本發(fā)明涉及模擬集成電路中乒乓放大器的領(lǐng)域,更具體地說,涉及一種持續(xù)地實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的開關(guān)電容電路共模反饋電路并提高所述放大器的階躍響應(yīng)性能的技術(shù)。
背景技術(shù):
眾所周知,廣泛應(yīng)用于精密測(cè)量領(lǐng)域的乒乓放大器技術(shù)可以有效地減小CMOS器件的輸入失調(diào)電壓和1/f閃爍噪聲。圖1所示為一基本乒乓放大器的示意圖。一對(duì)全差分放大器 A1和A2各自接收一由信號(hào)INP和INN構(gòu)成的差分輸入信號(hào)。A1的差分輸出端與一對(duì)開關(guān)S1和S2連接和A2的輸出端與開關(guān)S3和S4連接;一提供乒乓放大器的輸出的單端輸出放大器A0的差分輸入端與開關(guān)S1和S2的輸出端連接且與開關(guān)S3和S4的輸出端連接,在A0的輸出OUT和其反相輸入端之間連接的補(bǔ)償電容器CC。兩個(gè)全差分零位放大器A4和A5分別用作把A1和A2自穩(wěn)零,一對(duì)開關(guān)S11與S12在A1的差分輸出端與A4的差分輸入端之間連接和一對(duì)開關(guān)S14與S15在A2的差分輸出端與A5的差分輸入端之間連接,兩個(gè)存儲(chǔ)電容器C3、C4與A4輸入端連接和存儲(chǔ)電容器C5、C6與A5輸入端連接。
乒乓放大器還包括一誤差放大器A3。A3的一輸入端與預(yù)定共模基準(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)所述開關(guān)閉合時(shí),A1的共模電壓施加在A3上。同樣,一對(duì)開關(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)所述開關(guān)閉合時(shí),A2的共模電壓施加在A3上。A3的輸出端與一對(duì)開關(guān)S9和S10連接,而該開關(guān)的另兩邊分別與A1和A2的共模反饋控制輸入端連接。一對(duì)存儲(chǔ)電容器CM1和CM2也分別與A1和A2的共模反饋控制輸入端連接,CM1和CM2的另一端連接接地。
在乒乓操作過程中,由于按時(shí)鐘周期切換的兩條路徑全差分放大器A1和A2的共模輸出電壓存在差異會(huì)導(dǎo)致紋波和毛刺的輸出,根據(jù)圖1所示,所述開關(guān)由一控制電路控制(圖中未示),在運(yùn)作中,誤差放大器A3的輸入端周期地與A1的共模輸出端連接和A3的輸出端與A1的共模反饋控制輸入端連接。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;誤差放大器A3的輸出電壓存儲(chǔ)在與A1的共??刂品答佪斎攵诉B接的存儲(chǔ)電容器CM1中。同樣,誤差放大器A3的輸入端和輸出端分別周期地與A2的共模輸出端和共模反饋控制輸入端連接,以迫使A2的共模輸出電壓與VCMR相等并且誤差放大器A3的輸出電壓存儲(chǔ)在與A2的共模反饋控制輸入端連接的存儲(chǔ)電容器CM2上。
當(dāng)開關(guān)S11、S12與S13被閉合A1采用A4進(jìn)行自穩(wěn)零時(shí)和當(dāng)開關(guān)S14、S15與S16被閉合A2采用A5進(jìn)行自穩(wěn)零時(shí),以及當(dāng)開關(guān)S1、S2與S17被閉合差分輸入信號(hào)INP與INN由A1繼以由輸出放大器A0放大時(shí)和當(dāng)開關(guān)S3、S4與S18被閉合差分輸入信號(hào)INP與INN由A2繼以由輸出放大器A0放大時(shí),由于CM1和CM2僅在A1和A2的共模反饋控制輸入端與接地之間連接,CM1和CM2所存儲(chǔ)的電壓雖然能夠持續(xù)地調(diào)整A1和A2的共模輸出電壓與VCMR保持相等,但其共模反饋電路為開環(huán)。
