差分放大器装置和转换器装置的制作方法

差分放大器装置和转换器装置
1.本公开涉及放大器设计领域。具体地，本技术涉及一种差分放大器装置和转换器装置。
2.本技术要求德国专利申请102020133990.9的优先权，其公开内容通过引用并入本文。


背景技术：

3.一种用于驱动微法拉范围内的高电容负载以作为数据转换器(例如模数转换器adc)的参考的全差分放大器的设计应满足不同的要求，例如低输出阻抗和良好的稳定时间以满足线性要求，以及良好的噪声性能。
4.为了满足这些要求，第一种已知的解决方案降低了放大器的速度，并使用隔离电阻器将外部电容器与放大器去耦。这种解决方案的缺点是所述隔离电阻器限制了负载调节。
5.第二种已知的解决方案采用双反馈技术，该双反馈技术使用包括回路中的隔离电阻器的慢反馈路径和通过将输出端连接到除隔离电阻器之外的输入端而产生的高频回路。所述解决方案的缺点是，内部回路需要比简单地从外部补偿放大器的情况慢得多。所述缺点也适用于第一种解决方案。
6.此外，上述两种解决方案仅适用于驱动连接到地的电容器。当驱动电容器的两个端子时，在上述两种解决方案中，回路增益跨过零分贝的频带较大，这意味着噪声带宽和/或增益峰值差得多。
7.因此，目的是提供一种差分放大器装置和转换器装置，其解决了上述现有技术的至少一些缺点。
8.该目的通过独立权利要求的主题来实现。另外的改进和实施例在从属权利要求中定义。
9.除非另有说明，否则上文中提供的术语的定义也适用于以下描述。


技术实现要素：

10.在一个实施例中，差分放大器装置包括第一输入端、第二输入端、第一输出端、第二输出端、共模回路和差模回路。第一输入端被配置为接收第一输入信号。第二输入端被配置为接收第二输入信号。第一输出端被配置为提供第一输出信号。第二输出端被配置为提供第二输出信号。共模回路被配置为根据共模参考信号与第一输出信号和第二输出信号的平均值之间的差来调节差分放大器装置的输出共模。差模回路被配置为根据第一输入信号和第二输入信号之间的差与第一输出信号和第二输出信号之间的差之间的差值来调节差分放大器装置的差模输出。其中，第一输出信号和第二输出信号之间的差基本上是恒定的。
11.通过差分放大器装置的共模回路，根据共模参考信号与第一输出信号和第二输出信号的平均值之间的差的来调节输出共模，第一输出信号和第二输出信号的平均值即为第一输出信号和第二输出信号之和的一半。差模回路调节差分放大器装置的差模输出。为此，
第一输入信号和第二输入信号之间的差以及第一输出信号和第二输出信号之间的差用于形成所述差之间的差值，该差值用于调节差模输出。第一输出信号和第二输出信号之间的差基本上保持恒定。
12.在一个改进中，共模回路被进一步配置为实现至少一个低频极点，通过所述至少一个低频极点来使共模回路变慢。
13.所提出的差分放大器装置实现了对共模回路的补偿方案，而不影响差分回路的各个参数。这提高了差分放大器装置的稳定性。此外，实现了高直流dc精度。
14.在一个改进中，共模回路的单位增益频率高于差模回路的单位增益频率。
15.在一个改进中，放大器装置的整体共模回路进一步被配置为实现至少两个极点和零点，通过所述至少两个极点和零点，整体共模回路的增益具有每十倍频20分贝的零点交叉(zero crossing)。
16.通过这样做，尽管没有用于整体共模回路的外部极点，但整体共模回路是稳定的。由于对共模回路的约束也更加宽松，因此从瞬态响应来看，不太关注使用极点和零点来保证其稳定性。
17.在一个改进中，差分放大器装置包括至少第一放大级和第二放大级。第一放大级包括第一差分放大器，该第一差分放大器具有第一对差分输入端子、第一对差分输出端子和控制端子。第一对差分输入端子连接到差分放大器装置的第一输入端和第二输入端。第二放大级包括第二差分放大器，该第二差分放大器具有第二对差分输入端子和第二对差分输出端子。第二对差分输出端子连接到第一放大器的第一对差分输出端子。第二对差分输出端子连接到差分放大器装置的第一输出端和第二输出端。
18.在可选的改进中，差分放大器装置还可以包括第三放大级，第三放大级耦合在第二放大级的下游，即在第二差分输出对与第一输出端和第二输出端之间。
