KR102009930B1 - Chopper stabilized amplifying circuit and signal processing circuit for capacitive sensor using the chopper stabilized amplifying circuit - Google Patents
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Abstract
초퍼 안정화 증폭 회로는, 증폭기; 상기 증폭기의 입력단에 출력단이 연결되는 제 1 초퍼 회로; 상기 증폭기의 출력단에 입력단이 연결되는 제 2 초퍼 회로; 및 상기 제 1 초퍼 회로의 입력단 및 상기 제 2 초퍼 회로의 출력단과 연결되는 제 1 스위치 회로; 및 상기 제 1 스위치 회로와 연결되는 제 1 커패시터;를 포함한다.The chopper stabilized amplifier circuit includes an amplifier; A first chopper circuit having an output terminal connected to an input terminal of the amplifier; A second chopper circuit having an input terminal connected to an output terminal of the amplifier; And a first switch circuit connected to an input terminal of the first chopper circuit and an output terminal of the second chopper circuit; And a first capacitor connected with the first switch circuit.
Description
본 발명은 초퍼 안정화 증폭 회로 및 그 초퍼 안정화 증폭 회로를 이용한 용량성 센서 신호 처리 회로에 관한 것으로, 증폭기의 피드백 커패시터 양단을 스윕 동작시키는 것에 의해 잡음을 효율적으로 제거할 수 있는 초퍼 안정화 증폭 회로 및 그 초퍼 안정화 증폭 회로를 이용한 용량성 센서 신호 처리 회로에 관한 것이다.The present invention relates to a chopper stabilized amplifier circuit and a capacitive sensor signal processing circuit using the chopper stabilized amplifier circuit, and a chopper stabilized amplifier circuit capable of efficiently removing noise by sweeping both ends of a feedback capacitor of an amplifier and The present invention relates to a capacitive sensor signal processing circuit using a chopper stabilized amplifier circuit.
용량형 센서는 압력, 습도 및 가속도를 측정하기 위한 다양한 센서 애플리케이션에 널리 사용되고 있다. 특히, 최근 사물인터넷 기술이 발달함에 따라 용량성 센서를 위한 처리 회로는 고성능이 요구된다.Capacitive sensors are widely used in a variety of sensor applications for measuring pressure, humidity and acceleration. In particular, with the recent development of IoT technology, processing circuits for capacitive sensors require high performance.
도 1은 종래기술 1(A. Alhoshany, et al., "A 45.8 fJ/Step, energy efficient, differential SAR capacitance-to-digital converter for capacitive pressure sensing," Sens. Actuators A, Phys., vol. 245, pp. 10-18, Jul. 2016.)의 용량형 센서 신호 처리 회로의 회로도를 나타낸다.Figure 1 shows a prior art 1 (A. Alhoshany, et al., "A 45.8 fJ / Step, energy efficient, differential SAR capacitance-to-digital converter for capacitive pressure sensing," Sens. Actuators A, Phys., Vol. 245 , pp. 10-18, Jul. 2016.) shows a circuit diagram of the capacitive sensor signal processing circuit.
종래기술 1에서는 소개된 용량형 센서 신호 처리 회로로 축차 근사 방식의 successive approximation register(SAR) Capacitance-to-Digital Converter 기술은 저전력 및 단순한 구조를 갖는 장점이 있지만, 높은 해상도를 얻는데 제약이 있다. In the
도 2는 종래기술 2(Z. Tan, et al., "A 1.2V 8.3nJ Energy-Efficient CMOS Humidity Sensor for RFID Applications," in Symposium on VLSI Circuits Digest Technical Papers, Jul. 2012, pp. 24-25.)의 용량형 센서 신호 처리 회로의 회로도를 나타낸다.FIG. 2 shows prior art 2 (Z. Tan, et al., "A 1.2V 8.3nJ Energy-Efficient CMOS Humidity Sensor for RFID Applications," in Symposium on VLSI Circuits Digest Technical Papers, Jul. 2012, pp. 24-25 The circuit diagram of the capacitive sensor signal processing circuit of FIG.
종래기술 2에서는 델타-시그마(ΔΣ) 구조를 적용하는 ΔΣ Capacitance-to-Digital Converter는 오버 샘플링과 잡음 성형(Noise Shaping)을 통해 높은 해상도를 얻을 수 있다. 이러한 구조의 고차 ΔΣ 변조기를 이용한 센서 신호 처리 회로는 신호 대역 내 잡음을 보다 효과적으로 줄이고 더욱 정확한 용량형 센서 변화를 감지할 수 있다. 그러나 차수가 높아질수록 회로가 복잡해지고 더 많은 면적이 필요하게 된다는 단점이 있다. 이러한 기존의 ΔΣ 용량형 센서 신호 처리 회로의 단점을 보완하기 위해 본 발명에서는 ΔΣ 용량형 센서 신호 처리 회로의 차수 증가 없이 신호 대역 내 잡음을 효과적으로 줄일 수 있는 용량성 센서 신호 처리 회로에 대한 요구가 있다.In the
본 발명은 전술한 바와 같은 기술적 과제를 해결하는 데 목적이 있는 발명으로서, 용량형 센서 신호 처리 회로의 차수 증가 없이 신호 대역 내 잡음을 효과적으로 줄일 수 있도록 동적 커패시터 교환 기법이 적용된 초퍼 안정화 증폭 회로 및 그 초퍼 안정화 증폭 회로를 이용한 용량성 센서 신호 처리 회로를 제공하는 것에 그 목적이 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has an object of solving the above technical problem, and a chopper stabilized amplifying circuit to which a dynamic capacitor exchange technique is applied to effectively reduce noise in a signal band without increasing the order of the capacitive sensor signal processing circuit and its It is an object of the present invention to provide a capacitive sensor signal processing circuit using a chopper stabilized amplifier circuit.
본 발명의 초퍼 안정화 증폭 회로는, 증폭기; 상기 증폭기의 입력단에 출력단이 연결되는 제 1 초퍼 회로; 상기 증폭기의 출력단에 입력단이 연결되는 제 2 초퍼 회로; 상기 제 1 초퍼 회로의 입력단 및 상기 제 2 초퍼 회로의 출력단과 연결되는 제 1 스위치 회로; 및 상기 제 1 스위치 회로와 연결되는 제 1 커패시터;를 포함하는 것을 특징으로 한다.The chopper stabilized amplifier circuit of the present invention, the amplifier; A first chopper circuit having an output terminal connected to an input terminal of the amplifier; A second chopper circuit having an input terminal connected to an output terminal of the amplifier; A first switch circuit connected to an input terminal of the first chopper circuit and an output terminal of the second chopper circuit; And a first capacitor connected with the first switch circuit.
구체적으로 상기 제 1 초퍼 회로의 입력단은 제 1-1 초퍼 입력 노드 및 제 1-2 초퍼 입력 노드를 통해 신호를 입력받고, 상기 제 2 초퍼 회로의 출력단은 제 2-1 초퍼 출력 노드 및 제 2-2 초퍼 출력 노드를 통해 신호를 출력하는 것이 바람직하다.Specifically, the input terminal of the first chopper circuit receives a signal through a 1-1 chopper input node and a 1-2 chopper input node, and the output terminal of the second chopper circuit is a 2-1 chopper output node and a second. It is desirable to output the signal through the -2 chopper output node.
