E·伊瓦诺夫，
申请(专利权)人：美国亚德诺半导体公司，
类型：发明
国别省市：美国;US