專(zhuān)利名稱(chēng)：具有低瞬態(tài)切換的自動(dòng)調(diào)零的乒乓放大器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及乒乓放大器的領(lǐng)域，更具體地說(shuō)，涉及減少所述放大器的瞬態(tài)切換差錯(cuò)的技術(shù)。
背景技術(shù)：
眾所周知，自動(dòng)調(diào)零的乒乓放大器提供低的輸入補(bǔ)償電壓。圖1a所示為一基本乒乓放大器10的示意圖。兩個(gè)均有差動(dòng)輸入端和輸出端的放大器A1和A2，其接收由信號(hào)INP和INM構(gòu)成的差動(dòng)輸入信號(hào)。每一放大器還包括一連接且接收共?；鶞?zhǔn)電壓VCMR的共模基準(zhǔn)電壓輸入端CMR和一共模反饋電路。該共模反饋電路設(shè)定放大器的共模反饋電壓即放大器的差動(dòng)輸出的總和除2，以致于當(dāng)差動(dòng)輸出電壓為零時(shí)，所述放大器的每一輸出均額定地設(shè)定為VCMR。VCMR一般設(shè)定為在放大器的電力軌之間的一數(shù)值以使放大器可具有高增益。
乒乓放大器還包括一輸出放大器A0，其可通過(guò)一對(duì)開(kāi)關(guān)S1和S2與A1的輸出端連接或通過(guò)一對(duì)開(kāi)關(guān)S3和S4與A2的輸出端連接。一補(bǔ)償電容器CC把A0的輸出端和它的反相輸入端連接并提供乒乓放大器的單端輸出OUT。一對(duì)全差動(dòng)零位放大器A3和A4分別用作把A1和A2自動(dòng)調(diào)零；A3和A4的輸入端分別通過(guò)開(kāi)關(guān)S5/S6和S7/S8與A1和A2的輸出端連接。一對(duì)存儲(chǔ)電容器C1和C2與A3的輸入端連接和存儲(chǔ)電容器C3和C4與A4的輸端入連接。一開(kāi)關(guān)S9在A1的輸入端之間連接和一開(kāi)關(guān)S10在A2的輸入端之間連接。一開(kāi)關(guān)S11在INM與A1之間連接和一開(kāi)關(guān)S12在INM與A2之間連接。
所述開(kāi)關(guān)由一控制電路控制(圖中未示)，其根據(jù)圖1a所示的時(shí)序圖控制所述開(kāi)關(guān)。所述乒乓放大器具有二階段的定時(shí)循環(huán)。在第一階段(1)，開(kāi)關(guān)S5、S6和S9閉合，這樣放大器A1由零位放大器A3的輸出電流自動(dòng)調(diào)零，從而把誤差信號(hào)的電壓存儲(chǔ)在存儲(chǔ)電容器C1和C2中。在1，開(kāi)關(guān)S3、S4和S12也閉合，以使差動(dòng)輸入信號(hào)由A2繼之以A0放大。在第二階段(2)，所述開(kāi)關(guān)的作用相反開(kāi)關(guān)S7、S8和S10閉合以使A2由A4自動(dòng)調(diào)零，從而把誤差信號(hào)的電壓存儲(chǔ)在存儲(chǔ)電容器C3和C4中和開(kāi)關(guān)S1、S2和S11閉合以使輸入信號(hào)由A1繼之以A0放大。
從以上就可看到，放大器A1和A2各自包含共模反饋電路，其在放大器的差動(dòng)輸出電壓是零的時(shí)候，把放大器的共模輸出電壓額定地設(shè)定為VCMR。這樣的配置具有一缺點(diǎn)，就是在共模反饋電路中的失配可導(dǎo)致共模輸出電壓與VCMR不同。例如，A1和A2分別產(chǎn)生共模輸出電壓VCMR1和VCMR2和由于失配以使VCMR1≠VCMR2。
圖1b中所示為該類(lèi)失配的可能原因，其表明一種可能實(shí)施的全差動(dòng)放大器，例如A1或A2晶體管M1-M4與電源I0-I2形成一運(yùn)算放大器和晶體管M5-M11與電源I3形成一共模反饋電路。如果運(yùn)算放大器的平均輸出高于VCMR，更多電流將通過(guò)M10和M11流入M7，這使M5和M6把輸出電壓拉低。然而，晶體管M8-M11之間的任何失配可導(dǎo)致共模輸出電壓與VCMR不同，因此，VCMR1和VCMR2的電壓就不相等。
再參照?qǐng)D1a，當(dāng)VCMR1≠VCMR2和定時(shí)循環(huán)從1轉(zhuǎn)換到2時(shí)，A0的反相輸入電壓從約VCMR1變成VCMR2，這使一具有約等于VCMR1-VCMR2的振幅的瞬態(tài)引入補(bǔ)償電容器CC中。同樣，一具有約等于VCMR1-VCMR2的振幅的瞬態(tài)在定時(shí)循環(huán)從2轉(zhuǎn)換到1時(shí)被引入CC中。如圖1a所示的時(shí)序圖，所述瞬態(tài)在乒乓放大器的輸出端出現(xiàn)，這降低輸出信號(hào)的保真度。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種克服上述難題的乒乓放大器和方法。減少VCMR1和VCMR2之間的差值就可減少在放大器輸出端出現(xiàn)的瞬態(tài)切換。
所述新穎的乒乓放大器包括一誤差信號(hào)放大器，其一輸入端與共?；鶞?zhǔn)電壓VCMR連接，其另一輸入端可切換地與兩個(gè)差動(dòng)放大器A1和A2中的一放大器的共模輸出端連接和該誤差信號(hào)放大器的一輸出端可切換地與A1和A2的共模基準(zhǔn)電壓輸入端連接。各自的存儲(chǔ)器，最好是存儲(chǔ)電容器還與兩個(gè)共?；鶞?zhǔn)電壓的輸入端連接。
