本發(fā)明一般地涉及斬波穩(wěn)定放大器，更具體地涉及在輸出過(guò)載條件期間具有非常低的輸入泄漏電流的斬波穩(wěn)定放大器和方法。

背景技術(shù)：
參考圖1，傳統(tǒng)的斬波穩(wěn)定INA（儀表放大器）1A包括運(yùn)算放大器3，運(yùn)算放大器的（+）輸入端通過(guò)導(dǎo)體5耦合輸入斬波器2的一個(gè)輸出。放大器3的（-）輸入通過(guò)導(dǎo)體7耦合輸入斬波器電路2的另一個(gè)示出。輸入斬波器2的一個(gè)輸入通過(guò)導(dǎo)體4耦合，用于接收輸入電壓VIN+。輸入斬波器2的另一個(gè)輸入通過(guò)導(dǎo)體8和電阻為R2的反饋電阻器9耦合放大器3的輸出6。標(biāo)示為Cp的不同寄生電容分別耦合導(dǎo)體5和導(dǎo)體7。相似地，INA1A還包括運(yùn)算放大器11，運(yùn)算放大器11的（+）輸入通過(guò)導(dǎo)體15耦合輸入斬波器10的一個(gè)輸出。放大器11的（-）輸入通過(guò)導(dǎo)體13耦合輸入斬波器10的另一個(gè)輸出。輸入斬波器10的一個(gè)輸入通過(guò)導(dǎo)體12耦合，用于接收輸入電壓VIN+。輸入斬波器10的另一個(gè)輸入通過(guò)導(dǎo)體18和電阻為R2的反饋電阻器16耦合放大器11的輸出14。注意到，在圖1A中的輸入斬波器2和10可以與在隨后描述的圖1B中的輸入斬波器相似。電阻R1的電阻器17耦合在導(dǎo)體8和18之間。不同的寄生電容Cp分別耦合導(dǎo)體15和13。輸入斬波器2和10由斬波器時(shí)鐘信號(hào)CHOP_CLK時(shí)鐘控制。施加在導(dǎo)體4和12之間的差分輸入電壓ΔVIN等于VIN+-VIN-。注意到，放大器3和11都包括傳統(tǒng)的輸出斬波器電路，該輸出斬波器電路可以與在隨后描述的圖1B中的輸出斬波器27相似。放大器3的輸出導(dǎo)體6傳導(dǎo)儀表放大器輸出電壓VOUT+，和放大器11的輸出導(dǎo)體14傳導(dǎo)儀表放大器輸出電壓VOUT-，因此由斬波穩(wěn)定INA1A產(chǎn)生的差分輸入電壓ΔVOUT等于VOUT+-VOUT-。在每個(gè)放大器3和11中的輸出斬波器電路27由斬波器時(shí)鐘信號(hào)CHOP_CLK時(shí)鐘控制。圖1B是如圖2A中所示的2007年11月6日提交的Burt等人的標(biāo)題為“用于斬波穩(wěn)定放大器內(nèi)波紋降低的陷波濾波器（NotchFilterforRippleReductioninChopperStabilizedAmplifiers）”的共同擁有的專利7,292,095的傳統(tǒng)斬波放大器的示意圖。在圖1B中的輸入斬波器2包括（+）輸入端，該（+）輸入端接收輸入電壓VINPUT+并連接開(kāi)關(guān)41A和44A的一個(gè)端子。輸入斬波器2還包括（-）輸入端，該（-）輸入端接收輸入電壓VINPUT-和連接開(kāi)關(guān)42A和43A的一個(gè)端子。開(kāi)關(guān)43A和44A都由內(nèi)部斬波時(shí)鐘信號(hào)Φ控制和開(kāi)關(guān)41A和42A都由內(nèi)部斬波時(shí)鐘補(bǔ)償信號(hào)/Φ控制。注意到，在圖1B中的Φ可以與在圖1A中的相同或從圖1A中的CHOP_CLK獲取。合適的放大器的（+）輸入，例如跨導(dǎo)放大器3，連接每個(gè)開(kāi)關(guān)43A和41A的第二端子，和跨導(dǎo)放大器3的（-）輸入連接每個(gè)開(kāi)關(guān)42A和44A的第二端子?？鐚?dǎo)放大器3的（+）輸出通過(guò)導(dǎo)體56耦合輸出斬波器電路27的每個(gè)開(kāi)關(guān)42B和43B的第一端子，而跨導(dǎo)放大器3的（+）輸出通過(guò)導(dǎo)體56耦合輸出斬波器電路27的開(kāi)關(guān)42B和43B的第一端子。在圖1B中所示的斬波穩(wěn)定放大器的輸出導(dǎo)體58連接每個(gè)開(kāi)關(guān)43B和41B的第二端子，并且傳導(dǎo)輸出電壓VOUTPUT+，斬波穩(wěn)定放大器的另一個(gè)輸出導(dǎo)體59連接開(kāi)關(guān)42B和44B的第二端子，并且傳導(dǎo)輸出電壓VOUTPUT-。在輸入斬波器2和輸出斬波器27中的開(kāi)關(guān)可以通過(guò)不同方式實(shí)施，例如通過(guò)CMOS傳輸門電路。（注意到，輸出斬波器27的操作不會(huì)明顯影響斬波穩(wěn)定放大器的輸入泄漏電流。）