具有共模采样的可编程增益放大器的制造方法

具有共模采样的可编程增益放大器的制造方法
【专利摘要】可编程增益放大器(“PGA”)可包括差分放大器、一对输入电容器，在关于放大器的反馈结构中提供的一对反馈电容器、以及在PGA的输入提供的第一斩波电路和在PGA的输出提供的第二斩波电路。PGA可包括电路系统，以在采样阶段采样输入电容的电压。所采样的电压可对应于PGA的输入信号的共模电压和差动放大器的共模电压之间的差值。当斩波电路可操作时，采样电压因而在操作的其他阶段定义放大器输入的共模电压。
【专利说明】具有共模采样的可编程增益放大器
[0001]相关申请的交叉参考
[0002]本申请请求于2012年5月3日提交的标题为“Capacitive PGA”的临时申请序列号61/642223提供的优先权的权益。

【技术领域】
[0003]本发明涉及一种可编程增益放大器(“PGA”)。

【背景技术】
[0004]低噪音、低功耗和高精度PGA可以使用具有电容器的斩波差分放大器作为反馈元件来实现。这种类型的PGA在美国专利7795960中描述，该专利已转让给ADI公司，本发明的受让人。电容器不传送DC信号，并因此,输入斩波电路将输入的DC信号转换为方波。方波是由具有电容反馈的放大器向上增益。输出斩电路解调放大的方波回向上增益的DC信号。低噪音可以实现，因为电容器无噪音，并因此差分放大器是在PGA中的唯一噪音来源。增益由电容的比值精确限定，它是稳定的并能在集成电路(“1C”)制造工艺中很好地控制。可编程的增益可通过改变电容器的值来实现，例如通过从电容器组切换电容器进或出放大器电路。
[0005]但是，电容PGA不本质地限定在差分放大器的输入端呈现的电压，其应匹配到放大器本身的共同模式。为了设置该电压，额外的电路变得必需的，其通常涉及非常大的电阻，因而本质上很慢。因此，发明人将看到在技术上需要PGA架构，其以比这些已有尝试更快的响应定义差分放大器中的共模电压。

【专利附图】

【附图说明】
[0006]图1示出了根据本发明实施例的PGA。
[0007]图2是说明根据本发明的实施例，图1、8和9的PGA的操作时序图。
[0008]图3示出根据本发明另一实施例的PGA。
[0009]图4是说明根据本发明的实施例，图3的PGA的操作的时序图。
[0010]图5示出根据本发明的另一实施例的PGA。
[0011]图6是说明根据本发明的实施例，图5的PGA的操作的时序图。
[0012]图7是根据本发明的另一实施例，图5的PGA的操作的时序图。
[0013]图8示出根据本发明另一实施例的PGA。
[0014]图9示出根据本发明另一实施例的PGA。
[0015]图10示出根据本发明另一实施例的PGA。
[0016]图11是说明根据本发明的实施例，图10和14的PGA的操作的时序图。
[0017]图12示出了根据本发明另一实施例的PGA。
[0018]图13是说明根据本发明的实施例，图12的PGA的操作的时序图。12。
[0019]图14示出根据本发明另一实施例的PGA。

【具体实施方式】
[0020]本发明实施例提供了 PGA的结构，其包括差分放大器、一对输入电容器，在关于放大器的反馈结构中提供的一对反馈电容器、以及分别在PGA的输入和PGA的输出提供的第一和第二斩波电路。PGA可包括电路系统，以在米样阶段米样输入电容的电压。所米样的电压可对应于提供给PGA的输入信号的共模电压和差动放大器的共模电压之间的差值。当斩波电路可操作时，采样电压因而在操作的其他阶段定义放大器输入的共模电压。
[0021]图1 和 2
[0022]图1不出了根据本发明实施例的PGA 100。PGA可以包括微分放大器Al, —对可变输入电容CIN、Cip，一对可变反馈电容CFN、Cfp和两个斩波开关电路110、120。第一斩波电路110可提供在PGA 100的输入，以及第二斩波电路120可提供在PGA 100的输出。
[0023]第一斩波电路110可以分别连接PGA 100的一对差分输入端子VIN、Vip到输入电容CIN，CIP的第一端子(为方便起见，称为“输入端子”)。输入电容cIN、cIP( “输出端”)的输出端子可连接到放大器Al的输入端子102、104。反馈电容器CFN、Cfp每个可以耦合在放大器Al的相应输出端106、108和放大器Al的相应输入端102、104之间的反馈配置中。放大器输出端106、108可以被I禹合到第二斩波电路120的输出。第二斩波电路120的输入可耦合到PGA 100的输出端V0N、V0P，另外，当需要时到加载设备和/或过滤设备(被示为“LOAD”)。
[0024]斩波电路110、120可配置有关放大器Al的信号流的方向。斩波电路110、120的每个可包括开关阵列，有选择地连接各个电路的输入端到它的输出。具体地，第一斩波电路110可以包括分别由控制信号Cl或CIB控制的两对开关。Cl开关中的一个可连接Cip电容器的输入端到Vip终端，以及另一个Cl开关可以连接Cin的输入端到Vin端子。CIB开关中的一个可连接Cip电容器的输入端至Vin引脚，以及另一个CIB开关可连接Cin的输入端到Vip终端。Cl和CIB控制信号可以以互补的方式在PGA 100(下面描述)的操作的斩波阶段期间进行操作。
[0025]类似地，第二斩波器电路120可以包括分别由控制信号CO或COB控制的两对开关。CO开关中的一个可以将放大器Al的输出端106连接到VON终端，以及另一个CO开关可将放大器Al的输出端108连接到VOP终端。COB开关中的一个可将输出端106连接到VOP终端，以及另一个COB开关可将输出端108连接到VON终端。CO和COB控制信号可以以互补的方式在PGA 100 (下面描述)的操作的斩波阶段期间进行操作。
[0026]电容器CIP、CIN、CFN和Cfp可以是可变电容器。也就是说，每个电容器CIP、CIN、CFN和Cfp可以包括开关电容设备的阵列(未示出)。在操作期间，输入电容器CIP、CIN可以被设置为具有彼此相等的电容，以及反馈电容器CFN、CFP可以被设置为具有彼此相等的电容。但是，输入电容器CIP/CIN和反馈电容器CFN/CFP之间电容的比例也可以通过控制信号来控制(未示出)，以提供PGA系统100的可编程增益。
[0027]PGA 100可以包括由相应的采样开关耦合到输入电容CIN、Cip的一对电压源VICM、VCM。电压Vicm可以在VIP、Vin端子被设置为PGA 100的差分信号输入的共模电压。该Vicm电压源可经由响应于第一控制信号SMPL关闭的一对开关稱合至输入电容CIN、CIP的输入端子。电压Vcma可以被设置为放大器Al的共模电压。该Vcm电压源可以通过响应于第二控制信号SMP关闭的第二开关(输入电容器CIP、CIN的输出端子)I禹合到放大器Al的输入端子102,104ο
[0028]PGA 100可以包括控制器150，响应于外部定时信号(诸如，时钟信号CLK)而产生PGA 100 的控制信号 SMP、SMPL, Cl、CIB、CO 和 C0B。
[0029]图2是说明根据本发明的实施例的PGA 100的操作的时序图。如图所示，PGA 100的操作可发生在若干阶段中，表示为“CMS”、“CHP1”、“CHP2”和可选阶段，标记“DCMS”。在CMS阶段期间，共模取样阶段，PGA 100可以捕获共模电压Viqi和\监。SMP和SMPL开关可以关闭，这可连接输入电容CIN、Cip的输入端到Vicm以及电容器CIP、Cin的输出端到Vcmij斩波电路110、120的开关可在CMS相位期间保持打开，从而从PGA 100的其它部件有效地断开电容CIN、CIP、CFN和CFP。因此，每个电容CIN、CIP可以存储表示两域(VaN = Vap = Vicm-Vcma)的共模电压之间的差。在操作的其他阶段，采样操作可限定放大器Al的放大器输入共模并保留在放大器的输入102、104 —致的共模电压。
[0030]在第一斩波阶段(CHP1)，斩波电路110、120可以被激活，采样开关SMP、SMPL可以打开。共模电压源^。?4可以由采样开关510\51^从输入电容(^、(:11)断开。Cl控制信号可引起其相关联的开关关闭，从而连接在Vip输入的输入信号到输入电容器Cip和在Vin输入的输入信号到输入电容器CIN。CO控制信号也可导致其相关联的开关被关闭，其可以连接反馈电容器Cfn到输出端VON和反馈电容器Cfp到输出端V0P。如此配置，PGA 100可基于输入电容CIP/CIN与放大器反馈电容CFN/CFP的比例放大呈现为输入电压VIP、Vin的差分输入信号。
[0031]输入到VIP、VIN的差动信号端子可关于PGA在前电路(未不出)的共模电压VICM&生变化。由于在CMS阶段期间对输入电容器CIP、CIN采样的电压，向输入电容CIP、CIN应用差分信号可导致对应电压被施加到放大器Al的输入端102、104,但以放大器Al的共模电压
Vcma。
[0032]在第二斩波阶段(CHP2)，斩波电路110、120的配置可反转。采样开关SMP、SMPL可以保持打开，保持共模电压源VrcM、Vcma从输入电容CIN、Cip断开。CIB控制信号可引起相关开关被关闭，从而将在输入Vip的信号连接到输入电容Cin和在输入Vin的信号到输入电容器Cipo在这种方式中，斩波电路110当PGA 100从CHPl阶段转变到CHP2阶段时反转PGA输入信号分配给放大器Al的输入端102、104并当PGA 100从CHP2阶段转变到CHPl阶段时再次反转。
