JP2021093683A - Amplification device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、増幅装置に関する。 The present invention relates to an amplification device.
増幅器は、センサ信号等の増幅に広く用いられているが、いくつかの応用例では、増幅器内部のオフセット成分及び低周波雑音成分が非常に小さいことを要求される。従来の増幅器では、オフセット成分及び低周波雑音成分がその要求を満たすことができないため、オフセット成分及び低周波雑音成分を低減する手法が多く存在している。 The amplifier is widely used for amplifying a sensor signal or the like, but in some application examples, the offset component and the low frequency noise component inside the amplifier are required to be very small. In the conventional amplifier, since the offset component and the low frequency noise component cannot satisfy the demand, there are many methods for reducing the offset component and the low frequency noise component.
オフセット成分及び低周波雑音成分を低減する手法の一例として、チョッパ安定化増幅器が存在している。チョッパ安定化増幅器は、チョッパ変調器を用いて入力段の増幅器のオフセット成分及び低周波雑音成分のみが高周波帯域に変調するように構成することで、オフセット成分及び低周波雑音成分を低減する手法である。 A chopper-stabilized amplifier exists as an example of a method for reducing an offset component and a low-frequency noise component. The chopper stabilization amplifier is a method of reducing the offset component and the low frequency noise component by configuring the chopper modulator so that only the offset component and the low frequency noise component of the amplifier in the input stage are modulated in the high frequency band. is there.
オフセット成分及び低周波雑音成分を低減する手法の他の例として、オートゼロ増幅器が存在している。オートゼロ増幅器は、内蔵している校正回路によって増幅器のオフセット成分及び低周波雑音成分を低減する手法である。一般にオートゼロ増幅器は、スイッチによって入出力を切り替え、校正モードと増幅モードとを交互に動作させる。そのため、一つのオートゼロ増幅器だけでは、校正モードの時に信号を増幅することができない。そこで、例えば非特許文献1に開示されているように、二つのオートゼロ増幅器を用意し、一方のオートゼロ増幅器が校正モードの時、もう片方が増幅モードとなり信号を増幅するように構成されたPing−Pongオートゼロ増幅器が採用されている。
An auto-zero amplifier exists as another example of a method for reducing offset components and low-frequency noise components. The auto zero amplifier is a method of reducing the offset component and the low frequency noise component of the amplifier by the built-in calibration circuit. Generally, in an auto-zero amplifier, input / output is switched by a switch, and a calibration mode and an amplification mode are operated alternately. Therefore, it is not possible to amplify the signal in the calibration mode with only one auto-zero amplifier. Therefore, for example, as disclosed in
以上のように、オフセット成分及び低周波雑音成分を低減する手法の例として、チョッパ安定化増幅器とオートゼロ増幅器とが存在する。しかし、チョッパ安定化増幅器は、オフセット成分及び低周波雑音成分が高周波帯域に変調され、それがリップルノイズとなり、リップルノイズによる高周波雑音成分が生じる課題がある。また、オートゼロ増幅器は、オフセット成分及び低周波雑音成分を低減するような信号を校正回路がサンプリングする必要があるため、サンプリングの際に生じるエイリアシング雑音が発生し、エイリアシング雑音による低周波雑音成分が生じる課題がある。このため、これらの課題を改善するための手法がいくつか存在している。 As described above, there are chopper-stabilized amplifiers and auto-zero amplifiers as examples of methods for reducing offset components and low-frequency noise components. However, the chopper-stabilized amplifier has a problem that an offset component and a low-frequency noise component are modulated in a high-frequency band, which becomes ripple noise, and a high-frequency noise component due to ripple noise is generated. Further, in the auto zero amplifier, since the calibration circuit needs to sample a signal that reduces the offset component and the low frequency noise component, the aliasing noise generated at the time of sampling is generated, and the low frequency noise component due to the aliasing noise is generated. There are challenges. Therefore, there are several methods to improve these problems.
一例として、特許文献1に開示されているように、チョッパ安定化増幅器とPing−Pongオートゼロ増幅器の動作を組み合わせた手法が存在する。この手法を用いた場合、Ping−Pongオートゼロ増幅器によって発生したエイリアシング雑音は、チョッパ変調器によって高周波帯域に変調されるため、低周波雑音成分を大きく低減できる。また、チョッパ変調器によって高周波帯域に変調されたオフセット成分及び低周波雑音成分は、Ping−Pongオートゼロ増幅器によって大きく低減される。このため、オフセット成分及び低周波雑音成分が高周波帯域に変調されることによって発生するリップルノイズによる高周波雑音成分も大きく低減することができる。
As an example, as disclosed in
他の例として、特許文献2に開示されているように、チョッパ安定化増幅器の後段にスイッチドキャパシタ型のノッチフィルタを使用する手法が存在する。この手法を用いることによって、チョッパ安定化増幅器によって発生したリップルノイズはノッチフィルタによって低減され、結果としてオフセット成分及び低周波雑音成分だけではなく、高周波雑音も低減することができる。 As another example, as disclosed in Patent Document 2, there is a method of using a switched capacitor type notch filter after the chopper-stabilized amplifier. By using this method, the ripple noise generated by the chopper stabilization amplifier is reduced by the notch filter, and as a result, not only the offset component and the low frequency noise component but also the high frequency noise can be reduced.
さらに他の例として、特許文献3、特許文献4に開示されているように、フィードバック手法を用いることで、チョッパ安定化増幅器のリップルノイズを低減する手法が存在する。この手法は、リップルノイズをフィードバック回路の入力の増幅器やカップリング容量によって検出した後に、フィードバック回路内部のチョッパ変調器によってリップルノイズをオフセット成分及び低周波雑音成分に復調し、入力段の増幅器の出力に負帰還させるものである。このフィードバックにより、入力段の増幅器によって発生するオフセット成分及び低周波雑音成分を低減する。この手法により、チョッパ変調器によって変調されるオフセット成分及び低周波雑音成分が低減され、結果としてリップルノイズ、つまり高周波雑音成分を低減できる。
As still another example, as disclosed in
図11は、チョッパ安定化増幅器を用いた増幅回路の構成例を示す図である。図11では基本的なチョッパ安定化増幅器の構成を示している。チョッパ安定化増幅器は、チョッパ変調器1001、増幅器1002、チョッパ変調器1003を備える。図11の構成において、増幅器1002にはオフセット成分(Voffset)及び低周波雑音成分(1/f noise)が発生する。そこで、チョッパ変調器1001によって低周波帯域の信号成分を増幅器1002のオフセット成分及び低周波雑音成分が少ない高周波帯域に変調し、増幅器1002にて増幅した後、チョッパ変調器1003によって高周波帯域の信号成分を低周波帯域に復調する。これにより、チョッパ安定化増幅器の全体のオフセット成分及び低周波雑音成分を低減する。しかし、チョッパ変調器1003によって高周波帯域に変調されたオフセット成分及び低周波雑音成分はリップルノイズとなり、高周波雑音成分が発生する課題が生じる。
FIG. 11 is a diagram showing a configuration example of an amplifier circuit using a chopper-stabilized amplifier. FIG. 11 shows the configuration of a basic chopper-stabilized amplifier. The chopper stabilization amplifier includes a
図12は、図11の増幅回路による信号成分、雑音成分及びオフセット成分の時間波形と周波数特性の一例を示す特性図である。図12では、信号成分、雑音成分、オフセット成分のそれぞれについて、時間波形と周波数分布の変化過程のイメージを示している。図12において、上段は時間波形、下段は周波数特性をそれぞれ示している。チョッパ変調器1001及びチョッパ変調器1003のチョッパ周波数をfchとする。信号成分は、一度チョッパ変調器1001によって高周波帯域に変調された後に、増幅器1002にて増幅され、増幅器1002のオフセット成分及び低周波雑音成分が加算される。その後、チョッパ変調器1003を通すことにより信号成分は復調され、オフセット成分及び低周波雑音成分は高周波帯域に変調される。このように、チョッパ安定化増幅器は、オフセット成分及び低周波雑音成分を高周波帯域に変調することによってリップルノイズが発生してしまうため、低雑音化を図るためには、リップルノイズの原因となるオフセット成分及び低周波雑音成分を低減する必要がある。また、増幅器のオフセット成分及び低周波雑音成分を低減するために、Ping−Pongオートゼロ増幅器を用いる場合、複数のPing−Pongオートゼロ増幅器を設けることによって回路面積及び消費電力を増加させてしまう課題がある。
FIG. 12 is a characteristic diagram showing an example of the time waveform and frequency characteristics of the signal component, the noise component, and the offset component by the amplifier circuit of FIG. FIG. 12 shows an image of the change process of the time waveform and the frequency distribution for each of the signal component, the noise component, and the offset component. In FIG. 12, the upper row shows the time waveform, and the lower row shows the frequency characteristics. Let the chopper frequency of the
本発明は、オフセット成分及び低周波雑音成分を高精度に低減するとともに、回路面積及び消費電力を低減させることが可能な増幅装置を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide an amplification device capable of reducing offset components and low-frequency noise components with high accuracy, and reducing circuit area and power consumption.
