[发明专利]用于斩波放大器的纹波减少滤波器

说明书

斩波放大器系统(200)包括在主信号路径外部的纹波减小滤波器(220)。该系统(200)包括具有输入端(Vin)和输出端(Vout)的斩波放大器(210)。输入端(Vin)接收输入信号，并且输出端(Vout)提供包括基于斩波放大器(210)的偏移电压的纹波的输出信号。纹波减小滤波器(220)放置在反馈环路径中，反馈环路径接收输出信号的一部分并向斩波放大器(210)提供减小纹波的反馈信号。纹波减小滤波器(220)包括数字控制器和其他电路以处理大的干扰，例如大信号压摆率事件和大的共模阶跃，而不降低纹波减小滤波器(220)在减小纹波方面的有效性。

技术领域

本发明一般涉及斩波放大器，更具体地，涉及通过使用纹波减小滤波器来减小斩波放大器的纹波。

背景技术

诸如脉冲宽度调制(PWM)电动机驱动应用的应用中的放大器通常包括诸如精度、低噪声、低偏移、快速瞬态响应和建立时间、宽共模范围、直流(DC)和交流(AC)共模信号的高共模抑制，以及对非常快和大的共模信号阶跃的最小输出毛刺响应等特性。具有这种特性的示例放大器是斩波的放大器(或斩波放大器)，其是放大器的一种，其通常通过使用斩波技术来减少偏移误差。斩波放大器将斩波频率处的偏移误差转换为输出纹波。

传统上，使用纹波滤波器来减小输出纹波，该纹波滤波器被串联放置在斩波放大器的信号路径中。内联纹波滤波器通常会显著降低斩波放大器的速度，因为它们对斩波放大器处理的信号起低通滤波器作用。为了提高具有内联纹波滤波器的斩波放大器的速度，可以使用前馈路径为斩波放大器提供高频旁路信号路径。前馈路径的缺点是输入电容增加，这降低AC共模抑制比，并且还响应于共模瞬变而增加输出毛刺。

发明内容

在所描述的示例中，斩波放大器包括输入端、偏移校正端和输出端。纹波减小滤波器包括输入端和输出端。纹波减小滤波器的输入端耦合到斩波放大器的输出端。纹波减小滤波器的输出端耦合到斩波放大器的偏移校正端。

附图说明

图1是具有纹波滤波器的传统斩波放大器的框图。

图2是根据一个实施例的斩波放大器的框图，该斩波放大器具有放置在信号路径外部的纹波减小滤波器。

图3是根据一个实施例的图2的纹波减小滤波器的框图。

图4描绘根据一个实施例的图3的幅度限制器的输入和输出波形。

图5是根据一个实施例的图3的可变增益采样器和积分器的框图。

图6是根据一个实施例的时序图，其图解说明图3的纹波减小滤波器的操作。

图7是图解说明根据一个实施例的图3的纹波减小滤波器的操作的另一时序图。图7与图6相同，除了一些波形的幅度按比例放大以便于更容易地观察细节。

图8是示出根据一个实施例的流程图，其图解说明响应于大扰动而操作图3的纹波减小滤波器的过程。

具体实施方式

实施例涉及一种斩波放大器系统，其包括用于减小斩波放大器的纹波的纹波减小滤波器，其中纹波减小滤波器被放置在斩波放大器的主信号路径之外。斩波放大器系统包括具有输入端和输出端的斩波放大器，其中输入端接收输入信号，输出端提供包括基于斩波放大器的偏移电压的纹波的输出信号。纹波减小滤波器放置在反馈环路径中，该路径接收斩波放大器的输出信号的一部分，并向斩波放大器提供反馈信号，以减小斩波放大器输出处的纹波。纹波减小滤波器包括数字控制器和其他电路，其可以处理大的干扰，而不会降低纹波减小滤波器在减少纹波方面的效果。具有放置在主信号路径之外的纹波减小滤波器的斩波放大器，解决了实现具有低偏移和高AC共模抑制的斩波放大器的问题。这种斩波放大器具有快速瞬态响应并具有宽共模范围。即使在存在大的干扰(例如大信号压摆率事件和大的共模阶跃)的情况下，斩波放大器也可以减少偏移误差。