아울러, 상기 제 1 스위치 회로는, 상기 제 1 커패시터의 일단은 상기 제 1-1 초퍼 입력 노드와 연결하고, 상기 제 1 커패시터의 타단은 상기 제 2-2 초퍼 출력 노드와 연결하는 제 1-1 커패시터 모드; 및 상기 제 1 커패시터의 일단은 상기 제 1-2 초퍼 입력 노드와 연결하고, 상기 제 1 커패시터의 타단은 상기 제 2-1 초퍼 출력 노드와 연결하는 제 1-2 커패시터 모드;로 동작할 수 있다.In addition, the first switch circuit, a first-1 to connect one end of the first capacitor to the first-1 chopper input node, the other end of the first capacitor is connected to the 2-2 chopper output node Capacitor mode; And a first 1-2 capacitor mode in which one end of the first capacitor is connected to the 1-2 chopper input node and the other end of the first capacitor is connected to the 2-1 chopper output node. .
바람직하게는 본 발명의 초퍼 안정화 증폭 회로는, 상기 제 1 초퍼 회로의 입력단 및 상기 제 2 초퍼 회로의 출력단과 연결되는 제 2 스위치 회로; 및 상기 제 2 스위치 회로와 연결되는 제 2 커패시터;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.Preferably, the chopper stabilized amplifier circuit of the present invention comprises: a second switch circuit connected to an input terminal of the first chopper circuit and an output terminal of the second chopper circuit; And a second capacitor connected with the second switch circuit.
또한, 상기 제 2 스위치 회로는, 상기 제 2 커패시터의 일단은 상기 제 1-2 초퍼 입력 노드와 연결하고, 상기 제 2 커패시터의 타단은 상기 제 2-1 초퍼 출력 노드와 연결하는 제 2-1 커패시터 모드; 및 상기 제 2 커패시터의 일단은 상기 제 1-1 초퍼 입력 노드와 연결하고, 상기 제 2 커패시터의 타단은 상기 제 2-2 초퍼 출력 노드와 연결하는 제 2-2 커패시터 모드;에서 동작할 수 있다.The second switch circuit may include a second-1 connecting one end of the second capacitor to the 1-2 chopper input node and the other end of the second capacitor to the 2-1 chopper output node. Capacitor mode; And a 2-2 capacitor mode in which one end of the second capacitor is connected to the 1-1 chopper input node, and the other end of the second capacitor is connected to the 2-2 chopper output node. .
아울러, 상기 제 1 스위치 회로의 상기 제 1-1 커패시터 모드 및 상기 제 2 스위치 회로의 상기 제 2-1 커패시터 모드에서의 동작 시간은 동일하고, 상기 제 1 스위치 회로의 상기 제 1-2 커패시터 모드에서의 동작 시간과 상기 제 2 스위치 회로의 상기 제 2-2 커패시터 모드에서의 동작 시간은 동일하고, 상기 제 1 스위치 회로의 상기 제 1-1 커패시터 모드에서의 동작 시간과 상기 제 1-2 커패시터 모드에서의 동작 시간은 중첩되지 않고, 상기 제 1 스위치 회로의 상기 제 1-1 커패시터 모드에서의 동작 주파수와 상기 제 1-2 커패시터 모드에서의 동작 주파수는 동일한 것을 특징으로 것을 특징으로 한다.In addition, the operating time in the first-1 capacitor mode of the first switch circuit and the second-1 capacitor mode of the second switch circuit is the same, and the 1-2 capacitor mode of the first switch circuit is the same. Is the same as the operating time in the 2-2 capacitor mode of the second switch circuit, the operating time in the 1-1 capacitor mode of the first switch circuit and the 1-2 capacitor The operation time in the mode does not overlap, and the operating frequency in the first-1 capacitor mode of the first switch circuit and the operating frequency in the 1-2 capacitor mode are characterized in that the same.
또한, 상기 제 1 초퍼 회로의 출력단은, 제 1-1 초퍼 출력 노드 및 제 1-2 초퍼 출력 노드를 통해 신호를 출력하되, 상기 제 1 초퍼 회로는, 상기 제 1-1 초퍼 입력 노드와 상기 제 1-1 초퍼 출력 노드를 연결하고, 상기 제 1-2 초퍼 입력 노드와 상기 제 1-2 초퍼 출력 노드를 연결하는 제 1-1 초퍼 모드; 및 상기 제 1-1 초퍼 입력 노드와 상기 제 1-2 초퍼 출력 노드를 연결하고, 상기 제 1-2 초퍼 입력 노드와 상기 제 1-1 초퍼 출력 노드를 연결하는 제 1-2 초퍼 모드;에서 동작할 수 있다.In addition, the output terminal of the first chopper circuit outputs a signal through a 1-1 chopper output node and a 1-2 chopper output node, wherein the first chopper circuit includes: the 1-1 chopper input node and the A 1-1 chopper mode for connecting a 1-1 chopper output node and connecting the 1-2 chopper input node and the 1-2 chopper output node; And a 1-2 chopper mode that connects the 1-1 chopper input node and the 1-2 chopper output node and connects the 1-2 chopper input node and the 1-1 chopper output node. It can work.
바람직하게는, 상기 제 1 초퍼 회로의 상기 제 1-1 초퍼 모드에서의 동작 시간과 상기 제 1-2 초퍼 모드에서의 동작 시간은 중첩되지 않되, 상기 제 1 초퍼 회로의 상기 제 1-1 초퍼 모드에서의 동작 주파수와 상기 제 1-2 초퍼 모드에서의 동작 주파수는 동일한 것을 특징으로 한다. Preferably, the operating time in the first chopper mode of the first chopper circuit and the operating time in the 1-2 chopper mode do not overlap, but the first chopper of the first chopper circuit does not overlap. The operating frequency in the mode and the operating frequency in the 1-2 chopper mode is characterized in that the same.
아울러, 상기 제 1 스위치 회로의 상기 제 1-1 커패시터 모드에서의 동작 주파수는, 상기 제 1 초퍼 회로의 상기 제 1-1 초퍼 모드에서의 동작 주파수의 배수인 것이 바람직하다.In addition, the operating frequency of the first switch circuit in the first-1 capacitor mode is preferably a multiple of the operating frequency of the first chopper circuit in the first-1 chopper mode.
상술한 본 발명의 초퍼 안정화 증폭 회로의 구성을 달리 표현하자면, 본 발명의 초퍼 안정화 증폭 회로는, 증폭기; 상기 증폭기의 입력단에 출력단이 연결되는 제 1 초퍼 회로; 상기 증폭기의 출력단에 입력단이 연결되는 제 2 초퍼 회로; 상기 제 1 초퍼 회로의 입력단 및 상기 제 2 초퍼 회로의 출력단과 연결되고, 적어도 하나의 스위치 회로를 포함하는 스위치 회로부; 및 상기 증폭기의 입력단과 상기 증폭기의 출력단 사이에 연결될 수 있는 적어도 하나의 피드백 커패시터를 포함하는 커패시터부;를 포함한다.To express the configuration of the chopper stabilized amplifier circuit of the present invention described above, the chopper stabilized amplifier circuit of the present invention includes: an amplifier; A first chopper circuit having an output terminal connected to an input terminal of the amplifier; A second chopper circuit having an input terminal connected to an output terminal of the amplifier; A switch circuit unit connected to an input terminal of the first chopper circuit and an output terminal of the second chopper circuit and including at least one switch circuit; And a capacitor unit including at least one feedback capacitor that may be connected between an input terminal of the amplifier and an output terminal of the amplifier.