本発明は、入力信号を高周波帯域に変調する第1のチョッパ変調器と、前記第1のチョッパ変調器の出力を増幅する第1の増幅器と、前記第1の増幅器の出力の信号成分を復調し、オフセット成分及び低周波雑音成分を高周波帯域に変調する第2のチョッパ変調器と、前記第2のチョッパ変調器の出力を増幅する第2の増幅器と、前記第1の増幅器と前記第2のチョッパ変調器との間に入出力が接続され、前記第1の増幅器の出力を負帰還して前記第1の増幅器において発生するオフセット成分及び低周波雑音成分を低減するノイズリダクションループ回路と、を備え、前記ノイズリダクションループ回路は、入出力が負帰還構成となるよう接続され、前記ノイズリダクションループ回路の入力を増幅する第3の増幅器と、前記第3の増幅器の出力の高周波信号成分を低減するフィルタ回路と、前記フィルタ回路の出力を増幅する第4の増幅器と、を有し、並列に接続された少なくとも3つの増幅器である第1乃至第3のオートゼロ増幅器を備え、これらのオートゼロ増幅器において前記第2の増幅器と前記第3の増幅器とを切り替えて機能させるアンプシェアリングオートゼロ増幅器を有し、前記アンプシェアリングオートゼロ増幅器は、それぞれの前記オートゼロ増幅器において、入力信号を増幅する第1の相互コンダクタンス増幅器と、前記第1の相互コンダクタンス増幅器の入力信号を無信号状態としたときに前記第1の相互コンダクタンス増幅器の出力を入力する第2の相互コンダクタンス増幅器と、前記第2の相互コンダクタンス増幅器の入力において第1の相互コンダクタンス増幅器のオフセット成分及び低周波雑音成分を低減する校正電圧を保持するサンプリング容量と、を有し、前記入力信号を前記第1の相互コンダクタンス増幅器によって増幅する第1の増幅経路に接続される第1の入力経路及び第1の出力経路と、前記入力信号を前記第1の相互コンダクタンス増幅器によって増幅する第2の増幅経路に接続される第2の入力経路及び第2の出力経路と、前記第1の入力経路及び前記第1の出力経路と、前記第2の入力経路及び前記第2の出力経路との経路切り替えを行うスイッチと、を備える、増幅装置を提供する。 The present invention demolishes a first chopper modulator that modulates an input signal into a high frequency band, a first amplifier that amplifies the output of the first chopper modulator, and a signal component of the output of the first amplifier. A second chopper modulator that modulates the offset component and the low frequency noise component in the high frequency band, a second amplifier that amplifies the output of the second chopper modulator, the first amplifier, and the second amplifier. A noise reduction loop circuit in which input / output is connected to and from the chopper modulator, and the output of the first amplifier is negatively fed back to reduce the offset component and low frequency noise component generated in the first amplifier. The noise reduction loop circuit is connected so that the input and output have a negative feedback configuration, and a third amplifier that amplifies the input of the noise reduction loop circuit and a high-frequency signal component of the output of the third amplifier are connected. A first to third autozero amplifiers, including a reducing filter circuit, a fourth amplifier that amplifies the output of the filter circuit, and at least three amplifiers connected in parallel, these autozero amplifiers. The first amplifier is provided with an amplifier sharing auto-zero amplifier that switches between the second amplifier and the third amplifier to function, and the amplifier sharing auto-zero amplifier amplifies an input signal in each of the auto-zero amplifiers. A mutual conductance amplifier, a second mutual conductance amplifier that inputs the output of the first mutual conductance amplifier when the input signal of the first mutual conductance amplifier is in a no-signal state, and the second mutual conductance amplifier. A first that has a sampling capacitance that holds a calibration voltage that reduces the offset component and low frequency noise component of the first mutual conductance amplifier at the input of, and amplifies the input signal by the first mutual conductance amplifier. A first input path and a first output path connected to an amplification path, and a second input path and a second output path connected to a second amplification path that amplifies the input signal by the first mutual conductance amplifier. Provided is an amplification device including the output path of the above, the first input path, the first output path, and a switch for switching the route between the second input path and the second output path. ..
また、本発明は、上記の増幅装置であって、前記アンプシェアリングオートゼロ増幅器は、前記第1乃至第3のオートゼロ増幅器のうち、一つのオートゼロ増幅器が前記サンプリング容量により前記校正電圧を保持する校正モードとなり、他の一つのオートゼロ増幅器が前記入力信号を前記第1の増幅経路において前記第1の相互コンダクタンス増幅器によって増幅する経路1モードとなり、さらに他の一つのオートゼロ増幅器が前記入力信号を前記第2の増幅経路において前記第1の相互コンダクタンス増幅器によって増幅する経路2モードとなるように、これら複数の動作モードを前記スイッチにより切り替える、増幅装置を提供する。
Further, the present invention is the above-mentioned amplification device, and the said amplifier sharing auto-zero amplifier is a calibration in which one of the first to third auto-zero amplifiers holds the calibration voltage by the sampling capacitance. In the mode, another auto-zero amplifier enters the
また、本発明は、上記の増幅装置であって、前記アンプシェアリングオートゼロ増幅器は、前記動作モードの組み合わせとして、前記第1のオートゼロ増幅器が前記経路1モードであり、前記第2のオートゼロ増幅器が前記経路2モードであり、前記第3のオートゼロ増幅器が前記校正モードであるフェイズ1と、前記第1のオートゼロ増幅器が前記経路2モードであり、前記第2のオートゼロ増幅器が前記校正モードであり、前記第3のオートゼロ増幅器が前記経路1モードであるフェイズ2と、前記第1のオートゼロ増幅器が前記校正モードであり、前記第2のオートゼロ増幅器が前記経路1モードであり、前記第3のオートゼロ増幅器が前記経路2モードであるフェイズ3と、を有し、複数のフェイズを時系列に切り替える、増幅装置を提供する。
Further, the present invention is the above-mentioned amplification device, in which the first auto-zero amplifier is the
また、本発明は、上記の増幅装置であって、前記アンプシェアリングオートゼロ増幅器は、前記フェイズ1乃至前記フェイズ3を順に切り替える周期的なスイッチ駆動クロックによって前記複数のフェイズを切り替える、増幅装置を提供する。
Further, the present invention provides the above-mentioned amplification device, wherein the amplifier sharing auto-zero amplifier switches the plurality of phases by a periodic switch drive clock that sequentially switches the
また、本発明は、上記の増幅装置であって、前記アンプシェアリングオートゼロ増幅器は、前記フェイズ1、前記フェイズ2、及び前記フェイズ3を順に切り替える周期的なスイッチ駆動クロックによって前記複数のフェイズを切り替える、増幅装置を提供する。
Further, the present invention is the above-mentioned amplification device, and the amplifier sharing auto-zero amplifier switches the plurality of phases by a periodic switch drive clock that sequentially switches the
また、本発明は、上記の増幅装置であって、前記アンプシェアリングオートゼロ増幅器は、前記フェイズ3、前記フェイズ2、及び前記フェイズ1を順に切り替える周期的なスイッチ駆動クロックによって前記複数のフェイズを切り替える、増幅装置を提供する。
Further, the present invention is the above-mentioned amplification device, and the amplifier sharing auto-zero amplifier switches the plurality of phases by a periodic switch drive clock that sequentially switches the
また、本発明は、上記の増幅装置であって、前記フィルタ回路は、増幅器と容量とにより構成される積分回路を含み、前記第3の増幅器の出力の低周波信号成分を増幅し、高周波信号成分を低減する、増幅装置を提供する。 Further, the present invention is the above-mentioned amplification device, wherein the filter circuit includes an integrator circuit composed of an amplifier and a capacitance, amplifies a low-frequency signal component of the output of the third amplifier, and obtains a high-frequency signal. Provided is an amplification device that reduces components.
また、本発明は、上記の増幅装置であって、前記第2の増幅器の出力に接続され、入力信号を増幅する1つ以上の増幅器と、位相補償回路とを有する、増幅装置を提供する。 The present invention also provides the above-mentioned amplification device, which includes one or more amplifiers connected to the output of the second amplifier and amplifies an input signal, and a phase compensation circuit.
また、本発明は、上記の増幅装置であって、前記第1乃至第4の増幅器は、相互コンダクタンス増幅器を含む、増幅装置を提供する。 The present invention also provides the above-mentioned amplification device, wherein the first to fourth amplifiers include a transconductance amplifier.
本発明によれば、オフセット成分及び低周波雑音成分を高精度に低減するとともに、回路面積及び消費電力を低減させることが可能な増幅装置を提供できる。 According to the present invention, it is possible to provide an amplification device capable of reducing offset components and low-frequency noise components with high accuracy, and reducing circuit area and power consumption.
以下、本発明に係る増幅装置を具体的に開示した実施形態(以下、「本実施形態」という)について、図面を参照して詳細に説明する。 Hereinafter, an embodiment in which the amplification device according to the present invention is specifically disclosed (hereinafter, referred to as “the present embodiment”) will be described in detail with reference to the drawings.
本実施形態では、チョッパ変調器及びオートゼロ増幅器を用いたチョッパ安定化増幅器を含む増幅装置の構成例を例示する。 In this embodiment, a configuration example of an amplification device including a chopper-stabilized amplifier using a chopper modulator and an auto-zero amplifier will be illustrated.
