1.一种电容耦合斩波器放大器,其包括:
输入斩波开关,其用于根据模式输入在第一和第二输出之间切换第一和第二输入;
第一和第二串联输入电容器,其耦合到所述输入斩波开关;
调零斩波开关,其用于根据模式输入在第一和第二输出之间切换第一、第二和第三输入,所述第一和第二输入耦合到所述第一和第二串联输入电容器,并且所述第三输入用于接收共模电压;
第一差分放大器,其耦合到所述调零斩波开关;
放大器输出斩波开关,其耦合到所述第一差分放大器,并且可根据模式输入而操作以在第一和第二输出之间切换第一和第二输入,或使所述第一和第二输入与所述第一和第二输出断开;
第二差分放大器,其耦合到所述放大器输出斩波开关;
反馈斩波开关,其耦合到所述第二差分放大器,并且可根据模式输入而操作以在第一和第二输出之间切换第一和第二输入,或使所述第一和第二输入与所述第一和第二输出断开;
第一和第二反馈电容器,其耦合到所述反馈斩波开关,所述第一反馈电容器耦合到所述第二串联输入电容器,并且所述第二反馈电容器耦合到所述第一串联输入电容器;
反馈电容器放电双极开关,其包含用于接收共模电压的输入、耦合到所述第二反馈电容器的第一输出和耦合到所述第一反馈电容器的第二输出;并且可基于模式输入而操作以将所述输入连接到所述第一和第二输出,或使所述输入与所述第一和第二输出断开;
输入电容器双极开关,其具有用于接收共模电压的输入、耦合到所述第一串联输入电容器的第一输出和耦合到所述第二串联输入电容器的第二输出;并且可基于模式输入而操作以将所述输入连接到所述第一和第二输出,或使所述输入与所述第一和第二输出断开;和
相位生成器,其具有多个输出并且生成六个相位,所述六个相位是第一调零相位、第一电荷转移相位、第一斩波相位、第二调零相位、第二电荷转移相位和第二斩波相位,所述多个输出耦合到所述输入斩波开关、调零斩波开关、放大器输出斩波开关、反馈斩波开关、反馈电容器放电双极开关和输入电容器双极开关的所述模式输入,所述相位生成器用于生成模式控制输出信号,以用于基于所述六个相位配置所述输入斩波开关、调零斩波开关、放大器输出斩波开关、反馈斩波开关、反馈电容器放电双极开关和输入电容器双极开关中的每一个的所述模式。
2.根据权利要求1所述的电容耦合斩波器放大器,其进一步包括:
反馈双极开关,其用于根据模式输入在第一和第二输出之间切换第一和第二输入,所述第一和第二输入耦合到所述第二差分放大器,所述第一和第二输出耦合到所述反馈斩波开关;
输出电容器,其耦合到所述反馈斩波开关第一和第二输入;
校正双极开关,其用于根据模式输入在第一和第二输出之间切换第一和第二输入,所述第一和第二输入耦合到所述反馈斩波;
校正电容器,其耦合到所述校正双极开关的所述第一和第二输出;和
充电双极开关,其用于根据模式输入在第一和第二输出之间切换第一和第二输入,所述第一和第二输出耦合到所述校正双极开关,所述第一和第二输入用于接收用于对所述校正电容器进行充电的电压,
其中所述相位生成器具有耦合到所述反馈双极开关、所述校正双极开关和所述充电双极开关的所述模式输入的所述多个输出,所述相位生成器进一步生成模式控制输出信号,以用于基于所述六个相位配置所述反馈双极开关、所述校正双极开关和所述充电双极开关的所述模式。
3.根据权利要求2所述的电容耦合斩波器放大器,其进一步包括:
第二级差分放大器,其耦合到所述第二差分放大器;和
第一和第二电阻器,其耦合到所述第二级差分放大器以及所述充电双极开关的所述第一和第二输入。
4.根据权利要求3所述的电容耦合斩波器放大器,其中所述第二级差分放大器的同相输出形成单端输出,并且所述第二级差分放大器的反相输出形成参考输出。
5.根据权利要求2所述的电容耦合斩波器放大器,其进一步包括:
第一和第二电阻器,其耦合到所述第二差分放大器以及所述充电双极开关的所述第一和第二输入;