在圖1B中所示的斬波穩(wěn)定放大器基本上等同于在圖4中所示的傳統(tǒng)斬波器，該傳統(tǒng)斬波器在ISBN0-7803-5008-1的9月7日到10日在葡萄牙里斯本的1998年IEEE國(guó)際會(huì)議的電子、電路、和系統(tǒng)的由M.Sanduleanu、A.vanTuigal、R.Wasasenaar、和H.Wallinga的文獻(xiàn)“低噪聲，低冗余偏置（ALowNoise,LowResidualOffset）”中描述。Sanduleanu文獻(xiàn)的圖5示出另一個(gè)相似的電路，其中輸出斬波開(kāi)關(guān)包括在跨導(dǎo)放大器的折疊共源共柵級(jí)內(nèi)而不是在跨導(dǎo)放大器的折疊共源共柵級(jí)之后；Sanduleanu文獻(xiàn)的相關(guān)聯(lián)文本描述對(duì)于某些應(yīng)用而言在圖4的實(shí)施處的圖5的實(shí)施的優(yōu)勢(shì)。對(duì)于在圖1A中的斬波穩(wěn)定INA1A的正常操作，下面的兩個(gè)方程式有效，假設(shè)高放大器增益：方程式1：DVOUT1DΔVIN其中ΔVOUT=VOUT+-VOUT-和ΔVIN=VIN+-VIN-。方程式2：ΔV=0斬波穩(wěn)定INA1A的允許輸入動(dòng)態(tài)范圍取決于在方程式1A中的增益項(xiàng)，該項(xiàng)由電阻器R1和R2確定。在方程式1和2都有效的正常操作條件下，輸入泄漏電流ILEAKAGE非常小，例如，幾微微安培。然而，當(dāng)ΔVIN超過(guò)斬波穩(wěn)定INA1A的動(dòng)態(tài)輸入電壓范圍極限時(shí)，其輸出變得“飽和”。然后，方程式2不再有效，和根據(jù)表達(dá)式3泄漏電流ILEAKAGE急劇增加，方程式3：ILEAKAGE=2Cp×ΔV×fCHOP其中fCHOP是輸入斬波頻率。由方程式3給出的ILEAKAGE值可以在微安范圍內(nèi)，和在許多應(yīng)用中該泄漏電流值太高以至于不能接受。例如，存在醫(yī)療安全規(guī)格，不允許超過(guò)一定量的電流，例如，1微安，流入人體或從人體流出。診斷用心電圖記錄儀的ANSI/AAMIECU（醫(yī)療儀器進(jìn)步的美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)/協(xié)會(huì)）標(biāo)準(zhǔn)將流入人體或從人體流出的電流限制為小于100nA。對(duì)于生物電位測(cè)量，確定電極與斬波穩(wěn)壓放大器的電連接是否已經(jīng)變松非常重要。為此，非常小的電流（大約數(shù)十毫微安）注入附接至人體的電極。其思想是，對(duì)于開(kāi)放電極，放大器輸入將到達(dá)電源電壓軌，并且可以檢測(cè)該放大器輸入。在飽和期間在斬波穩(wěn)壓放大器中的過(guò)量泄漏電流干擾該檢測(cè)，以下將進(jìn)行描述。如果電極已經(jīng)斷開(kāi)連接，那么放大器的輸入朝著電源電壓軌移動(dòng)。這可以引起對(duì)于大于單位元素的任何增益而言斬波穩(wěn)定放大器的輸出飽和。如果在飽和期間ILEAKAGE增加到大于注入到人體的電流的值，那么可以防止輸入信號(hào)充分移動(dòng)至接近電源電壓，因而干擾電極與人體斷開(kāi)的可靠檢測(cè)。因此，即使在輸出過(guò)載條件期間需要保持泄漏電流較低。在正常的放大器操作期間，非常小的輸入電流，通常小于微微安，是如果未使用斬波器穩(wěn)定流過(guò)的所有電流。然而，如果放大器是斬波穩(wěn)定的，那么在正常操作期間ILEAKAGE可以僅僅只有幾微微安，但是如果出現(xiàn)放大器過(guò)載條件（本文中還被稱為飽和狀況），那么ILEAKAGE的值可以增加（超過(guò)一百萬(wàn)的因數(shù)）至許多微安。本文中使用的術(shù)語(yǔ)放大器“過(guò)載”或“飽和”是指放大器輸入電壓ΔVIN乘以放大器增益的乘積超過(guò)VDD-VSS的條件。大多數(shù)包括放大器的系統(tǒng)嘗試校正其中放大器輸出嘗試超過(guò)電源電壓的飽和，例如，其中放大器輸出電壓“正在飽和”。通常，這是通過(guò)將放大器增益降低到單位元素從而防止或校正飽和狀況實(shí)現(xiàn)的。用于實(shí)現(xiàn)該目的的傳統(tǒng)技術(shù)是使用增益控制電路將放大器增益降低至單位元素。通常，在系統(tǒng)中的DSP（數(shù)字信號(hào)處理器）首先識(shí)別來(lái)自表示放大器輸出電壓的數(shù)字化數(shù)據(jù)的飽和狀況。然后，DSP提供控制信號(hào)給增益控制電路，降低放大器增益，以便于消除飽和狀況。然而，當(dāng)前可用的斬波穩(wěn)定放大器的用戶只看到放大器輸出的數(shù)字化表示；在充分延遲之后，用戶看到放大器輸出。因此，DSP觀察數(shù)字化輸出，然后在充分延遲之后才去合適的校正行為。