(第1の実施形態)
図1は、第1の実施形態の増幅装置の構成を示す図である。第1の実施形態の増幅装置は、入力端より入力される入力信号Vinを高周波帯域に変調するチョッパ変調器101と、チョッパ変調器101の出力を増幅する相互コンダクタンス増幅器102とを備える。また、増幅装置は、相互コンダクタンス増幅器102の出力の信号成分を低周波帯域に復調し、オフセット成分及び低周波雑音成分を高周波帯域に変調するチョッパ変調器103と、チョッパ変調器103にて復調された信号成分を増幅する増幅器120とを備える。増幅器120の出力が増幅装置の出力端となり、出力信号Voutが出力される。また、増幅装置は、相互コンダクタンス増幅器102とチョッパ変調器103との間に入出力が接続されたノイズリダクションループ回路110(Noise Reduction Loop)を備える。
(First Embodiment)
FIG. 1 is a diagram showing a configuration of an amplification device according to the first embodiment. The amplification device of the first embodiment includes a
ノイズリダクションループ回路110は、高周波帯域に変調された信号成分を増幅する相互コンダクタンス増幅器102のオフセット成分及び低周波雑音成分を、チョッパ変調器103が高周波帯域に変調する前にフィードバックして低減する回路である。この構成により、ノイズリダクションループ回路110は、チョッパ変調器103の出力に発生するリップルノイズを低減する機能を有する。本明細書では、このような雑音低減機能を有する負帰還ループのフィードバック回路をノイズリダクションループ回路と呼ぶことにする。
The noise
ノイズリダクションループ回路110は、ノイズリダクションループ回路110の入力を増幅するオートゼロ増幅器111(Autozeroing Amplifier)と、オートゼロ増幅器111の出力の高周波信号成分を低減するフィルタ回路112(Filter)と、フィルタ回路112の出力を増幅する相互コンダクタンス増幅器113とを有する構成である。ノイズリダクションループ回路110は、入出力が負帰還構成となるように相互コンダクタンス増幅器102とチョッパ変調器103との間に接続することにより、相互コンダクタンス増幅器102のオフセット成分及び低周波雑音成分を低減するように動作する。ノイズリダクションループ回路110によって、チョッパ変調器103により変調される相互コンダクタンス増幅器102のオフセット成分及び低周波雑音成分が低減される。したがって、ノイズリダクションループ回路110を設けることにより、チョッパ安定化増幅器の出力に本来現れる高周波帯域のリップルノイズが低減される。
The noise
ただし、ノイズリダクションループ回路110の入力段に用いる増幅器のオフセット成分及び低周波雑音成分は、ノイズリダクションループ回路110の精度を低下させる。このため、増幅装置の入力段の相互コンダクタンス増幅器102のオフセット成分及び低周波雑音成分を低減する精度が下がり、結果として、増幅装置の出力にリップルノイズとして現れるおそれがある。このような事情に鑑み、ノイズリダクションループ回路110の入力段の増幅器には、オフセット成分及び低周波雑音成分を低減する工夫が必要となる。そこで本実施形態では、ノイズリダクションループ回路110の入力段に用いる増幅器をオートゼロ増幅器111として構成し、オフセット成分及び低周波雑音成分を低減することによって、この影響を十分無視できる。
However, the offset component and the low frequency noise component of the amplifier used in the input stage of the noise
図2は、本実施形態の増幅回路による信号成分、雑音成分及びオフセット成分の時間波形と周波数特性の一例を示す特性図である。図2では、信号成分、雑音成分、オフセット成分のそれぞれについて、時間波形と周波数分布の変化過程のイメージを示している。図2において、上段は時間波形、下段は周波数特性をそれぞれ示している。チョッパ変調器101及びチョッパ変調器103のチョッパ周波数をfchとする。
FIG. 2 is a characteristic diagram showing an example of time waveforms and frequency characteristics of a signal component, a noise component, and an offset component by the amplifier circuit of the present embodiment. FIG. 2 shows an image of the change process of the time waveform and the frequency distribution for each of the signal component, the noise component, and the offset component. In FIG. 2, the upper row shows the time waveform, and the lower row shows the frequency characteristics. Let the chopper frequency of the
信号成分は、チョッパ変調器101によって高周波帯域に変調された後に、相互コンダクタンス増幅器102にて増幅される。その後、チョッパ変調器103を通すことにより信号成分は復調され、増幅器120にて増幅されて出力される。本実施形態では、ノイズリダクションループ回路110によって、図中の破線→実線で示すように、増幅回路の入力段の相互コンダクタンス増幅器102のオフセット成分及び低周波雑音成分が低減される。このため、増幅器120の出力において、増幅回路の出力として最終的に出力されるリップルノイズが低減される。
The signal component is modulated in the high frequency band by the
前述した特許文献3の手法では、フィードバック回路内部のチョッパ変調器の後段にローパスフィルタ回路とスイッチドキャパシタ型のノッチフィルタを用いることによって、フィードバック回路の入力段の増幅器のオフセット成分及び低周波雑音成分の影響を低減させている。スイッチドキャパシタ型のノッチフィルタを用いる場合、フィードバック回路の安定性設計の自由度が制限される課題がある。また、ノッチフィルタのサンプリング動作が大信号入力時の過渡特性に影響を与えてしまうという課題がある。また、前述した特許文献4の手法では、フィードバック回路の入力段にカップリング容量を用いることによって、フィードバック回路の入力段の増幅器のオフセット成分及び低周波雑音成分の影響を低減させている。カップリング容量を用いる場合、フィードバック回路の入力段のカップリング容量が利得を持たないため、フィードバック回路内部のチョッパ変調器後の増幅器で発生するオフセット成分及び低周波雑音成分の影響が大きくなる。このオフセット成分及び低周波雑音成分は、フィードバック回路の精度を低下させるため、チョッパ安定化増幅器の入力段のオフセット成分及び低周波雑音成分を低減する精度が下がり、結果として、チョッパ安定化増幅器の出力にリップルノイズとして現れるという課題がある。
In the method of
これに対し、本実施形態では、フィードバック回路内部にチョッパ変調器を設けず、相互コンダクタンス増幅器102のオフセット成分をそのままフィードバックしてオフセット成分を低減させる構成としている。本実施形態のように、ノイズリダクションループ回路110の入力段に用いる増幅器をオートゼロ増幅器111とすることによって、フィードバック回路内部にノッチフィルタ回路を設ける必要がないという利点がある。加えて、ノイズリダクションループ回路110の入力段のオートゼロ増幅器111において大きな利得をとることができるため、フィードバック回路の後段の増幅器によるオフセット成分及び低周波雑音成分の影響を大きく低減できる利点がある。したがって、増幅回路によって発生する入力オフセット電圧と、1/f雑音による低周波雑音成分とを、精度良く低減させることが可能になる。
On the other hand, in the present embodiment, the chopper modulator is not provided inside the feedback circuit, and the offset component of the
このように、本実施形態によれば、チョッパ安定化増幅器を含む増幅装置において、増幅装置の出力に本来現れるオフセット成分及び低周波雑音成分とリップルノイズを高精度に低減することが可能な増幅装置を実現できる。 As described above, according to the present embodiment, in the amplification device including the chopper-stabilized amplifier, the offset component, the low-frequency noise component, and the ripple noise that originally appear in the output of the amplification device can be reduced with high accuracy. Can be realized.
(第2の実施形態)
図3は、第2の実施形態の増幅回路の構成を示す図である。第2の実施形態の増幅装置は、図1に示した本実施形態の増幅装置をより具体的に示す一構成例である。増幅装置は、入力端より入力される入力信号Vinを高周波帯域に変調するチョッパ変調器101と、チョッパ変調器101の出力を増幅する相互コンダクタンス増幅器102とを備える。また、増幅装置は、相互コンダクタンス増幅器102の出力の信号成分を低周波帯域に復調し、オフセット成分及び低周波雑音成分を高周波帯域に変調するチョッパ変調器103と、チョッパ変調器103にて復調された信号成分を増幅する増幅器120aとを備える。増幅器120aの出力が増幅装置の出力端となり、出力信号Voutが出力される。また、増幅装置は、相互コンダクタンス増幅器102とチョッパ変調器103との間に入出力が接続されたノイズリダクションループ回路110を備える。
(Second embodiment)
FIG. 3 is a diagram showing the configuration of the amplifier circuit of the second embodiment. The amplification device of the second embodiment is a configuration example showing the amplification device of the present embodiment shown in FIG. 1 more concretely. The amplification device includes a
ノイズリダクションループ回路110は、ノイズリダクションループ回路110の入力を増幅するオートゼロ増幅器111と、オートゼロ増幅器111の出力の高周波信号成分を低減するフィルタ回路112と、フィルタ回路112の出力を増幅する相互コンダクタンス増幅器113とを有する構成である。ノイズリダクションループ回路110は、入出力が負帰還構成となるように相互コンダクタンス増幅器102とチョッパ変調器103との間に接続することにより、相互コンダクタンス増幅器102のオフセット成分及び低周波雑音成分を低減するように動作する。
The noise
