一種消除失調(diào)電壓的開關(guān)電容積分器電路的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種消除失調(diào)電壓的開關(guān)電容積分器電路，包括：第一電容、第二電容、第三電容、第四電容、第一開關(guān)、第二開關(guān)、第三開關(guān)、第四開關(guān)、四五開關(guān)、失調(diào)電壓源以及放大器或反相器。本發(fā)明的開關(guān)電容積分器的放大器失調(diào)電壓消除電路，其積分輸出電壓大小與放大器閾值電壓無關(guān)，提高了積分器的精度。另外，該失調(diào)電壓消除結(jié)構(gòu)適用于反相器作為放大器的情況，可以補(bǔ)償?shù)舴聪嗥鬏斎肫秒妷核鶐矸e分偏差。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單，在開關(guān)電容積分電路具有廣泛的應(yīng)用前景。
【專利說明】
一種消除失調(diào)電壓的開關(guān)電容積分器電路
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明涉及一種開關(guān)電容積分器電路，特別是涉及一種消除失調(diào)電壓的開關(guān)電容 積分器電路。
【背景技術(shù)】
[0002] 現(xiàn)代集成電路設(shè)計(jì)和信號處理過程與CMOS工藝緊密相關(guān)。然而，CMOS工藝中的電 阻和電容絕對值大小會在制造過程中存在較大波動，以至于在精度要求較高的場合直接使 用電阻和電容并不能滿足對連續(xù)信號的處理要求。其中連續(xù)型積分器就是采用這種方法對 模擬信號進(jìn)行連續(xù)進(jìn)行積分，優(yōu)點(diǎn)是實(shí)時性好且不需要復(fù)雜的時序控制，如非交疊時鐘。
[0003] 可以明顯看到，連續(xù)型積分器會由于電阻和電容存在的絕對誤差而使積分精度大 大降低。因此，在諸多高精度場合(如EAADC中的調(diào)制器)下，開關(guān)電容積分器得到了廣泛 的應(yīng)用。它利用周期性的翻轉(zhuǎn)電容形成等效電阻，實(shí)現(xiàn)模擬信號的離散處理，并且電容值的 精確程度比電阻阻值要容易控制。另外，其精度優(yōu)勢也體現(xiàn)在積分系數(shù)與電容比值相關(guān)而 與電容的絕對值無關(guān)。
[0004] 盡管開關(guān)電容積分器需要更復(fù)雜的時序控制電路，但它所帶來的優(yōu)勢遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于這 一不足。開關(guān)電容電路具有準(zhǔn)確的頻率相應(yīng)、良好的電壓線性度和溫度特性等特點(diǎn)，并易于 與CMOS工藝兼容。
[0005] 張鵬南，楊慶江，夏洪洋在論文《雙斜率積分ADC中開關(guān)電容積分器的設(shè)計(jì)[J].黑 龍江科技學(xué)院學(xué)報，2011,21(5):404-407.》中介紹了一種開關(guān)電容的基本結(jié)構(gòu)，如圖1所 示，根據(jù)時序分析我們可以得到如下結(jié)果：
[0006] ?i：CsVi+CiV〇(n-l)
[0007] ?2：CsV〇ff+CiV〇(n)
[0009] 其中，前兩個式子是Φ1和Φ2分別為高電平時的A點(diǎn)儲存的電荷量。根據(jù)電荷守恒 定理，即令二者相等，可以得到第三個式子(積分器輸出電壓）。
[0010] 可以看到在每一個時間周期中，輸出對輸入做了一次積分，而且是離散型的。傳統(tǒng) 開關(guān)電容積分器電路并沒有考慮到放大器所存在的失調(diào)電壓，而放大器制造過程中其最終 參數(shù)并不能完全按照設(shè)計(jì)時的情況實(shí)現(xiàn)完全匹配，以至于輸出電壓并不等于輸入電壓乘以 增益大小。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0011] 鑒于以上所述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，本發(fā)明的目的在于提供一種消除失調(diào)電壓的開關(guān) 電容積分器電路，用于消除傳統(tǒng)開關(guān)電容積分器中放大器失調(diào)電壓對積分器的影響，提高 積分器的精度。
