具有低输入泄漏的自动调零放大器制造技术

一种装置，包括：放大器(340)，其具有反相输入端和非反相输入端；电容器(350)，其耦合于放大器的反相输入端；输入电压输送控制电路(309)，其具有第一开关(310)和第二开关(315)，第一开关耦合于电容器，并且第二开关耦合于放大器的非反相输入端；参考电压输送控制电路(318)，其具有第三开关(333)和第四开关(335)，其中共用节点(331)耦合于第三开关和第四开关之间，第四开关耦合于放大器的非反相输入端；第五开关(370)，其耦合于放大器的输出端；泄漏控制电路(399)，其具有第六开关(395)和第七开关(397)，第六开关耦合于反相放大器输入端和第五开关之间，第七开关耦合于第六开关和电容器；以及第一电阻器，反馈电阻器(360)从放大器的输出端耦合到第一开关。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有低输入泄漏的自动调零放大器
本专利技术一般涉及自动调零放大器，并且更具体地，涉及具有至偏移保持电容器的低泄漏的自动调零放大器。
技术介绍
图1示出现有技术的自动调零放大器100。一般地，自动调零放大器常用于减小放大器的电压偏移。在自动调零放大器100中，V输入(Vin)105耦合于开关S2115。开关S2115耦合于节点119，其依次耦合于自动调零放大器(“A0”)140的非反相输入端。放大器AO140的V输出(Vout)180通过节点181耦合于开关S5170。开关S5170通过节点151耦合到放大器A0140的反相输入端。节点181也耦合于电阻器R1160。电阻器R1160耦合于节点111，并且节点111耦合于开关S1110和电阻器R2120。开关S1110耦合于节点117。电阻器R2120耦合于节点121，并且从节点121耦合于地122。节点121也耦合于电压源130的负端，其中电压源130的正端耦合于节点131。节点131依次耦合于开关S3133，并且也耦合于开关S4135。开关S3133通过节点117耦合于开关S1110，并且开关S4135在节点119处耦合于开关S2115，其依次耦合于放大器A0140的非反相输入端。电容器AZ150耦合于节点117和节点151之间。自动调零放大器100可如下工作：在阶段1期间(“F1”)，即“自动调零”配置，自动调零放大器100处于“自动偏移”的配置，并且放大器A0140的偏移量通过电容器AZ150被积分。在“自动调零”配置的阶段2期间(“F2”)，即“保持”配置，由于开关S1110闭合，因此电容器AZ150通过R1160是电连接的反馈。当开关S2115闭合，Vin105连接于放大器A0140的非反相输入端。因此，放大器A0140的反相输入端与非反相输入端之间的偏移量通过电容器AZ150被积分。因此，相比于非偏移补偿的放大器，信号Vin以更高的精确度被放大。然而，该自动调零放大器100存在缺点。在自动调零放大器100中，在“F2”期间，存在泄漏电流通过开关S5170，电容器AZ150上有泄漏电流，因此改变其电压，从而有效地改变放大器100的偏移量。当S5170在“F2”期间断开时，其两端的电压等于Vin105和Vout180之间的差，并且能够相当大，导致大的泄漏电流通过开关S5170。换言之，该放大器操作为“F2”期间的放大器；然而，由这个相当大的电压而导致的通过开关S5170的泄漏是在自动调零时间段“F1”的情况之间的限制操作时间。图2示出现有技术的采用/长保持系统。Vin205耦合于开关S0210。开关S0210耦合于节点212。开关S1215也耦合于节点212。开关S2220也耦合于节点212，作为其体二极管。开关S1215耦合于节点217，并且节点217耦合于放大器A0230的反相输入端。节点217也耦合于放大器A0230的Vout235。开关S2220耦合于节点222。节点222耦合于电容器C0225和放大器A0230的非反相输入端。电容器C0225还耦合于地227。