具有增益调整机制的切换电容放大装置制造方法及图纸

一种具有增益调整机制的切换电容放大装置。放大器包含输入端及输出端。电容电路包含：取样电容电路、负载电容及准位提升电容阵列。取样电容电路包含二取样输入端以及取样输出端，以自信号输入端接收输入信号进行取样并输出至放大器的输入端。负载电容及准位提升电容阵列分别根据放大器在输出端的输出充电后，由准位提升电容阵列对负载电容进行充电达到准位提升，以使负载电容通过信号输出端产生输出信号。控制电路决定准位提升电容阵列包含的准位提升电容的致能组合以决定等效电容值，进而决定输出信号与输入信号之间的回路增益。决定输出信号与输入信号之间的回路增益。决定输出信号与输入信号之间的回路增益。

【技术实现步骤摘要】
具有增益调整机制的切换电容放大装置


[0001]本专利技术申请是关于信号放大技术，尤其是关于一种具有增益调整机制的切换电容放大装置。

技术介绍

[0002]在模拟信号处理电路中，往往需要设置增益级电路，来对输入的模拟信号进行放大。在部分技术中，切换电容放大电路经常被用以实现增益级电路。
[0003]切换电容放大电路需要通过运算放大器(operational amplifier) 以及一组电容的设置，来对输入的信号进行放大。然而，受到环境因素的影响，运算放大器往往无法维持稳定的直流增益。一旦直流增益改变，将同时对于输出信号与输入信号之间的回路增益造成影响。