ノイズリダクションループ回路110のオートゼロ増幅器111は、例えばPing−Pongオートゼロ増幅器を用いて構成される。オートゼロ増幅器111は、増幅器のオフセット成分及び低周波雑音成分を低減する機能を有する校正回路を備える。Ping−Pongオートゼロ増幅器は、並列に接続された二つのオートゼロ増幅回路210、220を有して構成され、オートゼロ増幅回路210、220はそれぞれ校正回路として機能する増幅器である。オートゼロ増幅回路210は、二系統のスイッチΦ1及びΦ2と、二つの相互コンダクタンス増幅器211及び212と、サンプリング容量C21とを有して構成される。オートゼロ増幅回路220は、二系統のスイッチΦ1及びΦ2と、二つの相互コンダクタンス増幅器221及び222と、サンプリング容量C22とを有して構成される。
The auto-zero
オートゼロ増幅回路210は、動作モードとして、校正モードと増幅モードとを有する。校正モードは、相互コンダクタンス増幅器211のオフセット成分及び低周波雑音成分をキャンセルするための校正電圧をサンプリングするモードである。校正モードでは、相互コンダクタンス増幅器212によって相互コンダクタンス増幅器211のオフセット成分及び低周波雑音成分を低減できるような信号(校正電圧等の校正信号)を、サンプリング容量C21によりサンプリングする。増幅モードは、校正信号によりオフセット成分及び低周波雑音成分が低減された相互コンダクタンス増幅器211によって、入力信号を増幅するモードである。増幅モードでは、校正モードでサンプリングされた校正信号を印加した相互コンダクタンス増幅器212により、相互コンダクタンス増幅器211のオフセット成分及び低周波雑音成分が低減された状態となる。そして、このオフセット成分及び低周波雑音成分が低減された相互コンダクタンス増幅器211によって入力信号を増幅する。オートゼロ増幅回路210は、所定の動作クロックのクロック信号によってスイッチΦ1及びΦ2を切り替えることにより、校正モードと増幅モードとを交互に動作させる。
The auto-zero
オートゼロ増幅回路220もオートゼロ増幅回路210と同様に、校正モードと増幅モードとを有する。すなわち、オートゼロ増幅回路220は、校正モードにおいて、相互コンダクタンス増幅器221のオフセット成分及び低周波雑音成分を相互コンダクタンス増幅器222によって低減できるような信号(校正電圧等の校正信号)をサンプリング容量C22によってサンプリングする。また、オートゼロ増幅回路220は、増幅モードにおいて、オフセット成分及び低周波雑音成分が相互コンダクタンス増幅器222の校正信号によって低減された相互コンダクタンス増幅器221により、入力信号を増幅する。オートゼロ増幅回路220は、所定の動作クロックのクロック信号によってスイッチΦ1及びΦ2を切り替えることにより、校正モードと増幅モードとを交互に動作させる。
Like the auto-zero
オートゼロ増幅回路210が校正モードにて動作する時、オートゼロ増幅回路220は増幅モードで動作し、オートゼロ増幅回路220が校正モードにて動作する時、オートゼロ増幅回路210は増幅モードで動作する。
When the auto-zero
図4は、本実施形態の増幅回路におけるクロック信号の動作波形の一例を示す図である。図4において、CHOP及びCHOP ̄はチョッパ変調器101、103を駆動する動作クロックとしての相補チョッピングクロック信号の動作波形を示している。ここで、オーバーライン付きのCHOP ̄は、CHOPの反転信号を表すものである。また、φ1及びφ2はオートゼロ増幅回路210、220のスイッチΦ1、Φ2をそれぞれ駆動する動作クロックに関するクロック信号の動作波形を示している。
FIG. 4 is a diagram showing an example of an operation waveform of a clock signal in the amplifier circuit of the present embodiment. In FIG. 4, CHOP and CHOP ̄ show the operation waveforms of the complementary chopping clock signals as the operation clocks for driving the
スイッチΦ1、Φ2を駆動する動作クロックのクロック信号φ1、φ2の周波数は、相補チョッピングクロック信号CHOP及びCHOP ̄の周波数、すなわちチョッパ変調器101、103のチョッパ周波数fchよりも低い周波数に設定する。ここで、クロック信号φ1、φ2の周波数をオートゼロ周波数fazとすると、faz<fchとし、例えばfaz≒(1/2)×fchに設定する。例えば、チョッパ周波数fchを約100kHz程度とした場合、オートゼロ周波数fazは約50kHz程度に設定する。
The frequencies of the clock signals φ1 and φ2 of the operating clocks that drive the switches Φ1 and Φ2 are set to be lower than the frequencies of the complementary chopping clock signals CHOP and CHOP ̄, that is, the chopper frequencies fch of the
オートゼロ増幅器のエイリアシング雑音は、チョッパ変調器によって高周波成分から低周波成分に変調され、増幅回路の出力として現れるおそれがある。この課題に対して、本実施形態では、オートゼロ増幅器111の動作クロックのクロック信号φ1、φ2の周波数をチョッパ周波数fchよりも低くすることにより、オートゼロ増幅器111のエイリアシング雑音の帯域がチョッパ周波数より低くなる。これによって、オートゼロ増幅器111のエイリアシング雑音の高周波成分を発生させないようにできる。
Aliasing noise of an auto-zero amplifier may be modulated from a high frequency component to a low frequency component by a chopper modulator and appear as an output of an amplifier circuit. In response to this problem, in the present embodiment, by lowering the frequencies of the clock signals φ1 and φ2 of the operating clock of the auto-zero
オートゼロ増幅器111をPing−Pongオートゼロ増幅器により構成した場合、オートゼロ増幅器111のトランスコンダクタンスgmは増幅器の入力段の相互コンダクタンス増幅器102と比較して小さな値にでき、オートゼロ増幅器111の回路面積及び消費電力を小さく設計することができる。このため、オートゼロ増幅器111をPing−Pongオートゼロ増幅器としても、増幅装置全体の増幅器の数は増加するが、回路面積及び消費電力の増大が十分小さくなるように設計することができる。
When the auto-zero
ノイズリダクションループ回路110のフィルタ回路112は、例えば、相互コンダクタンス増幅器301と容量C31、C32、C33とによって構成される積分回路を用いる。フィルタ回路112により、オートゼロ増幅器111の出力の高周波成分を低減し、低周波成分を相互コンダクタンス増幅器301にて増幅して通過させる。そして、フィルタ回路112の出力を相互コンダクタンス増幅器113にて増幅し、相互コンダクタンス増幅器102のオフセット成分をフィードバックする。
The
チョッパ変調器103の後段に設けられる出力段の増幅器120aは、例えば図3のように、3段の増幅器により構成し、増幅装置全体として4段の増幅回路を構成する。増幅器120aは、相互コンダクタンス増幅器124、相互コンダクタンス増幅器123、増幅器121を備える構成である。
The
増幅器120aは、入力を相互コンダクタンス増幅器124の入力とし、チョッパ変調器103の出力に相互コンダクタンス増幅器124が接続される。相互コンダクタンス増幅器124の出力には相互コンダクタンス増幅器123の入力が接続される。相互コンダクタンス増幅器123の出力には増幅器121の入力が接続され、増幅器121の出力が増幅器120aの出力、すなわち図3の増幅装置の出力端となる。
The
また、増幅器120aには、入れ子型ミラー補償構成となるように接続された位相補償容量C111、C112、C121、C122、C131が設けられる。また、チョッパ変調器101の入力と増幅器121の入力との間にフィードフォワードアンプとして機能する相互コンダクタンス増幅器122が接続される。増幅装置の安定性の更なる向上を図るために、フィードフォワード構成となるように相互コンダクタンス増幅器122の出力を増幅器121の入力に接続する。これらの位相補償容量C111、C112、C121、C122、C131と相互コンダクタンス増幅器122によるフィードフォワードアンプとによって、位相補償回路が構成される。
Further, the
本実施形態によれば、チョッパ安定化増幅器を含む増幅装置において、増幅装置の出力に本来現れるオフセット成分及び低周波雑音成分とリップルノイズを高精度に低減することができる。また、増幅装置を全て連続系の回路で構成でき、ノッチフィルタ回路等を設けない構成にできる。また、本実施形態では、ノイズリダクションループ回路においてオートゼロ増幅器111の利得を大きくとることができるため、後段のフィルタ回路112の相互コンダクタンス増幅器301や相互コンダクタンス増幅器113における利得やオフセット成分の影響を小さくできる。さらには相互コンダクタンス増幅器102、相互コンダクタンス増幅器124、相互コンダクタンス増幅器123と増幅器を多段に構成することによって、フィードフォワードアンプとして機能する相互コンダクタンス増幅器122のオフセット成分の影響を低減できる。
According to this embodiment, in the amplification device including the chopper-stabilized amplifier, the offset component, the low-frequency noise component, and the ripple noise that originally appear in the output of the amplification device can be reduced with high accuracy. Further, the amplification device can be configured by all continuous circuits, and can be configured without a notch filter circuit or the like. Further, in the present embodiment, since the gain of the auto-zero
(第3の実施形態)
図5は、第3の実施形態の増幅回路の構成を示す図である。第3の実施形態の増幅装置は、チョッパ変調器103の後段に設ける出力段の増幅器の構成を変更した変形例である。
(Third Embodiment)
FIG. 5 is a diagram showing a configuration of an amplifier circuit according to a third embodiment. The amplification device of the third embodiment is a modified example in which the configuration of the amplifier in the output stage provided after the
図3に示した増幅器120aの構成を用いる場合、相互コンダクタンス増幅器124のオフセット成分が無視できない場合がある。第3の実施形態では、出力段の増幅器における相互コンダクタンス増幅器124のオフセット成分の影響を低減する一つの手法として、オートゼロ増幅器を設けた増幅器120cの構成例を示す。
When the configuration of the
チョッパ変調器103の後段に設けられる増幅器120cは、例えば図5のように、3段の増幅器により構成し、増幅装置全体として4段の増幅回路を構成する。増幅器120cは、オートゼロ増幅器124c、相互コンダクタンス増幅器123、増幅器121を備える構成である。すなわち、図3の構成における相互コンダクタンス増幅器124をオートゼロ増幅器124cにより構成している。
