专利名称：用于抑制斩波稳定放大器中的偏移和纹波的自动校正反馈环路的制作方法
技术领域：
本发明总体而言涉及斩波稳定放大器，更具体地涉及减小这些放大器的偏移和纹 波的装置。
背景技术：
运算放大器广泛存在于电子电路中。有些应用中运算放大器必须具有非常低的输 入偏移电压。实现这一点的最常见两种技术是自动归零和斩波稳定。然而，这两种技术都 存在缺陷。例如，自动归零由于重叠导致带内噪声增大，而斩波稳定可导致输出电压的斩波 频率出现纹波。图1示出了一种常规斩波稳定放大器。一组斩波开关10，12用于对施加在跨导放 大器Gml的输入进行斩波处理，一组斩波开关14，16用于对该跨导放大器Gml的输出进行 斩波处理，输出放大器Gm2整合跨导放大器Gml的斩波输出，得到放大器的输出V。ut。斩波 开关与互补时钟信号"Chop"和"‘Chop_Inv" 一起操作；当信号"Chop"为高时，开关 10和14闭合，开关12和16打开，当信号〃 Chop_InV〃为高时，开关10和14打开，开关12 和16闭合。理想的情况是，跨导放大器Gml的输入偏移电压是零，在此情况下，斩波开关10 和12将输入电压转变为交流信号，而开关14和16将该交流信号重新转为直流，使得在放 大器的输出V。ut没有纹波。不过，实际上跨导放大器Gml会有非零输入偏移电压，在图1中 以电压V。sl表示。这会产生由电压V。ut引发的纹波电压，频率分量出现在输出波谱中斩波时 钟及其多重时钟的频率上(如图1所示)。已经有人采用多个方法来减小斩波稳定放大器中与斩波相关的纹波。A. Bakker和 J· H· Huijsing 的〃 A CMOS Chopper Opamp with Integrated Low-Pass Filter"，Proc. ESSC1RC，1997记载了其中一个方法，该方法在信号途径中使用采样保持(S/H)电路；每次 波形穿过零时都对信号进行采样以减小纹波。然而，采样保持电路使放大器的频率反应增 加一个额外的极，导致频率的补偿变得困难。Burt等人的美国专利号7，292, 095讨论了另一种方法，在放大器的信号途径中斩 波开关之后插入一个开关电容陷波器，该陷波器操作上是用来减小纹波的。但是陷波器输 入侧出现的纹波可以通过补偿电容与放大器的输出连接。另一种技术使用反馈环路来抑制信号途径的纹波，这些纹波是由于与接收斩波输 入信号的跨导放大器相关的输入偏移电压而引起的；该方法在例如K. A. A. Makinwa, “ T4 Dynamic Offset-Cancellation Techniques in CMOS"，ISSCC 2007,p. 49.中有报导。然 而，文中没有提出任何装置来抑制与反馈环路放大器相关的输入偏移电压。
发明内容
本发明提出一种具有自动校正反馈环路的斩波稳定放大器，它能够克服上面提到 的许多问题，原因在于本发明的反馈环路操作上能够抑制可能出现在放大器输出的输入偏 移电压效应和偏移电压引致的纹波。本发明的斩波稳定放大器包括主信号途径，该主信号途径包括输入斩波电路，它 响应斩波时钟对差分输入信号进行斩波；第一跨导放大器，它接收经斩波处理的输入信号 并产生响应的第一差分输出；输出斩波电路，它响应斩波时钟对第一差分输出进行斩波； 以及第二跨导放大器，它接收经斩波处理的第一差分输出并产生随响应而改变的输出。自动校正反馈环路包括第三跨导放大器，该第三跨导放大器较佳地连接成在它的 输入接收经斩波处理的第一差分输出并产生响应的第三差分输出；第三斩波电路，它响应 斩波时钟对第三差分输出进行斩波；滤波器，它设置成过滤经斩波处理的第三差分输出，从 而基本上减小信号中存在的任何偏移电压所引致的交流分量；以及第四跨导放大器，该第 四跨导放大器在它的输入接收过滤后的输出并产生响应的第四差分输出。第四差分输出是 反馈环路的输出，与第一差分输出连接，因而接入在主信号途径内。若设置得恰当，自动校 正反馈环路操作上能抑制可能出现在放大器输出的跨导放大器相关的偏移电压和偏移电 压引致的纹波。滤波器较佳地是开关电容陷波器，它以与斩波时钟具有相同频率但相对于该斩波 时钟相移90°的时钟信号作为时钟；但其他类型的滤波器也可以采用。本领域的技术人员将从以下结合附图的详细描述和权利要求书中更加清晰地了 解本发明的其它特征、方面和优点。
