[实用新型]一种积分电容负电荷补偿电路

说明书

本实用新型公开了一种积分电容负电荷补偿电路。该电路包括积分器电路、第一积分电容开关和第一预置偏压电路；第一积分电容开关与积分器电路中的积分电容串联连接，第一预置偏压电路并联在积分电容的两端。第一积分电容开关用于在无输入电荷量时将积分电容与积分器电路中的放大器隔离，在有输入电荷量时将积分电容与积分器电路中的放大器连接；第一预置偏压电路用于在无输入电荷量时对积分电容施加负电荷。采用本实用新型的电路，通过对积分电容预置偏压，在电容上预存负电荷，能够实现相同输入动态范围下更小的积分电容，或相同大小的积分电容下更大的输入动态范围，在集成电路版图面积限制电容大小时能够实现更大输入动态范围的积分器。

技术领域

本实用新型涉及积分器电路技术领域，特别是涉及一种积分电容负电荷补偿电路。

背景技术

有源积分器是依靠电容，通过电荷积分的方式将电荷量转化为电压量，从而实现电荷探测的电路。传统的积分器电路由运算放大器和跨接在运放输入输出端之间的积分电容组成，如图1所示。图1中，积分器电路中的积分电容值为Cf，运算放大器的开环增益为Af。输入电荷量为Qin，输出电压相对于基线的变化量取正值为ΔUout。若运放为理想运放，则ΔUout＝Qin/Cf。最大电荷输入量即输入动态范围Qin,max与输出摆幅ΔUout,max的关系为ΔUout,max＝Qin,max/Cf。输出电压摆幅通常受到电源电压限制，想要增大输入范围Qin,max，只能增大积分电容Cf。但增大电容在很多情况下是受限的，尤其是集成电路版图面积紧张时。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种积分电容负电荷补偿电路，通过对积分电容预置偏压，在电容上预存负电荷，能够实现相同输入动态范围下更小的积分电容，或相同大小的积分电容下更大的输入动态范围，在集成电路版图面积限制电容大小时能够实现更大输入动态范围的积分器。

为实现上述目的，本实用新型提供了如下方案：

一种积分电容负电荷补偿电路，包括：

积分器电路、第一积分电容开关和第一预置偏压电路；

所述第一积分电容开关与所述积分器电路中的积分电容串联连接，所述第一积分电容开关用于在无输入电荷量时将所述积分电容与所述积分器电路中的放大器隔离，在有输入电荷量时将所述积分电容与所述积分器电路中的放大器连接；

所述第一预置偏压电路并联在所述积分电容的两端，所述第一预置偏压电路用于在无输入电荷量时对所述积分电容施加负电荷。

可选的，所述第一积分电容开关，具体包括：

第一开关和第二开关；

所述第一开关的一端与所述放大器的反向输入端连接，所述第一开关的另一端与所述积分电容的第一端连接；

所述积分电容的第二端与所述第二开关的一端连接，所述第二开关的另一端与所述放大器的输出端连接；

所述第一开关和所述第二开关均在无输入电荷量时断开，所述第一开关和所述第二开关均在有输入电荷量时闭合。

可选的，所述第一预置偏压电路，具体包括：

第一极板、第二极板、第三开关和第四开关；

所述第三开关的一端与所述第一极板连接，所述第三开关的另一端与所述积分电容的第一端连接；

所述第四开关的一端与所述第二极板连接，所述第四开关的另一端与所述积分电容的第二端连接；

所述第三开关和所述第四开关均在无输入电荷量时闭合，所述第三开关和所述第四开关均在有输入电荷量时断开。

可选的，所述放大器的正向输入端接地。

可选的，所述第一极板的偏压小于所述第二极板的偏压。