The
オートゼロ増幅器124cは、例えばPing−Pongオートゼロ増幅器を用いて構成される。Ping−Pongオートゼロ増幅器は、並列に接続された二つのオートゼロ増幅回路410、420を有して構成され、オートゼロ増幅回路410、420はそれぞれ校正回路として機能する増幅器である。オートゼロ増幅回路410は、二系統のスイッチΦ3及びΦ4と、二つの相互コンダクタンス増幅器411及び412と、サンプリング容量C41とを有して構成される。オートゼロ増幅回路420は、二系統のスイッチΦ3及びΦ4と、二つの相互コンダクタンス増幅器421及び422と、サンプリング容量C42とを有して構成される。オートゼロ増幅器124cの出力には相互コンダクタンス増幅器123の入力が接続される。相互コンダクタンス増幅器123の出力には増幅器121の入力が接続され、増幅器121の出力が増幅器120cの出力、すなわち図5の増幅装置の出力端となる。
The auto-zero
オートゼロ増幅回路410は、オートゼロ増幅回路210と同様に、校正モードと増幅モードとを有する。すなわち、オートゼロ増幅回路410は、校正モードにおいて、相互コンダクタンス増幅器411のオフセット成分及び低周波雑音成分を相互コンダクタンス増幅器412によって低減できるような校正信号をサンプリング容量C41によってサンプリングする。また、オートゼロ増幅回路410は、増幅モードにおいて、オフセット成分及び低周波雑音成分が相互コンダクタンス増幅器412の校正信号によって低減された相互コンダクタンス増幅器411により、入力信号を増幅する。オートゼロ増幅回路410は、所定の動作クロックのクロック信号によってスイッチΦ3及びΦ4を切り替えることにより、校正モードと増幅モードとを交互に動作させる。
The auto-zero
オートゼロ増幅回路420もオートゼロ増幅回路410と同様に、校正モードと増幅モードとを有する。すなわち、オートゼロ増幅回路420は、校正モードにおいて、相互コンダクタンス増幅器421のオフセット成分及び低周波雑音成分を相互コンダクタンス増幅器422によって低減できるような校正信号をサンプリング容量C42によってサンプリングする。また、オートゼロ増幅回路420は、増幅モードにおいて、オフセット成分及び低周波雑音成分が相互コンダクタンス増幅器422の校正信号によって低減された相互コンダクタンス増幅器421により、入力信号を増幅する。オートゼロ増幅回路420は、所定の動作クロックのクロック信号によってスイッチΦ3及びΦ4を切り替えることにより、校正モードと増幅モードとを交互に動作させる。
Like the auto-zero
オートゼロ増幅回路410が校正モードにて動作する時、オートゼロ増幅回路420は増幅モードで動作し、オートゼロ増幅回路420が校正モードにて動作する時、オートゼロ増幅回路410は増幅モードで動作する。
When the auto-zero
オートゼロ増幅器124cにおける動作クロックは、図4に示したクロック信号の動作波形を用いる。すなわち、オートゼロ増幅器124cのスイッチΦ3及びΦ4を駆動する動作クロックのクロック信号φ3、φ4は、オートゼロ増幅器111のスイッチΦ1、Φ2を駆動する動作クロックのクロック信号φ1、φ2と同様である。スイッチΦ3及びΦ4を駆動する動作クロックのクロック信号φ3、φ4の周波数は、相補チョッピングクロック信号CHOP及びCHOP ̄の周波数、すなわちチョッパ変調器101、103のチョッパ周波数fchよりも低い周波数に設定する。これにより、オートゼロ増幅器124cのエイリアシング雑音の帯域をチョッパ周波数より低くし、オートゼロ増幅器124cのエイリアシング雑音の高周波成分を発生させないようにする。
As the operating clock in the auto-zero
本実施形態によれば、ノイズリダクションループ回路110より後段の増幅器120cにおいてオートゼロ増幅器124cを用いることにより、増幅器120cのオフセット成分及び低周波雑音成分の影響を大きく低減させることができる。この結果、チョッパ安定化増幅器を含む増幅装置全体のオフセット成分及び低周波雑音成分を低減することが可能になる。
According to this embodiment, by using the auto-zero
(第4の実施形態)
図6は、第4の実施形態の増幅回路の構成を示す図である。第4の実施形態は、Ping−Pongオートゼロ増幅器を備える増幅回路において、後述するアンプシェアリングオートゼロ増幅器を構成した例である。
(Fourth Embodiment)
FIG. 6 is a diagram showing a configuration of an amplifier circuit according to a fourth embodiment. A fourth embodiment is an example in which an amplifier sharing auto-zero amplifier, which will be described later, is configured in an amplifier circuit including a Ping-Pong auto-zero amplifier.
図5に示した第3の実施形態の増幅回路では、2つのPing−Pongオートゼロ増幅器を備えており、それぞれに2つずつ合計4つのオートゼロ増幅器が必要となる。このため、回路面積及び消費電力を増加させてしまうことになる。そこで、第4の実施形態の増幅回路は、回路面積及び消費電力を低減させるため、複数のオートゼロ増幅器を含むアンプシェアリングオートゼロ増幅器500を備える。本明細書では、複数のオートゼロ増幅器の動作を切り替えて複数の入力経路及び複数の出力経路に接続し、オートゼロ増幅器をシェアリング(アンプシェアリング)して機能させる増幅回路をアンプシェアリングオートゼロ増幅器と呼ぶことにする。
The amplifier circuit of the third embodiment shown in FIG. 5 includes two Ping-Pong auto-zero amplifiers, each of which requires a total of four auto-zero amplifiers. Therefore, the circuit area and power consumption will be increased. Therefore, the amplifier circuit of the fourth embodiment includes an amplifier sharing auto-zero
第4の実施形態の増幅回路は、入力端より入力される差動入力信号Vinを高周波帯域に変調するチョッパ変調器101と、チョッパ変調器101の出力を増幅する相互コンダクタンス増幅器(第1の増幅器)102と、相互コンダクタンス増幅器102の出力の信号成分を低周波帯域に復調し、オフセット成分及び低周波雑音成分を高周波帯域に変調するチョッパ変調器103とを備える。また、増幅回路は、相互コンダクタンス増幅器102とチョッパ変調器103との間に入出力が接続されたノイズリダクションループ回路110を備える。ノイズリダクションループ回路110は、入出力が負帰還構成となるように接続され、相互コンダクタンス増幅器102の出力を負帰還して相互コンダクタンス増幅器102において発生するオフセット成分及び低周波雑音成分を低減する。
The amplifier circuit of the fourth embodiment includes a
本実施形態の増幅回路は、チョッパ変調器103にて復調された主経路の信号成分を増幅する第2の増幅器と、ノイズリダクションループ回路110の入力を増幅する第3の増幅器とをそれぞれオートゼロ増幅器によって構成し、これら2つのオートゼロ増幅器の動作を実現するアンプシェアリングオートゼロ増幅器500を備える。
The amplifier circuit of this embodiment is an auto-zero amplifier for a second amplifier that amplifies the signal component of the main path demodulated by the
ノイズリダクションループ回路110は、アンプシェアリングオートゼロ増幅器500による第3の増幅器と、第3の増幅器の出力の高周波信号成分を低減するフィルタ回路112(Filter)と、フィルタ回路112の出力を増幅する相互コンダクタンス増幅器113とを有する構成である。
The noise
また、増幅回路は、アンプシェアリングオートゼロ増幅器500による第2の増幅器の後段に、増幅器121を備え、増幅器121の出力が増幅装置の出力端となり、出力信号Voutが出力される。
Further, the amplifier circuit includes an
アンプシェアリングオートゼロ増幅器500は、複数の入力経路として、差動信号が入力される2つの入力経路である第1の入力(第1の入力経路、入力経路1)501及び第2の入力(第2の入力経路、入力経路2)502を有し、複数の出力経路として、2つの出力経路である第1の出力(第1の出力経路、出力経路1)503及び第2の出力(第2の出力経路、出力経路2)504を有する。ここで、第1の入力501から入力される信号を増幅して第1の出力503より出力する経路を第1の増幅経路(経路1)、第2の入力502から入力される信号を増幅して第2の出力504より出力する経路を第2の増幅経路(経路2)と称することにする。アンプシェアリングオートゼロ増幅器500は、複数のオートゼロ増幅器として、ここでは並列に接続された3つのオートゼロ増幅器を備える。なお、複数のオートゼロ増幅器として3つ以上のオートゼロ増幅器を備えていてもよい。
The amplifier sharing auto-zero
アンプシェアリングオートゼロ増幅器500は、第1の入力501がチョッパ変調器103の出力に接続され、第2の入力502が相互コンダクタンス増幅器102の出力とチョッパ変調器103の入力との間に接続される。また、アンプシェアリングオートゼロ増幅器500は、第1の出力503が増幅器121の入力に接続され、第2の出力504がフィルタ回路112の入力に接続される。
In the amplifier sharing auto-zero
アンプシェアリングオートゼロ増幅器500の経路1では、主経路の増幅器として、チョッパ変調器103の出力を第1の入力501より入力して増幅し、第1の出力503から出力して増幅器121の入力へ供給する。アンプシェアリングオートゼロ増幅器500の経路2では、ノイズリダクションループ回路110の増幅器として、相互コンダクタンス増幅器102の出力を第2の入力502より入力して増幅し、第2の出力504から出力してフィルタ回路112の入力に供給する。
In
アンプシェアリングオートゼロ増幅器500は、第1の入力501及び第1の出力503の経路1と、第2の入力502及び第2の出力504の経路2とに、3つのオートゼロ増幅器のうちの一つをそれぞれ切り替えて接続する。アンプシェアリングオートゼロ増幅器500は、各オートゼロ増幅器においてスイッチを有し、これらのスイッチをオンオフして切り替えることにより、増幅器の入力経路及び出力経路を切り替える機能を有する。オートゼロ増幅器は、複数の動作モードとして、第1の増幅経路(経路1)の増幅を行う第1の増幅モードである経路1モード(第1の状態)、第2の増幅経路(経路2)の増幅を行う第2の増幅モードである経路2モード(第2の状態)、増幅器の校正を行う校正モード(第3の状態)を有する。
The amplifier sharing auto-zero
次に、図7〜図9を用いて、第4の実施形態の増幅回路の具体的な回路構成と動作の一例について説明する。 Next, an example of a specific circuit configuration and operation of the amplifier circuit of the fourth embodiment will be described with reference to FIGS. 7 to 9.
