前置放大器制造技术

本发明专利技术提供了一种前置放大器，用于将单端输入信号转换为第一模拟信号和第二模拟信号，所述前置放大器包括：第一放大器，所述单端输入信号接入第一放大器的输入端，所述第一放大器输出第一模拟信号；第二放大器，外接信号源接入第二放大器的正输入端，所述第二放大器输出第二模拟信号；第一电容和第二电容，所述第一电容连接于第一放大器的输出端和第二放大器的负输入端之间，第二电容连接于第二放大器的负输入端和输出端之间；直流反馈支路，所述直流反馈支路包括减法器和第一反馈电阻；第二模拟信号接入所述减法器的第一输入端，第一模拟信号接入所述减法器的第二输入端；所述第一反馈电阻连接于第二放大器的负输入端和减法器的输出端之间。

【技术实现步骤摘要】
前置放大器
本专利技术涉及数字麦克风调理芯片领域，特别涉及一种前置放大器。
技术介绍
数字麦克风调理芯片用于接收麦克风MEMS传感器检测到的声音信号，并将其转换成电信号系统可以处理的电压信号。通常数字麦克风调理芯片包含前置放大器和模数转换器，可以将声音信号放大并量化成离散的PDM数字信号输出，前置放大器输出第一模拟信号和第二模拟信号，输入至模数转换器内。相对于模拟麦克风的模拟电压信号输出，PDM数字信号具有抗干扰、走线长的优点，且降低了后级音频处理器的要求，不需要后级的音频处理器集成模数转换器。但是，为了提高动态范围，通常模拟麦克风的模拟电压输出可以通过在应用系统中增加隔直电容去除直流失调，而PDM数字信号输出不可以通过增加隔直电容的方法去除直流失调。因此，必须采用一定的措施来减小数字麦克风调理芯片自身的失调电压。而现有技术中，通常在模数转换器之前的前置放大器的结构中设置多个成对设置的电阻和电容，通过电阻和电容滤除第一模拟信号的交流信号，从而将第一模拟信号的直流电平作为第二模拟信号的直流偏置，使得第一模拟信号和第二模拟信号的直流电平相同，从而消除了第一模拟信号和第二模拟信号的直流失调。但是，由于采用了直流偏置电阻，而电阻存在热噪声，从而增加了音频带内的噪声，因而并不能达到很好的效果。因此，必须设计一种效果更好的、且能解决直流失调问题的前置放大器。
技术实现思路
为解决上述问题之一，本专利技术提供了一种前置放大器，用于将单端输入信号转换为第一模拟信号和第二模拟信号，其特征在于：所述前置放大器包括：第一放大器，所述单端输入信号接入第一放大器的输入端，所述第一放大器输出第一模拟信号；第二放大器，外接信号源接入第二放大器的正输入端，所述第二放大器输出第二模拟信号；第一电容和第二电容，所述第一电容连接于第一放大器的输出端和第二放大器的负输入端之间，第二电容连接于第二放大器的负输入端和输出端之间；直流反馈支路，所述直流反馈支路包括减法器和第一反馈电阻；第二模拟信号接入所述减法器的第一输入端，第一模拟信号接入所述减法器的第二输入端；所述第一反馈电阻连接于第二放大器的负输入端和减法器的输出端之间。作为本专利技术的进一步改进，所述第二放大器的正输入端接地，外接信号源为0。作为本专利技术的进一步改进，所述减法器包括第三电容、第四电容、第一开关、第二开关、第三开关和第四开关以及第一控制信号和第二控制信号；所述第三电容连接于第二放大器的输出端和第一反馈电阻之间，所述第四电容的一端通过第一开关接第一放大器的输出端，另一端通过第二开关接地；所述第三开关连接于第四电容的一端和第三电容的一端之间，第四开关连接第四电容的另一端和第三电容的另一端之间；所述第一控制信号控制第一开关和第二开关的通断，第二控制信号控制第三开关和第四开关的通断。作为本专利技术的进一步改进，所述第一反馈电阻包括第五电容、第六电容、第五开关和第六开关以及分别控制第五开关和第六开关通断的第三控制信号和第四控制信号；所述第五电容一端接地、另一端接第五开关的一端，所述第六电容一端接地，所述第六开关连接于第五电容的另一端和第六电容的另一端之间；所述第五开关的另一端和第六电容的另一端接入所述直流反馈支路中。作为本专利技术的进一步改进，所述第三控制信号和第四控制信号为非交叠时钟信号，且第三控制信号和第四控制信号为高电平时，第五开关和第六开关导通；第三控制信号和第四控制信号为低电平时，第五开关和第六开关断开；所述第三控制信号和第四控制信号的低电平不大于第一反馈电阻的输入端电压。