[发明专利]失调电压消除电路

说明书

失调电压消除电路，属于集成电路领域，本发明为解决现有限幅放大器的失调电压消除电路精度低、响应慢、性能低的问题。本发明包括电流‑电压控制单元、低通滤波器、全差分运算放大器A0、电压比较器COMP、精细电流调整单元和移位寄存器；移位寄存器接收电压比较器COMP指令，移位寄存器随着时钟节拍间歇式发布控制指令，当COMP输出1时，控制精细电流调整单元开启正向支路开关和关闭反向支路开关；当COMP输出0时，控制精细电流调整单元开启反向支路开关和关闭正向支路开关；电流‑电压控制单元在精细电流调整单元的控制下，通过调整内部正反向支路电流的大小来改变输出电压的大小，来消除失调电压。

技术领域

本发明属于集成电路领域，涉及限幅放大器的失调电压调整技术。

背景技术

在光纤通讯集成电路的接收端，跨阻放大器(TIA)将光电二极管(PD)的电流信号转换成电压信号，该电压信号通常大小仅为几十毫伏。因此，在跨阻放大器之后必须安装附加的限幅放大器，将跨阻放大器输出的电压信号放大到一定逻辑水平以便于后续电路使用。对于限幅放大器的设计要求是具有高增益、低噪声、与数据速率相等的带宽，所以限幅放大器被设计成多级放大器级联结构，但在芯片制造过程中器件容易存在失配情况，从而产生单级运放输入电压为零而输出电压不为零的失调电压(offset)，该失调电压被多级联的限幅放大器放大，最终输出的电压信号将严重偏离正确数据。所以现有技术采用在限幅放大器中引入失调消除电路的技术手段来抑制该失调电压。

图1给出了常用的失调电压消除电路的结构。图1中，放大器A1表示限幅放大器中的任意一级放大器，该放大器由于器件失配的原因，在输入电压为零的情况下输出一个大小为V_offset的失调电压。放大器A2为反馈放大器作用是抑制失调电压V_offset。

放大器A1输出的失调电压V_offset被同相的输入到反馈放大器A2的正负两输入端。由于反馈放大器A2的正相输入端对应其反相输出端，因此随着正相输入端的电位上升，反相输出端的电位将下降；又由于反馈放大器A2的反相输入端对应其正相输出端，因此随着反相输入端的电位下降，正相输出端的电位将上升。最终反馈放大器A2的输出电压被反相的输入到放大器A1的正负两输入端，即放大器A1正相输入端电位下降，与之对应的反相输出端电位上升；A1反相输入端电位上升，与之对应的正相输出端电位下降；最终A1完成了整体电路的负反馈使得其两输出端的电位差减小，即失调电压V_offset减小。

实际应用中，反馈放大器A2的增益无法做到很高，因此限制了能够检测到的放大器A1输出端失调电压V_offset的最小幅值，并且反馈放大器A2由于功耗的制约，响应速度过慢，无法实时快速的响应失调电压V_offset的变化并作出调整。这种结构的失调电压消除电路已经无法满足高性能限幅放大器实际需求。

发明内容

本发明目的是为了解决现有限幅放大器的失调电压消除电路精度低、响应慢、性能低的问题，提供了一种失调电压消除电路。

本发明所述失调电压消除电路，包括电流-电压控制单元、低通滤波器、全差分运算放大器A0、电压比较器COMP、精细电流调整单元和移位寄存器；

电流-电压控制单元：用于接收前一级跨阻放大器输出的同相输入电压DIN、反相输入电压DINB；

用于向下一级限幅放大器、低通滤波器输出经过调整后同相输出电压DOUT、反相输出电压DOUTB；

通过调整内部正反向支路电流的大小来改变输出电压的大小；

低通滤波器：用于将电流-电压控制单元输出的数据滤波，保留直流电压部分；并同相输出给电压比较器COMP；