输入缓冲器及其噪声消除方法技术

一种输入缓冲器，其可包含噪声传感器、第一级随耦器及减法器。第一级随耦器的公共端可与噪声传感器连接，而第一偏压电流源可与第一级随耦器的输出端连接并产生第一噪声电流。减法器可与第一级随耦器及噪声传感器连接。噪声传感器可感测第一噪声电流，并可通过减法器产生噪声消除电流以消除第一噪声电流产生的噪声。

Input Buffer and Its Noise Elimination Method

An input buffer includes a noise sensor, a first stage follower and a subtractor. The common end of the first stage follower can be connected with the noise sensor, and the first bias current source can be connected with the output end of the first stage follower and generate the first noise current. The subtractor can be connected with the first-order follower and noise sensor. The noise sensor can sense the first noise current and eliminate the noise generated by the first noise current by generating a noise elimination current through a subtractor.

【技术实现步骤摘要】
输入缓冲器及其噪声消除方法
本专利技术有关于一种输入缓冲器，特别是一种能有效消除噪声的输入缓冲器。本专利技术还涉及此输入缓冲器的噪声消除方法。
技术介绍
为了有效隔离待测物与量测仪器，量测仪器(如示波器等)通常在前端会设置具有高阻抗的输入缓冲器，而此输入缓冲器除了需要提供良好的隔离度外，也不能影响量测仪器的带宽。此外，由于缓冲器位于量测仪器的前端，因此其噪声也是一个重要参数，若输入缓冲器的噪声较高，这些噪声均会直接反应于量测仪器的输出端，使量测仪器的信噪比(SNR)大幅降低。一般而言，具有高隔离度的输入缓冲器是采用两级的射极随耦器串接架构。请参阅图1，其为习知技艺的输入缓冲器的示意图。如图所示，输入缓冲器1可包含第一级电路11及第二级电路12；第一级电路11包含第一级随耦器M1及第一偏压电流源A1；第二级电路12包含第二级随耦器M2及第一偏压电流源A2。其中，第一偏压电流源A1及第一偏压电流源A2会分别产生第一噪声电流In1及第二噪声电流In2；因此，输入缓冲器1的输出端Vout的噪声Vnt可由下式(1)表示：Vnt2＝(In12+InM12)z12+(In22+InM22)z22............................(1)其中，Vnt表示输入缓冲器1的输出端Vout的噪声；In1表示第一偏压电流源A1的第一噪声电流；In2表示第二偏压电流源A2的第二噪声电流；InM1表示第一级随耦器M1本身的噪声电流；InM2表示第二级随耦器M2本身的噪声电流；z1表示第一级随耦器M1的输出阻抗；z2表示第二级随耦器M2的输出阻抗。由上述可知，输入缓冲器1的噪声主要来自第一级随耦器M1本身的噪声InM1、第二级随耦器M2本身的的噪声InM2，第一偏压电流源A1的第一噪声电流In1及第二偏压电流源A2的第二噪声电流In1；由于上的噪声无法被有效地消除，因此会直接反应到量测仪器的输出端；另外，相较于单级的射极随耦器架构，采用两级的射极随耦器串接架构的输入缓冲器1的输出噪声会成倍增加。而为了能够有效地降低噪声，部分习知技艺的输入缓冲器采用低噪声的电阻偏压电路或射极退化偏压电路；然而，上述的电路架构需要较高的操作电压，不适用于低压的集成电路制程，且会因须采用离散组件而严重影响到量测仪器的带宽。因此，如何提出一种输入缓冲器，能够有效改善习知技艺的输入缓冲器的各种缺点已成为一个刻不容缓的问题。
技术实现思路