不幸的是，不能接受通過(guò)降低放大器增益防止放大器過(guò)載/飽和狀況的前述技術(shù)作為降低ILEAKAGE的方式。因此，需要一種在放大器過(guò)載條件期間具有非常低的泄漏電流的斬波穩(wěn)定放大器。還需要一種能夠滿足需要具有高輸入阻抗的放大器的任何應(yīng)用所需的非常低的輸入泄漏電流規(guī)格的斬波穩(wěn)定放大器，包括其中最大輸入泄漏電流由建立的標(biāo)準(zhǔn)闡述的醫(yī)療器件的施加。還需要一種自動(dòng)地限制在放大器過(guò)載/飽和狀況期間出現(xiàn)的輸入泄漏電流的增加的斬波穩(wěn)定放大器。還需要一種避免用于檢測(cè)放大器過(guò)載/飽和狀況和采取正確的行為防止過(guò)量輸入泄漏電流的斬波穩(wěn)定放大器。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目標(biāo)是提供用于在放大器過(guò)載條件期間提供非常低的放大器輸入泄漏電流的斬波穩(wěn)定放大器和方法。本發(fā)明的另一個(gè)目標(biāo)是提供能夠滿足需要具有高輸入阻抗的放大器的任何施加所需的非常低的輸入泄漏電流規(guī)格的斬波穩(wěn)定放大器和方法，包括其中最大輸入泄漏電流由建立的標(biāo)準(zhǔn)闡述的醫(yī)療器件的應(yīng)用。本發(fā)明的另一個(gè)目標(biāo)是提供自動(dòng)地限制在放大器過(guò)載/飽和狀況期間出現(xiàn)的輸入泄漏電流的增加的斬波穩(wěn)定放大器。本發(fā)明的另一個(gè)目標(biāo)是提供避免用戶檢測(cè)放大器過(guò)載/飽和狀況和采取正確的行為防止過(guò)量放大器輸入泄漏電流的需求的斬波穩(wěn)定放大器。本發(fā)明的另一個(gè)目標(biāo)是提供內(nèi)部檢測(cè)飽和或接近飽和狀況與響應(yīng)飽和或接近飽和狀況的檢測(cè)自動(dòng)地使內(nèi)部輸入斬波操作停止的集成電路斬波穩(wěn)定放大器。簡(jiǎn)要地描述，和根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，本發(fā)明提供斬波穩(wěn)定放大器（20A），該斬波穩(wěn)定放大器包括放大器（3）、第一輸入（4）用于接收輸入信號(hào)（VIN+）和輸出（5）耦合放大器的第一輸入的輸入斬波器（2A）、以及耦合放大器的輸出（6）從而通過(guò)輸入斬波器（2A）的第二輸入（8）和第二輸出（7）耦合反饋信號(hào)（VFB+）和放大器（3）的第二輸入的反饋電阻器（9）。輸入斬波器響應(yīng)斬波時(shí)鐘（CHOP_CLK）操作。如果放大器（3）不可接受地接近飽和狀況，那么斬波時(shí)鐘（CHOP_CLK）不能降低斬波穩(wěn)定放大器的輸入泄漏電流（ILEAKAGE）。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，本發(fā)明提供包括第一放大器（3）、具有耦合的用于接收第一輸入信號(hào)（VIN+）的第一輸入（4）的第一輸入斬波器電路（2A）、耦合第一放大器（3）的第一輸入（+）的第一輸出（5）、以及耦合第一放大器（3）的第二輸入（-）的第二輸出（7）的斬波穩(wěn)定放大器（20A）。第一放大器（3）的第二輸入（-）被耦合用于接收第一反饋信號(hào)（VFB+）。第一斬波器輸入電路（2A）響應(yīng)斬波時(shí)鐘（CHOP_CLK）和響應(yīng)斬波使能信號(hào)（CHOP_EN）操作。第一反饋電阻器（9）耦合在第一放大器（3）的輸出（6）和第一放大器（3）的第二輸入（-）之間，產(chǎn)生第一反饋信號(hào)（VFB+）。增益電阻器（17）具有耦合第一放大器（3）的第二輸入（-）的第一端和被耦合用于接收預(yù)定電壓的第二端（18）。飽和檢測(cè)電路（52-1）耦合在斬波穩(wěn)定放大器（20A）中的信號(hào)路徑，以便于比較在信號(hào)路徑中的信號(hào)電平（例如，VIN+或VOUT+）和參考電平，如果放大器處于正常操作模式則產(chǎn)生斬波使能信號(hào)（CHOP_EN），和如果第一放大器（3）不可接受地接近飽和狀況那么使斬波使能信號(hào)（CHOP_EN）禁用。在一個(gè)實(shí)施例中，第一輸入斬波器電路（2A）耦合來(lái)自第一斬波器電路（2A）的第二輸入（8）的第一反饋信號(hào)（VFB+）的斬波表示和第一放大器（3）的第二（-）輸入。在一個(gè)實(shí)施例中，斬波使能電路（34）包括與操作電路（54），該與操作電路具有用于接收斬波時(shí)鐘（CHOP_CLK）的第一輸入、用于接收時(shí)鐘使能信號(hào)（CHOP_EN）的使能輸入、以及用于產(chǎn)生用于控制在第一輸入斬波器電路（2A）中的斬波開(kāi)關(guān)（41,42,43,44）的使能斬波時(shí)鐘信號(hào)（Φ）的輸出。