구체적으로, 상기 스위치 회로부는, 상기 적어도 하나의 피드백 커패시터 중 제 1 커패시터의 일단은 상기 증폭기의 입력단과 연결하고 상기 제 1 커패시터의 타단은 상기 증폭기의 출력단과 연결하는 제 1-1 커패시터 모드; 및 상기 제 1 커패시터의 일단은 상기 증폭기의 출력단과 연결하고 상기 제 1 커패시터의 타단은 상기 증폭기의 입력단과 연결하는 제 1-2 커패시터 모드;에서 동작할 수 있는 것을 특징으로 한다.Specifically, the switch circuit unit may include: a 1-1 capacitor mode in which one end of the first capacitor of the at least one feedback capacitor is connected to an input terminal of the amplifier and the other end of the first capacitor is connected to an output terminal of the amplifier; And a first and second capacitor modes in which one end of the first capacitor is connected to the output terminal of the amplifier and the other end of the first capacitor is connected to the input terminal of the amplifier.
아울러, 상기 제 1-1 커패시터 모드의 동작 시간과 상기 제 1-2 커패시터 모드의 동작 시간은 중첩되지 않고, 상기 제 1-1 커패시터 모드의 동작 주파수와 상기 제 1-2 커패시터 모드의 동작 주파수는 동일한 것이 바람직하다.In addition, the operating time of the 1-1 capacitor mode and the operating time of the 1-2 capacitor mode do not overlap, and the operating frequency of the 1-1 capacitor mode and the operating frequency of the 1-2 capacitor mode are The same is preferable.
또한, 상기 제 1-1 커패시터 모드의 동작 주파수는, 상기 제 1 초퍼 회로의 동작 주파수의 배수인 것을 특징으로 한다.The operating frequency of the first-1 capacitor mode is a multiple of the operating frequency of the first chopper circuit.
본 발명의 용량성 센서 신호 처리 회로는, 상술한 본 발명의 초퍼 안정화 증폭 회로를 포함하여 구성된다.The capacitive sensor signal processing circuit of the present invention includes the chopper stabilized amplifier circuit of the present invention described above.
본 발명의 초퍼 안정화 증폭 회로 및 그 초퍼 안정화 증폭 회로를 이용한 용량성 센서 신호 처리 회로에 따르면, 동적 커패시터 교환 기법의 적용에 의해 용량형 센서 신호 처리 회로의 차수 증가 없이 신호 대역 내 잡음을 효과적으로 줄일 수 있다.According to the chopper stabilized amplifier circuit of the present invention and the capacitive sensor signal processing circuit using the chopper stabilized amplifier circuit, the noise in the signal band can be effectively reduced by applying the dynamic capacitor exchange technique without increasing the order of the capacitive sensor signal processing circuit. have.
도 1은 종래기술 1의 용량형 센서 신호 처리 회로의 회로도.
도 2는 종래기술 2의 용량형 센서 신호 처리 회로의 회로도.
도 3은 본 발명의 바람직한 제 1 실시예에 따른 초퍼 안정화 증폭 회로의 구성도.
도 4는 제 1 초퍼 회로 및 제 2 초퍼 회로의 회로도.
도 5는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 초퍼 안정화 증폭 회로의 주요 부분의 타이밍도.
도 6은 본 발명의 바람직한 제 1 실시예에 따른 용량성 센서 신호 처리 회로의 구성도.
도 7은 제 3 초퍼 회로의 회로도.
도 8은 본 발명의 바람직한 제 2 실시예에 따른 용량성 센서 신호 처리 회로의 구성도.1 is a circuit diagram of a capacitive sensor signal processing circuit of the
2 is a circuit diagram of a capacitive sensor signal processing circuit of the
3 is a block diagram of a chopper stabilized amplifier circuit according to a first embodiment of the present invention.
4 is a circuit diagram of a first chopper circuit and a second chopper circuit.
Fig. 5 is a timing diagram of the main part of the chopper stabilized amplifier circuit according to the first embodiment of the present invention.
6 is a block diagram of a capacitive sensor signal processing circuit according to a first preferred embodiment of the present invention.
7 is a circuit diagram of a third chopper circuit.
8 is a block diagram of a capacitive sensor signal processing circuit according to a second preferred embodiment of the present invention.
이하, 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명의 실시예들에 따른 초퍼 안정화 증폭 회로 및 그 초퍼 안정화 증폭 회로를 이용한 용량성 센서 신호 처리 회로에 대해 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, a chopper stabilized amplifier circuit and a capacitive sensor signal processing circuit using the chopper stabilized amplifier circuit according to embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
본 발명의 하기의 실시예들은 본 발명을 구체화하기 위한 것일 뿐 본 발명의 권리 범위를 제한하거나 한정하는 것이 아님은 물론이다. 본 발명의 상세한 설명 및 실시예들로부터 본 발명이 속하는 기술 분야의 전문가가 용이하게 유추할 수 있는 것은 본 발명의 권리 범위에 속하는 것으로 해석된다.The following examples of the present invention are intended to embody the present invention, but not to limit or limit the scope of the present invention. From the detailed description and the embodiments of the present invention, those skilled in the art to which the present invention pertains can easily be interpreted as belonging to the scope of the present invention.