第二校正电容器;和
电容器堆叠开关,其用于将所述校正电容器和所述第二校正电容器在第一模式下并联并且在第二模式下串联,
其中所述相位生成器进一步具有耦合到所述电容器堆叠开关的所述多个输出,以用于配置所述电容器堆叠开关的所述模式。
6.根据权利要求2所述的电容耦合斩波器放大器,其中所述相位生成器生成模式控制信号,以用于:
在所述第一调零相位、所述第二电荷转移相位和所述第二斩波相位期间将所述输入斩波开关置于所述第一模式,并且在所述第一电荷转移相位、所述第一斩波相位和所述第二调零相位期间将所述输入斩波开关置于所述第二模式,
在所述第一斩波相位和所述第二斩波相位期间将所述调零斩波开关置于所述第一模式,并且在所述第一调零相位、所述第一电荷转移相位、所述第二调零相位和所述第二电荷转移相位期间将所述调零斩波开关置于所述第二模式,
在所述第二斩波相位期间将所述放大器输出斩波开关置于所述第一模式,在所述第一斩波相位期间将所述放大器输出斩波开关置于所述第二模式,并且在所述第一调零相位、所述第一电荷转移相位、所述第二调零相位和所述第二电荷转移相位期间将所述放大器输出斩波开关置于所述第三模式,
在所述第二电荷转移相位和所述第二斩波相位期间将所述反馈斩波开关置于所述第一模式,在所述第一电荷转移相位和所述第一斩波相位期间将所述反馈斩波开关置于所述第二模式,并且在所述第一调零相位和所述第二调零相位期间将所述反馈斩波开关置于所述第三模式,
在所述第一调零相位和所述第二调零相位期间将所述反馈电容器放电双极开关置于所述第一模式,并且在所述第一电荷转移相位、所述第一斩波相位、所述第二电荷转移相位和所述第二斩波相位期间将所述反馈电容器放电双极开关置于所述第二模式,
在所述第一调零相位和所述第二调零相位期间将所述输入电容器双极开关置于所述第一模式,并且在所述第一电荷转移相位、所述第一斩波相位、所述第二电荷转移相位和所述第二斩波相位期间将所述输入电容器双极开关置于所述第二模式,
在所述第一斩波相位和所述第二斩波相位期间将所述反馈双极开关置于所述第一模式,并且在所述第一调零相位、所述第一电荷转移相位、所述第二调零相位和所述第二电荷转移相位期间将所述反馈双极开关置于所述第二模式,
在所述第一调零相位、所述第一电荷转移相位、所述第二调零相位和所述第二电荷转移相位期间将所述校正双极开关置于所述第一模式,并且在所述第一斩波相位和所述第二斩波相位期间将所述校正双极开关置于所述第二模式,和
在所述第一斩波相位和所述第二斩波相位期间将所述充电双极开关置于所述第一模式,并且在所述第一调零相位、所述第一电荷转移相位、所述第二调零相位和所述第二电荷转移相位期间将所述充电双极开关置于所述第二模式。
7.根据权利要求1所述的电容耦合斩波器放大器,其中所述相位生成器生成模式控制信号,以用于:
在所述第一调零相位、所述第二电荷转移相位和所述第二斩波相位期间将所述输入斩波开关置于所述第一模式,并且在所述第一电荷转移相位、所述第一斩波相位和所述第二调零相位期间将所述输入斩波开关置于所述第二模式,
在所述第一斩波相位和所述第二斩波相位期间将所述调零斩波开关置于所述第一模式,并且在所述第一调零相位、所述第一电荷转移相位、所述第二调零相位和所述第二电荷转移相位期间将所述调零斩波开关置于所述第二模式,
在所述第二斩波相位期间将所述放大器输出斩波开关置于所述第一模式,在所述第一斩波相位期间将所述放大器输出斩波开关置于所述第二模式,并且在所述第一调零相位、所述第一电荷转移相位、所述第二调零相位和所述第二电荷转移相位期间将所述放大器输出斩波开关置于所述第三模式,
在所述第二电荷转移相位和所述第二斩波相位期间将所述反馈斩波开关置于所述第一模式,在所述第一电荷转移相位和所述第一斩波相位期间将所述反馈斩波开关置于所述第二模式,并且在所述第一调零相位和所述第二调零相位期间将所述反馈斩波开关置于所述第三模式,