技术实现思路

[0004]鉴于现有技术中存在的问题，本专利技术的一目的在于提供一种具有增益调整机制的切换电容放大装置及方法，以改善当前技术。
[0005]本专利技术包含一种具有增益调整机制的切换电容放大装置，包含：放大器、电容电路以及控制电路。放大器包含输入端以及输出端。电容电路对应于信号输入端以及信号输出端，并包含：取样电容电路、负载电容以及准位提升电容阵列。取样电容电路包含二取样输入端以及取样输出端，其中二取样输入端自信号输入端接收输入信号进行取样，以通过取样输出端输出至放大器的输入端。准位提升电容阵列包含多个准位提升电容。其中负载电容以及准位提升电容阵列与放大器的输出端产生多个连接关系，以先分别根据放大器在输出端的输出充电后，再由准位提升电容阵列对负载电容进行充电达到准位提升，以使负载电容通过信号输出端产生输出信号。控制电路决定准位提升电容的致能组合以决定准位提升电容阵列的等效电容值，进而决定输出信号与输入信号之间的回路增益。
[0006]本专利技术另包含一种具有增益调整机制的切换电容放大方法，应用于切换电容放大装置中，包含：使电容电路的取样电容电路的二取样输入端自信号输入端接收输入信号进行取样，以通过取样输出端输出至放大器的输入端；使负载电容以及包含多个准位提升电容的准位提升电容阵列与放大器的输出端产生多个连接关系，以先分别根据放大器在输出端的输出充电后，再由准位提升电容阵列对负载电容进行充电达到准位提升，以使负载电容通过信号输出端产生输出信号；以及使控制电路决定准位提升电容的致能组合以决定准位提升电容阵列的等效电容值，进而决定输出信号与输入信号之间的回路增益。
[0007]有关本专利技术的特征、实作与功效，将配合附图作较佳实施例详细说明如下。
附图说明
[0008]图1显示本专利技术的一实施例中，一种具有增益调整机制的切换电容放大装置的方块图；
图2A至图2C显示本专利技术的一实施例中，切换电容放大装置在不同的运作周期中更详细的电路图；图3显示本专利技术一实施例中，准位提升电容阵列更详细的电路图；图4显示本专利技术一实施例中，切换电容放大装置的方块图；以及图5显示本专利技术一实施例中，一种具有增益调整机制的切换电容放大方法的流程图。
[0009]符号说明100：切换电容放大装置110：放大器120：电容电路130：控制电路140：取样电容电路400：切换电容放大装置500：切换电容放大方法S510～S530：步骤CLD：负载电容CLS：准位提升电容阵列CLS1～CLS
N
：准位提升电容CS1：第一取样电容CS2：第二取样电容GND：接地端IN1、IN2：输入端OUT、OUT1、OUT2：输出端S1、S2：取样输入端S3：取样输出端SIN、SIN1、SIN2：信号输入端SOUT、SOUT1、SOUT2：信号输出端SW1：第一切换单元SW2：第二切换单元SW3：第三切换单元SW4：第四切换单元SW5：第五切换单元Vin、Vin1、Vin2：输入信号Vout、Vout1、Vout2：输出信号WS：切换电路WS1、WS2：切换单元
具体实施方式
[0010]本专利技术的一目的在于提供一种具有增益调整机制的切换电容放大装置及方法，通过准位提升电容阵列的设置以及控制电路的控制，针对放大器的直流增益的变化调整准位
提升电容阵列的等效电容值，进而对回路增益进行补偿。
[0011]请参照图1。图1显示本专利技术的一实施例中，一种具有增益调整机制的切换电容放大装置100的方块图。切换电容放大装置100包含：放大器110、电容电路120以及控制电路130。
[0012]于一实施例中，放大器110是运算放大器，并包含输入端IN1 以及输出端OUT。于一实施例中，输入端IN1是反相输入端，以标号'
‑
'表示，输出端OUT则以标号'o'表示。于一实施例中，放大器110还包含是非反相输入端的输入端IN2，以标号'+'表示，且输入端IN2电性耦接于接地端GND。
[0013]电容电路120对应于信号输入端SIN以及信号输出端SOUT，并包含：取样电容电路140、负载电容CLD以及准位提升电容阵列CLS。
[0014]取样电容电路140包含取样输入端S1、取样输入端S2以及取样输出端S3。取样电容电路140配置以由取样输入端S1以及取样输入端S2 自信号输入端SIN接收输入信号Vin进行取样，以通过取样输出端S3输出至放大器110的输入端IN1。
[0015]准位提升电容阵列CLS包含多个准位提升电容(未绘示于图1)。其中，部分准位提升电容被致能，另一部分准位提升电容则被禁能。依照准位提升电容不同的致能组合，准位提升电容阵列CLS将具有不同的等效电容值。
[0016]负载电容CLD以及准位提升电容阵列CLS与放大器110的输出端OUT产生多个连接关系。其中，在图1中仅以连接的虚线绘示此三个组件之间彼此可互相以不同的方式进行连接，而并未实际绘示出各连接关系。根据不同的连接关系，负载电容CLD以及准位提升电容阵列CLS分别先根据放大器110在输出端OUT的输出充电后，再由准位提升电容阵列CLS对负载电容CLD进行充电达到准位提升，以使负载电容CLD通过信号输出端SOUT产生输出信号Vout。
[0017]控制电路130决定前述准位提升电容阵列CLS的准位提升电容的致能组合，以决定准位提升电容阵列CLS的等效电容值。准位提升电容阵列CLS的等效电容值将影响自身的充电量大小，以及对负载电容CLD的充电量大小，进而影响输出信号Vout的大小。因此，准位提升电容阵列CLS的等效电容值将决定输出信号Vout与输入信号Vin之间的回路增益。
[0018]请同时参照图2A至图2C。图2A至图2C显示本专利技术的一实施例中，切换电容放大装置100在不同的运作周期中更详细的电路图。以下将依据图2A至图2C，针对切换电容放大装置100更详细的结构以及运作方式进行说明。
[0019]如图2A所示，取样电容电路140实际上包含第一取样电容CS1 以及第二取样电容CS2。第一取样电容CS1电性耦接于取样输入端S1和取样输出端S3之间。第二取样电容CS2电性耦接于取样输入端S2和取样输出端 S3之间。
[0020]负载电容CLD电性耦接于第一连接端N1和接地端GND之间。在图2A至图2C本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种具有增益调整机制的切换电容放大装置，其特征在于，所述切换电容放大装置包含：一放大器，包含一输入端以及一输出端；一电容电路，对应于一信号输入端以及一信号输出端，并包含：一取样电容电路，包含二取样输入端以及一取样输出端，其中所述二取样输入端自所述信号输入端接收一输入信号进行取样，以通过所述取样输出端输出至所述放大器的所述输入端；一负载电容；以及一准位提升电容阵列，包含多个准位提升电容；以及一控制电路；其中，所述负载电容和所述准位提升电容阵列与所述放大器的所述输出端产生多个连接关系，以先分别根据所述放大器在所述输出端的输出充电后，再由所述准位提升电容阵列对所述负载电容进行充电达到准位提升，以使所述负载电容通过所述信号输出端产生一输出信号；所述控制电路决定所述多个准位提升电容的一致能组合以决定所述准位提升电容阵列的一等效电容值，进而决定所述输出信号与所述输入信号之间的一回路增益。2.如权利要求1所述的切换电容放大装置，其特征在于，所述负载电容电性耦接于一第一连接端以及一接地端之间，所述准位提升电容阵列电性耦接于所述第一连接端和一第二连接端之间，其中所述第一连接端还电性耦接于所述信号输出端；在一取样周期中，所述第一连接端电性耦接于所述放大器的所述输出端，所述第二连接端接地，所述二取样输入端均仅电性耦接于所述信号输入端，以接收所述输入信号进行取样，所述取样电容电路的所述取样输出端电性耦接于所述放大器的所述输入端且同时接地；在一预测周期中，所述第一连接端电性耦接于所述放大器的所述输出端，所述第二连接端接地，所述取样电容电路的所述二取样输入端的一第一者接地且一第二者电性耦接所述第一连接端，所述取样输出端电性耦接于所述放大器的所述输入端且不接地，以将取样的所述输入信号馈入至所述输入端后，由所述放大器通过所述输出端和所述第一连接端对所述负载电容以及所述准位提升电容阵列充电；以及在一准位提升周期中，所述取样电容电路的所述二取样输入端的所述第一者接地且所述第二者电性耦接所述第一连接端，所述取样输出端电性耦接于所述放大器的所述输入端且不接地，所述第一连接端不电性耦接于所述放大器的所述输出端，所述第二连接端电性耦接于所述放大器的所述输出端，以使所述准位提升电容阵列对所述负载电容充电。3.如权利要求2所述的切换电容放大装置，其特征在于，所述切换电容放大装置还包含：一第一切换单元，包含电性耦接于所述二取样输入端的所述第一者的一第一端，以及切换以电性耦接于所述信号输入端或所述接地端的一第二端；一第二切换单元，包含电性耦接于所述二取样输入端的所述第二者的一第一端，以及切换以电性耦接于所述信号输入端或所述第一连接端的一第二端；一第三切换单元，包含电性耦接于所述取样输出端以及所述放大器的所述输入端的一
第一端，以及切换以电性耦接于所述接地端或与所述接地端电性隔离的一第二端；一第四切换单元，包含电性耦接于所述第一连接端的一第一端，以及切换以电性耦接于所述放大器的所述输出端或与所...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴彦霆，
申请(专利权)人：瑞昱半导体股份有限公司，
类型：发明
国别省市：