一种用于电容耦合斩波放大器的纹波消除环路制造技术

本发明专利技术公开了一种用于电容耦合斩波放大器的纹波消除环路，其通过将斩波放大器输出电压纹波转换为交流电流信号，并将其调制为直流电流信号，通过积分模块对直流电流信号积分得到积分电压，由跨导模块转换为补偿电流从而补偿斩波放大器的失调电压，抑制斩波放大器的输出电压纹波。此外，本发明专利技术通过在纹波消除环路中利用高频斩波技术和Ping‑Pong自调零技术结合极大地抑制了积分模块失调电压，从而能得到准确的积分电压，形成准确的补偿电流抑制斩波放大器中主放大器的失调电流，得到很好的斩波放大器输出电压纹波抑制效果。

Ripple elimination loop for capacitance coupled chopper amplifier

The invention discloses a method for eliminating loop for ripple capacitor coupled chopper amplifier, the chopper amplifier by converting the output voltage ripple of AC current signal, and the modulation of DC current signal integral voltage to DC current signal through the integral integral module, conversion module for offset voltage compensation by transconductance current to compensate chopper the amplifier, the output voltage ripple suppression chopper amplifier. In addition, the present invention through the ripple elimination from the zero technology combined with greatly reduced integral module offset voltage with high frequency chopper technology and Ping Pong loop, which can achieve integral voltage accurately, forming the main amplifier offset current chopper amplifier in compensation current accurate control, get the chopper amplifier output voltage ripple is very good inhibitory effect.

【技术实现步骤摘要】
一种用于电容耦合斩波放大器的纹波消除环路
本专利技术属于模拟集成电路
，具体涉及一种用于电容耦合斩波放大器的纹波消除环路。
技术介绍
不论在模拟电路还是数字电路中，放大是一个基本的功能。信号常常需要被放大从而去驱动后级负载，克服后级噪声或是为数字电路提供逻辑电平。因此，模拟放大器是模拟和数字电路中必不可少的组成部分。放大器同时也被广泛地运用在反馈系统中。目前，斩波技术被广泛运用于模拟放大器中，其功能在于能够将放大器的闪烁噪声和失调电压调制到较高频率，并对其进行滤除，减小放大器的噪声和失调；电容由于其匹配精度高，无需占用额外的静态电流，被较多地使用在低功耗放大器的反馈环路中。斩波技术和电容耦合的结合使用，可以使得放大器具有较低的噪声水平、静态功耗，较高的增益精度、共模抑制比等，同时能够实现对电压的轨到轨检测。电容耦合斩波放大器就是斩波技术和电容耦合技术结合使用的一种放大器，因其容易实现高共模抑制比、低噪声、低功耗和轨到轨的输入共模电压范围，从而被广泛地运用在各类信号采集系统中，如生物医疗信号等。然而，电容耦合斩波放大器由于斩波器的使用，放大器的等效输入失调电压会被斩波为频率在斩波本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于电容耦合斩波放大器的纹波消除环路，其特征在于，包括：微分模块，用于对斩波放大器输出的差分电压信号进行微分处理，将其中的纹波转换为差分的方波电流信号；低频斩波器，用于对差分的方波电流信号进行调制，得到差分的直流电流信号；该低频斩波器与斩波放大器的斩波频率相同；低失调积分模块，用于对差分的直流电流信号进行积分处理，在积分处理过程中引入高频斩波调制技术和自调零技术，从而得到低失调的差分直流电压信号；跨导模块，用于将低失调的差分直流电压信号转换为低失调的差分直流电流信号，用以对斩波放大器中的主放大器进行失调校准。

