[發明專利]一種斬波前置放大器及其設計方法

有效

• 申請號: 201910691205.1
• 申請日: 2019-07-29
• 公開（公告）號: CN110474611B
• 公開（公告）日: 2023-07-14
• 發明（設計）人: 苗書立;許建超;夏書香
• 申請（專利權）人: 深圳市銳能微科技有限公司
• 主分類號: H03F1/26
• 分類號: H03F1/26;H03F1/32;G06F30/36
• 代理公司: 深圳中一聯合知識產權代理有限公司 44414
• 代理人: 袁哲

一種斬波前置放大器的設計方法，包括：獲取模數轉換器的采樣頻率Fs；根據模數轉換器的采樣頻率Fs確定放大器的斬波頻率fcp，根據放大器的斬波頻率fcp和模數轉換器的采樣頻率Fs確定濾波器的截止頻率fb和放大器的1/f拐點頻率fa；根據上述參數選取架構并設定電流大小。這套設計方法和設計流程，目標明確，步驟明確，避免了傳統設計方法中存在的重復試驗的摸索過程。

技術領域

本申請屬于電子電路技術領域，尤其涉及一種斬波前置放大器及其設計方法。

背景技術

目前，斬波技術簡單描述是使用一對斬波開關將差分電路置于這對斬波開關之間。這對斬波開關實現對差分信號同相和反相來回不停交換。從功能上看，第一個開關完成了對輸入信號的調制功能(modulator)，而第二個開關完成了對輸出信號的解調功能(de-modulator)。最終的效果是：對于信號頻譜來說來回發生了兩次頻譜搬移，但最終回到原點，因此對信號頻譜無影響，但是對位于兩個斬波開關之間的差分電路的噪聲來說，由于經歷了一次解調過程，發生了一次頻譜搬移，使得低頻1/f噪聲和失調被搬移到了高頻處，最終被后續的低通濾波器濾除。

目前的斬波技術雖然可以消除失調和1/f噪聲，但由于引入了斬波時鐘，存在對精密模擬電路的周期性翻轉和擾動，因此不可避免引入了時鐘饋通、電荷注入、信號被擾動以及重新恢復等非理想因素，會嚴重惡化完整性且對諧波失真的影響非常大。

發明內容

本申請的目的在于提供一種斬波前置放大器及其設計方法，旨在解決目前的斬波前置放大器存在的會嚴重惡化信號完整性且對諧波失真的影響非常大的問題。

本申請實施例提供了一種斬波前置放大器的設計方法，所述斬波前置放大器包括相連接的放大器和濾波器，所述濾波器的輸出與模數轉換器連接，用于濾除斬波前置放大器自身的熱噪聲，所述設計方法包括：

獲取模數轉換器的采樣頻率Fs；

根據模數轉換器的采樣頻率Fs確定放大器的斬波頻率fcp，使滿足其中，N為2的冪次方且8≤N＜OSR，OSR為模數轉換器的過采樣率的值；

根據放大器的斬波頻率fcp和模數轉換器的采樣頻率Fs確定濾波器的截止頻率fb和放大器的1/f拐點頻率fa，并滿足：

根據上述參數選取架構并設定電流大小。

此外，還提供了一種斬波前置放大器，所述斬波前置放大器由上述的斬波前置放大器的設計方法制作得到。

上述斬波前置放大器的設計方法給出了斬波頻率的設計方案，前置放大器的1/f噪聲拐點頻率的設計方案，濾波器的截止頻率的設計方案，以及如何進行迭代最終完成整個放大器的設計，基于這套設計方法和設計流程，對信號的完整性和諧波失真的影響非常小，可以設計出具有低失調、低噪聲、高線性度的斬波前置放大器，并且功耗和面積都較低。基于這套設計方法和設計流程，目標明確，步驟明確，避免了傳統設計方法中存在的重復試驗的摸索過程。

附圖說明

為了更清楚地說明本申請實施例中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本申請的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動性的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為是基于斬波前置放大器的應用框圖。

圖2為本申請一實施例提供的斬波前置放大器的設計方法的具體流程圖；

圖3為本申請另一實施例提供的斬波前置放大器的設計方法的具體流程圖；

圖4a為本申請設計的斬波前置放大器不加抗混疊濾波器的輸出噪聲曲線圖；

圖4b為本申請設計的斬波前置放大器加抗混疊濾波器的輸出噪聲曲線圖；