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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2023-05-29
(45)【発行日】2023-06-06
(54)【発明の名称】増幅装置
(51)【国際特許分類】
H03F 3/34 20060101AFI20230530BHJP
H03F 1/32 20060101ALI20230530BHJP
H03F 3/38 20060101ALI20230530BHJP
【ＦＩ】
H03F3/34 210
H03F3/34 220
H03F1/32
H03F3/38
【請求項の数】
2
(21)【出願番号】P 2019039584
(22)【出願日】2019-03-05
(65)【公開番号】P2020145545
(43)【公開日】2020-09-10
【審査請求日】2022-02-10
(73)【特許権者】
【識別番号】000191238
【氏名又は名称】日清紡マイクロデバイス株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110002000
【氏名又は名称】弁理士法人栄光事務所
(72)【発明者】
【氏名】遠藤 大司
【審査官】石田 昌敏
(56)【参考文献】
【文献】特表２０１２－５０２５８１（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開平０９－２４４５９０（ＪＰ，Ａ）
【文献】実開昭５９－０５９０２１（ＪＰ，Ｕ）
【文献】特開２０１４－１４７０５０（ＪＰ，Ａ）
【文献】米国特許出願公開第２０１４／０３６８２６７（ＵＳ，Ａ１）
【文献】米国特許第０９９１２３０９（ＵＳ，Ｂ１）
【文献】特開２０１８－０６１１４３（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｈ０３Ｆ １／００－ ３／７２
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
入力信号を高周波帯域に変調する第１のチョッパ変調器と、前記第１のチョッパ変調器の出力を増幅する第１の増幅器と、
前記第１の増幅器の出力の信号成分を復調し、オフセット成分及び低周波雑音成分を高周波帯域に変調する第２のチョッパ変調器と、
前記第２のチョッパ変調器の出力を増幅する第２の増幅器と、
前記第１の増幅器と前記第２のチョッパ変調器との間に入出力が接続され、前記第１の増幅器の出力を負帰還して前記第１の増幅器において発生するオフセット成分及び低周波雑音成分を低減するノイズリダクションループ回路と、を備え、
前記ノイズリダクションループ回路は、
前記ノイズリダクションループ回路の入力を増幅する第３の増幅器と、
前記第３の増幅器の出力の高周波信号成分を低減するフィルタ回路と、
前記フィルタ回路の出力を増幅する第４の増幅器と、を有し、
前記第３の増幅器は、オフセット成分及び低周波雑音成分が低減された増幅器であり、
前記ノイズリダクションループ回路の入出力が負帰還構成となるよう接続され、
前記第３の増幅器は、前記第３の増幅器のオフセット成分及び低周波雑音成分を低減する機能を有する校正回路を備えるオートゼロ増幅器を含み、
前記オートゼロ増幅器は、前記校正回路として機能するオートゼロ増幅回路を備え、
前記オートゼロ増幅回路は、前記オートゼロ増幅回路における増幅器のオフセット成分及び低周波雑音成分を低減する校正信号をサンプリングする校正モードと、前記校正信号によりオフセット成分及び低周波雑音成分が低減された前記増幅器によって入力信号を増幅する増幅モードと、を有し、
前記オートゼロ増幅回路を前記校正モードに切り替える第１のスイッチと、前記オートゼロ増幅回路を前記増幅モードに切り替える第２のスイッチと、を備え、
前記第１及び第２のスイッチを所定の動作クロックによって交互に駆動して前記校正モードと前記増幅モードとを交互に動作させ、
前記オートゼロ増幅器を駆動する前記所定の動作クロックは、前記第１及び第２のチョッパ変調器を駆動する動作クロックの周波数より低い周波数の動作クロックとする、増幅装置。
【請求項2】
請求項１に記載の増幅装置であって、前記オートゼロ増幅器は、複数の前記オートゼロ増幅回路を有し、第１のオートゼロ増幅回路が前記校正モードにて動作する時、第２のオートゼロ増幅回路が前記増幅モードにて動作し、前記第１のオートゼロ増幅回路が前記増幅モードにて動作する時、前記第２のオートゼロ増幅回路が前記校正モードにて動作する、増幅装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、増幅装置に関する。
【背景技術】
【0002】
増幅器は、センサ信号等の増幅に広く用いられているが、いくつかの応用例では、増幅器内部のオフセット成分及び低周波雑音成分が非常に小さいことを要求される。従来の増幅器では、オフセット成分及び低周波雑音成分がその要求を満たすことができないため、オフセット成分及び低周波雑音成分を低減する手法が多く存在している。
【0003】
オフセット成分及び低周波雑音成分を低減する手法の一例として、チョッパ安定化増幅器が存在している。チョッパ安定化増幅器は、チョッパ変調器を用いて入力段の増幅器のオフセット成分及び低周波雑音成分のみが高周波帯域に変調するように構成することで、オフセット成分及び低周波雑音成分を低減する手法である。
【0004】
オフセット成分及び低周波雑音成分を低減する手法の他の例として、オートゼロ増幅器が存在している。オートゼロ増幅器は、内蔵している校正回路によって増幅器のオフセット成分及び低周波雑音成分を低減する手法である。一般にオートゼロ増幅器は、スイッチによって入出力を切り替え、校正モードと増幅モードとを交互に動作させる。そのため、一つのオートゼロ増幅器だけでは、校正モードの時に信号を増幅することができない。そこで、例えば非特許文献１に開示されているように、二つのオートゼロ増幅器を用意し、一方のオートゼロ増幅器が校正モードの時、もう片方が増幅モードとなり信号を増幅するように構成されたＰｉｎｇ－Ｐｏｎｇオートゼロ増幅器が採用されている。
【0005】
