用于减轻偏移电压的效应的自动校准运算放大器(OP‑AMP)系统技术方案

本发明专利技术揭示用于减轻偏移电压的效应的自动校准运算放大器(运算放大器)系统。在一个方面，提供一种自动校准运算放大器系统，其使用对应于校准模式的模拟校准信号来补偿对应于放大模式的运算放大器的输出电压信号。包含自动校准电路，其使用逐次近似寄存器SAR控制器，其经配置以响应于模式信号指示所述校准模式，基于所述运算放大器的所述输出电压信号而连续地产生数字值。所述自动校准电路包含数/模转换器DAC，其经配置以响应于所述模式信号指示所述校准模式而将每一连续数字值转换成所述模拟校准信号。将所述模拟校准信号提供到所述运算放大器的辅助差分输入，以在所述放大模式下补偿所述复合偏移电压。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于减轻偏移电压的效应的自动校准运算放大器(OP-AMP)系统优先权要求本申请案主张2015年8月14日申请且标题为“用于偏移电压减轻的经自动校准的运算放大器系统(AUTOMATICALLYCALIBRATEDOPERATIONALAMPLIFIERSYSTEMSFOROFFSETVOLTAGEMITIGATION)”第62/205,510号美国临时专利申请的优先权，其内容以全文引用的方式并入本文中。本申请案还主张2016年3月30日申请且标题为“用于减轻偏移电压的效应的自动校准运算放大器(OP-AMP)系统(AUTOMATICALLYCALIBRATINGOPERATIONALAMPLIFIER(OP-AMP)SYSTEMSFORMITIGATINGEFFECTSOFOFFSETVOLTAGES)”的第15/085,122号美国专利申请案的优先权，其内容以全文引用的方式并入本文中。
本专利技术的技术大体上涉及运算放大器，且明确地说，涉及根据偏移电压来校准运算放大器。
技术介绍
运算放大器(也称为“op-amp”)是接收差分输入信号并且基于运算放大器的增益产生输出电压的装置。可使用运算放大器来实现各种各样的电路功能，且因此在大电子装置阵列中使用运算放大器。然而，运算放大器的内部组件的制造中的工艺变化可产生改变输出电压的非既定内部偏移电压。以此方式，通过使运算放大器的增益乘以差分输入信号的电压差与存在的任何此类偏移电压的总和相乘来计算运算放大器的输出电压。举例来说，接收第一差分输入V1和第二差分输入V2并且具有偏移电压VOFFSET的运算放大器产生等于A*(V1-V2+VOFFSET)的输出电压VOUT，其中‘A’表示运算放大器的增益。因此，偏移电压VOFFSET可增加或减小运算放大器的输出电压VOUT。可归于运算放大器的偏移电压VOFFSET的运算放大器的输出电压VOUT中的变化可延迟或导致使用运算放大器的电路的其它元件中的误差。以此方式，运算放大器的偏移电压VOFFSET可导致被设计成对运算放大器的输出电压VOUT中的变化具有较低容差的电路的降低的性能。因此，使用运算放大器使得偏移电压VOFFSET对运算放大器的输出电压VOUT的效应得以减少或避免。
技术实现思路
详细描述中所揭示的方面包含用于减轻偏移电压的效应的自动校准运算放大器(op-amp)系统。在一个方面，提供一种自动校准运算放大器系统，其使用对应于校准模式的模拟校准信号来补偿对应于放大模式的运算放大器的输出电压信号。在这点上，所述自动校准运算放大器系统包含自动校准电路，其实用逐次近似寄存器(SAR)控制器，其经配置以响应于模式信号指示校准模式，基于运算放大器的输出电压信号连续地产生数字值。所述自动校准电路还包含数/模转换器(DAC)，其经配置以响应于模式信号指示校准模式，将来自SAR控制器的每一连续数字值转换成模拟校准信号。所述自动校准电路经配置以使得当转换所述连续数字值中的最后一个时，模拟校准信号具有大约等于运算放大器的复合偏移电压的电压。