[发明专利]输入缓冲器及其噪声消除方法

说明书

一种输入缓冲器，其可包含噪声传感器、第一级随耦器及减法器。第一级随耦器的公共端可与噪声传感器连接，而第一偏压电流源可与第一级随耦器的输出端连接并产生第一噪声电流。减法器可与第一级随耦器及噪声传感器连接。噪声传感器可感测第一噪声电流，并可通过减法器产生噪声消除电流以消除第一噪声电流产生的噪声。

技术领域

本发明有关于一种输入缓冲器，特别是一种能有效消除噪声的输入缓冲器。本发明还涉及此输入缓冲器的噪声消除方法。

背景技术

为了有效隔离待测物与量测仪器，量测仪器(如示波器等)通常在前端会设置具有高阻抗的输入缓冲器，而此输入缓冲器除了需要提供良好的隔离度外，也不能影响量测仪器的带宽。

此外，由于缓冲器位于量测仪器的前端，因此其噪声也是一个重要参数，若输入缓冲器的噪声较高，这些噪声均会直接反应于量测仪器的输出端，使量测仪器的信噪比(SNR)大幅降低。

一般而言，具有高隔离度的输入缓冲器是采用两级的源极随耦器串接架构。请参阅图1，其为习知技艺的输入缓冲器的示意图。如图所示，输入缓冲器1可包含第一级电路11及第二级电路12；第一级电路11包含第一级随耦器M1及第一偏压电流源A1；第二级电路12包含第二级随耦器M2及第二偏压电流源A2。

其中，第一偏压电流源A1及第二偏压电流源A2会分别产生第一噪声电流I_n1及第二噪声电流I_n2；因此，输入缓冲器1的输出端V_out的噪声V_nt可由下式(1)表示：

V_nt²＝(I_n1²+I_nM1²)z₁²+(I_n2²+I_nM2²)z₂²……………………………………(1)

其中，V_nt表示输入缓冲器1的输出端V_out的噪声；I_n1表示第一偏压电流源A1的第一噪声电流；I_n2表示第二偏压电流源A2的第二噪声电流；I_nM1表示第一级随耦器M1本身的噪声电流；I_nM2表示第二级随耦器M2本身的噪声电流；z₁表示第一级随耦器M1的输出阻抗；z₂表示第二级随耦器M2的输出阻抗。

由上述可知，输入缓冲器1的噪声主要来自第一级随耦器M1本身的噪声I_nM1、第二级随耦器M2本身的的噪声I_nM2，第一偏压电流源A1的第一噪声电流I_n1及第二偏压电流源A2的第二噪声电流I_n1；由于上的噪声无法被有效地消除，因此会直接反应到量测仪器的输出端；另外，相较于单级的源极随耦器架构，采用两级的源极随耦器串接架构的输入缓冲器1的输出噪声会成倍增加。

而为了能够有效地降低噪声，部分习知技艺的输入缓冲器采用低噪声的电阻偏压电路或源极退化偏压电路；然而，上述的电路架构需要较高的操作电压，不适用于低压的集成电路制程，且会因须采用离散组件而严重影响到量测仪器的带宽。

因此，如何提出一种输入缓冲器，能够有效改善习知技艺的输入缓冲器的各种缺点已成为一个刻不容缓的问题。

发明内容

有鉴于上述习知技艺所遇的状况，本发明的其中一目的就是在提供一种输入缓冲器及其噪声消除方法，以解决习知技艺的输入缓冲器的各种问题。