[发明专利]具有解耦的斩波频率和阈值频率的斩波放大器

说明书

本公开涉及具有解耦的斩波频率和阈值频率的斩波放大器。斩波放大器电路(400，图4)包括具有斩波电路系统(404、406)、开关电容滤波器(408)和多个增益级(403、214A)的第一放大器路径(202A)。斩波放大器电路(400)还包括具有前馈增益级(422)的第二放大器路径(220A)。斩波电路系统(404、406)的斩波频率大于阈值频率，在该情况下，第二放大器路径(220A)而不是第一放大器路径(202A)被使用。

相关申请的交叉引用

本申请要求在2018年9月28日提交的题为“High-Bandwidth Low-Input BiasCurrent Chopper Amplifier Architecture”的美国临时专利申请号62/737,948的优先权，该专利申请通过引用并入本文。

技术领域

背景技术

现代电子系统涉及不同的电路和网络，其中经常调整沿组件或电路之间的链路传送的信号的电压或电流水平。信号放大器电路是一种用于调整沿链路的信号的电压或电流电平的电路，其中信号放大的目的是增加信号强度而不引入如偏移电压、噪声、失真等的误差。存在若干种不同的信号放大器拓扑结构，每种拓扑结构适用于不同的场景。

一种信号放大器拓扑结构被称为斩波放大器。在示例斩波放大器拓扑结构中，斩波频率是带宽的函数(增加带宽需要增加斩波频率)。不幸的是，增加斩波放大器的斩波频率以增加带宽会导致输入偏置电流的不希望的增加。输入偏置电流与斩波频率成正比，因为斩波频率决定了在输入上每秒发生电荷转移的次数。这是因为来自时钟馈通的电荷转移和来自输入斩波器开关的电荷注入有助于增加斩波放大器中的输入偏置电流。在输入偏置电流电平与输入源的阻抗相互作用的程度上，在信号路径中引入误差电压。

发明内容

根据本公开的至少一个示例，斩波放大器电路包括具有斩波电路系统、开关电容滤波器和多个增益级的第一放大器路径。斩波放大器电路还包括具有前馈增益级的第二放大器路径。斩波电路系统的斩波频率大于阈值频率，在该情况下，使用第二放大器路径而不是第一放大器路径。

根据本公开的至少一个示例，一种系统包括具有第一放大器路径的斩波放大器电路，该第一放大器路径具有斩波电路系统、开关电容滤波器、在开关电容滤波器之前的第一增益级、以及在开关滤波器之后的第二增益级。斩波放大器电路还包括具有前馈增益级的第二放大器路径，其中斩波电路系统的斩波频率大于阈值频率，在该情况处，使用第二放大器路径而不是第一放大器路径。斩波放大器电路被配置为接收差分输入信号。

附图说明

对于各种示例的详细描述，现在将参考附图，其中：

图1是示出斩波放大器拓扑结构的示意图；

图2是示出根据各种示例的另一斩波放大器拓扑结构的示意图；

图3是示出根据各种示例的作为频率的函数的斩波放大器增益的曲线图。

图4是示出根据各种示例的另一斩波放大器的示意图；

图5是示出根据各种示例的后滤波器增益级的示意图；

图6是示出作为图5的后滤波器增益级的频率的函数的增益的曲线图；

图7和图8是示出根据各种示例的后滤波器增益级选项的示意图；以及

图9是根据各种示例的作为增益级的差分输入电压的函数的差分输出电流的曲线图。

具体实施方式