在一個(gè)實(shí)施例中，第一放大器（30）包括耦合第一放大器（3）的輸出（6）的輸出斬波器電路（圖1B中的27），斬波穩(wěn)定放大器（20）的第一輸出信號(hào)（VOUT+）由在第一放大器（3）的輸出上的輸出斬波器電路（27）產(chǎn)生。在一個(gè)實(shí)施例中，斬波使能電路（34）包括用于產(chǎn)生使能斬波時(shí)鐘補(bǔ)償信號(hào)（/Φ）的電路（55），該使能斬波時(shí)鐘補(bǔ)償信號(hào)是使能斬波時(shí)鐘的邏輯補(bǔ)償（Φ）。在一個(gè)實(shí)施例中，飽和檢測(cè)電路（在圖2中的52-1）包括第一比較器（23），該第一比較器的第一輸入（+）耦合第一參考電壓（V33）、第二輸入（-）被耦合用于接收第一輸出信號(hào)（VOUT+）、以及輸出耦合具有其上產(chǎn)生斬波器使能信號(hào)（CHOP_EN）的輸出（21）的或操作電路（22）的第一輸入。第二比較器（25）的第一輸入（+）被耦合用于接收第一輸出信號(hào)（VOUT+）和第二輸入（-）耦合第二參考電壓（V32），還使其輸出耦合或操作電路（22）的第二輸入。在一個(gè)實(shí)施例中，飽和檢測(cè)電路（在圖4中的52-2）包括第一比較器（25），該比較器具有嵌入式偏置（VOS），還使其第一輸入（+）耦合第一輸入信號(hào)（VIN+）、第二輸入（-）被耦合用于接收第一反饋信號(hào)（VFB+）、以及輸出耦合或操作電路（22）的第一輸入?；虿僮麟娐罚?2）具有在其上產(chǎn)生斬波器使能信號(hào)（CHOP_EN）的輸出（21）。第二比較器（24）的第一輸入（+）被耦合用于接收第一反饋信號(hào)信號(hào)（VFB+）和第二輸入（-）被耦合用于接收第一輸入信號(hào)（VIN+），還使其輸出耦合或操作電路（22）的第二輸入。在一個(gè)實(shí)施例中，第一放大器（3）由第一電源電壓（VDD）和第二電源電壓（VSS）供電，斬波穩(wěn)定放大器（20A）包括參考電路，該參考電路包括串聯(lián)耦合在第一電源電壓（VDD）和第二電源電壓（VSSVSS）之間的第一（29）電阻器、第二（30）電阻器、和第三（31）電阻器。第一電阻器（29）耦合在第一電源電壓（VDD）和第二參考電壓（V32）之間，第二電阻器（30）耦合在第二參考電壓（V32）和第一參考電壓（V33）之間，以及第三電阻器（31）耦合在第一參考電壓（V33）和第二電源電壓（VSS）。在一個(gè)實(shí)施例中，斬波穩(wěn)定放大器是包括第一放大器（3）、第一輸入斬波器電路（2A）、第一反饋電阻器（9）、增益電阻器（17）、和飽和檢測(cè)電路（52-1）的斬波穩(wěn)定儀表放大器（20-1）。儀表放大器（20-1）還包括具有其上產(chǎn)生第二輸出信號(hào)（VOUT-）的輸出（14）的第二放大器（11）、具有被耦合用于接收第二輸入信號(hào)（VIN-）的第一輸入（12）的第二輸入斬波器電路（10A）、被耦合用于接收第二反饋信號(hào)（VFB-）的第二輸入18、耦合第二放大器（11）的第一輸入（+）的第一輸出（15）、以及耦合第二放大器（11）的第二輸入（-）的第二輸出（13）。第二輸入斬波器電路（10A）響應(yīng)斬波時(shí)鐘（CHOP_CLK）和響應(yīng)斬波使能信號(hào)（CHOP_EN）操作。第二反饋電阻器（16）耦合在第二放大器（11）的輸出（14）和第二輸入斬波器電路（10A）的第二輸入（18）之間，產(chǎn)生第二反饋信號(hào)（VFB-）。增益電阻器（17）的第二端耦合第二輸入斬波器電路（10A）的第二輸入（18）。飽和檢測(cè)電路（在圖2中的52-1）包括第三比較器（24），第三比較器的第一輸入（+）被耦合用于接收第二輸出信號(hào)（VOUT-）、第二輸入（-）耦合第二參考電壓（V32）、以及輸出耦合或操作電路（22）的第三輸入。飽和檢測(cè)電路（52-1）還包括第四比較器（26），該第四比較器的第一輸入（+）被耦合用于接收第一參考電壓（V33）、第二輸入（-）被耦合用于接收第二輸出信號(hào)（VOUT-）、和輸出耦合或操作電路（22）的第四輸入。在一個(gè)實(shí)施例中，輸入斬波器電路（2A）包括第一開(kāi)關(guān)（44A）、第二開(kāi)關(guān)（43A）、第三開(kāi)關(guān)（41A）、和第四開(kāi)關(guān)（42A），第一開(kāi)關(guān)（44A）由使能斬波時(shí)鐘信號(hào)（Φ）控制和具有第一端（55），還具有耦合第一放大器（3）的第二輸入（-）的第二端。