[0012] 為實(shí)現(xiàn)上述目的及其他相關(guān)目的，本發(fā)明提供一種消除失調(diào)電壓的開關(guān)電容積分 器電路，包括:第一電容、第二電容、第三電容、第四電容、第一開關(guān)、第二開關(guān)、第三開關(guān)、第 四開關(guān)、第五開關(guān)、失調(diào)電壓源以及放大器，其中，所述第一開關(guān)的第一端接輸入電壓，第二 端接第一電容及第二開關(guān)的第一端，所述第二開關(guān)的第二端接地，所述第一電容的第二端 連接第三開關(guān)、第四開關(guān)及第二電容的第一端，所述第三開關(guān)的第二端接地，所述第四開關(guān) 的第二端接第三電容的第一端，所述第三電容的第二端接第五開關(guān)及第四電容的第一端， 所述第五開關(guān)的第二端接第二電容的第二端以及失調(diào)電壓源的第一端(正端），所述失調(diào)電 壓源的第二端（負(fù)端)接放大器的第一輸入端（負(fù)輸入端），所述放大器的第二輸入端(正輸 入端)接地，輸出端接第四電容的第二端。
[0013]作為本發(fā)明的消除失調(diào)電壓的開關(guān)電容積分器電路的一種優(yōu)選方案，所述第一開 關(guān)、第二開關(guān)、第三開關(guān)、第四開關(guān)、第五開關(guān)選用為M0S開關(guān)。
[0014]進(jìn)一步地，所述第一開關(guān)、第二開關(guān)、第三開關(guān)、第四開關(guān)、第五開關(guān)選用為增強(qiáng)型 NM0S開關(guān)。
[0015] 作為本發(fā)明的消除失調(diào)電壓的開關(guān)電容積分器電路的一種優(yōu)選方案，所述第一電 容、第二電容、第三電容、第四電容選用為M0S電容。
[0016] 作為本發(fā)明的消除失調(diào)電壓的開關(guān)電容積分器電路的一種優(yōu)選方案，所述放大器 選用為差分輸入，單端輸出的放大器。
[0017] 作為本發(fā)明的消除失調(diào)電壓的開關(guān)電容積分器電路的一種優(yōu)選方案，根據(jù)電荷守 恒定理，得到如下表達(dá)式：
[0018] ?i：CsVi+CiiVB(n-l)+CcV〇ff
[0019] ?2：CiiVB(n)+CcV〇ff
[0021] 其中，第一、第二個表達(dá)式為Φ#ΡΦ2*別閉合時的第一電容第二端的節(jié)點(diǎn)A儲存 的電荷量，第三個表達(dá)式為根據(jù)電荷守恒定理，得到的積分器輸出電壓表達(dá)式，(^為第一電 容，Vi為輸入電壓，Cu為第三電容，C c為第二電容，VQff為失調(diào)電壓，B點(diǎn)為第三電容的第二端 節(jié)點(diǎn)，η為正整數(shù)；
[0022] 在第三開關(guān)Φ:閉合、第四開關(guān)Φ2斷開的時候Β點(diǎn)的電荷會轉(zhuǎn)移到輸出，即：
[0023] Cii[VB(n)-VB(n-l)]=Ci2[V0(n)-V0(n-l)]
[0024] 其中，Ci2為第五電容，V。為輸出電壓，開關(guān)電容積分器電路的輸出電壓為：
[0026] 從該表達(dá)式可以明顯看到，積分器的輸出電壓不再包含失調(diào)電壓Voff，所以失調(diào)電 壓對精度的影響得以消除。