图1示出了一种已知的斩波稳定放大器的示意图。图2是根据本发明的具有自动校正反馈环路的斩波稳定放大器的一个实施例的 方块图/示意图。图3示出没有自动校正反馈环路的放大器的工作的时序图。图4示出当第一跨导放大器具有非零输入偏移电压时放大器和反馈环路的工作 的时序图。图5示出当非零差分输入电压施加在放大器的输入时放大器和反馈环路的工作 的时序图。图6是可用在根据本发明的自动校正反馈环路中的开关电容陷波器的一个实施 例的示意图。图7示出图6所示的开关电容陷波器的工作的时序图。图8是一个完整的运算放大器的方块图/示意图，其中该运算放大器包括根据本 发明的具有自动校正反馈环路的斩波稳定放大器。图9是根据本发明的具有自动校正反馈环路的斩波稳定放大器的另一个实施例 的示意图。
具体实施例方式本发明的斩波稳定放大器采用了一种新颖的自动校正反馈环路，它操作上能抑制 可能出现在放大器输出的跨导放大器相关的偏移电压和偏移电压引致的纹波。图2示出了 一个实施例的方块图/示意图。放大器包括主信号途径10和自动校正反馈环路12。主信 号途径10包括接收差分输入信号Vin的输入斩波电路14。输入斩波电路14和此处描述的 其他全部斩波电路都以相同的方式工作在双相斩波时钟的第一相中，输入端16和18分别 与输出端20和22连接；在第二时钟相中，输入端16和18分别与输出端22和20连接。斩 波电路如输入斩波电路14 一般地由如图1所示的四个开关组成；图2使用的斩波电路符号 一致地被用来表示该四开关设置。虽然在图2中未示出，但输入斩波电路14和其他全部斩 波电路都与斩波时钟(在图2未示出，但在以下讨论的时序图中示出)一起工作。输入斩波电路14响应斩波时钟对输入信号Vin进行斩波，得到的斩波信号提供到 斩波电路的输出端20和22。第一跨导放大器Gml连接成在各差分输入接收输入斩波电路 14的输出，并产生第一差分输出M，26，所述第一差分输出24，沈随加在第一跨导放大器 Gml的输入上的信号而改变。差分输出24，沈加在输出斩波电路32的输入端观，30，该输 出斩波电路32响应斩波时钟对第一差分输出进行斩波，并将经斩波处理的第一差分输出 信号提供到输出斩波电路32的输出端34，36。输出斩波电路32的输出加在第二跨导放大 器Gm2的输入端，该第二跨导放大器Gm2产生随加在它的输入上的信号而改变的输出38。 实际上，输出38 —般地会被送到输出级，以形成完整的斩波稳定运算放大器；这将在以下 结合图8再作讨论。如上所述，理想的情况是，第一跨导放大器Gml的输入偏移电压是零，在这种情况 下，斩波电路14将输入电压Vin转变为交流信号，斩波电路32将交流信号转回直流，使得 输出38中没有出现纹波。不过，实际上第一跨导放大器Gml通常具有非零输入偏移电压 (Vosl)，导致由输出电压引起的纹波电压，频率分量出现在输出波谱中斩波时钟及其多重时 钟的频率上。本发明的斩波稳定放大器通过使用自动校正反馈环路12克服了这个问题。在图 中所示的实施例中，自动校正反馈环路包括第三跨导放大器Gm3、第三斩波电路40、滤波器 4和第四跨导放大器Gm4。第三跨导放大器Gm3连接成在它的差分输入接收斩波电路32的 输出，并产生第三差分输出44，46，该第三差分输出44，46随加在第三跨导放大器Gm3的输 入上的信号而改变。所述输出加在第三斩波电路40，该第三斩波电路40响应斩波时钟对第 三差分输出进行斩波，并将经斩波处理的信号提供到它的输出端48，50。