第二開(kāi)關(guān)（43A）由使能斬波時(shí)鐘信號(hào)（Φ）控制和具有第一端（51），還具有耦合第一放大器（3）的第一輸入（+）的第二端。輸入差分信號(hào)（例如，ΔV或ΔVIN）施加在第一開(kāi)關(guān)（44A）和第二開(kāi)關(guān)（43A）的第一端之間。第三開(kāi)關(guān)（41A）根據(jù)使能斬波時(shí)鐘補(bǔ)償信號(hào)（/Φ）控制，具有耦合第一開(kāi)關(guān)（44A）的第一端（55）的第一端和耦合第一放大器（3）的第一輸入（+）的第二端。第四開(kāi)關(guān)（42A）根據(jù)使能斬波時(shí)鐘補(bǔ)償信號(hào)（/Φ）控制，具有耦合第三開(kāi)關(guān)（43A）的第一端的第一端和耦合第一放大器（3）的第二輸入（-）的第二端。在一個(gè)實(shí)施例中，第一放大器（3）和第二放大器（11）都是跨導(dǎo)放大器。在一個(gè)實(shí)施例中，第一比較器（23）、第二比較器（25）、第三比較器（24）、和第四比較器（26）具有比第一放大器（3）和第二放大器（11）的偏置和帶寬更低的偏置和更高的帶寬。在一個(gè)實(shí)施例中，預(yù)定電壓（18）是固定參考電壓。在一個(gè)實(shí)施例中，本發(fā)明提供用于降低在斬波穩(wěn)定放大器（20A）中的輸入泄漏電流（ILEAKAGE）的方法，其中斬波穩(wěn)定放大器（20A）包括放大器（3）、其第一輸入（4）被耦合用于接收輸入信號(hào)（VIN+）和輸出（5）耦合放大器（3）的第一輸入（+）的輸入斬波器電路（2A）、耦合放大器（3）的輸出（6）從而耦合反饋信號(hào)（VFB+）和放大器（3）的第二輸入（-）的反饋電阻器（9），斬波穩(wěn)定放大器（20A）產(chǎn)生輸出信號(hào)（VOUT+），其中輸入斬波器電路（2A）響應(yīng)斬波時(shí)鐘（CHOP_CLK）操作，該方法包括在正常模式中操作斬波穩(wěn)定放大器（20A）；通過(guò)比較在斬波穩(wěn)定放大器（20A）的信號(hào)路徑中的信號(hào)電平（例如，VOUT+或VIN+）和參考值（例如，V32、V33、或VOS）確定放大器（3）是否不可接受地接近飽和狀況；以及如果確定放大器（3）不可接受地接近飽和狀況，那么禁用斬波時(shí)鐘（CHOP_CLK）。在一個(gè)實(shí)施例中，該方法包括邏輯地與操作斬波時(shí)鐘（CHOP_CLK）和產(chǎn)生使能斬波時(shí)鐘信號(hào)（Φ），用于控制在正常模式操作期間在輸入斬波器電路（2A）中的斬波開(kāi)關(guān)（41A,42A,43A,44A）。在一個(gè)實(shí)施例中，該方法包括比較在第一參考電壓（V33）和輸出信號(hào)（VOUT+）之差，如果差是正值，那么禁用斬波時(shí)鐘信號(hào)（Φ），以及比較在第一輸出（VOUT+）和第二參考電壓（V32）之間的差，如果該差是正值，那么禁用使能時(shí)鐘信號(hào)（Φ）。在一個(gè)實(shí)施例中，本發(fā)明提供具有低輸入泄漏電流（ILEAKAGE）的斬波穩(wěn)定放大器（20A），斬波穩(wěn)定放大器（20A）包括放大器（3）、第一輸入（4）被耦合用于接收輸入信號(hào)（VIN+）和輸出（5）耦合放大器（3）的第一輸入（+）的輸入斬波電路（2A）、耦合放大器（3）的輸出（6）從而耦合反饋信號(hào)（VFB+）和放大器（3）的第二輸入（-）的反饋電阻器（9），斬波穩(wěn)定放大器（20A）產(chǎn)生輸出信號(hào)（VOUT+），其中第一斬波器輸入電路（2A）響應(yīng)斬波時(shí)鐘（CHOP_CLK）和響應(yīng)斬波使能信號(hào)（CHOP_EN）操作，斬波穩(wěn)定放大器（20A）包括用于在正常模式中操作斬波穩(wěn)定放大器（20A）的裝置（34，2A，3）；用于通過(guò)比較在斬波穩(wěn)定放大器（20A）的信號(hào)路徑中的信號(hào)電平（例如，VOUT+或VIN+）和參考值（例如，V32、V33、或VOS）確定放大器（3）是否不可接受地接近飽和狀況的裝置（例如，52-1或52-2）；以及如果確定放大器（3）不可接受地接近接近飽和狀況禁用斬波時(shí)鐘（CHOP_CLK）。附圖說(shuō)明圖1A是傳統(tǒng)的斬波穩(wěn)定儀表放大器的框圖。圖1B是傳統(tǒng)的斬波穩(wěn)定放大器的基本示意圖。圖2是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例的示意圖。圖3是包括在圖2的輸入斬波器電路2中的斬波時(shí)鐘使能電路的邏輯圖。圖4是本發(fā)明的可選實(shí)施例的示意圖。