在運(yùn)作中，所述誤差信號(hào)放大器的輸入端周期地與A1的共模輸出端連接和誤差信號(hào)放大器的輸出端與A1的共模基準(zhǔn)(CMR)電壓輸入端連接。這樣的配置就形成一閉合回路并迫使A1的共模輸出電壓與VCMR相等；誤差信號(hào)放大器的輸出電壓存儲(chǔ)在與A1的CMR輸入端連接的存儲(chǔ)電容器中。同樣，誤差信號(hào)放大器的輸入端和輸出端分別周期地與A2的共模輸出端和共模基準(zhǔn)輸入端連接，以迫使A2的共模輸出電壓與VCMR相等從而誤差信號(hào)放大器的輸出電壓存儲(chǔ)在與A2的CMR共?；鶞?zhǔn)電壓輸入端連接的存儲(chǔ)電容器上。
存儲(chǔ)在與CMR的輸入端連接的存儲(chǔ)電容器中的電壓持續(xù)地調(diào)整A1和A2的共模輸出電壓，以致于VCMR1和VCMR2與VCMR保持相等。維持VCMR1＝VCMR2＝VCMR就可保證大大減少因共模反饋電路失配而發(fā)生的瞬態(tài)。
本發(fā)明最好在自動(dòng)調(diào)零的配置中采用，其進(jìn)一步改善放大器的性能。
以下，將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作更詳細(xì)地?cái)⑹?，由此，本發(fā)明的進(jìn)一步特性和優(yōu)點(diǎn)對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員是顯而易見(jiàn)的。


圖1a所示為一先有技術(shù)乒乓放大器的示意圖和時(shí)序圖。
圖1b所示為一可在圖1a乒乓放大器中采用的已公知的差動(dòng)放大器的示意圖。
圖2所示為根據(jù)本發(fā)明的乒乓放大器的示意圖。
圖3a所示為根據(jù)本發(fā)明的自動(dòng)調(diào)零乒乓放大器的較佳實(shí)施例的示意圖。
圖3b所示為表明圖3a中乒乓放大器的工作的時(shí)序圖。
具體實(shí)施例圖2所示為一乒乓放大器12的示意圖，其表明本發(fā)明的原理。一對(duì)全差動(dòng)放大器A1和A2各自接收一由信號(hào)INP和INM構(gòu)成的差動(dòng)輸入信號(hào)。A1的差動(dòng)輸出端與一對(duì)開(kāi)關(guān)S1和S2連接和A2的輸出端與開(kāi)關(guān)S3和S4連接；開(kāi)關(guān)S1與S3的輸出端連接在一起以形成乒乓放大器的輸出OUTP和S2與S4的輸出端連接在一起以形成輸出OUTN。一控制電路(圖中未示)控制S1-S4以使OUTP和OUTN交替地連接在A1的輸出和A2的輸出端之間。
乒乓放大器還包括一誤差信號(hào)放大器A3。A3的其中一輸入端與預(yù)定共?；鶞?zhǔn)電壓VCMR連接和A3的另一輸入端可切換地與A1和A2的共模輸出端連接。一對(duì)開(kāi)關(guān)S5和S6在A1的輸出端和A3的輸入端之間連接，以致于當(dāng)所述開(kāi)關(guān)閉合時(shí)，A1的共模電壓施加在A3上。同樣，一對(duì)開(kāi)關(guān)S7和S8在A1的輸出端和A3的輸入端之間連接，以致于當(dāng)所述開(kāi)關(guān)閉合時(shí)，A2的共模電壓施加在A3上。
誤差信號(hào)放大器A3的輸出端與一對(duì)開(kāi)關(guān)S9和S10連接，而該開(kāi)關(guān)的另兩邊分別與A1和A2的CMR輸入端連接。一對(duì)存儲(chǔ)器最好是存儲(chǔ)電容器CM1和CM2也分別與A1和A2的CMR輸入端連接。
在工作中，A1的共模輸出端通過(guò)S5和S6與A3連接和A3的輸出端通過(guò)S9與A1的CMR輸入端連接。使開(kāi)關(guān)S1與S2斷開(kāi)和開(kāi)關(guān)S3與S4閉合，以使A2把差動(dòng)輸入信號(hào)放大且把已放大的信號(hào)供給輸出端OUTP和OUTN。當(dāng)接以上這樣配置時(shí)，誤差信號(hào)放大器A3的輸出隨著要求的共模輸出電壓VCMR和A1實(shí)際的共模輸出電壓之間的差值而變化。A1、S5/S6、A3和S9形成一閉合回路，以迫使A1的共模輸出電壓與VCMR相等。產(chǎn)生這一結(jié)果的誤差信號(hào)放大器的輸出電壓CV1存儲(chǔ)在存儲(chǔ)電容器CM1上。
同樣地，斷開(kāi)S3至S6和S9和閉合S1、S2、S7、S8與S10，以致于A1把輸入信號(hào)放大和A2的共模輸出電壓與誤差信號(hào)放大器A3連接。A3的輸出電壓CV2迫使A2的共模輸出電壓與VCMR相等并存儲(chǔ)在存儲(chǔ)電容器CM2中。
周期地重復(fù)所述的過(guò)程以便有規(guī)律地把A1和A2的共模輸出電壓校準(zhǔn)到等于VCMR。從以上可看見(jiàn)，乒乓放大器的輸出端交替地與A1和A2連接。通過(guò)把CV1和CV2分別存儲(chǔ)在CM1和CM2中，保持A1和A2的共模輸出電壓與VCMR相等，而各自供給輸出端OUTP和OUTN。通過(guò)使A1(VCMR1)和A2(VCMR2)的共模輸出電壓保持與VCMR相等，可減少在OUTP和OUTN出現(xiàn)的瞬態(tài)切換的誤差。
以各自的控制信號(hào)控制圖2所示的每一開(kāi)關(guān)。所述控制信號(hào)由執(zhí)行上述工作程序的控制電路14產(chǎn)生。對(duì)于熟悉計(jì)時(shí)電路的技術(shù)人員，所述控制電路的設(shè)計(jì)是眾所周知的。