[0033]COB控制信号也可引起其关联开关闭合，其可连接放大器输出端106至输出端VOP和放大器输出端108至输出端V0N。与第一斩波电路110 —样，第二斩波电路120当PGA100从CHPl阶段转变到CHP2阶段时反转PGA输入信号分配给放大器Al的输入端102、104并当PGA 100从CHP2阶段转变到CHPl阶段时再次反转。然而，PGA 100基于输入电容Cip/Cin到放大器反馈电容CFN/CFP的比例放大呈现为输入电压VIP、Vin的差分输入信号。
[0034]和在CHPl阶段，在CHP2阶段期间，输入电压VIP、Vin可关于PGA在前电路(未示出)的共模电压Vicm发生变化。由于在CMS阶段期间对输入电容CIN、Cip采样的电压，应用VIP> Vin输入电压到输入电容CIN、Cip可导致对应的电压被施加到放大器Al的输入端并转移到放大器Al的共模电压VCM。因此，PGA 100可以在CMS相位阶段执行采样操作，其可以在匹配放大器的共同模式的操作阶段CHP1、CHP2定义呈现给放大器Al的输入信号的通用模式。
[0035]在一个实施例中，第二斩波电路120的控制信号CO和COB可具有比输入到第一斩波电路110的控制信号Cl和CIB的较短持续时间。当斩波电路在CHPl和CHP2之间转换时，这可导致输出端VON、VOP从放大器Al的输出端断开，并从而减少如果放大器输出端在Cl、CIB信号的整个期间被连接到输出端VON、VOP可能发生的任何故障。
[0036]在某些情况下，CHP2阶段可以紧跟CHPl阶段。但是，可选地，“伪共模取样”阶段(DCMS)可在连续斩波阶段之间引入。DCMS阶段可以操作过程中提供对称放大器的输出信号。在DCMS阶段，SMPL信号可引起输入电容器Cip和Cin的输入侧板连接到VrcM。关闭SMPL开关可以使放大器输出变为零(忽略Al偏移)，这可导致在CHP2阶段开始的输出电压具有和CHPl阶段开始的相同初始条件。如图2所示，SMP信号可以保持其相关联的开关为打开，这些连接VeMA。在这种情况下，没有采样操作发生在DCMS阶段，因此，不需要额外的KT/C噪声引入到PGA。在阶段CHP2结束时，新的CMS阶段可以跟随，以及时序图可以重复。
[0037]在另一个实施例中，单个CMS取样相位可以跟随多斩波阶段(CHP1，CHP2)。虚设共模采样相位DCMS可在连续斩波阶段CHP2、CHPl之间引入，用于输出信号中更好的对称性。然而，如果共模在第一 CHP2阶段后重新取样，电路100的共模响应是最快的。另外，在CMS阶段捕获的KT/C噪声以斩波频率变频，它可以由后处理电路(未示出)过滤掉。
[0038]图 3 和 4
[0039]图3示出根据本发明另一实施例的PGA 300。本实施例避免使用图1的输入共模电压源(Vicm)。在本实施例中，PGA 300可以包括差分放大器Al,—对可变的输入电容CIN、Cip，一对可变的反馈电容CFN、Cfp和两个斩波开关电路310、320。第一个斩波电路310被设置在PGA 300的输入，以及第二斩波电路320可设置在PGA 300的输出。
[0040]电容器CIP、CIN、CFN和Cfp可以是可变电容器。也就是说，每个电容器CIP、CIN、CFN和Cfp可以包括具有互连开关的电容设备的阵列(未示出)，其选择性地从阵列进或出PGA 300的电容器。在操作期间，输入电容器CIP、Cin可以被设置为具有彼此相等的电容，以及反馈电容器CFN、CFP可以被设置为具有彼此相等的电容。但是，输入电容器CIP/CIN和反馈电容器CFN/CFP之间的电容比例也可以经控制以提供PGA系统300的可编程增益。
[0041]PGA 300可包括由相应的采样开关耦合到放大器Al的输入端302、304和输入电容Cin>Cip的电压源V.。电压Vcm可以被设置为放大器Al的共模电压。响应于控制信号SMP,采样开关可关闭。
[0042]在所不实施例中,输入电容CIN、Cip可被提供为一对子电容器CIN(1、Cini> Cipci和Cipi。第一斩波电路310可以包括四对开关以连接输入端Vin、Vip到Cinci, Cin1、Ciro和Cm子电容器的输入端。在第一输入电容器Cip中，子电容器Cipci的输入端可以由一对相应的开关连接到VIP、Vin端子，其由互补控制信号Cra、Cibci分别控制。Cip中的中间子电容器Cipi的输入端可以通过第二对开关连接到VIP、VIN端子，其通过第二组互补控制信号Cn、CIB1分别控制。CIPQ、Cipi子电容器的输出端子可稱合到放大器Al的反相输入端302。在第二输入电容Cin中，子电容器Cinci的输入端可以通过相应的一对开关连接到VIN、VIP端子，其通过控制信号C10、CIBO分别控制。Cin内的对应子电容器Cini的输入端可通过第二对开关连接到VIN、VIP端子，其通过所述第二组互补控制信号Cn、CIB1分别控制。CinciXini子电容器的输出端子可耦合到放大器Al的同相输入端304。
[0043]反馈电容CFN、Cfp每个可以耦合在放大器Al的输出端306、308和其输入端302、304之间的反馈配置中。放大器输出306和308可以被耦合到第二斩波电路320的输入。第二斩波电路320的输出可以被耦合到PGA300的输出端子V0N、V0P，以及当需要时加载设备和/或过滤器设备(LOAD)。
[0044]第二斩波电路320可具有由互补控制信号CO和COB控制的两对开关。通过CO信号控制的开关可以连接放大器Al的第一输出306到输出端子VON以及放大器Al的第二输出308到输出端的V0P。由COB信号控制的开关可以连接放大器Al的第一输出306到输出端VOP以及放大器Al的第二输出308到输出端V0N。
[0045]PGA300可以包括控制器350，其响应于外部定时信号(例如，时钟信号CLK)生成PGA 300 的控制信号 SMP、C1、CIBO、CI1、CIBl、CO 和 C0B。
[0046]图4是说明根据本发明的一个实施例的PGA 300的时序图的操作。如图所示，PGA300的操作可发生在操作的多个阶段，CMS、CHP1、CHP2和可选DCMS阶段。在CMS阶段期间，PGA 300信号SMP、C10和CIBl可导致它们各自的开关被关闭。SMP开关引起CIP和CIN电容器(包括子电容器CIP(1、Cm, Cino, Cini)的输出端被连接到放大器的共模电压VeMA。C1开关可导致Cipci和Cinci子电容器的输入端分别连接到Vip和Vin。CIBl开关可导致Cipi和Cm电容器分别连接到Vin和VIP。因此，Cipci和Cini子电容可以在CMS阶段捕获电压Vip-Vqia ;和Cipi和Cinci子电容可以在CMS阶段捕获电压VIN-VeMA。CO和COB控制信号可在CMS阶段引起在第二斩波电路320中的开关保持开放。
[0047]因此，PGA 300可以在CMS阶段执行采样操作，其可以在匹配放大器的共同模式的操作阶段CHP1、CHP2定义呈现给放大器Al的输入信号的通用模式。
[0048]在第一斩波相位(CHP1)，则C 10和CIl信号可引起其相关联的开关闭合。该CIBO和CIBl信号可导致开关处于打开状态。这些控制信号使Cip电容器(包括两个子电容器Cipo> Cm)的输入端连接到Vip输入端，以及CIN电容器的输入端(包括两个子电容器CINQ、Cini)被连接到所述VIN端子。从共同模式的角度，Cip子电容器CIP(1、CIP1之间电荷再分配可导致Cip电容器两端产生的电压为1/2 (Vip-Vin)-Vcm，其对应于V^rV.。类似地，CIN子电容器CIN(1、CIN1之间的电荷再分配可导致Cin电容器开发的电压为ViarVa^因此，在CHPl阶段期间，放大器Al可以呈现输入信号，其表示Vip和Vin信号之间的差异但转移到放大器的共模电压Vcma。
[0049]在CHPl阶段，CO信号可引起其相关联的开关被闭合，从而连接放大器输出端306到VON端子和放大器输出端308到VOP终端。因此，PGA300可产生由CIP/CIN电容和CFN/CFP电容器之间的电容定义的差分输出电压。
[0050]在第二斩波阶段(CHP2)时，CIBl和CIBO信号可引起其相关联的开关闭合。C1和CIl信号都可导致其相关联的开关打开。这些控制信号可以使CIP电容器的输入端(包括两个子电容器CIP(1、CIP1)被连接到VIN输入端以及CIN电容器的(包括两个子电容器CINQ、Cini)的输入端可以连接到Vip端。从共同模式角度，Cip子电容器CIP(1、Cm之间电荷再分配可导致Cip电容器两端产生的电压为1/2 (Vip-Vin)-Vcm，其对应于V^rV.。类似地，CIN子电容器CIN(1、CIN1之间的电荷再分配可导致Cin电容器开发的电压为ViarVa^因此，在CHP2阶段期间，放大器Al可以呈现输入信号，其表示Vip和Vin信号之间的差异但转移到放大器的共模电压Vem。
[0051]在CHP2阶段，COB信号可引起其相关联的开关被闭合，从而连接放大器输出端306到VON端子和放大器输出端308到VOP终端。因此，PGA300可产生由CIP/CIN电容和CFN/CFP电容器之间的电容定义的差分输出电压。
[0052]在一个实施例中，第二斩波电路320的控制信号CO和COB可以具有比输入到第一斩波电路310的控制信号Cl和CIB的较短持续时间。当斩波电路在CHPl和CHP2之间转换时，这可导致输出端VON、VOP从放大器Al的输出端断开，并从而减少如果放大器输出端在Cl、CIB信号的整个期间被连接到输出端VON、VOP可能发生的任何故障。
