2010-04-01_发明申请_US20100079204A1 Switched-capacitor amplifier arrangement having a low input current_+++A_B_F_G_K_L_M_N_O_U_V_W+++.docx

# 特征比对分析

**对比文件名称**:2010-04-01_发明申请_US20100079204A1 Switched-capacitor amplifier arrangement having a low input current

**目标专利名称**:具有DC偏移自动归零的使用单个运算放大器的电流感测电路CN106464215B

**模型名称**:DeepSeek-R1

根据目标专利说明书,其核心在于一种使用单个运算放大器的电流感测电路,该电路通过开关在两种配置(相位Φ1和Φ2)间切换,实现DC偏移的自动归零和连续操作。在Φ2相位(开关第一配置),放大器输出从电路输出断开,偏移电容器跨放大器输入连接以采样DC偏移,误差电容器连接在两个电路输入之间以采样电压误差,输出电容器仅连接在电路输出和一个电路输入之间以保持输出。在Φ1相位(开关第二配置),放大器输出连接到电路输出,偏移电容器连接到放大器的一个输入以补偿DC偏移,输出电容器在反馈回路中连接到放大器,误差电容器连接到输出电容器和放大器以将电荷整合到输出电容器上。

对比文件US20100079204A1公开了一种开关电容(SC)放大器布置,旨在降低输入电流。其同样使用时钟信号(Φ1, Φ2)控制开关,在两个相位间切换。在Φ1相位,输入电容器充电,反馈电容器被复位/短路,补偿电容器放电。在Φ2相位,输入电容器的电荷转移到反馈电容器,补偿电容器连接在输出和输入之间以反馈电荷。该电路也涉及偏移电压的采样与补偿(例如,图4、图5的实施例)。

