[发明专利]相位相依性运算放大器以及相关系统和方法

说明书

本发明揭示采用基于相位的频率补偿的相位相依性运算放大器op‑amp以及相关系统和方法。提供相位相依性运算放大器，其经配置以基于通过时钟信号切换的输入提供输出电压。所述运算放大器采用具有多个频率补偿电路的频率补偿系统。对应于时钟相位的所述频率补偿电路通过选择电路选择并且耦合到电压输出节点。所述运算放大器在所述时钟相位期间为每个频率补偿电路充电以存储大致等于输出电压的电压。当转变成时钟相位时，运算放大器的输出电压不是必须为频率补偿电路充电。在时钟相位期间存储的频率补偿电路的电压大致等于时钟相位的运算放大器的输出电压。在频率补偿电路的时钟相位的例子期间，所述运算放大器仅仅需要向频率补偿电路提供少量电压就能将其转换成其设计电压。

优先权要求

本申请案主张2014年6月27日提交的名称为“利用基于相位的频率补偿的相位相依性运算放大器及相关系统和方法(PHASE-DEPENDENT OPERATIONAL AMPLIFIERSEMPLOYING PHASE-BASED FREQUENCY COMPENSATION,AND RELATED SYSTEMS ANDMETHODS)”的第14/317,507号美国专利申请案的优先权，其以全文引用的方式并入本文中。

技术领域

本发明的技术大体上涉及运算放大器，并且尤其涉及频率补偿所产生的运算放大器输出中的转换速率变化。

背景技术

运算放大器(operational amplifier，也称为“op-amp”)是接收差分输入信号并且基于运算放大器的增益生成输出电压的装置。使用运算放大器可以实现多种多样的电路功能。因此，多种多样的电子装置在其电路中利用运算放大器。然而，运算放大器的内部组件中的制造过程变化可能会生成不希望的内部偏移电压，其会以不希望的方式影响输出电压。通过使运算放大器的增益乘以差分输入信号的电压差与存在的任何此偏移电压的总和来计算运算放大器的输出电压。举例来说，接收第一差分输入V₁和第二差分输入V₂并且具有偏移电压V_OFFSET的运算放大器生成等于A(V₁-V₂+V_OFFSET)的输出电压，其中‘A’表示运算放大器的增益。减少运算放大器的偏移电压的效应的一种方式是使用自动归零运算放大器(auto-zeroing operational amplifier，也称为“auto-zeroing op-amp”)。自动归零运算放大器包括电路，电路减轻运算放大器的任何偏移电压对于输出电压V_OUT的影响。

在这点上，图1示出示例性自动归零运算放大器10。在这个实例中，自动归零运算放大器10包含第一差分输入12、第二差分输入14、主运算放大器16和调零运算放大器18。主运算放大器16为自动归零运算放大器10提供初级信号放大，而调零运算放大器18减少主运算放大器16的偏移电压的影响。主运算放大器16基于第一主差分输入22(1)、22(2)的差分与相关联的偏移电压的放大的总和在主电压输出节点20上生成输出电压V_OUT。为了减小主运算放大器16的偏移电压施加于输出电压V_OUT的影响，主运算放大器16包含第二主差分输入24(1)、24(2)。时钟信号CLK激活和解除激活开关26(1)-26(4)，其控制调零运算放大器18接收到的输入电压，以及在主运算放大器16的第二主差分输入24(1)上接收到的校正电压。在这点上，使用开关26(1)-26(4)改变调零运算放大器18和主运算放大器16的输入电压，其改变的方式使得调零运算放大器18的输出电压减弱主运算放大器16的偏移电压。