[0053]在某些情况下，CHP2阶段可以紧跟CHPl阶段。可选地，“伪共模取样”阶段(DCMS)可在连续斩波阶段之间引入。DCMS阶段可在操作过程中提供对称放大器中的输出信号。在DCMS阶段，CIBO和CIl信号可引起其相关联的开关关闭，而ClO及CIBl信号可导致他们的开关是打开的。该CIBO开关可导致Cipci和Cinci子电容器的输入端分别被连接到Vin和VIP。该CIBl开关可导致Cm和Cini电容输入端被分别连接到Vip和VIN。在DCMS阶段，然而，SMP开关和斩波电路320的开关是打开的。然而，在DCMS阶段，SMP开关和斩波电路320的开关是打开的。在这种情况下，没有采样动作发生在DCMS阶段，因此，不需要额外的KT/C噪声被引入到PGA。
[0054]另外，如在先前实施例中，单个CMS阶段之后可以是多个CHPl、CHP2和可选的DCMS阶段。
[0055]如图所示，电容器CIP、CIN、Cfn和Cfp可以是可变电容器，以及CIP/CIN电容器和Cfn/Cfp电容器之间的电容比值可以确定由PGA 300提供的增益。每个电容器CIP、CIN、Cfn和Cfp可以被提供作为具有互连开关的电容器设备的阵列(未示出)，其选择性地包括从流入或流出的PGA 300的电容。在CMS阶段期间，Ciro、CIP1、Cino和Cini电容可被设定为彼此相等。因此，当Cip和Cin电容器阵列的电容器被选择以设置PGA的放大，一半的选定电容器可被提供以形成Cm和Cini子电容器，以及所选择的电容器的另一半可形成Cipci和Cinci子电容器。
[0056]图5-7
[0057]图5示出根据本发明另一实施例的PGA 500。本实施例还避免使用电压源VICM(图1)以提供输入共模电压到PGA 500。在本实施例中，PGA500可包括差分放大器Al, —对可变的输入电容CIN、Cip，一对可变的反馈电容CFN、Cfp和两个斩波开关电路510、520。第一斩波电路510可被提供给PGA 500的输入，以及第二斩波电路520可提供在PGA 500的输出。PGA 500还可以包括在由标为SHRT的控制信号激活的两个输入电容CIN、Cip的输入端之间连接的开关。
[0058]斩波电路510、520每个可包括开关的阵列，其选择地连接各个电路的输入到它的输出。具体来说，斩波电路510可以包括分别由控制信号Cl或CIB控制的两对开关。Cl开关可以连接Cip电容器的输入端到Vip以及可连接Cin电容器的输入端到VIN端。CIB开关可连接Cip电容的输入端到VIN，并可连接CIN电容器的输入端到VIP。
[0059]类似地，斩电路520可以包括分别由控制信号CO或COB控制的两对开关。CO开关可连接放大器Al的第一输出端506到PGA输出端VON并可连接放大器Al的第二输出端508到输出端VOP。COB开关可连接第一输出端506至输出端V0P，并可连接第二输出端508到输出端VON。
[0060]电容器CIP、CIN、CFN和Cfp可以是可变电容器。也就是说，每个电容器CIP、CIN、CFN和Cfp可以包括具有互连开关的电容设备的阵列(未示出)，其选择性地从阵列进或出PGA 500的电容器。在操作期间，输入电容器CIP、Cin可以被设置为具有彼此相等的电容，以及反馈电容器CFN、CFP可以被设置为具有彼此相等的电容。但是，输入电容器CIP/CIN和反馈电容器CFN/CFP之间的电容比例也可以经控制以提供PGA系统500的可编程增益。
[0061]PGA 500可包括由相应的采样开关耦合到放大器Al的输入端302、304和输入电容Cin>Cip的电压源V.。电压Vcm可以被设置为放大器Al的共模电压。响应于控制信号SMP,采样开关可关闭。
[0062]PGA 500可以包括控制器550，其响应于外部时序信号(诸如，时钟CLK信号)产生 PGA 500 的控制信号 SMP、SHRT, Cl、CIB、CO 和 C0B。
[0063]图6是说明根据本发明的一个实施例的PGA 500的操作的时序图。如图所示，PGA500的操作可发生在操作的多个阶段，CMS、CHP1、CHP2和可选的DCMS阶段。在本实施例中，CMS阶段的操作可以在一对子阶段中进行。在CMS阶段的第一子阶段610中，信号SMP和CIB可导致它们各自的开关被关闭。SMP开关引起CIP和CIN电容器的输出端被连接到放大器共模电压V.。CIB开关可导致Cip电容器的输入端被连接到VIN，以及Cin电容器的输入端被连接到VIP。由此，Cip电容器可以在第一子阶段610捕获电压Vin-Vqia,以及Cin电容器可以在CMS的第一子阶段捕获电压Vin-Vcm^
[0064]在第二子阶段620中，CIB和SHRT信号都可以转换。CIB的转变可导致其相关联的开关处于打开状态，有效地从Vin和Vip端子断开Cip和Cin电容的输入端。该SHRT信号可引起Cip和Cin电容器的输入端连接到彼此。电荷再分配可以发生在Cip和Cin电容器之间，其可导致每个电容器产生的电压为1/2 (Vip-Vin)-Vcm，其对应于VrarVa^因此，PGA 500可以在CMS阶段执行采样操作，其可以在匹配放大器的共同模式的操作阶段CHP1、CHP2定义呈现给放大器Al的输入信号的通用模式。
[0065]在第一斩波阶段(CHPl)，该SMP和SHRT信号可以转换。SHRT信号的转变可导致其开关处于打开状态，其中彼此断开Cip和Cin电容器的输入端。整个Cip和Cin电容器的电荷可受困。SMP信号的转变可从放大器的共模电压源Vcm断开Cip和Cin电容器的输出端和放大器的输入端。
[0066]Cl信号可引起其相关联的开关闭合，以及CIB信号可导致其开关处于打开状态。这些控制信号可以使Cip电容器的输入端连接到显要输入端以及Cin电容器的输入端连接到Vin端。存在于Vip和Vin端子的差分电压可被提供给放大器Al的输入端并从输入信号(Vicm)的共模电平移位到放大器Al (Vcm)的共模电平。放大器Al可以基于(^/(:?电容器和Cfn/Cfp电容器之间的电容之比生成放大器输出端506、508的差分电压。
[0067]在CHPl阶段，CO信号可引起其相关联的开关被闭合，从而连接放大器输出端506到VON端子和放大器输出端508到VOP终端。
[0068]在第二斩波阶段(CHP2)，Cl和CO信号可引起其相关联的开关处于打开。CIB信号可引起其相关联的开关闭合，这可引起Cip电容器的输入端被连接到Vin输入端子以及Cin电容器的输入端被连接到VIP端子。再次，存在于Vip和Vin端子的差分电压可呈现给放大器Al的输入端，但是以相对于CHPl阶段反转的取向从输入信号(Vm)的共模电平到放大器Al (Vcma)的共模电平。放大器Al可以基于CIP/Cra电容器和CFN/CFP电容器之间的电容之比生成放大器输出端506、508的差分电压。
[0069]在CHP2阶段，第二斩波电路520的方向可相对于CHPl期间的取向被反转。具体地，COB阶段可引起它的开关被闭合，并且CO阶段可引起其开关处于打开状态。放大器输出端506可以连接到该VOP端子，以及放大器的输出端508可以连接到VON终端。
[0070]如在现有实施例中，在某些情况下，CHP2阶段可以紧跟在CHPl阶段。或者，虚拟的共模采样相位(DCMS)可在连续斩波阶段之间推出。DCMS阶段可在操作过程中提供对称的放大器的输出信号。在图5和6的实施例中，DCMS阶段可具有两个子阶段630和640。在第一子阶段630期间，CIB信号可引起其相关联的开关处于打开，但Cl信号可导致他们的开关被关闭。Cl开关可导致Cip电容器的输入端被连接到Vip以及Cin电容器的输入端被连接到VIN。然而，采样信号SMP可导致其相关联的开关是打开的。因此，尽管Cip和Cin的输入端被暴露于出现在输入端子Vin和Vip的电压，在输入电容器Cip或Cin上的电压不发生变化。
[0071]在第二子阶段640，Cl和SHRT信号都转换。Cl信号的转变可引起其相关联的开关处于打开，这从Vip和VIN端子断开Cip和IN电容的输入端。该SHRT信号可能造成的Cip和Cin电容的输入端的转换，可以连接到彼此。因为SMP开关未闭合，在Cip和Cin之间没有电荷的重新分布。关闭SHRT开关强制在终端输入的电压变得等于VKM(以及跨Cip和Cin的输入端的差分电压是零)。但是来自Cip和Cin的电荷转移到反馈电容器Cfp和CFN。该操作可以在操作期间提供Cip和Cin在VreM的对称性,放大器Al的输出变为输出共模电压,所以节点508和506上的电压应等于输出共模电压。这应该模仿在CMS阶段所发生的。再次，将SMP可在DCMS期间保持低，并因此没有采样应该发生，并因此，不需要额外的KT/C噪声被添加到PGA的输出。
[0072]如在先前实施例中，电容器CIP、CIN、Cfn和Cfp可以是可变电容器，以及CIP/CIN电容器和CFN/CFP电容器之间的电容比值可以确定由PGA 500提供的增益。每个电容器CIP、CIN、Cfn和Cfp可以被提供作为具有互连开关的电容器设备的阵列(未示出)，其选择性地包括从流入或流出PGA 500的电容。在CMS阶段期间，CIP(1、CIP1、CIN(I和Cini电容可被设定为彼此相等。因此，当Cip和Cin电容器阵列的电容器被选择以设置PGA的放大时，一半的选定电容器可被提供以形成Cipi和Cini子电容器，以及所选择的电容器的另一半可形成Cipci和Cinci子电容器。