図7は、第4の実施形態の増幅回路の具体的な回路構成及びその動作例として、フェイズ1におけるスイッチの接続状態を示す図である。
FIG. 7 is a diagram showing a switch connection state in
第4の実施形態のアンプシェアリングオートゼロ増幅器500は、並列に接続された3つのオートゼロ増幅器510、オートゼロ増幅器520、オートゼロ増幅器530を備える。図7の構成例では、アンプシェアリングオートゼロ増幅器500の後段に相互コンダクタンス増幅器123、増幅器121が設けられる。また、第2の実施形態と同様、入れ子型ミラー補償構成となるように接続された位相補償容量C111、C112、C121、C122、C131と、チョッパ変調器101の入力と増幅器121の入力との間に接続されフィードフォワードアンプとして機能する相互コンダクタンス増幅器122とが設けられる。これらの位相補償容量及びフィードフォワードアンプによって位相補償回路が構成される。
The amplifier sharing auto-zero
第1のオートゼロ増幅器510は、増幅器の入力経路及び出力経路を切り替える第1乃至第3のスイッチΦ1、Φ2、Φ3を有する。オートゼロ増幅器510は、主経路の入力信号を増幅する内部増幅器としての第1の相互コンダクタンス増幅器511を有する。オートゼロ増幅器510は、内部増幅器で発生するオフセット成分及び低周波雑音成分を低減する機能を持つ校正回路を構成する第2の相互コンダクタンス増幅器512及びサンプリング容量C51を有する。第2のオートゼロ増幅器520は、オートゼロ増幅器510と同様に、第1乃至第3のスイッチΦ1、Φ2、Φ3、第1の相互コンダクタンス増幅器521、第2の相互コンダクタンス増幅器522及びサンプリング容量C52を有する。第3のオートゼロ増幅器530は、オートゼロ増幅器510と同様に、第1乃至第3のスイッチΦ1、Φ2、Φ3、第1の相互コンダクタンス増幅器531、第2の相互コンダクタンス増幅器532及びサンプリング容量C53を有する。
The first auto-zero
オートゼロ増幅器510は、第1の入力501にスイッチΦ1が接続され、第2の入力502にスイッチΦ2が接続され、これらのスイッチΦ1、Φ2を介して相互コンダクタンス増幅器511の入力が接続される。また、スイッチΦ1、Φ2と相互コンダクタンス増幅器511の入力との接続点にはスイッチΦ3が接続され、スイッチΦ3を介して基準電圧源Vrefが接続される。相互コンダクタンス増幅器511の出力には、スイッチΦ3が接続され、スイッチΦ3を介してサンプリング容量C51、相互コンダクタンス増幅器512の入力が接続される。そして、相互コンダクタンス増幅器512の出力と相互コンダクタンス増幅器511の出力とが互いに接続される。相互コンダクタンス増幅器511の出力には、スイッチΦ1及びスイッチΦ2が接続され、スイッチΦ1を介して第1の出力503が接続されるとともに、スイッチΦ2を介して第2の出力504が接続される。
In the auto zero
オートゼロ増幅器520は、オートゼロ増幅器510と同様の構成でスイッチΦ1、Φ2、Φ3の位置を変更したものである。第1の入力501及び第1の出力503にはそれぞれスイッチΦ3が接続される。第2の入力502及び第2の出力504にはそれぞれスイッチΦ1が接続される。スイッチΦ3、Φ1と基準電圧源Vrefとの間、及び相互コンダクタンス増幅器521の出力とサンプリング容量C52との間には、スイッチΦ2が接続される。
The auto-zero
オートゼロ増幅器530は、オートゼロ増幅器510と同様の構成でスイッチΦ1、Φ2、Φ3の位置を変更したものである。第1の入力501及び第1の出力503にはそれぞれスイッチΦ2が接続される。第2の入力502及び第2の出力504にはそれぞれスイッチΦ3が接続される。スイッチΦ2、Φ3と基準電圧源Vrefとの間、及び相互コンダクタンス増幅器521の出力とサンプリング容量C52との間には、スイッチΦ1が接続される。
The auto-zero
各オートゼロ増幅器510、520、530は、入力が第1の入力501に接続され出力が第1の出力503に接続される第1の状態(経路1モード)と、入力が第2の入力502に接続され出力が第2の出力504に接続される第2の状態(経路2モード)と、入力が基準電圧源Vrefに接続され出力が開放状態となる第3の状態(校正モード)とを有し、これらの状態をスイッチΦ1、Φ2、Φ3によって切り替え可能に構成される。アンプシェアリングオートゼロ増幅器500は、例えば、オートゼロ増幅器510、520、530のそれぞれのスイッチΦ1、Φ2、Φ3をオンオフ制御する制御部を備える。
Each
各オートゼロ増幅器510、520、530は、第1の状態となった場合、校正回路によってオフセット成分及び低周波雑音成分が低減された内部増幅器において、第1の入力501に入力される入力信号を増幅し、第1の出力503に出力する。また、第2の状態となった場合、校正回路によってオフセット成分及び低周波雑音成分が低減された内部増幅器において、第2の入力502に入力される入力信号を増幅し、第2の出力504に出力する。また、第3の状態となった場合、内部増幅器のオフセット成分及び低周波雑音成分を低減する校正信号(校正電圧)を校正回路においてサンプリング(保持)する。
Each auto-zero
アンプシェアリングオートゼロ増幅器500は、各オートゼロ増幅器の動作モードの組合せとして、複数のフェイズを有し、各フェイズを時系列に切り替える。
The amplifier sharing auto-zero
図7に示したフェイズ1では、オートゼロ増幅器510、520、530におけるスイッチΦ1がオン、スイッチΦ2、Φ3がオフとなる。これにより、第1の入力501及び第1の出力503がオートゼロ増幅器510の相互コンダクタンス増幅器511に接続され、第2の入力502及び第2の出力504がオートゼロ増幅器520の相互コンダクタンス増幅器521に接続され、オートゼロ増幅器530が基準電圧源Vrefに接続される。したがって、アンプシェアリングオートゼロ増幅器500において、オートゼロ増幅器510が第1の状態(経路1モード)、オートゼロ増幅器520が第2の状態(経路2モード)、オートゼロ増幅器530が第3の状態(校正モード)となる。フェイズ1では、オートゼロ増幅器510によって主経路の入力信号が増幅され、オートゼロ増幅器520によってノイズリダクションループ回路110の入力が増幅され、オートゼロ増幅器530において校正電圧がサンプリングされて増幅器の校正が行われる。
In
図8は、第4の実施形態の増幅回路の具体的な回路構成及びその動作例として、フェイズ2におけるスイッチの接続状態を示す図である。 FIG. 8 is a diagram showing a switch connection state in Phase 2 as a specific circuit configuration of the amplifier circuit of the fourth embodiment and an operation example thereof.
フェイズ2では、オートゼロ増幅器510、520、530におけるスイッチΦ2がオン、スイッチΦ1、Φ3がオフとなる。これにより、第1の入力501及び第1の出力503がオートゼロ増幅器530の相互コンダクタンス増幅器531に接続され、第2の入力502及び第2の出力504がオートゼロ増幅器510の相互コンダクタンス増幅器511に接続され、オートゼロ増幅器520が基準電圧源Vrefに接続される。したがって、アンプシェアリングオートゼロ増幅器500において、オートゼロ増幅器530が第1の状態(経路1モード)、オートゼロ増幅器510が第2の状態(経路2モード)、オートゼロ増幅器520が第3の状態(校正モード)となる。フェイズ2では、オートゼロ増幅器530によって主経路の入力信号が増幅され、オートゼロ増幅器510によってノイズリダクションループ回路110の入力が増幅され、オートゼロ増幅器520において校正電圧がサンプリングされて増幅器の校正が行われる。
In Phase 2, the switches Φ2 in the auto-zero
図9は、第4の実施形態の増幅回路の具体的な回路構成及びその動作例として、フェイズ3におけるスイッチの接続状態を示す図である。
FIG. 9 is a diagram showing a switch connection state in
フェイズ3では、オートゼロ増幅器510、520、530におけるスイッチΦ3がオン、スイッチΦ1、Φ2がオフとなる。これにより、第1の入力501及び第1の出力503がオートゼロ増幅器520の相互コンダクタンス増幅器521に接続され、第2の入力502及び第2の出力504がオートゼロ増幅器530の相互コンダクタンス増幅器531に接続され、オートゼロ増幅器510が基準電圧源Vrefに接続される。したがって、アンプシェアリングオートゼロ増幅器500において、オートゼロ増幅器520が第1の状態(経路1モード)、オートゼロ増幅器530が第2の状態(経路2モード)、オートゼロ増幅器510が第3の状態(校正モード)となる。フェイズ3では、オートゼロ増幅器520によって主経路の入力信号が増幅され、オートゼロ増幅器530によってノイズリダクションループ回路110の入力が増幅され、オートゼロ増幅器510において校正電圧がサンプリングされて増幅器の校正が行われる。
In
図10は、第4の実施形態の増幅回路におけるクロック信号の動作波形の一例を示す図である。図10において、CHOP及びCHOP ̄はチョッパ変調器101、103を駆動する動作クロックとしての相補チョッピングクロック信号の動作波形を示している。ここで、オーバーライン付きのCHOP ̄は、CHOPの反転信号を表すものである。また、φ1、φ2、φ3は各オートゼロ増幅器510、520、530のスイッチΦ1、Φ2、Φ3をそれぞれ駆動する動作クロック(周期的なスイッチ駆動クロック)に関するクロック信号の動作波形を示している。
FIG. 10 is a diagram showing an example of an operation waveform of a clock signal in the amplifier circuit of the fourth embodiment. In FIG. 10, CHOP and CHOP ̄ show operation waveforms of complementary chopping clock signals as operation clocks for driving
図10に示すようなオートゼロ増幅器の動作クロックのクロック信号φ1、φ2、φ3により、アンプシェアリングオートゼロ増幅器500の動作時のフェイズをフェイズ1→フェイズ2→フェイズ3と順に切り替え、入出力経路を切り替えることができる。これにより、3つのオートゼロ増幅器によってアンプシェアリングを行いながら、2つの経路の増幅を行うことが可能である。なお、各フェイズを切り替える順番は、フェイズ3→フェイズ2→フェイズ1のように順序を図示例と逆にしてもよい。また、各フェイズの順序、期間、切り替えタイミングなどは、図示例に限らず、増幅回路の回路設計に応じて適宜設定してよい。
Based on the clock signals φ1, φ2, and φ3 of the operating clock of the auto-zero amplifier as shown in FIG. 10, the operating phase of the amplifier sharing auto-zero
なお、アンプシェアリングオートゼロ増幅器500は、それぞれのオートゼロ増幅器510、520、530において複数の増幅器を設け、経路1と経路2とで増幅器の相互コンダクタンス値が異なるように構成することも可能である。
The amplifier sharing auto-zero
上述したように、本実施形態の構成によれば、複数のオートゼロ増幅器を切り替えて動作させてアンプシェアリングを行い、主経路とフィードバックループの2つの経路の増幅を高精度に実施することができる。また、2つのPing−Pongオートゼロ増幅器の機能を3つのオートゼロ増幅器によって実現できるため、回路面積及び消費電力を増加させることなく、増幅回路の小型化及び低消費電力化を図ることができる。 As described above, according to the configuration of the present embodiment, a plurality of auto-zero amplifiers can be switched and operated to perform amplifier sharing, and amplification of two paths, a main path and a feedback loop, can be performed with high accuracy. .. Further, since the functions of the two Ping-Pong auto-zero amplifiers can be realized by the three auto-zero amplifiers, the amplifier circuit can be miniaturized and the power consumption can be reduced without increasing the circuit area and the power consumption.