作为本专利技术的进一步改进，所述直流反馈支路还包括连接于减法器和第一反馈电阻之间的加法器，所述加法器的第一输入端连接于减法器的输出端、第二输入端连接于外接信号源、输出端连接于第一反馈电阻；所述外接信号源输出正电压VCM，且VN-VP+VCM＞0，其中，VP为第一模拟信号的电压，VN为第二模拟信号的电压。作为本专利技术的进一步改进，所述减法器和加法器包括第三电容、第四电容、第一开关、第二开关、第三开关和第四开关以及第一控制信号和第二控制信号；所述第三电容连接于第二放大器的输出端和第一反馈电阻之间，所述第四电容的一端通过第一开关接第一放大器的输出端，另一端通过第二开关接外接信号源；所述第三开关连接于第四电容的一端和第三电容的一端之间，第四开关连接于第四电容的另一端和第三电容的另一端之间；所述第一控制信号控制第一开关和第二开关的通断，第二控制信号控制第三开关和第四开关的通断。作为本专利技术的进一步改进，所述直流反馈支路还包括连接于减法器和第一反馈电阻之间的加法器，所述加法器的第一输入端连接于减法器的输出端、第二输入端连接于外接信号源、输出端连接于第一反馈电阻；所述直流反馈支路还包括连接于减法器的第一输入端和第二放大器的输出端之间的第一乘法器和连接于减法器的第二输入端和第一放大器的输出端之间的第二乘法器，所述第一乘法器和第二乘法器的放大倍数均为a；所述外接信号源输出正电压VCM，且aVN-aVP+VCM＞0，其中，VP为第一模拟信号，VN为第二模拟信号。作为本专利技术的进一步改进，所述减法器和加法器包括第三电容、第四电容、第一开关、第二开关、第三开关和第四开关以及第一控制信号和第二控制信号；所述第三电容连接于第一乘法器的输出端和第一反馈电阻之间，所述第四电容的一端通过第一开关接第二乘法器的输出端，另一端通过第二开关接外接信号源；第三开关连接于第四电容的一端和第三电容的一端之间，第四开关连接于第四电容的另一端和第三电容的另一端之间；所述第一控制信号控制第一开关和第二开关的通断，第二控制信号控制第三开关和第四开关的通断。作为本专利技术的进一步改进，所述直流反馈支路还包括第二反馈电阻和第七电容，所述第二反馈电阻连接于第一反馈电阻和第二放大器的负输入端之间，第七电容一端连接于第一反馈电阻和第二反馈电阻之间，另一端接地。与现有技术相比，本专利技术中，所述第一电容和第二电容与第二放大器相连接，从而可通过第一电容和第二电容将第一放大器输出的第一模拟信号进行放大，且第一模拟信号和第二模拟信号的相位相反，从而第一模拟信号和第二模拟信号可以构成一对差分模拟信号并作为后级模数转换器的输出。并且，本专利技术中采用的直流反馈支路由减法器和第一反馈电阻构成，由于第二放大器的“虚短”效果，第二模拟信号减去第一模拟信号的直流值等于第二放大器正输入端接入的外接信号源，从而可通过调整外接信号源的大小来减少或消除直流失调。另外，第一反馈电阻和第一电容、第二电容构成低通滤波器，可以进一步滤除第二模拟信号减去第一模拟信号的交流值。该第一反馈电阻处于负反馈路径，其噪声放大倍数小，因而也可以减小噪声来源。附图说明图1为本专利技术前置放大器的第一种具体实施方式的结构示意图；图2(a)为本专利技术第一种实施方式中减法器的结构示意图；图2(b)为本专利技术第一种实施方式中第一控制信号和第二控制信号的时序本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种前置放大器，用于将单端输入信号转换为第一模拟信号和第二模拟信号，其特征在于：所述前置放大器包括：/n第一放大器，所述单端输入信号接入第一放大器的输入端，所述第一放大器输出第一模拟信号；/n第二放大器，外接信号源接入第二放大器的正输入端，所述第二放大器输出第二模拟信号；/n第一电容和第二电容，所述第一电容连接于第一放大器的输出端和第二放大器的负输入端之间，第二电容连接于第二放大器的负输入端和输出端之间；/n直流反馈支路，所述直流反馈支路包括减法器和第一反馈电阻；第二模拟信号接入所述减法器的第一输入端，第一模拟信号接入所述减法器的第二输入端；所述第一反馈电阻连接于第二放大器的负输入端和减法器的输出端之间。/n