[0073]图7是表示根据本发明另一实施例的PGA 500的操作的时序图。如在之前实施例中，PGA500的操作可发生在操作的多个阶段中，CMS、CHP1、CHP2和可选的DCMS阶段。这里，CMS阶段的操作可进行在一对子阶段710、720。在CMS阶段的第一子阶段710期间，SMP和CIB信号可导致其相应的开关闭合。SMP开关可导致CIP和CIN电容的输出端被连接到放大器的共模电压VCMA。CIB开关可导致Cip电容器的输入端被连接到Vin以及Cin电容器的输入端连接到VIP。由此，Cip电容器可以在第一子阶段610捕获电压Vin-Vqia,以及Cin电容器可以在CMS的第一子阶段捕获电压Vin-Vcm^
[0074]SMP和CIB信号可以向第一子移相器710的端部过渡以打开其相关联的开关。在本实施例中，SMP信号的下降沿先于CIB信号的下降沿(定时差在图7中示出的标度是感觉不到的)。因为CIB信号驱动连接到该输入信号(端子VIP、VIN)的开关，如果SMP开关在当CIB打开时是开启的,输入信号相关的电荷注入误差可以通过输入电容器Cip和Cin捕获。通过具有SMP的下降沿先于Cib的边缘，图7的实施例可避免在第一子阶段710结束时捕获电荷注入误差。
[0075]在CMS的第二子阶段720，SMP和SHRT信号可引起其相关联的开关闭合。第一斩波开关510的控制信号Cl、CIB可以使输入电容CIP、CIN从输入端CIP、CIN断开。电荷再分配可以发生在Cip和Cin电容器之间，其可导致每个电容器产生的电压为IA(Vip-Vin)-Vcm,其对应于Vjqi1-VcIA。
[0076]SMP和SHRT信号可以向第二子阶段720的端部过渡，SHRT信号的下降沿少量(再次，定时差在图7中是不可察觉的)先于SMP信号的下降沿。通过具有SMP下降沿先于SHRT,图7的实施例可避免捕获电荷注入错误，其否则将取决于出现在输入电容CIP、Cin的
V1iTVcma 电压。
[0077]在第一阶段斩波(CHPl)期间，Cl和CO信号可以转变。Cl信号可能引起其相关联的开关被闭合，以及CIB信号可导致其开关处于打开状态。这些控制信号可以使Cip电容器的输入端连接到Vip输入端以及Cin电容器的输入端连接到Vin端子。存在于Vip和Vin端子的差分电压可被提供给放大器Al的输入端,而从输入信号(Vkm)的共模电平移位到放大器Al的共模电平。放大器Al可基于CIP/CIN电容器和CFN/CFP电容器之间的电容之比而生成放大器输出端506、508的差分电压。
[0078]在CHPl阶段，CO信号可引起其相关联的开关被闭合，从而连接放大器输出端506到VON端子和放大器输出端508到VOP端子。
[0079]在第二斩波阶段(CHP2)，CI和CO信号可引起其相关联的开关是打开的。CIB信号可引起其相关联的开关闭合。Cip电容器输入端可以连接到Vin输入端以及Cin电容器的输入端可以连接到Vip端子。再次，存在于Vip和Vin端子的差分电压可以被呈现给放大器Al的输入端，但以相对于CHPl阶段的取向相反的取向从输入信号(Vkm)的共模电平移位到放大器Al的共模电平。放大器Al可基于CIP/CIN电容器和CFN/CFP电容器之间的电容之比而生成放大器输出端506、508的差分电压。
[0080]在CHP2阶段，第二斩波电路520的方向可相对于CHPI的取向被反转。具体地，COB阶段可能引起它的开关被闭合，以及CO阶段可导致其开关处于打开状态。放大器的输出端506可以连接到该VOP端子，以及放大器输出端508可以连接到VON端子。
[0081]如在之前实施例中，在某些情况下，CHP2阶段可以紧跟CHPl阶段。或者，虚拟共模采样相位(DCMS)可在连续斩波阶段之间推出。DCMS阶段可以操作过程中提供对称的放大器的输出信号。在图5和7的实施例中，DCMS阶段可具有两个子阶段730和740。在第一子阶段730期间，CIB信号可引起其相关联的开关是打开的，以及Cl信号可导致其开关被关闭。Cl开关可导致Cip电容器的输入端连接到Vip和Cin电容器的输入端连接到VIN。然而，该采样信号SMP可导致其相关联的开关是打开的。因此，尽管Cip和Cin的输入端被暴露于出现在输入端子Vin和Vip的电压，在输入电容器Cip或Cin上的电压不发生变化。
[0082]在第二子阶段740，Cl和SHRT信号都可以转变。Cl信号的转变可导致其相关联的开关是打开的，其从Vip和Vin端子断开Cip和Cin电容器的输入端。SHRT信号可引起Cip和Cin电容器的输入端连接到彼此。短路Cip和Cin的输入端一起设置在Cip和Cin的输入端的电压为Vm以及在Cip和Cin的输入端的差分电压是零。如在前述实施例中，DCMS阶段可以提供信号对称性，而不添加KT/C噪声。
[0083]电容器CIP、CIN、Cfn和Cfp可以是可变电容器，以及CIP/CIN电容器和CFN/CFP电容器之间的电容比值可以确定由PGA 500提供的增益。每个电容器CIP、CIN、Cfn和Cfp可以被提供作为具有互连开关的电容器设备的阵列(未示出)，其选择性地包括从流入或流出PGA500的电容。在CMS阶段期间，Ciro、CIP1、Cinci和Cini电容可被设定为彼此相等。因此，当Cip和Cin电容器阵列的电容器被选择以设置PGA的放大时，一半的选定电容器可被提供以形成Cipi和Cini子电容器，以及所选择的电容器的另一半可形成Ciro和Cinci子电容器。
[0084]图8
[0085]图8不出根据本发明另一实施例的PGA 800o PGA 800可以包括微分放大器Al, —对可变的输入电容CIN、Cip，一对可变的反馈电容CFN、Cfp和两个斩波开关电路810、820。在图8的实施例中，差分放大器Al可以被设置为运算跨导放大器(“0ΤΑ”)。第一斩波电路810可以提供在PGA800的输入，以及第二斩波电路820可提供在PGA 800的输出。第一斩波电路810可分别连接PGA 800的一对差分输入端子VIN、Vip到输入电容器CIN、Cip的输入端。输入电容器CIN、CIP的输出端可以连接到放大器Al的输入端子。反馈电容器CFN、CFP每个可稱合在放大器Al的相应输出端806、808和放大器的输入端之间的反馈配置中。放大器输出端806、808可耦合到第二斩波电路820的输入。第二斩波电路820的输出可耦合到PGA 800的输出端，以及当需要时另外到加载设备和/或过滤设备(LOAD)。
[0086]斩波电路810、820可配置信号流关于放大器Al的方向。斩波电路810、820的每个可包括开关阵列，其使各电路的输入端有选择地连接到其输出。具体地，第一斩波电路810可以包括分别由控制信号Cl或CIB控制的两对开关。Cl开关中的一个可连接Cip电容器的输入端到Vip端，以及另一个Cl开关可连接Cin的输入端到VIN端子。CIB开关中的一个可连接Cip电容器的输入端到Vin端子，以及另一个Cl开关可以连接Cin的输入端到该Vip端子。Cl和CIB控制信号可以以互补的方式在PGA800(下面描述)的操作的斩波阶段操作。
[0087]类似地，第二斩波电路820可以包括分别由控制信号CO或COB控制的两对开关。CO开关中的一个可以将放大器Al的输出端806连接到Vm端子，以及另一个CO开关可将放大器Al的输出端808连接到该VOP端子。COB开关中的一个可将输出端806连接到该Vop终端，以及另一个COB开关可将输出端子808连接到Vw终端。CO和COB控制信号可以以互补的方式在PGA 800 (下面描述)的操作的斩波阶段操作。
[0088]电容器CIP、CIN、CFN和Cfp可以是可变电容器。也就是说，每个电容器CIP、CIN、CFN和Cfp可以包括具有互连开关的电容设备的阵列(未示出)。在操作期间，电容器(^、(^可以被设置为具有彼此相等的电容，以及电容器CFN、CFP可以被设置为具有彼此相等的电容。但是，输入电容器CIP/CIN和反馈电容器CFN/CFP之间的电容比例也可以经控制以提供PGA系统800的可编程增益。
[0089]PGA 800可包括由相应的采样开关耦合到输入电容CIN、CIP的一对电压源VICM、VCM。电压vICM可以被设置为差分输入信号中的共模电压，其被呈现为PGA 800的输入端VIP、VIN。Vcm可设置为放大器Al的共模电压。响应于第一控制信号SMPL,米样开关可关闭。第一电压源VreM可经由响应于第一控制信号SMPL关闭的一对开关稱合至输入电容CIN、Cip的输入端子。第二电压源Vcma可经由响应于第一控制信号SMP关闭的一对开关而稱合至输入电容Cip> Cin的输入端子。
[0090]PGA 800进一步可包括开关，其将放大器Al的输出端子86、808连接在一起。开关由相同的SMPL控制信号进行控制，其控制将Viqi电压源耦合到放大器输入的开关。
[0091]PGA 800可以包括控制器850，其响应于外部时序信号(诸如，时钟CLK信号)产生 PGA 500 的控制信号 SMP、SHRT, Cl、CIB、CO 和 C0B。
[0092]在一个实施例中，PGA 800的操作可以继续使用图2的时序图。在CMS阶段，SMPL控制信号可导致VICM电压源连接到输入电容CIN、CIP的输出端子。SMPL信号也可导致放大器输出806、808被短接在一起。因此，图8的实施例也修正了由放大器Al的操作而引起的任何电压偏移。