有鉴于上述习知技艺所遇的状况，本专利技术的其中一目的就是在提供一种输入缓冲器及其噪声消除方法，以解决习知技艺的输入缓冲器的各种问题。根据本专利技术的其中一目的，提出一种输入缓冲器，其可包含噪声传感器、第一级随耦器及减法器。第一级随耦器的公共端可与噪声传感器连接，而第一偏压电流源可与第一级随耦器的输出端连接并产生第一噪声电流。减法器可与第一级随耦器及噪声传感器连接。噪声传感器可感测第一噪声电流以消除第一噪声电流产生的噪声。根据本专利技术的其中一目的，再提出一种噪声消除方法，其可用于输入缓冲器，并可包含下列步骤：以噪声传感器感测第一级随耦器的输出端的第一偏压电流源产生的第一噪声电流；由减法器转换第一噪声电流为噪声消除电流；以及通过噪声消除电流馈至减法器的输出端以产生噪声消除电压消除第一噪声电流产生的噪声。承上所述，依本专利技术的输入缓冲器及其噪声消除方法，其可具有一或多个下述优点：(1)本专利技术的一实施例中，输入缓冲器可通过噪声传感器感测第一级电路的偏压电流源产生的噪声，并可通过减法器消除上述噪声，因此可有效地降低输入缓冲器输出的噪声，使量测仪器的信噪比提升。(2)本专利技术的一实施例中，输入缓冲器可通过噪声传感器感测第二级电路的偏压电流源产生的噪声，并可通过减法器抑制上述噪声，因此可有效地降低输入缓冲器输出的噪声，使量测仪器的信噪比进一步提升。(3)本专利技术的一实施例中，输入缓冲器的减法器不但可以有效地消除噪声，更可与输入缓冲器的第二级电路整合以直接作为输入缓冲器的第二级电路，使输入缓冲器的成本能够有效地降低。(4)本专利技术的一实施例中，输入缓冲器不需要较高的操作电压即可驱动，故可适用于低压的集成电路制程，使输入缓冲器的成本能够进一步降低。(5)本专利技术的一实施例中，输入缓冲器不需要较高的操作电压即可驱动，因此不会因须采用离散组件而降低量测仪器的带宽，故可以使量测仪器达到较佳的效能。(6)本专利技术的一实施例中，输入缓冲器可采用两级电路串接的隔离式架构，因此可以提供良好的隔离度，故可以使量测仪器的效能能够进一步提升。附图说明图1为习知技艺的输入缓冲器的示意图。图2为本专利技术的输入缓冲器的第一实施例的电路图。图3为本专利技术的第一实施例的流程图。图4为本专利技术的输入缓冲器的第二实施例的电路图。图5A为本专利技术的输入缓冲器的第三实施例的电路图。图5B为本专利技术的输入缓冲器的第三实施例的第一示意图。图5C为本专利技术的输入缓冲器的第三实施例的第二示意图。图6为本专利技术的输入缓冲器的第四实施例的电路图。图7A为本专利技术的输入缓冲器的第五实施例的电路图。图7B为本专利技术的输入缓冲器的第五实施例的第一示意图。图7C为本专利技术的输入缓冲器的第五实施例的第二示意图。图8为本专利技术的输入缓冲器的第六实施例的电路图。图9为本专利技术的输入缓冲器的第七实施例的电路图。图10为本专利技术的输入缓冲器的第八实施例的电路图。图11为本专利技术的输入缓冲器的第九实施例的电路图。具体实施方式以下将参照相关图式，说明依本专利技术的输入缓冲器及其噪声消除方法的实施例，出于清楚与方便图式说明的目的，图式中的各部件在尺寸与比例上可能会被夸大或缩小地呈现。在以下描述及/或权利要求中，当提及组件“连接”或“耦合”至另一组件时，其可直接连接或耦合至该另一组件或可存在介入组件；而当提及组件“直接连接”或“直接耦合”至另一组件时，不存在介入组件，用于描述组件或层之间的关系的其他字词应以相同方式解释。为使便于理解，下述实施例中的相同组件以相同的符号标示来说明。请参阅图2，其为本专利技术的输入缓冲器的第一实施例的电路图。如图所示，输入缓冲器2可包含噪声传感器23、第一级电路21及第二级电路22。第一级电路21可包含第一级随耦器M1及第一偏压电流源A1；第一级随耦器M1的集极(公共端)可与噪声传感器连接23，而第一偏压电流源A1可与第一级随耦器M1的射极(输出端)连接并可产生第一噪声电流In1，第一噪声电流In1则会在第一级随耦器M1的射极产生一第一噪声电压；在本实施例中，第一级随耦器M1可为射极随耦器；而在另一实施例中，第一级随耦器M1也可为源极随耦器。第二级电路22可包含减法器S；减法器S的二输入端可分别与第一级随耦器M1及噪声传感器23连接。噪声传感器可感测第一噪声电流In1以产生第一电压。减法器S则可以转换第一电压为噪声消除电流，并可以将噪声消除电流馈至减法器S的输出端；如此，噪声消除电流可以在减法器S的输出端产生噪声消除电压藉此以消除第一噪声电压。由上述可知，输入缓冲器2可通过噪声传感器23感测第一级电路21的第一偏压电流源A1产生的第一噪声电流In1，并可通过减法器S消除第一噪声电流In1，因此可有效地降低输入缓冲器2输出的噪声，使量测仪器的信噪比提升。当然，本实施例仅为举例说明，输入缓冲器2的结构及其各组件功能均可实际需求本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种输入缓冲器，包含：一噪声传感器；一第一级随耦器，其公共端与该噪声传感器连接，一第一偏压电流源与其输出端连接并产生一第一噪声电流；以及一减法器，与该第一级随耦器及该噪声传感器连接；其中，该噪声传感器感测该第一噪声电流，并通过该减法器产生的一噪声消除电流以消除该第一噪声电流产生的噪声。