【技术特征摘要】
1.一种前置放大器，用于将单端输入信号转换为第一模拟信号和第二模拟信号，其特征在于：所述前置放大器包括：
第一放大器，所述单端输入信号接入第一放大器的输入端，所述第一放大器输出第一模拟信号；
第二放大器，外接信号源接入第二放大器的正输入端，所述第二放大器输出第二模拟信号；
第一电容和第二电容，所述第一电容连接于第一放大器的输出端和第二放大器的负输入端之间，第二电容连接于第二放大器的负输入端和输出端之间；
直流反馈支路，所述直流反馈支路包括减法器和第一反馈电阻；第二模拟信号接入所述减法器的第一输入端，第一模拟信号接入所述减法器的第二输入端；所述第一反馈电阻连接于第二放大器的负输入端和减法器的输出端之间。


2.根据权利要求1所述的前置放大器，其特征在于，所述第二放大器的正输入端接地，外接信号源为0。


3.根据权利要求1所述的前置放大器，其特征在于，所述减法器包括第三电容、第四电容、第一开关、第二开关、第三开关和第四开关以及第一控制信号和第二控制信号；
所述第三电容连接于第二放大器的输出端和第一反馈电阻之间，所述第四电容的一端通过第一开关接第一放大器的输出端，另一端通过第二开关接地；
所述第三开关连接于第四电容的一端和第三电容的一端之间，第四开关连接第四电容的另一端和第三电容的另一端之间；
所述第一控制信号控制第一开关和第二开关的通断，第二控制信号控制第三开关和第四开关的通断。


4.根据权利要求1所述的前置放大器，其特征在于，所述第一反馈电阻包括第五电容、第六电容、第五开关和第六开关以及分别控制第五开关和第六开关通断的第三控制信号和第四控制信号；
所述第五电容一端接地、另一端接第五开关的一端，所述第六电容一端接地，所述第六开关连接于第五电容的另一端和第六电容的另一端之间；所述第五开关的另一端和第六电容的另一端接入所述直流反馈支路中。


5.根据权利要求4所述的前置放大器，其特征在于，所述第三控制信号和第四控制信号为非交叠时钟信号，且第三控制信号和第四控制信号为高电平时，第五开关和第六开关导通；第三控制信号和第四控制信号为低电平时，第五开关和第六开关断开；所述第三控制信号和第四控制信号的低电平不大于第一反馈电阻的输入端电压。


6.根据权利要求1所述的前置放大器，其特征在于，所述直流反馈支路还包括连接于减法器和第一反馈...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈奇辉，盛云，黄家赓，
申请(专利权)人：苏州纳芯微电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32