【技术实现步骤摘要】
本公开涉及半导体、电子设备，尤其涉及一种差分放大器和仪表放大器的修调校准方法。
技术介绍
1、放大器是目前电子系统中应用最为广泛的零部件之一。仪表放大器和差分放大器是将精密电阻网络和放大器集成在一起的放大器类型，该结构使得仪表放大器和差分放大器具有低失调电压、高增益精度和高共模抑制比的特性。仪表放大器和差分放大器在精密仪器仪表、精密信号链条等场景具有广泛的应用需求。而随着电子信息产业的快速发展，对仪表放大器和差分放大器的性能尤其是失调电压、增益精度和共模抑制比这三个参数，提出了越来越高的要求，于是对仪表放大器和差分放大器的修调技术受到了学术界和工业界的广泛关注。
2、仪表放大器和差分放大器中电阻网络的精密程度决定了增益精度，电阻网络的精密程度和内部运算放大器的共模抑制比共同决定了整体共模抑制比大小。传统的仪表放大器和差分放大器修调方法是修调电阻网络的精密程度，即通过修调电阻网络中每个电阻阻值的绝对精度或比例精度从而实现对增益精度和共模抑制比的校准。这种方法由于需要测试电阻网络中每个电阻的阻值，故需要在芯片内预留测试pad或占据测试引脚，这会导致芯片面积和修调成本上升；这种方法由于测试得到的是电阻阻值并不能直接反映放大器的增益精度和共模抑制比，故还需要增加测试环节以实现对芯片的筛选，这种方法在修调共模抑制比时仅关注了电阻网络的匹配程度，无法考虑内部运算放大器共模抑制比对整体共模抑制比的影响。
技术实现思路
1、(一)要解决的技术问题
2、基于上述问题，本公开提
3、(二)技术方案
4、本公开的一个方面，提供一种差分放大器的修调校准方法，所述差分放大器包括第一运算放大器和与所述第一运算放大器a1相连的第一电阻r1、第二电阻r2、第三电阻r3、第四电阻r4构成的电阻网络，其中，第一运算放大器a1的反相输入端通过第一电阻r1连接至差分放大器的第一输入端vn，第一运算放大器a1的同相输入端通过第三电阻r3连接至差分放大器的第二输入端vp，第二电阻r2的两端分别连接至第一运算放大器a1的反相输入端和输出端之间，第四电阻r4的两端分别连接至第一运算放大器a1的同相输入端和参考电压端vref之间；通过修调校准设备对所述差分放大器进行修调校准，所述修调校准方法包括：操作s1：通过修调第一运算放大器a1来修调差分放大器的失调电压；操作s2：通过修调第一电阻r1和/或第二电阻r2的阻值来校准第一运算放大器的反相端增益b；以及操作s3：通过修调第三电阻r3和/或第四电阻r4的阻值来校准第一运算放大器的同相端增益a以使共模增益满足修调目标，从而实现对共模抑制比的校准，完成对差分放大器的修调校准。
5、根据本公开实施例，操作s1包括：将修调校准设备分别连接至差分放大器的输出端vout和地；将差分放大器的两个输入端以及参考电压端vref均接地；通过修调校准设备测试输出电压得到失调电压测试值；修调第一运算放大器a1内部电阻以使得失调电压至满足修调目标。
6、根据本公开实施例，操作s2包括：将修调校准设备分别连接至差分放大器的输出端vout和地；将第一运算放大器a1的同相输入端接地；将第一运算放大器a1的反相输入端连接测试激励源vdc；通过使测试激励源vdc分别输出两个测试电压，进而通过修调校准设备在第一运算放大器a1的输出端得到两个输出电压，从而得到反相端增益b的测试值；以及通过修调第一电阻r1和/或第二电阻r2的电阻值来校准反相端增益，使得反相端增益b满足修调目标。
7、根据本公开实施例，操作s3包括：将修调校准设备分别连接至差分放大器的输出端vout和地；将第一运算放大器a1的同相输入端和反相输入端均连接测试激励源vdc；通过使测试激励源vdc分别输出两个测试电压，进而通过修调校准设备在第一运算放大器a1的输出端得到两个输出电压，从而得到差分放大器的共模增益的测试值；以及通过修调第三电阻r3与第四电阻r4的电阻值来校准同相端增益a以使共模增益满足修调目标，从而实现共模抑制比的校准。
8、本公开的另一方面，提供一种仪表放大器的修调校准方法，所述仪表放大器包括输出差分放大级和输入缓冲放大级，所述输出差分放大级包括第一运算放大器和与所述第一运算放大器a1相连的第一电阻r1、第二电阻r2、第三电阻r3、第四电阻r4构成的电阻网络；所述输入缓冲放大级包括第二运算放大器a2、第三运算放大器a3、连接于第二运算放大器a2的反相输入端和输出端之间的第五电阻r5、以及连接于第三运算放大器a3的反相输入端和输出端之间的第六电阻r6；其中，第一运算放大器a1的反相输入端通过第一电阻r1连接至第二运算放大器a2的输出端，第一运算放大器a1的同相输入端通过第三电阻r3连接至第第三运算放大器a3的输出端；第二电阻r2的两端分别连接至第一运算放大器a1的反相输入端和输出端之间，第四电阻r4的两端分别连接至第一运算放大器a1的同相输入端和参考电压端vref之间；第二运算放大器a2的同相输入端连接至仪表放大器的第一输入端vn；第三运算放大器a3的同相输入端连接至仪表放大器的第二输入端vp；通过修调校准设备对所述仪表放大器进行修调校准，所述修调校准方法包括：操作s10：通过修调第一运算放大器a1来修调输出差分放大级的输出失调电压；操作s20：通过修调第一电阻r1和/或第二电阻r2的阻值来校准第一运算放大器的反相端增益b；操作s30：通过修调第三电阻r3和/或第四电阻r4的阻值来校准第一运算放大器的同相端增益a，以使输出差分放大级的共模增益满足修调目标；操作s40：在第二运算放大器a2和第三运算放大器a3的反相输入端之间接入外接电阻rg，通过修调第二运算放大器a2、第三运算放大器a3来修调输入缓冲放大级的输入失调电压；以及操作s50：过修调第五电阻r5和/或第六电阻r6的阻值来校准输入缓冲放大级的增益以满足修调目标，从而完成仪表放大器的修调校准。