具體實(shí)施方式參考圖2，斬波穩(wěn)定儀表放大器（INA）20-1包括具有輸入斬波器2A、放大器3、和輸出斬波器27A的“上部”斬波穩(wěn)定放大器20A。INA20-1還包括具有輸入斬波器10A、放大器11、和輸出斬波器28A的“下部”斬波穩(wěn)定放大器20B。放大器3和11都包括與在圖1B中先前描述的輸出斬波器27基本相同的輸出斬波器電路。輸入斬波器2A還可以與在圖1B中的輸入斬波器2相同的方式實(shí)施，取決于特定的施加需求，在圖2中的輸入斬波器2和放大器3的組合可以與輸入斬波器折疊共源共柵級(jí)放大器和先前提及的M.Sanduleanu、A.vanTuigal、R.Wasasenaar、和H.Wallinga的文獻(xiàn)“用于混合級(jí)應(yīng)用的低噪聲，低冗余偏置的斬波穩(wěn)定電路（ALowNoise,LowResidualOffset,ChoppedAmplifierforMixedLevelApplications）”的圖4中所示的輸出斬波器相同。也就是說(shuō)，在圖2中的輸入斬波器2A可以與在圖1B中的輸入斬波器2基本上相同，在圖2的放大器3中的放大電路可以與差分輸入級(jí)和Sanduleanu文獻(xiàn)的圖4中所示的折疊共源共柵級(jí)電路相同，和在圖2的放大器3中的輸出斬波器可以與在圖1B中的輸出斬波器27基本上相同?；蛘?，在圖2中的放大器3可以與Sanduleanu文獻(xiàn)的圖5中所示的差分輸入級(jí)和折疊共源共柵級(jí)基本上相同，其中斬波器2A與如圖1B中所示的輸入斬波器2基本上相同，以及其中在圖2的放大器3中的放大電路和輸出斬波器與如Sanduleanu文獻(xiàn)的圖5中所示的差分輸入級(jí)和折疊共源共柵級(jí)電路和其嵌入式上部和下部輸出斬波器電路基本上相同。輸入斬波器2A的一個(gè)輸入通過(guò)導(dǎo)體4耦合，用于接收輸入電壓VIN+。放大器3的（+）輸入通過(guò)導(dǎo)體5耦合輸入斬波器2A的一個(gè)輸出。放大器3的（-）輸入通過(guò)導(dǎo)體7耦合輸入斬波器2A的另一個(gè)輸出。輸入斬波器2A的另一個(gè)輸入接收在導(dǎo)體8上的反饋信號(hào)VFB+，其通過(guò)反饋電阻器R2耦合放大器3的輸出6。寄生電容Cp耦合導(dǎo)體5和7。輸入泄漏電流ILEAKAGE流過(guò)輸入導(dǎo)體4。相似地，在斬波穩(wěn)定放大器20B中，輸入斬波器10A的一個(gè)輸入通過(guò)導(dǎo)體12耦合，用于接收輸入電壓VIN-?？梢耘c如上所述的放大器3相同的放大器11的（+）輸入通過(guò)導(dǎo)體15耦合輸入斬波器10A的一個(gè)輸出，其中輸入斬波器10A可以與以上所述的輸入斬波器2A相同。放大器11的（-）輸入通過(guò)導(dǎo)體13耦合輸入斬波器10A的另一個(gè)輸出。輸入斬波器10A的另一個(gè)輸入接收在導(dǎo)體18上的反饋信號(hào)VFB-，通過(guò)電阻為R2的反饋電阻器16耦合放大器11的輸出14。輸入泄漏電流ILEAKAGE流過(guò)輸入導(dǎo)體12。增益電阻器R1耦合在導(dǎo)體8和18之間。寄生電容Cp耦合導(dǎo)體15和13。如圖3中所示，輸入斬波器2A和10A都由響應(yīng)斬波器時(shí)鐘信號(hào)CHOP_CLK和斬波器使能信號(hào)CHOP_EN產(chǎn)生的斬波器時(shí)鐘信號(hào)Φ時(shí)鐘控制。在圖3中，斬波時(shí)鐘使能電路34包括與門54，其一個(gè)輸入耦合用于接收斬波時(shí)鐘CHOP_CLK和耦合另一個(gè)輸入用于接收斬波時(shí)鐘使能信號(hào)CHOP_EN?！芭c”門54的輸出產(chǎn)生內(nèi)部使能斬波時(shí)鐘信號(hào)Φ（參考圖1B），并且還連接反相器55的輸入，產(chǎn)生內(nèi)部使能邏輯斬波時(shí)鐘補(bǔ)償信號(hào)/Φ。如圖3中所示的斬波時(shí)鐘使能電路34可以在每個(gè)輸入斬波器2A和10A的外部或包括在每個(gè)輸入斬波器2A和10A內(nèi)，對(duì)于包括在每個(gè)放大器3和11內(nèi)的輸出斬波器27也一樣，從而產(chǎn)生在每個(gè)輸入斬波器2A和10A內(nèi)所需和包括在每個(gè)放大器3和11中的輸出斬波器27中所需的內(nèi)部斬波信號(hào)Φ和其邏輯補(bǔ)償信號(hào)/Φ（參考圖1B）。在圖2中，放大器3的輸出導(dǎo)體6傳導(dǎo)斬波穩(wěn)定放大器20-1的輸出電壓VOUT+，和放大器11的輸出導(dǎo)體14傳導(dǎo)其輸出電壓VOUT-。斬波穩(wěn)定INA20-1包括飽和檢測(cè)電路52-1，當(dāng)INA20-1在或接近處于飽和或過(guò)載條件時(shí)，根據(jù)VOUT+和VOUT-確定。