滤波器42设置成接收和过滤经斩波处理的第三差分输出，从而基本上减小由于 跨导放大器Gml和Gm4相关的偏移电压所引发的纹波而可能出现在经斩波处理的第三差分 输出信号中的交流分量，并将过滤后的第三斩波电路的输出提供到滤波器42的输出端52， M。第四跨导放大器Gm4在它的输入接收过滤后的信号，并产生第四差分输出56，58，该第 四差分输出56，58随加在第四跨导放大器Gm4的输入上的信号而改变。第三和第四跨导放 大器Gm3和Gm4也帮助将滤波器42与可能受滤波器的负载不利影响的主信号途径分开。将 第四差分输出56和58分别与第一差分输出24，26连接，可闭合反馈环路。若设置得恰当，自 动校正反馈环路12操作上能抑制可能出现在斩波电路32因而出现在第二跨导放大器Gm2的 输出中与第一和第四跨导放大器Gml和Gm4相关的偏移电压和偏移电压引致的纹波。滤波器42较佳地是开关电容陷波器(SCNF)；但其他类型的滤波器如低通滤波器也可以采用。图3-5示出了本发明的自动校正反馈环路在各种工作条件下的工作。图3所示为 当反馈环路的输出56，58不与信号途径连接，与斩波电路14连接的两个输入接地，并且第 一跨导放大器Gml的反相输入存在输入偏移电压(V。sl)时电路的操作。补偿斩波时钟信号 CHOP和示于图3的上部，当补偿斩波时钟信号CHOP为高时，输入端16和18分别与 输出端20和22连接，当补偿斩波时钟信号CHOP为高时，输入端16和18分别与输出端 22和2连接。补偿时钟信号SCNF和·g^jF也示出作为参考；如果滤波器42是开关电容陷 波器时它们可被使用(下文作详细讨论)。因为斩波电路14的输入接地，所以它的输出端20和22的电压(Varopi)都是零伏。 第一跨导放大器Gml会放大偏移电压V。sl，导致第一跨导放大器Gml的输出端沈，24产生差 分直流输出电压VeM1。差分直流输出电压VeM1由斩波电路32进行斩波处理，在输出端36，34 产生交流电压Vchqi^该交流电压由第三跨导放大器Gm3放大，在输出端46，44得到交流输 出电流IeM3。斩波电路40操作上将交流电流转化为节点50，48的直流电流Ι_Ρ3。该直流 电流加在滤波器42上，由滤波器42输出相应的输出电压Vscnf。在图4示出的时序图中，斩波电路14的两个输入同样接地，第一跨导放大器Gml 的反相输入同样地存在输入偏移电压V。sl。然而，反馈环路的闭合如图2所示，其中第四跨 导放大器Gm4的输出56，58分别与第一跨导放大器Gml的输出24，沈连接。因为斩波电路14的输入接地，所以它的输出端20和22的电压(Varopi)都是零伏。 第一跨导放大器Gml会放大偏移电压V。sl，导致第一跨导放大器Gml的输出端沈，24产生差 分直流输出电压VeM1。然而，由于自动校正反馈环路提供的反馈，抑制了差分直流输出电压 Vgmi的强度，使得它小于图3所示的强度。差分直流输出电压Vem由斩波电路32进行斩波， 因此在输出端36，34产生低交流电压Varoi^该交流电压由第三跨导放大器Gm3放大，在输 出端46，44得到交流输出电流IeM3。斩波电路40操作上将该交流电流转化为节点50，48的 直流电流Ι Ρ3。该直流电流加在滤波器42上，由滤波器42输出相应的输出电压VSCNF。该 电压反馈回至主信号途径中第一跨导放大器Gml的输出，在那里它抑制差分直流输出电压 Vgmio这就产生基本上减小或消除可能出现在第二跨导放大器Gm2中与跨导放大器Gml和 Gm4相关的偏移电压和由偏移电压所引发的纹波。本质上，第三跨导放大器Gm3操作上感应由第一跨导放大器Gml的输出上非零差 分直流电压和斩波电路32引起的纹波，并在它的输出产生相应的交流信号。斩波电路40将 该交流信号转为直流，再通过滤波器42和第四跨导放大器Gm4反馈至第一跨导放大器Gml 的输出，从而抑制第一跨导放大器Gml的输出上的任何直流信号。