專利名稱：放大器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明有關(guān)于處理差分輸入信號(hào)(differential input)，尤其有關(guān)于利用多個(gè)放大電路處理差分輸入信號(hào)的放大器，其中多個(gè)放大電路可具有不同的驅(qū)動(dòng)力(driving capability)以及/或者不同的頻率補(bǔ)償特性。
背景技術(shù)：
差分放大器通常用于處理差分輸入數(shù)據(jù)。舉例來說，為了達(dá)到低功率消耗的音頻播放，通常會(huì)選用電流導(dǎo)引的方式來實(shí)現(xiàn)音頻的數(shù)字至模擬轉(zhuǎn)換器(DAC)。電流導(dǎo)引型DAC 的輸出端可接入通過一全差分放大器實(shí)現(xiàn)的跨阻抗放大器，因?yàn)槿罘质椒糯笃骺梢越档碗娏鲗?dǎo)引型DAC對(duì)于器件的阻抗要求。然而，這種方法實(shí)現(xiàn)的音頻播放只能負(fù)載一個(gè)耳極喇叭類的終端，而且只要單純的將全差分放大器的差分輸出端的任一輸出節(jié)點(diǎn)耦接于上述唯一終端，則放大器的正極輸入端與負(fù)極輸入端之間便會(huì)產(chǎn)生不匹配環(huán)路增益。而這可能會(huì)造成極大的輸出失真，進(jìn)而導(dǎo)致音頻錄放質(zhì)量的下降。

發(fā)明內(nèi)容
傳統(tǒng)的處理差分輸入數(shù)據(jù)的設(shè)備具有可用性差，質(zhì)量較低的缺點(diǎn)。有鑒于此，本發(fā)明提供一種放大器。本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例提供一種放大器，包含第一放大電路以及第二放大電路，其中所述第一放大電路設(shè)置在差分輸入端的第一輸入節(jié)點(diǎn)和放大器的第一輸出節(jié)點(diǎn)之間的第一信號(hào)通路上，所述第二放大電路設(shè)置在差分輸入端的第二輸入節(jié)點(diǎn)和放大器的第二輸出節(jié)點(diǎn)之間的第二信號(hào)通路上。其中，第一放大電路的驅(qū)動(dòng)力與第二放大電路的驅(qū)動(dòng)力并不相同。本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施例提供一種放大器，包含第一放大電路，第二放大電路以及控制電路。其中所述第一放大電路設(shè)置在差分輸入端的第一輸入節(jié)點(diǎn)和放大器的第一輸出節(jié)點(diǎn)之間的第一信號(hào)通路上，所述第二放大電路設(shè)置在差分輸入端的第二輸入節(jié)點(diǎn)和放大器的第二輸出節(jié)點(diǎn)之間的第二信號(hào)通路上。所述控制電路耦接于第一放大電路和第一負(fù)載之間，通過檢測(cè)第一負(fù)載的特征值校正第一放大電路。通過利用本發(fā)明，改善了放大器輸出端的失真狀況，并提升了放大器的穩(wěn)定性。如下詳述其他實(shí)施例和優(yōu)勢(shì)。本部分內(nèi)容并非對(duì)發(fā)明作限定，本發(fā)明范圍由權(quán)利要求范圍所限定。


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圖1是根據(jù)本發(fā)明一處理差分輸入的放大器的第一示范性實(shí)施例的方塊示意圖。圖2是圖1中放大器的第一示范性實(shí)施例的電路示意圖。圖3是圖1中放大器的第二示范性實(shí)施例的電路示意圖。圖4根據(jù)本發(fā)明一處理差分輸入的放大器的第二示范性實(shí)施例的方塊示意圖。圖5圖4中放大器的第一示范性實(shí)施例的電路示意圖。圖6是差分電流輸入的示意圖。圖7是差分電壓輸入的示意圖。
具體實(shí)施例方式以下描述是本發(fā)明實(shí)施的較佳實(shí)施例。以下實(shí)施例僅用來例舉闡釋本發(fā)明的技術(shù)特征，并非用來限制本發(fā)明的范疇。本發(fā)明范圍由權(quán)利要求所限定。在權(quán)利要求書及說明書當(dāng)中使用了某些詞匯來指稱特定的元件。所屬領(lǐng)域中的普通技術(shù)人員應(yīng)可理解，硬件制造商可能會(huì)用不同的名詞來稱呼同一個(gè)元件。本發(fā)明的權(quán)利要求書及說明書并不以名稱的差異來作為區(qū)分元件的方式，而是以元件在功能上的差異來作為區(qū)分的準(zhǔn)則。在通篇說明書及后續(xù)的請(qǐng)求項(xiàng)當(dāng)中所提及的“包含”為開放式的用語， 故應(yīng)解釋成“包含但不限定于”。以外，“耦接”一詞在此包含任何直接及間接的電氣連接手段。因此，若文中描述第一裝置耦接于第二裝置，則代表該第一裝置可直接電氣連接于該第二裝置，或通過其它裝置或連接手段間接地電氣連接至該第二裝置。本發(fā)明的構(gòu)想是設(shè)計(jì)一個(gè)由擁有不同驅(qū)動(dòng)力的多個(gè)內(nèi)部放大電路組成的放大器， 從而改善輸出失真。此外，多個(gè)放大電路還可以應(yīng)用不同頻率補(bǔ)償特性從而提升放大器的穩(wěn)定性。