【技术实现步骤摘要】
本申请涉及模拟集成电路设计领域，特别涉及一种用于提高可编程放大器共模抑制比的修调装置。
技术介绍
1、可编程放大器(programmable gain amplifier， pga)是一种可通过数字控制信号调节增益的放大器电路，广泛应用于各种需要可变增益的场合，如数据采集系统、传感器信号调理电路等。pga通常采用差分输入结构，具有较高的共模抑制比(cmrr)，可有效抑制共模干扰，降低系统噪声。
2、然而，pga的cmrr受到输入级电路的失调影响，特别是输入电阻的失配会导致共模输入信号向差模信号的转换，产生失调电压，降低pga的cmrr。随着工艺尺寸的不断缩小，器件参数偏差加大，pga输入电阻失配问题更加突出，成为制约pga性能的瓶颈之一。
3、为了提高pga的cmrr，需要降低输入级失调。传统的解决方案主要有：1.采用高精度、高匹配度的电阻器件，但成本较高；2.通过匹配电路调节输入电阻，但需要额外的匹配电路，增加了面积和功耗；3.使用自动零点校准电路，在放大器非工作期间进行校准，但不能实现实时连续的失调补偿。
4、因此，如何在不增加额外硬件开销的情况下实现pga输入失调的实时校准补偿，提高pga的cmrr，成为亟待解决的技术问题。同时，为了适应不同应用环境，pga的输入失调校准补偿范围需要足够宽，覆盖工艺、电压、温度变化等因素导致的电阻失配变化，且补偿电路应易于集成，不增加设计复杂度。
技术实现思路
1、本申请的目的在于提供一种用于提高pga共模
2、本申请公开了一种用于提高pga共模抑制比的修调装置，包括：
3、输入共模采样电路，通过一对串联的采样电阻分别连接所述pga的两个输入端，该采样电阻的中间节点输出pga输入信号的共模电压；
4、共模运算放大器，其输入端分别连接所述共模电压和参考电压，输出端通过一对修调电阻分别连接至pga的两个输入端，构成负反馈电路，将所述pga的两个输入端锁定在所述参考电压；
5、一对修调电阻，分别连接在所述共模运算放大器的输出端和所述pga的两个输入端之间， 通过调节阻值产生可调的修调电流，以抵消所述pga两个输入端的输入电阻失配导致的失调电流。
6、在一个优选例中，所述pga包括：差分输入端、差分输出端、一对输入电阻和一对反馈电阻；所述差分输入端通过所述输入电阻分别连接至运算放大器的反相和同相输入端，所述运算放大器的输出端连接所述差分输出端，所述反馈电阻分别连接在运算放大器的输出端和输入端之间，用于调节pga的增益。
7、在一个优选例中，所述输入共模采样电路包括：第一采样电阻，其一端连接所述pga的第一输入端，另一端连接共模电压输出节点；第二采样电阻，其一端连接所述共模电压输出节点，另一端连接所述pga的第二输入端。
8、在一个优选例中，所述共模运算放大器的同相输入端连接所述参考电压，反相输入端连接所述共模电压输出节点，输出端通过所述修调电阻分别连接至pga的两个输入端，构成负反馈。
9、在一个优选例中，所述修调电阻包括第一修调电阻和第二修调电阻；所述第一修调电阻连接在所述共模运算放大器的输出端和所述pga的第一输入端之间，所述第二修调电阻连接在所述共模运算放大器的输出端和所述pga的第二输入端之间。
10、在一个优选例中，所述第一修调电阻和所述第二修调电阻分别由多个单元电阻和控制开关并联而成，所述单元电阻的阻值按二进制加权排列，相邻两个单元电阻的阻值之比为2，通过控制所述控制开关的导通状态来调节修调电阻的阻值，进而产生不同大小的修调电流。
11、在一个优选例中，所述单元电阻包括n+1个并联的子电阻，其阻值分别为r/2，r，2r，... 2nr；除r/2子电阻外，其余n个子电阻并联一个所述控制开关。
12、在一个优选例中，所述控制开关为mos晶体管。
13、在一个优选例中，所述第一修调电阻和所述第二修调电阻的总阻值调节范围为r/2至(2^(n+1)-1)r/2，以覆盖pga输入级电阻在工艺、电压、温度变化以及器件失配的因素影响下的最大失配变化范围。
14、在一个优选例中，所述共模运算放大器为单端输出运算放大器，所述修调电阻的一端共同连接运算放大器的输出端。
15、本申请主要具有以下技术效果：
16、首先，通过输入共模采样电路采样pga输入信号的共模电压，并与参考电压比较，经共模运算放大器放大后，通过修调电阻反馈至pga输入端，实现了将pga输入端电压锁定在参考电压，提高了pga的共模抑制比。
17、进一步的，修调电阻连接在共模运算放大器和pga输入端之间，通过调节修调电阻阻值可产生可调的修调电流，用于抵消pga输入端因输入电阻失配导致的失调电流，进一步提高pga的共模抑制比。
18、进一步的，修调电阻由多个阻值按二进制加权排列的单元电阻和控制开关并联而成，通过控制开关导通状态可在较宽范围内调节修调电阻阻值，覆盖了pga输入电阻在工艺、电压、温度变化及器件失配等因素影响下的最大失配变化范围，保证了较高的共模失调补偿能力。
19、进一步的，共模运算放大器采用单端输出结构，修调电阻一端共同连接其输出端，电路结构简单，易于集成。