[0093]当差动放大器在集成电路中实施时，它们的输入通常包括一些偏移电压部件，其在PGA 800的操作中构成错误。在放大器输出端子806、808之间所提供的短路开关可以通过在采样阶段CMS将放大器的输出端子806、808短接在一起而消除放大器偏移。
[0094]假设Cin = Cip和Cfp = CFN。当SMP信号会导致其相关的开关处于打开时，放大器Al的偏移可导致电压误差为Vekk = V0FF(1+CIN/CFN)出现在整个放大器输出806、808。斩波电路810、820的操作可平均化在PGA输出VON、VOP的误差，只要放大器的净空可容纳电压误差Vekk和积累式输入信号。如果净空惩罚显著，误差Vekk可通过微调放大器偏差而降低。
[0095]可选地，所述放大器的偏移电压Vtjff可通过在普通模式采样阶段自动调零放大器而减小。一些技术可用于自动归零放大器，包括在C.Enz等的描述，电路技术来减少运算放大器缺陷的影响:自动调零，相关双采样和斩波稳定，PROC.1EEE，第84卷，第11期(1996年11月)。通常情况下，自动调零放大器包括短接放大器，它在本文所讨论的实施例的普通模式采样相位CMS期间执行输入。
[0096]图8不出了输出短路开关-开关桥接放大器的输出端子806、808_施加到图1的PGA的架构。本发明的原理可以应用短路用开关到其他PGA结构(例如，如图3和5所示的PGA架构)。
[0097]图9
[0098]图9示出了根据本发明实施例的PGA 900。PGA 900可以包括微分放大器Al，一对可变的输入电容CIN、Cip，一对可变的反馈电容CFN、Cfp和两个斩波开关电路910、920。第一斩波电路910可以提供在PGA 900的输入，以及第二斩波电路820可提供在PGA 900的输出。第一斩波电路910可分别连接PGA 900的一对差分输入端子VIN、VIP到输入电容器CIN、Cip的输入端。输入电容器CIN、CIP的输出端可以连接到放大器Al的输入端子。反馈电容器CFN、Cfp每个可耦合在放大器Al的相应输出端906、908和放大器的输入端之间的反馈配置中。放大器输出端906、908可耦合到第二斩波电路920的输入。第二斩波电路920的输出可耦合到PGA 900的输出端，以及当需要时另外到加载设备和/或过滤设备(LOAD)。
[0099]斩波电路910、920可配置信号流关于放大器Al的方向。斩波电路910、920的每个可包括开关阵列，其使各电路的输入端有选择地连接到其输出。具体地，第一斩波电路910可以包括分别由控制信号Cl或CIB控制的两对开关。Cl开关中的一个可连接Cip电容器的输入端到Vip端，以及另一个Cl开关可连接Cin的输入端到VIN端子。CIB开关中的一个可连接Cip电容器的输入端到Vin端子，以及另一个CIB开关可以连接Cin的输入端到该Vip端子。Cl和CIB控制信号可以以互补的方式在PGA800(下面描述)的操作的斩波阶段操作。
[0100]类似地，第二斩波电路920可以包括分别由控制信号CO或COB控制的两对开关。CO开关中的一个可以将放大器Al的输出端806连接到Vm端子，以及另一个CO开关可将放大器Al的输出端908连接到该VOP端子。CO和COB控制信号可以以互补的方式在PGA900 (下面描述)的操作的斩波阶段操作。
[0101]电容器CIP、CIN、CFN和Cfp可以是可变电容器。也就是说，每个电容器CIP、CIN、CFN和Cfp可以包括具有互连开关的电容设备的阵列(未不出)。在操作期间，输入电容器CIP、Cin可以被设置为具有彼此相等的电容，以及反馈电容器CFN、CFP可以被设置为具有彼此相等的电容。但是，输入电容器CIP/CIN和反馈电容器CFN/CFP之间的电容比例也可以由控制信号(未示出)控制以提供PGA系统900的可编程增益。
[0102]PGA 900可包括反馈电容器CFN、CFP提供的一对短接开关，其由公共控制信号SMP进行控制。
[0103]PGA 900可包括由相应的采样开关耦合到输入电容CIN、CIP的电压源VrcM。电压Vicm可以被设置为差分输入信号中的共模电压，其呈现在PGA900的输入端VIP、Vino电压源Vicm可以通过响应第一控制信号SMPL关闭的一对开关稱合到输入电容CIN、CIP的输入端子。
[0104]PGA 900可以包括控制器950，其响应于外部时序信号(诸如，时钟CLK信号)产生 PGA 900 的控制信号 SMP、SHRT, Cl、CIB、CO 和 C0B。
[0105]PGA 900的控制可继续使用图2所示的时序图。在CMS阶段中，SMP和SMPL信号可引起其相关联的开关闭合。作为响应，输入电容器CIP、CIN的输入端子可被连接到输入共模电压VKM。SMP的开关可短接放大器的输入端子902、904到对应的放大器输出端子906、908。
[0106]如在先前实施例，自动调零可发生在CMS阶段。然而，在自动调零期间，放大器Al可在单位反馈中配置。从共模点角度看，放大器的配置可导致放大器(V.)的输出共模强迫在放大器Al的输入端子902、904。因此，当SMP变低时，输入电容Cip和Cin可采样共模电压Vm-Vqb。在这方面，PGA操作类似于图1的实施方式，Vcma = Varo。
[0107]从差异点角度，在CMS阶段期间，放大器Al可迫使其输入端的电压接近放大器偏移V,。因此，当SMP变为低电平时，输入电容CIP和CIN采样差分电压接近Vtw，然后在斩波阶段CHP1、CHP2将其从输入电压除去。在实践中，在斩波阶段CHP1、CHP2，放大器输出端906,908具有接近Vqff的恒定小电压误差，它可以由斩波在PGA输出VON、VOP去除。
[0108]在图9的方案中，在放大器Al的输入端902、904和输出端906、908的共模电压可被迫为同一电压。然而，这不是严格必需的。在另一个实施例中，反馈电容器CFP和CFN可从在CMS阶段从放大器断开，并预充电到所希望的共模电平移位电压，如图10中所示。
[0109]图 10-11
[0110]图10示出根据本发明另一实施例的PGA 1000。PGA 1000可以包括可以包括微分放大器Al,—对可变的输入电容CIN、Cip,—对可变的反馈电容CFN、Cfp和两个斩波开关电路1010、1020。第一斩波电路1010可以提供在PGA 1000的输入，以及第二斩波电路1020可提供在PGA 1000的输出。第一斩波电路1010可分别连接PGA 1000的一对差分输入端子VIN、VIP到输入电容器CIN、CIP的输入端。输入电容器CIN、CIP的输出端可以连接到放大器Al的输入端子。反馈电容器CFN、Cfp每个可稱合在放大器Al的相应输出端1006、1008和放大器的输入端之间的反馈配置中。放大器输出端1006、1008可耦合到第二斩波电路1020的输入。第二斩波电路1020的输出可耦合到PGA 1000的输出端，以及当需要时另外到加载设备和/或过滤设备(LOAD)。
[0111]斩波电路1010、1020可配置信号流关于放大器Al的方向。斩波电路1010、1020的每个可包括开关阵列，其使各电路的输入端有选择地连接到其输出。具体地，第一斩波电路1010可以包括分别由控制信号Cl或CIB控制的两对开关。Cl开关中的一个可连接Cip电容器的输入端到Vip端，以及另一个Cl开关可连接Cin的输入端到VIN端子。CIB开关中的一个可连接Cip电容器的输入端到Vin端子，以及另一个Cl开关可以连接Cin的输入端到该Vip端子。Cl和CIB控制信号可以以互补的方式在PGA 1000(下面描述)的操作的斩波阶段操作。
[0112]类似地，第二斩波电路1020可以包括分别由控制信号CO或COB控制的两对开关。CO开关中的一个可以将放大器Al的输出端1006连接到Vqn端子，以及另一个CO开关可将放大器Al的输出端1008连接到该VOP端子。CO和COB控制信号可以以互补的方式在PGA1000(下面描述)的操作的斩波阶段操作。
[0113]电容器CIP、CIN、CFN和Cfp可以是可变电容器。也就是说，每个电容器CIP、CIN、CFN和Cfp可以包括具有互连开关的电容设备的阵列(未示出)。在操作期间，电容器(^、(^可以被设置为具有彼此相等的电容，以及电容器CFN、CFP可以被设置为具有彼此相等的电容。但是，输入电容器CIP/CIN和反馈电容器CFN/CFP之间的电容比例也可以由控制信号(未示出)以提供PGA系统1000的可编程增益。
[0114]在图10的实施例，一对开关可以耦合在放大器的输入端1002、1004到各自的输出端1006、1008，其可以通过SMP信号来控制。反馈电容器的CFN、Cfp可以分别由第二对开关耦合到由SMPB信号控制的相应放大器的输入端1002、1004。反馈电容器CFN、Cfp还可以通过由SMPB信号控制的第三对开关分别耦合到对应的放大器输出端1006、1008。
[0115]PGA 1000可包括由相应的采样开关耦合到输入电容CIN、Cip的电压源VrcM。电压Vicm可以被设置为差分输入信号中的共模电压，其被呈现为PGA 1000的输入端VIP、VIN。电压源VreM可经由响应于第一控制信号SMPL关闭的一对开关稱合至输入电容CIN、Cip的输入端子。
[0116]PGA 1000可以包括一对放大器的共模电压源,分别不出为Vcm和V.。Vcm电压源可以被设置为放大器Al的所需输入共模电压。当PGA1000被配置在增益/放大模式时，Vcmq电压源可表示放大器Al的期望输出共模。Vcma电压源可以由通过SMP信号控制的开关连接到放大器Al的输入端，其设置该放大器的输出共模电压(标记为“0CM”)。V.电压源可以通过由SMPB信号控制的开关连接到放大器Al的OCM输入。
