申请/专利权人：天津理工大学

申请日：2021-10-12

公开（公告）日：2024-04-26

公开（公告）号：CN113922776B

主分类号：H03F3/70

分类号：H03F3/70;H03F1/02;H03F3/45;G01C19/56

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.04.26#授权;2022.01.28#实质审查的生效;2022.01.11#公开

摘要：一种基于开关电容式共模反馈电荷放大器的CV转换电路，由信号调制器、共模反馈电荷放大器、解调器以及低通滤波器四部分构成；所述共模反馈电荷放大器采用基于开关电容式共模反馈运算放大器替换传统的放大器。所述开关电容共模反馈电荷放大器主要由一个全差分运算放大器A2，两个积分电容Cint和两个反馈电阻Rb构成，其中运算放大器A2由开关电容共模反馈控制电路SC_CMFB和主放大器电路A2_core构成。本发明通过对共模反馈部分做出的改动，在有效降低功耗的基础上，高频控制的时钟信号使得输出共模反馈控制电路的输出共模信号得到了快速恢复，从而使放大器的输入端共模信号通过反馈电阻也得到快速调整，进而改善了整个CV转换电路的性能。

主权项：1.一种基于开关电容式共模反馈电荷放大器的CV转换电路，由信号调制器、共模反馈电荷放大器、解调器以及低通滤波器四个部分构成，其特征在于，所述共模反馈电荷放大器采用开关电容共模反馈电荷放大器替换传统式连续时间共模反馈电荷放大器；所述开关电容共模反馈电荷放大器由一个运算放大器A2，两个积分电容Cint和两个反馈电阻Rb构成；运算放大器A2的两个输入端分别与积分电容和反馈电阻的一侧相连，同时连接待检测变化电容的一侧，而运算放大器的两个输出端与积分电容和反馈电阻的另一侧相连，同时连接解调器；所述开关电容共模反馈电荷放大器中所用的运算放大器A2由电容开关共模反馈控制电路SC_CMFB和主放大器电路A2_core构成，该运算放大器采用开关电容式共模反馈结合全差分输入对管的组合形式，构成了基于电荷放大器结构CV转换电路的运算放大电路；其中SC_CMFB电路由四个完全相同的CMOS构成第一和第二两组开关S1、S2和第一至第四4个NMOS器件M1～M4以及两组两两相同的第一和第二电容C1、C2构成；两组开关S1、S2选用CMOS开关是为了避免单个NMOS开关的时钟馈通效应导致的输出共模电压与时钟信号同频率的波动问题，两相不交叠时钟信号clk1clk1d、clk2clk2d控制CMOS开关组以及4个NMOS器件的闭合与断开，全差分运算放大器的输出电压为Vop和Von；该基于开关电容式共模反馈的运算放大器A2的主运放内部连接方式与传统的折叠式全差分放大电路的连接方式相同，只有共模反馈部分做出适当更改；当共模反馈部分clk1clk1d为高电平时，开关S2闭合、第2和第3NMOS器件M2、M3导通，主运算放大器的输出端Vop和Von分别与共模反馈部分的第二电容C2、反馈部分的第二组开关S2一侧相连接，从而对第一和第二电容C1、C2进行充电，此时电荷在两组电容上进行储存，第二电容C2另一侧的偏置电压Vcmfb则返回到运算放大器的输入端用来调节运算放大器输入偏置电流源的栅极电压值；当clk2clk2d为高电平时，第一组开关S1闭合、第一和第四NMOS器件M1、M4导通，此时外接的理想共模参考电压Vcm连接第一组两个开关S1的一侧，并通过第一组两个开关S1的另一侧分别与第一电容C1相连，此时原先积累在两组电容C1、C2的电荷进行再次分配，并将得到的直流偏置电压Vbias接入主运放来进行共模电压的校准工作，从而完成共模电压值的检测与校准；差分对管构成的主运放与开关电容构成的反馈部分协同工作，从而构成了完整的基于开关电容式共模反馈的运算放大器电路。

全文数据：

权利要求：

百度查询： 天津理工大学 一种基于开关电容式共模反馈电荷放大器的C/V转换电路

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