如果檢測(cè)到該條件，那么飽和檢測(cè)電路52-1操作，禁用輸入斬波器2A和10A的斬波操作（還有以上所述的輸出斬波器27），因而防止先前描述的在飽和狀況期間可能出現(xiàn)的大量增加的ILEAKAGE。飽和檢測(cè)電路52-1包括4個(gè)比較器23、24、25、和26，或非門22、以及包括串聯(lián)耦合在VDD和VSS之間的電阻器29、30、和31的電壓參考電路。電阻器29連接在VDD和導(dǎo)體32，電阻器30連接在導(dǎo)體32和導(dǎo)體33之間，以及電阻器31連接在導(dǎo)體33和VSS之間。電阻器29、30、和31的電阻可以分別是例如xR、R、和xR，其中x是小部分。比較器23的（+）和（-）輸入分別耦合在導(dǎo)體33上的V33和VOUT+。相似地，比較器24的（+）和（-）輸入分別耦合VOUT-和在導(dǎo)體32上的V32。比較器25的（+）和（-）輸入分別耦合VOUT+和V32。比較器26的（+）和（-）輸入分別耦合V33和VOUT-。比較器23、24、25、和26的輸出分別連接或非門22的4個(gè)輸入。比較器23、24、25、和26優(yōu)選地設(shè)計(jì)為具有比放大器3和11的偏置和帶寬更低的偏置和更高的帶寬。斬波器使能信號(hào)CHOP_EN由在導(dǎo)體21上的或非門22產(chǎn)生。對(duì)于斬波穩(wěn)定INA20-1的合適操作，VOUT+和VOUT-必須不小于低于VDD的大約100毫伏，和不低于高于VSS的大約100毫伏。如果VOUT+或VOUT-在100毫伏的VDD或VSS，認(rèn)為INA20-1的輸出在“范圍之外”。因此，以上所述的電阻器29、30、和31的電阻xR、R、和xR分別是，其中選擇x以便于導(dǎo)致在導(dǎo)體32上的電壓V32，近似等于VDD-100毫伏，和還導(dǎo)致在導(dǎo)體33上的電壓V33近似等于VSS+100毫伏（或表明INA20-1在或接近飽和狀況的任何其他電壓）。如果飽和檢測(cè)電路52-1檢測(cè)到飽和狀況，然后飽和檢測(cè)電路操作，無(wú)論何時(shí)斬波穩(wěn)定INA20-1的輸出VOUT+和/或VOUT-在范圍之外，禁用輸入斬波器2A和10A的操作。在斬波穩(wěn)定INA20-1的正常操作期間，通過(guò)反饋電阻器9和導(dǎo)體8的反饋循環(huán)迫使輸入斬波器2A的ΔV輸入電壓等于零，只要放大器3不處于過(guò)載或飽和狀況。相似地，通過(guò)在正常操作期間反饋電阻器16和導(dǎo)體18的反饋循環(huán)迫使輸入斬波器10A的ΔV輸入電壓等于零，只要放大器11不處于過(guò)載或飽和狀況。然而，在飽和/過(guò)載條件期間，每個(gè)ΔV和每個(gè)相對(duì)應(yīng)的輸入滲泄露流ILEAKAGE由方程式3確定，可以變得非常大，例如大于由先前提及的醫(yī)療器件標(biāo)準(zhǔn)需要的大約1微安。因此，任何時(shí)候VOUT+或VOUT-移動(dòng)到大約100毫伏的VDD或VSS，飽和檢測(cè)電路52-1的基本操作引起圖3的斬波器使能電路34停止產(chǎn)生內(nèi)部斬波信號(hào)Φ和其內(nèi)部邏輯補(bǔ)償信號(hào)/Φ，因而禁用輸入斬波器2A和10A的輸入斬波操作，和防止ILEAKAGE變得過(guò)大（還禁用輸出斬波器27A和2A的輸出斬波操作）。圖4示出另一種斬波穩(wěn)定INA20-2，如圖2中所示，該斬波穩(wěn)定INA20-2包括含有輸入斬波器2A和放大器3的第一斬波穩(wěn)定放大器20A，還包括含有輸入斬波器10A和放大器11的第二斬波穩(wěn)定放大器20B。如圖2中所示，輸入斬波器電路2A和10A與包括在每個(gè)放大器3和11中的輸出斬波器電路27在已經(jīng)由斬波器使能信號(hào)CHOP_EN啟用之后響應(yīng)斬波器時(shí)鐘信號(hào)CHOP_CLK通過(guò)圖3中的使能電路34進(jìn)行時(shí)鐘控制。在圖4中的斬波穩(wěn)定INA20-2包括飽和檢測(cè)電路52-2，該飽和檢測(cè)電路根據(jù)輸入電壓VIN+和VIN-判斷何時(shí)INA20-2接近或處于飽和狀況，因此通過(guò)輸入斬波器2A和10A禁用輸入信號(hào)，和輸出信號(hào)由在每個(gè)放大器3和11中的輸出斬波器27斬波，從而防止先前描述的可能在飽和期間出現(xiàn)的ILEAKAGE的大量增加。飽和檢測(cè)電路52-2包括4個(gè)比較器23、24、25、和26與或非門22。每個(gè)比較器23、24、25、和26設(shè)計(jì)為具有嵌入式偏置電壓VOS，該嵌入式偏置電壓在圖4中建模為電壓源VOS，該電壓源的（-）端子連接比較器的（+）輸入。