自稳零运算放大器制造技术

本公开的实施例提供一种自稳零运算放大器，包括四个斩波器，两个第一级放大器，第二级放大器，两个调零放大器，四个存储电容，六个开关，该自稳零运算放大器中自稳零技术使用了乒乓架构，不需要很大的片外电容，而且是在自稳零技术的基础上，使用斩波技术将低频混叠噪声调制到斩波频率处，从而获得直流到斩波频率范围内都很低的噪声特性，并且不需要额外的滤波电路，面积更小，精度更高。精度更高。精度更高。

【技术实现步骤摘要】
自稳零运算放大器


[0001]本公开的实施例涉及集成电路
，具体地，涉及自稳零运算放大器。

技术介绍

[0002]目前，对于高精度的信号检测领域，一般都要求放大器具有很低的失调电压，并且在一定信号带宽(<kHz)内具有较低的噪声特性，常用的方法是斩波技术和自稳零技术。
[0003]斩波技术是一种调制技术，可以将低频噪声和失调电压调制到斩波频率处，但是，斩波频率处噪声能量很高，为了消除这个影响，通常需要加低通滤波电路。自稳零技术是一种采样技术，是先将失调电压和低频噪声采样，然后在下一个时钟周期减掉，从而实现失调电压的消除，但是会造成热噪声的混叠，增加低频噪声，为了降低低频噪声需要增大采样电容和功耗。综上，目前对于实现具有很低的失调电压并在一定信号带宽内具有较低的噪声特性的放大器的解决方案会增加电路面积和功耗。