도 3은 본 발명의 바람직한 제 1 실시예에 따른 초퍼 안정화 증폭 회로(10)의 구성도를 나타낸다.3 shows a configuration diagram of a chopper stabilized
도 3으로부터 알 수 있는 바와 같이, 본 발명의 바람직한 제 1 실시예에 따른 초퍼 안정화 증폭 회로(10)는, 증폭기(11), 제 1 초퍼 회로(12), 제 2 초퍼 회로(13), 스위치 회로부(14) 및 커패시터부(15)를 포함하여 구성된다.As can be seen from FIG. 3, the chopper stabilized
증폭기(11)는, 연산 증폭기를 사용할 수 있고, 반전 증폭기의 형태가 바람직하다. 아울러, 증폭기(11)는 차동 신호를 출력하거나 싱글 출력을 할 수도 있다.The
제 1 초퍼 회로(12)는, 증폭기(11)의 입력단에 출력단이 연결되며, 제 2 초퍼 회로(13)는 증폭기(11)의 출력단에 제 2 초퍼 회로(13)의 입력단이 연결된다.In the
도 4는 제 1 초퍼 회로(12) 및 제 2 초퍼 회로(13)의 회로도를 나타낸다. 도 5는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 초퍼 안정화 증폭 회로(10)의 주요 부분의 타이밍도를 나타낸다.4 shows a circuit diagram of the
도 3 내지 도 5에 의해 제 1 초퍼 회로(12) 및 제 2 초퍼 회로(13)의 동작에 대해 구체적으로 설명하기로 한다.3 to 5, the operation of the
제 1 초퍼 회로(12)의 입력단은, 제 1-1 초퍼 입력 노드(Ni11) 및 제 1-2 초퍼 입력 노드(Ni12)를 통해 신호를 입력받는다. 아울러, 제 1 초퍼 회로(12)의 출력단은, 제 1-1 초퍼 출력 노드(No11) 및 제 1-2 초퍼 출력 노드(No12)를 통해 신호를 출력한다.The input terminal of the
또한, 제 1 초퍼 회로(12)는, 제 1-1 초퍼 입력 노드(Ni11)와 제 1-1 초퍼 출력 노드(No11)를 연결하고, 제 1-2 초퍼 입력 노드(Ni12)와 제 1-2 초퍼 출력 노드(No12)를 연결하는 제 1-1 초퍼 모드; 및 제 1-1 초퍼 입력 노드(Ni11)와 제 1-2 초퍼 출력 노드(No12)를 연결하고, 제 1-2 초퍼 입력 노드(Ni12)와 제 1-1 초퍼 출력 노드(No11)를 연결하는 제 1-2 초퍼 모드;에서 동작할 수 있다. In addition, the
즉, 제 1-1 초퍼 모드는, 제 1-1 초퍼 스위치(SW_CH11) 및 제 1-4 초퍼 스위치(SW_CH14)가 온되고, 제 1-2 초퍼 스위치(SW_CH12) 및 제 1-3 초퍼 스위치(SW_CH13)가 오프되는 구간이다. 아울러, 제 1-2 초퍼 모드는, 제 1-2 초퍼 스위치(SW_CH12) 및 제 1-3 초퍼 스위치(SW_CH13)가 온되고, 제 1-1 초퍼 스위치(SW_CH11) 및 제 1-4 초퍼 스위치(SW_CH14)가 오프되는 구간이다. 제 1-1 초퍼 스위치(SW_CH11) 및 제 1-4 초퍼 스위치(SW_CH14)는 제 1 초퍼 제어 신호(CON_CH1)에 의해 제어되고, 제 1-2 초퍼 스위치(SW_CH12) 및 제 1-3 초퍼 스위치(SW_CH13)는 제 2 초퍼 제어 신호(CON_CH2)에 의해 제어된다.That is, in the 1-1 chopper mode, the 1-1 chopper switch SW_CH11 and the 1-4 chopper switch SW_CH14 are turned on, and the 1-2 chopper switch SW_CH12 and the 1-3 chopper switch ( SW_CH13) is turned off. In addition, in the 1-2th chopper mode, the 1-2th chopper switch SW_CH12 and the 1-3th chopper switch SW_CH13 are turned on, and the 1-1th chopper switch SW_CH11 and the 1-4th chopper switch ( SW_CH14) is turned off. The 1-1 chopper switch SW_CH11 and the 1-4 chopper switch SW_CH14 are controlled by the first chopper control signal CON_CH1, and the 1-2 chopper switch SW_CH12 and the 1-3 chopper switch ( SW_CH13 is controlled by the second chopper control signal CON_CH2.
제 1 초퍼 회로(12)의 제 1-1 초퍼 모드에서의 동작 시간과 제 1-2 초퍼 모드에서의 동작 시간은 중첩되지 않되, 제 1 초퍼 회로(12)의 제 1-1 초퍼 모드에서의 동작 주파수와 제 1-2 초퍼 모드에서의 동작 주파수는 동일한 것을 알 수 있다.The operating time in the 1-1 chopper mode of the
제 2 초퍼 회로(13)의 입력단은, 제 2-1 초퍼 입력 노드(Ni21) 및 제 2-2 초퍼 입력 노드(Ni22)를 통해 신호를 입력받는다. 아울러, 제 2 초퍼 회로(13)의 출력단은, 제 2-1 초퍼 출력 노드(No21) 및 제 2-2 초퍼 출력 노드(No22)를 통해 신호를 출력한다.The input terminal of the
또한, 제 2 초퍼 회로(13)는, 제 2-1 초퍼 입력 노드(Ni21)와 제 2-1 초퍼 출력 노드(No21)를 연결하고, 제 2-2 초퍼 입력 노드(Ni22)와 제 2-2 초퍼 출력 노드(No22)를 연결하는 제 2-1 초퍼 모드; 및 제 2-1 초퍼 입력 노드(Ni21)와 제 2-2 초퍼 출력 노드(No22)를 연결하고, 제 2-2 초퍼 입력 노드(Ni22)와 제 2-1 초퍼 출력 노드(No21)를 연결하는 제 2-2 초퍼 모드;에서 동작할 수 있다. In addition, the
즉, 제 2-1 초퍼 모드는, 제 2-1 초퍼 스위치(SW_CH21) 및 제 2-4 초퍼 스위치(SW_CH24)가 온되고, 제 2-2 초퍼 스위치(SW_CH22) 및 제 2-3 초퍼 스위치(SW_CH23)가 오프되는 구간이다. 아울러, 제 2-2 초퍼 모드는, 제 2-2 초퍼 스위치(SW_CH22) 및 제 2-3 초퍼 스위치(SW_CH23)가 온되고, 제 2-1 초퍼 스위치(SW_CH21) 및 제 2-4 초퍼 스위치(SW_CH24)가 오프되는 구간이다. 즉, 제 2-1 초퍼 스위치(SW_CH21) 및 제 2-4 초퍼 스위치(SW_CH24)는 제 1 초퍼 제어 신호(CON_CH1)에 의해 제어되고, 제 2-2 초퍼 스위치(SW_CH22) 및 제 2-3 초퍼 스위치(SW_CH23)는 제 2 초퍼 제어 신호(CON_CH2)에 의해 제어된다.That is, in the 2-1 chopper mode, the 2-1 chopper switch SW_CH21 and the 2-4 chopper switch SW_CH24 are turned on, and the 2-2 chopper switch SW_CH22 and the 2-3 chopper switch ( SW_CH23) is a section that is off. In addition, in the 2-2 chopper mode, the 2-2 chopper switch SW_CH22 and the 2-3 chopper switch SW_CH23 are turned on, and the 2-1 chopper switch SW_CH21 and the 2-4 chopper switch ( SW_CH24) is turned off. That is, the 2-1 chopper switch SW_CH21 and the 2-4 chopper switch SW_CH24 are controlled by the first chopper control signal CON_CH1 and the 2-2 chopper switch SW_CH22 and the 2-3 chopper. The switch SW_CH23 is controlled by the second chopper control signal CON_CH2.