19.在另一可选改进中，差分放大器装置可以具有甚至多于三个级。
20.在一个改进中，共模回路包括至少第一放大级和第二放大级、共模反馈放大器和滤波器组件。共模反馈放大器具有第一反馈输入端子、第二反馈输入端子和反馈输出端子。第一反馈输入端子被配置为接收第一输入信号和第二输入信号的平均值。反馈输出端子连接到第一差分放大器的控制端子。滤波器组件包括滤波器电容器和滤波器电阻器。滤波器电容器连接到第二反馈输入端子和参考电位端子。滤波器电阻器的一个端子连接到第二反馈输入端子。滤波器电阻器的另一个端子被配置为接收第一输出信号和第二输出信号的平均值。
21.共模反馈放大器根据第一输入信号和第二输入信号的平均值与第一输出信号和第二输出信号的平均值之间的差来经由第一放大器a1的控制端子调节第一放大器a1的电流源的至少一部分。滤波器组件实现了低频极点，这提高了共模回路的稳定性。这种专用的低频极点被故意引入共模回路，否则共模回路将仅依赖于内部寄生电容。
22.在一个改进中，差模回路包括第一放大级和第二放大级以及第一跨阻抗元件和第二跨阻抗元件。第一跨阻抗元件在反馈回路中连接在第二差分放大器的第二对差分输入端子中的第一端子和第二对差分输出端子中的第一端子之间，从而形成差模回路的第一支路。第二跨阻抗元件在反馈回路中连接在第二差分放大器的第二对差分输入端子中的第二端子和第二对差分输出端子中的第二端子之间，从而形成差模回路的第二支路。
23.通过第一跨阻抗元件和第二跨阻抗元件实现了滞后-超前补偿，该滞后-超前补偿使差模回路的第一支路和第二支路稳定。因此避免了如现有技术解决方案中那样dc增益与稳定时间之间的折中。此外，跨阻抗元件的使用有助于实现跨工艺、电压和温度的恒定负载调节。
24.在进一步的改进中，第一跨阻抗元件和第二跨阻抗元件中的每一个包括第一电阻器和第二电阻器以及第一电容器和第二电容器。其中第一电阻器和第一电容器并联连接，以形成并联连接件。第二电阻器串联连接到该并联连接件，从而形成串联连接件。第二电容器并联连接到该串联连接件。
25.在一个改进方案中，第一电容器的电容的大小被确定为比第二电容器的电容大例如十倍。
26.在一个改进方案中，第一电阻器和第二电阻器的相应电阻的大小被确定为基本相等。
27.每个跨阻抗元件实现极点，该极点产生共模回路的回路增益的每十倍频20分贝的零点交叉。第一电阻器和第二电阻器设置差分放大器装置的增益值。第一电阻器和第二电阻器与第一电容器一起产生极点和零点，用于稳定差分回路。第二电容器增加了一个极点，该极点主要用于进一步稳定共模回路。
28.在一个改进中，共模参考信号由第一输入信号和第二输入信号的平均值表示。
29.在替选实施方式中，共模参考信号可以在外部产生。
30.在一个改进中，差分放大器装置的第一输出端被配置为连接到可连接负载电容器的第一端子。差分放大器装置的第二输出端被配置为连接到可连接负载电容器的第二端子。
31.由此，所提出的放大器装置形成外部补偿的多级全差分放大器，即通过可连接的负载电容器形成外部补偿的多级全差分放大器。负载电容器可以具有相当大的负载，例如在几个微法拉的范围内的负载。通过如上所述的放大器装置的设计，能够驱动由负载电容器表示的高电容负载。
32.在一个实施例中，转换器装置包括如上直接描述的差分放大器装置、连接在差分放大器装置的第一输出端和第二输出端之间的负载电容器、以及模数转换器。所述模数转换器连接在差分放大器装置的第一输出端和第二输出端之间。
33.基于如上所定义的差分放大器装置的转换器装置实现了良好的线性度和低输出阻抗，例如低于1欧姆。此外，与开头描述的现有技术解决方案相比，稳定时间和噪声性能得到了改善。此外，仅需要差分放大器装置外部的一个电容器来操作转换器装置。该外部电容器由负载电容器表示。所述负载电容器是差分连接的。与开头描述的现有技术解决方案相比，可以节省通常需要的第二个外部电容器。
34.这允许放大器的设计真正受到与外部电容器一起形成的差分回路时间常数的限制，从而受到线性约束的限制，而不是受到具有更宽松约束的共模回路的限制。
附图说明
