[发明专利]DC稳定的电荷放大器

权利要求书

1.一种电荷放大器电路(100)，包括：

具有第一放大器输出(112)和第一放大器输出(114)的第一放大器(110)；

与所述第一放大器并联耦合的第一电容器(162)；

与所述第一放大器并联耦合并且与所述第一电容器并联耦合的DC稳定电路(130)，所述DC稳定电路包括：

积分器(140)，包括积分器输出(144)，以及与所述第一放大器输出耦合的积分器输入(142)；

衰减器(150)，包括衰减器输出(154)，以及与所述积分器输出耦合的衰减器输入(152)；以及

耦合于所述衰减器输出和所述第一放大器输入之间的第一电阻器(132)。

2.根据权利要求1的电荷放大器电路，其中所述DC稳定电路还包括耦合于所述第一放大器输出和所述积分器输入之间的低通滤波器(120)。

3.根据权利要求1的电荷放大器电路，其中所述积分器包括：

第二放大器(141)，其具有负差分输入(145)、与积分器参考电压(139)耦合的正差分输入(143)、及第二放大器输出(147)；

耦合于所述积分器输入和所述第二放大器的所述负差分输入之间的第二电阻器(134)。

4.根据权利要求1的电荷放大器电路，其中所述电荷放大器电路作为集成电路生产。

5.根据权利要求1的电荷放大器电路，其中所述DC稳定电路是在所述频率响应中具有低极点的二阶DC稳定电路，并且其中所述第一电阻器与所述低极点去耦合。

6.根据权利要求3的电荷放大器电路，其中所述积分器还包括：

与所述第二电阻器并联地与所述积分器输入及所述负差分输入耦合的前馈电容器(138)；

耦合于所述第二放大器的负差分输入和所述第二放大器输出之间的积分器反馈电容器(136)。

7.根据权利要求3的电荷放大器电路，其中所述电荷放大器电路作为集成电路生产，并且其中所述第一电阻器和所述第二电阻器是受控的长度长的MOSFET。

8.根据权利要求6的电荷放大器，其中所述积分器包括在所述积分器的输入和所述前馈电容器之间串联耦合的第三放大器(148)，所述第三放大器具有与所述积分器输入耦合的输入以及与所述前馈电容器耦合的第三放大器输出。

9.根据权利要求8的电荷放大器，其中所述第一电容器具有第一电容(C₁)，所述第一电阻器具有第一电阻(R₁)，所述积分器反馈电容器具有第二电容(C₂)，所述第二电阻器具有第二电阻(R₂)，所述前馈电容器具有第三电容(C₃)，所述第三放大器可以具有增益(A₁)，所述衰减器具有衰减器逆增益(1/A₂)，并且所述第一放大器输入接收具有复频率(s)的信号，其中所述电荷放大器电路的所述DC稳定回路具有在所述单位增益频率附近的频率范围处的开环传递函数(T_开环(s))，如下：

10.根据权利要求9的电荷放大器电路，其中所述衰减器逆增益以及所述第二电阻(R₂)和所述第二电容(C₂)每个都具有使得所述开环传递函数具有50Hz以下的相关的极点频率的值。

11.一种操作具有电路输入(112)和电路输出(114)的电荷放大器电路的方法，所述方法包括：

在所述电路的输出驱动基于输入电荷的输出电压(420)；

使所述输出电压关于时间积分(440)以产生积分的输出电压；

使所述积分的输出电压衰减(450)以产生衰减电压；

将所述衰减电压通过反馈电阻器反馈(460)到所述电路输入。

12.根据权利要求11的操作电荷放大器的方法，还包括在积分所述输出电压之前使用低通滤波器来过滤所述输出电压(430)。

13.根据权利要求11的操作电荷放大器的方法，其中所述积分步骤可以使用积分器(140)来执行，所述积分器具有含有前馈电容器(138)的前馈通路(146)。