[0117]PGA 1000可以包括控制器1050，其响应外部定时信号(诸如，时钟CLK信号)产生控制信号 SMP、SMPB, SMPL, Cl、CIB、CO 和 COB 给 PGA 1000。
[0118]图11是根据本发明一个实施例的PGA 1000的操作的时序图。在CMS阶段，SMPL开关可以闭合，其可连接输入电容CIN、Cip的输入端子到VICM。SMP的开关也可以被关闭，这可导致放大器Al的输入端1002、1004被分别连接到放大器Al的输出端1006、1008。因此，放大器Al可导致其偏移电压呈现在其输入端1002、1004。SMP开关也可将在放大器Al的OCM端子连接到Vqia电压源。
[0119]SMP信号也可导致反馈电容器的CFN、CFP的第一端子1032、1034连接到Vcma电压以及第二端子1036、1038连接到Vqb电压。SMPB信号可引起其相关联的开关是打开的，这可以确保反馈电容(^、Cfn从放大器Al的输入端和输出端1002、1004、1006和1008断开。因此，在CMS阶段，输入电容器CIN可采样电压Vicm-Vcm-VqffZ^以及输入电容器CIP可采样Vic:m_Vc:m+V(w/2。米样操作可限定在放大器Al的放大器输入共模,与调适放大器偏移,并在操作的其他阶段保留在放大器输入持续的共模电压。
[0120]斩波电路1010、1020的开关可在CMS阶段保持打开，有效地从PGA1000的其他组件断开电容cIN、cIP、cFN和CFP。
[0121]在第一斩波阶段(CHPI )，斩波电路11、1020可被激活，SMP、SMPL开关可以打开，SMPB开关可关闭。共模电压源Viqi可以采用开关SMPL从输入电容CIN、Cip断开。反馈电容CFP、Cfn可由SMPB开关连接到放大器端子1002、1004、1006和1008。当SMPB变高时，放大器Al的输出共模可以被设置为V.。因为反馈电容器(^、Cfn被预充电到对应于共模电压差Vqb-Vqia的电压，反馈电容器CFP、Cfn设置PGA的输出共模电压在V.。在本实施例中，反馈电容器CFP、Cfn有效电平转换共模电压，而存储在输入电容CIN、Cip的电压偏移量保证:对于零输入电压，PGA 1000在输出端1006、1008生成Vqff，不是偏移电压的向上增益版本。
[0122]另外，在CHPl阶段中，Cl控制信号可引起其相关联的开关被关闭，从而连接Vip输入的输入信号到输入电容器Cip以及Vin输入的输入信号到输入电容器CIN。CO控制信号也可导致其相关联的开关被关闭，其可连接反馈电容器CFN到输出端子VON以及反馈电容器CFP到输出端V0P。如此配置，PGA 1000可基于输入电容器CIP/CIN到放大器反馈电容Cfn/Cfp的比例而放大呈现作为输入电压VIP、Vin的差分输入信号。
[0123]输入到VIP、Vin端子的差分信号可关于PGA前身电路的共模电压Vicm(未不出)变化。差分信号到输入电容器CIP、CIN的应用可导致对应的电压被施加到放大器Al的输入端1002、1004，但在放大器Al的共模电压VCMA，由于在CMS阶段对输入电容器Cip、Cin采样的电压。
[0124]在第二斩波阶段(CHP2)，斩波电路1010、1020的配置可反转。采样开关SMP、SMPL可以保持开放，保持共模电压源VrcM、Vcma从输入电容CIN、Cip断开。反馈电容CFP、CFN可由SMPB开关保持连接到放大器端子1002、1004、1006和1008。CIB控制信号可引起其相关联的开关被关闭，从而连接输入Vip的信号到输入电容Cin以及输入Vin的信号到输入电容器CIP。在这种方式中，从而将在输入Vip的信号连接到输入电容Cin和在输入Vin的信号到输入电容器(^。在这种方式中，斩波电路110当PGA 100从CHPl阶段转变到CHP2阶段时反转PGA输入信号分配给放大器Al的输入端102、104并当PGA 100从CHP2阶段转变到CHPl阶段时再次反转。
[0125]COB控制信号也可引起其关联开关闭合，其可连接放大器输出端106至输出端VOP和放大器输出端108至输出端V0N。与第一斩波电路1010 —样，第二斩波电路1020当PGA1000从CHPl阶段转变到CHP2阶段时反转PGA输入信号分配给放大器Al的输入端102、104并当PGA 1000从CHP2阶段转变到CHPl阶段时再次反转。然而，PGA 1000基于输入电容CIP/CIN到放大器反馈电容CFN/CFP的比例放大呈现为输入电压VIP、Vin的差分输入信号。
[0126]和在CHPl阶段，在CHP2阶段期间，输入电压VIP、Vin可关于PGA在前电路(未示出)的共模电压Vkm发生变化。由于在CMS阶段期间对输入电容CIN、Cip采样的电压，应用VIP> Vin输入电压到输入电容CIN、Cip可导致对应的电压被施加到放大器Al的输入端并转移到放大器Al的共模电压VCM。因此，PGA 1000可以在CMS相位阶段执行采样操作，其可以在匹配放大器的共同模式的操作阶段CHP1、CHP2定义呈现给放大器Al的输入信号的通用模式。
[0127]图 12-13
[0128]图12示出根据本发明另一实施例的PGA 1200。PGA 1200可以包括可以包括微分放大器Al,—对可变的输入电容CIN、Cip,—对可变的反馈电容CFN、Cfp和两个斩波开关电路1210U220o第一斩波电路1210可以提供在PGA 1200的输入，以及第二斩波电路1220可提供在PGA 1200的输出。第一斩波电路1210可分别连接PGA 1200的一对差分输入端子VIN、VIP到输入电容器CIN、CIP的输入端。输入电容器CIN、CIP的输出端可以连接到放大器Al的输入端1202、1204。反馈电容器CFN、CFP每个可耦合在放大器Al的相应输出端1206、1208和放大器的输入端1202、1204之间的反馈配置中。放大器输出端1206、1208可耦合到第二斩波电路1220的输入。第二斩波电路1220的输出可耦合到PGA 1200的输出端，以及当需要时另外到加载设备和/或过滤设备(LOAD)。
[0129]斩波电路1210、1220可配置信号流关于放大器Al的方向。斩波电路1210、1220的每个可包括开关阵列，其使各电路的输入端有选择地连接到其输出。具体地，第一斩波电路1210可以包括分别由控制信号Cl或CIB控制的两对开关。Cl开关中的一个可连接Cip电容器的输入端到Vip端，以及另一个Cl开关可连接Cin的输入端到VIN端子。CIB开关中的一个可连接Cip电容器的输入端到Vin端子，以及另一个Cl开关可以连接Cin的输入端到该Vip端子。Cl和CIB控制信号可以以互补的方式在PGA 1000(下面描述)的操作的斩波阶段操作。
[0130]类似地，第二斩波电路1020可以包括分别由控制信号CO或COB控制的两对开关。CO开关中的一个可以将放大器Al的输出端1206连接到Vm端子，以及另一个CO开关可将放大器Al的输出端1208连接到该VOP端子。CO和COB控制信号可以以互补的方式在PGA1200(下面描述)的操作的斩波阶段操作。
[0131]电容器CIP、CIN、CFN和Cfp可以是可变电容器。也就是说，每个电容器CIP、CIN、CFN和Cfp可以包括具有互连开关的电容设备的阵列(未示出)。在操作期间，电容器(^、(^可以被设置为具有彼此相等的电容，以及电容器CFN、CFP可以被设置为具有彼此相等的电容。但是，输入电容器CIP/CIN和反馈电容器CFN/CFP之间的电容比例也可以由控制信号(未示出)以提供PGA系统1200的可编程增益。
[0132]在图12的实施例，一对开关可以耦合在放大器的输入端1202、1204到各自的输出端1206、1208，其可以通过SMP信号来控制。反馈电容器的CFN、Cfp可提供关联的充电电容器CeN、CeP。。反馈电容器CFN、Cfp可耦合在相应的放大器输入端子1202、1204和输出端子1206、1208之间。充电电容器CFN、Cfp通过由SMPC信号控制的开关耦合到节点1242、1244、1246、1248的反馈电容器CFN、CFP。和在第10实施例一样，充电电容器CFN、Cfp通过由SMPCB信号控制的第二组开关耦合到Vqia和Vqb电压源。
[0133]PGA 1200可包括由相应的采样开关耦合到输入电容CIN、Cip的电压源VrcM。电压Vicm可以被设置为差分输入信号中的共模电压，其被呈现为PGA 1200的输入端VIP、VIN。电压源VreM可经由响应于第一控制信号SMPL关闭的一对开关稱合至输入电容CIN、Cip的输入端子。
[0134]如在先前实施例中，PGA 1200可包括一对放大器共模电压源，分别示出为Vcm和V_。Vcm电压源可以被设置为放大器Al的所需输入共模电压。当PGA 1200被配置在增益/放大模式时，Vqb电压源可表示放大器Al的期望输出共模。Vcma电压源可以通过由SMP信号控制的开关连接到放大器Al的输入端OCM,其设置放大器Al的输出共模电压。Vcjro电压源可以通过由SMPB信号控制的开关连接到放大器Al的OCM输入。
[0135]Vcma电压源可以通过各自的开关连接到反馈电容器的CFN、Cfp的第一端子1232、1234，其可通过SMPCB信号来控制。Varo电压源可以通过各自的开关连接到充电电容器CCN、Ccp的第二端子1236、1238，其也可通过SMPCB信号进行控制。
