放大器电路制造技术

本公开的实施例提供一种放大器电路，其包括：第一至第四斩波器、第一和第二放大电路、低通滤波电路以及纹波抑制电路。第一斩波器将输入差分信号的频率调制成第二频率。第一放大电路放大输入差分信号以生成第一放大差分信号。第二斩波器将第一放大差分信号的频率调制成第一频率，以及将失调电压的频率调制成第二频率。第二放大电路放大第一放大差分信号以生成第二放大差分信号。第三斩波器将第二放大差分信号负反馈给第一放大电路。第四斩波器将第二放大差分信号的频率调制成第一频率，以及将失调电压的频率调制成第二频率。低通滤波电路对第二放大差分信号和失调电压进行低通滤波以生成输出差分信号。纹波抑制电路消除第一放大电路的失调电压。电路的失调电压。电路的失调电压。

【技术实现步骤摘要】
放大器电路


[0001]本公开的实施例涉及集成电路
，具体地，涉及放大器电路。

技术介绍

[0002]对于大多数传感器检测应用，其输出信号幅值很小，信号频率很低，并且有用信号通常叠加在高共模输入电压上。为了精确放大有用信号，需要用到专门的仪表放大器。常用的仪表放大器结构有两种，第一种结构是电压反馈结构的仪表放大器，即用电阻和运算放大器构成的放大器。这个结构的缺点是电阻的失配带来的失调电压很难抵消掉，从而导致共模抑制比(CMRR)特性比较差。第二种结构是电流反馈型仪表放大器，其将输入电压和反馈电压通过跨导级放大器转换成电流，再利用负反馈将两者抵消从而实现确定增益。这种结构可以实现很高的CMRR，但是缺点是线性度受到输入级跨导的限制，一般允许的最大输入差分电压为几十毫伏。
[0003]为了提高电压反馈结构的仪表放大器的CMRR，通常需要通过修调(trim)其增益电阻来降低电阻的失配。但这样会增加设计复杂度，并且对CMRR的提高有限。而对于电流反馈型仪表放大器，为了提高其线性输入范围，只能通过增大输入级的电流来实现，这样无疑会增加电路功耗，并且提高的线性输入范围有限。