從以上就可看到,根據(jù)圖1所示,原理是A1和A2兩條路徑共用共模反饋電路的第一級(jí)增益,從而使得A1和A2的共模輸出電壓相等。但是,已有技術(shù)在存儲(chǔ)共模電壓的方式上有缺點(diǎn),如共模反饋電路的穩(wěn)定性有問題。階躍信號(hào)輸入時(shí),由于A1和A2工作在各自的放大周期時(shí)A1和A2所配置的電路無法連續(xù)控制共模輸出電壓,乒乓放大器的階躍響應(yīng)較慢。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
本發(fā)明提供一種克服上述難題的乒乓放大器和方法。持續(xù)地以穩(wěn)定的開關(guān)電容共模反饋電路來連續(xù)地調(diào)整乒乓構(gòu)架中全差分放大器的共模輸出電壓就可實(shí)現(xiàn)快速的階躍響應(yīng)。
所述新穎的乒乓放大器包括:一對(duì)存儲(chǔ)電容器CM1和CM2,其一側(cè)的兩端共同連接一全差分放大器A1的共模反饋控制輸入端并且可切換地共同連接一誤差放大器A3的輸出端,其另一側(cè)的兩端可切換地分別與A1的差分輸出端連接并且可切換地分別與乒乓放大器的輸出端OUTP和OUTN連接;還包括同樣配置的另一對(duì)存儲(chǔ)電容器CM3和CM4,其一側(cè)的兩端共同連接另一全差分放大器A2的共模反饋控制輸入端并且可切換地共同連接A3的輸出端,其另一側(cè)的兩端可切換地分別與A2的差分輸出端連接并且可切換地分別與輸出端OUTP和OUTN連接。誤差放大器A3的一輸入端連接預(yù)定共模參考電壓VCM,另一輸入端可切換地與以一乒乓放大器型配置的A1和A2中的一放大器的共模輸出端連接。
在運(yùn)作中,A3的輸入端周期性地與A1的共模輸出端連接以及A3的輸出端與A1的共模反饋控制輸入端和CM1、CM2的一側(cè)的兩端連接,并且CM1、CM2的另一側(cè)的兩端分別與A1的差分輸出端連接。這樣的配置就形成一閉合回路的共模反饋電路,并迫使A1的共模輸出電壓與VCM相等;CM1和CM2補(bǔ)償共模反饋電路的穩(wěn)定性同時(shí)存儲(chǔ)A3的輸出電壓與A1的共模輸出電壓的差值。
在運(yùn)作中,在周期性地?cái)嚅_A3的輸入端和輸出端與A1的共模輸出端和共模反饋控制輸入端的連接、但A1不處于放大周期的時(shí)候,保持CM1和CM2的另一側(cè)的兩端分別與A1的差分輸出端連接。這樣的配置就形成一自閉環(huán)的共模反饋電路。
在運(yùn)作中,在A1周期性地把差分輸入信號(hào)INP和INN放大并把放大后的差分輸入信號(hào)供給輸出端OUTP和OUTN的時(shí)候,斷開CM1和CM2的另一側(cè)的兩端與A1差分輸出端的連接、同時(shí)切換到分別與輸出端OUTP和OUTN連接。這樣的配置就形成一自閉環(huán)的共模反饋電路;同時(shí),CM1和CM2切換到與輸出端OUTP和OUTN連接避免了對(duì)A1的差分輸出端與輸出端OUTP和OUTN之間所配置電路作操作時(shí)產(chǎn)生影響。