在所述第一调零相位和所述第二调零相位期间将所述反馈电容器放电双极开关置于所述第一模式,并且在所述第一电荷转移相位、所述第一斩波相位、所述第二电荷转移相位和所述第二斩波相位期间将所述反馈电容器放电双极开关置于所述第二模式,和
在所述第一调零相位和所述第二调零相位期间将所述输入电容器双极开关置于所述第一模式,并且在所述第一电荷转移相位、所述第一斩波相位、所述第二电荷转移相位和所述第二斩波相位期间将所述输入电容器双极开关置于所述第二模式。
8.一种电容耦合斩波器放大器,其包括:
输入斩波开关,其用于根据模式输入在第一和第二输出之间切换第一和第二输入;
第一和第二串联输入电容器,其耦合到所述输入斩波开关;
第一差分放大器,其耦合到第一和第二串联输入电容器;
放大器输出斩波开关,其耦合到所述第一差分放大器,并且可根据模式输入而操作以在第一和第二输出之间切换第一和第二输入,或使所述第一和第二输入与所述第一和第二输出断开;
第二差分放大器,其耦合到所述放大器输出斩波开关;
反馈斩波开关,其耦合到所述第二差分放大器,并且可根据模式输入而操作以在第一和第二输出之间切换第一和第二输入,或使所述第一和第二输入与所述第一和第二输出断开;
第一和第二反馈电容器,其耦合到所述反馈斩波开关,所述第一反馈电容器耦合到所述第一串联输入电容器,并且所述第二反馈电容器耦合到所述第二串联输入电容器;
反馈双极开关,其用于根据模式输入在第一和第二输出之间切换第一和第二输入,所述第一和第二输入耦合到所述第二差分放大器,所述第一和第二输出耦合到所述反馈斩波开关;
输出电容器,其耦合到所述反馈斩波开关第一和第二输入;
校正双极开关,其用于根据模式输入在第一和第二输出之间切换第一和第二输入,所述第一和第二输入耦合到所述反馈斩波开关;
校正电容器,其耦合到所述校正双极开关的所述第一和第二输出;
充电双极开关,其用于根据模式输入在第一和第二输出之间切换第一和第二输入,所述第一和第二输出耦合到所述校正双极开关,所述第一和第二输入用于接收用于对所述校正电容器进行充电的电压,和
相位生成器,其具有多个输出并且生成六个相位,所述六个相位是第一调零相位、第一电荷转移相位、第一斩波相位、第二调零相位、第二电荷转移相位和第二斩波相位,所述多个输出耦合到所述输入斩波开关、调零斩波开关、放大器斩波开关、反馈斩波开关、反馈双极开关、校正双极开关和充电双极开关的所述模式输入,所述相位生成器用于生成模式控制输出信号,以用于基于所述六个相位配置所述输入斩波开关、调零斩波开关、放大器斩波开关、反馈斩波开关、反馈双极开关、校正双极开关和充电双极开关中的每一个的所述模式。
9.根据权利要求8所述的电容耦合斩波器放大器,其进一步包括:
第二级差分放大器,其耦合到所述第二差分放大器;和
第一和第二电阻器,其耦合到所述第二级差分放大器以及所述充电双极开关的所述第一和第二输入。
10.根据权利要求9所述的电容耦合斩波器放大器,其中所述第二级差分放大器的同相输出形成单端输出,并且所述第二级差分放大器的反相输出形成参考输出。
11.根据权利要求8所述的电容耦合斩波器放大器,其进一步包括:
第一和第二电阻器,其耦合到所述第二差分放大器并且耦合到所述充电双极开关的所述第一和第二输入;
第二校正电容器;和
电容器堆叠开关,其用于将所述校正电容器和所述第二校正电容器在第一模式下并联并且在第二模式下串联,
其中所述相位生成器进一步具有耦合到所述电容器堆叠开关的所述多个输出,以用于配置所述电容器堆叠开关的所述模式。
12.根据权利要求8所述的电容耦合斩波器放大器,其进一步包括:
波纹滤波器,其具有耦合到所述第二差分放大器的所述同相和反相输出的输入并且具有耦合到所述第一差分放大器的输出。