35.参照附图并通过示例性实施例，下面的文字详细解释了所提出的差分放大器装置和转换器装置。在功能上相同或具有相同效果的组件和电路元件具有相同的附图标记。只
要电路部件或组件在功能上彼此对应，则在以下各图中将不再重复对其描述。在附图中：
36.图1示出了所提出的差分放大器装置和转换器装置的示例性实施例，
37.图2示出了用于图1的实施例的示例图，
38.图3示出了用于图1的实施例的示例图。
具体实施方式
39.图1示出了所提出的差分放大器装置和转换器装置的示例性实施例，放大器装置具有第一输入端10、第二输入端11、第一输出端20、第二输出端21、共模回路l1和差模回路l2a、l2b。第一输入端10被配置为接收第一输入信号vip。第二输入端11被配置为接收第二输入信号vin。第一输出端20被配置为提供第一输出信号vrefp。第二输出端21被配置为提供第二输出信号vrefn。共模回路l1被配置为根据共模参考信号vci与第一输出信号vrefp和第二输出信号vrefn的平均值之间的差来调节差分放大器装置的输出共模。差模回路l2a、l2b被配置为根据第一输入信号vip与第二输入信号vin之间的差和第一输出信号vrefp与第二输出信号vrefn之间的差之间的差值来调节差分放大器装置的差模输出。其中，第一输出信号vrefp与第二输出信号vrefn之间的差基本上是恒定的。
40.差分放大器装置根据由第一输入信号vip和第二输入信号vin表示的差分输入信号来生成第一输出信号vrefp和第二输出信号vrefn形式的差分输出信号。
41.第一输入信号vip和第二输入信号vin以及第一输出信号vrefp和第二输出信号vrefn可以各自包括电压信号或电压。在示例性实施例中，第一输入信号vip的电压值可以为0v，第二输入信号vin的电压值可以为1.8v，第一输出信号vrefp的电压值可以为1350mv，第二输出信号vrefn的电压值可以为450mv。
42.在所描绘的示例性实施例中，差分放大器装置由三个放大级组成。第一放大级包括第一差分放大器a1，第二放大级包括第二差分放大器a2，并且第三放大级包括第四差分放大器a4。要注意的是，第三放大级，即第四差分放大器a4，是可选的。
43.第一差分放大器a1具有形成第一对差分输入端子的第一输入端a11和第二输入端a12。此外，第一差分放大器a1具有形成第一对差分输出端子的第一输出端子a14和第二输出端子a15。第一放大器a1还具有控制端子a13，其被配置为控制第一放大器a1的内部电流源。第一放大器a1的第一输入端子a11例如经由电阻器r3连接到第一输入端10。第一放大器a1的第二输入端子a12例如经由电阻器r4连接到第二输入端11。
44.第二差分放大器a2具有第一输入端子a21和第二输入端子a22，第一输入端子a21和第二输入端子a22一起表示第二对差分输入端子。第二差分放大器a2还具有第一输出端子a23和第二输出端子a24，第一输出端子a23和第二输出端子a24一起表示第二对差分输出端子。第二放大器a2的第一输入端子a21例如以直接方式连接到第一放大器的第一输出端子a14。第二放大器a2的第二输入端子a22例如以直接方式连接到第一放大器a1的第二输出端子a15。
45.第四差分放大器a4具有第一输入端子a41和第二输入端子a42，第一输入端子a41和第二输入端子a42表示第三对差分输入端子。第四差分放大器a4还具有第一输出端子a43和第二输出端子a44，第一输出端子a43和第二输出端子a44一起表示第三对差分输出端子。在所描绘的示例中，第四放大器a4的第一输出端a43例如直接连接到第一输出端20。第四放
大器a4的第二输出端子a44例如直接连接到第二输出端21。在没有可选的第四放大器a4的实现方式中，第二放大器的第一输出端a23连接到第一输出端20，而第二放大器a2的第二输出端子a24连接到第二输出端21。