圖2所示僅僅為表明本發(fā)明的原理。一實(shí)用的乒乓放大器還包括自動(dòng)調(diào)零的功能。圖3a所示為一乒乓放大器20的較佳的實(shí)施例，其包括自動(dòng)調(diào)零。A1采用全差動(dòng)零位放大器A4進(jìn)行自動(dòng)調(diào)零，A4非反相和反相輸入端通過(guò)一對(duì)開(kāi)關(guān)S11和S12與A1放大器相應(yīng)的輸出端連接。一對(duì)存儲(chǔ)電容器CM3和CM4分別與A4的非反相和反相輸入端連接。為了把目動(dòng)調(diào)零調(diào)整信號(hào)供給A1的輸出端，A4的輸出端與A1的輸出端采用負(fù)反饋的配置連接以及A4的非反相和反相輸出端分別與A1的反相和非反相輸出端連接。
同樣，A2放大器的輸出端通過(guò)S14和S15與一全差動(dòng)零位放大器A5的輸入端連接并且存儲(chǔ)電容器CM5和CM6與A5的輸入端連接和A5的非反相和反相輸出端分別與A2的反相和非反相輸出端連接。
乒乓放大器最好還包括一輸出放大器A0，其具有一提供乒乓放大器的輸出的單端輸出OUT。A0的差動(dòng)輸入端與開(kāi)關(guān)S1和S2的輸出端連接且與開(kāi)關(guān)S3和S4的輸出端連接。輸出放大器A0通常具有一相關(guān)的補(bǔ)償電路，例如一在A0的輸出OUT和它的反相輸入端之間連接的電容器CC。A1的差動(dòng)輸出在開(kāi)關(guān)S1和S2閉合時(shí)輸?shù)紸0和A2的輸出在開(kāi)關(guān)S3和S4閉合時(shí)輸?shù)紸0。
在運(yùn)作中，在按照上述方法校準(zhǔn)本身的共模輸出電壓之前，對(duì)每一放大器A1和A2進(jìn)行自動(dòng)調(diào)零。圖3b所示為一表明工作程序的時(shí)序圖。采用四階段的定時(shí)循環(huán)。放大器A1在第一階段(1)進(jìn)行自動(dòng)調(diào)零開(kāi)關(guān)S11、S12和S13閉合，以使A1的輸入端連接在一起和A1的輸出端則與零位放大器A4的輸入端連接。產(chǎn)生的誤差信號(hào)存儲(chǔ)在存儲(chǔ)電容器CM3和CM4中。A4接收已存儲(chǔ)的電壓和把它們轉(zhuǎn)換成一對(duì)用作把A1的輸出自動(dòng)調(diào)零的電流。
在第二階段(2)，A1的共模輸出電壓VCMR1按以上所述進(jìn)行校準(zhǔn)。開(kāi)關(guān)S5、S6和S9被閉合，以使VCMR1與誤差信號(hào)放大器A3的輸入端連接和A3的輸出端與A1的CMR輸入端和存儲(chǔ)電容器CM1連接。這樣就形成一閉合回路，在A1的CMR提供一電壓CV1，迫使VCMR1與VCMR相等。電壓CV1被存儲(chǔ)在電容器CM1中，以持續(xù)保持VCMR1與VCMR相等。
當(dāng)A1分別在1與2被自動(dòng)調(diào)零和校準(zhǔn)它的共模輸出電壓時(shí)，開(kāi)關(guān)S3、S4和S18被閉合，以致于差動(dòng)輸入信號(hào)INP和INM由A2放大繼以由輸出放大器A0放大。
在3和4中，其所起作用相反。在3中，開(kāi)關(guān)S14、S15和S16被閉合，以使A2自動(dòng)調(diào)零以及使產(chǎn)生的誤差電壓存儲(chǔ)在存儲(chǔ)電容器CM5和CM6中，這樣自動(dòng)調(diào)零的電流就持續(xù)地施加在A2的輸出端。在4中，開(kāi)關(guān)S7、S8和S10被閉合，以使A2的共模輸出電壓VCMR2與誤差信號(hào)放大器A3的輸入端連接和使A3的輸出端與A2的CMR輸入端及存儲(chǔ)電容器CM2連接。這樣所得到的閉合回路在A2的CMR輸入端上提供一電壓CV2，其迫使VCMR2與VCMR相等。電壓CV2存儲(chǔ)在電容器CM2中，以保持VCMR2與VCMR相等。
當(dāng)A2分別在3和4被自動(dòng)調(diào)零和校準(zhǔn)共模輸出電壓的時(shí)候，開(kāi)關(guān)S1、S2和S17閉合，以使差動(dòng)輸入信號(hào)INP和INM由A1繼以由輸出放大器A0放大。
當(dāng)VCMR1和VCMR2以這種方式周期地校準(zhǔn)時(shí)，A1和A2的共模輸出電壓就非常接近VCMR。這樣就保證A0的反相輸入端上以及補(bǔ)償電容器CC上的電壓幾乎是不變的。在該情況下，就可減少或消除因VCMR1和VCMR2之間的差值而出現(xiàn)的瞬態(tài)切換的幅度。
較佳的乒乓放大器最好包括一開(kāi)關(guān)S17，其與A1的反相輸入端串聯(lián)和一開(kāi)關(guān)S18與A2的反相輸入端串聯(lián)。開(kāi)關(guān)S17在2(以及3和4)的時(shí)候閉合，以致于當(dāng)用A1(在3和4時(shí))放大輸入信號(hào)時(shí)，使在A1的反相輸入端的瞬態(tài)減至最小。同樣，在4(1和2)閉合開(kāi)關(guān)S18，以致于當(dāng)用A2(在1和2時(shí))放大輸入信號(hào)時(shí)，使在A2的反相輸入端的瞬態(tài)減至最小。要注意，開(kāi)關(guān)S17和S18可分別與A1和A2的非反相輸入端相連交替配置，以使所述輸入的瞬態(tài)減至最小。