[0027]本發(fā)明還提供一種消除失調(diào)電壓的開關(guān)電容積分器電路，包括:第一電容、第二電 容、第三電容、第四電容、第一開關(guān)、第二開關(guān)、第三開關(guān)、第四開關(guān)、四五開關(guān)、失調(diào)電壓源 以及反相器，其中，所述第一開關(guān)的第一端接輸入電壓，第二端接第一電容及第二開關(guān)的第 一端，所述第二開關(guān)的第二端接地，所述第一電容的第二端連接第三開關(guān)、第四開關(guān)及第二 電容的第一端，所述第三開關(guān)的第二端接地，所述第四開關(guān)的第二端接第三電容的第一端， 所述第三電容的第二端接第五開關(guān)及第四電容的第一端，所述第五開關(guān)的第二端接第二電 容的第二端以及失調(diào)電壓源的第一端，所述失調(diào)電壓源的第二端接反相器的輸入端，所述 反相器輸出端接第四電容的第二端。
[0028]作為本發(fā)明的消除失調(diào)電壓的開關(guān)電容積分器電路的一種優(yōu)選方案，所述第一開 關(guān)、第二開關(guān)、第三開關(guān)、第四開關(guān)、第五開關(guān)選用為M0S開關(guān)。
[0029]進(jìn)一步地，所述第一開關(guān)、第二開關(guān)、第三開關(guān)、第四開關(guān)、第五開關(guān)選用為增強(qiáng)型 NM0S開關(guān)。
[0030] 作為本發(fā)明的消除失調(diào)電壓的開關(guān)電容積分器電路的一種優(yōu)選方案，所述第一電 容、第二電容、第三電容、第四電容選用為M0S電容。
[0031] 如上所述，本發(fā)明的消除失調(diào)電壓的開關(guān)電容積分器電路，具有以下有益效果:本 發(fā)明提出了一種開關(guān)電容積分器的放大器失調(diào)電壓消除電路，其積分輸出電壓大小與放大 器閾值電壓無關(guān)，提高了積分器的精度。另外，該失調(diào)電壓消除結(jié)構(gòu)適用于反相器作為放大 器的情況，可以補(bǔ)償?shù)舴聪嗥鬏斎肫秒妷核鶐矸e分偏差。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單，在開關(guān)電容 積分電路具有廣泛的應(yīng)用前景。
【附圖說明】
[0032]圖1顯示為現(xiàn)有技術(shù)中的開關(guān)電容積分器基本結(jié)構(gòu)示意圖。
[0033]圖2顯示為現(xiàn)有技術(shù)中的開關(guān)電容積分器存在失調(diào)電壓的放大器的結(jié)構(gòu)示意圖。 [0034]圖3顯示為考慮失調(diào)電壓時的開關(guān)電容積分器的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0035]圖4顯示為本發(fā)明的消除失調(diào)電壓的開關(guān)電容積分器電路的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0036]圖5顯示為采用反相器用作放大器的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0037]圖6顯示為反相器結(jié)構(gòu)開關(guān)電容積分器電路的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0038]圖7顯示為本發(fā)明的采用反相器結(jié)構(gòu)的消除失調(diào)電壓的開關(guān)電容積分器電路的結(jié) 構(gòu)示意圖。
[0039] 元件標(biāo)號說明
[0040] Cs 第一電容
[0041 ] Cc 第二電容
[0042] Cii 第三電容
[0043] Ci2 第四電容
[0044] Φ1(1 第一開關(guān)
[0045] Φ2(1 第二開關(guān)
[0046] Φι 第三開關(guān)
[0047] Φ2 第四開關(guān)
[0048] Φ3(1 第五開關(guān)
[0049] Αι 放大器
[0050] Di 反相器
【具體實(shí)施方式】
[0051]以下通過特定的具體實(shí)例說明本發(fā)明的實(shí)施方式，本領(lǐng)域技術(shù)人員可由本說明書 所揭露的內(nèi)容輕易地了解本發(fā)明的其他優(yōu)點(diǎn)與功效。本發(fā)明還可以通過另外不同的具體實(shí) 施方式加以實(shí)施或應(yīng)用，本說明書中的各項(xiàng)細(xì)節(jié)也可以基于不同觀點(diǎn)與應(yīng)用，在沒有背離 本發(fā)明的精神下進(jìn)行各種修飾或改變。
