[發明專利]基于斬波調制技術的抗輻射基準電壓源

有效

• 申請號: 201710947588.5
• 申請日: 2017-10-12
• 公開（公告）號: CN107861553B
• 公開（公告）日: 2020-10-30
• 發明（設計）人: 高靜;丁英光;徐江濤;史再峰;聶凱明
• 申請（專利權）人: 天津大學
• 主分類號: G05F1/56
• 分類號: G05F1/56
• 代理公司: 天津市北洋有限責任專利代理事務所 12201
• 代理人: 劉國威

1.一種基于斬波調制技術的抗輻射基準電壓源，其特征是，由3個PMOS管P1，P2，P3，三個電阻R1，R2，R3，一個斬波調制開關以及一個斬波運算放大器組成；P1，P2管的柵漏與地相接，P1的源端接斬波調制開關的in1端，斬波調制開關的out1端接A點，A點接斬波運算放大器的正端，電阻R2接A點和基準電壓輸出Vref之間；P2管的源端接斬波調制開關的in2端，斬波調制開關的out2端經電阻R1接B點，而且B點接斬波運算放大器的負端，電阻R3接B點與基準電壓輸出Vref之間，P3管的源端接電壓源，漏端接基準電壓輸出Vref，P3管的柵端接斬波運算放大器的輸出；

斬波運算放大器由2個斬波調制開關，差分放大器A1，運算放大器A2和1個低通濾波器組成，它的連接方式如下：斬波運算放大器的輸入正端接斬波調制開關1的in1端，輸入負端接斬波調制開關1的in2端，斬波調制開關1的out1端接差分放大器A1的正輸入端，斬波調制開關1的out2端接差分放大器A1的負輸入端，差分放大器A1的負向輸出端接斬波調制開關2的in1端，正向輸出端接斬波調制開關2的in2端，斬波調制開關2的out1端接運算放大器A2的負輸入端，斬波調制開關2的out2端接運算放大器A2的正輸入端，運算放大器A2的輸出端接低通濾波器，低通濾波器的輸出即為斬波運算放大器的輸出；

斬波運算放大器的工作原理如下：在相位1階段，V_F為運算放大器A2的輸出，V_IN是輸入信號，V_OS1為差分放大器A1的失調電壓，V_OS2為運算放大器A2的失調電壓，令為全部的輸入失調電壓，令A＝A1A2，V_F＝A(V_IN+V_OS)，同理，在相位2階段，V_F＝A(V_IN-V_OS)；

在經過低通濾波器后V_F＝AV_IN；

抗輻射基準電壓源電路中，ΔV₁，ΔV₂與ΔV₃分別為PMOS管P1，P2，P3受輻射后的失調電壓，I₁為通過電阻R2的電流，I₂為通過電阻R3的電流，抗輻射基準電壓源的工作原理如下，R3＝nR2：

當處于相位1階段時，輸入失調電壓等效為V_OS，

當處于相位2階段時，輸入失調電壓等效為-V_OS

V_p1(I1)為處于相位1時，流過電流為I₁時P1源端電壓，V_p2(I2)為處于相位1時，流過電流為I₂時P2源端電壓；V_p1(I2)為處于相位2時，流過電流為I₂時P1源端電壓，V_p2(I1)為處于相位2時，流過電流為I₁時P2源端電壓。

2.如權利要求1所述的基于斬波調制技術的抗輻射基準電壓源，其特征是，斬波調制開關的工作方式為：in1，in2為斬波調制開關的兩個輸入端，out1與out2為斬波調制開關的兩個輸出端，當時鐘處于相位1時，in1接out1，in2接out2；當時鐘處于相位2時，in1接out2，in2接out1。

3.如權利要求1所述的基于斬波調制技術的抗輻射基準電壓源，其特征是，由于斬波運算放大器輸出端前有低通濾波器，電流和基準輸出電壓V_ref就變成相位1和相位2的平均值；

濾波后的電流I₁為：

濾波后的電流I₂為：

以上公式也證明了MOS管的失配被消除；

由公式可見，運放的失調電壓最終被消除，基準電壓源輸出端的最終失調電壓為MOS管P1與P2的失調電壓平均值。