제 2 초퍼 회로(13)의 제 2-1 초퍼 모드에서의 동작 시간과 제 2-2 초퍼 모드에서의 동작 시간은 중첩되지 않되, 제 2 초퍼 회로(13)의 제 2-1 초퍼 모드에서의 동작 주파수와 제 2-2 초퍼 모드에서의 동작 주파수는 동일한 것을 알 수 있다.The operating time in the 2-1 chopper mode of the
스위치 회로부(14)는, 제 1 초퍼 회로(12)의 입력단 및 제 2 초퍼 회로(13)의 출력단과 연결되고, 적어도 하나의 스위치 회로를 포함한다. 증폭기(11)가 싱글 출력을 할 경우에는 스위치 회로부(14)는 제 1 스위치 회로(14a)만을 포함하고, 차동 신호를 출력할 경우 스위치 회로부(14)는 제 1 스위치 회로(14a) 및 제 2 스위치 회로(14b)를 포함하는 것이 바람직하다.The
커패시터부(15)는, 증폭기(11)의 입력단과 증폭기(11)의 출력단 사이에 연결될 수 있는 적어도 하나의 피드백 커패시터를 포함한다. 증폭기(11)가 싱글 출력을 할 경우에는 커패시터부(15)는 제 1 커패시터(C1)만을 포함하고, 차동 신호를 출력할 경우 커패시터부(15)는 제 1 커패시터(C1) 및 제 2 커패시터(C2)를 포함하는 것이 바람직하다.The
구체적으로, 스위치 회로부(14)는, 적어도 하나의 피드백 커패시터 중 제 1 커패시터(C1)의 일단은 증폭기(11)의 입력단과 연결하고 제 1 커패시터(C1)의 타단은 증폭기(11)의 출력단과 연결하는 제 1-1 커패시터 모드; 및 제 1 커패시터(C1)의 일단은 증폭기(11)의 출력단과 연결하고 제 1 커패시터(C1)의 타단은 증폭기(11)의 입력단과 연결하는 제 1-2 커패시터 모드;에서 동작할 수 있다.Specifically, the
아울러, 제 1-1 커패시터 모드의 동작 시간과 제 1-2 커패시터 모드의 동작 시간은 중첩되지 않고, 제 1-1 커패시터 모드의 동작 주파수와 제 1-2 커패시터 모드의 동작 주파수는 동일한 것을 특징으로 한다. 또한, 제 1-1 커패시터 모드의 동작 주파수는, 제 1 초퍼 회로(12)의 동작 주파수의 배수인 것이 바람직하다.In addition, the operating time of the 1-1 capacitor mode and the operating time of the 1-2 capacitor mode do not overlap, and the operating frequency of the 1-1 capacitor mode and the operating frequency of the 1-2 capacitor mode is the same. do. In addition, it is preferable that the operating frequency of the 1-1 capacitor mode is a multiple of the operating frequency of the
스위치 회로부(14)의 제 1 스위치 회로(14a)는, 제 1 초퍼 회로(12)의 입력단 및 제 2 초퍼 회로(13)의 출력단과 연결된다. 아울러, 커패시터부(15)의 제 1 커패시터(C1)는, 제 1 스위치 회로(14a)와 연결된다.The
즉, 제 1 스위치 회로(14a)는, 제 1 커패시터(C1)의 일단은 제 1-1 초퍼 입력 노드(Ni11)와 연결하고, 제 1 커패시터(C1)의 타단은 제 2-2 초퍼 출력 노드(No22)와 연결하는 제 1-1 커패시터 모드; 및 제 1 커패시터(C1)의 일단은 제 1-2 초퍼 입력 노드(Ni12)와 연결하고, 제 1 커패시터(C1)의 타단은 제 2-1 초퍼 출력 노드(No21)와 연결하는 제 1-2 커패시터 모드;로 동작할 수 있다. 이를 위해 제 1 스위치 회로(14a)는, 제 1-1 초퍼 입력 노드(Ni11)와 제 1 커패시터(C1)의 일단 사이에 연결된 제 1-1 커패시터 스위치(SW_CA11), 제 2-2 초퍼 출력 노드(No22)와 제 1 커패시터(C1)의 타단 사이에 연결된 제 1-2 커패시터 스위치(SW_CA12), 제 1-2 초퍼 입력 노드(Ni12)와 제 1 커패시터(C1)의 일단 사이에 연결된 제 1-3 커패시터 스위치(SW_CA13) 및 제 2-1 초퍼 출력 노드(No21)와 제 1 커패시터(C1)의 타단 사이에 연결된 제 1-4 커패시터 스위치(SW_CA14)를 포함하여 구성된다. 제 1-1 커패시터 스위치(SW_CA11)와 제 1-2 커패시터 스위치(SW_CA12)는 동일한 타이밍 신호에 의해 동작하고, 제 1-3 커패시터 스위치(SW_CA13)와 제 1-4 커패시터 스위치(SW_CA14)는 동일한 타이밍 신호에 의해 동작한다.That is, the
즉, 제 1-1 커패시터 스위치(SW_CA11) 및 제 1-2 커패시터 스위치(SW_CA12)는 제 1 커패시터 제어 신호(CON_CA1)에 의해 제어되고, 제 1-3 커패시터 스위치(SW_CA13) 및 제 1-4 커패시터 스위치(SW_CA14)는 제 2 커패시터 제어 신호(CON_CA2)에 의해 제어된다.That is, the first-first capacitor switch SW_CA11 and the first-two capacitor switch SW_CA12 are controlled by the first capacitor control signal CON_CA1, and the first-three capacitor switches SW_CA13 and the first-4 capacitors. The switch SW_CA14 is controlled by the second capacitor control signal CON_CA2.
아울러, 제 1 스위치 회로(14a)는, 제 1 리셋 스위치(SW_RT1)를 더 포함하는 것이 바람직하다.In addition, it is preferable that the
아울러, 스위치 회로부(14)의 제 2 스위치 회로(14b)는, 제 1 초퍼 회로(12)의 입력단 및 제 2 초퍼 회로(13)의 출력단과 연결된다. 또한, 커패시터부(15)의 제 2 커패시터(C2)는, 제 2 스위치 회로(14b)와 연결된다. In addition, the
즉, 제 2 스위치 회로(14b)는, 제 2 커패시터(C2)의 일단은 제 1-2 초퍼 입력 노드(Ni12)와 연결하고, 제 2 커패시터(C2)의 타단은 제 2-1 초퍼 출력 노드(No21)와 연결하는 제 2-1 커패시터 모드; 및 제 2 커패시터(C2)의 일단은 제 1-1 초퍼 입력 노드(Ni11)와 연결하고, 제 2 커패시터(C2)의 타단은 제 2-2 초퍼 출력 노드(No22)와 연결하는 제 2-2 커패시터 모드;에서 동작할 수 있다. 이를 위해 제 2 스위치 회로(14b)는, 제 1-2 초퍼 입력 노드(Ni12)와 제 2 커패시터(C2)의 일단 사이에 연결된 제 2-1 커패시터 스위치(SW_CA21), 제 2-1 초퍼 출력 노드(No21)와 제 2 커패시터(C2)의 타단 사이에 연결된 제 2-2 커패시터 스위치(SW_CA22), 제 1-1 초퍼 입력 노드(Ni11)와 제 2 커패시터(C2)의 일단 사이에 연결된 제 2-3 커패시터 스위치(SW_CA23) 및 제 2-2 초퍼 출력 노드(No22)와 제 2 커패시터(C2)의 타단 사이에 연결된 제 1-4 커패시터 스위치(SW_CA14)를 포함하여 구성된다. 제 2-1 커패시터 스위치(SW_CA21)와 제 2-2 커패시터 스위치(SW_CA22)는 동일한 타이밍 신호에 의해 동작하고, 제 2-3 커패시터 스위치(SW_CA23)와 제 2-4 커패시터 스위치(SW_CA24)는 동일한 타이밍 신호에 의해 동작한다.That is, the
즉, 제 2-1 커패시터 스위치(SW_CA21) 및 제 2-2 커패시터 스위치(SW_CA22)는 제 1 커패시터 제어 신호(CON_CA1)에 의해 제어되고, 제 2-3 커패시터 스위치(SW_CA23) 및 제 2-4 커패시터 스위치(SW_CA24)는 제 2 커패시터 제어 신호(CON_CA2)에 의해 제어된다.That is, the 2-1 capacitor switch SW_CA21 and the 2-2 capacitor switch SW_CA22 are controlled by the first capacitor control signal CON_CA1, the 2-3 capacitor switch SW_CA23 and the 2-4 capacitor. The switch SW_CA24 is controlled by the second capacitor control signal CON_CA2.
