[发明专利]毫微伏特放大器设计

说明书

本发明公开了毫微伏特放大器设计。一种电路可以包括：具有第一输入、第二输入和输出的运算放大器、在op‑amp的输出和地之间串联的第一和第二电阻器、以及多个开关，多个开关可配置为在正阶段和负阶段之间切换该电路。

技术领域

本发明涉及毫微伏特放大器设计。

背景技术

目前存在两种已知技术，其中毫微伏特仪可以减小放大器偏移漂移。第一个技术，通常称为测零方法并且由图1图示，包括两阶段测量：输入的测量和电路公共端的测量。两个测量之间的差可以用于去除放大器A和衰减器的偏移以及测量电路（例如模数转换器（ADC））的偏移。

当开关102处于第一状态，例如在Hi（如所示的），结果电压V_{OUT_1}由下式给出：

。

当开关102处于第二状态，例如在Lo（未示出），结果电压V_{OUT_2}由下式给出：

。

因此，测量电压V_Meas可以由下式确定：

。

第二个技术，通常称为斩波方法并且由图2图示，也包括两阶段测量，但是在这个技术中，放大器A的差分输入和放大器的输出被反转，由此产生两个测量，该两个测量可以被平均以去除放大器的偏移。

当开关202处于第一状态时（如所示的），结果电压V_{OUT_1}由下式给出：

。

当开关202被切换时（未示出），结果电压V_{OUT_2}由下式给出：

。

因此，测量电压V_Meas可以由下式确定：

。

因为这个技术中的两个测量都测量输入，所以与由图1图示的增益级的噪声相比，测量噪声是一半，但是，因为衰减器偏移未被去除，所以必须注意确保衰减器偏移是稳定的。而且，测量电路偏移和噪声（诸如ADC）未被去除，并且因此必须通过其它测量方法去除。

因此，仍然存在对以下方案的需要：比由现有电路所提供的更可靠的测量，以及更具体地，在两个阶段中测量输入信号时拒绝放大器偏移和衰减器偏移两者。

发明内容

所公开的技术的实施例一般地涉及被设计为实现在两个阶段中测量输入信号时拒绝放大器偏移和衰减器偏移两者的电路。

放大器设计为具有两个阶段：正增益&负增益。当两个阶段的差被计算时，输入放大器、增益设置衰减器和感测放大器输出的测量电路的偏移被抵消。

两阶段增益级由差分增益级和衰减器构成。一个阶段使Hi输入连接到差分增益级的正输入，差分增益级被配置为驱动衰减器的一个末端的缓冲器；并且使Lo输入连接到衰减器上的抽头，其中衰减器的剩余末端连接到电路公共端。另一阶段使Hi连接到负输入并且使Lo连接到差分增益级的输出，其中输出还连接到衰减器的一个末端，正输入连接到衰减器抽头并且剩余末端连接到电路公共端。

附图说明

图1是图示减小测量装置中放大器偏移漂移的第一现有尝试的增益级的电路图。

图2是图示减小测量装置中放大器偏移漂移的第二现有尝试的增益级的电路图。

图3是图示根据所公开技术的特定实施例的测量装置中放大器设计的第一示例的电路图。

图4是图示根据所公开技术的特定实施例的测量装置中放大器设计的第二示例的电路图。