将所述模拟校准信号提供到运算放大器的辅助差分输入，使得模拟校准信号响应于模式信号指示放大模式而补偿运算放大器的复合偏移电压。以此方式，因为产生具有大约等于复合偏移电压的电压的模拟校准信号，所以用模拟校准信号来补偿运算放大器减少或避免复合偏移电压对电压输出信号的效应。在这点上，在一个方面，提供一种自动校准运算放大器系统。所述自动校准运算放大器系统包括运算放大器。所述运算放大器包括主要差分输入对、辅助差分输入对和输出。所述运算放大器经配置以基于所述主要差分输入对的电压差分和所述辅助差分输入对的电压差分，在输出上产生运算放大器输出电压信号。所述自动校准运算放大器系统进一步包括自动校准电路，其经配置以响应于模式信号指示校准模式而电耦合所述主要差分输入对，且响应于模式信号指示放大模式而电去耦所述主要差分输入对。所述自动校准电路包括逐次近似寄存器(SAR)控制器。所述SAR控制器经配置以响应于模式信号指示校准模式而连续产生多个位信号，其中每一连续多个位信号的值是基于运算放大器输出电压信号。所述自动校准电路进一步包括数/模转换器(DAC)。所述DAC经配置以响应于模式信号指示校准模式，基于参考电压将每一连续多个位信号转换成模拟校准信号。所述DAC进一步经配置以将模拟校准信号提供到辅助差分输入对的一个辅助输入，其中所述辅助差分输入对的另一输入经配置以由基于参考电压的电压驱动，使得所述模拟校准信号响应于模式信号指示放大模式而补偿运算放大器的复合偏移电压。另一方面，提供一种自动校准运算放大器系统。所述自动校准运算放大器系统包括用于基于主要差分输入对的电压差分和辅助差分输入对的电压差分而产生运算放大器输出电压信号的装置。所述自动校准运算放大器系统进一步包括用于响应于模式信号指示校准模式而电耦合所述主要差分输入对的装置。所述自动校准运算放大器系统进一步包括用于响应于模式信号指示放大模式而电去耦所述主要差分输入对的装置。所述自动校准运算放大器系统进一步包括用于响应于模式信号指示校准模式而连续产生多个位信号的装置，其中每一连续多个位信号的值是基于运算放大器输出电压信号。所述自动校准运算放大器系统进一步包括用于响应于模式信号指示校准模式，基于参考电压将每一连续多个位信号转换为模拟校准信号的装置。所述自动校准运算放大器系统进一步包括用于将模拟校准信号提供到辅助差分输入对的一个辅助输入的装置，其中所述辅助差分输入对的另一输入经配置以由基于参考电压的电压驱动，使得所述模拟校准信号响应于模式信号指示放大模式而补偿所述用于产生运算放大器输出电压信号的装置的复合偏移电压。另一方面，提供一种自动校准运算放大器的方法。所述方法包括基于主要差分输入对的电压差分和辅助差分输入对的电压差分产生运算放大器的运算放大器输出电压信号。所述方法进一步包括响应于模式信号指示校准模式而电耦合主要差分输入对。所述方法进一步包括响应于模式信号指示放大模式而电去耦主要差分输入对。所述方法进一步包括响应于模式信号指示校准模式连续产生多个位信号，其中每一连续多个位信号的值是基于所述运算放大器输出电压信号。所述方法进一步包括响应于模式信号指示校准模式，基于参考电压而将每一连续多个位信号转换成模拟校准信号。所述方法进一步包括将模拟校准信号提供到辅助差分输入对的一个辅助输入以由基于参考电压的电压驱动，使得模拟校准信号响应于模式信号指示放大模式而补偿运算放大器的复合偏移电压。在另一方面，提供一种裸片上电流测量系统。所述裸片上电流测量系统包括电压源。所述电压源经配置以将电压提供到磁头开关晶体管的源极。所述电压源进一步经配置以将电压提供到镜晶体管的源极。所述裸片上电流测量系统进一步包括磁头开关晶体管，其经配置以将电压提供到负载电路。所述裸片上电流测量系统进一步包括镜晶体管，其经配置以将电压提供到共源共栅晶体管的源极。