46.差分放大器装置还包括第一跨阻抗元件z1和第二跨阻抗元件z2。第一跨阻抗元件z1连接在第二差分放大器a2的第一输入端子a21和第二差分放大器a2的第一输出端子a23之间的反馈回路中。第二跨阻抗元件z2连接在第二差分放大器a2的第二输出端子a24和第二输入端子a22之间的另一反馈回路中。第一跨阻抗元件z1和第二跨阻抗元件z2中的每一个基本上包括第一电阻器r9、第二电阻器r10、第一电容器c1和第二电容器c2。第一电阻器r9和第一电容器c1并联连接，以形成并联连接件。第二电阻器r10串联连接到该并联连接件，从而形成串联连接件。第二电容器c2并联连接到所述串联连接件。其中，第一电阻器r9和第二电阻器r10的大小被确定为基本相等，而第一电容器c1的大小设定为具有比第二电容器c2的电容高得多的电容值。
47.在所描绘的示例性实施例中，差分放大器装置还具有第一分压器r1、r2和第二分压器r7、r8。第一分压器具有电阻器r1和r2的串联连接件。所述串联连接件连接在放大器装置的第一输入端10和第二输入端11之间。电阻器r1和r2的大小被确定为基本上相等。电阻器r1和r2之间的连接点形成节点13，在节点13处提供共模参考信号vci。在该示例性实施例中，共模参考信号vci由平均输入信号vci实现，该平均输入信号vci相当于第一输入信号vip和第二输入信号vin之和的一半。详细地说，平均输入信号vci相当于：
48.vci＝(vip+vin)/2
49.其中，vci表示平均输入信号vci，vip表示第一输入信号vip，vin表示第二输入信号vin。
50.第一分压器r1、r2表示用于产生共模参考信号vci的一种实现可能性。
51.第二分压器r7、r8连接在第一输出端20和第二输出端21之间。它包括电阻器r7和电阻器r8的串联连接件。电阻器r8和r9的大小被确定为基本上相等。电阻器r7和电阻器r8之间的连接点形成节点14，在节点14处提供平均输出信号vco。平均输出信号vco相当于第一输出信号vrefp和第二输出信号vrefn之和的一半。详细地说，平均输出信号vco相当于：
52.vco＝(vrefp+vrefn)/2
53.其中，vco表示平均输出信号vco，vrefp表示第一输出信号vrefp，vrefn表示第二输出信号vrefn。
54.所描绘的实施例中的差分放大器装置还包括第一反馈滤波器f1和第二反馈滤波器f2。第一反馈滤波器f1连接在第一输出端20和第一输入端10之间。第二反馈滤波器f2连接至第二输出端21和第二输入端11。第一反馈滤波器和第二反馈滤波器f1、f2中的每一个都包括电容器c4和电阻器r5的并联连接件。
55.差分放大器装置还包括共模反馈放大器a3和滤波器组件r11、c3。共模反馈放大器a3具有第一反馈输入端子a31、第二反馈输入端子a32和反馈输出端子a33。第一反馈输入端子a33例如直接连接到节点13，并因此接收平均输入信号vci。第二反馈输入端子a32通过滤波器组件c3、r11连接到节点14。第二反馈输入端子a32因此接收由滤波器组件c3、r11过滤的平均输出信号vco。反馈输出端子a33例如直接连接到第一差分放大器a1的控制端子a13。滤波器组件包括滤波器电容器c3和滤波器电阻器r11。滤波器电容器c3例如直接连接到第
二反馈输入端子a32和参考电位端子100。滤波器电阻器r11的一个端子连接到第二反馈输入端子a32，并且滤波器电阻器r11的另一个端子例如直接连接到节点14。
56.共模回路l1包括第一放大级和第二放大级，以及可选的第三放大级，以及共模反馈放大器a3和滤波器组件r11、c3。共模回路l1的等效电路被描绘在放大器装置的电路图下方的左侧。放大器a表示上述三个放大级。从平均输入信号vci中减去平均输出信号vco，并将所得差耦合回共模回路中。
57.共模反馈放大器a3根据第一输入信号和第二输入信号的平均值(即平均输入信号vci)与第一输出信号和第二输出信号的平均值(即平均输出信号vco)之间的差来调节第一放大器a1的电流源的至少一部分。滤波器组件r11、c3增加了低频极点，这提高了共模反馈回路l1的稳定性。所描述的三级放大器不必像在现有技术的实现中那样在内部进行米勒(miller)补偿，因为由滤波器组件r11和c3实现的低频极点完成了这一任务。