以上のように、オフセット成分及び低周波雑音成分を低減する手法の例として、チョッパ安定化増幅器とオートゼロ増幅器とが存在する。しかし、チョッパ安定化増幅器は、オフセット成分及び低周波雑音成分が高周波帯域に変調され、それがリップルノイズとなり、リップルノイズによる高周波雑音成分が生じる課題がある。また、オートゼロ増幅器は、オフセット成分及び低周波雑音成分を低減するような信号を校正回路がサンプリングする必要があるため、サンプリングの際に生じるエイリアシング雑音が発生し、エイリアシング雑音による低周波雑音成分が生じる課題がある。このため、これらの課題を改善するための手法がいくつか存在している。
【0006】
一例として、特許文献１に開示されているように、チョッパ安定化増幅器とＰｉｎｇ－Ｐｏｎｇオートゼロ増幅器の動作を組み合わせた手法が存在する。この手法を用いた場合、Ｐｉｎｇ－Ｐｏｎｇオートゼロ増幅器によって発生したエイリアシング雑音は、チョッパ変調器によって高周波帯域に変調されるため、低周波雑音成分を大きく低減できる。また、チョッパ変調器によって高周波帯域に変調されたオフセット成分及び低周波雑音成分は、Ｐｉｎｇ－Ｐｏｎｇオートゼロ増幅器によって大きく低減される。このため、オフセット成分及び低周波雑音成分が高周波帯域に変調されることによって発生するリップルノイズによる高周波雑音成分も大きく低減することができる。
【0007】
他の例として、特許文献２に開示されているように、チョッパ安定化増幅器の後段にスイッチドキャパシタ型のノッチフィルタを使用する手法が存在する。この手法を用いることによって、チョッパ安定化増幅器によって発生したリップルノイズはノッチフィルタによって低減され、結果としてオフセット成分及び低周波雑音成分だけではなく、高周波雑音も低減することができる。
【0008】
さらに他の例として、特許文献３、特許文献４に開示されているように、フィードバック手法を用いることで、チョッパ安定化増幅器のリップルノイズを低減する手法が存在する。この手法は、リップルノイズをフィードバック回路の入力の増幅器やカップリング容量によって検出した後に、フィードバック回路内部のチョッパ変調器によってリップルノイズをオフセット成分及び低周波雑音成分に復調し、入力段の増幅器の出力に負帰還させるものである。このフィードバックにより、入力段の増幅器によって発生するオフセット成分及び低周波雑音成分を低減する。この手法により、チョッパ変調器によって変調されるオフセット成分及び低周波雑音成分が低減され、結果としてリップルノイズ、つまり高周波雑音成分を低減できる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0009】
【文献】米国特許第６４７６６７１号明細書
【文献】米国特許第７２９２０９５号明細書
【文献】米国特許第７７６４１１８号明細書
【文献】米国特許第８１２０４２２号明細書
【非特許文献】
【0010】
【文献】Ion E. Opris and Gregory T.A. Kovacs, “A Rail-to-Rail Ping-Pong Op-Amp”, IEEE J. Solid-State Circuits, vol. 31, no 9, pp. 1320-1324, Sep. 1996.
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0011】
図７は、チョッパ安定化増幅器を用いた増幅回路の構成例を示す図である。図７では基本的なチョッパ安定化増幅器の構成を示している。チョッパ安定化増幅器は、チョッパ変調器１００１、増幅器１００２、チョッパ変調器１００３を備える。図７の構成において、増幅器１００２にはオフセット成分（Ｖoffset）及び低周波雑音成分（１／ｆ noise）が発生する。そこで、チョッパ変調器１００１によって低周波帯域の信号成分を増幅器１００２のオフセット成分及び低周波雑音成分が少ない高周波帯域に変調し、増幅器１００２にて増幅した後、チョッパ変調器１００３によって高周波帯域の信号成分を低周波帯域に復調する。これにより、チョッパ安定化増幅器の全体のオフセット成分及び低周波雑音成分を低減する。しかし、チョッパ変調器１００３によって高周波帯域に変調されたオフセット成分及び低周波雑音成分はリップルノイズとなり、高周波雑音成分が発生する課題が生じる。
【0012】
図８は、図７の増幅回路による信号成分、雑音成分及びオフセット成分の時間波形と周波数特性の一例を示す特性図である。図８では、信号成分、雑音成分、オフセット成分のそれぞれについて、時間波形と周波数分布の変化過程のイメージを示している。図８において、上段は時間波形、下段は周波数特性をそれぞれ示している。チョッパ変調器１００１及びチョッパ変調器１００３のチョッパ周波数をｆｃｈとする。信号成分は、一度チョッパ変調器１００１によって高周波帯域に変調された後に、増幅器１００２にて増幅され、増幅器１００２のオフセット成分及び低周波雑音成分が加算される。その後、チョッパ変調器１００３を通すことにより信号成分は復調され、オフセット成分及び低周波雑音成分は高周波帯域に変調される。このように、チョッパ安定化増幅器は、オフセット成分及び低周波雑音成分を高周波帯域に変調することによってリップルノイズが発生してしまうため、低雑音化を図るためには、リップルノイズの原因となるオフセット成分及び低周波雑音成分を低減する必要がある。
【0013】
本発明は、オフセット成分及び低周波雑音成分を高精度に低減することが可能な増幅装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0014】
本発明は、入力信号を高周波帯域に変調する第１のチョッパ変調器と、前記第１のチョッパ変調器の出力を増幅する第１の増幅器と、前記第１の増幅器の出力の信号成分を復調し、オフセット成分及び低周波雑音成分を高周波帯域に変調する第２のチョッパ変調器と、前記第２のチョッパ変調器の出力を増幅する第２の増幅器と、前記第１の増幅器と前記第２のチョッパ変調器との間に入出力が接続され、前記第１の増幅器の出力を負帰還して前記第１の増幅器において発生するオフセット成分及び低周波雑音成分を低減するノイズリダクションループ回路と、を備え、前記ノイズリダクションループ回路は、前記ノイズリダクションループ回路の入力を増幅する第３の増幅器と、前記第３の増幅器の出力の高周波信号成分を低減するフィルタ回路と、前記フィルタ回路の出力を増幅する第４の増幅器と、を有し、前記第３の増幅器は、オフセット成分及び低周波雑音成分が低減された増幅器であり、前記ノイズリダクションループ回路の入出力が負帰還構成となるよう接続され、前記第３の増幅器は、前記第３