所述裸片上电流测量系统进一步包括级联晶体管的漏极，其经配置以将电压提供到感测电阻器。所述裸片上电流测量系统进一步包括感测电阻器，其经配置以将电压提供到模/数转换器(ADC)。所述裸片上电流测量系统进一步包括ADC，其经配置以将来自感测电阻器的电压转换成表示负载电路的电本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种自动校准运算放大器(运算放大器)系统，其包括：运算放大器，其包括：主要差分输入对、辅助差分输入对和输出；所述运算放大器经配置以基于所述主要差分输入对的电压差分和所述辅助差分输入对的电压差分，在所述输出上产生运算放大器输出电压信号；以及自动校准电路，其经配置以：响应于模式信号指示校准模式而电耦合所述主要差分输入对；以及响应于所述模式信号指示放大模式而电去耦所述主要差分输入对；所述自动校准电路包括：逐次近似寄存器SAR控制器，其经配置以响应于所述模式信号指示所述校准模式而连续地产生多个位信号，其中每一连续多个位信号的值是基于所述运算放大器输出电压信号；以及数/模转换器DAC，其经配置以：响应于所述模式信号指示所述校准模式，基于参考电压将每一连续多个位信号转换成模拟校准信号；以及将所述模拟校准信号提供到所述辅助差分输入对的一个辅助输入，其中所述辅助差分输入对的另一输入经配置以由基于所述参考电压的电压驱动，使得所述模拟校准信号响应于所述模式信号指示所述放大模式而补偿所述运算放大器的复合偏移电压。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.08.14 US 62/205,510;2016.03.30 US 15/085,1221.一种自动校准运算放大器(运算放大器)系统，其包括：运算放大器，其包括：主要差分输入对、辅助差分输入对和输出；所述运算放大器经配置以基于所述主要差分输入对的电压差分和所述辅助差分输入对的电压差分，在所述输出上产生运算放大器输出电压信号；以及自动校准电路，其经配置以：响应于模式信号指示校准模式而电耦合所述主要差分输入对；以及响应于所述模式信号指示放大模式而电去耦所述主要差分输入对；所述自动校准电路包括：逐次近似寄存器SAR控制器，其经配置以响应于所述模式信号指示所述校准模式而连续地产生多个位信号，其中每一连续多个位信号的值是基于所述运算放大器输出电压信号；以及数/模转换器DAC，其经配置以：响应于所述模式信号指示所述校准模式，基于参考电压将每一连续多个位信号转换成模拟校准信号；以及将所述模拟校准信号提供到所述辅助差分输入对的一个辅助输入，其中所述辅助差分输入对的另一输入经配置以由基于所述参考电压的电压驱动，使得所述模拟校准信号响应于所述模式信号指示所述放大模式而补偿所述运算放大器的复合偏移电压。2.根据权利要求1所述的自动校准运算放大器系统，其中所述SAR控制器包括：电压比较输入，其经配置以接收所述运算放大器输出电压信号；以及多个位信号输出，其经配置以将所述连续多个位信号提供到所述DAC。3.根据权利要求2所述的自动校准运算放大器系统，其中所述DAC包括：多个位信号输入，其经配置以接收所述连续多个位信号；以及校准输出，其经配置以将所述模拟校准信号提供到所述辅助差分输入对的一个辅助输入。4.根据权利要求3所述的自动校准运算放大器系统，其中：所述主要差分输入对包括第一主要输入和第二主要输入，其中主要偏移电压与所述第一和第二主要输入相关联；以及所述辅助差分输入对包括第一辅助输入和第二辅助输入，其中辅助偏移电压与所述第一和第二辅助输入相关联；所述复合偏移电压是基于所述主要和辅助偏移电压。5.根据权利要求4所述的自动校准运算放大器系统，其中所述DAC经配置以通过经配置以将所述模拟校准信号提供到所述运算放大器的所述第二辅助输入而提供所述模拟校准信号。6.