58.差模回路包括第一支路l2a和第二支路l2b。差模回路的第一支路l2a由第一放大级、第二放大级和可选的第三放大级、第一反馈滤波器f1和第一跨阻抗元件z1形成。差模回路的第二支路l2b由第一放大级、第二放大级和可选的第三放大级、第二反馈滤波器f2和第二跨阻抗元件z2形成。差模回路的等效电路在差分放大器上方左侧示出。第一输出信号vrefp和第二输出信号vrefn之间的差(表示为信号vd)经由反馈因子f耦合回放大器a的输入侧，该反馈因子f由第一反馈滤波器f1与电阻器r3以及第二反馈滤波器f2与电阻器r4一起实现。在输入侧，存在第一输入信号vip和第二输入信号vin的差，该差表示为信号vdref。从该差信号vdref中减去由滤波器f滤波的差信号vd，并将所得信号馈送到放大器a的输入端。负载电容器cload连接到等效电路中的差分输出端。
59.共模回路通过由电阻器r11和电容器c3产生的第一极点进行补偿。借助于高增益慢共模回路l1和低增益快差模回路l2a、l2b，通过第一电阻器r9和第一电容器c1而产生的低频零点以及第二极点产生超前-滞后补偿。此外，由第一电阻器r9和第二电阻器r10与第一电容器c1的组合而产生的零点以及由第一电阻器r9和第二电阻器r10以及第二电容器c2的组合而产生的极点产生第二超前-滞后补偿。差分回路主要由可连接的负载电容器cload进行补偿。为了不将dc增益与稳定性进行折中，引入第一跨阻抗元件z1和第二跨阻抗元件z2以产生用于进一步稳定放大器的滞后-超前补偿。
60.在共模回路l1中的滤波器组件r11、c3的替选实现中，滤波器电阻器r11可以由如本领域技术人员已知的接收平均输出信号vco的跨导来代替。
61.在替选实现中，可以应用其他回路整形和其他极点/零点整形，使得整个共模回路增益具有20db/dec交叉(crossover)。
62.在一个替选方案中，放大器装置的差模响应是宽带的，因此仅受外部负载电容器的限制。
63.转换器装置包括如上所述的差分放大器装置、负载电容器cload以及模数转换器50。负载电容器cload连接在差分放大器装置的第一输出端20和第二输出端21之间。模数转换器adc 50也连接在差分放大器装置的第一输出端20和第二输出端21之间。负载电容器cload由此可以具有在微法拉范围内的电容，例如四微法拉的电容。所提出的差分放大器装置能够驱动转换器装置的adc 50和负载电容器cload。因此，与现有技术的解决方案相比，所提出的差分放大器装置实现了良好的线性度、良好的稳定时间和良好的噪声性能。
64.图2示出了用于图1的实施例的示例图。在图2的上部，曲线图g1示出了共模回路l1的回路增益，并且曲线图g2以单独的形式示出了回路l2a、l2b相对于频率f的共模。在图2的下半部分，曲线图g3示出了所得到的相对于频率f的整体共模回路增益。
65.可以看出，如图2所示，曲线图g1具有由滤波器组件r11、c3产生的第一极点1。曲线图g1还具有由第一跨阻抗元件z1和第二跨阻抗元件z2的第一电阻器r9、第二电阻器r10和第一电容器c1产生的零点2。此外，曲线图g1具有由第一跨阻抗元件z1和第二跨阻抗元件z2的第一电阻器r9、第二电阻器r10和第二电容器c2产生的第二极点3。
66.曲线图g2示出了回路l2a、l2b的共模。曲线图g2具有由第一跨阻抗元件z1和第二跨阻抗元件z2的第一电阻器r9和第一电容器c1产生的第一极点4。曲线图g2还具有由第一跨阻抗元件z1和第二跨阻抗元件z2的第一电阻器r9、第二电阻器r10和第一电容器c1产生的零点5。此外，曲线图g2具有由第一跨阻抗元件z1和第二跨阻抗元件z2的第一电阻器r9、第二电阻器r10和第二电容器c2产生的第二极点6。
67.通过以上所有操作，共模回路通过内部极点和零点完全稳定，因此不需要外部补偿。
68.图3示出了用于图1的实施例的示例图。回路l2a、l2b的差模回路增益分别相对于频率f来描述。在上部中，以曲线图g4的形式示出了第一替选方案。曲线图g4具有由图1的负载电容器cload和放大器装置的等效电阻形成的输出极产生的第一下降7。极点8由第一电阻器r1和第一电容器c9产生。如图3所示，零点9由第二电阻器r10、第一电阻器r9和第一电容器c1产生。通过上述操作，放大器装置的稳定性变得独立于负载调节。