の増幅器のオフセット成分及び低周波雑音成分を低減する機能を有する校正回路を備えるオートゼロ増幅器を含み、前記オートゼロ増幅器は、前記校正回路として機能するオートゼロ増幅回路を備え、前記オートゼロ増幅回路は、前記オートゼロ増幅回路における増幅器のオフセット成分及び低周波雑音成分を低減する校正信号をサンプリングする校正モードと、前記校正信号によりオフセット成分及び低周波雑音成分が低減された前記増幅器によって入力信号を増幅する増幅モードと、を有し、前記オートゼロ増幅回路を前記校正モードに切り替える第１のスイッチと、前記オートゼロ増幅回路を前記増幅モードに切り替える第２のスイッチと、を備え、前記第１及び第２のスイッチを所定の動作クロックによって交互に駆動して前記校正モードと前記増幅モードとを交互に動作させ、前記オートゼロ増幅器を駆動する前記所定の動作クロックは、前記第１及び第２のチョッパ変調器を駆動する動作クロックの周波数より低い周波数の動作クロックとする、増幅装置を提供する。
【0020】
また、本発明は、上記の増幅装置であって、前記オートゼロ増幅器は、複数の前記オートゼロ増幅回路を有し、第１のオートゼロ増幅回路が前記校正モードにて動作する時、第２のオートゼロ増幅回路が前記増幅モードにて動作し、前記第１のオートゼロ増幅回路が前記増幅モードにて動作する時、前記第２のオートゼロ増幅回路が前記校正モードにて動作する、増幅装置を提供する。
【発明の効果】
【0026】
本発明によれば、オフセット成分及び低周波雑音成分を高精度に低減することが可能な増幅装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【0027】
【図1】第１の実施形態の増幅回路の構成を示す図である。
【図2】本実施形態の増幅回路による信号成分、雑音成分及びオフセット成分の時間波形と周波数特性の一例を示す特性図である。
【図3】第２の実施形態の増幅回路の構成を示す図である。
【図4】本実施形態の増幅回路におけるクロック信号の動作波形の一例を示す図である。
【図5】第３の実施形態の増幅回路の構成を示す図である。
【図6】第４の実施形態の増幅回路の構成を示す図である。
【図7】チョッパ安定化増幅器を用いた増幅回路の構成例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0028】
以下、本発明に係る増幅装置を具体的に開示した実施形態（以下、「本実施形態」という）について、図面を参照して詳細に説明する。
【0029】
本実施形態では、チョッパ変調器及びオートゼロ増幅器を用いたチョッパ安定化増幅器を含む増幅装置の構成例を例示する。
【0030】
（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態の増幅装置の構成を示す図である。第１の実施形態の増幅装置は、入力端より入力される入力信号Ｖｉｎを高周波帯域に変調するチョッパ変調器１０１と、チョッパ変調器１０１の出力を増幅する相互コンダクタンス増幅器１０２とを備える。また、増幅装置は、相互コンダクタンス増幅器１０２の出力の信号成分を低周波帯域に復調し、オフセット成分及び低周波雑音成分を高周波帯域に変調するチョッパ変調器１０３と、チョッパ変調器１０３にて復調された信号成分を増幅する増幅器１２０とを備える。増幅器１２０の出力が増幅装置の出力端となり、出力信号Ｖｏｕｔが出力される。また、増幅装置は、相互コンダクタンス増幅器１０２とチョッパ変調器１０３との間に入出力が接続されたノイズリダクションループ（Noise Reduction Loop）回路１１０を備える。
図１は、第１の実施形態の増幅装置の構成を示す図である。第１の実施形態の増幅装置は、入力端より入力される入力信号Ｖｉｎを高周波帯域に変調するチョッパ変調器１０１と、チョッパ変調器１０１の出力を増幅する相互コンダクタンス増幅器１０２とを備える。また、増幅装置は、相互コンダクタンス増幅器１０２の出力の信号成分を低周波帯域に復調し、オフセット成分及び低周波雑音成分を高周波帯域に変調するチョッパ変調器１０３と、チョッパ変調器１０３にて復調された信号成分を増幅する増幅器１２０とを備える。増幅器１２０の出力が増幅装置の出力端となり、出力信号Ｖｏｕｔが出力される。また、増幅装置は、相互コンダクタンス増幅器１０２とチョッパ変調器１０３との間に入出力が接続されたノイズリダクションループ（Noise Reduction Loop）回路１１０を備える。
【0031】
ノイズリダクションループ回路１１０は、高周波帯域に変調された信号成分を増幅する相互コンダクタンス増幅器１０２のオフセット成分及び低周波雑音成分を、チョッパ変調器１０３が高周波帯域に変調する前にフィードバックして低減する回路である。この構成により、ノイズリダクションループ回路１１０は、チョッパ変調器１０３の出力に発生するリップルノイズを低減する機能を有する。本明細書では、このような雑音低減機能を有する負帰還ループのフィードバック回路をノイズリダクションループ回路と呼ぶことにする。
【0032】
ノイズリダクションループ回路１１０は、ノイズリダクションループ回路１１０の入力を増幅するオートゼロ増幅器（Autozeroing Amplifier）１１１と、オートゼロ増幅器１１１の出力の高周波信号成分を低減するフィルタ回路（Filter）１１２と、フィルタ回路１１２の出力を増幅する相互コンダクタンス増幅器１１３とを有する構成である。ノイズリダクションループ回路１１０は、入出力が負帰還構成となるように相互コンダクタンス増幅器１０２とチョッパ変調器１０３との間に接続することにより、相互コンダクタンス増幅器１０２のオフセット成分及び低周波雑音成分を低減するように動作する。ノイズリダクションループ回路１１０によって、チョッパ変調器１０３により変調される相互コンダクタンス増幅器１０２のオフセット成分及び低周波雑音成分が低減される。したがって、ノイズリダクションループ回路１１０を設けることにより、チョッパ安定化増幅器の出力に本来現れる高周波帯域のリップルノイズが低減される。
【0033】