以下将严格按照目标专利权利要求的划分,对每个技术特征进行比对。

## 特征比对表格

技术特征描述及公开性判断对比文件原文引用公开性论述
**A:包括:第一电路输入和第二电路输入《直接公开》**“The SC amplifier arrangement in the example shown comprises an input for inputting an input voltage Vin... the input comprises two input terminals 11, 12...” (说明书段落[0014])对比文件明确公开了放大器布置具有两个输入端子11和12,对应于差分输入。这直接公开了“第一电路输入和第二电路输入”这一特征。
**B:电路输出《直接公开》**“...and an output for providing an output voltage Vout... the output comprises two output terminals 13, 14...” (说明书段落[0014])对比文件明确公开了放大器布置具有输出端子13和14,用于提供输出电压Vout。这直接公开了“电路输出”这一特征。
**C:第一电容器《未公开》**“The SC amplifier arrangement... comprises... a compensation circuit 3... This compensation circuit 3 comprises a compensation capacitor 31...” (说明书段落[0014]); “This feedback circuit has an additional capacitor C51...” (说明书段落[0034])目标专利中的“第一电容器”特指用于采样和补偿放大器DC偏移的偏移电容器(C1)。对比文件中的补偿电容器31用于在输出和输入之间反馈电荷以降低输入电流,其功能是电荷补偿,而非专门针对放大器偏移的采样与补偿。虽然图5中的附加电容器C51用于采样和补偿放大器偏移,但其在电路中的角色、连接方式(连接在反相输入和节点25之间,而非跨放大器输入)与目标专利的“第一电容器”存在差异。对比文件未公开一个在功能和连接关系上与目标专利“第一电容器”完全对应的电容器。
**D:第二电容器,被连接到所述电路输出《未公开》**“The feedback circuit 4... comprises the switched feedback capacitor 41, which in the example shown is connected between the amplifier output and the first amplifier input...” (说明书段落[0028])目标专利中的“第二电容器”(输出电容器C2)被描述为“被连接到所述电路输出”。这意味着在电路的所有操作状态下,该电容器都直接或间接地连接到电路输出。对比文件中的反馈电容器41在Φ2相位通过开关43连接到输出13,但在Φ1相位,开关43断开,且开关42闭合将电容器41短路复位,此时电容器41并未连接到输出13(参见图4)。因此,反馈电容器41并非始终连接到电路输出,其连接关系与目标专利的“第二电容器”不同。
**E:第三电容器《未公开》**“The SC amplifier stage 2... comprises a first input capacitor 21...” (说明书段落[0014])目标专利中的“第三电容器”是误差电容器(C3),其作用是在一个相位(Φ2)采样两个电路输入(In1, In2)之间的电压差(误差)。对比文件中的输入电容器21在一个相位(Φ1)连接到输入11和参考电位(地),在另一相位(Φ2)连接到放大器反相输入和参考电位。其作用是采样输入电压Vin,而不是专门用于采样两个输入端子(11和12)之间的差分电压。因此,其功能和工作模式与目标专利的“第三电容器”不同。
**F:放大器,具有第一放大器输入和第二放大器输入和放大器输出《直接公开》**“The amplifier 24 is an operational amplifier, for example, and comprises two inputs: a first amplifier input, which... is an inverting input, and a second amplifier input, which... is a non-inverting input. The amplifier 24 also comprises an amplifier output...” (说明书段落[0015])对比文件明确公开了放大器24具有两个输入(反相和非反相)和一个输出。这直接公开了该特征。
**G:以及多个开关,可操作为处于第一配置中并且可操作为处于第二配置中,其中,在所述开关的所述第一配置中:所述放大器输出从所述电路输出断开连接《直接公开》**“a fourth switch 43, which is connected between the feedback capacitor 41 and the first output terminal 13... The third switch 43 is controlled by the second clock signal Φ2, and the fourth switch 44 is controlled by the first clock signal Φ1.” (说明书段落[0031]); 结合图4,在时钟Φ1为高时,开关43断开,开关42、44闭合。此时放大器输出与输出端子13断开。对比文件公开了通过时钟信号Φ1、Φ2控制多个开关(如22, 23, 42, 43, 44),使电路在不同配置间切换。在开关的一种配置(例如,当Φ1为高时),开关43断开,导致放大器输出与第一输出终端13(即电路输出)断开连接。这直接公开了“开关可操作为两种配置,且在第一种配置下放大器输出从电路输出断开连接”的特征。