本実施形態の構成によれば、増幅装置の出力に本来現れるオフセット成分及び低周波雑音成分とリップルノイズとを大きく低減できる。本実施形態では、オフセット成分及び低周波雑音成分を大きく低減させた増幅回路を実現でき、チョッパ安定化増幅器を用いたZero−Driftアンプ等の特性を改善できる。したがって、例えばセンサ信号等を増幅するための高精度な増幅動作を要求される増幅回路、計装アンプ等の増幅装置において、より安定的に、精度良くオフセット成分及び低周波雑音成分を低減することが可能になる。 According to the configuration of the present embodiment, the offset component, the low frequency noise component, and the ripple noise that originally appear in the output of the amplification device can be significantly reduced. In the present embodiment, it is possible to realize an amplifier circuit in which the offset component and the low frequency noise component are greatly reduced, and it is possible to improve the characteristics of a Zero-Drift amplifier or the like using a chopper-stabilized amplifier. Therefore, for example, in an amplifier circuit such as an amplifier circuit or an instrumentation amplifier that requires a highly accurate amplification operation for amplifying a sensor signal or the like, the offset component and the low frequency noise component should be reduced more stably and accurately. Becomes possible.
本実施形態では、入力信号を高周波帯域に変調するチョッパ変調器101と、チョッパ変調器101の出力を増幅する第1の増幅器としての相互コンダクタンス増幅器102と、相互コンダクタンス増幅器102の出力の信号成分を復調し、オフセット成分及び低周波雑音成分を高周波帯域に変調するチョッパ変調器103と、チョッパ変調器103の出力を増幅する第2の増幅器と、相互コンダクタンス増幅器102とチョッパ変調器103との間に入出力が接続されるノイズリダクションループ回路110とを備える。ノイズリダクションループ回路110は、入出力が負帰還構成となるよう接続され、ノイズリダクションループ回路の入力を増幅する第3の増幅器と、第3の増幅器の出力の高周波信号成分を低減するフィルタ回路112と、フィルタ回路112の出力を増幅する第4の増幅器としての相互コンダクタンス増幅器113と、を有する。そして、並列に接続された少なくとも3つの増幅器である第1乃至第3のオートゼロ増幅器510、520、530を備え、これらのオートゼロ増幅器において第2の増幅器と第3の増幅器とを切り替えて機能させるアンプシェアリングオートゼロ増幅器500を有する。
In the present embodiment, the
アンプシェアリングオートゼロ増幅器500は、それぞれのオートゼロ増幅器510、520、530において、入力信号を増幅する第1の相互コンダクタンス増幅器511、521、531と、前記第1の相互コンダクタンス増幅器の入力信号を無信号状態としたときに前記第1の相互コンダクタンス増幅器の出力を入力する第2の相互コンダクタンス増幅器512、522、532と、第2の相互コンダクタンス増幅器の入力において第1の相互コンダクタンス増幅器のオフセット成分及び低周波雑音成分を低減する校正電圧を保持するサンプリング容量C51、C52、C53と、を有する。第1乃至第3のオートゼロ増幅器510、520、530は、入力信号を第1の相互コンダクタンス増幅器によって増幅する第1の増幅経路に接続される第1の入力経路(第1の入力501)及び第1の出力経路(第1の出力503)と、入力信号を第1の相互コンダクタンス増幅器によって増幅する第2の増幅経路に接続される第2の入力経路(第2の入力502)及び第2の出力経路(第2の出力504)と、第1の入力501及び第1の出力503と、第2の入力502及び第2の出力504との経路切り替えを行うスイッチΦ1、Φ2、Φ3と、を備える。
In the amplifier sharing auto-zero
ノイズリダクションループ回路110によって、相互コンダクタンス増幅器102の出力のオフセット成分及び低周波雑音成分を低減することにより、増幅装置の出力に本来現れるリップルノイズの発生を抑制できる。このため、精度良くオフセット成分及び低周波雑音成分を低減可能となる。よって、オフセット成分及び低周波雑音成分をより高精度に低減する2段アンプ等の増幅装置を実現できる。また、アンプシェアリングオートゼロ増幅器500によって、第1乃至第3のオートゼロ増幅器510、520、530のスイッチをオンオフして経路切り替えを行い、第2の増幅器と第3の増幅器とを切り替えて機能させることにより、第2の増幅器と第3の増幅器とのそれぞれにおいてPing−Pongオートゼロ増幅器を構成できる。これにより、3つのオートゼロ増幅器によって2つのPing−Pongオートゼロ増幅器の機能を実現できる。
By reducing the offset component and the low frequency noise component of the output of the
このように、本実施形態では、アンプシェアリングオートゼロ増幅器500を、ノイズリダクションループ回路110を有する増幅回路において、主経路の第2の増幅器とフィードバックループの第3の増幅器とに適用して構成する。これにより、オートゼロ増幅器による増幅回路によって相互コンダクタンス増幅器102の出力のオフセット成分及び低周波雑音成分を低減し、増幅装置の出力に本来現れるリップルノイズの発生を抑制できる。このため、精度良くオフセット成分及び低周波雑音成分を低減できるとともに、増幅回路の回路面積及び消費電力を低減でき、小型化及び省電力化を図ることができる。よって、オフセット成分及び低周波雑音成分をより高精度に低減する計装アンプ等の増幅装置を実現できる。
As described above, in the present embodiment, the amplifier sharing auto-zero
また、アンプシェアリングオートゼロ増幅器500は、第1乃至第3のオートゼロ増幅器510、520、530のうち、一つのオートゼロ増幅器がサンプリング容量C51、C52、C53により校正電圧を保持する校正モードとなり、他の一つのオートゼロ増幅器が入力信号を第1の増幅経路において第1の相互コンダクタンス増幅器511、521、531によって増幅する経路1モードとなり、さらに他の一つのオートゼロ増幅器が入力信号を第2の増幅経路において第1の相互コンダクタンス増幅器511、521、531によって増幅する経路2モードとなるように、これら複数の動作モードをスイッチΦ1、Φ2、Φ3により切り替える。これにより、3つのオートゼロ増幅器を順に切り替えて動作させ、3つのオートゼロ増幅器によって2つのPing−Pongオートゼロ増幅器の機能を交互に並列的に実現できる。
Further, the amplifier sharing auto-zero
また、アンプシェアリングオートゼロ増幅器500の各オートゼロ増幅器を駆動する所定の動作クロックは、第1及び第2のチョッパ変調器101、103を駆動する動作クロックの周波数より低い周波数の動作クロックとする。すなわち、オートゼロ増幅器を駆動する動作クロックのオートゼロ周波数fazを、チョッパ変調器101、103を駆動する動作クロックのチョッパ周波数fchよりも低くし、faz<fchとなるように、例えばfaz≒(1/2)×fchに設定する。これにより、オートゼロ増幅器のエイリアシング雑音の帯域がチョッパ周波数より低くなり、高周波成分にオートゼロ増幅器のエイリアシング雑音が発生しないようにオートゼロ増幅器を動作させることができる。
Further, the predetermined operating clock for driving each auto-zero amplifier of the amplifier sharing auto-zero
また、フィルタ回路112は、相互コンダクタンス増幅器301と、容量C31、C32、C33とによって構成される積分回路を含んでよい。フィルタ回路112は、アンプシェアリングオートゼロ増幅器500により構成される第3の増幅器の出力の低周波信号成分を増幅し、高周波信号成分を低減する機能を有する。フィルタ回路112によって、高周波信号成分を低減して相互コンダクタンス増幅器102のオフセット成分をフィードバックできる。
Further, the
また、アンプシェアリングオートゼロ増幅器500により構成される第2の増幅器の後段に、入力信号を増幅する1つ以上の増幅器(相互コンダクタンス増幅器123、増幅器121)と、位相補償回路とを有してよい。位相補償回路は、入れ子型ミラー補償構成となるように接続された位相補償容量C111、C112、C121、C122、C131と、チョッパ変調器101の入力と増幅器121の入力との間にフィードフォワード構成となるように接続された相互コンダクタンス増幅器122とによって構成してよい。これにより、2段アンプ、3段アンプ、4段アンプ、5段アンプ等の多段増幅の増幅装置を構成する場合に、オフセット成分及び低周波雑音成分をより高精度に低減する増幅装置を実現できる。
Further, one or more amplifiers (
以上、図面を参照しながら各種の実施形態について説明したが、本発明はかかる例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例又は修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。また、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、上記実施形態における各構成要素を任意に組み合わせてもよい。 Although various embodiments have been described above with reference to the drawings, it goes without saying that the present invention is not limited to such examples. It is clear that a person skilled in the art can come up with various modifications or modifications within the scope of the claims, which naturally belong to the technical scope of the present invention. Understood. In addition, each component in the above embodiment may be arbitrarily combined as long as the gist of the present invention is not deviated.
