[发明专利]具有校准电路的可调增益动态放大装置及方法

权利要求书

1.一种具有校准电路的可调增益动态放大装置，其特征在于，包括：校准输入电压电路、动态放大器、数字信号控制的可变负载电容阵列和动态比较器，其中：动态放大器的输入端与校准输入电压电路相连，动态放大器的输出端分别与可变负载电容阵列和动态比较器相连，动态比较器的比较结果信号与可变负载电容阵列相连，校准输入电压电路和动态放大器之间、动态放大器和动态比较器之间以及动态放大器与外置工作电路之间均设有用于切换电路拓扑连接的开关组合从而实现工作通路和校准环路共用同一个动态放大器；

所述的开关组合包括八个分别设置于动态放大器的正负极输入输出端的开关；具体包括：四个比较结果信号控制开关和四个非信号控制开关，其中：第一和第二比较结果信号控制开关设置于校准输入电压电路和动态放大器之间，第一和第二非信号控制开关设置于动态放大器和工作通路或外置工作电路之间，第三和第四比较结果信号控制开关以及非信号控制开关分别设置于动态放大器与外置工作电路之间；

当比较结果信号为高电平时，第一至第四比较结果信号控制开关导通，同时第一至第四非信号控制开关断开，动态放大器工作在校准环路中；此时校准输入电压电路、比较结果信号控制开关、动态放大器、动态比较器以及可变负载电容阵列共同组成校准环路；

当比较结果信号为低电平时，第一至第四比较结果信号控制开关断开，同时第一至第四非信号控制开关导通，动态放大器工作在工作通路中；此时非信号控制开关、动态放大器以及外置工作电路共同组成工作通路。

2.根据权利要求1所述的具有校准电路的可调增益动态放大装置，其特征是，所述的可变负载电容阵列包括：依次连接的二进制减法计数器、二进制码转温度计码的转码器以及一个若干个接地的带有开关的电容支路并联组成的负端和正端输出负载电容组，其中：二进制减法计数器输出4位二进制信号至转码器，转码器分别输出若干个控制信号与电容支路中的开关相连。

3.根据权利要求1所述的具有校准电路的可调增益动态放大装置，其特征是，所述的校准输入电压电路包括：四个串联的分压电阻，其中：第一至第四分压电阻用于产生动态放大器的校准输入电压；第四分压电阻的下端连接动态放大器的偏置电压V_bias，第一分压电阻上端连接偏置电压V_bias+参考电压V_ref。

4.根据权利要求1所述的具有校准电路的可调增益动态放大装置，其特征是，所述的动态比较器的两个正向输入端输入信号分别为IP和V_bias，两个反向输入端输入信号分别为IN和V_bias+V_ref；两个差分输出分别为OP信号和ON信号，OP信号输出至可变负载电容阵列；可变负载电容阵列分别与动态放大器的输出端VP和VN相连并接收OP信号和CLK_cali信号控制。

5.根据权利要求1所述的具有校准电路的可调增益动态放大装置，其特征是，所述的动态放大器包括四个晶体管组成的差分放大器以及输入晶体管，该动态放大器在两个时钟信号CLK1和CLK2驱动的开关和控制下工作。

6.根据权利要求1所述的具有校准电路的可调增益动态放大装置，其特征是，所述的动态比较器为晶体管差分对动态比较器，该动态比较器在CLK_{动态比较器}控制下工作。

7.根据权利要求1所述的具有校准电路的可调增益动态放大装置，其特征是，所述的可变负载电容阵列包括：依次连接的4位二进制减法计数器、4位二进制码转温度计码的转码器以及一个若干个接地的带有开关的电容支路并联组成的负端和正端输出负载电容组，其中：二进制减法计数器输出4位二进制信号至转码器，转码器分别输出若干个控制信号与电容支路中的开关相连；该可变负载电容阵列在OP信号作用的开关和CLK_cali控制下工作。

8.一种基于上述任一权利要求所述放大装置的前台校准方法，其特征在于，通过分压电阻产生校准输入电压，该电压经过被校准动态放大器后与参考电压在动态比较器中进行比较，比较结果作为可变负载电容阵列的输入，可变负载电容阵列通过改变动态放大器的负载来改变其增益。