20、进一步的，整个修调电路主要由共模采样电路、共模放大器、可调修调电阻等构成，不需要复杂的辅助电路，电路实现简单，功耗低，易于与pga集成。
21、总之，本申请可有效提高pga的共模抑制比，降低输入失调，具有补偿范围广、电路简单、易集成等优点，适用于各类高性能pga设计。
22、本申请的说明书中记载了大量的技术特征，分布在各个技术方案中，如果要罗列出本申请所有可能的技术特征的组合（即技术方案）的话，会使得说明书过于冗长。为了避免这个问题，本申请上述
技术实现思路
中公开的各个技术特征、在下文各个实施方式和例子中公开的各技术特征、以及附图中公开的各个技术特征，都可以自由地互相组合，从而构成各种新的技术方案（这些技术方案均因视为在本说明书中已经记载），除非这种技术特征的组合在技术上是不可行的。例如，在一个例子中公开了特征a+b+c，在另一个例子中公开了特征a+b+d+e，而特征c和d是起到相同作用的等同技术手段，技术上只要择一使用即可，不可能同时采用，特征e技术上可以与特征c相组合，则，a+b+c+d的方案因技术不可行而应当不被视为已经记载，而a+b+c+e的方案应当视为已经被记载。
【技术保护点】
1.一种用于提高PGA共模抑制比的修调装置，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的修调装置，其特征在于，所述PGA包括：差分输入端、差分输出端、一对输入电阻和一对反馈电阻；所述差分输入端通过所述输入电阻分别连接至运算放大器的反相和同相输入端，所述运算放大器的输出端连接所述差分输出端，所述反馈电阻分别连接在运算放大器的输出端和输入端之间，用于调节PGA的增益。
3.根据权利要求1所述的修调装置，其特征在于，所述输入共模采样电路包括：第一采样电阻，其一端连接所述PGA的第一输入端，另一端连接共模电压输出节点；第二采样电阻，其一端连接所述共模电压输出节点，另一端连接所述PGA的第二输入端。
4.根据权利要求1所述的修调装置，其特征在于，所述共模运算放大器的同相输入端连接所述参考电压，反相输入端连接共模电压输出节点，输出端通过所述修调电阻分别连接至PGA的两个输入端，构成负反馈。
5.根据权利要求1所述的修调装置，其特征在于，所述修调电阻包括第一修调电阻和第二修调电阻；所述第一修调电阻连接在所述共模运算放大器的输出端和所述PGA的第一
6.根据权利要求5所述的修调装置，其特征在于，所述第一修调电阻和所述第二修调电阻分别由多个单元电阻和控制开关并联而成，所述单元电阻的阻值按二进制加权排列，相邻两个单元电阻的阻值之比为2，通过控制所述控制开关的导通状态来调节修调电阻的阻值，进而产生不同大小的修调电流。
7. 根据权利要求6所述的修调装置，其特征在于，所述单元电阻包括n+1个并联的子电阻，其阻值分别为R/2，R，2R，... 2nR；除R/2子电阻外，其余n个子电阻并联一个所述控制开关。
8.根据权利要求6所述的修调装置，其特征在于，所述控制开关为MOS晶体管。
9.根据权利要求6所述的修调装置，其特征在于，所述第一修调电阻和所述第二修调电阻的总阻值调节范围为R/2至(2^(n+1)-1)R/2，以覆盖PGA输入级电阻在工艺、电压、温度变化以及器件失配的因素影响下的最大失配变化范围。
10.根据权利要求1-9中任一项所述的修调装置，其特征在于，所述共模运算放大器为单端输出运算放大器，所述修调电阻的一端共同连接运算放大器的输出端。
...【技术特征摘要】
1.一种用于提高pga共模抑制比的修调装置，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的修调装置，其特征在于，所述pga包括：差分输入端、差分输出端、一对输入电阻和一对反馈电阻；所述差分输入端通过所述输入电阻分别连接至运算放大器的反相和同相输入端，所述运算放大器的输出端连接所述差分输出端，所述反馈电阻分别连接在运算放大器的输出端和输入端之间，用于调节pga的增益。
3.根据权利要求1所述的修调装置，其特征在于，所述输入共模采样电路包括：第一采样电阻，其一端连接所述pga的第一输入端，另一端连接共模电压输出节点；第二采样电阻，其一端连接所述共模电压输出节点，另一端连接所述pga的第二输入端。
4.根据权利要求1所述的修调装置，其特征在于，所述共模运算放大器的同相输入端连接所述参考电压，反相输入端连接共模电压输出节点，输出端通过所述修调电阻分别连接至pga的两个输入端，构成负反馈。
5.根据权利要求1所述的修调装置，其特征在于，所述修调电阻包括第一修调电阻和第二修调电阻；所述第一修调电阻连接在所述共模运算放大器的输出端和所述pga的第一输入端之间，所述第二修调电阻连接...
【专利技术属性】
技术研发人员：李兴，孟潇东，刘轩羽，
申请(专利权)人：江苏鑫康微电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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