13.根据权利要求8所述的电容耦合斩波器放大器,其中所述相位生成器生成模式控制信号,以用于:
在所述第一调零相位、所述第二电荷转移相位和所述第二斩波相位期间将所述输入斩波开关置于所述第一模式,并且在所述第一电荷转移相位、所述第一斩波相位和所述第二调零相位期间将所述输入斩波开关置于所述第二模式,
在所述第二斩波相位期间将所述放大器输出斩波开关置于所述第一模式,在所述第一斩波相位期间将所述放大器输出斩波开关置于所述第二模式,并且在所述第一调零相位、所述第一电荷转移相位、所述第二调零相位和所述第二电荷转移相位期间将所述放大器输出斩波开关置于所述第三模式,
在所述第二电荷转移相位和所述第二斩波相位期间将所述反馈斩波开关置于所述第一模式,在所述第一电荷转移相位和所述第一斩波相位期间将所述反馈斩波开关置于所述第二模式,并且在所述第一调零相位和所述第二调零相位期间将所述反馈斩波开关置于所述第三模式,
在所述第一斩波相位和所述第二斩波相位期间将所述反馈双极开关置于所述第一模式,并且在所述第一调零相位、所述第一电荷转移相位、所述第二调零相位和所述第二电荷转移相位期间将所述反馈双极开关置于所述第二模式,
在所述第一调零相位、所述第一电荷转移相位、所述第二调零相位和所述第二电荷转移相位期间将所述校正双极开关置于所述第一模式,并且在所述第一斩波相位和所述第二斩波相位期间将所述校正双极开关置于所述第二模式,和
在所述第一斩波相位和所述第二斩波相位期间将所述充电双极开关置于所述第一模式,并且在所述第一调零相位、所述第一电荷转移相位、所述第二调零相位和所述第二电荷转移相位期间将所述充电双极开关置于所述第二模式。
14.一种操作电容耦合斩波器放大器的方法,所述电容耦合斩波器放大器包含:
输入斩波开关,其具有第一和第二输入、第一和第二输出以及模式输入,所述第一和第二输入是所述电容耦合斩波器放大器的所述输入,在第一模式下,将所述第一输入连接到所述第一输出并且将所述第二输入连接到所述第二输出,并且在第二模式下,将所述第一输入连接到所述第二输出并且将所述第二输入连接到所述第一输出;
第一和第二串联输入电容器,其各自具有输入和输出,所述第一串联输入电容器输入耦合到所述输入斩波开关第一输出,并且所述第二串联输入电容器输入耦合到所述输入斩波开关第二输出;
调零斩波开关,其具有第一、第二和第三输入、第一和第二输出以及模式输入,在第一模式下,将所述第一输入连接到所述第一输出并且将所述第二输入连接到所述第二输出,并且在第二模式下,将所述第三输入连接到所述第一和第二输出,所述第一输入耦合到所述第一串联输入电容器输出,所述第二输入耦合到所述第二串联输入电容器输出,并且所述第三输入用于接收共模电压;
第一差分放大器,其具有同相和反相输入以及同相和反相输出,所述同相输入耦合到所述第一串联输入电容器输出,并且所述反相输入耦合到所述第二串联输入电容器输出;
放大器输出斩波开关,其具有第一和第二输入、第一和第二输出以及模式输入,在第一模式下,将所述第一输入连接到所述第一输出并且将所述第二输入连接到所述第二输出,在第二模式下,将所述第一输入连接到所述第二输出并且将所述第二输入连接到所述第一输出,并且在第三模式下,使所述第一和第二输入与所述第一和第二输出断开,所述第一输入耦合到所述第一差分放大器反相输出,并且所述第二输入耦合到所述第一差分放大器同相输出;
第二差分放大器,其具有同相和反相输入以及同相和反相输出,所述反相输入耦合到所述放大器斩波开关第一输出,并且所述同相输入耦合到所述放大器斩波开关第二输出,所述同相和反相输出提供所述电容耦合斩波器放大器的所述输出;
反馈斩波开关,其具有第一和第二输入、第一和第二输出以及模式输入,在第一模式下,将所述第一输入连接到所述第一输出并且将所述第二输入连接到所述第二输出,在第二模式下,将所述第一输入连接到所述第二输出并且将所述第二输入连接到所述第一输出,并且在第三模式下,使所述第一和第二输入与所述第一和第二输出断开,所述第一输入耦合到所述第二放大器同相输出,并且所述第二输入耦合到所述第二放大器反相输出;