아울러, 제 2 스위치 회로(14b)는, 제 2 리셋 스위치(SW_RT2)를 더 포함하는 것이 바람직하다.In addition, the
제 1 스위치 회로(14a)의 제 1-1 커패시터 모드에서의 동작 시간 및 제 2 스위치 회로(14b)의 제 2-1 커패시터 모드에서의 동작 시간은 동일하고, 제 1 스위치 회로(14a)의 제 1-2 커패시터 모드에서의 동작 시간과 제 2 스위치 회로(14b)의 제 2-2 커패시터 모드에서의 동작 시간은 동일하다. 또한, 제 1 스위치 회로(14a)의 제 1-1 커패시터 모드에서의 동작 시간과 제 1-2 커패시터 모드에서의 동작 시간은 중첩되지 않고, 제 1 스위치 회로(14a)의 제 1-1 커패시터 모드에서의 동작 주파수와 제 1-2 커패시터 모드에서의 동작 주파수는 동일한 것을 특징으로 한다. 또한, 제 2 스위치 회로(14b)의 제 2-1 커패시터 모드에서의 동작 시간과 제 2-2 커패시터 모드에서의 동작 시간은 중첩되지 않고, 제 2 스위치 회로(14b)의 제 2-1 커패시터 모드에서의 동작 주파수와 제 2-2 커패시터 모드에서의 동작 주파수는 동일한 것을 특징으로 한다. 아울러, 제 1 스위치 회로(14a)의 제 1-1 커패시터 모드에서의 동작 주파수와 제 1-2 커패시터 모드에서의 동작 주파수는, 제 1 초퍼 회로(12)의 제 1-1 초퍼 모드에서의 동작 주파수의 배수인 것이 바람직하다. 즉, 제 2 스위치 회로(14b)의 제 2-1 커패시터 모드에서의 동작 주파수와 제 2-2 커패시터 모드에서의 동작 주파수는, 제 1 초퍼 회로(12)의 제 1-1 초퍼 모드에서의 동작 주파수의 배수인 것이 바람직하다.The operating time in the 1-1 capacitor mode of the
상술한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 제 1 실시예에 따른 초퍼 안정화 증폭 회로(10)는, 제 1 스위치 회로(14a) 및 제 2 스위치 회로(14b)에 의해 피드백 커패시터인 제 1 커패시터(C1) 및/또는 제 2 커패시터(C2)의 증폭기(11)의 입력단 및 출력단과 연결되는 극성을 변경하는 스윕 동작에 그 특징이 있다. 이러한 스윕 동작에 의해 CMRR(Common Mode Rejection Ratio)가 증가하고, 저주파의 잡음 및 공통 모드 잡음이 감소하게 된다.As described above, the chopper stabilized
이에 따라, 증폭단의 차수 증가 없이 신호 대역 대 잡음을 효과적으로 줄일 수 있게 된다.Accordingly, it is possible to effectively reduce the signal band to noise without increasing the order of the amplifier stage.
도 6은 본 발명의 바람직한 제 1 실시예에 따른 용량성 센서 신호 처리 회로(100)의 구성도를 나타낸다.6 shows a configuration diagram of the capacitive sensor
본 발명의 바람직한 제 1 실시예에 따른 용량성 센서 신호 처리 회로(100)는, 본 발명의 바람직한 제 1 실시예에 따른 초퍼 안정화 증폭 회로(10)를 이용하므로, 별도의 설명이 없더라도 본 발명의 바람직한 제 1 실시예에 따른 초퍼 안정화 증폭 회로(10)의 특징을 모두 포함하고 있음은 물론이다.The capacitive sensor
도 6으로부터 알 수 있는 바와 같이, 본 발명의 바람직한 제 1 실시예에 따른 용량성 센서 신호 처리 회로(100)는, 센서 신호 입력부(110), 제 1 초퍼 안정화 증폭 회로(120), 비교부(140) 및 어큐뮬레이터(150)(Accumulator)를 포함한다.As can be seen from FIG. 6, the capacitive sensor
센서 신호 입력부(110)는, 적어도 하나의 센서로부터의 신호를 커패시터 및 스위치를 이용하여 출력하는 역할을 한다. 제 1 초퍼 안정화 증폭 회로(120)는, 센서 신호 입력부(110)로부터 입력된 신호를 증폭하여 출력하는 역할을 한다. 제 1 초퍼 안정화 증폭 회로(120)는 상술한 본 발명의 바람직한 제 1 실시예에 따른 초퍼 안정화 증폭 회로(10)를 이용한다. 비교부(140)는, 비교기(141)를 이용하여 제 1 초퍼 안정화 증폭 회로(120)의 출력을 '1' 또는 '0'으로서 출력하게 된다. 다만, 본 발명의 바람직한 제 1 실시예에 따른 초퍼 안정화 증폭 회로(10)는, 제 1 스위치 회로(14a) 및 제 2 스위치 회로(14b)에 의해 피드백 커패시터인 제 1 커패시터(C1) 및/또는 제 2 커패시터(C2)의 극성을 변경하는 스윕 동작에 의해, 제 1 커패시터(C1) 및/또는 제 2 커패시터(C2)의 극성을 변경에 따라 제 1 초퍼 안정화 증폭 회로(120)의 출력 노드가 변경되게 되므로, 비교부(140)는 비교기(141)의 출력을 비교기(141)의 출력단과 연결되는 제 3 초퍼 회로(142)를 더 포함하는 것이 바람직하다. 제 3 초퍼 회로(142)는, 제 1 초퍼 안정화 증폭 회로(120)의 출력 노드가 변경된 것을 다시 원상 복귀하는 역할을 한다.The sensor
도 7은 제 3 초퍼 회로(142)의 회로도를 나타낸다.7 shows a circuit diagram of the
도 7로부터 알 수 있는 바와 같이, 제 3 초퍼 회로(142)는, 제 3-1 초퍼 입력 노드(Ni31) 및 제 3-2 초퍼 입력 노드(Ni32)를 통해 신호를 입력받고, 제 3-1 초퍼 출력 노드(No31) 및 제 3-2 초퍼 출력 노드(No32)를 통해 신호를 출력하는 것을 특징으로 한다.As can be seen from FIG. 7, the
즉, 제 3 초퍼 회로(142)는, 제 3-1 초퍼 입력 노드(Ni31)와 제 3-1 초퍼 출력 노드(No31)를 연결하고, 제 3-2 초퍼 입력 노드(Ni32)와 제 3-2 초퍼 출력 노드(No32)를 연결하는 제 3-1 초퍼 모드; 및 제 3-1 초퍼 입력 노드(Ni31)와 제 3-2 초퍼 출력 노드(No32)를 연결하고, 제 3-2 초퍼 입력 노드(Ni32)와 제 3-1 초퍼 출력 노드(No31)를 연결하는 제 3-2 초퍼 모드;에서 동작할 수 있다. That is, the
즉, 제 3-1 초퍼 모드는, 제 3-1 초퍼 스위치(SW_CH31) 및 제 3-4 초퍼 스위치(SW_CH34)가 온되고, 제 3-2 초퍼 스위치(SW_CH32) 및 제 3-3 초퍼 스위치(SW_CH33)가 오프되는 구간이다. 아울러, 제 3-2 초퍼 모드는, 제 3-2 초퍼 스위치(SW_CH32) 및 제 3-3 초퍼 스위치(SW_CH33)가 온되고, 제 3-1 초퍼 스위치(SW_CH31) 및 제 3-4 초퍼 스위치(SW_CH34)가 오프되는 구간이다. 즉, 제 3-1 초퍼 스위치(SW_CH31) 및 제 3-4 초퍼 스위치(SW_CH34)는 제 1 초퍼 제어 신호(CON_CH1)에 의해 제어되고, 제 3-2 초퍼 스위치(SW_CH32) 및 제 3-3 초퍼 스위치(SW_CH33)는 제 2 초퍼 제어 신호(CON_CH2)에 의해 제어된다.That is, in the 3-1 chopper mode, the 3-1 chopper switch SW_CH31 and the 3-4 chopper switch SW_CH34 are turned on, and the 3-2 chopper switch SW_CH32 and the 3-3 chopper switch ( SW_CH33) is turned off. In addition, in the 3-2 chopper mode, the 3-2 chopper switch SW_CH32 and the 3-3 chopper switch SW_CH33 are turned on, and the 3-1 chopper switch SW_CH31 and the 3-4 chopper switch ( SW_CH34) is a section that is off. That is, the 3-1 chopper switch SW_CH31 and the 3-4 chopper switch SW_CH34 are controlled by the first chopper control signal CON_CH1 and the 3-2 chopper switch SW_CH32 and the 3-3 chopper. The switch SW_CH33 is controlled by the second chopper control signal CON_CH2.