如圖2所示，圖3a中所示每一開(kāi)關(guān)均由相應(yīng)的控制信號(hào)控制。所述控制信號(hào)由執(zhí)行上述定時(shí)循環(huán)的控制電路22產(chǎn)生。這樣的控制電路的設(shè)計(jì)對(duì)于熟悉計(jì)時(shí)電路的技術(shù)人員是眾所周知的。
雖然業(yè)已揭示和敘述了本發(fā)明具體的實(shí)施例，但是，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，可作出多種改型和替換。因此，本發(fā)明只由所附的權(quán)利要求書(shū)的范圍來(lái)限定。
權(quán)利要求
1.一種乒乓放大器，其包括第一和第二差動(dòng)放大器(A1，A2)，其中每一放大器均有連接接收一差動(dòng)輸入信號(hào)的差動(dòng)輸入端和差動(dòng)輸出端、一共?；鶞?zhǔn)(CMR)電壓輸入端以及一共模反饋電路，在差動(dòng)放大器的差動(dòng)輸出電壓為零時(shí)，該電路安排把差動(dòng)放大器的共模輸出電壓額定地設(shè)定成一施加在所述CMR輸入端的電壓；一開(kāi)關(guān)網(wǎng)絡(luò)(S1-S18)；一控制電路(14)，其控制所述開(kāi)關(guān)網(wǎng)絡(luò)，所述差動(dòng)放大器、所述控制電路和所述開(kāi)關(guān)網(wǎng)絡(luò)配置形成一乒乓放大器，其一輸出端與所述第一和第二差動(dòng)放大器的輸出端交替地連接，以提供一放大型的所述差動(dòng)輸入信號(hào)，一誤差信號(hào)放大器(A3)，其具有第一和第二輸入端以產(chǎn)生一隨著所述輸入之間的差值而變化的輸出，所述第一輸入端連接接收一預(yù)定的共?；鶞?zhǔn)電壓(VCMR)和所述第二輸入端可切換地與所述第一和第二差動(dòng)放大器中之一的共模輸出端連接，所述誤差信號(hào)放大器的輸出端可切換地與所述CMR輸入端中之一連接，第一和第二存儲(chǔ)電容器(CM1，CM2)，其分別與所述第一和第二差動(dòng)放大器的CMR輸入端連接；所述控制電路和開(kāi)關(guān)網(wǎng)絡(luò)這樣配置以致使所述第一差動(dòng)放大器的共模輸出端周期性地與所述誤差信號(hào)放大器的第二輸入端連接和所述誤差信號(hào)放大器的輸出端與所述第一差動(dòng)放大器的CMR輸入端連接，以致于形成一閉合回路，迫使所述第一差動(dòng)放大器的共模輸出電壓與VCMR相等和所述誤差信號(hào)放大器的輸出電壓存儲(chǔ)在所述第一存儲(chǔ)電容器中；以及所述控制電路與開(kāi)關(guān)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)一步配置，以致于使所述第二差動(dòng)放大器的共模輸出端周期性地與所述誤差信號(hào)放大器的第二輸入端連接和所述誤差信號(hào)放大器的輸出端與所述第二差動(dòng)放大器的CMR輸入端連接，這樣就形成一閉合回路，迫使所述第二差動(dòng)放大器的共模輸出電壓與VCMR相等和所述誤差信號(hào)放大器的輸出電壓存儲(chǔ)在所述第二電容器中。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的乒乓放大器，其特征在于所述放大器還包括一自動(dòng)調(diào)零的電路，其包括第一和第二零位放大器(A4，A5)，其中每一放大器均具有反相和非反相的輸入端和輸出端，所述第一零位放大器的反相和非反相輸出端分別與所述第一差動(dòng)放大器的非反相和反相輸出端連接和所述第二零位放大器的反相和非反相輸出端分別與所述第二差動(dòng)放大器的非反相和反相輸出端連接；第三和第四存儲(chǔ)電容器(CM3，CM4)，其分別與所述第一零位放大器的反相和非反相輸入端連接；第五和第六存儲(chǔ)電容器(CM5，CM6)，其分別與所述第二零位放大器的反相和非反相輸入端連接；所述開(kāi)關(guān)網(wǎng)絡(luò)配置成周期性地使所述第一差動(dòng)放大器的反相和非反相輸出端分別與所述第一零位放大器的反相和非反相輸入端連接并同時(shí)把所述第一差動(dòng)放大器的輸入端連接在一起，因此，在所述第三和第四存儲(chǔ)電容器中存儲(chǔ)的誤差信號(hào)在所述第二差動(dòng)放大器被連接以提供放大型的所述差動(dòng)輸入信號(hào)時(shí)候，對(duì)所述第一差動(dòng)放大器作自動(dòng)調(diào)零；以及所述開(kāi)關(guān)網(wǎng)絡(luò)配置成周期性地使所述第二差動(dòng)放大器的反相和非反相輸出端與所述第二零位放大器的反相和非反相輸入端連接并同時(shí)把所述第二差動(dòng)放大器的輸入端連接在一起，因此，在第五和第六存儲(chǔ)電容器中存儲(chǔ)的誤差信號(hào)在所述第一差動(dòng)放大器被連接以提供放大型的所述差動(dòng)輸入信號(hào)時(shí)候，對(duì)所述第二差動(dòng)放大器自動(dòng)調(diào)零。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的乒乓放大器，其特征在于所述放大器還包括一具有差動(dòng)輸入端的單端輸出放大器(A0)，該差動(dòng)輸入端可切換地與所述第一差動(dòng)放大器的差動(dòng)輸出端或與所述第二差動(dòng)放大器的差動(dòng)輸出端連接。