同樣地,在運(yùn)作中,A3周期性地與A2的共模輸出端和共模反饋控制輸入端以及CM3、CM4的一側(cè)的兩端連接,并且CM3、CM4的另一側(cè)的兩端分別與A2的差分輸出端連接。這樣的配置就形成一閉合回路的共模反饋電路,并迫使A2的共模輸出電壓與VCM相等;CM3和CM4補(bǔ)償共模反饋電路的穩(wěn)定性同時(shí)存儲(chǔ)A3的輸出電壓與A2的共模輸出電壓的差值。在運(yùn)作中,在周期性地?cái)嚅_A3與A2和CM3、CM4的連接、但A2不處于放大周期的時(shí)候,保持CM3和CM4的另一側(cè)的兩端分別與A2的差分輸出端連接。這樣的配置就形成一自閉環(huán)的共模反饋電路。在運(yùn)作中,在A2周期性地把差分輸入信號(hào)INP和INN放大并把放大后的差分輸入信號(hào)供給輸出端OUTP和OUTN的時(shí)候,斷開CM3和CM4的另一側(cè)的兩端與A2差分輸出端的連接、同時(shí)切換到分別與輸出端OUTP和OUTN連接。這樣的配置就形成一自閉環(huán)的共模反饋電路;同時(shí),CM3、CM4切換到與輸出端OUTP和OUTN連接避免了對(duì)A2的差分輸出端與輸出端OUTP和OUTN之間所配置電路作操作時(shí)產(chǎn)生影響。
存儲(chǔ)電容器CM1與CM2和CM3與CM4在A1和A2的各個(gè)工作周期中,持續(xù)地與A1和A2構(gòu)成共模反饋電路并且補(bǔ)償了環(huán)路的穩(wěn)定性;其所存儲(chǔ)的電壓持續(xù)地調(diào)整A1和A2的共模輸出電壓,以致于A1和A2的共模輸出電壓與共模參考電壓VCM保持相等。持續(xù)地調(diào)整乒乓構(gòu)架中全差分放大器A1和A2的共模輸出電壓,可進(jìn)一步改善所述乒乓放大器的性能,包括進(jìn)一步降低其輸出紋波和毛刺;尤其當(dāng)階躍信號(hào)輸入時(shí),由于A1和A2在各自的放大周期中以穩(wěn)定的共模反饋電路連續(xù)地調(diào)整其共模輸出電壓,所述的乒乓放大器能夠?qū)崿F(xiàn)快速的階躍響應(yīng)。
本發(fā)明優(yōu)選在具有自穩(wěn)零和斬波配置的乒乓放大器中采用,其進(jìn)一步改善放大器的性能。由于斬波乒乓自穩(wěn)零放大器作斬波操作,存儲(chǔ)電容器CM1與CM2和CM3與CM4按照全差分放大器自穩(wěn)零周期以及放大周期分別切換到與A1和A2的差分輸出端連接以及與輸出端OUTP和OUTN連接,由此可避免對(duì)A1和A2的差分輸出端與輸出端OUTP和OUTN之間所配置的斬波開關(guān)電路作斬波操作時(shí)對(duì)失調(diào)電壓的影響,進(jìn)一步改善了乒乓放大器的性能。
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)人員是顯而易見的。
附圖說明
圖1所示為現(xiàn)有技術(shù)乒乓自穩(wěn)零放大器的示意圖。
圖2所示為本發(fā)明的乒乓放大器及其開關(guān)電容共模反饋電路示意圖。
圖3所示為本發(fā)明的乒乓放大器及其開關(guān)電容共模反饋電路的工作的時(shí)序圖。
圖4所示為本發(fā)明的斬波乒乓自穩(wěn)零放大器的優(yōu)選實(shí)施例的示意圖。
圖5所示為本發(fā)明的斬波乒乓自穩(wěn)零放大器的工作的時(shí)序圖。
具體實(shí)施方式
圖2所示為一乒乓放大器及其開關(guān)電容共模反饋電路21的示意圖,其表明本發(fā)明的原理。一對(duì)全差分放大器A1和A2各自接收一由信號(hào)INP和INN構(gòu)成的差分輸入信號(hào)。A1的差分輸出端與一對(duì)開關(guān)S1和S2連接和A2的輸出端與開關(guān)S3和S4連接;開關(guān)S2與S4的輸出端連接在一起以形成乒乓放大器的輸出OUTP和S1與S3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的輸出端和A2的輸出端之間。