第一和第二反馈电容器,其各自具有输入和输出,所述第一反馈电容器输入耦合到所述反馈斩波开关第一输出,并且所述第二反馈电容器输入耦合到所述反馈斩波开关第二输出,所述第一反馈电容器输出耦合到所述第二串联输入电容器输出,并且所述第二反馈电容器输出耦合到所述第一串联输入电容器输出;
反馈双极开关,其具有第一和第二输入、第一和第二输出以及模式输入,所述第一输入耦合到所述第二差分放大器的所述同相输出,所述第二输入耦合到所述第二差分放大器的所述反相输出,所述第一输出耦合到所述反馈斩波开关第一输入,并且所述第二输出耦合到所述反馈斩波开关第二输入,在第一模式下,将所述第一和第二输入分别连接到所述第一和第二输出,并且在第二模式下,使所述第一和第二输入与所述第一和第二输出断开;
输出电容器,其具有耦合到所述反馈斩波开关第一输入的第一连接和耦合到所述反馈斩波开关第二输入的第二连接;
反馈电容器放电双极开关,其具有输入、第一和第二输出以及模式输入,所述第一输出耦合到所述第二反馈电容器输入,并且所述第二输出耦合到所述第一反馈电容器输入,所述输入用于接收共模电压,在第一模式下,将所述输入连接到所述第一和第二输出,并且在第二模式下,使所述输入与所述第一和第二输出断开;
输入电容器双极开关,其具有输入、第一和第二输出以及模式输入,所述第一输出耦合到所述第一串联输入电容器输出,并且所述第二输出耦合到所述第二串联输入电容器输出,在第一模式下,将所述输入连接到所述第一和第二输出,并且在第二模式下,使所述输入与所述第一和第二输出断开;和
校正双极开关,其具有第一和第二输入、第一和第二输出以及模式输入,所述第一输入耦合到所述反馈斩波开关第一输入,并且所述第二输入耦合到所述反馈斩波开关第二输入,在第一模式下,将所述第一和第二输入分别连接到所述第一和第二输出,并且在第二模式下,使所述第一和第二输入与所述第一和第二输出断开;
校正电容器,其具有耦合到所述校正双极开关的所述第一输出的第一连接和耦合到所述校正双极开关的所述第二输出的第二连接;和
充电双极开关,其具有第一和第二输入、第一和第二输出以及模式输入,所述第一输出耦合到所述校正双极开关的所述第一输出,所述第二输出耦合到所述校正双极开关的所述第二输出,所述第一输入和所述第二输入用于接收用于对所述校正电容器进行充电的电压,在第一模式下,将所述第一和第二输入分别连接到所述第一和第二输出,并且在第二模式下,使所述第一和第二输入与所述第一和第二输出断开;
相位生成器,其具有多个模式控制输出并且生成六个相位,所述六个相位是第一调零相位、第一电荷转移相位、第一斩波相位、第二调零相位、第二电荷转移相位和第二斩波相位,所述多个输出耦合到所述输入斩波开关、调零斩波开关、放大器输出斩波开关、反馈斩波开关、反馈电容器放电双极开关、输入电容器双极开关、反馈双极开关、校正双极开关和充电双极开关的所述模式输入,
所述方法包括以下步骤:
在所述第一调零相位、所述第二电荷转移相位和所述第二斩波相位期间将所述输入斩波开关置于所述第一模式,并且在所述第一电荷转移相位、所述第一斩波相位和所述第二调零相位期间将所述输入斩波开关置于所述第二模式,
在所述第一斩波相位和所述第二斩波相位期间将所述调零斩波开关置于所述第一模式,并且在所述第一调零相位、所述第一电荷转移相位、所述第二调零相位和
所述第二电荷转移相位期间将所述调零斩波开关置于所述第二模式,
在所述第二斩波相位期间将所述放大器输出斩波开关置于所述第一模式,在所述第一斩波相位期间将所述放大器输出斩波开关置于所述第二模式,并且在所述第一调零相位、所述第一电荷转移相位、所述第二调零相位和所述第二电荷转移相位期间将所述放大器输出斩波开关置于所述第三模式,