要成为一阶，只要输入信 号Vin是直流信号，或者相对于斩波频率缓慢地改变，则加入的反馈环路就不影响输入信号图5所示的时序图示出了本发明的斩波稳定放大器的工作，该斩波稳定放大器具 有非零输入电压Vin，没有输入偏移电压。非零输入电压Vin由斩波电路14转化为交流电压 Vchopio第一跨导放大器Gml将该交流电压放大，在第一跨导放大器Gml的输出26J4得到 交流电压VeM1。交流电压VeM1由斩波电路32进行斩波，将该交流电压转化为输出端36，34 的直流电压Vqiqi^第三跨导放大器Gm3将该直流电压Vqiqp2放大，在输出46，44得到直流输 出电流IeM3。斩波电路40用来将直流电流转化为在节点50，48的交流电流Ι_Ρ3。该交流电流加在滤波器42上，滤波器42过滤该交流电流Iarop3的交流分量，以致于滤波器输出端 的电压都是相等的，并且不含有交流或直流分量。提供该电压作为反馈信号不会影响主信 号途径(这是所希望的结果)，这是因为不存在跨导放大器相关的偏移电压或者在放大器 中没有偏移电压引发的纹波。自动校正反馈环路操作上也减低与环路第三跨导放大器Gm3和第四跨导放大器 Gm4相关的输入偏移电压。与第三跨导放大器Gm3相关的输入偏移电压被斩波后，转化为输 送给滤波器42的信号中的高频率交流分量，所述交流分量在滤波器42中抵消或者被抑制， 所以它对主信号途径没有任何影响。与第四跨导放大器Gm4相关的输入偏移电压作为直流 分量与第一跨导放大器Gml的输出连接，然后被反馈环路抑制，抑制的方式与上述抑制第 一跨导放大器Gml相关的输入偏移电压的方式相同，仅在第一跨导放大器Gml的输出得到 一个剩余直流信号，该剩余直流信号的强度由V。s4/A3确定，其中V。s4是第四跨导放大器Gm4 的输入偏移电压，A3是第三跨导放大器Gm3的直流增益。反馈环路操作上也抑制起源于滤 波器42的任何直流误差，例如由于电容失配或时钟不对称引起的误差。如上所述，滤波器42较佳地是开关电容陷波器(SCNF)，开关电容陷波器非常适合 用来减小如上讨论的直流偏移及其相关纹波。不过，也可采用其他类型滤波器例如低通滤 波器(LPF)，虽然低通滤波器未能有效地消除要过滤的信号中与斩波相关的交流分量，而且 可能产生一些剩余误差。也可使用开关电容低通滤波器或者连续时间低通滤波器。有需要 使用某些类型的滤波器以区分包括不希望的输入偏移电压相关的纹波的信号与表示需放 大的输入电压的信号。图6示出了开关电容陷波器的一个较佳实施例，图7示出了它的工作的时序图。该 开关电容陷波器包括与斩波电路40的输出48相连的第一支路，该第一支路由开关Sl和S2 组成，这两个开关分别由补偿开关电容陷波器(SCNF)时钟SCNF和^P操作，其中Sl和S2 的输出侧分别与节点60和62的接地电容Cl和C2的顶部连接。两个开关S3和S4分别连 接到节点60和62并由"g^NF和SCNF分别操作，它们的输出侧连接到滤波器输出节点52。 另一个电容C3较佳地连接在节点52和接地之间。滤波器也包括第二支路，所述第二支路与斩波电路40的输出50连接，由开关S5 和S6组成，这两个开关分别由补偿开关电容陷波器(SCNF)时钟SCNF和^F操作，其中S5 和S6的输出侧分别与节点64和66的接地电容C4和C5的顶部连接。两个开关S7和S8 分别连接到节点64和66并由^F和SCNF分别操作，它们的输出侧连接到滤波器输出节 点M。另一个电容C6较佳地连接在节点M和接地之间。如上所述，开关电容陷波器较佳地是以与斩波时钟具有相同频率但相对于该斩波 时钟相移90°的时钟信号作为时钟。此处，开关电容陷波器以SCNF和作为时钟，较佳 地当节点60和64的电压相等时可双向切换(toggle)，在切换斩波时钟信号CHOP和CHDF 产生90°相差。这在斩波频率产生凹陷，使得在加到滤波器待过滤的信号中出现由偏移电 压引起的交流分量。操作时，斩波电路40的输出上的电流Ichqp3通过由SCNF和操作的开关Si， S2，S5和S6加到滤波器。如图所示，这在节点64，60，66和62产生交流三角形波形。对于 节点64和60，当SCNF变低时，对电压取样，持续地对电压取样直至SCNF再次变高。因为斩 波时钟和滤波时钟之间有90°相移，所以在节点64和60之间的压差基本上为零。