4.一種自動(dòng)調(diào)零的乒乓放大器，其包括第一和第二差動(dòng)放大器(A1，A2)，其中每一放大器均有連接接收差動(dòng)輸入信號(hào)的差動(dòng)輸入端和差動(dòng)輸出端，一共模基準(zhǔn)(CMR)電壓輸入端和一共模反饋電路在差動(dòng)放大器的差動(dòng)輸出電壓為零時(shí)，該電安排把差動(dòng)放大器的共模輸出電壓額定地設(shè)定成一施加在所述CMR輸入端的電壓；第一和第二零位放大器(A4，A5)，其中每一放大器均有反相和非反相的輸入端和輸出端，所述第一零位放大器的反相和非反相輸出端分別與所述第一差動(dòng)放大器的非反相和反相輸出端連接和所述第二零位放大器的反相和非反相輸出端分別與所述第二差動(dòng)放大器的非反相和反相輸出端連接；第一和第二存儲(chǔ)電容器(CM3，CM4)，其分別與所述第一零位放大器的反相和非反相輸入端連接；第三和第四存儲(chǔ)電容器(CM5，CM6)，其分別與所述第二零位放大器的反相和非反相輸入端連接；一具有第一和第二輸入端的誤差信號(hào)放大器(A3)，其產(chǎn)生一隨著該放大器的輸入之間的差值而變化的輸出，所述第一輸入端連接接收一預(yù)定的共?；鶞?zhǔn)電壓(VCMR)和所述第二輸入端可切換地與所述第一和第二差動(dòng)放大器的共模輸出端連接，所述誤差信號(hào)放大器的輸出端可切換地與所述CMR輸入端連接；第五和第六存儲(chǔ)電容器(CM1，CM2)，其分別與所述第一和第二差動(dòng)放大器的CMR輸入端連接；一開(kāi)關(guān)網(wǎng)絡(luò)(S1-S18)；以及一控制所述開(kāi)關(guān)網(wǎng)絡(luò)的控制電路(22)；所述差動(dòng)放大器、所述控制電路和所述開(kāi)關(guān)網(wǎng)絡(luò)配置形成一乒乓放大器，其這樣配置，以致于使所述差動(dòng)輸入信號(hào)交替地與所述第一和第二差動(dòng)放大器的輸入端連接和該乒乓放大器的輸出端交替地與所述第一和第二差動(dòng)放大器的輸出端連接，以便提供放大型所述差動(dòng)輸入信號(hào)；所述控制電路和開(kāi)關(guān)網(wǎng)絡(luò)這樣配置，以致于使所述第一差動(dòng)放大器的共模輸出端周期性地與所述誤差信號(hào)放大器的第二輸入端連接和所述誤差信號(hào)放大器的輸出端與所述第一差動(dòng)放大器的CMR輸入端連接，這樣就形成一閉合回路，迫使所述第一差動(dòng)放大器的共模輸出電壓與VCMR相等和所述誤差信號(hào)放大器的輸出電壓則存儲(chǔ)在所述第五存儲(chǔ)電容器中；以及所述控制電路和開(kāi)關(guān)網(wǎng)絡(luò)作進(jìn)一步配置，以致于使所述第二差動(dòng)放大器的共模輸出端周期性地與所述誤差信號(hào)放大器的第二輸入端連接和所述誤差信號(hào)輸出端與所述第二差動(dòng)放大器的CMR輸入端連接，這樣就形成一閉合回路，迫使所述第二差動(dòng)放大器的共模輸出電壓與VCMR相等和所述誤差信號(hào)放大器的輸出電壓則存儲(chǔ)在所述第六存儲(chǔ)電容器中。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的乒乓放大器，其特征在于所述開(kāi)關(guān)網(wǎng)絡(luò)配置成周期性地使所述第一差動(dòng)放大器的差動(dòng)輸出端分別與所述第一零位放大器中之一差動(dòng)輸入端連接并同時(shí)把所述第一差動(dòng)放大器的輸入端連接在一起，因此，誤差信號(hào)被存儲(chǔ)在使所述第一差動(dòng)放大器作自動(dòng)調(diào)零的第一和第二存儲(chǔ)電容器中，以及所述開(kāi)關(guān)網(wǎng)絡(luò)配置成周期性地使所述第二差動(dòng)放大器的差動(dòng)輸出端分別與所述第二零位放大器中之一差動(dòng)輸入端連接并同時(shí)把所述第二差動(dòng)放大器的輸入端連接在一起，因此，誤差信號(hào)被存儲(chǔ)在使所述第二差動(dòng)放大器作自動(dòng)調(diào)零的第三和第四存儲(chǔ)電容器中。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的乒乓放大器，其特征在于所述放大器還包括一具有差動(dòng)輸入端的單端輸出放大器(A0)，該差動(dòng)輸入端可切換地與所述第一差動(dòng)放大器的差動(dòng)輸出端或與所述第二差動(dòng)放大器的差動(dòng)輸出端和一相關(guān)的補(bǔ)償電路連接，迫使所述共模輸出電壓與VCMR相等以使在所述的單端輸出端出現(xiàn)的瞬態(tài)切換減少。