[0136]PGA 1200可以包括控制器1250，其响应外部定时信号(如，时钟CLK信号)产生控制信号 SMP、SMPL, SMPC, SMPCB, Cl、CIB、CO 和 COB 给 PGA 1200。
[0137]图13是根据本发明一个实施例的PGA 1200的操作的时序图。在CMS阶段，SMPL开关可以闭合，其可连接输入电容CIN、Cip的输入端子到VICM。SMP开关也可以被关闭，这可导致放大器Al的输入端1202、1204被分别连接到放大器Al的输出端1206、1208。因此，放大器Al可导致其偏移电压呈现在其输入端1202、1204。进一步，反馈电容器CFN、Cfp的电压可设置为零。SMP开关也可将在放大器Al的OCM端子连接到Vqia电压源。
[0138]SMP信号可导致相关的开关闭合，其将充电电容器CeN、Cep连接到反馈电容器CFN、CFP。因此，充电电容器C。,、Cep的电压可设置为零。SMPCB信号可引起其相关联的开关是打开的，这可以确保反馈电容CFP、Cfn从Vqia和Varo电压源断开。因此，在CMS阶段，斩波电路1210,1220的开关保持打开，有效地从PGA 1200的其他组件断开电容CIN、CIP、CFN和CFP。因此，在CMS阶段，输入电容器CIN可采样电压Vicm-Vcm-VqffZ^以及输入电容器CIP可采样Vic:m_Vc:m+V(w/2。米样操作可限定在放大器Al的放大器输入共模,与调适放大器偏移,并在操作的其他阶段保留在放大器输入持续的共模电压。
[0139]在第一斩波阶段(CHPl)，斩波电路1210、1220可被激活，SMP、SMPL和SMPC开关可以打开，以及SMPCB开关可关闭。共模电压源Viqi可以采用开关SMPL从输入电容CIN、CIP断开。充电电容器C。,、Ccp可由SMPCB开关从反馈电容器CFN、Cfp断开并取代连接到Vqia和Vcmoo
[0140]另外，在CHPl阶段中，Cl控制信号可引起其相关联的开关被关闭，从而连接Vip输入的输入信号到输入电容器Cip以及Vin输入的输入信号到输入电容器CIN。CO控制信号也可导致其相关联的开关被关闭，其可连接反馈电容器Cfn到输出端子VON以及反馈电容器Cfp到输出端V0P。如此配置，PGA 1200可基于输入电容器CIP/CIN到放大器反馈电容CFN/CFP的比例而放大呈现作为输入电压VIP、Vin的差分输入信号。
[0141]输入到VIP、VIN的差分信号可关于PGA在前电路(未不出)的共模电压Vicm发生变化。由于在CMS阶段期间对输入电容CIN、CIP采样的电压，应用差分信号到输入电容CIN、CIP可导致对应的电压被施加到放大器Al的输入端1202、1204，并转移到放大器Al的共模电压
Vcma。
[0142]在第二斩波阶段(CHP2)，斩波电路1210、1220的配置可以反转。采样开关SMP、SMPL可以保持开放，保持共模电压源。充电电容器Ccn、Ccp可以由SMPCB开关(而不是反馈电容器的CFN，CFP)连接到VCMA和Vqb电压源。CIB控制信号可引起其相关联的开关被关闭，从而连接在输入Vip的信号到输入电容Cin以及在输入Vin的信号到输入电容器的CIP。在这种方式中，斩波电路1210当PGA 1200从CHPl阶段转变到CHP2阶段时反转PGA输入信号分配给放大器Al的输入端1202、1204并当PGA1200从CHP2阶段转变到CHPl阶段时再次反转。
[0143]COB控制信号也可引起其关联开关闭合，其可连接放大器输出端1206至输出端VOP和放大器输出端1208至输出端V0N。与第一斩波电路1210 —样，第二斩波电路1220当PGA 1200从CHPl阶段转变到CHP2阶段时反转PGA输入信号分配给放大器Al的输入端1202、1204并当PGA 1200从CHP2阶段转变到CHPl阶段时再次反转。然而，PGA 1200基于输入电容CIP/CIN到放大器反馈电容CFN/CFP的比例放大呈现为输入电压VIP、Vin的差分输入信号。
[0144]和在CHPl阶段一样，在CHP2阶段期间，输入电压VIP、Vin可关于PGA在前电路(未示出)的共模电压Viqi发生变化。由于在CMS阶段期间对输入电容CIN、Cip采样的电压，应用VIP、VIN输入电压到输入电容CIN、CIP可导致对应的电压被施加到放大器Al的输入端并转移到放大器Al的共模电压V?。因此，PGA 1200可以在CMS相位阶段执行采样操作，其可以在匹配放大器的共同模式的操作阶段CHP1、CHP2定义呈现给放大器Al的输入信号的通用模式。
[0145]在一个实施例中，第二斩波电路1220的控制信号CO和COB可具有比输入到第一斩波电路1210的控制信号Cl和CIB的较短持续时间。当斩波电路在CHPl和CHP2之间转换时，这可导致输出端VON、VOP从放大器Al的输出端断开，并从而减少如果放大器输出端在Cl、CIB信号的整个期间被连接到输出端VON、VOP可能发生的任何故障。
[0146]在某些情况下，CHP2阶段可以紧跟CHPl阶段。但是，可选地，“伪共模取样”阶段(DCMS)可在连续斩波阶段之间引入。在图13的实施例中，表示两种类型的伪共模取样阶段-DCMSl阶段和DCMS2阶段。在DCMSl阶段，SMPL信号可引起输入电容器Cip和Cin的输入侧连接到VrcM。关闭SMPL开关可以使放大器输出变为零，这可导致在下个斩波阶段(CHP2)开始的输出电压具有和之前斩波阶段(CHPl)开始的相同初始条件。
[0147]在DCMS2阶段，SMPL和SMPC信号可引起其相关联的开关被关闭，而SMPCB信号可引起其相关联的开关是打开的。在此阶段，电容器CIN、Cip的输入端子可以连接到VrcM。充电电容器CcmXcp可以分别连接到反馈电容器CFP，CFN。充电电容器Ccn，Ccp已充电到代表Vcm和Vqb之间差值的电压并注入表示此电压的电荷到PGA 1200。以这种方式，PGA架构可以引入在放大器Al的输入和其输出之间的共模电平移位。
[0148]在多个DCMS阶段的过程中，充电电容器可提供共模电荷到反馈电容器Cfi^PCfn,从而逐渐增加在反馈电容器Cfp和Cfn的共模电压。Ccm和Cct可以被充电到共模电平移位电压VCM0-VCMA，并且可以在DCMS阶段递送共模电荷CFP和CFN。为了拒绝当采样Ccm和Ccp时引入的KT/C噪声，在CeN和Cep再次采样之前，CHPl阶段和CHP2阶段可以遵循。如果由Ccn和Cep提出的KT/C噪声可以忽略不计，他们可以采样每个DCMS阶段。此外，在CMS阶段，Ccn和Ccp可保持空闲，因为Cfp和Cfn通过由SMP驱动的开关短接。
[0149]图 14
[0150]图14示出根据本发明另一实施例的PGA 1400。PGA 1400可以包括可以包括微分放大器Al,—对可变的输入电容CIN、Cip,—对可变的反馈电容CFN、Cfp和两个斩波开关电路1410、1420。第一斩波电路1410可以提供在PGA 1400的输入，以及第二斩波电路1420可提供在PGA 1400的输出。第一斩波电路1410可分别连接PGA 1400的一对差分输入端子Vin> Vip到输入电容器CIN、Cip的输入端。输入电容器CIN、Cip的输出端可以连接到差分放大器Al的输入端1402、1404。反馈电容器CFN、Cfp每个可耦合在差分放大器Al的相应输出端1406、1408和放大器的输入端1402、1404之间的反馈配置中。放大器输出端1406、1408可耦合到第二斩波电路1420的输入。第二斩波电路1420的输出可耦合到PGA 1400的输出端VON、VOP,以及当需要时另外到加载设备和/或过滤设备(LOAD)。
[0151]斩波电路1410、1420可配置信号流关于放大器Al的方向。斩波电路1410、1420的每个可包括开关阵列，其使各电路的输入端有选择地连接到其输出。具体地，第一斩波电路1410可以包括分别由控制信号Cl或CIB控制的两对开关。Cl开关中的一个可连接Cip电容器的输入端到Vip端，以及另一个Cl开关可连接Cin的输入端到VIN端子。CIB开关中的一个可连接Cip电容器的输入端到Vin端子，以及另一个CIB开关可以连接Cin的输入端到该Vip端子。Cl和CIB控制信号可以以互补的方式在PGA 1000(下面描述)的操作的斩波阶段操作。
[0152]类似地，第二斩波电路1420可以包括分别由控制信号CO或COB控制的两对开关。CO开关中的一个可以将放大器Al的输出端1406连接到Vm端子，以及另一个Cl开关可将放大器Al的输出端1208连接到该VOP端子。CO和COB控制信号可以以互补的方式在PGA1400(下面描述)的操作的斩波阶段操作。
[0153]电容器CIP、CIN、CFN和Cfp可以是可变电容器。也就是说，每个电容器CIP、CIN、CFN和Cfp可以包括开关电容设备的阵列(未示出)。在操作期间，电容器(^、(^可以被设置为具有彼此相等的电容，以及电容器CFN、Cfp可以被设置为具有彼此相等的电容。但是，输入电容器CIP/CIN和反馈电容器CFN/CFP之间的电容比例也可以由控制信号(未示出)以提供PGA系统1400的可编程增益。
