專利名稱：一種斬波放大器及降低其失調(diào)電壓的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于模擬電路設(shè)計領(lǐng)域，特別涉及一種降低斬波放大器失調(diào)電壓的方法。
背景技術(shù)：
為了避免放大器的失調(diào)電壓和低頻噪聲對待放大的微弱信號的影響，可以使用斬波的方法處理信號。如圖1所示，斬波放大器包括第一級斬波開關(guān)100、第一級放大電路200、第二級斬波開關(guān)300、以及第二級放大電路400，輸入信號vin經(jīng)過第一次斬波被調(diào)制到高頻，其輸出和失調(diào)電壓及低頻噪聲從頻域上分離，第一級斬波開關(guān)100的輸出Vswl經(jīng)過第一級放大器放大后輸出Vampl，有用的信號再經(jīng)過第二次斬波后輸出Vsw2回到低頻，而第一級放大電路的干擾信號則被調(diào)制到高頻。然后有用的信號再經(jīng)過第二級放大電路的放大，得到輸出信號VOUt。這一信號處理的過程在頻域上的變化如圖2所示，圖中各圖標(biāo)含義為:V:輸入信號；Vol:第一級放大電路的等效輸入失調(diào)電壓和低頻噪聲；V1:斬波到高頻的輸入信號；Vol ;第一級放大電路的等效輸出失調(diào)電壓和低頻噪聲:V1 '經(jīng)過第一級放大電路放大后的信號；V2:第二次斬波后回到低頻的信號；Vo2第二級放大電路的等效輸入失調(diào)電壓和低頻噪聲；Vol'丨:第二次斬波后變頻到高頻的第一級放大器的失調(diào)電壓和噪聲；fch:斬波頻率。由圖2可知，當(dāng)輸入信號經(jīng)過兩次斬波再次回到低頻后，它在頻域上和同樣位于低頻的第二級放大電路的等效輸入失調(diào)電壓及噪聲重疊，即第二級放大電路的失調(diào)電壓和噪聲將對有用信號產(chǎn)生干擾。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提出一種斬波放大器及降低其失調(diào)電壓的方法，通過對第二級放大電路增加失調(diào)校正電路，減小其失調(diào)電壓對其輸入端有用信號的干擾，從而降低整個斬波放大器的失調(diào)電壓。本發(fā)明的技術(shù)問題通過以下技術(shù)手段予以解決:
一種斬波放大器，包括第一級斬波開關(guān)、第一級放大電路、第二級斬波開關(guān)、以及第二級放大電路，還包括隔離電路和失調(diào)校正電路；
所述隔離電路串聯(lián)在所述第二級斬波開關(guān)與所述第二級放大電路之間，用于控制所述第二級放大電路與所述第二級斬波開關(guān)之間的通斷；
所述失調(diào)校正電路的輸入端與所述斬波放大器的輸出端連接、輸出端與所述隔離電路連接，用于對與所述第二斬波開關(guān)斷開后的所述第二級放大電路進(jìn)行失調(diào)校正。優(yōu)選地:還包括能夠與所述第二級放大電路級聯(lián)以構(gòu)成一靜態(tài)比較器的增益放大電路；所述失調(diào)校正電路用于對所述靜態(tài)比較器進(jìn)行失調(diào)校正?！N降低如前述的斬波放大器的失調(diào)電壓的方法，包括以下步驟:
SlOl:在斬波放大器工作之前，控制隔離電路斷開所述第二級放大電路與所述第二級斬波開關(guān)的連接； S102:利用失調(diào)校正電路對所述第二級放大電路進(jìn)行失調(diào)校正，校正完成后，控制隔離電路恢復(fù)所述第二級放大電路與所述第二級斬波開關(guān)之間的連接，斬波放大器開始正常工作。一種降低如前述的斬波放大器的失調(diào)電壓的方法，其特征在于，包括以下步驟:
5201:在斬波放大器工作之前，控制隔離電路斷開所述第二級放大電路與所述第二級斬波開關(guān)的連接；
5202:將所述第二級放大電路與增益放大電路級聯(lián)以形成一靜態(tài)比較器；
S203:利用失調(diào)校正電路對所述靜態(tài)比較器進(jìn)行失調(diào)校正，校正完成后將所述第二級放大電路與所述增益放大電路斷開，并接回到所述斬波放大器中，斬波放大器開始正常工作。采用本發(fā)明的技術(shù)方案，如果差分輸入的第二級放大電路如果有較高的增益，在開環(huán)下能將輸入信號放大到電源或者地，那么它自身相當(dāng)于一個靜態(tài)比較器。在斬波放大器工作之前，先斷開第二級放大電路和前級電路的連接，并對該靜態(tài)比較器進(jìn)行失調(diào)校正，使其失調(diào)電壓降為最小，然后再將校正后的第二級放大電路連接回斬波放大器中，這樣當(dāng)有用信號達(dá)到第二級放大電路輸入端時，該電路的失調(diào)電壓對有用信號的干擾將減小。如果斬波放大器中的第二級電路沒有足夠高的增益，那么它可以作為比較器中的預(yù)放大電路，額外增加高增益放大器和它級聯(lián)，從而形成一個靜態(tài)比較器，然后對該比較器進(jìn)行失調(diào)校正，從而降低斬波放大器中第二級電路的失調(diào)電壓。因此，與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是通過對第二級放大電路的失調(diào)校正，降低了該失調(diào)電壓對有用信號的干擾。


圖1是現(xiàn)有斬波放大器的原理框 圖2是現(xiàn)有斬波放大器輸入信號vin在斬波放大器放大過程中頻譜的變化 圖3是本發(fā)明具體實施例對斬波放大器第二級放大電路進(jìn)行失調(diào)校正的原理框圖。