**H:所述第一电容器跨所述放大器输入被连接以感测所述放大器的DC偏移《未公开》**“In the feedback circuit 4 shown in , the feedback capacitor 41 is charged to the offset voltage Vos (output side negative) during the first phase.” (说明书段落[0031]); “This feedback circuit has an additional capacitor C51, which is connected between the inverting input of the amplifier 24 on one side and the input capacitor 21 and the feedback capacitor 41 on the other.” (说明书段落[0034])目标专利中,第一电容器(C1)在开关第一配置(Φ2)时“跨所述放大器输入被连接”,即直接连接在放大器的两个输入(正、负)之间,以感测DC偏移。对比文件中,图4的反馈电容器41在Φ1相位被充电至偏移电压Vos,但其是连接在放大器输出和反相输入之间,并非“跨放大器输入”连接。图5的附加电容器C51在Φ1相位连接在放大器反相输入和节点25(通过开关52接地)之间,也不是跨两个放大器输入连接。因此,对比文件未公开“第一电容器跨放大器输入连接以感测DC偏移”这一具体连接关系。
**I:所述第二电容器仅被连接在所述电路输出与所述电路输入中的一个电路输入之间《未公开》**参见特征D的引用。反馈电容器41在Φ2相位连接在放大器输出(及输出13)和放大器反相输入之间,而不是“电路输入”(11或12)之间。目标专利中,第二电容器(C2)在开关第一配置(Φ2)时“仅被连接在所述电路输出与所述电路输入中的一个电路输入之间”。对比文件中,与第二电容器可能对应的反馈电容器41,在类似相位(Φ2)时连接在电路输出13和放大器的反相输入(节点25)之间。而放大器的反相输入并非目标专利所定义的“电路输入”(即11或12)。因此,该连接关系未被公开。
**J:并且所述第三电容器仅被连接到所述第一电路输入和所述第二电路输入《未公开》**参见特征E的引用。输入电容器21在Φ2相位连接在放大器反相输入(节点25)和参考电位(输入12)之间,并非同时连接到两个输入端子11和12。目标专利中,第三电容器(C3)在开关第一配置(Φ2)时“仅被连接到所述第一电路输入和所述第二电路输入”,即直接跨接在两个电路输入端以采样差分电压。对比文件的输入电容器21在任一种开关配置下,都未同时且仅连接到两个电路输入端子(11和12)。其通常一端接输入11或参考电位(输入12),另一端接放大器内部节点。因此,该特征未被公开。
**K:其中,在所述开关的所述第二配置中:所述第一电容器被连接到所述放大器输入中的一个放大器输入以补偿所述放大器的所述DC偏移《直接公开》**“During the second clock phase, the entire charge stored in the input capacitor 21 is transferred to the feedback capacitor 41... The charge stored in the additional capacitor 51, which depends directly on the offset voltage, corrects the offset in the output signal Vout.” (说明书段落[0036]); 图5所示,在Φ2相位,电容器C51连接在放大器反相输入和节点25之间,用于补偿偏移。在对比文件的开关第二配置(Φ2相位)中,附加电容器C51(相当于第一电容器)连接到放大器的一个输入(反相输入),并且其中存储的电荷用于校正(补偿)输出信号中的偏移。这直接公开了在第二配置中,第一电容器连接到放大器的一个输入以补偿放大器DC偏移的特征。
**L:以及所述第二电容器在反馈回路中被连接到所述放大器。《直接公开》**“The feedback circuit 4 is connected between the amplifier output on the one side, and on the other side to one of the amplifier inputs...” (说明书段落[0015]); 结合图4,在Φ2相位,开关43闭合,反馈电容器41连接在放大器输出和反相输入之间,形成反馈回路。在对比文件的开关第二配置(Φ2相位)中,反馈电容器41(相当于第二电容器)连接在放大器输出和放大器输入(反相输入)之间,构成了反馈回路的一部分。这直接公开了该特征。
**M:其中在所述开关的所述第二配置中,所述第三电容器被连接到所述第二电容器和所述放大器两者以使用所述放大器将所述第三电容器的电荷整合到所述第二电容器上。《直接公开》**“During the second clock phase, the entire charge stored in the input capacitor 21 is transferred to the feedback capacitor 41.” (说明书段落[0036]); 结合图5电路结构,在Φ2相位,输入电容器21(第三电容器)的一端通过开关22连接到输入11,另一端连接到节点25。反馈电容器41(第二电容器)连接在放大器输出和节点25之间。放大器24的反相输入也连接到节点25。因此,在Φ2相位,输入电容器21和反馈电容器41在节点25相连,并共同连接到放大器的反相输入。电荷从输入电容器21转移到反馈电容器41的过程由放大器驱动完成。对比文件明确描述了在第二时钟相位(Φ2),存储在输入电容器21(相当于第三电容器)中的全部电荷被转移到反馈电容器41(相当于第二电容器)中。结合电路图,这一转移过程是通过放大器24实现的,且输入电容器21和反馈电容器41都连接到了放大器(共享节点25连接到反相输入)。这直接公开了“第三电容器被连接到第二电容器和放大器两者以使用放大器将第三电容器的电荷整合到第二电容器上”的技术方案。
**N:其中,在所述开关的所述第一配置和所述开关的所述第二配置两者中,所述电路输入中的一个电路输入被连接以提供对于所述第一电容器、所述第二电容器和所述放大器共同的电压基准点。《直接公开》**“one terminal 12 of the input terminals and one terminal 14 of the output terminals lie at a reference potential, to which are referred the voltages appearing in the SC amplifier arrangement.” (说明书段落[0014]); 在图1、4、5中,参考电位(如地)连接到了输入端子12、输出端子14、放大器24的非反相输入、以及多个开关和电容器的另一端。