[发明专利]放大器直流失调电压的补偿方法与装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种补偿放大器的直流失调电压的方法与装置。

背景技术

运算放大器无信号输入时，输出端存在一定的电压差，称为直流失调电压(DCoffset)。由于集成电路工业生产中的差异性，不对称和失配的存在，失调电压不可避免地存在。在具有一定增益的运算放大器中，较小的失配就可能造成输出级的较大的失调电压。

在功率放大器芯片中，如果直流失调电压太大，一方面会导致负载上流过的静态功耗较大，限制其在便携式产品中的应用，另一方面，过大的失调电压也可能影响芯片的其它性能，导致生产过程中良率太低。

现有的补偿直流失调电压的技术大多数集中于单一的运算放大器，如US6614301，US 6586990等中所揭示的。然而，在这些技术中，对在信号通路上的元器件不对称引起的最终输出级的失调电压则无法消除。

所以，需要一种既可以用于单一的放大器，又可以用于放大器系统的补偿直流失调电压的方法。

发明内容

鉴于上述问题，本发明提出一种能够补偿放大器的直流失调电压的方法及装置，不论失调电压是由输入级还是信号通路上的其它模块产生。

本发明的补偿放大器的直流失调电压的方法包括如下步骤：

a)在放大器无信号输入的状态下，比较两个输出端极性；

b)根据极性，调整放大器的输入端电流；

c)循环步骤a)、b)，直至达到停止循环的要求。

上述停止循环的要求是某次循环中得到的极性与上次循环中得到的极性相反。

将电流以电流源的形式叠加到放大器的输入端来实现对放大器的输入端电流的调整。

将电流以电流漏的形式叠加到放大器的输入端来实现对放大器的输入端电流的调整。

对所述放大器的输出进行低通滤波后再进行比较。

本发明的补偿放大器的直流失调电压的装置包括：比较器，以放大器的输出作为其输入；寄存器与解码模块，以比较器的输出作为其输入；电流补偿模块，根据寄存器与解码模块的输出来控制补偿电流，并将补偿电流反馈至放大器的输入端。

电流补偿模块由开关阵列及每个开关上的电流漏构成。

电流补偿模块由开关阵列及每个开关上的电流源构成。

该装置中还包括低通滤波器，其输入为所述放大器的输出，其输出提供给所述比较器作为输入。

这里的放大器，可以是单独的一个放大器，也可以是一个放大器系统，比如说整个class D功放系统。也就是说，不局限于纯模拟类放大器。中间也可能有数字调制部分。输出信号可以是纯模拟信号，也可以是数字调制的模拟信号。整个放大器可以是单端的，也可以是差分的。加法单元可以在放大器的输入端，也可以在系统的信号通路上的别的位置。

本发明的优点在于，结构简单，添加的电路规模很少，只需要比较器，寄存器和电流补偿模块，无额外的成本和功耗。另外，不需要D/A，电容等电路来精确评估失调电压V_os的大小。就可以有效地将失调电压V_os限制在很小的范围内。

附图说明

图1是本发明第一实施方式的放大器直流失调电压补偿装置的框图。

图2为本发明第二实施方式的放大器直流失调电压补偿装置的框图。

图3为利用图1所示补偿装置进行直流失调电压补偿时的输出电压波形图。

图4为本发明的放大器直流失调电压补偿装置中采用的加法器单元的结构框图。

图5为本发明的放大器直流失调电压的补偿方法流程示意图。

具体实施方式

下面结合附图，详细描述按照本发明的具体实施方式。

本发明第一实施方式的放大器直流失调电压补偿装置如图1所示。在图1中，100表示放大器，这里该放大器是全差分放大器，它由加法器单元101和其它模块102组成。200表示失调电压补偿模块(Offset cancellation block)，它由比较器201(comparator)，寄存器和解码(registor&decoder)模块202以及电流补偿模块203(current compensation block)组成。如果放大器的输出信号不是纯模拟信号，可以在比较器201之前进一步插入低通滤波器(low passfilter)(这里未作图示)。