【技术特征摘要】
2017.10.11 TW 1061347861.一种输入缓冲器，包含：一噪声传感器；一第一级随耦器，其公共端与该噪声传感器连接，一第一偏压电流源与其输出端连接并产生一第一噪声电流；以及一减法器，与该第一级随耦器及该噪声传感器连接；其中，该噪声传感器感测该第一噪声电流，并通过该减法器产生的一噪声消除电流以消除该第一噪声电流产生的噪声。2.如权利要求1所述的输入缓冲器，其中该噪声传感器感测该第一噪声电流以产生一第一电压，该减法器转换该第一电压为一噪声消除电流。3.如权利要求2所述的输入缓冲器，其中该第一噪声电流在该第一级随耦器的输出端产生一第一噪声电压，该噪声消除电流在该减法器的输出端产生一噪声消除电压以消除该第一噪声电压。4.如权利要求1所述的输入缓冲器，其中该减法器的输出端与一第二偏压电流源连接，该第二偏压电流源产生一第二噪声电流。5.如权利要求4所述的输入缓冲器，其中该噪声传感器感测该第二噪声电流，并通过该减法器产生的一噪声抑制电流，以抑制该第二噪声电流产生的噪声。6.如权利要求5所述的输入缓冲器，其中该噪声传感器感测该第二噪声电流以产生一第二电压，该减法器转换该第二电压为一噪声抑制电流。7.如权利要求6所述的输入缓冲器，其中该第二噪声电流在该减法器的输出端产生一第二噪声电压，该噪声抑制电流在该减法器的输出端产生一噪声抑制电压以抑制该第二噪声电压。8.如权利要求5所述的输入缓冲器，其中该噪声传感器的输入端与一操作电压源连接。9.如权利要求8所述的输入缓冲器，其中该噪声传感器包含一第一阻抗及与该第一阻抗串联的一第二阻抗。10.如权利要求9所述的输入缓冲器，其中该第一阻抗的一端作为该噪声传感器的第一感测端，该第一阻抗的另一端与该第二阻抗的一端连接并作为该噪声传感器的第二感测端，该第二阻抗的另一端作为该噪声传感器的输入端。11.如权利要求10所述的输入缓冲器，其中该第一级随耦器的输入端与一输入电压源连接，该第一级随耦器的公共端与该噪声传感器的第一感测端连接。12.如权利要求11所述的输入缓冲器，其中该减法器包含一第二级随耦器及一转导器。13.如权利要求12所述的输入缓冲器，其中该第二级随耦器的公共端与该噪声传感器的第二感测端连接，该第二级随耦器的输出端与该第二偏压电流源连接，该第二级随耦器的输入端与该第一级随耦器的输出端及该第一偏压电流源连接。14.如权利要求13所述的输入缓冲器，其中该转导器的输入端与该噪声传感器的第一感测端及该第一级随耦器的公共端连接，该转导器的输出端与该第二级随耦器的输出端及该第二偏压电流源连接。15.如权利要求14所述的输入缓冲器，其中该第一级随耦器及该第二级随耦器为射极随耦器或源极随耦器。16.如权利要求10所述的输入缓冲器，其中该第一级随耦器的公...

【专利技术属性】
技术研发人员：李青峰，张锦法，
申请(专利权)人：财团法人工业技术研究院，
类型：发明
国别省市：中国台湾,71