ただし、ノイズリダクションループ回路１１０の入力段に用いる増幅器のオフセット成分及び低周波雑音成分は、ノイズリダクションループ回路１１０の精度を低下させる。このため、増幅装置の入力段の相互コンダクタンス増幅器１０２のオフセット成分及び低周波雑音成分を低減する精度が下がり、結果として、増幅装置の出力にリップルノイズとして現れるおそれがある。このような事情に鑑み、ノイズリダクションループ回路１１０の入力段の増幅器には、オフセット成分及び低周波雑音成分を低減する工夫が必要となる。そこで本実施形態では、ノイズリダクションループ回路１１０の入力段に用いる増幅器をオートゼロ増幅器１１１として構成し、オフセット成分及び低周波雑音成分を低減することによって、この影響を十分無視できる。
【0034】
図２は、本実施形態の増幅回路による信号成分、雑音成分及びオフセット成分の時間波形と周波数特性の一例を示す特性図である。図２では、信号成分、雑音成分、オフセット成分のそれぞれについて、時間波形と周波数分布の変化過程のイメージを示している。図２において、上段は時間波形、下段は周波数特性をそれぞれ示している。チョッパ変調器１０１及びチョッパ変調器１０３のチョッパ周波数をｆｃｈとする。
【0035】
信号成分は、チョッパ変調器１０１によって高周波帯域に変調された後に、相互コンダクタンス増幅器１０２にて増幅される。その後、チョッパ変調器１０３を通すことにより信号成分は復調され、増幅器１２０にて増幅されて出力される。本実施形態では、ノイズリダクションループ回路１１０によって、図中の破線→実線で示すように、増幅回路の入力段の相互コンダクタンス増幅器１０２のオフセット成分及び低周波雑音成分が低減される。このため、増幅器１２０の出力において、増幅回路の出力として最終的に出力されるリップルノイズが低減される。
【0036】
前述した特許文献３の手法では、フィードバック回路内部のチョッパ変調器の後段にローパスフィルタ回路とスイッチドキャパシタ型のノッチフィルタを用いることによって、フィードバック回路の入力段の増幅器のオフセット成分及び低周波雑音成分の影響を低減させている。スイッチドキャパシタ型のノッチフィルタを用いる場合、フィードバック回路の安定性設計の自由度が制限される課題がある。また、ノッチフィルタのサンプリング動作が大信号入力時の過渡特性に影響を与えてしまうという課題がある。また、前述した特許文献４の手法では、フィードバック回路の入力段にカップリング容量を用いることによって、フィードバック回路の入力段の増幅器のオフセット成分及び低周波雑音成分の影響を低減させている。カップリング容量を用いる場合、フィードバック回路の入力段のカップリング容量が利得を持たないため、フィードバック回路内部のチョッパ変調器後の増幅器で発生するオフセット成分及び低周波雑音成分の影響が大きくなる。このオフセット成分及び低周波雑音成分は、フィードバック回路の精度を低下させるため、チョッパ安定化増幅器の入力段のオフセット成分及び低周波雑音成分を低減する精度が下がり、結果として、チョッパ安定化増幅器の出力にリップルノイズとして現れるという課題がある。
【0037】
これに対し、本実施形態では、フィードバック回路内部にチョッパ変調器を設けず、相互コンダクタンス増幅器１０２のオフセット成分をそのままフィードバックしてオフセット成分を低減させる構成としている。本実施形態のように、ノイズリダクションループ回路１１０の入力段に用いる増幅器をオートゼロ増幅器１１１とすることによって、フィードバック回路内部にノッチフィルタ回路を設ける必要がないという利点がある。加えて、ノイズリダクションループ回路１１０の入力段のオートゼロ増幅器１１１において大きな利得をとることができるため、フィードバック回路の後段の増幅器によるオフセット成分及び低周波雑音成分の影響を大きく低減できる利点がある。したがって、増幅回路によって発生する入力オフセット電圧と、１/ｆ雑音による低周波雑音成分とを、精度良く低減させることが可能になる。
【0038】
このように、本実施形態によれば、チョッパ安定化増幅器を含む増幅装置において、増幅装置の出力に本来現れるオフセット成分及び低周波雑音成分とリップルノイズを高精度に低減することが可能な増幅装置を実現できる。
【0039】
（第２の実施形態）
図３は、第２の実施形態の増幅回路の構成を示す図である。第２の実施形態の増幅装置は、図１に示した本実施形態の増幅装置をより具体的に示す一構成例である。増幅装置は、入力端より入力される入力信号Ｖｉｎを高周波帯域に変調するチョッパ変調器１０１と、チョッパ変調器１０１の出力を増幅する相互コンダクタンス増幅器１０２とを備える。また、増幅装置は、相互コンダクタンス増幅器１０２の出力の信号成分を低周波帯域に復調し、オフセット成分及び低周波雑音成分を高周波帯域に変調するチョッパ変調器１０３と、チョッパ変調器１０３にて復調された信号成分を増幅する増幅器１２０ａとを備える。増幅器１２０ａの出力が増幅装置の出力端となり、出力信号Ｖｏｕｔが出力される。また、増幅装置は、相互コンダクタンス増幅器１０２とチョッパ変調器１０３との間に入出力が接続されたノイズリダクションループ回路１１０を備える。
図３は、第２の実施形態の増幅回路の構成を示す図である。第２の実施形態の増幅装置は、図１に示した本実施形態の増幅装置をより具体的に示す一構成例である。増幅装置は、入力端より入力される入力信号Ｖｉｎを高周波帯域に変調するチョッパ変調器１０１と、チョッパ変調器１０１の出力を増幅する相互コンダクタンス増幅器１０２とを備える。また、増幅装置は、相互コンダクタンス増幅器１０２の出力の信号成分を低周波帯域に復調し、オフセット成分及び低周波雑音成分を高周波帯域に変調するチョッパ変調器１０３と、チョッパ変調器１０３にて復調された信号成分を増幅する増幅器１２０ａとを備える。増幅器１２０ａの出力が増幅装置の出力端となり、出力信号Ｖｏｕｔが出力される。また、増幅装置は、相互コンダクタンス増幅器１０２とチョッパ変調器１０３との間に入出力が接続されたノイズリダクションループ回路１１０を備える。
【0040】
ノイズリダクションループ回路１１０は、ノイズリダクションループ回路１１０の入力を増幅するオートゼロ増幅器１１１と、オートゼロ増幅器１１１の出力の高周波信号成分を低減するフィルタ回路１１２と、フィルタ回路１１２の出力を増幅する相互コンダクタンス増幅器１１３とを有する構成である。ノイズリダクションループ回路１１０は、入出力が負帰還構成となるように相互コンダクタンス増幅器１０２とチョッパ変調器１０３との間に接続することにより、相互コンダクタンス増幅器１０２のオフセット成分及び低周波雑音成分を低減するように動作する。
【0041】