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的乒乓放大器，其特征在于所述的開(kāi)關(guān)網(wǎng)絡(luò)包括第一開(kāi)關(guān)組包括一第一開(kāi)關(guān)(S13)，其在所述第一差動(dòng)放大器的輸入端之間連接和第二和第三開(kāi)關(guān)(S11，S12)，其在所述第一差動(dòng)放大器的輸出端與所述第一零位放大器的輸入端之間連接；第二開(kāi)關(guān)組包括第四和第五開(kāi)關(guān)(S5，S6)，其在所述第一差動(dòng)放大器的輸出與所述第二誤差信號(hào)放大器的第二輸入端之間連接，和第六開(kāi)關(guān)(S9)，其在所述誤差信號(hào)放大器的輸出端與所述第一差動(dòng)放大器的CMR輸入端之間連接；第三開(kāi)關(guān)組包括第七開(kāi)關(guān)(S16)，其在所述第二差動(dòng)放大器的輸入端之間連接和第八和第九開(kāi)關(guān)(S14，S15)，其在所述第二差動(dòng)放大器的輸出端與所述第二零位放大器的輸入端之間連接；第四開(kāi)關(guān)組包括第十和第十一開(kāi)關(guān)(S7，S8)，其在所述第二差動(dòng)放大器的輸出端與所述誤差信號(hào)放大器的第二輸入端之間連接，和第十二開(kāi)關(guān)(S10)，其在所述誤差信號(hào)放大器的輸出端與所述第二差動(dòng)放大器的CMR輸入端之間連接；第五開(kāi)關(guān)組包括第十三和第十四開(kāi)關(guān)(S3，S4)，其在所述第二差動(dòng)放大器的輸出端與所述乒乓放大器的輸出端之間連接，和第六開(kāi)關(guān)組包括第十五和第十六開(kāi)關(guān)(S1，S2)，其在所述第一差動(dòng)放大器的輸出端與所述乒乓放大器的輸出端之間連接；所述控制電路配置成用四階段的定時(shí)循環(huán)來(lái)控制所述開(kāi)關(guān)，以致于在所述循環(huán)的第一階段，第一和第五開(kāi)關(guān)組被閉合和其他所有開(kāi)關(guān)則斷開(kāi)，這樣所述第一差動(dòng)放大器被自動(dòng)調(diào)零和所述第二差動(dòng)放大器放大所述差動(dòng)輸入信號(hào)并把所述已放大的信號(hào)供給所述乒乓放大器的輸出端，在所述循環(huán)的第二階段，第二和第五開(kāi)關(guān)組被閉合和其他所有開(kāi)關(guān)則斷開(kāi)，這樣迫使所述第一差動(dòng)放大器的共模輸出電壓與VCMR相等和所述第二差動(dòng)放大器放大所述差動(dòng)輸入信號(hào)放大并把所述已放大的信號(hào)供給所述乒乓放大器的輸出端，在所述循環(huán)的第三階段，第三和第六開(kāi)關(guān)組被閉合和其他所有開(kāi)關(guān)則斷開(kāi)，這樣所述第二差動(dòng)放大器被自動(dòng)調(diào)零和所述第一差動(dòng)放大器放大所述差動(dòng)輸入信號(hào)并把所述已放大的信號(hào)供給所述乒乓放大器的輸出端，和在所述循環(huán)的第四階段，第四和第六開(kāi)關(guān)組被閉合和其他所有開(kāi)關(guān)則斷開(kāi)，這樣迫使所述第二差動(dòng)放大器的共模輸出電壓與VCMR相等和所述第一差動(dòng)放大器放大所述差動(dòng)輸入信號(hào)并把所述已放大的信號(hào)供給所述乒乓放大器的輸出端。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的乒乓放大器，其特征在于所述的放大器還包括第十七開(kāi)關(guān)(S17)，其在所述差動(dòng)輸入信號(hào)和所述第一差動(dòng)放大器的反相或非反相輸入端之間連接和第十八開(kāi)關(guān)(S18)，其在所述差動(dòng)輸入信號(hào)和所述第二差動(dòng)放大器的反相或非反相輸入端之間連接，所述第十七開(kāi)關(guān)在所述定時(shí)循環(huán)的第二、第三和第四階段中閉合和所述第十八開(kāi)關(guān)在所述定時(shí)循環(huán)的第一、第二和第四階段中閉合。
9.一種在乒乓放大器中瞬態(tài)切換誤差的減少方法，所述乒乓放大器包含以乒乓放大器型式配置的第一和第二差動(dòng)放大器(A1，A2)，每一所述第一和第二差動(dòng)放大器均有差動(dòng)輸入端與輸出端和一共?；鶞?zhǔn)(CMR)電壓輸入端，經(jīng)配置使所述放大器的共模輸出電壓隨著一施加在所述放大器的CMR輸入而變化，該方法包括確定所述第一和第二差動(dòng)放大器在它們各自的差動(dòng)輸出電壓為零的時(shí)候所要求的共模輸出電壓(VCMR)，周期性地確定一第一校正電壓，其在施加在所述第一差動(dòng)放大器的CMR輸入端時(shí)迫使第一差動(dòng)放大器的共模輸出電壓與VCMR相等，持續(xù)地把所述第一校正電壓施加在所述第一差動(dòng)放大器的CMR輸入端，周期性地確定一第二校正電壓，其在施加在所述第二差動(dòng)放大器的CMR輸入端時(shí)迫使第二差動(dòng)放大器的共模輪出電壓與VCMR相等，以及持續(xù)地把所述第二校正電壓施加在該第二差動(dòng)放大器的CMR輸入端。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于第一校正電壓的確定包括放大所述第一差動(dòng)放大器的共模輸出電壓與VCMR之間的差值，所述第一差動(dòng)放大器的共模輸出電壓和VCMR之間的放大差值與所述第一校正電壓相等和所述第二校正電壓的確定包括放大所述第二差動(dòng)放大器的共模輸出電壓與VCMR之間的差值，所述第二差動(dòng)放大器的共模輸出電壓與VCMR之間的放大差值與所述第二校正電壓相等。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于所述方法還包括把所述第一和第二校正電壓存儲(chǔ)在分別與所述第一和第二差動(dòng)放大器的CMR輸入端連接的第一和第二存儲(chǔ)器(CM1，CM2)中。