采样/长保持系统200可如下工作：在“F0”阶段期间，即“采样”配置，开关210和220闭合，其将电压Vin205输送至电容器C0225和放大器A0230的非反相输入端。由于输出端235被短路到反相输入端217，所以放大器A0230是单位增益放大器。在“保持”阶段“F0非”期间，开关215关闭，而开关S0210和S2220断开。开关220两端的电压降等于放大器A0的电压偏移量(几毫伏)，因此确保小的泄漏通过该开关并长的保持时间。然而，这是采样/保持电路，并且不可以直接用于图1的自动调零放大器。该采样和保持电路避免图1的晶体管泄漏问题，因为它不是自动校正电路，然而，因此它不自动校正。因此，将图1的自动调零补偿与图2的采样和保持组合，以解决至少一些使用现有技术的顾虑，这是有利的。
技术实现思路
本专利技术的第一方面提供一种装置，其包括：放大器，其具有反相输入端和非反相输入端；电容器，其耦合于放大器的反相输入端；输入电压输送控制电路，其具有第一开关和第二开关，第一开关耦合于电容器，并且第二开关耦合于放大器的非反相输入端；参考电压输送控制电路，其具有第三开关和第四开关，其中一个共用节点耦合于第三开关和第四开关之间，第四开关耦合于放大器的非反相输入端；第五开关，其耦合于放大器的输出端；泄漏控制电路，其具有第六开关和第七开关，第六开关耦合于反相放大器输入端和第五开关之间，第七开关耦合于第六开关和电容器；以及第一电阻器，其从放大器的输出端耦合到第一开关。本专利技术的第二方面提供一种包括具有反相输入端和非反相输入端的自动调零放大器系统的系统，该系统包括：电容器，其耦合于自动调零放大器的反相输入端；输入电压输送控制电路，其具有第一开关和第二开关，第一开关耦合于电容器，并且第二开关耦合于自动调零放大器的非反相输入端；参考电压输送控制电路，其具有第三开关和第四开关，其中一个共用节点耦合于第三开关和第四开关之间，第四开关耦合于放大器的非反相输入端；第五开关，其耦合于自动调零放大器的输出端；泄漏控制电路，其包括第六开关和第七开关，第六开关耦合于反相自动调零放大器和第五开关之间，第七开关耦合于第六开关和电容器；第一电阻器，其从自动调零放大器的输出端耦合到第一开关；第二电阻器，其从第一电阻器耦合到地；以及电压源，其耦合于地和参考电压输送控制电路之间，其中，参考电压输送控制电路的共用节点还耦合于参考电压的正输出端。本专利技术的第三方面提供一种包括具有反相输入端、非反相输入端和共模电压输入端的自动调零差分放大器的系统；该系统包括：高侧自动调零电容器，其耦合于自动调零放大器的反相输入端；低侧自动调零电容器，其耦合于自动调零放大器的反相输入端；高侧输入电压输送控制电路，其具有高侧第一开关和高侧第二开关，高侧第一开关耦合于高侧电容器，并且高侧第二开关耦合于放大器的非反相输入端；低侧输入电压输送控制电路，其具有低侧第一开关和低侧第二开关，低侧第一开关耦合于低侧电容器，并且低侧第二开关耦合于放大器的非反相输入端；高侧参考电压输送控制电路，其具有高侧第三开关和高侧第四开关，其中一个共用节点耦合于高侧第三开关和高侧第四开关之间，高侧第四开关耦合于放大器的反相输入端；低侧参考电压输送控制电路，其具有低侧第三开关和低侧第四开关，其中一个共用节点耦合于低侧第三开关和低侧第四开关之间，第四开关耦合于放大器的非反相输入端；高侧第五开关，其耦合于放大器的正输出端；低侧第五开关，其耦合于放大器的负输出端；高侧泄漏控制电路，其具有高侧第六开关和高侧第七开关，高侧第六开关耦合于反相放大器输入端和高侧第五开关之间，高侧第七开关耦合于第六开关和高侧电容器；以及低侧泄漏控制电路，其具有低侧第六开关和低侧第七开关，低侧第六开关耦合于反相放大器输入端和低侧第五开关之间，低侧第七开关耦合于低侧第六开关和低侧电容器。附图说明图1示出现有技术的自动调零放大器100；图2示出现有技术的采样和保持放大器200；图3示出根据本专利技术的原理构造的具有低泄漏电流300的自动调零放大器；以及图4示出根据本专利技术的原理构造的具有低泄漏电流400的差分自动调零放大器。