[0052] 請參閱圖1~圖7。需要說明的是，本實(shí)施例中所提供的圖示僅以示意方式說明本 發(fā)明的基本構(gòu)想，遂圖示中僅顯示與本發(fā)明中有關(guān)的組件而非按照實(shí)際實(shí)施時的組件數(shù) 目、形狀及尺寸繪制，其實(shí)際實(shí)施時各組件的型態(tài)、數(shù)量及比例可為一種隨意的改變，且其 組件布局型態(tài)也可能更為復(fù)雜。
[0053] 實(shí)施例1
[0054]圖1顯示為傳統(tǒng)的開關(guān)電容積分器電路，所示的傳統(tǒng)開關(guān)電容積分器電路并沒有 考慮到放大器所存在的失調(diào)電壓。放大器制造過程中其最終參數(shù)并不能完全按照設(shè)計(jì)時的 情況實(shí)現(xiàn)完全匹配，以至于輸出電壓并不等于輸入電壓乘以增益大小。為了便于分析，一般 在放大器輸入端疊加一個失調(diào)電壓Voff來模擬這種非理想因素，如圖2所示。此時放大器的 輸出與輸入的關(guān)系等效為：
[0055] V〇=Av(Vi+V〇ff)
[0056] 其中，Αν為放大器的增益系數(shù)，當(dāng)考慮到放大器失調(diào)電壓時，開關(guān)電容積分器的輸 出值也會受到失調(diào)電壓的影響。圖3是考慮失調(diào)電壓時的開關(guān)電容積分器，此時我們可以得 到如下表達(dá)式：
[0057 ] Φ1 ： CsVi+Ci[V0(n-l )~V0ff ]
[0058] ?2：CsV〇ff+Ci[V0(n)-V0ff]
[0060] 其中，第一、第二個表達(dá)式為〇!和〇2分別閉合時的第一電容第二端的節(jié)點(diǎn)A儲存 的電荷量，第三個表達(dá)式為根據(jù)電荷守恒定理，得到的積分器輸出電壓表達(dá)式，可以看到， 在每個積分周期中，輸出都對失調(diào)電壓Voff進(jìn)行了一次積分。即使當(dāng)輸入電壓為零時，積分 器輸出電壓仍然會持續(xù)朝著一個方向增大或者減小，其方向則是受到失調(diào)電壓的正負(fù)性所 決定。
[0061] 由于開關(guān)電容積分器存在以上問題，最常見的解決方案就是采用全差分運(yùn)算放大 器來實(shí)現(xiàn)，這廣泛存在于諸多Σ Λ調(diào)制器中。其原因是全差分運(yùn)算放大器可以通過共模反 饋來補(bǔ)償輸入的不匹配。然而相比于單端結(jié)構(gòu)，全差分結(jié)構(gòu)一般需要更加復(fù)雜的電路。
[0062] 在面積成為電路設(shè)計(jì)所需要重點(diǎn)考慮的因素這一條件下，單端輸出放大器可以滿 足這一要求。特別是在有些極端條件下，反相器也會被用作放大器。這就要求在電路設(shè)計(jì)的 過程中要盡量減小失調(diào)誤差的影響。
[0063] 本發(fā)明所設(shè)計(jì)的消除失調(diào)電壓的開關(guān)電容積分器電路如圖4所示。本發(fā)明提供一 種消除失調(diào)電壓的開關(guān)電容積分器電路，包括:第一電容匕、第二電容C。、第三電容Cu、第四 電容 Cl2、第一開關(guān)φ1(1、第二開關(guān)φ2(1、第三開關(guān)Φι、第四開關(guān)φ 2、第五開關(guān)φ3(1、失調(diào)電壓 源以及放大器&，其中，所述第一開關(guān)Φ1(1的第一端接輸入電壓W，第二端接第一電容C s及第 二開關(guān)Φ2(1的第一端，所述第二開關(guān)Φ2(1的第二端接地，所述第一電容匕的第二端連接第三 開關(guān)Φ:、第四開關(guān)Φ 2及第二電容Cc的第一端，所述第三開關(guān)?:的第二端接地，所述第四開 關(guān)〇2的第二端接第三電容Cu的第一端，所述第三電容Cu的第二端接第五開關(guān)Φ 3(1及第四 電容Cl2的第一端，所述第五開關(guān)Φ3(1的第二端接第二電容C。的第二端以及失調(diào)電壓源的第 一端，所述失調(diào)電壓源的第二端接放大器六:的第一輸入端，所述放大器^的第二輸入端接 地，輸出端接第四電容ci2的第二端。