ノイズリダクションループ回路１１０のオートゼロ増幅器１１１は、例えばＰｉｎｇ－Ｐｏｎｇオートゼロ増幅器を用いて構成される。オートゼロ増幅器１１１は、増幅器のオフセット成分及び低周波雑音成分を低減する機能を有する校正回路を備える。Ｐｉｎｇ－Ｐｏｎｇオートゼロ増幅器は、並列に接続された二つのオートゼロ増幅回路２１０、２２０を有して構成され、オートゼロ増幅回路２１０、２２０はそれぞれ校正回路として機能する増幅器である。オートゼロ増幅回路２１０は、二系統のスイッチΦ１及びΦ２と、二つの相互コンダクタンス増幅器２１１及び２１２と、サンプリング容量Ｃ２１とを有して構成される。オートゼロ増幅回路２２０は、二系統のスイッチΦ１及びΦ２と、二つの相互コンダクタンス増幅器２２１及び２２２と、サンプリング容量Ｃ２２とを有して構成される。
【0042】
オートゼロ増幅回路２１０は、動作モードとして、校正モードと増幅モードとを有する。校正モードは、相互コンダクタンス増幅器２１１のオフセット成分及び低周波雑音成分をキャンセルするための校正電圧をサンプリングするモードである。校正モードでは、相互コンダクタンス増幅器２１２によって相互コンダクタンス増幅器２１１のオフセット成分及び低周波雑音成分を低減できるような信号（校正電圧等の校正信号）を、サンプリング容量Ｃ２１によりサンプリングする。増幅モードは、校正信号によりオフセット成分及び低周波雑音成分が低減された相互コンダクタンス増幅器２１１によって、入力信号を増幅するモードである。増幅モードでは、校正モードでサンプリングされた校正信号を印加した相互コンダクタンス増幅器２１２により、相互コンダクタンス増幅器２１１のオフセット成分及び低周波雑音成分が低減された状態となる。そして、このオフセット成分及び低周波雑音成分が低減された相互コンダクタンス増幅器２１１によって入力信号を増幅する。オートゼロ増幅回路２１０は、所定の動作クロックのクロック信号によってスイッチΦ１及びΦ２を切り替えることにより、校正モードと増幅モードとを交互に動作させる。
【0043】
オートゼロ増幅回路２２０もオートゼロ増幅回路２１０と同様に、校正モードと増幅モードとを有する。すなわち、オートゼロ増幅回路２２０は、校正モードにおいて、相互コンダクタンス増幅器２２１のオフセット成分及び低周波雑音成分を相互コンダクタンス増幅器２２２によって低減できるような信号（校正電圧等の校正信号）をサンプリング容量Ｃ２２によってサンプリングする。また、オートゼロ増幅回路２２０は、増幅モードにおいて、オフセット成分及び低周波雑音成分が相互コンダクタンス増幅器２２２の校正信号によって低減された相互コンダクタンス増幅器２２１により、入力信号を増幅する。オートゼロ増幅回路２２０は、所定の動作クロックのクロック信号によってスイッチΦ１及びΦ２を切り替えることにより、校正モードと増幅モードとを交互に動作させる。
【0044】
オートゼロ増幅回路２１０が校正モードにて動作する時、オートゼロ増幅回路２２０は増幅モードで動作し、オートゼロ増幅回路２２０が校正モードにて動作する時、オートゼロ増幅回路２１０は増幅モードで動作する。
【0045】
図４は、本実施形態の増幅回路におけるクロック信号の動作波形の一例を示す図である。図４において、ＣＨＯＰ及びＣＨＯＰ￣はチョッパ変調器１０１、１０３を駆動する動作クロックとしての相補チョッピングクロック信号の動作波形を示している。ここで、オーバーライン付きのＣＨＯＰ￣は、ＣＨＯＰの反転信号を表すものである。また、φ１及びφ２はオートゼロ増幅回路２１０、２２０のスイッチΦ１、Φ２をそれぞれ駆動する動作クロックに関するクロック信号の動作波形を示している。
【0046】
スイッチΦ１、Φ２を駆動する動作クロックのクロック信号φ１、φ２の周波数は、相補チョッピングクロック信号ＣＨＯＰ及びＣＨＯＰ￣の周波数、すなわちチョッパ変調器１０１、１０３のチョッパ周波数ｆｃｈよりも低い周波数に設定する。ここで、クロック信号φ１、φ２の周波数をオートゼロ周波数ｆａｚとすると、ｆａｚ＜ｆｃｈとし、例えばｆａｚ≒（１／２）×ｆｃｈに設定する。例えば、チョッパ周波数ｆｃｈを約１００ｋＨｚ程度とした場合、オートゼロ周波数ｆａｚは約５０ｋＨｚ程度に設定する。
【0047】
オートゼロ増幅器のエイリアシング雑音は、チョッパ変調器によって高周波成分から低周波成分に変調され、増幅回路の出力として現れるおそれがある。この課題に対して、本実施形態では、オートゼロ増幅器１１１の動作クロックのクロック信号φ１、φ２の周波数をチョッパ周波数ｆｃｈよりも低くすることにより、オートゼロ増幅器１１１のエイリアシング雑音の帯域がチョッパ周波数より低くなる。これによって、オートゼロ増幅器１１１のエイリアシング雑音の高周波成分を発生させないようにできる。
【0048】
オートゼロ増幅器１１１をＰｉｎｇ－Ｐｏｎｇオートゼロ増幅器により構成した場合、オートゼロ増幅器１１１のトランスコンダクタンスｇｍは増幅器の入力段の相互コンダクタンス増幅器１０２と比較して小さな値にでき、オートゼロ増幅器１１１の回路面積及び消費電力を小さく設計することができる。このため、オートゼロ増幅器１１１をＰｉｎｇ－Ｐｏｎｇオートゼロ増幅器としても、増幅装置全体の増幅器の数は増加するが、回路面積及び消費電力の増大が十分小さくなるように設計することができる。
【0049】
ノイズリダクションループ回路１１０のフィルタ回路１１２は、例えば、相互コンダクタンス増幅器３０１と容量Ｃ３１、Ｃ３２、Ｃ３３とによって構成される積分回路を用いる。フィルタ回路１１２により、オートゼロ増幅器１１１の出力の高周波成分を低減し、低周波成分を相互コンダクタンス増幅器３０１にて増幅して通過させる。そして、フィルタ回路１１２の出力を相互コンダクタンス増幅器１１３にて増幅し、相互コンダクタンス増幅器１０２のオフセット成分をフィードバックする。
【0050】
チョッパ変調器１０３の後段に設けられる出力段の増幅器１２０ａは、例えば図３のように、３段の増幅器により構成し、増幅装置全体として４段の増幅回路を構成する。増幅器１２０ａは、相互コンダクタンス増幅器１２４、相互コンダクタンス増幅器１２３、増幅器１２１を備える構成である。
【0051】
増幅器１２０ａは、入力を相互コンダクタンス増幅器１２４の入力とし、チョッパ変調器１０３の出力に相互コンダクタンス増幅器１２４が接続される。相互コンダクタンス増幅器１２４の出力には相互コンダクタンス増幅器１２３の入力が接続される。相互コンダクタンス増幅器１２３の出力には増幅器１２１の入力が接続され、増幅器１２１の出力が増幅器１２０ａの出力、すなわち図３の増幅装置の出力端となる。
【0052】
