[发明专利]仪表放大器

摘要

本申请公开了一种仪表放大器，包括：电容反馈结构的闭环放大器、输入电容充电模块、反馈电容放电模块、噪声分离模块和逻辑控制器，其中：电容反馈结构的闭环放大器包括：全差分运算放大器、第一输入电容、第二输入电容、第一反馈电容和第二反馈电容；输入电容充电模块用于周期性地对第一输入电容和第二输入电容进行充电；反馈电容放电模块用于周期性地对第一反馈电容和第二反馈电容进行放电；噪声分离模块用于利用斩波调制技术实现信号与噪声的分离；逻辑控制器分别与输入电容充电模块、反馈电容放电模块和噪声分离模块相连，用于控制各个模块工作，从而在降低仪表放大器功耗的同时，实现仪表放大器的低噪声、低成本设计。

主权项

1.一种仪表放大器，其特征在于，包括电容反馈结构的闭环放大器、输入电容充电模块、反馈电容放电模块、噪声分离模块以及逻辑控制器，其中：所述电容反馈结构的闭环放大器包括：全差分运算放大器、设置在所述全差分运算放大器的正输入端的第一输入电容、设置在所述全差分运算放大器的负输入端的第二输入电容、连接所述全差分运算放大器的负输出端与其正输入端的第一反馈电容，以及连接所述全差分运算放大器的正输出端与其负输入端的第二反馈电容；所述输入电容充电模块与所述第一输入电容和所述第二输入电容相连，用于周期性地对所述第一输入电容和所述第二输入电容进行充电；所述反馈电容放电模块与所述第一反馈电容和所述第二反馈电容相连，用于周期性地对所述第一反馈电容和所述第二反馈电容进行放电；所述噪声分离模块设置在所述电容反馈结构的闭环放大器的输入输出侧，用于利用斩波调制技术实现信号与噪声的分离；所述逻辑控制器分别与所述输入电容充电模块、所述反馈电容放电模块和所述噪声分离模块相连接，用于控制各个模块工作；所述输入电容充电模块包括：连接所述第一输入电容的第一极板与第一直流源的第一开关，其中，所述第一直流源的输出电压等于仪表放大器的信号共模电压；连接所述第一输入电容的第二极板与第二直流源的第二开关，其中，所述第二直流源的输出电压等于所述全差分运算放大器的共模输入电压；连接所述第二输入电容的第一极板与所述第一直流源的第三开关；连接所述第二输入电容的第二极板与所述第二直流源的第四开关；一端连接所述第一开关与所述第一输入电容的连接点，另一端连接所述仪表放大器的正输入端的第五开关；以及一端连接所述第三开关与所述第二输入电容的连接点，另一端连接所述仪表放大器的负输入端的第六开关；所述反馈电容放电模块包括：并联在所述第一反馈电容两端的第七开关；并联在所述第二反馈电容两端的第八开关；一端连接所述第二开关与所述第一输入电容的连接点，另一端连接所述全差分运算放大器的正输入端的第九开关；以及一端连接所述第四开关与所述第二输入电容的连接点，另一端连接所述全差分运算放大器的负输入端的第十开关；所述噪声分离模块包括：连接所述仪表放大器的正输入端与所述第五开关的第十一开关；连接所述仪表放大器的正输入端与所述第六开关的第十二开关；连接所述仪表放大器的负输入端与所述第五开关的第十三开关；连接所述仪表放大器的负输入端与所述第六开关的第十四开关；连接所述仪表放大器的负输出端与所述全差分运算放大器的负输出端的第十五开关；连接所述仪表放大器的负输出端与所述全差分运算放大器的正输出端的第十六开关；连接所述仪表放大器的正输出端与所述全差分运算放大器的负输出端的第十七开关；以及连接所述仪表放大器的正输出端与所述全差分运算放大器的正输出端的第十八开关；所述逻辑控制器包括第一时钟、第二时钟、第三时钟和第四时钟，其中：所述第一时钟和所述第二时钟为一对反相不交叠时钟；所述第三时钟和所述第四时钟为一对反相不交叠时钟；所述第一时钟用于同时控制所述第一开关、所述第二开关、所述第三开关、所述第四开关、所述第七开关和所述第八开关的通断；所述第二时钟用于同时控制所述第五开关、所述第六开关、所述第九开关和所述第十开关的通断；所述第三时钟用于同时控制所述第十一开关、所述第十四开关、所述第十五开关和所述第十八开关的通断；所述第四时钟用于同时控制所述第十二开关、所述第十三开关、所述第十六开关和所述第十七开关的通断。