[0064] 作為示例，所述第一開關(guān)Φ ld、第二開關(guān)Φ 2d、第三開關(guān)Φ i、第四開關(guān)Φ 2、第五開關(guān) φ3d選用為M0S開關(guān)。在本實(shí)施例中，第一開關(guān)ΦId、第二開關(guān)φ2d、第三開關(guān)Φι、第四開關(guān) Φ2、第五開關(guān)i>3d選用為增強(qiáng)型NM0S開關(guān)。
[0065] 作為示例，所述第一電容Cs、第二電容Cc、第三電容Cu、第四電容C i2選用為M0S電 容。
[0066] 作為示例，所述放大器選用為差分輸入，單端輸出的放大器。
[0067]根據(jù)電荷守恒定理，得到如下表達(dá)式：
[0068] ?i：CsVi+CiiVB(n-l)+CcV〇ff
[0069] ?2：CiiVB(n)+CcV〇ff
[0071] 其中，第一、第二個表達(dá)式為Φ#ΡΦ2*別閉合時的第一電容第二端的節(jié)點(diǎn)A儲存 的電荷量，第三個表達(dá)式為根據(jù)電荷守恒定理，得到的積分器輸出電壓表達(dá)式，(^為第一電 容，Vi為輸入電壓，Cu為第三電容，C c為第二電容，VQff為失調(diào)電壓，B點(diǎn)為第三電容的第二端 節(jié)點(diǎn)，η為正整數(shù)；
[0072] 在第三開關(guān)Φ:閉合、第四開關(guān)Φ2斷開的時候Β點(diǎn)的電荷會轉(zhuǎn)移到輸出，即：
[0073] Cii[VB(n)-VB(n-l)]=Ci2[V0(n)-V0(n-l)]
[0074] 其中，Ci2為第五電容，V。為輸出電壓，開關(guān)電容積分器電路的輸出電壓為：
[0076] 從該表達(dá)式可以明顯看到，積分器的輸出電壓不再包含失調(diào)電壓VQff，所以失調(diào)電 壓對精度的影響得以消除，達(dá)到了本發(fā)明的預(yù)期目的。
[0077] 實(shí)施例2
[0078] 如圖5~圖7所示，本實(shí)施例提供一種消除失調(diào)電壓的開關(guān)電容積分器電路。
[0079] 在實(shí)施例1的分析中提到有些特殊場合會用反相器作為放大器，其結(jié)構(gòu)如圖5所 示。在數(shù)字電路中，反相器的輸入和輸出非〇即1，其實(shí)際電壓值只能是接近于電源電壓或 地。在這種情況下，反相器并不具有放大功能。一般情況下，反相器作為放大器需要將其輸 入和輸出偏置電壓偏置在一半電源電壓附近以實(shí)現(xiàn)比較理想的放大效果。但正因?yàn)槿绱耍?反相器不能像普通放大器那樣通過"虛地"使輸入端電壓為零。在圖5中，反相器會通過反饋 網(wǎng)絡(luò)形成一個穩(wěn)定的直流偏置狀態(tài)，此時輸入會存在一個偏置電壓Vf，且該電壓在積分器 中會產(chǎn)生如前文所述的失調(diào)偏差效果。其中，這里的反饋網(wǎng)絡(luò)可以是電容和電阻等組成的 反饋結(jié)構(gòu)。
[0080] 對于圖6所示的反相器結(jié)構(gòu)的開關(guān)電容積分器我們?nèi)匀豢梢缘玫街八茖?dǎo)出來 的積分輸出電壓的表達(dá)式，即：
[0082]對應(yīng)的失調(diào)電壓消除結(jié)構(gòu)如圖7所示，其原理和結(jié)果與普通放大器結(jié)構(gòu)的開關(guān)電 容積分器保持一致。如圖7所示，本實(shí)施例提供一種消除失調(diào)電壓的開關(guān)電容積分器電路， 包括:第一電容Cs、第二電容C。、第三電容Cu、第四電容Ci2、第一開關(guān)〇1(1、第二開關(guān)〇 2(1、第 三開關(guān)Φ:、第四開關(guān)Φ2、第五開關(guān)Φ3<κ失調(diào)電壓源以及反相器，其中，所述第一開關(guān)Φ 1(1的 第一端接輸入電壓Vi，第二端接第一電容Cs及第二開關(guān)Φ 2d的第一端，所述第二開關(guān)φ 2d的 第二端接地，所述第一電容Cs的第二端連接第三開關(guān)?:、第四開關(guān)φ2及第二電容Cc的第一 端，所述第三開關(guān)〇:的第二端接地，所述第四開關(guān)Φ 2的第二端接第三電容Cu的第一端，所 述第三電容Cu的第二端接第五開關(guān)φ3(1及第四電容c 12的第一端，所述第五開關(guān)φ3(1的第二 端接第二電容C。的第二端以及失調(diào)電壓源的第一端，所述失調(diào)電壓源的第二端接反相器0: 的輸入端，所述反相器Di的輸出端接第四電容C l2的第二端。