[0154]在图14的实施例中，一对开关可以耦合在放大器的输入端1402、1404到各自的输出端1406、1408，其可以通过SMP信号来控制。反馈电容器CFN、Cfp的端子1436、1438可通过由SMPB控制的相应开关耦合到放大器Al的反馈电容器CFN、CFP。反馈电容器CFN、Cfp的端子1436、1438可通过由SMP控制的相应开关耦合到Varo电压源。同样，当PGA 1400被配置在增益/放大模式时，Vcmo电压源可表不放大器Al的期望输出共模。
[0155]如在先前实施例中，PGA 1400可包括一对放大器共模电压源，分别示出为Vcm和V_。Vcm电压源可以被设置为放大器Al的所需输入共模电压。当PGA 1400被配置在增益/放大模式时，Vqb电压源可表示放大器Al的期望输出共模。Vcma电压源可以通过由SMP信号控制的开关连接到放大器Al的输入端0CM,其设置放大器Al的输出共模电压。Vcjro电压源可以通过由SMPB信号控制的开关连接到放大器Al的OCM输入。
[0156]PGA 1400可以包括控制器1450，其响应外部定时信号(例如，时钟CLK信号)，产生控制信号 SMP、SMPB, SMPL, Cl、CIB、CO 和 COB 到 PGA 1400。
[0157]在一个实施例中，PGA 1400的操作可以使用图11的时序图进行。在CMS阶段，SMPL信号可引起其相关联的开关被关闭，从而导致输入电容CIP、CIN的输入端被连接到共模电压VrcM。SMP信号可引起其相关联的开关关闭，这可短接放大器Al的输入端子1402、1404至其各自的输出端1406、1408。另外，反馈电容器1438的端子1436、1438可连接到Vqb电压源。SMPB信号可引起其相关联的开关是打开的，这从放大器Al的输出端子1406、1408断开反馈电容器CFN、CFP的端子1436、1438。SMP开关也可将放大器Al的OCM端子连接到Vcm电压源。
[0158]图14的PGA 1400比图9、10或12的PGA架构提供更好的偏移取消。在现有实施例中，PGA零输入信号，即Vip = Vin，会导致在Al的输出的偏移电压约Vtw，其中Vtw是放大器Al的输入参考偏移。然而，在图14的PGA 1400中，零输入信号(VIP = Vin)可导致在放大器Al的输出端1406、1408的零电压。
[0159]如图9的方案，图14的PGA 1400自然设置放大器Al的输入端子1402、1404的输入共模电压(Vcma)为放大器Al的输出共模ν_。如果需要不同于Vcjro的Vcma电压,在CMS阶段，放大器Al的输出共模电压可以设置为所需的V.。
[0160]前面的描述已经提出的各种架构以采样PGZ中的输入共模电压(图1、图3和图5)和放大器共模电压(图8-10、12、14)。虽然图8-10、12、14说明采用图1的VICM采样技术的PGA，本发明的原理还允许图3和5的VICM采样技术为图8_10、12、14的PGA架构。
[0161]本文中说明和/或描述发明的多个实施例。然而，应当理解的是，本发明的修改和变化都包括在上述教导以及所附权利要求的范围内，而不脱离本发明的精神和所需范围。
【权利要求】
1.一种可编程增益放大器(“PGA”)，包括: 具有一对输入和双输出的差分放大器， 具有分别连接到差分放大器的输入的输出端子的一对输入电容器， 分别连接在差分放大器的输出端和差分放大器的相应输入端之间的一对反馈电容， 第一斩波电路，连接输入电容器到PGA的相应输入端， 第二斩波电路，连接差分放大器的输出端到PGA的各个输出端， 电压源，通过相应开关耦合到差分放大器的输入端，具有设定为差分放大器的共模电压的电压。
2.根据权利要求1所述的PGA，进一步包括通过相应开关耦合到输入电容器的输入端的第二电压源，具有设定为输入到PGA的信号共模的电压。
3.根据权利要求1所述的PGA，其中 每个输入电容被提供一对等权重的子电容，和 斩波电路包括四对开关，一对提供用于各子电容器，每对中的一个开关耦合各个子电容器到第一 PGA输入，以及每对中的另一个开关耦合相应子电容到第二 PGA输入。
4.根据权利要求1所述的PGA，进一步包括:耦合在两个输入电容器的输入端子之间的短路开关。
5.根据权利要求1所述的PGA，进一步包括:耦合在差分放大器的输出端子之间的短路开关。
6.根据权利要求1所述的PGA，进一步包括控制器以管理PGA的开关配置，所述控制器通过操作的多个阶段循环PGA: 共模米样阶段，期间输入电容器米样电压，所述电压表不PGA的输入信号的共模电压和差分放大器的共模电压之间的差异， 第一斩波阶段，期间第一和第二斩波电路以第一取向配置输入信号关于差分放大器的传播，以及 第二斩波阶段，期间第一和第二斩波电路以与第一方向相反的第二方向配置输入信号关于差分放大器的传播。
7.根据权利要求6所述的PGA，进一步包括:其中所述控制器为另一操作阶段管理开关配置，其中输入电容呈现输入信号的共模电压，但不是差分放大器的共模电压。
8.根据权利要求1所述的PGA，其中，所述差分放大器是自动调零放大器。
9.根据权利要求1所述的PGA，其中差分放大器是修剪放大器
10.一种可编程增益放大器(“PGA”)，包括: 具有一对输入和一对输出的差分放大器， 具有分别连接到差分放大器的输入的输出端子的一对输入电容， 分别连接在差分放大器的输出端和差分放大器的相应输入端之间的一对反馈电容器， 第一斩波电路，连接输入电容器到PGA的相应输入端， 第二斩波电路，连接差分放大器的输出端到PGA的各个输出端， 电压源，通过相应开关耦合到差分放大器的输入端，具有设定为呈现到PGA的输入信号的共模电压的电压。
11.根据权利要求10所述的PGA，进一步包括通过各开关耦合到差分放大器的输入端的第二电压源，具有设定为差分放大器的共模电压的电压。
12.根据权利要求10所述的PGA，进一步包括连接在所述差分放大器的输出端子之间的短路开关。
13.根据权利要求10所述的PGA，还包括一对短路的开关，每个开关连接在差分放大器的相应输出端和差分放大器的相应输入端之间。
14.根据权利要求13所述的PGA，进一步包括: 连接开关，耦合反馈电容器分别到差分放大器的输入端和输出端，所述连接开关以与短接开关相反方式进行控制，以及 一对参考电压，分别对应于差分放大器的输入共模和差分放大器的输出共模电压，并通过各自的开关耦合到反馈电容器的各端子。
15.根据权利要求13所述的PGA，进一步包括 对应于反馈电容器设置的一对充电电容器， 开关，以连接充电电容器的端子到对应的反馈电容器的端子，所述连接开关以与短接开关相反方式进行控制，以及 一对参考电压，分别对应于差分放大器的输入共模和差分放大器的输出共模电压，并通过各自的开关耦合到充电电容器的各端子。
16.根据权利要求13所述的PGA，进一步包括 连接开关，耦合反馈电容器分别到差分放大器的输入端和输出端，所述连接开关以与短接开关相反方式进行控制，以及 参考电压，分别对应于差分放大器的共模输出电压，并通过各自的开关耦合到反馈电容器的端子。
17.根据权利要求10所述的PGA，其中所述差分放大器是自动调零放大器。
18.根据权利要求10所述的PGA，其中差分放大器是修剪放大器。
19.一种可编程增益放大器(“PGA”)，包括: 具有一对输入和一对输出的差分放大器， 一对输入电容器，分别连接到差分放大器的输入端， 一对反馈电容器，分别连接在差分放大器的输出端和差分放大器的相应输入端之间， 第一斩波电路，连接输入电容器到PGA的相应输入端， 第二斩波电路，连接差分放大器的的输出端到PGA的各个输出端，并装置，当第二斩波电路处于关闭时采样输入电容器的电压，所述采样电压对应于输入到PGA的信号的共模电压和差分放大器的共模电压之间的差。
20.一种可编程增益放大器(“PGA”)，包括: 具有一对输入和一对输出的差分放大器， 一对输入电容器，分别连接到差分放大器的输入端， 一对反馈电容器，分别连接在差分放大器的输出端和差分放大器的相应输入端之间， 第一斩波电路，连接输入电容器到PGA的相应输入端， 第二斩波电路，连接差分放大器的的输出端到PGA的各个输出端，并装置，当第二斩波电路处于关闭时，呈现对应于输入到PGA的共模电压的输入电容器的输入端的电压，以及 装置，用于当第二斩波电路禁用时，呈现在对应于放大器的偏移补偿共模电压的放大器输入端的电压。
21.—种控制基于斩波电容器的可编程增益放大器的方法，包括: 在操作的共模采样阶段，采样对应于输入到PGA的输入信号的共模电压和PGA内差分放大器的共模电压之间的差的PGA的输入电容器的电压， 在操作的第一斩波阶段，在PGA内控制斩波电路，以从PGA的输入端传播差分输入信号到PGA的输出端，所述输入信号具有相对于所述差分放大器的第一方向， 在操作的第二斩波阶段，在PGA内控制斩波电路，以从PGA的输入端传播差分输入信号到PGA的输出端，所述输入信号具有相对于所述差动放大器的与第一取向反相的第二方向， 其中，采样终止在第一阶段的结束。
22.根据权利要求21所述的方法，进一步包括重复所述第一和第二斩波阶段，而不使用另一种共模采样阶段。
23.根据权利要求21所述的方法，进一步包括，在第一及第二斩波相之间发生的伪采样阶段，呈现输入共模信号到输入电容器。
24.根据权利要求23所述的方法，其中所述共模取样阶段和伪采样阶段具有共同的持续时间。
【文档编号】H03G3/00GK104272590SQ201380023247
【公开日】2015年1月7日 申请日期:2013年5月3日 优先权日:2012年5月3日
【发明者】C·G·莱登, R·S·马奥里诺, D·J·麦克卡尔特内 申请人:美国亚德诺半导体公司