Σ-Δ闭环加速度计接口电路中的低噪声前置补偿电路

摘要

Σ-Δ闭环加速度计接口电路中的低噪声前置补偿电路，它涉及一种Σ-Δ闭环加速度计接口电路，它解决了目前高阶系统设计导致的稳定性差，后级按比例放大部分的运算放大器低频工作时较高的闪烁噪声与电压失调的问题。输入信号Xinp通过开关S11n、电容C1n、开关S22n、开关S1n、运算放大器OP反向输入端、运算放大器OP的正向输出端、开关S1nd输出信号Youtp，输入信号Xinn通过开关S11p、电容C1p、开关S22p、开关S1p、运算放大器OP正向输入端、运算放大器OP的反向输出端、开关S1pd输出信号Youtn。本发明可保证高阶系统稳定性，降低放大器工作闪烁噪声和失调电压，提高系统信噪比及系统性能。

主权项

1.Σ-Δ闭环加速度计接口电路中的低噪声前置补偿电路，其特征在于，它由开关S11n、开关S12n、开关S13n、开关S21n、开关S22n、开关S23n、开关S11p、开关S12p、开关S13p、开关S21p、开关S22p、开关S23p、开关S1n、开关S2n、开关S3n、开关S1p、开关S2p开关S3p、开关S1nd、开关S2nd、开关S1pd、开关S2pd、电容C1n、电容C2n、电容C3n、电容C1p、电容C2p、电容C3p、运算放大器OP组成；开关S11n的一端与输入信号Xinp相连；开关S11n的另一端同时与开关S21n的一端、电容C2n的一端、电容C1n的一端相连；开关S21n的另一端接地；电容C1n的另一端同时与开关S22n的一端、开关S12n的一端相连；电容C2n的另一端同时与开关S13n的一端、开关S23n的一端相连；开关S12n另一端接地；开关S23n的另一端接地；开关S22n的另一端、开关S13n的另一端同时与开关S1n的一端、开关S2p的一端、开关S3n的一端、电容C3n的一端相连；开关S11p的一端与输入信号Xinn相连；开关S11p的另一端同时与开关S21p的一端、电容C2p的一端、电容C1p的一端相连；开关S21p的另一端接地；电容C1p的另一端同时与开关S22p的一端、开关S12p的一端相连；电容C2p的另一端同时与开关S13p的一端、开关S23p的一端相连；开关S12p另一端接地；开关S23p的另一端接地；开关S22p的另一端、开关S13p的另一端同时与开关S1p的一端、开关S2n的一端、开关S3p的一端、电容C3p的一端相连；开关S1n的另一端、开关S2n的另一端同时与运算放大器的OP的反向输入端相连；开关S1p的另一端、开关S2p的另一端同时与运算放大器的OP的正向输入端相连；运算放大器的正向输出端分别与开关S1nd的一端、开关S2pd的一端相连；运算放大器的反向输出端分别与开关S1pd的一端、开关S2nd的一端相连；开关S3n的另一端、电容C3n的另一端、开关S1nd的另一端、开关S2nd的另一端同时相连为整个电路的输出端Youtp；开关S3p的另一端、电容C3p的另一端、开关S1pd的另一端、开关S2pd的另一端同时相连为整个电路的输出端Youtn；相位补偿电路实现的离散域传递函数如式1所示：式1令C2=C3，C1=αC3，其中C1n=C1p= C1，C2n=C2p= C2，C3n=C3p= C3 则可得式2：式2式2中的α由开关电容网络的采样电容和积分电容的比值确定， 即；上述所有开关的通断状态控制步骤为：第一步，开关S11n、开关S12n、开关S13n、开关S11p、开关S12p、开关S13p闭合，开关S3n和S3p断开，开关S21n、开关S22n、开关S23n、开关S21p、开关S22p、开关S23p断开，开关S1n、开关S1p、开关S1nd、开关S1pd闭合，开关S2p、开关S2n_、开关S2pd、开关S2nd断开，电容C1n与电容C1p进行信号采样，同时电容C2n与电容C2p进行信号无延迟积分；第二步，开关S3n和开关S3p闭合，开关S11n、开关S12n、开关S13n、开关S11p、开关S12p、开关S13p断开，开关S21n、开关S22n、开关S23n、开关S21p、开关S22p、开关S23p断开，开关S1n、开关S1p、开关S1nd、开关S1pd断开，开关S2p、开关S2n、开关S2pd、开关S2nd断开，对电容C3n、电容C3p进行复位；第三步，开关S21n、开关S22n、开关S23n、开关S21p、开关S22p、开关S23p闭合，开关S3n和开关S3p断开，开关S11n、开关S12n、开关S13n、开关S11p、开关S12p、开关S13p断开，开关S2p、开关S2n、开关S2pd、开关S2nd闭合，开关S1n、开关S1p、开关S1nd、开关S1pd断开，对电容C1n与电容C1p上一周期采样的信号进行积分，同时电容C2n与电容C2p进行复位； 此过程不断循环下去；其中开关S2p、开关S2n、开关S1n、开关S1p、开关S2pd、开关S2nd、开关S1nd、开关S1pd的时钟频率比开关S11n、开关S12n、开关S13n、开关S21n、开关S22n、开关S23n、开关S11p、开关S12p、开关S13p、开关S21p、开关S22p、开关S23p的时钟频率低，使开关S2p、开关S2n、开关S1n、开关S1p、开关S2pd、开关S2nd、开关S1nd、开关S1pd在每个工作周期的状态不一定变化。