[发明专利]组合运算放大器电路、芯片和信号处理装置

说明书

本申请涉及组合运算放大器电路、芯片和信号处理装置，该组合运算放大器电路包括：第一运算放大器，其被配置为在第一运算放大器的同相输入端和反相输入端具有相同电特性的情况下生成待校准信号；第二运算放大器，其与第一运算放大器的输出端连接；校准电路，其包括：判别支路，其被配置为对第一运算放大器生成的待校准信号的幅度与基准值进行判别并生成判别结果，以及校准支路，其被配置为根据判别支路输出的判别结果生成校准信号并且将校准信号反馈给第一运算放大器。通过利用本申请的技术方案，可以提高组合运算放大器电路的精度和带宽。

技术领域

本申请涉及集成电路领域，特别是涉及一种组合运算放大器电路、芯片和信号处理装置。

背景技术

作为电子设计的基础模块，运算放大器广泛应用于不同的技术领域。对于运算放大器，通常有精度和速度两个维度的性能要求。其中，表征精度的指标通常包括运算放大器的失调电压和温度漂移等，表征速度的指标主要是指运算放大器的一系列带宽指标，如-3dB带宽和全功率带宽等。目前，对于常规的运算放大器而言，其精度和速度是存在折中的矛盾体。也就是说，一般而言，精度较高的运算放大器(以下简称为“精密运算放大器”)的带宽都相对较小，而带宽较大的运算放大器(以下简称为“宽带运算放大器”)的精度都相对较低。其中，精密运算放大器一般指其失调电压低于1mV运算放大器并且同时其失调电压随温度的变化漂移值小于100V的运算放大器；宽带运算放大器一般是指上限工作频率与下限工作频率之比甚大于1的运算放大器，习惯上也常把相对频带宽度(B/Fs)大于20％～30％的放大器列入此类。在示波器领域，宽带运算放大器的带宽一般从直流到十几GHz，甚至更高。

为了解决运算放大器的精度和速度的这种折中矛盾，现有技术中通常采用将两个运算放大器串联的组合运算放大器电路，一般来说，一个运算放大器为精密运算放大器，另一个运算放大器为串联在精密运算放大器后级的宽带运算放大器。当输入信号的频率较低的时候，输入信号会在经过精密运算放大器的调节之后再进入宽带运算放大器，这可以使得整个组合运算放大器电路在直流和低频段的性能主要由精密运算放大器的性能决定。而当输入信号的频率较高且大于精密运算放大器的带宽时，精密运算放大器负责提供直流偏置电平给宽带运算放大器，并且通过VIN输入端直接向宽带运算放大器输入信号，这可以确保组合运算放大器电路整体的高频性能。

然而，上述组合运算放大器电路仍然在一定的局限性，即精密运算放大器的失调电压并没有得到校准，这无法满足对精度要求较高的应用场景的要求，例如，该组合运算放大器电路无法满足高精度示波器模拟前端的要求。

为了解决该问题，如图1所示，现有技术中通常应用以下两种技术方案：

(1)利用自动校零等动态消除技术对组合运算放大器电路进行校准，但这需要额外的时钟输入且会引入杂散，而杂散在一些对精度要求较高的应用场景中是不允许的。

(2)对组合运算放大器电路进行前台校准，也就是在出厂前使用激光对集成有组合运算放大器电路的芯片进行校准。然而，这需要利用模拟测试设备(例如，万用表和模拟数字转换器等)对其进行校准，并且校准时间较长；也由于在芯片出厂前进行了校准，因而导致难以估计芯片在后期实际应用场景中产生的误差，进而导致校准结果不准。

发明内容

有鉴于此，本申请实施例为解决背景技术中存在的至少一个问题而提供一种组合运算放大器电路、芯片和信号处理装置。

第一方面，本申请实施例提供了一种组合运算放大器电路，包括：

第一运算放大器，其被配置为在所述第一运算放大器的同相输入端和反相输入端具有相同电特性的情况下生成待校准信号；

第二运算放大器，其与所述第一运算放大器的输出端连接，并且所述第二运算放大器输出的第二信号的带宽大于所述第一运算放大器输出的第一信号的带宽，其中，所述第一信号包括所述待校准信号；

校准电路，其包括：