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对于节点66和62，当“^而变低时，对电压取样，持续地对电压取样直至再 次变高。如上所述，在节点66和62之间的压差基本上为零。这使得滤波器的输出节点52， M之间的电压差基本上为零，这是所希望的结果。如上所述，第二跨导放大器Gm2的输出一般地被输送至输出级，形成完整的斩波 稳定运算放大器；图8示出了一个实施例。主信号途径10和自动校正反馈环路12与上文 讨论的一样。前馈跨导放大器Gm5连接成在它的差分输入接收差分输入信号Vin，并产生与 第二跨导放大器Gm2的输出38连接的输出70 ；前馈跨导放大器Gm5有助于使整个放大器 适合于更高频率输入信号，而能保持它的直流精确度。缓冲放大器72与节点38连接，产生 随它的输入而改变的输出；该输出是运算放大器的输出V。ut。缓冲放大器72可被设置成为 运算放大器提供较大的增益。使用补偿网络为斩波稳定运算放大器提供频率补偿；图中所 示的实施例采用嵌套镜补偿(nested mirror compensation)，其中电容C7连接在缓冲放 大器72的输出与第二跨导放大器Gm2的非反相输入之间，电容C8连接在第二跨导放大器 Gm2的反相输入与电路公共点之间，以及电容C9连接在缓冲放大器72的输入和输出之间。图8所示的电路配置使得第一跨导放大器Gml的电压增益抑制与第二跨导放大器 Gm2或前馈跨导放大器Gm5相关的初始偏移电压。运算放大器的总剩余输入偏移电压(V。s res)由以下公式确定Vosres = (Vos2+Vosf*Af/A2+Vos4/A3) /Al，其中V。s2、V。sf和Nosi分别是第二跨导放大器Gm2、前馈跨导放大器Gm5和第四跨导 放大器Gm4的初始偏移电压，Al、A2、A3和Af分别是与第一跨导放大器Gml、第二跨导放大 器Gm2、第三跨导放大器Gm3和前馈跨导放大器Gm5相关的增益值。图9示出了另一个替换实施例。此处，在第一跨导放大器Gml的输出而不是在斩 波电路32的输出提取自动校正反馈环路12的输入。这样做需要在第一跨导放大器Gml的 输出和反馈环路的输入之间设置一个附加斩波电路80。这个配置的功能与图2所示的设置 一样，但增加了一个附加斩波电路的费用。一些现有技术尝试通过在主信途径中插入滤波器来减小纹波，这样的话由于滤波 器电容之间的失配使得放大器容易产生误差；另外，假信号通过补偿电容会出现在放大器 的输出。相反，此处描述的每个实施例都使用反馈环路进行工作，该反馈环路包括的滤波器 可抑制主信号环路的偏移电压和纹波电压效应。这种方法有助于消除陷波器电容的失配 (当使用开关电容陷波器时)，而且通过补偿电容防止了某些现有设计常常发生的纹波与 放大器的输出连接的情形。虽然示出并描述了本发明的几个具体实施例，但是本领域的技术人员在所附权利 要求书限定的精神和范围内可实现众多的变化、改型和重新配置，获得基本上相同的效果。
权利要求
1.一种斩波稳定放大器，包括 主信号途径，所述主信号途径包括输入斩波电路，所述输入斩波电路响应斩波时钟接收差分输入信号并对所述差分输入 信号进行斩波，所述经斩波处理的输入信号提供在所述输入斩波电路的输出；第一跨导放大器，所述第一跨导放大器连接成在它的输入接收所述输入斩波电路的输 出并产生随它的输入而改变的第一差分输出；输出斩波电路，所述输出斩波电路响应所述斩波时钟接收来自所述第一跨导放大器的 所述第一差分输出，并对所述第一差分输出进行斩波，所述经斩波处理的第一差分输出信 