具体实施方式转到图本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种装置，其包括：放大器，其具有反相输入端和非反相输入端；电容器，其耦合于所述放大器的所述反相输入端；输入电压输送控制电路，其具有第一开关和第二开关，所述第一开关耦合于所述电容器，并且所述第二开关耦合于所述放大器的所述非反相输入端；参考电压输送控制电路，其具有第三开关和第四开关，其中一个共用节点耦合于所述第三开关和所述第四开关之间，所述第四开关耦合于所述放大器的所述非反相输入端；第五开关，其耦合于所述放大器的输出端；泄漏控制电路，其具有第六开关和第七开关，所述第六开关耦合于所述反相放大器输入端和所述第五开关之间，所述第七开关耦合于所述第六开关和所述电容器；和第一电阻器，其从所述放大器的所述输出端耦合到所述第一开关，其中所述第一电阻器是反馈电阻器。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2012.03.14 US 61/610,527;2012.07.25 US 13/557,4461.一种包括放大器的装置，其包括：放大器，其具有反相输入端和非反相输入端；电容器，其耦合于所述放大器的所述反相输入端；输入电压输送控制电路，其具有第一开关和第二开关，所述第一开关耦合于所述电容器，并且所述第二开关耦合于所述放大器的所述非反相输入端；参考电压输送控制电路，其具有第三开关和第四开关，其中一个共用节点耦合于所述第三开关和所述第四开关之间，所述第四开关耦合于所述放大器的所述非反相输入端；第五开关，其耦合于所述放大器的输出端；泄漏控制电路，其具有第六开关和第七开关，所述第六开关耦合于所述反相放大器输入端和所述第五开关之间，所述第七开关耦合于所述第六开关和所述电容器；和第一电阻器，其从所述放大器的所述输出端耦合到所述第一开关，其中所述第一电阻器是反馈电阻器。2.根据权利要求1所述的装置，其中所述输入电压输送控制电路的所述共用节点还耦合于参考电压的正输出端。3.根据权利要求1所述的装置，其中所述第六开关在断开时具有等于所述电容器的电压和所述第七开关的闭合开关电压之和的电压。4.根据权利要求3所述的装置，其中所述电容器两端的电压使得与所述第六开关断开时的所述第六开关两端的电压成比例的电流流入所述电容器中，其中所述第六开关断开时的所述第六开关两端的电压等于所述电容器的电压与所述第七开关的所述闭合开关电压的总和。5.根据权利要求1所述的装置，还包括，其中所述输入电压输送控制电路的所述第一开关和第二开关与所述参考电压输送控制电路的所述第三和第四开关处于相反的逻辑状态，并且其中所述泄漏控制电路的所述第六开关与所述参考电压输送控制电路处于相同的逻辑状态，并且所述泄漏控制电路的所述第七开关与所述输入电压输送控制电路处于相同的逻辑状态。6.根据权利要求1所述的装置，还包括耦合于所述第一电阻器的第二电阻器，所述第二电阻器还耦合于地。7.一种包括具有反相输入端和非反相输入端的自动调零放大器系统的系统，所述系统包括：电容器，其耦合于所述自动调零放大器的所述反相输入端；输入电压输送控制电路，其具有第一开关和第二开关，所述第一开关耦合于所述电容器，并且所述第二开关耦合于所述自动调零放大器的所述非反相输入端；参考电压输送控制电路，其具有第三开关和第四开关，其中一个共用节点耦合于所述第三开关和所述第四开关之间，所述第四开关耦合于所述放大器的所述非反相输入端；第五开关，其耦合于所述自动调零放大器的输出端；泄漏控制电路，其包括第六开关和第七开关，所述第六开关耦合于所述反相自动调零放大器和所述第五开关之间，所述第七开关耦合于所述第六开关和所述电容器；第一电阻器，其从所述自动调零放大器的所述输出端耦合到所述第一开关，其中所述第一电阻器是反馈电阻器；第二电阻器，其从所述第一电阻器耦合到地；和电压源，其耦合于所述地和所述参考电压输送控制电路之间；其中，所述参考电压输送控制电路的共用节点还耦合于所述参考电压源...

【专利技术属性】
技术研发人员：V·V·伊娃诺夫，B·P·路舒晨，K·卡德沃，
申请(专利权)人：德克萨斯仪器股份有限公司，
类型：发明
国别省市：美国;US