乒乓放大器還包括一誤差放大器A3。A3的一輸入端與預(yù)定的共模參考電壓VCM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)所述開關(guān)閉合時(shí),A1的共模輸出電壓施加在A3上;同樣,一對(duì)開關(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)所述開關(guān)閉合時(shí),A2的共模輸出電壓施加在A3上。誤差放大器A3的輸出端與一對(duì)開關(guān)S9和S10連接,而該開關(guān)的另兩邊分別與A1和A2的共模反饋控制CMFB輸入端連接。
乒乓放大器還包括兩對(duì)存儲(chǔ)電容器CM1與CM2和CM3與CM4。CM1和CM2的第一側(cè)的兩端共同連接A1的CMFB輸入端。一對(duì)開關(guān)S11和S12分別在CM1和CM2的第二側(cè)的兩端與A1的差分輸出端之間連接,以致于當(dāng)所述開關(guān)閉合時(shí),A1的共模輸出電壓施加在CM1和CM2的第二側(cè)的兩端;并且,一對(duì)開關(guān)S15和S16分別在CM1和CM2的第二側(cè)的兩端與輸出端OUTP和OUTN之間連接,以致于當(dāng)所述開關(guān)閉合時(shí),A1的共模輸出電壓通過閉合的開關(guān)S1和S2施加在CM1和CM2的第二側(cè)的兩端。同樣,另一對(duì)存儲(chǔ)電容器CM3與CM4的第一側(cè)的兩端共同連接A2的CMFB輸入端。一對(duì)開關(guān)S13與S14分別在CM3與CM4的第二側(cè)的兩端與A2的差分輸出端之間連接,以致于當(dāng)所述開關(guān)閉合時(shí),A2的共模輸出電壓施加在CM3和CM4的第二側(cè)的兩端;并且,一對(duì)開關(guān)S17與S18分別在CM3與CM4的第二側(cè)的兩端與輸出端OUTP與OUTN之間連接,以致于當(dāng)所述開關(guān)閉合時(shí),A2的共模輸出電壓通過閉合的開關(guān)S3和S4施加在CM3和CM4的第二側(cè)的兩端。
圖3所示為一表明工作程序的時(shí)序圖。在運(yùn)作中,采用四階段的定時(shí)循環(huán)。全差分放大器A1在第一階段(Φ1)校準(zhǔn)自身的共模輸出電壓:A1的差分輸出端通過S5和S6與A3連接以及A3的輸出端通過S9與A1的CMFB輸入端和CM1、CM2的第一側(cè)的兩端連接;使開關(guān)S1、S2、S15與S16斷開和開關(guān)S11與S12閉合,以使CM1和CM2的第二側(cè)的兩端分別與A1的差分輸出端連接。當(dāng)接以上這樣配置時(shí),誤差放大器A3的輸出隨著要求的共模輸出電壓VCM和A1實(shí)際的共模輸出電壓之間的差值而變化,A1與S5/S6、A3和S9以及與S11/S12和CM1/CM2形成一閉合回路的共模反饋電路,以迫使A1的共模輸出電壓與VCM相等;存儲(chǔ)電容器CM1和CM2存儲(chǔ)A3的輸出電壓與A1的共模輸出電壓的差值同時(shí)補(bǔ)償共模反饋電路的穩(wěn)定性。
在第二階段(Φ2),使開關(guān)S5、S6和S9斷開,以使A1可以配置電路作其他操作。保持開關(guān)S1、S2、S15與S16斷開和開關(guān)S11與S12閉合,以使A1、S11/S12和CM1/CM2形成一自閉環(huán)的共模反饋電路。