12.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于所述方法還包括一具有差動(dòng)輸入端的單端輸出放大器(A0)，所述差動(dòng)輸入端可切換地與所述第一差動(dòng)放大器的差動(dòng)輸出端或第二差動(dòng)放大器的差動(dòng)輸出端連接。
13.一種在乒乓放大器中瞬態(tài)切換誤差的減少方法，所述的乒乓放大器包括以一乒乓放大器型式配置的第一和第二差動(dòng)放大器(A1，A2)，每一所述第一和第二差動(dòng)放大器各自均有差動(dòng)輸入端與輸出端和一共?；鶞?zhǔn)(CMR)電壓輸入端，經(jīng)配置使所述放大器的共模輸出電壓隨著一施加在所述放大器的CMR輸入而變化，該方法包括確定所述第一和第二差動(dòng)放大器在它們各自的差動(dòng)輸出電壓為零的時(shí)候所要求的共模輸出電壓(VCMR)，提供所述共模基準(zhǔn)電壓VCMR，周期性地放大所述第一差動(dòng)放大器的共模輸出電壓與VCMR之間的差值，所述放大差值為第一校正電壓，把所述第一校正電壓存儲(chǔ)在與所述第一差動(dòng)放大器的CMR輸入端連接的存儲(chǔ)器(CM1)中，以致于把所述的第一校正電壓施加在所述第一差動(dòng)放大器的CMR輸入端，周期性地放大所述第二差動(dòng)放大器的共模輸出電壓與VCMR之間的差值，該放大差值為第二校正電壓，以及把所述第二校正電壓存儲(chǔ)在與所述第二差動(dòng)放大器的CMR輸入端連接的存儲(chǔ)器(CM2)中，以致于把所述第二校正電壓就施加在所述第二差動(dòng)放大器的CMR輸入端。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其特征在于所述的方法還包括周期性地對(duì)所述第一和第二差動(dòng)放大器作自動(dòng)調(diào)零。
15.根據(jù)權(quán)利要求14的方法，其特征在于所述方法還包括一第一零位放大器(A5)，其輸入端可切換地與所述第一差動(dòng)放大器的輸出端連接和所述零位放大器的輸出端以負(fù)反饋的型式與所述第一差動(dòng)放大器的輸出端連接，以及一第二零位放大器(A5)，其輸入端可切換地與所述第二差動(dòng)放大器的輸出端連接和所述零位放大器的輸出端以負(fù)反饋型式與所述第二差動(dòng)放大器的輸出端連接。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其特征在于對(duì)所述第一和第二放大器作自動(dòng)調(diào)零包括周期性地把所述第一差動(dòng)放大器的輸入端連接一起和使所述第一零位放大器的輸入端與所述第一差動(dòng)放大器的輸出端連接，當(dāng)所述第一差動(dòng)放大器的輸入端連接一起時(shí)，把電壓存儲(chǔ)在所述第一差動(dòng)放大器的非反相和反相輸出端，分別作為第一和第二存儲(chǔ)電壓，把所述第一與第二存儲(chǔ)的電壓分別施加在所述第一零位放大器的非反相與反相輸入端，采用所述的第一零置放大器把所述第一與第二存儲(chǔ)電壓轉(zhuǎn)變?yōu)榈谝慌c第二電流，其分別由所述第一零位放大器的非反相與反相輸出端提供，把所述第一與第二電流分別施加在所述第一差動(dòng)放大器的反相和非反相輸出端，周期性地把所述第二差動(dòng)放大器的輸入端連接在一起和使所述第二零位放大器的輸入端與所述第二差動(dòng)放大器的輸出端連接，當(dāng)所述第二差動(dòng)放大器的輸入端連接一起時(shí)，把電壓存儲(chǔ)在所述第二差動(dòng)放大器的非反相與反相輸出端，分別作為第三與第四存儲(chǔ)電壓，把所述第三與第四存儲(chǔ)電壓分別施加在所述第二零位放大器的非反相與反相輸入端，采用所述的第二零位放大器把所述第三和第四存儲(chǔ)的電壓轉(zhuǎn)變?yōu)榈谌偷谒碾娏?，其分別由所述第二零位放大器的非反相與反相輸出端提供，把所述第三與第四電流分別施加在所述第二差動(dòng)放大器的反相與非反相輸出端。
17.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其特征在于所述存儲(chǔ)器包括電容。
18.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其特征在于所述第一和第二校正電壓由一誤差信號(hào)放大器(A3)測(cè)定。
19.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其特征在于所述方法還包括一具有差動(dòng)輸入端的單端輸出放大器(A0)，所述差動(dòng)輸入端可切換地與所述差動(dòng)放大器的差動(dòng)輸出端或該第二差動(dòng)放大器的差動(dòng)輸出端連接。