在所述第二电荷转移相位和所述第二斩波相位期间将所述反馈斩波开关置于所述第一模式,在所述第一电荷转移相位和所述第一斩波相位期间将所述反馈斩波开关置于所述第二模式,并且在所述第一调零相位和所述第二调零相位期间将所述反馈斩波开关置于所述第三模式,
在所述第一调零相位和所述第二调零相位期间将所述反馈电容器放电双极开关置于所述第一模式,并且在所述第一电荷转移相位、所述第一斩波相位、所述第二电荷转移相位和所述第二斩波相位期间将所述反馈电容器放电双极开关置于所述第二模式,
在所述第一调零相位和所述第二调零相位期间将所述输入电容器双极开关置于所述第一模式,并且在所述第一电荷转移相位、所述第一斩波相位、所述第二电荷转移相位和所述第二斩波相位期间将所述输入电容器双极开关置于所述第二模式,
在所述第一斩波相位和所述第二斩波相位期间将所述反馈双极开关置于所述第一模式,并且在所述第一调零相位、所述第一电荷转移相位、所述第二调零相位和所述第二电荷转移相位期间将所述反馈双极开关置于所述第二模式,
在所述第一调零相位、所述第一电荷转移相位、所述第二调零相位和所述第二电荷转移相位期间将所述校正双极开关置于所述第一模式,并且在所述第一斩波相位和所述第二斩波相位期间将所述校正双极开关置于所述第二模式,和
在所述第一斩波相位和所述第二斩波相位期间将所述充电双极开关置于所述第一模式,并且在所述第一调零相位、所述第一电荷转移相位、所述第二调零相位和所述第二电荷转移相位期间将所述充电双极开关置于所述第二模式。
15.根据权利要求14所述的操作电容耦合斩波器放大器的方法,所述电容耦合斩波器放大器进一步包含:
第二级差分放大器,其具有同相和反相输入和输出,所述同相输入耦合到所述第二差分放大器的所述同相输出,并且所述反相输入耦合到所述第二差分放大器的所述反相输出;
第一电阻器,其具有耦合到所述第二级差分放大器的所述同相输出的一个连接和耦合到所述充电双极开关的所述第一输入的一个连接;和
第二电阻器,其具有耦合到所述第二级差分放大器的所述反相输出的一个连接和耦合到所述充电双极开关的所述第二输入的一个连接。
16.根据权利要求15所述的操作电容耦合斩波器放大器的方法,其中所述第二级差分放大器的所述同相输出形成单端输出,并且所述第二级差分放大器的所述反相输出形成参考输出。
17.根据权利要求14所述的操作电容耦合斩波器放大器的方法,所述电容耦合斩波器放大器进一步包含:
第一电阻器,其具有耦合到所述第二差分放大器的所述同相输出的一个连接和耦合到所述充电双极开关的所述第一输入的一个连接;
第二电阻器,其具有耦合到所述第二差分放大器的所述反相输出的一个连接和耦合到所述充电双极开关的所述第二输入的一个连接;
第二校正电容器,其与所述校正电容器并联耦合;和
电容器堆叠开关,其用于将所述校正电容器和所述第二校正电容器在第一模式下并联并且在第二模式下串联,
其中所述相位生成器进一步耦合到所述电容器堆叠开关,
所述方法进一步包括以下步骤:
在所述第一斩波相位和所述第二斩波相位期间将所述电容器堆叠开关置于所述第一模式;和
在所述第一调零相位、所述第一电荷转移相位、所述第二调零相位和所述第二电荷转移相位期间将所述电容器堆叠开关置于所述第二模式。
18.根据权利要求14所述的操作电容耦合斩波器放大器的方法,所述电容耦合斩波器放大器进一步包含:
波纹滤波器,其具有耦合到所述第二差分放大器的所述同相和反相输出的输入并且具有耦合到所述第一差分放大器的输出。
19.根据权利要求14所述的操作电容耦合斩波器放大器的方法,所述电容耦合斩波器放大器进一步包含:
共模缓冲器,其具有输入和输出,所述输入用于接收共模电压,并且所述输出连接到所述反馈电容器放电双极开关和所述输入电容器双极开关的所述输入。