在第三階段(Φ3)和第四階段(Φ4),保持開關(guān)S5、S6與S9斷開和使開關(guān)S1與S2閉合,以使A1把差分輸入信號(hào)INP和INN放大并把已放大的信號(hào)供給輸出端OUTP和OUTN。使開關(guān)S11與S12斷開和開關(guān)S15與S16閉合,以使CM1和CM2切換到分別與輸出端OUTP和OUTN連接。當(dāng)接以上這樣配置時(shí),A1、S1/S2、S15/S16和CM1/CM2形成一自閉環(huán)的共模反饋電路,同時(shí)避免了對(duì)A1的差分輸出端與輸出端OUTP和OUTN之間配置電路作其他操作時(shí)產(chǎn)生影響。
與A1相反,在Φ1和Φ2中,使開關(guān)S7、S8與S10斷開和開關(guān)S3與S4閉合,以使A2把差分輸入信號(hào)放大且把已放大的信號(hào)供給輸出端OUTP和OUTN。使開關(guān)S13與S14斷開和開關(guān)S17與S18閉合,以使A2、S3/S4、S17/S18和CM3/CM4形成一自閉環(huán)的共模反饋電路,同時(shí)避免了對(duì)A2的差分輸出端與輸出端OUTP和OUTN之間配置電路作其他操作時(shí)產(chǎn)生影響。在Φ3中,A2校準(zhǔn)自身的共模輸出電壓:使開關(guān)S7、S8和S10閉合,誤差放大器A3的輸出隨著要求的共模輸出電壓VCM和A2實(shí)際的共模輸出電壓之間的差值而變化;使開關(guān)S3、S4、S17與S18斷開和開關(guān)S13與S14閉合,以使A2與S7/S8、A3和S10以及與S13/S14和CM3/CM4形成一閉合回路的共模反饋電路,以迫使A2的共模輸出電壓與VCM相等;存儲(chǔ)電容器CM3和CM4存儲(chǔ)A3輸出電壓與A2共模輸出電壓的差值同時(shí)補(bǔ)償共模反饋電路的穩(wěn)定性。在Φ4中,使開關(guān)S7、S8和S10斷開,以使A2可以配置電路作其他操作。保持開關(guān)S3、S4、S17與S18斷開和開關(guān)S13與S14閉合,以使A2、S13/S14和CM3/CM4形成一自閉環(huán)的共模反饋電路。
周期地重復(fù)所述的過程以便有規(guī)律地使存儲(chǔ)電容器CM1與CM2和CM3與CM4在全差分放大器A1和A2的各個(gè)工作周期中持續(xù)地與A1和A2構(gòu)成穩(wěn)定的共模反饋電路。CM1至CM4所存儲(chǔ)的電壓持續(xù)地調(diào)整A1和A2的共模輸出電壓,以致于A1和A2的共模輸出電壓與共模參考電壓VCM保持相等。以穩(wěn)定的共模反饋電路持續(xù)地調(diào)整乒乓構(gòu)架中全差分放大器A1和A2的共模輸出電壓,可進(jìn)一步改善所述乒乓放大器的性能,包括進(jìn)一步降低乒乓放大器的輸出端OUTP和OUTN出現(xiàn)的紋波和毛刺;尤其當(dāng)階躍信號(hào)輸入時(shí),所述的乒乓放大器能夠?qū)崿F(xiàn)快速的階躍響應(yīng)。
以各自的控制信號(hào)控制圖2所示的每一開關(guān)。所述控制信號(hào)由執(zhí)行上述工作程序的控制電路22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穩(wěn)零和斬波操作的功能。圖4所示為一斬波乒乓自穩(wěn)零放大器31的優(yōu)選實(shí)施例,其包括自穩(wěn)零和斬波開關(guān)電路。斬波乒乓自穩(wěn)零放大器通常包括一輸出放大器A0,其具有一單端輸出OUT以提供乒乓放大器的輸出。A0的差分輸入端與開關(guān)S1和S2的輸出端連接且與開關(guān)S3和S4的輸出端連接。輸出放大器A0的輸出OUT和其反相輸入端之間連接補(bǔ)償電容器CM0。