어큐뮬레이터(150)는 비교부(140)의 출력을 누적하여 출력하게 된다.The
도 8은 본 발명의 바람직한 제 2 실시예에 따른 용량성 센서 신호 처리 회로(200)의 구성도를 나타낸다.8 shows a schematic diagram of a capacitive sensor
본 발명의 바람직한 제 2 실시예에 따른 용량성 센서 신호 처리 회로(200)는, 본 발명의 바람직한 제 1 실시예에 따른 초퍼 안정화 증폭 회로(10)를 이용하므로, 별도의 설명이 없더라도 본 발명의 바람직한 제 1 실시예에 따른 초퍼 안정화 증폭 회로(10)의 특징을 모두 포함하고 있음은 물론이다.The capacitive sensor
도 8로부터 알 수 있는 바와 같이, 본 발명의 바람직한 제 2 실시예에 따른 용량성 센서 신호 처리 회로(200)는, 센서 신호 입력부(210), 제 1 초퍼 안정화 증폭 회로(220), 제 2 초퍼 안정화 증폭 회로(230), 비교부(240) 및 어큐뮬레이터(250)(Accumulator)를 포함한다.As can be seen from FIG. 8, the capacitive sensor
센서 신호 입력부(210)는, 적어도 하나의 센서로부터의 신호를 커패시터 및 스위치를 이용하여 출력하는 역할을 한다. 제 1 초퍼 안정화 증폭 회로(220)는, 센서 신호 입력부(210)로부터 입력된 신호를 증폭하여 출력하는 역할을 한다. 제 2 초퍼 안정화 증폭 회로(230)는, 제 1 초퍼 안정화 증폭 회로(220)로부터 입력된 신호를 증폭하여 출력하는 역할을 한다. 제 1 초퍼 안정화 증폭 회로(220) 및 제 2 초퍼 안정화 증폭 회로(230)는 상술한 본 발명의 바람직한 제 1 실시예에 따른 초퍼 안정화 증폭 회로(10)를 이용한다. 비교부(240)는, 비교기(241)를 이용하여 제 2 초퍼 안정화 증폭 회로(230)의 출력을 '1' 또는 '0'으로서 출력하게 된다. 본 발명의 바람직한 제 2 실시예에 따른 용량성 센서 신호 처리 회로(200)는 제 1 초퍼 안정화 증폭 회로(220) 및 제 2 초퍼 안정화 증폭 회로(230)를 포함하므로, 제 1 초퍼 안정화 증폭 회로(220)의 출력이 피드백 커패시터의 극성을 변경에 따라 변경되고, 다시 제 2 초퍼 안정화 증폭 회로(230)의 출력이 피드백 커패시터의 극성을 변경에 따라 변경되므로, 본 발명의 바람직한 제 1 실시예에 따른 용량성 센서 신호 처리 회로(100)와 같이 제 3 초퍼 회로(142)를 포함할 필요는 없다.The sensor
어큐뮬레이터(250)는 비교부(240)의 출력을 누적하여 출력하게 된다.The
본 발명의 바람직한 제 1 실시예에 따른 용량성 센서 신호 처리 회로(100) 및 본 발명의 바람직한 제 2 실시예에 따른 용량성 센서 신호 처리 회로(200)의 차이점은, 증폭단이 각각 1단 및 2단으로 설계되어 있다는 것에 있다. 증폭단은 필요에 따라 다수의 차수를 이용할 수 있겠지만, 초퍼 안정화 증폭 회로(10)의 우수한 잡음 특성에 의해 많은 차수의 증폭단은 필요하지 않을 것이다. The difference between the capacitive sensor
상술한 바와 같이, 본 발명의 초퍼 안정화 증폭 회로(10) 및 그 초퍼 안정화 증폭 회로(10)를 이용한 용량성 센서 신호 처리 회로(100, 200)에 따르면, 동적 커패시터 교환 기법의 적용에 의해 용량형 센서 신호 처리 회로의 차수 증가 없이 신호 대역 내 잡음을 효과적으로 줄일 수 있음을 알 수 있다.As described above, according to the capacitive sensor
10 : 초퍼 안정화 증폭 회로
11 : 증폭기 12 : 제 1 초퍼 회로
13 : 제 2 초퍼 회로 14 : 스위치 회로부
15 : 커패시터부
14a : 제 1 스위치 회로 14b : 제 2 스위치 회로
SW_CH11 : 제 1-1 초퍼 스위치 SW_CH12 : 제 1-2 초퍼 스위치
SW_CH13 : 제 1-3 초퍼 스위치 SW_CH14 : 제 1-4 초퍼 스위치
SW_CH21 : 제 2-1 초퍼 스위치 SW_CH22 : 제 2-2 초퍼 스위치
SW_CH23 : 제 2-3 초퍼 스위치 SW_CH24 : 제 2-4 초퍼 스위치
C1 : 제 1 커패시터 C2 : 제 2 커패시터
SW_CA11 : 제 1-1 커패시터 스위치 SW_CA12 : 제 1-2 커패시터 스위치
SW_CA13 : 제 1-3 커패시터 스위치 SW_CA14 : 제 1-4 커패시터 스위치
SW_CA21 : 제 2-1 커패시터 스위치 SW_CA22 : 제 2-2 커패시터 스위치
SW_CA23 : 제 2-3 커패시터 스위치 SW_CA24 : 제 2-4 커패시터 스위치
SW_RT1 : 제 1 리셋 스위치 SW_RT2 : 제 2 리셋 스위치
Ni11 : 제 1-1 초퍼 입력 노드 Ni12 : 제 1-2 초퍼 입력 노드
No11 : 제 1-1 초퍼 출력 노드 No12 : 제 1-2 초퍼 출력 노드
Ni21 : 제 2-1 초퍼 입력 노드 Ni22 : 제 2-2 초퍼 입력 노드
No21 : 제 2-1 초퍼 출력 노드 No22 : 제 2-2 초퍼 출력 노드
CON_CH1 : 제 1 초퍼 제어 신호 CON_CH2 : 제 2 초퍼 제어 신호
CON_CA1 : 제 1 커패시터 제어 신호 CON_CA2 : 제 2 커패시터 제어 신호
100, 200 : 용량성 센서 신호 처리 회로
110, 210 : 센서 신호 입력부
120, 220 : 제 1 초퍼 안정화 증폭 회로
230 : 제 2 초퍼 안정화 증폭 회로 140, 240 : 비교부
150, 250 : 어큐뮬레이터
141, 241 : 비교기 142 : 제 3 초퍼 회로
SW_CH31 : 제 3-1 초퍼 스위치 SW_CH32 : 제 3-2 초퍼 스위치
SW_CH33 : 제 3-3 초퍼 스위치 SW_CH34 : 제 3-4 초퍼 스위치
Ni31 : 제 3-1 초퍼 입력 노드 Ni32 : 제 3-2 초퍼 입력 노드
No31 : 제 3-1 초퍼 출력 노드 No32 : 제 3-2 초퍼 출력 노드10: chopper stabilized amplifier circuit
11: amplifier 12: first chopper circuit
13: second chopper circuit 14: switch circuit portion
15: capacitor
14a:
SW_CH11: 1st-1 Chopper Switch SW_CH12: 1-2th Chopper Switch
SW_CH13: First 1-3 Chopper Switch SW_CH14: First 1-3 Chopper Switch
SW_CH21: 2-1 Chopper Switch SW_CH22: 2-2 Chopper Switch
SW_CH23: 2-3th chopper switch SW_CH24: 2nd-4 chopper switch
C1: first capacitor C2: second capacitor
SW_CA11: 1st-1 capacitor switch SW_CA12: 1st-2 capacitor switch
SW_CA13: First 1-3 Capacitor Switch SW_CA14: First 1-3 Capacitor Switch
