[发明专利]具有调节的共模抑制的差分放大器和具有改进的共模抑制比率的电路

说明书

本公开涉及具有调节的共模抑制的差分放大器和具有改进的共模抑制比率的电路。提供具有改进的共模抑制的放大器电路。这可以通过估计输入信号的共模电压值并用它来调整放大器输出的目标共模电压来实现。这可以帮助避免共模电压改变的差分增益。

技术领域

本公开涉及具有两个输出和改进的共模抑制性能的差分放大器，其中输出节点处的电压之间的差异基本不受共模输入电压的变化的影响。

背景技术

众所周知，差分放大器应该在它们各自的第一和第二输入端接收第一和第二信号，并且产生仅仅是第一和第二信号之间差值函数的输出。如果信号具有共模分量，则该共模分量的值不应影响理想差分放大器的输出。

然而，在实际器件中，器件失配意味着器件偏离理想响应特性，并且输出表现出对共模输入电压的一些依赖性。因此需要改善使用差分放大器的电路的性能。共模输入信号显示本身作为输出信号的改变的量通常被称为共模抑制比率。实质上，它是衡量放大器如何避免将共模信号与差分信号混合的度量。

命名

通常术语“放大器”用于指提供增益的电路。有时候这个术语用来表示电路或增益模块，它具有非常高的但不一定良好控制的增益，例如可操作的放大器2，如图1a所示。有时候这个术语被用来包含设置，其中增益模块/运算放大器2在反馈环路内部提供，其中放大器的整体增益由反馈环路定义，如图1b所示。

这里，当我们特别希望区分图1a和1b中所示的配置时，那么诸如图1a的布置的东西将被称为增益模块，并且诸如图1b的布置之类的东西将被称为“反馈定义的放大器”。

发明内容

根据本公开的第一方面，提供具有前馈路径的差分放大器，用于调节作为输入信号的共模分量的函数的目标共模输出电压。

前馈路径可以在增益模块的内部形成，也可以由增益模块周围的组件形成。

差分放大器可以包括具有差分输入和差分输出的增益模块。

差分放大器的增益可以通过围绕增益模块的反馈网络来设置。

反馈网络可以是基于电阻器的网络。然而在其他实施例中，反馈网络可以包括除电阻器之外或代替电阻器的其他组件。其他组件可以在连续时间(非开关)或离散时间(开关)模式下运行。

在一个实施例中，提供了一种基于电阻器的反馈限定差分放大器，其具有全差分输出，并且具有用于调整目标共模输出电压以跟踪共模输入信号中的变化的装置。

基于电阻器的反馈定义差分放大器具有某些优点，例如它在连续时间工作并且可以被配置为具有低输入阻抗。基于开关电容技术的切碎放大器不具备这些功能。然而，这种基于电阻器的技术由于组件不匹配而更易于产生误差。形成在集成电路上的电阻器仍然可能由于光刻中的微小差异，它们被蚀刻的量的轻微变化或者材料沉积量或其他制造误差而导致制造误差。此外，这些电阻器由于放置它们的电路的操作而可能经历热梯度，这意味着电阻器在使用中可能在不同的温度下操作。此外，封装集成电路的过程会对硅芯片造成压力，这也会引起所谓的匹配电阻器的电阻变化。所有这些影响都会在电阻器控制的差分放大器周围的增益设置网络中引起电阻失配。相对适中的量的电阻失配会导致放大器的共模抑制比显着降低。

有利地，增益模块，例如操作放大器，与根据输入共模电压来修改目标输出共模电压的电路相关联。该电路还可以施加电压以便移动差分放大器的输入和输出电压范围之间的电压域(共模电压)。

根据本公开的第二方面，提供一种在存在共模输入信号分量的情况下改善差分放大器的线性的方法，所述差分放大器具有用于控制放大器的差分输出的目标共模输出电压的控制节点，所述方法包括：作为输入共模电压的函数的到目标共模电压控制节点的控制信号。