69.在图3的下部，描绘了曲线图g5，其示出了回路l2a、l2ab相对于频率f的替选差模回路增益。第一下降7是由图1的负载电容器cload和电路装置的等效电阻形成的输出极产生的。
70.应当理解，本公开不限于所公开的实施例以及上文已经具体示出和描述的内容。相反，可以有利地组合单独的从属权利要求或说明书中记载的特征。此外，本公开的范围包括那些对本领域技术人员显而易见的变化和修改。在权利要求或说明书中使用的术语“包括”不排除对应特征或过程的其他元素或步骤。在结合特征使用术语“一个”或“一”的情况下，它们不排除多个这样的特征。此外，权利要求中的任何附图标记不应被解释为限制范围。
71.附图标记列表
72.1,2,3,4,5,6,7,8,9极点或零点
73.10,11输入端
74.20,21输出端
75.13,14节点
76.vip,vin,vrefp,vrefn信号
77.vci,vco,vd,vdref信号
78.l1,l2a,l2b回路
79.a,a1,a2,a3,a4放大器
80.z1,z2跨阻抗级
81.r1,r2,r3,r4,r5,r7,r8电阻器
82.r9,r10,r11电阻器
83.c1,c2,c3,c4,cload电容器
84.a11,a12,a31,a32,a21,a22端子
85.a13,a14,a15,a22,a24,aa33端子
86.a41,a42,a43,a44端子
87.f1,f2滤波器
88.g1,g2,g3,g4,g5曲线图
89.50adc
90.100参考电位端子

技术特征：
1.一种差分放大器装置，包括：第一输入端(10)，其被配置为接收第一输入信号(vip)，第二输入端(11)，其被配置为接收第二输入信号(vin)，第一输出端(20)，其被配置为提供第一输出信号(vrefp)，第二输出端(21)，其被配置为提供第二输出信号(vrefn)，共模回路(l1)，其被配置为根据共模参考信号(vci)与所述第一输出信号和所述第二输出信号(vrefp、vrefn)的平均值(vco)之间的差来调节所述差分放大器装置的输出共模，以及差模回路(l2a、l2b)，其被配置为根据所述第一输入信号和所述第二输入信号(vip、vin)之间的差(vdref)与所述第一输出信号和所述第二输出信号(vrefp、vrefn)之间的差(vd)之间的差值来调节所述差分放大器装置的差模输出，其中，所述第一输出信号和所述第二输出信号(vrefp、vrefn)之间的差基本上是恒定的。2.根据权利要求1所述的差分放大器装置，其中，所述共模回路(l1)还被配置为实现至少一个低频极点，通过所述至少一个低频极点来使所述共模回路(l1)变慢。3.根据权利要求1或2所述的差分放大器装置，其中，所述共模回路(l1)的单位增益频率高于所述差模回路(l2a、l2b)的单位增益频率。4.根据权利要求1至3中任一项所述的差分放大器装置，其中，所述装置的整体共模回路被配置为实现至少两组极点和零点，通过所述至少两组极点和零点，所述整体共模回路的增益具有每十倍频20分贝的零点交叉。5.根据权利要求1至4中任一项所述的差分放大器装置，其中，所述差分放大器装置包括至少第一放大级和第二放大级，其中，所述第一放大级包括第一差分放大器(a1)，所述第一差分放大器(a1)具有第一对差分输入端子(a11、a12)、第一对差分输出端子(a14、a15)和控制端子(a13)，所述第一对差分输入端子(a11、a12)连接到所述第一输入端和所述第二输入端(10、11)，并且其中，所述第二放大级包括第二差分放大器(a2)，所述第二差分放大器(a2)具有第二对差分输入端子(a21、a22)和第二对差分输出端子(a23、a24)，所述第二对差分输入端子(a21、a22)连接到所述第一放大器(a1)的所述第一对差分输出端子(a14、a15)，所述第二对差分输出端子连接到所述第一输出端和所述第二输出端(20、21)。6.根据权利要求5所述的差分放大器装置，其中，所述共模回路(l1)包括至少所述第一放大级和所述第二放大级、共模反馈放大器(a3)和滤波器组件(r11，c3)，其中，所述共模反馈放大器(a3)具有第一反馈输入端子和第二反馈输入端子(a31、a32)以及反馈输出端子(a33)，其中，所述第一反馈输入端子(a31)被配置为接收所述共模参考信号(vci)，并且所述反馈输出端子(a33)连接到所述第一差分放大器(a1)的所述控制端子(a13)，其中，所述滤波器组件(r11、c3)包括滤波器电容器(c3)和滤波器电阻器(r11)，其中，
