可编程增益放大器和包含PGA的ΔΣ模数转换器
专利汇可以提供可编程增益放大器和包含PGA的ΔΣ模数转换器专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且可编程增益 放大器 (400A)包括 运算放大器 (402A)和耦合到运算放大器的输出 节点 (404A)的 电阻 器 网络(405A)。 电阻器 网络包括 串联 耦合在 输出节点 和第一网络节点(406A)之间的第一多个电阻器(410A)。第二多个电阻器(415A)串联耦合在第一网络节点和第二网络节点(408A)之间。单元电阻器(418A)与第二多个电阻器并联耦合在第一电阻器网络节点和第二电阻器网络节点之间，并且第三多个电阻器(420A)并联耦合在第二电阻器网络节点和参考 电压 (VREF)之间。第二多个电阻器和第三多个电阻器中的每个电阻器包括单元电阻器。第三多个电阻器包含N个电阻器，并且第二多个电阻器包含N-1个电阻器。，下面是可编程增益放大器和包含PGA的ΔΣ模数转换器专利的具体信息内容。
1.一种可编程增益放大器即PGA，其包括：
第一运算放大器，其包括第一非反相输入节点、第一反相输入节点和第一输出节点；以及
第一电阻器网络，其耦合到所述第一输出节点，所述第一电阻器网络包括：
串联耦合在所述第一输出节点和第一电阻器网络节点之间的第一多个电阻器；
串联耦合在所述第一电阻器网络节点和第二电阻器网络节点之间的第二多个电阻器；
与所述第二多个电阻器并联耦合在所述第一电阻器网络节点和所述第二电阻器网络节点之间的第一单元电阻器；以及
并联耦合在所述第二电阻器网络节点和参考电压之间的第三多个电阻器，其中所述第二多个电阻器和所述第三多个电阻器中的每个电阻器均包括单元电阻器，并且进一步其中所述第三多个电阻器包含数量为N的电阻器，并且所述第二多个电阻器包含N-1个电阻器。
2.根据权利要求1所述的PGA，还包括：
在所述第一多个电阻器中的每个之前和之后耦合的第一多个开关，能够根据所述第一多个开关选择第一反馈电压；以及
在所述第二多个电阻器中的电阻器之后耦合的第二多个开关，能够根据所述第二多个开关选择所述第一反馈电压。
3.根据权利要求1所述的PGA，还包括：
第二运算放大器，其包括第二非反相输入节点、第二反相输入节点和第二输出节点；以及
第二电阻器网络，其耦合到所述第二输出节点，所述第二电阻器网络包括：
串联耦合在所述第二输出节点和第四电阻器网络节点之间的第四多个电阻器；
串联耦合在所述第四电阻器网络节点和第五电阻器网络节点之间的第五多个电阻器；
与所述第五多个电阻器并联耦合在所述第四电阻器网络节点和所述第五电阻器网络节点之间的第二单元电阻器；以及
并联耦合在所述第五电阻器网络节点和所述参考电压之间的第六多个电阻器，其中所述第五多个电阻器和所述第六多个电阻器中的每个电阻器均包括单元电阻器，并且进一步其中所述第六多个电阻器包含N个电阻器，并且所述第五多个电阻器包含N-1个电阻器。
4.根据权利要求3所述的PGA，还包括：
在所述第一多个电阻器中的每个之前和之后耦合的第一多个开关，能够根据所述第一多个开关选择第一反馈电压；以及
在所述第二多个电阻器中的电阻器之后耦合的第二多个开关，能够根据所述第二多个开关选择所述第一反馈电压；
在所述第四多个电阻器中的每个之前和之后耦合的第三多个开关，能够根据所述第三多个开关选择第二反馈电压；以及
在所述第五多个电阻器中的电阻器之后耦合的第四多个开关，能够根据所述第四多个开关选择所述第二反馈电压。
5.根据权利要求2所述的PGA，其中所述第一电阻器网络耦合在所述第一输出节点与所述第一反相输入节点之间以提供所述第一反馈电压。
6.根据权利要求4所述的PGA，其中所述第一电阻器网络耦合在所述第一输出节点与所述第一反相输入节点之间以提供所述第一反馈电压，并且所述第二电阻器网络耦合在所述第二输出节点与所述第二反相输入之间以提供所述第二反馈电压。
7.根据权利要求2所述的PGA，还包括第二运算放大器，其包括第二非反相输入节点、第二反相输入节点和第二输出节点，其中所述第一电阻器网络耦合在所述第一输出节点与所述第二输出节点之间。
8.根据权利要求4所述的PGA，其中所述第一非反相输入节点和所述第二非反相输入节点各自经耦合以接收差分信号对中的一个。
9.根据权利要求8所述的PGA，其中所述第一输出节点耦合到所述第一反相输入以提供所述第一反馈电压，并且所述第二输出节点耦合到所述第二反相输入以提供所述第二反馈电压。
10.一种电子设备，其包括：
第一运算放大器，其具有第一反相输入节点和第一非反相输入节点，并且还经耦合以在第一输出节点上提供第一输出信号；
第二运算放大器，其具有第二反相输入节点和第二非反相输入节点，并且还经耦合以在第二输出节点上提供第二输出信号，所述第一运算放大器和所述第二运算放大器中的每个经耦合以在相应的非反相输入上接收差分信号对中的相应一个；以及电阻器网络，其具有的第一端子耦合到所述第一输出节点，并且其具有的第二端子耦合到所述第二输出节点，所述电阻器网络包括：
串联耦合在所述第一输出节点和第一电阻器网络节点之间的第一多个电阻器；
串联耦合在所述第一电阻器网络节点和第二电阻器网络节点之间的第二多个电阻器；