20.一種在乒乓放大器中瞬態(tài)切換誤差的減少方法，所述的乒乓放大器包括以一乒乓放大器型式配置的第一和第二差動(dòng)放大器(A1，A2)，每一所述第一和第二差動(dòng)放大器均有差動(dòng)輸入端，其連接接收一差動(dòng)輸入信號(hào)、差動(dòng)輸出端和一共?；鶞?zhǔn)(CMR)電壓輸入端，這樣的配置要使差動(dòng)放大器的共模輸出電壓隨著一施加在所述差動(dòng)放大器的CMR輸入而變化，所述乒乓放大器具有一輸出端，其交替地與所述第一和第二差動(dòng)放大器連接以提供一放大型的差動(dòng)輸入信號(hào)，所述方法包括確定所述第一和第二差動(dòng)放大器在它們各自的差動(dòng)輸出電壓為零時(shí)所要求的共模輸出電壓(VCMR)，提供共模基準(zhǔn)電壓VCMR，對(duì)所述第一和第二差動(dòng)放大器作周期地自動(dòng)調(diào)零，所述自動(dòng)調(diào)零包括周期性地把所述第一差動(dòng)放大器的輸入端連接一起，當(dāng)所述第一差動(dòng)放大器的輸入端連接一起時(shí)，把電壓存儲(chǔ)在所述第一差動(dòng)放大器的非反相與反相輸出端，分別作為第一與第二存儲(chǔ)電壓，把所述第一與第二存儲(chǔ)電壓分別施加在一全差動(dòng)的第一零位放大器的非反相與反相輸入端，采用所述第一零位放大器去把所述第一和第二存儲(chǔ)電壓分別轉(zhuǎn)變?yōu)榈谝慌c第二電流，其在所述第一零位放大器的非反相與反相輸出端提供，把所述第一和第二電流分別施加在所述第一差動(dòng)放大器的反相與非反相輸出端，周期性地把所述第二差動(dòng)放大器的輸入端連接一起，當(dāng)所述第二差動(dòng)放大器的輸入端連接一起時(shí)，把電壓存儲(chǔ)在所述第二差動(dòng)放大器的非反相與反相輸出端，分別作為第三與第四存儲(chǔ)電壓，把所述第三和第四存儲(chǔ)電壓分別施加在一全差動(dòng)的第二零位放大器的非反相與反相輸入端，采用所述第二零位放大器去把所述第三和第四存儲(chǔ)電壓分別轉(zhuǎn)變?yōu)榈谌c第四電流，其在所述第二零位放大器的非反相與反相輸出端提供，把所述第三和第四電流分別施加在所述第二差動(dòng)放大器的反相與非反相輸出端，周期性地放大所述第一差動(dòng)放大器的輸共模輸出電壓與VCMR的差值，所述放大差值為第一校正電壓，把所述第一校正電壓存儲(chǔ)在一存儲(chǔ)器中，其與所述第一差動(dòng)放大器的CMR輸入端連接，以致于把所述的第一校正電壓就施加在所述第一差動(dòng)放大器的CMR輸入端，周期性地放大所述第二差動(dòng)放大器的共模輸出電壓與VCMR之間的差值，所述放大差值為第二校正電壓，以及把所述第二校正電壓存儲(chǔ)在一存儲(chǔ)器，其與所述第二差動(dòng)放大器的CMR輸入端連接，以致于把所述第二校正電壓施加在所述第二放大器的CMR輸入端。
21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的方法，其特征在于所述乒乓放大器采用一四階段定時(shí)循環(huán)工作，以致于在所述定時(shí)循環(huán)的第一階段，所述差動(dòng)放大器被自動(dòng)調(diào)零和所述第二差動(dòng)放大器放大所述差動(dòng)信號(hào)以及把該放大的信號(hào)供給所述乒乓放大器的輸出端，在所述定時(shí)循環(huán)的第二階段，產(chǎn)生并被存儲(chǔ)所述第一校正電壓以及所述第二差動(dòng)放大器放大所述差動(dòng)輸入信號(hào)和把該放大信號(hào)供給所述乒乓放大器的輸出端，在所述定時(shí)循環(huán)的第三階段，所述第二差動(dòng)放大器被自動(dòng)調(diào)零和所述第一差動(dòng)放大器放大所述差動(dòng)輸入信號(hào)和把該放大信號(hào)供給所述乒乓放大器的輸出端，在所述定時(shí)循環(huán)的第四階段，產(chǎn)生并被存儲(chǔ)所述第二校正電壓以及所述第一差動(dòng)放大器放大所述差動(dòng)輸入信號(hào)和把該放大信號(hào)供給所述乒乓放大器的輸出端，
22.根據(jù)權(quán)利要求20的方法，其特征在于所述方法還包含一具有差動(dòng)輸入端的單端輸出放大器(A0)，所述差動(dòng)輸入端可切換地與所述第一差動(dòng)放大器的差動(dòng)輸出端或所述第二差動(dòng)放大器的差動(dòng)輸出端連接。
全文摘要
一種乒乓放大器，其包括兩個(gè)差動(dòng)放大器A1與A2和誤差信號(hào)放大器(A3)。該誤差信號(hào)放大器具有一與預(yù)定共模基準(zhǔn)電壓VCMR連接的輸入端，另一輸入可端切換地與A1或A2的共模輸出端連接和一輸出端可切換地與A1和A2的共模基準(zhǔn)(CMR)電壓輸入端連接。存儲(chǔ)電容器CM1和CM2均各自與兩個(gè)CMR輸入端連接。誤差信號(hào)放大器周期性地在A1的共模輸出端和A1的CMR輸入端之間連接并形成一閉合回路，迫使A1的共模輸出電壓與VCMR相等，誤差信號(hào)放大器的輸出電壓存儲(chǔ)在CM1。A2的共模輸出電壓以類(lèi)似的方式校正，誤差信號(hào)放大器的輸出電壓存儲(chǔ)在CM2。所述兩個(gè)共模輸出電壓與VCMR相等以使瞬態(tài)減少，否則，放大器在A1和A2之間切換時(shí)，瞬態(tài)就在輸出端出現(xiàn)。
文檔編號(hào)H03F3/45GK1575544SQ02821241
公開(kāi)日2005年2月2日 申請(qǐng)日期2002年8月29日 優(yōu)先權(quán)日2001年9月4日
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