一對(duì)開關(guān)S19和S20在差分輸入信號(hào)的一端INP與A1的差分輸入端之間連接,以致于當(dāng)所述開關(guān)閉合時(shí),差分輸入信號(hào)的一端INP供給A1的輸入端。A1采用全差分零位放大器A4進(jìn)行自穩(wěn)零,A4差分輸入端通過一對(duì)開關(guān)S23和S24與A1的輸出端連接,一對(duì)存儲(chǔ)電容器C5和C6分別與A4的差分輸入端連接,A4的輸出端與A1的輸出端采用負(fù)反饋的配置連接。A1的斬波開關(guān)電路包括:與開關(guān)S1和S2聯(lián)動(dòng)的一對(duì)開關(guān)S27和S28分別在差分輸入信號(hào)INP和INN與A1的差分輸入端之間連接;一對(duì)開關(guān)S29和S30分別在差分輸入信號(hào)INP和INN與A1的差分輸入端以交叉的型式的連接中連接,以及與開關(guān)S29和S30聯(lián)動(dòng)的一對(duì)開關(guān)S31和S32分別在A1的差分輸出端與輸出放大器A0的差分輸入端以交叉的型式的連接中連接。
同樣,一對(duì)開關(guān)S21和S22在差分輸入信號(hào)的一端INP與A2的差分輸入端之間連接。A2的輸出端通過S25和S26與一全差分零位放大器A5的輸入端連接并且存儲(chǔ)電容器C7和C8與A5的輸入端連接和A5的輸出端與A2的輸出端采用負(fù)反饋的配置連接。與開關(guān)S3和S4聯(lián)動(dòng)的一對(duì)開關(guān)S33和S34分別在差分輸入信號(hào)INP和INN與A2的差分輸入端之間連接,一對(duì)開關(guān)S35和S36分別在差分輸入信號(hào)INP和INN與A1的差分輸入端以交叉的型式的連接中連接,以及與開關(guān)S35和S36聯(lián)動(dòng)的一對(duì)開關(guān)S37和S38分別在A2的差分輸出端與輸出放大器A0的差分輸入端以交叉的型式的連接中連接。
圖5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)。在第1階段(Φ1),A1校準(zhǔn)自身的共模輸出電壓VCM1:開關(guān)S5、S6和S9被閉合,以使A1的共模輸出電壓VCM1與誤差放大器A3的輸入端連接和A3的輸出端與A1的CMFB輸入端和存儲(chǔ)電容器CM1、CM2連接。開關(guān)S19、S20、S11和S12被閉合。這樣就形成一閉合回路的共模反饋電路,以迫使VCM1與VCM相等;存儲(chǔ)電容器CM1和CM2補(bǔ)償共模反饋電路的穩(wěn)定性,同時(shí)存儲(chǔ)A3的輸出電壓與A1的共模輸出電壓的差值以持續(xù)在共模反饋電路中保持VCM1與VCM相等。
A1在第二階段(Φ2)進(jìn)行自穩(wěn)零:保持開關(guān)S19和S20閉合,使開關(guān)S5、S6與S9斷開和開關(guān)S23與S24閉合,以使A1的輸出端與A4的輸入端連接;產(chǎn)生的誤差電壓存儲(chǔ)在C5和C6中,A4接收已存儲(chǔ)的電壓和把其轉(zhuǎn)換成一對(duì)用作把A1的輸出自穩(wěn)零的電流。保持開關(guān)S11和S12閉合,這樣就形成一自閉環(huán)的共模反饋電路。