与所述第二多个电阻器并联耦合在所述第一电阻器网络节点和所述第二电阻器网络节点之间的第一单元电阻器；以及
并联耦合在所述第二电阻器网络节点和参考电压之间的第三多个电阻器。
11.根据权利要求10所述的电子设备，其中所述电子设备是可编程增益放大器，其经耦合以将所述第一输出信号和所述第二输出信号提供给模数转换器即ADC。
12.根据权利要求11所述的电子设备，还包括：
第一反馈回路，其耦合在所述第一输出节点和所述第一反相输入节点之间，所述第一反馈回路具有第一电阻；以及
第二反馈回路，其耦合在所述第二输出节点和所述第二反相输入节点之间，所述第二反馈回路具有第二电阻。
13.根据权利要求10所述的电子设备，其中所述电子设备是仪表放大器，所述仪表放大器还包括第三运算放大器，所述第三运算放大器经耦合以在第三反相输入节点上接收所述第一输出信号并且在第三非反相输入节点上接收所述第二输出信号，并且还经耦合以在第三输出节点上提供第三输出信号。
14.根据权利要求13所述的电子设备，还包括：
第一反馈回路，其耦合在所述第一输出节点和所述第一反相输入节点之间，所述第一反馈回路具有第一电阻；
第二反馈回路，其耦合在所述第二输出节点和所述第二反相输入节点之间，所述第二反馈回路具有第二电阻；
第三反馈回路，其耦合在所述第三输出节点和所述第三反相输入节点之间，所述第三反馈回路具有第三电阻。
15.根据权利要求10所述的电子设备，还包括：
在所述第一多个电阻器中的每个之前和之后耦合的第一多个开关，能够根据所述第一多个开关选择反馈电压；以及
在所述第二多个电阻器中的电阻器之后耦合的第二多个开关，能够根据所述第二多个开关选择所述反馈电压。
可编程增益放大器和包含PGA的ΔΣ模数转换器
技术领域
背景技术
附图说明
具体实施方式
闭合开关S6提供32的增益；闭合开关S7提供64的增益；并且闭合开关S8提供128的增益。
100B 100 0.5 128 39.0625 5 5
100C 100 0.5 20 2500 5 50
200B均提供从1到32的可编程增益。除了提供差分输出外，PGA 200A和200B分别是先前呈现的PGA100A和100B的较短版本。PGA 200B中的运算放大器202、204中的每一个具有电阻器阵列216，该电阻器阵列包括六个电阻器，这些电阻器串联耦合并且具有相应的电阻32R、16R、
8R、4R、2R和1R，总电阻为64R，从而使PGA 200B总电阻为128。
214之间的另一电阻器。最后，第三组210包括并联耦合在节点214和共模电压VCM之间的四个电阻器；第二组和第三组中的每个电阻器具有的电阻为1R。PGA 200A中的运算放大器202、
204的相应反馈回路中的电阻器阵列各自需要15R的电阻，以使PGA 200A中的总电阻为30R。
如先前的比较中所示，当两个实施方式被设计为具有相等的驱动电流时，PGA 200A所需的面积比PGA 200B少得多。当在相等驱动电流的情况下与PGA 200B相比时，PGA 200A的实施例需要的电阻单元数量要少得多，并且实现更好的匹配。当实施方式被设计为具有RUNIT的相等值时，PGA 200A所占的面积比PGA 200B少得多。
1R的电阻；以及电阻器R59，其具有1R的电阻并且与电阻器组308中的其余电阻器并联耦合在节点307和节点309之间。第三电阻器组310包括并联耦合在节点309和参考电压VCM之间的五个电阻器。取决于所利用的设计参数，与PGA 300B相比，PGA300A可以在更小的面积内实现，或者可以需要更低的功率来操作。
每个电阻器网络405包括三个电阻器组410、414、420。电阻器组410包括串联耦合在运算放大器402的输出节点404和电阻器网络节点406之间的M个电阻器，其中M是大于或等于2的整数。电阻器组410中的每个电阻器的电阻值可以是RUNIT的整数倍，然而这不是必需的。定位一组M+1个开关412以在电阻器组410中的每个电阻器之前和之后提供抽头，以便可以将反馈电压VFB提供给运算放大器402的反相输入403。
416通常不位于电阻器组415中的每个串联耦合电阻器之后，而是放置在电阻器组415中的选定电阻器之后，以为反馈电压VFB提供适当的值并且确定期望的增益。最后，电阻器组420包括并联耦合在电阻器网络节点408和参考电压VREF之间的N个电阻器，其中电阻器网络420中的所有电阻器都是单元电阻器。将理解的是，尽管图4A的实施例被示为利用差分信号的PGA，但是PGA 400A也可以被实现为单端PGA。在两种实施方式中，与现有技术的实施例相比，电阻器网络405的布局可以提供以下一项或多项的改进：CMRR性能、增益误差、较小的面积来实现以及较低的功率要求。
来自每个PGA 508的输出然后被发送到相应的ΔΣADC 510A-510H。来自ADC 510的输出被发送到控制和串行外围接口(SPI)，其中可以在芯片输出上提供信息。可以根据PGA 400A、
400B中的一个的实施例来实现PGA 508，以提供所公开的CMRR和增益误差方面的优点。
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