また、増幅器１２０ａには、入れ子型ミラー補償構成となるように接続された位相補償容量Ｃ１１１、Ｃ１１２、Ｃ１２１、Ｃ１２２、Ｃ１３１が設けられる。また、チョッパ変調器１０１の入力と増幅器１２１の入力との間にフィードフォワードアンプとして機能する相互コンダクタンス増幅器１２２が接続される。増幅装置の安定性の更なる向上を図るために、フィードフォワード構成となるように相互コンダクタンス増幅器１２２の出力を増幅器１２１の入力に接続する。これらの位相補償容量Ｃ１１１、Ｃ１１２、Ｃ１２１、Ｃ１２２、Ｃ１３１と相互コンダクタンス増幅器１２２によるフィードフォワードアンプとによって、位相補償回路が構成される。
【0053】
本実施形態によれば、チョッパ安定化増幅器を含む増幅装置において、増幅装置の出力に本来現れるオフセット成分及び低周波雑音成分とリップルノイズを高精度に低減することができる。また、増幅装置を全て連続系の回路で構成でき、ノッチフィルタ回路等を設けない構成にできる。また、本実施形態では、ノイズリダクションループ回路においてオートゼロ増幅器１１１の利得を大きくとることができるため、後段のフィルタ回路１１２の相互コンダクタンス増幅器３０１や相互コンダクタンス増幅器１１３における利得やオフセット成分の影響を小さくできる。さらには相互コンダクタンス増幅器１０２、相互コンダクタンス増幅器１２４、相互コンダクタンス増幅器１２３と増幅器を多段に構成することによって、フィードフォワードアンプとして機能する相互コンダクタンス増幅器１２２のオフセット成分の影響を低減できる。
【0054】
（第３の実施形態）
図５は、第３の実施形態の増幅回路の構成を示す図である。第３の実施形態の増幅装置は、チョッパ変調器１０３の後段に設ける出力段の増幅器の構成を変更した第１変形例である。
図５は、第３の実施形態の増幅回路の構成を示す図である。第３の実施形態の増幅装置は、チョッパ変調器１０３の後段に設ける出力段の増幅器の構成を変更した第１変形例である。
【0055】
図３に示した増幅器１２０ａの構成を用いる場合、相互コンダクタンス増幅器１２４のオフセット成分が無視できない場合がある。第３の実施形態では、出力段の増幅器における相互コンダクタンス増幅器１２４のオフセット成分の影響を低減する一つの手法として、チョッパ変調器を設けた増幅器１２０ｂの構成例を示す。
【0056】
チョッパ変調器１０３の後段に設けられる増幅器１２０ｂは、例えば図５のように、３段の増幅器により構成し、増幅装置全体として４段の増幅回路を構成する。増幅器１２０ｂは、チョッパ変調器１２５、相互コンダクタンス増幅器１２４、チョッパ変調器１２６、相互コンダクタンス増幅器１２３、増幅器１２１を備える構成である。
【0057】
増幅器１２０ｂは、入力部にチョッパ変調器１２５を設け、チョッパ変調器１０３の出力にチョッパ変調器１２５の入力が接続され、内部増幅器としての相互コンダクタンス増幅器１２４の入力にチョッパ変調器１２５の出力が接続される。相互コンダクタンス増幅器１２４の出力にはチョッパ変調器１２６の入力が接続され、チョッパ変調器１２６の出力に相互コンダクタンス増幅器１２３の入力が接続される。相互コンダクタンス増幅器１２３の出力には増幅器１２１の入力が接続され、増幅器１２１の出力が増幅器１２０ｂの出力、すなわち図５の増幅装置の出力端となる。
【0058】
このように、相互コンダクタンス増幅器１２４の入力と出力にそれぞれチョッパ変調器１２５、チョッパ変調器１２６を接続し、相互コンダクタンス増幅器１２４のオフセット成分及び低周波雑音成分を高周波帯域に変調するように動作させる構成とする。
【0059】
本実施形態によれば、ノイズリダクションループ回路１１０より後段の増幅器１２０ｂにおける相互コンダクタンス増幅器１２４のオフセット成分及び低周波雑音成分の影響を低減できる。この結果、チョッパ安定化増幅器を含む増幅装置全体のオフセット成分及び低周波雑音成分を低減することが可能になる。
【0060】
（第４の実施形態）
図６は、第４の実施形態の増幅回路の構成を示す図である。第４の実施形態の増幅装置は、チョッパ変調器１０３の後段に設ける出力段の増幅器の構成を変更した第２変形例である。第４の実施形態では、出力段の増幅器における相互コンダクタンス増幅器１２４のオフセット成分の影響を低減する他の手法として、オートゼロ増幅器を設けた増幅器１２０ｃの構成例を示す。
図６は、第４の実施形態の増幅回路の構成を示す図である。第４の実施形態の増幅装置は、チョッパ変調器１０３の後段に設ける出力段の増幅器の構成を変更した第２変形例である。第４の実施形態では、出力段の増幅器における相互コンダクタンス増幅器１２４のオフセット成分の影響を低減する他の手法として、オートゼロ増幅器を設けた増幅器１２０ｃの構成例を示す。
【0061】
チョッパ変調器１０３の後段に設けられる増幅器１２０ｃは、例えば図６のように、３段の増幅器により構成し、増幅装置全体として４段の増幅回路を構成する。増幅器１２０ｃは、オートゼロ増幅器１２４ｃ、相互コンダクタンス増幅器１２３、増幅器１２１を備える構成である。すなわち、図３の構成における相互コンダクタンス増幅器１２４をオートゼロ増幅器１２４ｃにより構成している。
【0062】
オートゼロ増幅器１２４ｃは、例えばＰｉｎｇ－Ｐｏｎｇオートゼロ増幅器を用いて構成される。Ｐｉｎｇ－Ｐｏｎｇオートゼロ増幅器は、並列に接続された二つのオートゼロ増幅回路４１０、４２０を有して構成され、オートゼロ増幅回路４１０、４２０はそれぞれ校正回路として機能する増幅器である。オートゼロ増幅回路４１０は、二系統のスイッチΦ３及びΦ４と、二つの相互コンダクタンス増幅器４１１及び４１２と、サンプリング容量Ｃ４１とを有して構成される。オートゼロ増幅回路４２０は、二系統のスイッチΦ３及びΦ４と、二つの相互コンダクタンス増幅器４２１及び４２２と、サンプリング容量Ｃ４２とを有して構成される。
【0063】
オートゼロ増幅回路４１０は、オートゼロ増幅回路２１０と同様に、校正モードと増幅モードとを有する。すなわち、オートゼロ増幅回路４１０は、校正モードにおいて、相互コンダクタンス増幅器４１１のオフセット成分及び低周波雑音成分を相互コンダクタンス増幅器４１２によって低減できるような校正信号をサンプリング容量Ｃ４１によってサンプリングする。また、オートゼロ増幅回路４１０は、増幅モードにおいて、オフセット成分及び低周波雑音成分が相互コンダクタンス増幅器４１２の校正信号によって低減された相互コンダクタンス増幅器４１１により、入力信号を増幅する。オートゼロ増幅回路４１０は、所定の動作クロックのクロック信号によってスイッチΦ３及びΦ４を切り替えることにより、校正モードと増幅モードとを交互に動作させる。