技术实现思路

[0004]本文中描述的实施例提供了一种放大器电路。
[0005]根据本公开的第一方面，提供了一种放大器电路。该放大器电路包括：第一斩波器至第四斩波器、第一放大电路、第二放大电路、低通滤波电路、以及纹波抑制电路。其中，第一斩波器被配置为将具有第一频率的输入差分信号的频率调制成第二频率。第一放大电路被配置为对经第一斩波器调制的输入差分信号进行放大以生成第一放大差分信号。第二斩波器被配置为将第一放大差分信号的频率调制成第一频率，以及将第一放大电路的失调电压的频率调制成第二频率。第二放大电路被配置为对经第二斩波器调制的第一放大差分信号进行放大以生成第二放大差分信号。第三斩波器被配置为将第二放大差分信号的频率调制成第二频率，将经第二斩波器调制的失调电压的频率调制成第一频率，以及将经第三斩波器调制的第二放大差分信号负反馈给第一放大电路。第四斩波器被配置为将经第三斩波器调制的第二放大差分信号的频率调制成第一频率，以及将经第三斩波器调制的失调电压的频率调制成第二频率。低通滤波电路被配置为对经第四斩波器调制的第二放大差分信号和失调电压进行低通滤波以生成输出差分信号。纹波抑制电路被配置为获取输出差分信号中的纹波分量，根据纹波分量生成反馈电流，并将反馈电流负反馈到第二斩波器的两个输入端，以消除第一放大电路的失调电压。其中，第二频率高于第一频率。
[0006]在本公开的一些实施例中，第一放大电路包括：第一电容器至第四电容器、第一电阻器、第二电阻器、以及第一运算放大器。其中，第一电容器的第一端耦接第一斩波器的第一输出端。第一电容器的第二端耦接第一电阻器的第一端、第一运算放大器的第一输入端
和第三电容器的第一端。第二电容器的第一端耦接第一斩波器的第二输出端。第二电容器的第二端耦接第二电阻器的第一端、第一运算放大器的第二输入端和第四电容器的第一端。第一电阻器的第二端耦接共模电压输入端。第二电阻器的第二端耦接共模电压输入端。第一运算放大器的第一输出端耦接第二斩波器的第一输入端。第一运算放大器的第二输出端耦接第二斩波器的第二输入端。第三电容器的第二端耦接第三斩波器的第二输出端。第四电容器的第二端耦接第三斩波器的第一输出端。
[0007]在本公开的一些实施例中，第一电阻器和第二电阻器的电阻值为百兆欧量级以上。
[0008]在本公开的一些实施例中，第二放大电路包括：第二运算放大器、第五电容器、以及第六电容器。其中，第二运算放大器的第一输入端耦接第二斩波器的第一输出端和第五电容器的第一端。第二运算放大器的第二输入端耦接第二斩波器的第二输出端和第六电容器的第一端。第二运算放大器的第一输出端耦接第三斩波器的第一输入端和第五电容器的第二端。第二运算放大器的第二输出端耦接第三斩波器的第二输入端和第六电容器的第二端。
[0009]在本公开的一些实施例中，低通滤波电路包括：第三电阻器、第四电阻器、以及第七电容器。其中，第三电阻器的第一端耦接第四斩波器的第一输出端。第三电阻器的第二端耦接第七电容器的第一端和放大器电路的第一差分信号输出端。第四电阻器的第一端耦接第四斩波器的第二输出端。第四电阻器的第二端耦接第七电容器的第二端和放大器电路的第二差分信号输出端。
[0010]在本公开的一些实施例中，纹波抑制电路包括：纹波获取电路、第五斩波器、积分电路、以及电压电流转换电路。其中，纹波获取电路被配置为只允许输出差分信号中的纹波电压通过，并根据纹波电压来获得纹波电流。第五斩波器被配置为将纹波电流的频率调制成第一频率。积分电路被配置为对经第五斩波器调制的纹波电流进行积分以生成反馈电压。电压电流转换电路被配置为将反馈电压转换成反馈电流。
[0011]在本公开的一些实施例中，纹波获取电路包括：第八电容器、以及第九电容器。其中，第八电容器的第一端耦接放大器电路的第一差分信号输出端。第八电容器的第二端耦接第五斩波器的第一输入端。第九电容器的第一端耦接放大器电路的第二差分信号输出端。第九电容器的第二端耦接第五斩波器的第二输入端。
[0012]在本公开的一些实施例中，积分电路包括：第三运算放大器、第十电容器、以及第十一电容器。其中，第三运算放大器的第一输入端耦接第五斩波器的第一输出端和第十电容器的第一端。第三运算放大器的第二输入端耦接第五斩波器的第二输出端和第十一电容器的第一端。第三运算放大器的第一输出端耦接电压电流转换电路的第一输入端和第十电容器的第二端。第三运算放大器的第二输出端耦接电压电流转换电路的第二输入端和第十一电容器的第二端。
[0013]在本公开的一些实施例中，电压电流转换电路包括：第四运算放大器。其中，第四运算放大器的第一输入端耦接第三运算放大器的第一输出端。第四运算放大器的第二输入端耦接第三运算放大器的第二输出端。第四运算放大器的第一输出端耦接第二斩波器的第一输入端。第四运算放大器的第二输出端耦接第二斩波器的第二输入端。
[0014]在本公开的一些实施例中，放大器电路是仪表放大器。