对比文件明确公开了电路中的一个输入端子(12)处于参考电位(如地)。该参考电位为放大器(非反相输入端)、第一电容器(如C51的一端在Φ1通过开关52接地)、第二电容器(反馈电容器41的一端在Φ1通过开关42接地或通过开关44接地)提供了共同的电压基准点。无论在Φ1还是Φ2配置下,这个基准点连接都是存在的。因此,该特征被直接公开。
**O:其中,在所述开关的所述第一配置中,所述第一电容器被连接在所述放大器输入中的一个放大器输入与所述电路输入中的一个电路输入之间。《直接公开》**参见图5及对应描述。在Φ1相位(开关第一配置),开关52闭合,附加电容器C51(第一电容器)连接在放大器24的反相输入(一个放大器输入)和参考电位(电路输入12)之间。在对比文件的开关第一配置(Φ1相位)中,附加电容器C51(第一电容器)的一端连接到放大器的反相输入,另一端通过闭合的开关52连接到参考电位,而该参考电位正是电路输入端子12的电位。因此,第一电容器被连接在放大器的一个输入和电路的一个输入之间。这直接公开了该特征。
**P:其中,所述第一电路输入被连接到第一晶体管,并且所述第二电路输入被连接到第二晶体管。《未公开》**对比文件全文未提及任何晶体管连接到电路输入。对比文件描述的是一个独立的开关电容放大器电路,其输入用于接收待测量的输入电压Vin,并未连接到任何晶体管。目标专利该特征涉及将电路输入连接到电流感测电路中的晶体管(如Mpass, Msense),这是目标专利特定的应用场景。对比文件未公开此特征。
**Q:其中,在电流镜配置中所述第一晶体管和所述第二晶体管被连接。《未公开》**对比文件全文未提及任何晶体管,更未提及晶体管以电流镜配置连接。该特征涉及目标专利中电流感测电路的核心部分(如Mpass和Msense构成电流镜)。对比文件未公开任何晶体管,因此该特征未被公开。
**R:其中,所述电路输出被连接到包括第一晶体管的输出级。《未公开》**对比文件全文未提及任何输出级晶体管。其电路输出(13, 14)直接提供输出电压Vout。目标专利中,电路输出连接到包含晶体管(如Mmir1或Mcasc)的输出级,用于驱动或镜像感测电流。对比文件的输出是电压输出,没有晶体管输出级。因此该特征未被公开。
**S:其中,所述第一晶体管与第二晶体管被连接为共源共栅。《未公开》**对比文件全文未提及任何晶体管,更未提及共源共栅连接。该特征涉及目标专利中特定的晶体管连接方式(如Msense和Mcasc)。对比文件未公开。
**T:其中,所述第一晶体管与第二晶体管被连接为电流镜。《未公开》**对比文件全文未提及任何晶体管,更未提及电流镜连接。该特征涉及目标专利中特定的晶体管连接方式(如Mmir1和Mmir2)。对比文件未公开。
**U:包括:第一电路输入和第二电路输入《直接公开》**同特征A的引用。与特征A相同,被直接公开。
**V:电路输出《直接公开》**同特征B的引用。与特征B相同,被直接公开。
**W:放大器,具有输出,所述输出具有未被连接到所述电路输出的第一配置和被连接到所述电路输出的第二配置《直接公开》**同特征G的引用及论述。在Φ1相位(第一配置),开关43断开,放大器输出未连接到电路输出(13)。在Φ2相位(第二配置),开关43闭合,放大器输出连接到电路输出。对比文件公开了通过开关控制,使放大器输出在一种配置下与电路输出断开,在另一种配置下与电路输出连接。这直接公开了该特征。
**X:输出电容器,被连接到所述电路输出,所述输出电容器具有在反馈回路中被连接到所述放大器的第一配置和未被连接到所述放大器的第二配置《未公开》**同特征D的引用及论述。反馈电容器41在Φ2相位(第二配置)在反馈回路中连接到放大器,但在Φ1相位(第一配置),其通过开关42短路,并未“被连接到所述电路输出”。目标专利要求输出电容器“被连接到所述电路输出”是恒定的连接属性。目标专利的特征X明确要求“输出电容器,被连接到所述电路输出”,这意味着该电容器始终与电路输出相连。对比文件中与输出电容器功能类似的反馈电容器41,并非始终连接到电路输出(13),其在Φ1相位与输出断开。因此,该特征未被公开。
**Y:输入电容器,被连接到所述第一电路输入,所述输入电容器具有在反馈回路中与所述输出电容器一起被连接到所述放大器的第一配置和仅被连接到所述第二电路输出的第二配置《未公开》**同特征E、J的引用。输入电容器21在Φ1相位连接到第一电路输入11,但此时它并未与输出电容器(反馈电容器41)一起在反馈回路中连接到放大器(因为反馈电容器41被短路复位)。在Φ2相位,输入电容器21连接到放大器反相输入和参考电位(第二电路输入12),而不是“仅被连接到所述第二电路输出”。目标专利特征Y定义了输入电容器两种特定的配置状态。对比文件的输入电容器21的连接状态与这两种定义均不匹配:1)在类似第一配置(Φ2)时,其未与输出电容器(反馈电容器41)“一起”在反馈回路中连接到放大器(虽然都连到放大器,但功能是电荷转移,而非与输出电容器构成积分反馈回路)。2)在类似第二配置(Φ1)时,其连接到第一电路输入11和参考电位(12),而不是“仅被连接到第二电路输出”。因此,该特征未被公开。
**Z:以及第一偏移电容器,具有被连接到所述放大器的第一输入和第二输入的第一配置并且具有当所述输入电容器在所述反馈回路中与所述输出电容器一起被连接到所述放大器时与所述输入电容器串联连接的第二配置《未公开》**参见特征H、O的引用。图5的附加电容器C51在Φ1相位连接在放大器反相输入和参考电位之间,并非“被连接到所述放大器的第一输入和第二输入”。在Φ2相位,C51与输入电容器21串联连接,但此时输入电容器21并不处于“在反馈回路中与输出电容器一起被连接到所述放大器”的状态(反馈电容器41在反馈回路中,但输入电容器21是独立连接到参考电位的)。目标专利特征Z对偏移电容器的两种配置提出了非常具体且相互关联的连接要求。对比文件中的电容器C51:1)在第一配置(Φ1)时,并未跨接在放大器的两个输入之间。2)在第二配置(Φ2)时,其虽然与输入电容器21串联,但此时输入电容器21的连接状态不符合目标专利描述的“在反馈回路中与所述输出电容器一起被连接到所述放大器”。因此,对比文件未公开该特征。

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权利要求与技术特征
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