[发明专利]电容耦合斩波器放大器

说明书

在六相位电容耦合斩波器放大器中，两个相位(第1相位、第4相位)提供了调零相位，以将反馈电容器调零并且设置输入共模值。两个相位(第2相位、第5相位)提供了输入电荷从输入电容器到调零反馈电容器的无源转移。最后两个相位(第3相位、第6相位)是斩波和放大相位。调零相位(第1相位、第4相位)解决了输入共模问题，而无需使用偏置电阻器。无源转移相位(第2相位、第5相位)解决了在斩波时钟的每个周期都必须对反馈电容器进行再充电时发生的毛刺问题。解决毛刺和充电时间问题使放大器的频率增加。

这涉及电容耦合斩波器放大器。

背景技术

许多领域都需要放大器，这些放大器可以从可能高于或低于放大器电源的总线电压测量精确的电流，从纳安级到数百安。这些领域包含各种生物医学应用和电力应用。对于精确测量，重要的是所使用的放大器具有非常低的偏置电流、较低的偏移电压和非常高的共模抑制比。为此，通常使用电容耦合斩波器放大器。然而，过于简单化的电容耦合斩波器放大器具有与放大器输入缺少输入共模以及建立时可能存在的一些输出误差有关的问题。解决共模问题的方法通常会导致噪声增加、增益误差增加或共模建立时间增加。这意味着改进的设计只能用于精度非常低的环境中或以较低的频率使用。

发明内容

代替了常规的电容耦合斩波器放大器中使用的两个相位，而是使用了六个相位。两个相位提供了调零相位以将反馈电容器调零并且设置输入共模值。两个相位提供了输入电荷从输入电容器到调零反馈电容器的无源转移。最后两个相位是斩波和放大相位。调零相位解决了输入共模问题，而无需偏置电阻器。无源转移相位解决了在斩波时钟的每个周期都必须对反馈电容器进行再充电时发生的建立问题。解决建立问题和固定共模使放大器的频率增加。

附图说明

图1是根据现有技术的第一简单电容耦合斩波器放大器的框图。

图2是根据现有技术的第二电容耦合斩波器放大器的框图。

图3是电容耦合斩波器放大器的第一实例的框图。

图4是示出了图3的放大器的六个相位的时序图。

图5A是在第一相位期间的图3的放大器的框图。

图5B是在第二相位期间的图3的放大器的框图。

图5C是在第三相位期间的图3的放大器的框图。

图5D是在第四相位期间的图3的放大器的框图。

图5E是在第五相位期间图的3的放大器的框图。

图5F是在第六相位期间图的3的放大器的框图。

图6A是在放大和斩波充电相位期间具有电荷补偿的第一实例的图3的放大器的框图。

图6B是在调零和无源电荷转移相位期间具有电荷补偿的第一实例的图3的放大器的框图。

图7A是在放大和斩波相位期间具有电荷补偿的第二实例的图3的放大器的框图。

图7B是在调零和无源电荷转移相位期间具有电荷补偿的第二实例的图3的放大器的框图。

具体实施方式