[0015]根据本公开的第二方面，提供了一种放大器电路。该放大器电路包括：第一斩波器至第五斩波器、第一电容器至第十一电容器、第一电阻器至第四电阻器、以及第一运算放大器至第四运算放大器。其中，第一斩波器被配置为将具有第一频率的输入差分信号的频率调制成第二频率。第一电容器的第一端耦接第一斩波器的第一输出端。第一电容器的第二端耦接第一电阻器的第一端、第一运算放大器的第一输入端和第三电容器的第一端。第二电容器的第一端耦接第一斩波器的第二输出端。第二电容器的第二端耦接第二电阻器的第一端、第一运算放大器的第二输入端和第四电容器的第一端。第一电阻器的第二端耦接共模电压输入端。第二电阻器的第二端耦接共模电压输入端。第一运算放大器的第一输出端耦接第二斩波器的第一输入端。第一运算放大器的第二输出端耦接第二斩波器的第二输入端。第三电容器的第二端耦接第三本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种放大器电路，包括：第一斩波器至第四斩波器、第一放大电路、第二放大电路、低通滤波电路、以及纹波抑制电路，其中，所述第一斩波器被配置为将具有第一频率的输入差分信号的频率调制成第二频率；所述第一放大电路被配置为对经所述第一斩波器调制的输入差分信号进行放大以生成第一放大差分信号；第二斩波器被配置为将所述第一放大差分信号的频率调制成所述第一频率，以及将所述第一放大电路的失调电压的频率调制成所述第二频率；所述第二放大电路被配置为对经所述第二斩波器调制的第一放大差分信号进行放大以生成第二放大差分信号；第三斩波器被配置为将所述第二放大差分信号的频率调制成所述第二频率，将经所述第二斩波器调制的失调电压的频率调制成所述第一频率，以及将经所述第三斩波器调制的第二放大差分信号负反馈给所述第一放大电路；所述第四斩波器被配置为将经所述第三斩波器调制的第二放大差分信号的频率调制成所述第一频率，以及将经所述第三斩波器调制的失调电压的频率调制成所述第二频率；所述低通滤波电路被配置为对经所述第四斩波器调制的第二放大差分信号和失调电压进行低通滤波以生成输出差分信号；所述纹波抑制电路被配置为获取所述输出差分信号中的纹波分量，根据所述纹波分量生成反馈电流，并将所述反馈电流负反馈到所述第二斩波器的两个输入端，以消除所述第一放大电路的所述失调电压；其中，所述第二频率高于所述第一频率。2.根据权利要求1所述的放大器电路，其中，所述第一放大电路包括：第一电容器至第四电容器、第一电阻器、第二电阻器、以及第一运算放大器，其中，所述第一电容器的第一端耦接所述第一斩波器的第一输出端，所述第一电容器的第二端耦接所述第一电阻器的第一端、所述第一运算放大器的第一输入端和第三电容器的第一端；所述第二电容器的第一端耦接所述第一斩波器的第二输出端，所述第二电容器的第二端耦接所述第二电阻器的第一端、所述第一运算放大器的第二输入端和第四电容器的第一端；所述第一电阻器的第二端耦接共模电压输入端；所述第二电阻器的第二端耦接所述共模电压输入端；所述第一运算放大器的第一输出端耦接所述第二斩波器的第一输入端，所述第一运算放大器的第二输出端耦接所述第二斩波器的第二输入端；所述第三电容器的第二端耦接所述第三斩波器的第二输出端；所述第四电容器的第二端耦接所述第三斩波器的第一输出端。3.根据权利要求2所述的放大器电路，其中，所述第一电阻器和所述第二电阻器的电阻值为百兆欧量级以上。4.根据权利要求1所述的放大器电路，其中，所述第二放大电路包括：第二运算放大器、第五电容器、以及第六电容器，
其中，所述第二运算放大器的第一输入端耦接所述第二斩波器的第一输出端和所述第五电容器的第一端，所述第二运算放大器的第二输入端耦接所述第二斩波器的第二输出端和所述第六电容器的第一端，所述第二运算放大器的第一输出端耦接所述第三斩波器的第一输入端和所述第五电容器的第二端，所述第二运算放大器的第二输出端耦接所述第三斩波器的第二输入端和所述第六电容器的第二端。5.根据权利要求1所述的放大器电路，其中，所述低通滤波电路包括：第三电阻器、第四电阻器、以及第七电容器，其中，所述第三电阻器的第一端耦接所述第四斩波器的第一输出端，所述第三电阻器的第二端耦接所述第七电容器的第一端和所述放大器电路的第一差分信号输出端；所述第四电阻器的第一端耦接所述第四斩波器的第二输出端，所述第四电阻器的第二端耦接所述第七电容器的第二端和所述放大器电路的第二差分信号输出端。6.根据权利要求1所述的放大器电路，其中，所述纹波抑制电路包括：纹波获取电路、第五斩波器、积分电路、以及电压电流转换电路，其中，所述纹波获取电路被配置为只允许所述输出差分信号中的纹波电压通过，并根据所述纹波电压来获得纹波电流；所述第五斩波器被配置为将所述纹波电流的频率调制成所述第一频率；所述积分电路被配置为对经所述第五斩波器调制的纹波电流进行积分以生成反馈电压；所述电压电流转换电路被配置为将所述反馈电压转换成所述反馈电流。7.根据权利要求6所述的放大器电路，其中，所述纹波获取电路包括：第八电容器、以及第九电容器，其中，所述第八电容器的第一端耦接所述放大器电路的第一差分信号输出端，所述第八电容器的第二端耦接所述第五斩波器的第一输入端；所述第九电容器的第一端耦接所述放大器电路的第二差分信...

【专利技术属性】
技术研发人员：白玮，于翔，
申请(专利权)人：圣邦微电子北京股份有限公司，
类型：发明
国别省市：