[发明专利]数字控制频率响应的交流放大器

说明书

本发明涉及交流放大器，具体地说，涉及用数字方式控制交流放大器的频率响应的方法和装置。

通常，放大器电路接收一个输入电压和提供一个与所接收的输入电压成比例的电输出。在甚低频应用（包括直流应用）时，放大器的比例因子（又称为增益）可通过适当地选择输入和反馈电阻来确定。然而，在高频应用时，寄生电容和其它的电容会改变放大器的增益。放大器增益改变的具体样式通常称为放大器的频率响应。

一般希望把输入电压的频率变化引起的放大器增益的变化减到最小，即希望控制放大器的频率响应。一种控制放大器电路频率响应的现有技术示于图1。

图1的放大器包括一个输入电阻Ri和一个反馈电阻Rf，这样，放大器的低频响应可表示为

Vσ＝Vi（Rf/Ri）

在高频时，寄生电容（表示为Ci）改变了放大器的增益。因此，为了平衡寄生输入电容Ci的影响，要在反馈电阻上并联一个反馈电容器。反馈电容器应加以变化，使寄生电容Ci对放大器增益的影响降 到最小。图1表明，电容量是可人工改变的，即为了平衡输入寄生电容，用户必须调整电容器。

上述现有技术的电路排除了计算机控制频率响应或计算机控制校准的可能性，上述现有技术的电路还需要人工调节此可变电容器，并且需要“开罩校准”。这就是说，在采用上述现有技术电路的任何装置中必须开罩校准，这样一来，会使该装置面临着因开罩结构而引起的危险。此外，原有其它的方法又带有另外的缺点，例如，很大的电容温度系数和调节机构的非线性。

因此，提供用数字方式控制交流放大器频率响应的方法和装置是所期望的，从而能在高频时精确地控制放大器的频率响应，并能进行放大器的“闭罩校准”。

本发明的目的是提供一种交流放大器的反馈电路，该电路包括由数字方式控制放大器的频率响应的装置。

本发明的另一个目的是提供一种用于控制交流放大器的频率响应的电路，该电路把放大器增益的变化减到最小，从而把输入信号中的频率的变化减至最小。

本发明的又一个目的是提供一种用于控制交流放大器的频率响应的电路，该电路由一个数据处理电路进行控制。

上述目的可通过本发明的改进了的交流放大器来达到。

本发明提供了一种改进的、以数字方式控制频率响应的交流放大器，包括一个具有第一和第二运算放大器输入端和一个运算放大器输出端的运算放大器，所述运算放大器的构成使得能在所述运算放大器输出端提供一个与第一和第二运算放大器输入端的电压差成 比例的电压，所述第二运算放大器输入端接入一个参考电压;还包括：

输入阻抗装置，用来把输入电压接到所述第一运算放大器输入端，所述输入阻抗装置包括一个输入电容;

反馈阻抗装置，它接在所述运算放大器输出端和所述第一运算放大器输入端之间，用来在所述运算放大器的反馈通道中提供一个阻抗，此反馈阻抗装置包括一个和反馈电容器并联的反馈电阻;

可变电容器装置，用来与输入电容一起平衡反馈电容，所述可变电容器装置和所述反馈阻抗装置并联，它包括串连的固定电容器和电压倍增器，所述电压倍增器有一个倍增器输入端接到运算放大器的输出端，并响应数控信号以提供一个输出电压，此输出电压以一个可选常数与上述倍增器输入端的电压成比例，此可选常数是数控信号的二进制数值的函数。

本发明还包括一种平衡电压放大器电路的输入电容的方法，所述电压放大器电路包括一个其反馈阻抗接在电压放大器的输出端和一个公用节点之间的运算放大器。该方法包括下列步骤：提供一电容值与输入电容不相等的固定电容器，固定电容器有一个输入端和一个输出端;把运算放大器的输出电压乘以一可选常数K并把该倍增的输出电压送到固定电容器的输入端;把固定电容器的输出端接到公用节点，以使放大器反馈阻抗的有效电容与可选常数K成比例。

图1是现有技术的交流电压放大器的说明性简图。

图2是本发明的主题，是带有数字方式控制频率响应的交流电压放大器的说明简图。

图3是图2所示的电压倍增器的说明框图。

图4是图2所示的电压倍增器的另一实施方案。

本发明包括一个改进的有着数控频率响应的交流放大器。图2是本发明电路的简图，图中交流放大器200包括一个运算放大器202，它经过输入阻抗204得到输入电压Vi，输入阻抗204包含一个电阻值等于Ri的输入电阻206。根据现有技术知道，输入电阻206包含一个数值等于Ci的寄生电容208，寄生电容的数值除了受电阻与交流放大器200的连接方式的影响外，它还是电阻206物理特性的函数。寄生电容的典型数值可在微微法范围内。