技术实现思路

[0004]本文中描述的实施例提供了自稳零运算放大器，为了提供一种具有很低的失调电压并在一定信号带宽内具有较低的噪声特性的放大器。
[0005]根据本公开的第一方面，提供了一种自稳零运算放大器，所述自稳零运算放大器包括：四个斩波器，两个第一级放大器，第二级放大器，两个调零放大器，四个存储电容，六个开关，其中，通过对所述六个开关的开合设置，输入信号交替性的通过第一个斩波器和第三个斩波器进行信号调制，通过第一个斩波器的输入信号会通过第一个第一级放大器进行放大，放大后再通过第二个斩波器进行信号的解调，解调后再通过所述第二级放大器输出，通过第三个斩波器的输入信号会通过第二个第一级放大器进行放大，放大后再通过第四个斩波器进行信号的解调，解调后再通过所述第二级放大器输出；所述输入信号为低频差分信号；第一个调零放大器交替性的将所述第一个第一级放大器的失调电压通过第一个存储电容和第二个存储电容进行存储和抵消，第二个调零放大器交替性的将所述第二个第一级放大器的失调电压通过第三个存储电容和第四个存储电容进行存储和抵消；所述第二个斩波器和所述第四个斩波器交替性的将所述自稳零运算放大器在自稳零采样过程中的低频混叠噪声调制到斩波频率处。
[0006]可选的，所述第一个斩波器的输入端连接输入信号，所述第一个斩波器的两个输出端分别连接所述第一个第一级放大器的正相输入端和反相输入端，所述第一个第一级放大器的正相输出端依次连接所述第二个斩波器、第二个开关后与所述第一个调零放大器的正相输入端连接，所述第一个第一级放大器的反相输出端依次连接所述第二个斩波器、第三个开关后与所述第一个调零放大器的反相输入端连接，所述第一个调零放大器的正相输出端和反相输出端分别反馈连接所述第一个第一级放大器的反相输出端和正相输出端，第一个开关的一端连接在所述第一个斩波器的一个输出端与所述第一个第一级放大器的正相输入端之间，所述第一个开关的另一端连接在所述第一个斩波器的另一个输出端与所述
第一个第一级放大器的反相输入端之间，所述第一个存储电容、所述第二个存储电容的一端接地，所述第一个存储电容的另一端连接在所述第二个开关和所述第一个调零放大器的正相输入端之间，所述第二个存储电容的另一端连接在所述第三个开关和所述第一个调零放大器的反相输入端之间；所述第三个斩波器的输入端连接输入信号，所述第三个斩波器的两个输出端分别连接所述第二个第一级放大器的正相输入端和反相输入端，所述第二个第一级放大器的正相输出端依次连接所述第四个斩波器、第五个开关后与所述第二个调零放大器的正相输入端连接，所述第二个第一级放大器的反相输出端依次连接所述第四个斩波器、第六个开关后与所述第二个调零放大器的反相输入端连接，所述第二个调零放大器的正相输出端和反相输出端分别反馈连接所述第二个第一级放大器的反相输出端和正相输出端，第四个开关的一端连接在所述第三个斩波器的一个输出端与所述第二个第一级放大器的正相输入端之间，所述第四个开关的另一端连接在所述第三个斩波器的另一个输出端与所述第二个第一级放大器的反相输入端之间，所述第三个存储电容、所述第四个存储电容的一端接地，所述第三个存储电容的另一端连接在所述第五个开关和所述第二个调零放大器的正相输入端之间，所述第四个存储电容的另一端连接在所述第六个开关和所述第二个调零放大器的反相输入端之间；第二级放大器的输出端为信号输出端，所述第二级放大器的正相输入端分别连接在所述第二个斩波器的一个输出端与所述第二个开关之间、所述第四个斩波器的一个输出端与所述第五个开关之间，所述第二级放大器的反相输入端分别连接在所述第二个斩波器的另一个输出端与所述第三个开关之间、所述第四个斩波器的另一个输出端与所述第六个开关之间，所述第二级放大器的输出端连接补偿电容后反馈连接到所述第二级放大器的反相输入端。
[0007]可选的，所述第一个开关、所述第二个开关、所述第三个开关的时钟控制信号为第一时钟信号，所述第四个开关、所述第五个开关、所述第六个开关的时钟控制信号为第二时钟信号，所述第一时钟信号和所述第二时钟信号为两相不交叠的时钟信号。
[0008]可选的，所述第一个斩波器、所述第二个斩波器的时钟控制信号为第三时钟信号，所述第三个斩波器、所述第四个斩波器的时钟控制信号为第四时钟信号，所述第三时钟信号、所述第四时钟信号、所述第一时钟信号、所述第二时钟信号的周期相同，所述第一时钟信号和所述第四时钟信号同时到来，所述第一时钟信号的持续时长为所述第四时钟信号的持续时长的两倍，所述第二时钟信号和所述第三时钟信号同时到来，所述第二时钟信号的持续时长为所述第三时钟信号的持续时长的两倍。
[0009]可选的，存储在所述第一个存储电容和所述第二个存储电容上的电压的差值等于所述第一个第一级放大器的跨导乘以所述第一个第一级放大器的失调电压再除以所述第一个调零放大器的跨导；存储在所述第三个存储电容和所述第四个存储电容上的电压的差值等于所述第二个第一级放大器的跨导乘以所述第二个第一级放大器的失调电压再除以所述第二个调零放大器的跨导。
[0010]可选的，所述第一个第一级放大器的跨导大于所述第一个调零放大器的跨导；所述第二个第一级放大器的跨导大于所述第二个调零放大器的跨导。
[0011]可选的，所述第一个第一级放大器的跨导为所述第一个调零放大器的跨导的十倍；所述第二个第一级放大器的跨导为所述第二个调零放大器的跨导的十倍。
[0012]可选的，所述第一存储电容、第二存储电容、第三存储电容、第四存储电容的电容
范围为大于等于10皮法且小于等于20皮法。
[0013]可选的，所述输入信号为高精度传感器信号。
[0014]根据本公开的第二方面，提供了一种增益可调放大器，所述增益可调放大器包括上述第一方面中任意一项所述的自稳零运算放大器、外接电阻，所述自稳零运算放大器与所述不同阻值的外接电阻相连进行增益的调节。
[0015]本公开的实施例的自稳零运算放大器，包括：四个斩波器，两个第一级放大器，第二级放大器，两个调零放大器，四个存储电容，六个开关，其中，通过对六个开关的开合设置，输入信号交替性的通过第一个斩波器和第三个斩本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种自稳零运算放大器，其特征在于，所述自稳零运算放大器包括：四个斩波器，两个第一级放大器，第二级放大器，两个调零放大器，四个存储电容，六个开关，其中，通过对所述六个开关的开合设置，输入信号交替性的通过第一个斩波器和第三个斩波器进行信号调制，通过第一个斩波器的输入信号会通过第一个第一级放大器进行放大，放大后再通过第二个斩波器进行信号的解调，解调后再通过所述第二级放大器输出，通过第三个斩波器的输入信号会通过第二个第一级放大器进行放大，放大后再通过第四个斩波器进行信号的解调，解调后再通过所述第二级放大器输出；所述输入信号为低频差分信号；第一个调零放大器交替性的将所述第一个第一级放大器的失调电压通过第一个存储电容和第二个存储电容进行存储和抵消，第二个调零放大器交替性的将所述第二个第一级放大器的失调电压通过第三个存储电容和第四个存储电容进行存储和抵消；所述第二个斩波器和所述第四个斩波器交替性的将所述自稳零运算放大器在自稳零采样过程中的低频混叠噪声调制到斩波频率处。2.根据权利要求1所述的一种自稳零运算放大器，其特征在于，所述第一个斩波器的输入端连接输入信号，所述第一个斩波器的两个输出端分别连接所述第一个第一级放大器的正相输入端和反相输入端，所述第一个第一级放大器的正相输出端依次连接所述第二个斩波器、第二个开关后与所述第一个调零放大器的正相输入端连接，所述第一个第一级放大器的反相输出端依次连接所述第二个斩波器、第三个开关后与所述第一个调零放大器的反相输入端连接，所述第一个调零放大器的正相输出端和反相输出端分别反馈连接所述第一个第一级放大器的反相输出端和正相输出端，第一个开关的一端连接在所述第一个斩波器的一个输出端与所述第一个第一级放大器的正相输入端之间，所述第一个开关的另一端连接在所述第一个斩波器的另一个输出端与所述第一个第一级放大器的反相输入端之间，所述第一个存储电容、所述第二个存储电容的一端接地，所述第一个存储电容的另一端连接在所述第二个开关和所述第一个调零放大器的正相输入端之间，所述第二个存储电容的另一端连接在所述第三个开关和所述第一个调零放大器的反相输入端之间；所述第三个斩波器的输入端连接输入信号，所述第三个斩波器的两个输出端分别连接所述第二个第一级放大器的正相输入端和反相输入端，所述第二个第一级放大器的正相输出端依次连接所述第四个斩波器、第五个开关后与所述第二个调零放大器的正相输入端连接，所述第二个第一级放大器的反相输出端依次连接所述第四个斩波器、第六个开关后与所述第二个调零放大器的反相输入端连接，所述第二个调零放大器的正相输出端和反相输出端分别反馈连接所述第二个第一级放大器的反相输出端和正相输出端，第四个开关的一端连接在所述第三个斩波器的一个输出端与所述第二个第一级放大器的正相输入端之间，所述第四个开关的另一端连接在所述第三个斩波器的另一个输出端与所述第二个第一级放大器的反相输入端之间，所述第三个存储电容、所述第四个存储电容的一端接地，所述第三个存储电容...

【专利技术属性】
技术研发人员：白玮，于翔，谢程益，
申请(专利权)人：圣邦微电子北京股份有限公司，
类型：发明
国别省市：