【0064】
オートゼロ増幅回路４２０もオートゼロ増幅回路４１０と同様に、校正モードと増幅モードとを有する。すなわち、オートゼロ増幅回路４２０は、校正モードにおいて、相互コンダクタンス増幅器４２１のオフセット成分及び低周波雑音成分を相互コンダクタンス増幅器４２２によって低減できるような校正信号をサンプリング容量Ｃ４２によってサンプリングする。また、オートゼロ増幅回路４２０は、増幅モードにおいて、オフセット成分及び低周波雑音成分が相互コンダクタンス増幅器４２２の校正信号によって低減された相互コンダクタンス増幅器４２１により、入力信号を増幅する。オートゼロ増幅回路４２０は、所定の動作クロックのクロック信号によってスイッチΦ３及びΦ４を切り替えることにより、校正モードと増幅モードとを交互に動作させる。
【0065】
オートゼロ増幅回路４１０が校正モードにて動作する時、オートゼロ増幅回路４２０は増幅モードで動作し、オートゼロ増幅回路４２０が校正モードにて動作する時、オートゼロ増幅回路４１０は増幅モードで動作する。
【0066】
オートゼロ増幅器１２４ｃにおける動作クロックは、図４に示したクロック信号の動作波形を用いる。すなわち、オートゼロ増幅器１２４ｃのスイッチΦ３及びΦ４を駆動する動作クロックのクロック信号φ３、φ４は、オートゼロ増幅器１１１のスイッチΦ１、Φ２を駆動する動作クロックのクロック信号φ１、φ２と同様である。スイッチΦ３及びΦ４を駆動する動作クロックのクロック信号φ３、φ４の周波数は、相補チョッピングクロック信号ＣＨＯＰ及びＣＨＯＰ￣の周波数、すなわちチョッパ変調器１０１、１０３のチョッパ周波数ｆｃｈよりも低い周波数に設定する。これにより、オートゼロ増幅器１２４ｃのエイリアシング雑音の帯域をチョッパ周波数より低くし、オートゼロ増幅器１２４ｃのエイリアシング雑音の高周波成分を発生させないようにする。
【0067】
本実施形態によれば、ノイズリダクションループ回路１１０より後段の増幅器１２０ｃにおいてオートゼロ増幅器１２４ｃを用いることにより、増幅器１２０ｃのオフセット成分及び低周波雑音成分の影響を大きく低減させることができる。この結果、チョッパ安定化増幅器を含む増幅装置全体のオフセット成分及び低周波雑音成分を低減することが可能になる。
【0068】
上述したように、本実施形態の構成によれば、増幅装置の出力に本来現れるオフセット成分及び低周波雑音成分とリップルノイズとを大きく低減できる。本実施形態では、オフセット成分及び低周波雑音成分を大きく低減させた増幅回路を実現でき、チョッパ安定化増幅器を用いたＺｅｒｏ－Ｄｒｉｆｔアンプ等の特性を改善できる。したがって、例えばセンサ信号等を増幅するための高精度な増幅動作を要求される増幅回路、計装アンプ等の増幅装置において、より安定的に、精度良くオフセット成分及び低周波雑音成分を低減することが可能になる。
【0069】
本実施形態では、入力信号を高周波帯域に変調するチョッパ変調器１０１と、チョッパ変調器１０１の出力を増幅する第１の増幅器としての相互コンダクタンス増幅器１０２と、相互コンダクタンス増幅器１０２の出力の信号成分を復調し、オフセット成分及び低周波雑音成分を高周波帯域に変調するチョッパ変調器１０３と、チョッパ変調器１０３の出力を増幅する第２の増幅器１２０と、相互コンダクタンス増幅器１０２とチョッパ変調器１０３との間に入出力が接続されるノイズリダクションループ回路１１０とを備える。ノイズリダクションループ回路１１０は、相互コンダクタンス増幅器１０２の出力を負帰還して相互コンダクタンス増幅器１０２において発生するオフセット成分及び低周波雑音成分を低減する。ノイズリダクションループ回路１１０によって、相互コンダクタンス増幅器１０２の出力のオフセット成分及び低周波雑音成分を低減することにより、増幅装置の出力に本来現れるリップルノイズの発生を抑制できる。このため、精度良くオフセット成分及び低周波雑音成分を低減可能となる。よって、オフセット成分及び低周波雑音成分をより高精度に低減する２段アンプ等の増幅装置を実現できる。
【0070】
また、ノイズリダクションループ回路１１０は、ノイズリダクションループ回路１１０の入力を増幅する第３の増幅器としてのオートゼロ増幅器１１１と、オートゼロ増幅器１１１の出力の高周波信号成分を低減するフィルタ回路１１２と、フィルタ回路１１２の出力を増幅する第４の増幅器としての相互コンダクタンス増幅器１１３と、を有してよい。第３の増幅器は、オフセット成分及び低周波雑音成分が低減された増幅器であり、ノイズリダクションループ回路１１０の入出力が負帰還構成となるよう接続される。これにより、ノイズリダクションループ回路１１０の入出力間に存在するオフセット成分及び低周波雑音成分を低減する。このような構成のノイズリダクションループ回路１１０によって、精度良くオフセット成分及び低周波雑音成分を低減できる。
【0071】
また、第３の増幅器は、第３の増幅器のオフセット成分及び低周波雑音成分を低減する機能を有する校正回路を備えるオートゼロ増幅器１１１を含んでよい。オートゼロ増幅器１１１の校正回路によって、オフセット成分及び低周波雑音成分をより高精度に低減できる。
【0072】
また、オートゼロ増幅器１１１は、校正回路として機能するオートゼロ増幅回路２１０、２２０を備えてよい。オートゼロ増幅回路２１０、２２０は、オートゼロ増幅回路２１０、２２０における相互コンダクタンス増幅器２１１、２２１のオフセット成分及び低周波雑音成分を低減する校正信号を相互コンダクタンス増幅器２１２、２２２にてサンプリングする校正モードと、相互コンダクタンス増幅器２１２、２２２の校正信号によりオフセット成分及び低周波雑音成分が低減された相互コンダクタンス増幅器２１１、２２１によって入力信号を増幅する増幅モードと、を有する。オートゼロ増幅器１１１は、オートゼロ増幅回路２１０、２２０を校正モードに切り替える第１のスイッチと、オートゼロ増幅回路２１０、２２０を増幅モードに切り替える第２のスイッチと、を備える。オートゼロ増幅回路２１０では、第１のスイッチがスイッチΦ２、第２のスイッチがスイッチΦ１となり、オートゼロ増幅回路２２０では、第１のスイッチがスイッチΦ１、第２のスイッチがスイッチΦ２となる。オートゼロ増幅回路２１０、２２０は、第１及び第２のスイッチΦ１、Φ２を所定の動作クロックによって交互に駆動して校正モードと増幅モードとを交互に動作させる。これにより、オートゼロ増幅回路２１０、２２０は、オートゼロ増幅器１１１のオフセット成分及び低周波雑音成分を低減させる機能を有する。このような構成のオートゼロ増幅器１１１によって、精度良くオフセット成分及び低周波雑音成分を低減できる。