當(dāng)A1分別在Φ1與Φ2校準(zhǔn)自身的共模輸出電壓和被自穩(wěn)零時(shí),A2處于放大周期并作斬波操作。在Φ1期間,開關(guān)S33、S34、S3和S4被閉合,以致使差分輸入信號(hào)INP和INN由A2繼以由輸出放大器A0放大。在Φ2期間,使開關(guān)S33、S34、S3與S4斷開和S35、S36、S37與S38被閉合,以致使差分輸入信號(hào)INP和INN繼續(xù)由A1繼以由輸出放大器A0放大。在Φ1與Φ2中,使開關(guān)S13與S14斷開和開關(guān)S17與S18閉合,以使CM3和CM4切換到分別與輸出放大器A0的差分輸入端連接,這樣就形成一自閉環(huán)的共模反饋電路,同時(shí)避免A2作斬波操作時(shí)對(duì)失調(diào)電壓產(chǎn)生影響。
在Φ3和Φ4中,其所起作用相反。在Φ3中,開關(guān)S7、S8和S10被閉合,以使A2的共模輸出電壓VCM2與誤差放大器A3的輸入端連接和A3的輸出端與A2的CMFB輸入端和存儲(chǔ)電容器CM3、CM4連接。開關(guān)S21、S22、S13和S14被閉合。這樣就形成一閉合回路的共模反饋電路,以迫使VCM2與VCM相等;存儲(chǔ)電容器CM3和CM4補(bǔ)償共模反饋電路的穩(wěn)定性,同時(shí)存儲(chǔ)A3的輸出電壓與A2的共模輸出電壓的差值以持續(xù)在共模反饋電路中保持VCM2與VCM相等。在Φ4中,保持開關(guān)S21和S22閉合,使開關(guān)S7、S8與S10斷開和開關(guān)S25與S26閉合,以使A2自穩(wěn)零以及使產(chǎn)生的誤差電壓存儲(chǔ)在C7和C8中,這樣自穩(wěn)零的電流就持續(xù)地施加在A2的輸出端。保持開關(guān)S13和S14閉合,這樣就形成一自閉環(huán)的共模反饋電路。
當(dāng)A2分別在Φ3和Φ4校準(zhǔn)自身的共模輸出電壓和被自穩(wěn)零時(shí),A1處于放大周期并作斬波操作。在Φ3期間,開關(guān)S27、S28、S1和S2被閉合,以致使差分輸入信號(hào)INP和INN由A1繼以由A0放大。在Φ4期間,使開關(guān)S27、S28、S1與S2斷開和S29、S30、S31與S32被閉合,以致使差分輸入信號(hào)INP和INN繼續(xù)由A1繼以由A0放大。在Φ3與Φ4中,使開關(guān)S11與S12斷開和開關(guān)S15與S16閉合,以使CM1和CM2切換到分別與A0的差分輸入端連接,這樣就形成一自閉環(huán)的共模反饋電路,同時(shí)避免A1作斬波操作時(shí)對(duì)失調(diào)電壓產(chǎn)生影響。
存儲(chǔ)電容器CM1與CM2和CM3與CM4以這種方式在A1和A2的各個(gè)工作周期中持續(xù)地與A1和A2構(gòu)成穩(wěn)定的共模反饋電路以調(diào)整乒乓構(gòu)架中全差分放大器A1和A2的共模輸出電壓,進(jìn)一步改善了斬波乒乓自穩(wěn)零放大器的性能,包括進(jìn)一步降低其輸出紋波和毛刺;尤其當(dāng)階躍信號(hào)輸入時(shí),A1和A2在各自的放大周期中以穩(wěn)定的共模反饋電路連續(xù)地調(diào)整其共模輸出電壓,所述的斬波乒乓自穩(wěn)零放大器能夠?qū)崿F(xiàn)快速的階躍響應(yīng)。
圖4中所示每一開關(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32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)人員來說,可作出多種改型和替換。因此,本發(fā)明只由所附的權(quán)利要求書的范圍來限定。