[0083]作為示例，所述第一開關(guān)Φ ld、第二開關(guān)Φ 2d、第三開關(guān)Φ i、第四開關(guān)Φ 2、第五開關(guān) φ3d選用為M0S開關(guān)。在本實(shí)施例中，第一開關(guān)ΦId、第二開關(guān)φ2d、第三開關(guān)Φι、第四開關(guān) Φ2、第五開關(guān)i>3d選用為增強(qiáng)型NM0S開關(guān)。
[0084] 作為示例，所述第一電容Cs、第二電容Cc、第三電容Cu、第四電容C i2選用為M0S電 容。
[0085] 如上所述，本發(fā)明的消除失調(diào)電壓的開關(guān)電容積分器電路，具有以下有益效果:本 發(fā)明提出了一種開關(guān)電容積分器的放大器失調(diào)電壓消除電路，其積分輸出電壓大小與放大 器閾值電壓無關(guān)，提高了積分器的精度。另外，該失調(diào)電壓消除結(jié)構(gòu)適用于反相器作為放大 器的情況，可以補(bǔ)償?shù)舴聪嗥鬏斎肫秒妷核鶐矸e分偏差。所以，本發(fā)明有效克服了現(xiàn)有 技術(shù)中的種種缺點(diǎn)而具高度產(chǎn)業(yè)利用價值。
[0086]上述實(shí)施例僅例示性說明本發(fā)明的原理及其功效，而非用于限制本發(fā)明。任何熟 悉此技術(shù)的人士皆可在不違背本發(fā)明的精神及范疇下，對上述實(shí)施例進(jìn)行修飾或改變。因 此，舉凡所屬技術(shù)領(lǐng)域中具有通常知識者在未脫離本發(fā)明所揭示的精神與技術(shù)思想下所完 成的一切等效修飾或改變，仍應(yīng)由本發(fā)明的權(quán)利要求所涵蓋。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種消除失調(diào)電壓的開關(guān)電容積分器電路，其特征在于，包括:第一電容、第二電容、 第三電容、第四電容、第一開關(guān)、第二開關(guān)、第三開關(guān)、第四開關(guān)、第五開關(guān)、失調(diào)電壓源以及 放大器，其中，所述第一開關(guān)的第一端接輸入電壓，第二端接第一電容及第二開關(guān)的第一 端，所述第二開關(guān)的第二端接地，所述第一電容的第二端連接第三開關(guān)、第四開關(guān)及第二電 容的第一端，所述第三開關(guān)的第二端接地，所述第四開關(guān)的第二端接第三電容的第一端，所 述第三電容的第二端接第五開關(guān)及第四電容的第一端，所述第五開關(guān)的第二端接第二電容 的第二端以及失調(diào)電壓源的第一端，所述失調(diào)電壓源的第二端接放大器的第一輸入端，所 述放大器的第二輸入端接地，輸出端接第四電容的第二端。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的消除失調(diào)電壓的開關(guān)電容積分器電路，其特征在于:所述第一 開關(guān)、第二開關(guān)、第三開關(guān)、第四開關(guān)、第五開關(guān)選用為MOS開關(guān)。3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的消除失調(diào)電壓的開關(guān)電容積分器電路，其特征在于:所述第一 開關(guān)、第二開關(guān)、第三開關(guān)、第四開關(guān)、第五開關(guān)選用為增強(qiáng)型NMOS開關(guān)。