根据权利要求5所述的自动校准运算放大器系统，其中所述自动校准电路进一步包括：第一开关，其经配置以响应于所述模式信号指示所述放大模式而激活，其中：响应于所述第一开关的激活，将第一输入电压提供到所述第一主要输入，其中所述自动校准运算放大器系统处于所述放大模式；以及响应于所述第一开关的去活，将所述主要偏移电压提供到所述第一主要输入，其中所述自动校准运算放大器系统处于所述校准模式；以及第二开关，其经配置以响应于所述模式信号指示所述校准模式而激活，其中：响应于所述第二开关的激活而将所述主要偏移电压提供到所述第二主要输入，其中所述自动校准运算放大器系统处于所述校准模式；以及响应于所述第二开关的去活而将第二输入电压提供到所述第二主要输入，其中所述自动校准运算放大器系统处于所述放大模式。7.根据权利要求6所述的自动校准运算放大器系统，其中所述SAR控制器进一步包括：开始输入，其经配置以接收开始信号；以及时钟输入，其经配置以接收时钟信号；所述SAR控制器进一步经配置以通过经配置以进行以下操作来连续地产生所述多个位信号：响应于所述开始信号而产生所述多个位信号；以及产生所述多个位信号，使得在所述时钟信号的一循环中产生一个位信号。8.根据权利要求7所述的自动校准运算放大器系统，其中所述SAR控制器包括八位SAR控制器。9.根据权利要求4所述的自动校准运算放大器系统，其进一步包括增益电路，其经配置以产生反相运算放大器输出电压信号，其中将所述反相运算放大器输出电压信号提供到所述电压比较输入。10.根据权利要求9所述的自动校准运算放大器系统，其中所述DAC进一步经配置以：接收顶部参考电压；接收底部参考电压；以及通过经配置以产生具有介于所述顶部参考电压与所述底部参考电压之间的电压的所述模拟校准信号来产生所述模拟校准信号。11.根据权利要求10所述的自动校准运算放大器系统，其中所述DAC经配置以通过经配置以将所述模拟校准信号提供到所述运算放大器的所述第一辅助输入来提供所述模拟校准信号。12.根据权利要求11所述的自动校准运算放大器系统，其中所述SAR控制器包括七位SAR控制器。13.根据权利要求1所述的自动校准运算放大器系统，其集成到集成电路IC中。14.根据权利要求1所述的自动校准运算放大器系统，其集成到选自由以下组成的群组的装置中：机顶盒；娱乐单元；导航装置；通信装置；固定位置数据单元；移动位置数据单元；移动电话；蜂窝式电话；智能电话；平板计算机；平板手机；服务器；计算机；便携式计算机；桌上型计算机；个人数字助理PDA；监视器；计算机监视器；电视机；调谐器；无线电；卫星无线电；音乐播放器；数字音乐播放器；便携式音乐播放器；数字视频播放器；视频播放器；数字视频光盘DVD播放器；便携式数字视频播放器；以及机动车。15.一种自动校准运算放大器(运算放大器)系统，其包括：用于基于主要差分输入对的电压差分和辅助差分输入对的电压差分产生运算放大器输出电压信号的装置；用于响应于模式信号指示校准模式而电耦合所述主要差分输入对的装置；用于响应于所述模式信号指示放大模式而电去耦所述主要差分输入对的装置；用于响应于所述模式信号指示所述校准模式而连续地产生多个位信号的装置，其中每一连续多个位信号的值是基于所述运算放大器输出电压信号；用于响应于所述模式信号指示所述校准模式，基于参考电压将每一连续多个位信号转换成模拟校准信号的装置；以及用于将所述模拟校准信号提供到所述辅助差分输入对的一个辅助输入的装置，其中所述辅助差分输入对的另一输入经配置以由基于所述参考电压的电压驱动，使得所述模拟校准信号响应于所述模式信号指示所述放大模式而补偿所述用于产生所述运算放大器输出电压信号的装置的复合偏移电压。16.一种用于自动校准运算放大器(运算放大器)的方法，其包括：基于主要...

【专利技术属性】
技术研发人员：B·L·普赖斯，Y·N·科拉，D·R·沙阿，A·贾纳达南，
申请(专利权)人：高通股份有限公司，
类型：发明
国别省市：美国,US