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共模感测架构


技术摘要:
本公开涉及一种放大器,该放大器包括差分正输入(602)、差分负输入(604)和晶体管(652)。该晶体管(652)在晶体管(652)的源极处通信地耦接到差分正输入(602)和差分负输入(604)。该晶体管(652)被配置为跟踪差分正输入(602)和差分负输入(604)的输入共模。
背景技术:
仪表放大器可用于多种工业应用中。仪表放大器可包括差分放大器。差分放大器 是一种电子放大器,其放大两个输入电压之间的差值,但抑制两个输入共有的任何电压。差 分放大器可以是具有两个输入和一个输出的模拟电路,其中,在理想情况下,该输出与两个 电压之间的差值成比例。仪表放大器可包括具有输入缓冲放大器的差分放大器。这可减少 或消除对输入阻抗匹配的需要。因此,该放大器可更适用于测量和测试设备。 在许多传感器应用中,由于复杂的操作环境,弱的传感器输出信号可被放大。然 而,同时强的共模信号变化(如电力线噪声)将被拒绝。仪表放大器可被配置为提供差分增 益和高共模抑制。 仪表放大器的共模抑制比被定义为输入共模信号的变化除以输出信号随频率的 变化。差的共模抑制比可由电阻器比率的失配和输入运算放大器的共模增益的失配引起。 仪表放大器的经典架构是使用具有电阻器反馈网络的三个放大器。 仪表放大器的理想共模增益为零。共模增益可由电阻器比率的失配和输入运算放 大器的共模增益的失配引起。仪表放大器可以用单独的运算放大器和精密电阻器构建,但 还可以集成电路形式来提供。
技术实现要素:
本公开的实施方案包括共模感测放大器。该放大器包括差分正输入、差分负输入 和第一晶体管。第一晶体管在该晶体管的源极处通信地耦接到差分正输入和差分负输入。 晶体管被配置为跟踪差分正输入和差分负输入的输入共模。结合上述实施方案中的任一个 实施方案,放大器中的电阻网络的第一端被配置为从差分正输入接收输入,并且电阻网络 的第二端被配置为从差分负输入接收输入。结合上述实施方案中的任一个实施方案,第一 晶体管在该晶体管的源极处耦接到电阻网络。结合上述实施方案中的任一个实施方案,第 一晶体管被配置为生成与差分正输入和差分负输入的输入共模对应的共模输出。结合上述 实施方案中的任一个实施方案,共模输出是偏压电流。结合上述实施方案中的任一个实施 方案,该放大器还包括交叉偶联电流源。结合上述实施方案中的任一个实施方案,交叉耦联 电流源被配置为匹配差分正输入和差分负输入之间的电流差分。结合上述实施方案中的任 一个实施方案,第一晶体管的输出电压等于差分正输入和差分负输入的电压的平均值。结 4 CN 111587533 A 说 明 书 2/6 页 合上述实施方案中的任一个实施方案,该放大器包括第二晶体管,该第二晶体管包括由差 分正输入驱动的栅极并通信地耦接到第一晶体管。结合上述实施方案中的任一个实施方 案,该放大器包括第三晶体管,该第三晶体管包括由差分负输入驱动的栅极并通信地耦接 到第一晶体管。 本公开的实施方案包括系统。该系统包括仪表放大器、共模输出、差分正输入和差 分负输入。仪表放大器可包括上述共模感测放大器中的任一者。结合上述实施方案中的任 一个实施方案,仪表放大器可接收来自信号源的信号,其中该信号源为屏蔽电缆,并且该共 模输出被配置为由于屏蔽电缆的失配阻抗而提高共模抑制。 本公开的实施方案可以包括由上述的任何放大器或系统执行的方法。 附图说明 图1是根据本公开的实施方案的使用仪表放大器的系统的图示。 图2是根据本公开实施方案的使用仪表放大器的另一系统的图示。 图3是由其他解决方案使用的示例性仪表放大器的图示。 图4是由其他解决方案使用的另一个示例性仪表放大器的图示。 图5是根据本公开实施方案的仪表放大器的图示。 图6是根据本公开实施方案的跨导放大器的图示。 图7是根据本公开实施方案的跨导放大器的更详细图示。
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