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的消除失調(diào)電壓的開關(guān)電容積分器電路，其特征在于:所述第一 電容、第二電容、第三電容、第四電容選用為MOS電容。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的消除失調(diào)電壓的開關(guān)電容積分器電路，其特征在于:所述放大 器選用為差分輸入，單端輸出的放大器。6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的消除失調(diào)電壓的開關(guān)電容積分器電路，其特征在于:根據(jù)電荷 守恒定理，得到如下表達(dá)式： ?i：CsVi+CiiVB(n-l)+CcV〇ff 〇2：CiiVB(n)+CcV〇ff其中，第一、第二個表達(dá)式為Φ#ΡΦ2分別閉合時的第一電容第二端的節(jié)點(diǎn)A儲存的電 荷量，第三個表達(dá)式為根據(jù)電荷守恒定理，得到的積分器輸出電壓表達(dá)式，Cs為第一電容，Vi 為輸入電壓，Cil為第三電容，Cc為第二電容，Vciff為失調(diào)電壓，B點(diǎn)為第三電容的第二端節(jié)點(diǎn)， η為正整數(shù)； 在第三開關(guān)Φ:閉合、第四開關(guān)Φ2斷開的時候B點(diǎn)的電荷會轉(zhuǎn)移到輸出，即： Cii[VB(n)-VB(n-l) ] =Ci2[V〇(n)-V〇(n-l)] 其中，Ci2為第五電容，V。為輸出電壓，開關(guān)電容積分器電路的輸出電壓為：從該表達(dá)式可以明顯看到，積分器的輸出電壓不再包含失調(diào)電壓Vciff,所以失調(diào)電壓對 精度的影響得以消除。7. -種消除失調(diào)電壓的開關(guān)電容積分器電路，其特征在于，包括:第一電容、第二電容、 第三電容、第四電容、第一開關(guān)、第二開關(guān)、第三開關(guān)、第四開關(guān)、四五開關(guān)、失調(diào)電壓源以及 反相器，其中，所述第一開關(guān)的第一端接輸入電壓，第二端接第一電容及第二開關(guān)的第一 端，所述第二開關(guān)的第二端接地，所述第一電容的第二端連接第三開關(guān)、第四開關(guān)及第二電 容的第一端，所述第三開關(guān)的第二端接地，所述第四開關(guān)的第二端接第三電容的第一端，所 述第三電容的第二端接第五開關(guān)及第四電容的第一端，所述第五開關(guān)的第二端接第二電容 的第二端以及失調(diào)電壓源的第一端，所述失調(diào)電壓源的第二端接反相器的輸入端，所述反 相器輸出端接第四電容的第二端。8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的消除失調(diào)電壓的開關(guān)電容積分器電路，其特征在于:所述第一 開關(guān)、第二開關(guān)、第三開關(guān)、第四開關(guān)、第五開關(guān)選用為MOS開關(guān)。9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的消除失調(diào)電壓的開關(guān)電容積分器電路，其特征在于:所述第一 開關(guān)、第二開關(guān)、第三開關(guān)、第四開關(guān)、第五開關(guān)選用為增強(qiáng)型NMOS開關(guān)。10. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的消除失調(diào)電壓的開關(guān)電容積分器電路，其特征在于:所述第 一電容、第二電容、第三電容、第四電容選用為MOS電容。
【文檔編號】H03K19/003GK106027025SQ201610450558
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年6月21日
【發(fā)明人】汪輝, 葉匯賢, 田犁, 汪寧, 章琦, 曹虎, 黃景林
【申請人】中國科學(xué)院上海高等研究院