所述滤波电容器(c3)连接到所述第二反馈输入端子(a32)和参考电位端子(100)，并且其中，所述滤波器电阻器(r11)的一个端子连接到所述第二反馈输入端子(a32)，所述滤波器电阻器(r11)的另一端子被配置为接收所述第一输出信号和所述第二输出信号(vrefp、vrefn)的平均值。7.根据权利要求5或6所述的差分放大器装置，其中，所述差模回路(l2a、l2b)包括至少所述第一放大级和所述第二放大级、第一跨阻抗元件和第二跨阻抗元件(z1、z2)，其中，所述第一跨阻抗元件(z1)在反馈回路中连接在所述第二差分放大器(a2)的所述第二对差分输入端子(a21、a22)中的第一端子(a21)和所述第二对差分输出端子(a23、a24)中的第一端子(a23)之间，从而形成所述差模回路(l2a、l2b)的第一支路(l2a)，并且其中，所述第二跨阻抗元件(z2)在反馈回路中连接在所述第二差分放大器(a2)的所述第二对差分输入端子(a21、a22)中的第二端子(a22)和所述第二对差分输出端子(a23、a24)中的第二端子(a24)之间，从而形成所述差模回路(l2a、l2b)的第二支路(l2b)。8.根据权利要求7所述的差分放大器装置，其中，所述第一跨阻抗元件和所述第二跨阻抗元件(z1、z2)中的每一个包括第一电阻器和第二电阻器(r9、r10)以及第一电容器和第二电容器(c1、c2)，其中，所述第一电阻器(r9)和所述第一电容器(c1)并联连接以形成并联连接件，所述第二电阻器(r10)串联连接到所述并联连接件，从而形成串联连接件，并且所述第二电容器(c2)并联连接到所述串联连接件。9.根据权利要求8所述的差分放大器装置，其中，所述第一电容器(c1)的电容的大小被确定为大于所述第二电容器(c2)的电容。10.根据权利要求1至9中任一项所述的差分放大器装置，其中，所述共模参考信号(vci)由所述第一输入信号和所述第二输入信号(vip、vin)的平均值表示。11.根据权利要求1至10中任一项所述的差分放大器装置，其中，所述差分放大器装置的所述第一输出端(20)被配置为连接到可连接负载电容器(cload)的第一端子，并且所述差分放大器装置的第二输出端(21)被配置为连接到所述可连接负载电容器(cload)的第二端子，并且其中，所述可连接负载电容器(cload)具有在微法拉范围内的电容。12.一种转换器装置，包括：根据权利要求10所述的差分放大器装置，负载电容器(cload)和模数转换器(50)，所述负载电容器(cload)连接在所述差分放大器装置的第一输出端与第二输出端(20、21)之间，所述模数转换器(50)连接在所述差分放大器装置的第一输出端与第二输出端(20、21)之间。

技术总结
在一个实施例中，一种差分放大器装置包括：被配置为接收第一输入信号(VIP)的第一输入端(10)；被配置为接收第二输入信号(VIN)的第二输入端(11)；被配置为提供第一输出信号(VREFP)的第一输出端(20)；被配置为提供第二输出信号(VREFN)的第二输出端(21)；共模回路(L1)，所述共模回路被配置为根据共模参考信号(VCI)与第一输出信号和第二输出信号(VREFP、VREFN)的平均值(VCO)之间的差来调节所述差分放大器装置的输出共模；以及差模回路(L2a、L2b)，所述差模回路被配置为根据第一输入信号和第二输入信号(VIP、VIN)之间的差(VDREF)与第一输出信号和第二输出信号(VREFP、VREFN)之间的差(VD)之间的差值来调节所述差分放大器装置的差模输出。其中第一输出信号与第二输出信号(VREFP、VREFN)之间的差基本上是恒定的。VREFN)之间的差基本上是恒定的。VREFN)之间的差基本上是恒定的。


技术研发人员：茨里尼迪
受保护的技术使用者：AMS国际有限公司
技术研发日：2021.11.16
技术公布日：2023/7/25