号提供在所述输出斩波电路的输出；以及第二跨导放大器，所述第二跨导放大器连接成在它的输入接收所述输出斩波电路的输 出并产生随它的输入而改变的输出；以及自动校正反馈环路，所述自动校正反馈环路包括第三跨导放大器，所述第三跨导放大器连接成在它的输入接收所述输出斩波电路的输 出并产生随它的输入而改变的第三差分输出；第三斩波电路，所述第三斩波电路响应所述斩波时钟接收来自所述第三跨导放大器的 所述第三差分输出，并对所述第三差分输出进行斩波，所述经斩波处理的第三差分输出信 号提供在所述第三斩波电路的输出；滤波器，所述滤波器设置成过滤所述第三斩波电路的输出，从而基本上减小所述经斩 波处理的第三差分输出信号中的交流分量，并且提供所述过滤后的第三斩波电路的输出在 它的输出；以及第四跨导放大器，所述第四跨导放大器连接成在它的输入接收所述过滤后的第三斩波 电路的输出并产生随它的输入而改变的第四差分输出；所述第四差分输出与所述第一差分 输出连接，所述自动校正反馈环路设置成抑制可能出现在所述输出斩波电路的输出中的跨 导放大器相关的偏移电压和偏移电压引致的纹波。
2.如权利要求1所述的斩波稳定放大器，其特征在于所述滤波器是开关电容陷波器。
3.如权利要求2所述的斩波稳定放大器，其特征在于所述开关电容陷波器以与所述 斩波时钟具有相同频率的时钟作为时钟，并且所述时钟相对于所述斩波时钟相移90°。
4.如权利要求3所述的斩波稳定放大器，其特征在于所述开关电容陷波器包括 第一和第二输入端以及第一和第二输出端；连接在所述第一输入端和第一电容的第一开关； 连接在所述第一输出端和所述第一电容的第二开关； 连接在所述第一输入端和第二电容的第三开关； 连接在所述第一输出端和所述第二电容的第四开关； 连接在所述第二输入端和第三电容的第五开关； 连接在所述第二输出端和所述第三电容的第六开关； 连接在所述第二输入端和第四电容的第七开关； 连接在所述第二输出端和所述第四电容的第八开关；所述开关电容陷波器包括‘真’(SCNF)和‘互补’ (^iF)版本，当SCNF为高和为 低时，闭合所述第一、第四、第五和第八关，打开所述第二、第三、第六和第七开关，当"δ ^Γ为高和SCNF为低时，打开所述第一、第四、第五和第八关，闭合所述第二、第三、第六和第七开关。
5.如权利要求1所述的斩波稳定放大器，其特征在于所述滤波器是低通滤波器。
6.如权利要求1所述的斩波稳定放大器，其特征在于所述斩波稳定放大器还包括 前馈跨导放大器，所述前馈跨导放大器连接成在它的输入接收所述差分输入信号并产生随它的输入而改变的输出，所述输出与所述第二跨导放大器的输出连接；缓冲放大器，所述缓冲放大器连接成在它的输入接收所述第二跨导放大器的输出并产 生随它的输入而改变的输出；以及补偿网络，所述补偿网络连接成为所述斩波稳定放大器提供频率补偿。
7.如权利要求6所述的斩波稳定放大器，其特征在于所述补偿网络是嵌套镜补偿网
8.如权利要求6所述的斩波稳定放大器，其特征在于所述补偿网络包括连接在所述缓冲放大器的输出与所述第二跨导放大器的一输入之间的第一电容；连接在所述第二跨导放大器的另一输入与电路公共点之间的第二电容；以及连接在所述缓冲放大器的输入和输出之间的第三电容。
9.如权利要求6所述的斩波稳定放大器，其特征在于所述斩波稳定放大器设置成所 述放大器的剩余输入偏移电压(V。s _)由以下公式确定Vosjes = (Vos2+Vosf*Af/A2+Vos4/A3)/Al,其中V。s2、V。sf*V。s4分别是所述第二跨导放大器、所述前馈跨导放大器和所述第四跨导 放大器的初始偏移电压，A1、A2、A3和Af分别是与所述第一跨导放大器、所述第二跨导放大 器、所述第三跨导放大器和所述前馈跨导放大器相关的增益值。