注意到，每個(gè)電壓源VOS的（+）輸入認(rèn)為是相對(duì)應(yīng)的比較器的“實(shí)際”輸入。比較器23的實(shí)際（+）輸入和（-）輸入分別耦合VFB-和VIN-。比較器24的實(shí)際（+）輸入和（-）輸入分別耦合VFB+和VIN+。比較器25的實(shí)際（+）輸入和（-）輸入分別耦合VIN+和VFB+。比較器26的實(shí)際（+）輸入和（-）輸入分別耦合VIN-和VFB-。比較器23、24、25、和26的輸出分別連接或非門22的4個(gè)輸入。斬波使能信號(hào)CHOP_EN由在導(dǎo)體21上的或非門22產(chǎn)生。每個(gè)比較器23、24、25、和26的嵌入式偏置電壓VOS可以稍微小于大約10毫伏。因此，斬波穩(wěn)定放大器20A的輸入ΔV=VIN+-VFB+是具有以上所述的嵌入式偏置VOS的比較器的輸入。如果ΔV超過(guò)比較器的嵌入式VOS，那么禁用輸入斬波器2A。而且，相同的輸入ΔV施加在另一個(gè)比較器的正（+）輸入和（-）輸入之間，如果ΔV超過(guò)比較器的嵌入式Voffset那么禁用輸入斬波器2A。相似地，斬波穩(wěn)定放大器20B的輸入ΔV=VIN--VFB-是具有以上所述的嵌入式偏置VOS的比較器的輸入。如果ΔV超過(guò)比較器的嵌入式偏置，那么禁用輸入斬波器10A。而且，相同的輸入ΔV施加在另一個(gè)比較器的正（+）輸入和（-）輸入之間，如果ΔV超過(guò)比較器的嵌入式Voffset那么禁用輸入斬波器10A。然而，圖4中的結(jié)構(gòu)不操作，如果ΔV小于偏置電壓，完全消除滲漏ILEAKAGE電流。圖4的結(jié)構(gòu)和技術(shù)存在允許ΔV增加到VOS的缺點(diǎn)。這意味著必須許可對(duì)應(yīng)于ΔV=VOS的輸入滲泄露流ILEAKAGE的量。而且，在放大器回轉(zhuǎn)或如果放大器反饋循環(huán)增益不充足，可以不理想地禁用輸入斬波器2A和10A。因此，對(duì)于許多應(yīng)用，在圖2中所示的“輸出飽和檢測(cè)”技術(shù)對(duì)在圖4中所示的“輸入飽和檢測(cè)”技術(shù)來(lái)說(shuō)是優(yōu)選的。應(yīng)當(dāng)理解，與單個(gè)普通的斬波穩(wěn)定放大器一樣，本發(fā)明適用于關(guān)于儀表放大器的斬波穩(wěn)定放大器。例如，在圖2中，增益電阻器R1的低側(cè)子18連接大地或VSS的斬波穩(wěn)定放大器20A結(jié)合比較器23、25和2輸入或非門22將提供根據(jù)本發(fā)明的斬波穩(wěn)定放大器。描述的本發(fā)明的實(shí)施例的一個(gè)優(yōu)勢(shì)是在DSP等首先基于數(shù)字化放大器輸出數(shù)據(jù)確認(rèn)飽和或接近飽和狀況和然后采取正確的行為減小ILEAKAGE所需的充分延遲期間避免過(guò)量輸入泄漏電流ILEAKAGE。相反，飽和或接近飽和狀況的確認(rèn)和輸入斬波禁用信號(hào)的產(chǎn)生在模擬域中非常迅速地出現(xiàn)，而不是在數(shù)字域中。描述的本發(fā)明的實(shí)施例的另一個(gè)優(yōu)勢(shì)是在斬波穩(wěn)定放大器內(nèi)提供的局部反饋確保非常迅速的正確行為自動(dòng)執(zhí)行，和斬波穩(wěn)定放大器的用戶不需要考慮過(guò)量泄漏電流ILEAKAGE。描述的本發(fā)明的實(shí)施例的另一個(gè)優(yōu)勢(shì)是一旦斬波穩(wěn)定放大器輸出信號(hào)在其合適范圍內(nèi)避免額外的恢復(fù)時(shí)間的需求。因此，描述的本發(fā)明的實(shí)施例提供在斬波穩(wěn)定放大器內(nèi)的局部反饋，如果放大器的輸出變得飽和或接近飽和采取快速正確的行為。更具體地，本發(fā)明提供斬波穩(wěn)定放大器，通過(guò)判斷是否飽和或即將飽和，防止輸入泄漏電流由于放大器輸出的過(guò)載或飽和增加超過(guò)預(yù)定極限。如果飽和和接近飽和，那么禁用到放大器的輸入的斬波。盡管公開(kāi)了與門和或非門的用途，理解的是，通過(guò)定義，本文中使用的術(shù)語(yǔ)或門是為了涵蓋或門或或非門，和本文中使用的術(shù)語(yǔ)與門是為了涵蓋與門或與非門。當(dāng)然，“與操作”門可以執(zhí)行在“負(fù)邏輯”輸入上的“或操作”函數(shù)和“或操作”門可以執(zhí)行負(fù)邏輯輸入的“與操作”函數(shù)。本領(lǐng)域的技術(shù)人員將理解，在不偏離要求的發(fā)明的保護(hù)范圍的情況下，可以對(duì)所描述的實(shí)例實(shí)施例做出改進(jìn)，還可以實(shí)現(xiàn)其他實(shí)施例。