本発明は、オフセット成分及び低周波雑音成分を高精度に低減するとともに、回路面積及び消費電力を低減させることが可能となる効果を有し、例えばセンサ信号等を増幅する増幅回路、計装アンプ等の増幅装置に有用である。 The present invention has the effect of reducing offset components and low-frequency noise components with high accuracy, as well as reducing circuit area and power consumption. For example, an amplifier circuit or instrumentation amplifier that amplifies a sensor signal or the like. It is useful for amplification devices such as.
101、103:チョッパ変調器
102、113、122、123、124、211、212、221、222、411、412、421、422、511、512、521、522、531、532:相互コンダクタンス増幅器
110:ノイズリダクションループ回路
111、124c、510、520、530:オートゼロ増幅器
112:フィルタ回路
120、120a、120c、121:増幅器
210、220、410、420:オートゼロ増幅回路
500:アンプシェアリングオートゼロ増幅器
501:第1の入力
502:第2の入力
503:第1の出力
504:第2の出力
C31、C32、C33:容量
C21、C22、C41、C42、C51、C52、C53:サンプリング容量
C111、C112、C121、C122、C131:位相補償容量
Φ1、Φ2、Φ3、Φ4:スイッチ
101, 103:
Claims (9)
前記第1のチョッパ変調器の出力を増幅する第1の増幅器と、
前記第1の増幅器の出力の信号成分を復調し、オフセット成分及び低周波雑音成分を高周波帯域に変調する第2のチョッパ変調器と、
前記第2のチョッパ変調器の出力を増幅する第2の増幅器と、
前記第1の増幅器と前記第2のチョッパ変調器との間に入出力が接続され、前記第1の増幅器の出力を負帰還して前記第1の増幅器において発生するオフセット成分及び低周波雑音成分を低減するノイズリダクションループ回路と、を備え、
前記ノイズリダクションループ回路は、入出力が負帰還構成となるよう接続され、
前記ノイズリダクションループ回路の入力を増幅する第3の増幅器と、
前記第3の増幅器の出力の高周波信号成分を低減するフィルタ回路と、
前記フィルタ回路の出力を増幅する第4の増幅器と、を有し、
並列に接続された少なくとも3つの増幅器である第1乃至第3のオートゼロ増幅器を備え、これらのオートゼロ増幅器において前記第2の増幅器と前記第3の増幅器とを切り替えて機能させるアンプシェアリングオートゼロ増幅器を有し、
前記アンプシェアリングオートゼロ増幅器は、
それぞれの前記オートゼロ増幅器において、
入力信号を増幅する第1の相互コンダクタンス増幅器と、
前記第1の相互コンダクタンス増幅器の入力信号を無信号状態としたときに前記第1の相互コンダクタンス増幅器の出力を入力する第2の相互コンダクタンス増幅器と、
前記第2の相互コンダクタンス増幅器の入力において第1の相互コンダクタンス増幅器のオフセット成分及び低周波雑音成分を低減する校正電圧を保持するサンプリング容量と、を有し、
前記入力信号を前記第1の相互コンダクタンス増幅器によって増幅する第1の増幅経路に接続される第1の入力経路及び第1の出力経路と、
前記入力信号を前記第1の相互コンダクタンス増幅器によって増幅する第2の増幅経路に接続される第2の入力経路及び第2の出力経路と、
前記第1の入力経路及び前記第1の出力経路と、前記第2の入力経路及び前記第2の出力経路との経路切り替えを行うスイッチと、を備える、増幅装置。 A first chopper modulator that modulates the input signal into the high frequency band,
A first amplifier that amplifies the output of the first chopper modulator, and
A second chopper modulator that demodulates the signal component of the output of the first amplifier and modulates the offset component and the low frequency noise component in the high frequency band.
A second amplifier that amplifies the output of the second chopper modulator, and
Input / output is connected between the first amplifier and the second chopper modulator, and the output of the first amplifier is negatively fed back to generate an offset component and a low frequency noise component in the first amplifier. With noise reduction loop circuit to reduce,
The noise reduction loop circuit is connected so that the input and output have a negative feedback configuration.
A third amplifier that amplifies the input of the noise reduction loop circuit, and
A filter circuit that reduces the high-frequency signal component of the output of the third amplifier, and
It has a fourth amplifier that amplifies the output of the filter circuit.
An amplifier sharing auto-zero amplifier including first to third auto-zero amplifiers, which are at least three amplifiers connected in parallel, and switching between the second amplifier and the third amplifier in these auto-zero amplifiers. Have and
The amplifier sharing auto-zero amplifier
In each of the auto-zero amplifiers
A first transconductance amplifier that amplifies the input signal,
A second transconductance amplifier that inputs the output of the first transconductance amplifier when the input signal of the first transconductance amplifier is in a no-signal state.
It has a sampling capacitance that holds a calibration voltage that reduces the offset component and low frequency noise component of the first transconductance amplifier at the input of the second transconductance amplifier.
A first input path and a first output path connected to a first amplification path that amplifies the input signal by the first transconductance amplifier.
A second input path and a second output path connected to a second amplification path that amplifies the input signal by the first transconductance amplifier.
An amplification device including the first input path and the first output path, and a switch for switching the route between the second input path and the second output path.
前記アンプシェアリングオートゼロ増幅器は、
前記第1乃至第3のオートゼロ増幅器のうち、
一つのオートゼロ増幅器が前記サンプリング容量により前記校正電圧を保持する校正モードとなり、
他の一つのオートゼロ増幅器が前記入力信号を前記第1の増幅経路において前記第1の相互コンダクタンス増幅器によって増幅する経路1モードとなり、
さらに他の一つのオートゼロ増幅器が前記入力信号を前記第2の増幅経路において前記第1の相互コンダクタンス増幅器によって増幅する経路2モードとなるように、これら複数の動作モードを前記スイッチにより切り替える、増幅装置。 The amplification device according to claim 1.
The amplifier sharing auto-zero amplifier
Of the first to third auto-zero amplifiers
One auto-zero amplifier enters a calibration mode in which the calibration voltage is held by the sampling capacity.
The other auto-zero amplifier becomes a path 1 mode in which the input signal is amplified by the first transconductance amplifier in the first amplification path.
An amplification device that switches these plurality of operation modes by the switch so that the other auto-zero amplifier becomes a path 2 mode in which the input signal is amplified by the first transconductance amplifier in the second amplification path. ..
前記アンプシェアリングオートゼロ増幅器は、前記動作モードの組み合わせとして、
前記第1のオートゼロ増幅器が前記経路1モードであり、前記第2のオートゼロ増幅器が前記経路2モードであり、前記第3のオートゼロ増幅器が前記校正モードであるフェイズ1と、
前記第1のオートゼロ増幅器が前記経路2モードであり、前記第2のオートゼロ増幅器が前記校正モードであり、前記第3のオートゼロ増幅器が前記経路1モードであるフェイズ2と、
前記第1のオートゼロ増幅器が前記校正モードであり、前記第2のオートゼロ増幅器が前記経路1モードであり、前記第3のオートゼロ増幅器が前記経路2モードであるフェイズ3と、を有し、複数のフェイズを時系列に切り替える、増幅装置。 The amplification device according to claim 2.
The amplifier sharing auto-zero amplifier can be used as a combination of the operation modes.
Phase 1 in which the first auto-zero amplifier is in the path 1 mode, the second auto-zero amplifier is in the path 2 mode, and the third auto-zero amplifier is in the calibration mode.
Phase 2 in which the first auto-zero amplifier is in the path 2 mode, the second auto-zero amplifier is in the calibration mode, and the third auto-zero amplifier is in the path 1 mode.
The first auto-zero amplifier has the calibration mode, the second auto-zero amplifier has the path 1 mode, and the third auto-zero amplifier has a phase 3 of the path 2 mode. Amplification device that switches phases in chronological order.
前記アンプシェアリングオートゼロ増幅器は、前記フェイズ1乃至前記フェイズ3を順に切り替える周期的なスイッチ駆動クロックによって前記複数のフェイズを切り替える、増幅装置。 The amplification device according to claim 3.
The amplifier sharing auto-zero amplifier is an amplification device that switches the plurality of phases by a periodic switch drive clock that sequentially switches the phases 1 to 3.
前記アンプシェアリングオートゼロ増幅器は、前記フェイズ1、前記フェイズ2、及び前記フェイズ3を順に切り替える周期的なスイッチ駆動クロックによって前記複数のフェイズを切り替える、増幅装置。 The amplification device according to claim 4.
The amplifier sharing auto-zero amplifier is an amplification device that switches the plurality of phases by a periodic switch drive clock that switches the phase 1, the phase 2, and the phase 3 in order.
前記アンプシェアリングオートゼロ増幅器は、前記フェイズ3、前記フェイズ2、及び前記フェイズ1を順に切り替える周期的なスイッチ駆動クロックによって前記複数のフェイズを切り替える、増幅装置。 The amplification device according to claim 4.
The amplifier sharing auto-zero amplifier is an amplification device that switches the plurality of phases by a periodic switch drive clock that switches the phase 3, the phase 2, and the phase 1 in order.
前記フィルタ回路は、増幅器と容量とにより構成される積分回路を含み、前記第3の増幅器の出力の低周波信号成分を増幅し、高周波信号成分を低減する、増幅装置。 The amplification device according to claim 1.
The filter circuit includes an integrating circuit composed of an amplifier and a capacitance, and is an amplification device that amplifies a low frequency signal component of the output of the third amplifier and reduces a high frequency signal component.
前記第2の増幅器の出力に接続され、入力信号を増幅する1つ以上の増幅器と、位相補償回路とを有する、増幅装置。 The amplification device according to claim 1.
An amplification device having one or more amplifiers connected to the output of the second amplifier and amplifying an input signal, and a phase compensation circuit.
前記第1乃至第4の増幅器は、相互コンダクタンス増幅器を含む、増幅装置。 The amplification device according to claim 1.
The first to fourth amplifiers are amplification devices including a transconductance amplifier.
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