【0073】
また、オートゼロ増幅器１１１は、複数のオートゼロ増幅回路２１０、２２０を有してよい。第１のオートゼロ増幅回路２１０が校正モードにて動作する時、第２のオートゼロ増幅回路２２０が増幅モードにて動作し、第１のオートゼロ増幅回路２１０が増幅モードにて動作する時、第２のオートゼロ増幅回路２２０が校正モードにて動作する。これにより、Ｐｉｎｇ－Ｐｏｎｇオートゼロ増幅器が構成され、複数のオートゼロ増幅回路によって校正モードと増幅モードとを交互に動作させることにより、常時オフセット成分及び低周波雑音成分を低減しながら増幅を行うことができる。
【0074】
また、オートゼロ増幅器１１１を駆動する所定の動作クロックは、第１及び第２のチョッパ変調器１０１、１０３を駆動する動作クロックの周波数より低い周波数の動作クロックとする。すなわち、オートゼロ増幅器１１１を駆動する動作クロックのオートゼロ周波数ｆａｚを、チョッパ変調器１０１、１０３を駆動する動作クロックのチョッパ周波数ｆｃｈよりも低くし、ｆａｚ＜ｆｃｈとなるように、例えばｆａｚ≒（１／２）×ｆｃｈに設定する。これにより、オートゼロ増幅器１１１のエイリアシング雑音の帯域がチョッパ周波数より低くなり、高周波成分にオートゼロ増幅器１１１のエイリアシング雑音が発生しないようにオートゼロ増幅器１１１を動作させることができる。
【0075】
また、フィルタ回路１１２は、相互コンダクタンス増幅器３０１と、容量Ｃ３１、Ｃ３２、Ｃ３３とによって構成される積分回路を含んでよい。フィルタ回路１１２は、第３の増幅器としてのオートゼロ増幅器１１１の出力の低周波信号成分を増幅し、高周波信号成分を低減する機能を有する。フィルタ回路１１２によって、高周波信号成分を低減して相互コンダクタンス増幅器１０２のオフセット成分をフィードバックできる。
【0076】
また、第２の増幅器１２０ａは、入力信号を増幅する第５の増幅器としての相互コンダクタンス増幅器１２４と、相互コンダクタンス増幅器１２４の出力信号を増幅する１つ以上の増幅器（相互コンダクタンス増幅器１２３、増幅器１２１）と、位相補償回路とを有してよい。位相補償回路は、入れ子型ミラー補償構成となるように接続された位相補償容量Ｃ１１１、Ｃ１１２、Ｃ１２１、Ｃ１２２、Ｃ１３１と、チョッパ変調器１０１の入力と増幅器１２１の入力との間にフィードフォワード構成となるように接続された相互コンダクタンス増幅器１２２とによって構成してよい。これにより、２段アンプと同様に、３段アンプ、４段アンプ、５段アンプ等の多段増幅の増幅装置を構成する場合に、オフセット成分及び低周波雑音成分をより高精度に低減する増幅装置を実現できる。
【0077】
また、第２の増幅器１２０ｂにおいて、第５の増幅器は、入力信号を高周波帯域に変調するチョッパ変調器１２５と、チョッパ変調器１２５の出力を増幅する内部増幅器としての相互コンダクタンス増幅器１２４と、相互コンダクタンス増幅器１２４の出力の信号成分を復調し、オフセット成分及び低周波雑音成分を高周波帯域に変調するチョッパ変調器１２６と、を有するものとしてよい。このような構成の第５の増幅器では、第５の増幅器の内部増幅器で発生するオフセット成分及び低周波雑音成分を低減する機能を有する。これにより、オフセット成分及び低周波雑音成分をより高精度に低減する多段増幅の増幅装置を実現できる。
【0078】
また、第２の増幅器１２０ｃにおいて、第５の増幅器は、第５の増幅器のオフセット成分及び低周波雑音成分を低減する機能を有する校正回路を備えるオートゼロ増幅器１２４ｃを含んでよい。オートゼロ増幅器１２４ｃは、上記のオートゼロ増幅器１１１と同様に、校正モードと増幅モードとを有し、オートゼロ増幅器１２４ｃのオフセット成分及び低周波雑音成分を低減させるオートゼロ増幅回路４１０、４２０を有する構成としてよい。これにより、オフセット成分及び低周波雑音成分をより高精度に低減する多段増幅の増幅装置を実現できる。
【0079】
以上、図面を参照しながら各種の実施形態について説明したが、本発明はかかる例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例又は修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。また、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、上記実施形態における各構成要素を任意に組み合わせてもよい。
【産業上の利用可能性】
【0080】
本発明は、オフセット成分及び低周波雑音成分を高精度に低減することが可能となる効果を有し、例えばセンサ信号等を増幅する増幅回路、計装アンプ等の増幅装置に有用である。
【符号の説明】
【0081】
１０１、１０３、１２５、１２６：チョッパ変調器
１０２、１１３、１２２、１２３、１２４、２１１、２１２、２２１、２２２、３０１、４１１、４１２、４２１、４２２：相互コンダクタンス増幅器
１１０：ノイズリダクションループ回路
１１１、１２４ｃ、：オートゼロ増幅器
１１２：フィルタ回路
１２０、１２０ａ、１２０ｂ、１２０ｃ、１２１：増幅器
２１０、２２０、４１０、４２０：オートゼロ増幅回路
Ｃ１１１、Ｃ１１２、Ｃ１２１、Ｃ１２２、Ｃ１３１：位相補償容量
Ｃ３１、Ｃ３２、Ｃ３３：容量
Ｃ２１、Ｃ２２、Ｃ４１、Ｃ４２：サンプリング容量
Φ１、Φ２、Φ３、Φ４：スイッチ
１０２、１１３、１２２、１２３、１２４、２１１、２１２、２２１、２２２、３０１、４１１、４１２、４２１、４２２：相互コンダクタンス増幅器
１１０：ノイズリダクションループ回路
１１１、１２４ｃ、：オートゼロ増幅器
１１２：フィルタ回路
１２０、１２０ａ、１２０ｂ、１２０ｃ、１２１：増幅器
２１０、２２０、４１０、４２０：オートゼロ増幅回路
Ｃ１１１、Ｃ１１２、Ｃ１２１、Ｃ１２２、Ｃ１３１：位相補償容量
Ｃ３１、Ｃ３２、Ｃ３３：容量
Ｃ２１、Ｃ２２、Ｃ４１、Ｃ４２：サンプリング容量
Φ１、Φ２、Φ３、Φ４：スイッチ
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】