SW_CA21: 2-1 Capacitor Switch SW_CA22: 2-2 Capacitor Switch
SW_CA23: 2nd-3 Capacitor Switch SW_CA24: 2nd-2 Capacitor Switch
SW_RT1: first reset switch SW_RT2: second reset switch
Ni11: 1st-1 Chopper Input Node Ni12: 1-2th Chopper Input Node
No11: 1st-1 Chopper Output Node No12: 1-2th Chopper Output Node
Ni21: 2-1 Chopper Input Node Ni22: 2-2 Chopper Input Node
No21: 2-1 chopper output node No22: 2-2 chopper output node
CON_CH1: first chopper control signal CON_CH2: second chopper control signal
CON_CA1: first capacitor control signal CON_CA2: second capacitor control signal
100, 200: capacitive sensor signal processing circuit
110, 210: sensor signal input unit
120, 220: first chopper stabilized amplifier circuit
230: second chopper stabilized
150, 250: accumulator
141, 241: comparator 142: third chopper circuit
SW_CH31: 3-1 Chopper Switch SW_CH32: 3-2 Chopper Switch
SW_CH33: 3-3 Chopper Switch SW_CH34: 3-4 Chopper Switch
Ni31: 3-1 Chopper Input Node Ni32: 3-2 Chopper Input Node
No31: 3-1 Chopper Output Node No32: 3-2 Chopper Output Node
Claims (14)
증폭기;
상기 증폭기의 입력단에 출력단이 연결되는 제 1 초퍼 회로;
상기 증폭기의 출력단에 입력단이 연결되는 제 2 초퍼 회로;
상기 제 1 초퍼 회로의 입력단 및 상기 제 2 초퍼 회로의 출력단과 연결되고, 적어도 하나의 스위치 회로를 포함하는 스위치 회로부; 및
상기 증폭기의 입력단과 상기 증폭기의 출력단 사이에 연결될 수 있는 적어도 하나의 피드백 커패시터를 포함하는 커패시터부;를 포함하되,
상기 스위치 회로부는,
상기 적어도 하나의 피드백 커패시터 중 제 1 커패시터의 일단은 상기 증폭기의 입력단과 연결하고 상기 제 1 커패시터의 타단은 상기 증폭기의 출력단과 연결하는 제 1-1 커패시터 모드; 및
상기 제 1 커패시터의 일단은 상기 증폭기의 출력단과 연결하고 상기 제 1 커패시터의 타단은 상기 증폭기의 입력단과 연결하는 제 1-2 커패시터 모드;에서 동작할 수 있는 것을 특징으로 하는 초퍼 안정화 증폭 회로.In the chopper stabilized amplifier circuit,
amplifier;
A first chopper circuit having an output terminal connected to an input terminal of the amplifier;
A second chopper circuit having an input terminal connected to an output terminal of the amplifier;
A switch circuit unit connected to an input terminal of the first chopper circuit and an output terminal of the second chopper circuit and including at least one switch circuit; And
And a capacitor unit including at least one feedback capacitor that may be connected between an input terminal of the amplifier and an output terminal of the amplifier.
The switch circuit unit,
A 1-1 capacitor mode in which one end of the first capacitor of the at least one feedback capacitor is connected to an input terminal of the amplifier and the other end of the first capacitor is connected to an output terminal of the amplifier; And
And one or two capacitor modes connecting one end of the first capacitor to an output end of the amplifier and the other end of the first capacitor to an input end of the amplifier.
상기 제 1-1 커패시터 모드의 동작 시간과 상기 제 1-2 커패시터 모드의 동작 시간은 중첩되지 않고,
상기 제 1-1 커패시터 모드의 동작 주파수와 상기 제 1-2 커패시터 모드의 동작 주파수는 동일한 것을 특징으로 것을 특징으로 하는 초퍼 안정화 증폭 회로.The method of claim 10,
The operating time of the 1-1 capacitor mode and the operating time of the 1-2 capacitor mode do not overlap,
And the operating frequency of the 1-1 capacitor mode and the operating frequency of the 1-2 capacitor mode are the same.
상기 제 1-1 커패시터 모드의 동작 주파수는, 상기 제 1 초퍼 회로의 동작 주파수의 배수인 것을 특징으로 하는 초퍼 안정화 증폭 회로.The method of claim 12,
The operating frequency of the first-1 capacitor mode is a multiple of the operating frequency of the first chopper circuit.
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KR101492722B1 (en) | 2012-06-19 | 2015-02-11 | 인피니언 테크놀로지스 아게 | System and method for a switched capacitor circuit |
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- 2018-01-15 KR KR1020180004913A patent/KR102009930B1/en active IP Right Grant
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