[发明专利]高速精密斩波放大器的快速稳定纹波减少环路

说明书

一种用于高速精密斩波放大器的快速稳定纹波减少环路的方法包括：用信号路径放大输入信号以生成第一输出，所述信号路径包括对所述输入信号进行斩波以生成第一斩波器输出、用放大器放大所述第一斩波器输出以生成放大器输出，以及对放大后的输出进行斩波以生成第二斩波器输出。用纹波减少环路(RRL)减少所述第一输出的输出纹波，所述RRL包括对所述第二斩波器输出进行斩波以生成第三斩波器输出、用滤波器对所述第三斩波器输出进行滤波以生成直流(DC)偏移校正，以及将所述DC偏移校正与所述放大器输出组合，其中所述第三斩波器输出被驱动到所述滤波器的输出电压，并且所述RRL响应于非线性事件而与低频信号路径断开连接。

技术领域

本公开大体上涉及放大器，且更具体地说，涉及具有快速稳定纹波减少的斩波放大器。

背景技术

斩波放大器包含用于放大高频信号的信号路径和具有用于低频信号的高增益和斩波开关的第二并联路径。在斩波放大器的各种例子中，第二并联路径使用第一斩波器来调制输入信号，由此将输入信号转换成交流(AC)信号。接着，用放大器放大AC信号，并且用第二斩波器将所述AC信号转换回DC信号，从而对放大后的AC信号进行解调。因此，实现低偏移误差和漂移，并且实现1/f噪声的减少。

斩波放大器的一个缺点为在最终输出处存在电压纹波。此电压纹波噪声的基本频率出现在斩波器频率处，其中频调为斩波器频率的倍数。在斩波频率下的此输出纹波如果不减少，则会降低整个系统的准确性。为了抑制此输出纹波，使用各种纹波减少技术。

为了在斩波放大器系统中实现更优的输出电压纹波抑制，通常在主斩波放大器内部使用纹波减少环路(RRL)电路。与使用纹波减少环路(RRL)相关联的一个问题是瞬态稳定非常缓慢的性能，这限制了整个斩波放大器的稳定性能。

发明内容

实施例公开了一种用于高速精密斩波放大器的快速稳定纹波减少环路的方法，包括：用高频信号路径放大输入信号以生成第一输出；用低频信号路径放大所述输入信号以生成第二输出，所述低频信号路径包括对所述输入信号进行斩波以生成第一斩波器输出、用放大器电路放大所述第一斩波器输出以生成放大器输出，以及对放大后的输出进行斩波以生成第二斩波器输出；将所述第一输出与所述第二输出组合以生成系统输出；以及用纹波减少环路(RRL)减少所述系统输出的输出纹波，所述RRL包括对所述第二斩波器输出进行斩波以生成第三斩波器输出、用滤波器电路对所述第三斩波器输出进行滤波以生成直流(DC)偏移校正，以及将所述DC偏移校正与所述放大器输出组合，其中所述第三斩波器输出被驱动到所述滤波器电路的输出电压，并且所述RRL响应于非线性操作事件而与所述低频信号路径断开连接。

可选地，第一斩波器电路调制所述输入信号以生成交流(AC)输入信号，第二斩波器电路对所述AC输入信号进行解调以生成DC输入信号，并且所述第二斩波器电路调制所述放大器电路的DC偏移以生成AC放大器偏移。

可选地，还另外包括用多路复用器电路来多路复用多个输入以形成所述输入信号。

可选地，检测所述非线性操作事件包括检测所述多路复用器电路的多路复用器地址的转变，其中所述多路复用器地址选择所述多个输入中的一个。

可选地，检测所述非线性操作事件包括根据差分电压超过阈值来检测高输入信号转换速率。

可选地，根据包括所述输入信号和所述第二斩波器输出中的一个的一对信号来确定所述高输入信号转换速率。

可选地，检测所述转换速率包括用窗口比较器电路比较所述差分电压。

可选地，所述RRL包括比第一斩波器电路的斩波频率低的带宽。

可选地，还另外包括使被配置成将所述第三斩波器输出驱动到所述滤波器电路的所述输出电压的缓冲器电路自动归零。

可选地，将所述RRL与所述低频信号路径断开连接是对激活保持信号的响应，所述保持信号指示所述非线性操作事件。