【技术特征摘要】
1.一种用于电容耦合斩波放大器的纹波消除环路，其特征在于，包括：微分模块，用于对斩波放大器输出的差分电压信号进行微分处理，将其中的纹波转换为差分的方波电流信号；低频斩波器，用于对差分的方波电流信号进行调制，得到差分的直流电流信号；该低频斩波器与斩波放大器的斩波频率相同；低失调积分模块，用于对差分的直流电流信号进行积分处理，在积分处理过程中引入高频斩波调制技术和自调零技术，从而得到低失调的差分直流电压信号；跨导模块，用于将低失调的差分直流电压信号转换为低失调的差分直流电流信号，用以对斩波放大器中的主放大器进行失调校准。2.根据权利要求1所述的纹波消除环路，其特征在于：所述微分模块由两个微分电容Cs1～Cs2组成；其中，微分电容Cs1的一端接斩波放大器输出的一路差分电压信号，微分电容Cs2的一端接斩波放大器输出的另一路差分电压信号，微分电容Cs1的另一端与低频斩波器的第一输入端相连，微分电容Cs2的另一端与低频斩波器的第二输入端相连。3.根据权利要求1或2所述的纹波消除环路，其特征在于：所述低频斩波器由四个CMOS传输门M1～M4组成；其中，CMOS传输门M1的输入端与CMOS传输门M3的输入端相连并作为低频斩波器的第一输入端，CMOS传输门M1的输出端与CMOS传输门M2的输出端相连并作为低频斩波器的第一输出端，CMOS传输门M2的输入端与CMOS传输门M4的输入端相连并作为低频斩波器的第二输入端，CMOS传输门M3的输出端与CMOS传输门M4的输出端相连并作为低频斩波器的第二输出端，CMOS传输门M1的第一控制端、CMOS传输门M2的第二控制端、CMOS传输门M3的第二控制端以及CMOS传输门M4的第一控制端均接外部提供的开关信号Φb，CMOS传输门M1的第二控制端、CMOS传输门M2的第一控制端、CMOS传输门M3的第一控制端以及CMOS传输门M4的第二控制端均接外部提供的开关信号Φ，开关信号Φb与开关信号Φ相位互补。4.根据权利要求1所述的纹波消除环路，其特征在于：所述低失调积分模块包括两个积分电容Cint1～Cint2、滤波电容Cr、高频斩波器CH、Ping自调零放大器和Pong自调零放大器；其中，高频斩波器CH的第一输入端与低频斩波器的第一输出端以及积分电容Cint1的一端相连，高频斩波器CH的第二输入端与低频斩波器的第二输出端以及积分电容Cint2的一端相连，高频斩波器CH的第一输出端与Ping自调零放大器的正相输入端以及Pong自调零放大器的正相输入端相连，高频斩波器CH的第二输出端与Ping自调零放大器的反相输入端以及Pong自调零放大器的反相输入端相连，Ping自调零放大器的正相输出端与Pong自调零放大器的正相输出端、积分电容Cint1的另一端、滤波电容Cr的一端以及跨导模块的反相输入端相连，Ping自调零放大器的反相输出端与Pong自调零放大器的反相输出端、积分电容Cint2的另一端、滤波电容Cr的另一端以及跨导模块的正相输入端相连。5.根据权利要求4所述的纹波消除环路，其特征在于：所述Ping自调零放大器和Pong自调零放大器的结构相同，其具体结构包括七个开关S1～S7、十二个PMOS管P1～P12、九个NMOS管N1～N9、两个高频斩波器CH1～CH2以及调零电容Caz；其中，PMOS管P1～P4的源极共连并接电源电压VDD，PMOS管P1～P4的栅极共连并接外部提供的偏置电压Vb1，PMOS管P1的漏极与PMOS管P5的源极以及PMOS管P6的源极相连，PMOS管P2的漏极与高频斩波器CH1的第一输入端相连，PMOS管P3的漏极与高频斩波器CH1的第二输入端相连，PMOS管P4的漏极与PMOS管P9～P12的源极共连，PMOS管P5的栅极与开关S4的一端以及调零电容Caz的一端相连，PMOS管P6的栅极与开关S5的一端以及调零电容Caz的另一端相连，PMOS管P5的漏极与高频斩波器CH1的第一输出端、PMOS管P7的源极以及NMOS管N1的漏极相连，PMOS管P6的漏极与高频斩波器CH1的第二输出端、PMOS管P8的源极以及NMOS管N2的漏极相连，开关S4的另一端与PMOS管P8的漏极、N...

【专利技术属性】
技术研发人员：董阳涛，赵梦恋，吴晓波，杨小林，汤立汉，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：浙江,33