10.如权利要求1所述的斩波稳定放大器，其特征在于所述斩波稳定放大器设置成， 与所述第一跨导放大器相关的直流偏移电压以非零直流电压出现在所述第一跨导放大器 的输出，所述直流偏移电压由所述输出斩波电路转化为交流电压，所述交流电压由所述第 三跨导放大器放大并由所述第三斩波电路转化为直流电压，所述直流电压被反馈至所述第 一差分输出，使得它抑制由所述第一跨导放大器相关的所述直流偏移电压引致的出现在所 述第一跨导放大器的输出上的所述非零直流电压。
11.如权利要求1所述的斩波稳定放大器，其特征在于所述斩波稳定放大器设置成， 与所述第三跨导放大器相关的直流偏移电压以非零直流电压出现在所述第三跨导放大器 的输出，所述直流偏移电压由所述第三斩波电路转化为交流信号，所述滤波器设置成过滤 所述第三斩波电路的输出，从而基本上减小由于所述直流偏移电压引致的出现在所述经斩 波处理的第三差分输出信号中的所述交流信号的强度。
12.如权利要求1所述的斩波稳定放大器，其特征在于所述斩波稳定放大器设置成， 与所述第四跨导放大器相关的直流偏移电压或所述滤波器的缺陷以非零直流电压出现在 所述第四跨导放大器的输出，所述自动校正反馈环路设置成抑制由所述直流偏移电压或所 述滤波器的缺陷引致的所述非零直流电压。
13.一种斩波稳定放大器，包括主信号途径，所述主信号途径包括输入斩波电路，所述输入斩波电路响应斩波时钟接收差分输入信号并对所述差分输入信号进行斩波，所述经斩波处理的输入信号提供在所述输入斩波电路的输出；第一跨导放大器，所述第一跨导放大器连接成在它的输入接收所述输入斩波电路的输 出并产生随它的输入而改变的第一差分输出；输出斩波电路，所述输出斩波电路响应所述斩波时钟接收来自所述第一跨导放大器的 所述第一差分输出，并对所述第一差分输出进行斩波，所述经斩波处理的第一差分输出信 号提供在所述输出斩波电路的输出；以及第二跨导放大器，所述第二跨导放大器连接成在它的输入接收所述输出斩波电路的输 出并产生随它的输入而改变的输出；第三斩波电路，所述第三斩波电路响应所述斩波时钟接收来自所述第一跨导放大器的 所述第一差分输出，并对所述第一差分输出进行斩波，所述经斩波处理的第一差分输出信 号提供在所述第三斩波电路的输出；以及自动校正反馈环路，所述自动校正反馈环路包括第三跨导放大器，所述第三跨导放大器连接成在它的输入接收所述第三斩波电路的输 出并产生随它的输入而改变的第三差分输出；第四斩波电路，所述第四斩波电路响应所述斩波时钟接收来自所述第三跨导放大器的 所述第三差分输出，并对所述第三差分输出进行斩波，所述经斩波处理的第三差分输出信 号提供在所述第四斩波电路的输出；滤波器，所述滤波器设置成过滤所述第四斩波电路的输出，从而基本上减小所述经斩 波处理的第三差分输出信号中的交流分量，并且提供所述过滤后的第四斩波电路的输出在 它的输出；以及第四跨导放大器，所述第四跨导放大器连接成在它的输入接收所述过滤后的第四斩波 电路的输出并产生随它的输入而改变的第四差分输出；所述第四差分输出与所述第一差分 输出连接，所述自动校正反馈环路设置成抑制可能出现在所述输出斩波电路的输出中的跨 导放大器相关的偏移电压和偏移电压引致的纹波。
全文摘要
本发明涉及一种斩波稳定放大器，该斩波稳定放大器包括主信号途径和自动校正反馈环路，所述主信号途径在跨导放大器的输入和输出具有第一和第二斩波电路。所述反馈环路包括跨导放大器，该跨导放大器连接成放大来自主信号途径的经斩波处理的输出；第三斩波电路，该第三斩波电路对放大的输出进行斩波；滤波器，该滤波器过滤经斩波处理的输出，从而基本上减小待过滤的信号中存在的任何偏移电压所引致的交流分量；以及跨导放大器，该跨导放大器接收过滤后的输出并产生连接回至主信号途径的输出。若设置得恰当，自动校正反馈环路操作上能抑制可能出现在放大器输出的与跨导放大器相关的偏移电压和偏移电压引致的纹波。
文档编号H03F3/45GK102150363SQ200980136155
公开日2011年8月10日 申请日期2009年9月4日 优先权日2008年9月11日
发明者T·L·博特克, 楠田义则 申请人:美国亚德诺半导体公司