[發明專利]一種斬波放大器及降低其失調電壓的方法

有效

• 申請號: 201210573925.6
• 申請日: 2012-12-26
• 公開（公告）號: CN103117713A
• 公開（公告）日: 2013-05-22
• 發明（設計）人: 姜琿;王自強;張春;麥宋平;陳虹;王志華
• 申請（專利權）人: 清華大學深圳研究生院
• 主分類號: H03F1/30
• 分類號: H03F1/30
• 代理公司: 深圳新創友知識產權代理有限公司 44223
• 代理人: 江耀純

技術領域

本發明屬于模擬電路設計領域，特別涉及一種降低斬波放大器失調電壓的方法。

背景技術

為了避免放大器的失調電壓和低頻噪聲對待放大的微弱信號的影響，可以使用斬波的方法處理信號。如圖1所示，斬波放大器包括第一級斬波開關100、第一級放大電路200、第二級斬波開關300、以及第二級放大電路400，輸入信號vin經過第一次斬波被調制到高頻，其輸出和失調電壓及低頻噪聲從頻域上分離，第一級斬波開關100的輸出Vsw1經過第一級放大器放大后輸出Vamp1，有用的信號再經過第二次斬波后輸出Vsw2回到低頻，而第一級放大電路的干擾信號則被調制到高頻。然后有用的信號再經過第二級放大電路的放大，得到輸出信號vout。

這一信號處理的過程在頻域上的變化如圖2所示，圖中各圖標含義為：V：輸入信號；Vo1：第一級放大電路的等效輸入失調電壓和低頻噪聲；V1：斬波到高頻的輸入信號；Vo1＇第一級放大電路的等效輸出失調電壓和低頻噪聲：V1＇經過第一級放大電路放大后的信號；V2：第二次斬波后回到低頻的信號；Vo2第二級放大電路的等效輸入失調電壓和低頻噪聲；Vo1＇＇：第二次斬波后變頻到高頻的第一級放大器的失調電壓和噪聲；fch：斬波頻率。由圖2可知，當輸入信號經過兩次斬波再次回到低頻后，它在頻域上和同樣位于低頻的第二級放大電路的等效輸入失調電壓及噪聲重疊，即第二級放大電路的失調電壓和噪聲將對有用信號產生干擾。????

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提出一種斬波放大器及降低其失調電壓的方法，通過對第二級放大電路增加失調校正電路，減小其失調電壓對其輸入端有用信號的干擾，從而降低整個斬波放大器的失調電壓。

本發明的技術問題通過以下技術手段予以解決：

一種斬波放大器，包括第一級斬波開關、第一級放大電路、第二級斬波開關、以及第二級放大電路，還包括隔離電路和失調校正電路；

所述隔離電路串聯在所述第二級斬波開關與所述第二級放大電路之間，用于控制所述第二級放大電路與所述第二級斬波開關之間的通斷；

所述失調校正電路的輸入端與所述斬波放大器的輸出端連接、輸出端與所述隔離電路連接，用于對與所述第二斬波開關斷開后的所述第二級放大電路進行失調校正。

優選地：還包括能夠與所述第二級放大電路級聯以構成一靜態比較器的增益放大電路；所述失調校正電路用于對所述靜態比較器進行失調校正。

一種降低如前述的斬波放大器的失調電壓的方法，包括以下步驟：

S101：在斬波放大器工作之前，控制隔離電路斷開所述第二級放大電路與所述第二級斬波開關的連接；

S102：利用失調校正電路對所述第二級放大電路進行失調校正，校正完成后，控制隔離電路恢復所述第二級放大電路與所述第二級斬波開關之間的連接，斬波放大器開始正常工作。

一種降低如前述的斬波放大器的失調電壓的方法，其特征在于，包括以下步驟：

S201：在斬波放大器工作之前，控制隔離電路斷開所述第二級放大電路與所述第二級斬波開關的連接；

S202：將所述第二級放大電路與增益放大電路級聯以形成一靜態比較器；

S203：利用失調校正電路對所述靜態比較器進行失調校正，校正完成后將所述第二級放大電路與所述增益放大電路斷開，并接回到所述斬波放大器中，斬波放大器開始正常工作。

采用本發明的技術方案，如果差分輸入的第二級放大電路如果有較高的增益，在開環下能將輸入信號放大到電源或者地，那么它自身相當于一個靜態比較器。在斬波放大器工作之前，先斷開第二級放大電路和前級電路的連接，并對該靜態比較器進行失調校正，使其失調電壓降為最小，然后再將校正后的第二級放大電路連接回斬波放大器中，這樣當有用信號達到第二級放大電路輸入端時，該電路的失調電壓對有用信號的干擾將減小。

如果斬波放大器中的第二級電路沒有足夠高的增益，那么它可以作為比較器中的預放大電路，額外增加高增益放大器和它級聯，從而形成一個靜態比較器，然后對該比較器進行失調校正，從而降低斬波放大器中第二級電路的失調電壓。

因此，與現有技術相比，本發明的有益效果是通過對第二級放大電路的失調校正，降低了該失調電壓對有用信號的干擾。

附圖說明

圖1是現有斬波放大器的原理框圖；

圖2是現有斬波放大器輸入信號vin在斬波放大器放大過程中頻譜的變化圖；

圖3是本發明具體實施例對斬波放大器第二級放大電路進行失調校正的原理框圖。