具體實施例方式下面對照附圖并結(jié)合優(yōu)選的實施方式對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。本實施例的斬波放大器的原理圖如圖3所示，其包括第一級斬波開關(guān)100、第一級放大電路200、第二級斬波開關(guān)300、以及第二級放大電路400，還包括隔離電路和失調(diào)校正電路，以及可選擇的能夠與所述第二級放大電路級聯(lián)以構(gòu)成一靜態(tài)比較器的增益放大電路；隔離電路串聯(lián)在第二級斬波開關(guān)300與第二級放大電路400之間，用于控制所述第二級放大電路與所述第二級斬波開關(guān)之間的通斷；所述失調(diào)校正電路的輸入端與斬波放大器的輸出端連接、輸出端與隔離電路連接，用于對與所述第二斬波開關(guān)斷開后的所述第二級放大電路(或第二放大電路與增益放大電路構(gòu)成的靜態(tài)比較器)進(jìn)行失調(diào)校正。本實施例的斬波放大器的工作原理和降低失調(diào)電壓的方法如下:
如果斬波放大器原有的第二級放大電路具有足夠高的增益，可以自己作為開環(huán)比較器使用，那么圖中的高增益放大電路可以省略；否則第二級放大電路和高增益放大電路級聯(lián)，構(gòu)成一個新的靜態(tài)比較器。在斬波放大器正常工作之前，先通過隔離電路將其中的第二級放大電路和前面的電路斷開，然后使用失調(diào)校正電路對第二級放大電路(或包含高增益放大電路)構(gòu)成的靜態(tài)比較器進(jìn)行失調(diào)校正，使得第二級放大電路的失調(diào)電壓達(dá)到最小。失調(diào)校正完成后，再將第二級放大電路和高增益放大電路斷開，并接回到原斬波放大器中。之后斬波放大器可以正常工作，當(dāng)有用信號輸入到第二級放大電路輸入端的時候，該電路的失調(diào)電壓對有用信號干擾將變小。以上內(nèi)容是結(jié)合具體的優(yōu)選實施方式對本發(fā)明所作的進(jìn)一步詳細(xì)說明，不能認(rèn)定本發(fā)明的具體實施只局限于這些說明。對于本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干等同替代或明顯變型，而且性能或用途相同，都應(yīng)當(dāng)視為屬于本發(fā)明的保護范圍。
權(quán)利要求
1.一種斬波放大器，包括第一級斬波開關(guān)、第一級放大電路、第二級斬波開關(guān)、以及第二級放大電路，其特征在于:還包括隔離電路和失調(diào)校正電路； 所述隔離電路串聯(lián)在所述第二級斬波開關(guān)與所述第二級放大電路之間，用于控制所述第二級放大電路與所述第二級斬波開關(guān)之間的通斷； 所述失調(diào)校正電路的輸入端與所述斬波放大器的輸出端連接、輸出端與所述隔離電路連接，用于對與所述第二斬波開關(guān)斷開后的所述第二級放大電路進(jìn)行失調(diào)校正。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的斬波放大器，其特征在于:還包括能夠與所述第二級放大電路級聯(lián)以構(gòu)成一靜態(tài)比較器的增益放大電路；所述失調(diào)校正電路用于對所述靜態(tài)比較器進(jìn)行失調(diào)校正。
3.一種降低如權(quán)利要求1所述的斬波放大器的失調(diào)電壓的方法，其特征在于，包括以下步驟: 5101:在斬波放大器工作之前，控制隔離電路斷開所述第二級放大電路與所述第二級斬波開關(guān)的連接； 5102:利用失調(diào)校正電路對所述第二級放大電路進(jìn)行失調(diào)校正，校正完成后，控制隔離電路恢復(fù)所述第二級放大電路與所述第二級斬波開關(guān)之間的連接，斬波放大器開始正常工作。
4.一種降低如權(quán)利要求2所述的斬波放大器的失調(diào)電壓的方法，其特征在于，包括以下步驟: 5201:在斬波放大器工作之前，控制隔離電路斷開所述第二級放大電路與所述第二級斬波開關(guān)的連接； 5202:將所述第二級放大電路與增益放大電路級聯(lián)以形成一靜態(tài)比較器； 5203:利用失調(diào)校正電路對所述靜態(tài)比較器進(jìn)行失調(diào)校正，校正完成后將所述第二級放大電路與所述增益放大電路斷開，并接回到所述斬波放大器中，斬波放大器開始正常工作。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種斬波放大器及降低其失調(diào)電壓的方法，包括第一級斬波開關(guān)、第一級放大電路、第二級斬波開關(guān)、以及第二級放大電路，還包括隔離電路和失調(diào)校正電路；隔離電路串聯(lián)在第二級斬波開關(guān)與第二級放大電路之間，用于控制所述第二級放大電路與所述第二級斬波開關(guān)之間的通斷；所述失調(diào)校正電路的輸入端與斬波放大器的輸出端連接、輸出端與隔離電路連接，用于對與所述第二斬波開關(guān)斷開后的所述第二級放大電路進(jìn)行失調(diào)校正。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是通過對第二級放大電路的失調(diào)校正，降低了該失調(diào)電壓對有用信號的干擾。
文檔編號H03F1/30GK103117713SQ20121057392
公開日2013年5月22日 申請日期2012年12月26日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月26日
發(fā)明者姜琿, 王自強, 張春, 麥宋平, 陳虹, 王志華 申請人:清華大學(xué)深圳研究生院