9、根据本公开实施例，操作s10包括：将修调校准设备分别连接至仪表放大器的输出端vout和地；将仪表放大器的两个输入端以及参考电压端vref均接地；通过修调校准设备测试输出电压得到输出差分放大级的输出失调电压；以及修调第一运算放大器a1内部电阻以使得输出失调电压至满足修调目标。
10、根据本公开实施例，操作s20包括：将修调校准设备分别连接至仪表放大器的输出端和地；将仪表放大器的第二输入端vp接地；将仪表放大器的第一输入端vn连接测试激励源vdc；通过使测试激励源vdc分别输出两个测试电压，进而通过修调校准设备在第一运算放大器a1的输出端得到两个输出电压，从而得到第一运算放大器a1的反相端增益b的测试值；以及通过修调第一电阻r1和/或第二电阻r2的电阻值来校准第一运算放大器a1的反相端增益b，使得反相端增益b满足修调目标。
11、根据本公开实施例，操作s30包括：将修调校准设备分别连接至仪表放大器的输出端vout和地；将第一本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种差分放大器的修调校准方法，所述差分放大器包括第一运算放大器和与所述第一运算放大器A1相连的第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4构成的电阻网络，其中，第一运算放大器A1的反相输入端通过第一电阻R1连接至差分放大器的第一输入端Vn，第一运算放大器A1的同相输入端通过第三电阻R3连接至差分放大器的第二输入端Vp，第二电阻R2的两端分别连接至第一运算放大器A1的反相输入端和输出端之间，第四电阻R4的两端分别连接至第一运算放大器A1的同相输入端和参考电压端Vref之间；通过修调校准设备对所述差分放大器进行修调校准，所述修调校准方法包括：
2.根据权利要求1所述的差分放大器的修调校准方法，所述操作S1包括：
3.根据权利要求1所述的差分放大器的修调校准方法，所述操作S2包括：
4.根据权利要求1所述的差分放大器的修调校准方法，所述操作S3包括：
5.一种仪表放大器的修调校准方法，所述仪表放大器包括输出差分放大级和输入缓冲放大级，所述输出差分放大级包括第一运算放大器和与所述第一运算放大器A1相连的第一电阻R1、第二电阻R
6.根据权利要求5所述的仪表放大器的修调校准方法，所述操作S10包括：
7.根据权利要求5所述的仪表放大器的修调校准方法，所述操作S20包括：
8.根据权利要求5所述的仪表放大器的修调校准方法，所述操作S30包括：
9.根据权利要求5所述的仪表放大器的修调校准方法，所述操作S40包括：
10.根据权利要求5所述的仪表放大器的修调校准方法，所述操作S50包括：
...【技术特征摘要】
1.一种差分放大器的修调校准方法，所述差分放大器包括第一运算放大器和与所述第一运算放大器a1相连的第一电阻r1、第二电阻r2、第三电阻r3、第四电阻r4构成的电阻网络，其中，第一运算放大器a1的反相输入端通过第一电阻r1连接至差分放大器的第一输入端vn，第一运算放大器a1的同相输入端通过第三电阻r3连接至差分放大器的第二输入端vp，第二电阻r2的两端分别连接至第一运算放大器a1的反相输入端和输出端之间，第四电阻r4的两端分别连接至第一运算放大器a1的同相输入端和参考电压端vref之间；通过修调校准设备对所述差分放大器进行修调校准，所述修调校准方法包括：
2.根据权利要求1所述的差分放大器的修调校准方法，所述操作s1包括：
3.根据权利要求1所述的差分放大器的修调校准方法，所述操作s2包括：
4.根据权利要求1所述的差分放大器的修调校准方法，所述操作s3包括：
5.一种仪表放大器的修调校准方法，所述仪表放大器包括输出差分放大级和输入缓冲放大级，所述输出差分放大级包括第一运算放大器和与所述第一运算放大器a1相连的第一电阻r1、第二电阻r2、第三电阻r3、第四电阻r4构成的电阻网络；所述输入缓冲放大级包括第二运算放大器a2、第三运...
【专利技术属性】
技术研发人员：李文昌，贾晨强，阮为，张子欧，张益翔，
申请(专利权)人：中国科学院半导体研究所，
类型：发明
国别省市：
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