此外，為了優(yōu)化放大器的穩(wěn)定性，多個(gè)放大電路的其中之一的頻率補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)可以根據(jù)從相連接的單端負(fù)載的特征值計(jì)算出的檢測(cè)結(jié)果(如單端負(fù)載的負(fù)載檢測(cè)結(jié)果)來進(jìn)行校正。最終，通過應(yīng)用虛擬差分(pseudo-differential)放大器，放大器的總功耗會(huì)相應(yīng)減小。本發(fā)明的技術(shù)特征詳述如下。圖1是根據(jù)本發(fā)明第一示范性實(shí)施例之用于處理差分輸入信號(hào)的放大器的方塊示意圖。放大器100處理在差分輸入端接收到的差分輸入信號(hào)，其中，差分輸入信號(hào)具有第一輸入信號(hào)INl以及第二輸入信號(hào)IN2，差分輸入端具有第一輸入節(jié)點(diǎn)mi以及第二輸入節(jié)點(diǎn)附2。放大器100包括第一放大電路102，第二放大電路104，共模反饋(common-mode feedback, CMFB)電路106。須注意，圖1中僅示出與本發(fā)明相關(guān)的功能模塊，依據(jù)實(shí)際中的設(shè)計(jì)考慮，放大器100還可以在上述基礎(chǔ)上添加附加的功能模塊。其中第一放大電路102設(shè)置在第一輸入節(jié)點(diǎn)Nll和放大器100的第一輸出節(jié)點(diǎn)N21之間的第一信號(hào)通路103上。由此第一放大電路102可將在第一輸入節(jié)點(diǎn)Nll接收到的第一輸入信號(hào)mi放大，并相應(yīng)地產(chǎn)生第一放大信號(hào)OUTl由第一輸出節(jié)點(diǎn)N21輸出。第二放大電路104設(shè)置在第二輸入節(jié)點(diǎn)N12和放大器100的第二輸出節(jié)點(diǎn)N22之間的第二信號(hào)通路105上。第二放大電路104 可將在第二輸入節(jié)點(diǎn)N12接收到的第二輸入信號(hào)IN2放大，并將由此產(chǎn)生的第二放大信號(hào) 0UT2由第二輸出節(jié)點(diǎn)N22輸出。第一放大電路102包括第一放大級(jí)112，第一驅(qū)動(dòng)級(jí)114以及第一頻率補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò) 116。如圖1所示，第一放大級(jí)112耦接于第一輸入節(jié)點(diǎn)Nll和第一驅(qū)動(dòng)級(jí)114之間，而第一驅(qū)動(dòng)級(jí)114耦接于第一放大級(jí)112和第一輸出節(jié)點(diǎn)N21之間。第二放大電路104包括第二放大級(jí)122，第二驅(qū)動(dòng)級(jí)124以及第二頻率補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)126。同樣如圖1所示，第二放大級(jí) 122耦接于第二輸入節(jié)點(diǎn)N12和第二驅(qū)動(dòng)級(jí)IM之間，而第二驅(qū)動(dòng)級(jí)1 耦接于第二放大級(jí) 122和第二輸出節(jié)點(diǎn)N22之間。在本示范性實(shí)施例中，雖然差分輸入信號(hào)(包含第一輸入信號(hào)mi和第二輸入信號(hào)1擬)進(jìn)入到放大器100，但第一放大電路102與第二放大電路104的驅(qū)動(dòng)力并不相同。 舉例來說(并不限定)，由第一放大信號(hào)OUTl驅(qū)動(dòng)的第一負(fù)載1 與由第二放大信號(hào)0UT2 驅(qū)動(dòng)的第二負(fù)載130可以具有不同的負(fù)載值。由于第一負(fù)載1 和第二負(fù)載130的負(fù)載值不匹配，這會(huì)導(dǎo)致第一放大電路102與第二放大電路104的驅(qū)動(dòng)力不匹配，因此第一放大電路102的環(huán)路增益響應(yīng)(Loop Gain Response)可能會(huì)與第二放大電路104的環(huán)路增益響應(yīng)實(shí)質(zhì)上相同。舉例來說，第一負(fù)載1 假設(shè)為一單端負(fù)載(如耳機(jī)喇叭或需要被放大器100 驅(qū)動(dòng)的一外部放大器)，第二負(fù)載130假設(shè)為耦接于第二輸出節(jié)點(diǎn)N22和地之間的電阻，這樣，上述第一負(fù)載的負(fù)載值會(huì)比第二負(fù)載的負(fù)載值大。換句話說，放大器100正如虛擬差分放大器一樣，將第一放大級(jí)112和第二放大級(jí)122設(shè)置為全差分結(jié)構(gòu)，為第一驅(qū)動(dòng)級(jí)114和第二驅(qū)動(dòng)級(jí)1 配置不同的驅(qū)動(dòng)力。舉例來說，第一驅(qū)動(dòng)級(jí)114的驅(qū)動(dòng)力可以設(shè)計(jì)為比第二驅(qū)動(dòng)級(jí)124的驅(qū)動(dòng)力大。當(dāng)?shù)谝环糯箅娐?02的環(huán)路增益響應(yīng)與第二放大電路104的環(huán)路增益響應(yīng)實(shí)質(zhì)上相同時(shí)，輸出到第一負(fù)載128(其為單端負(fù)載)的單端輸出信號(hào)OUTl會(huì)有較低的失真。正由于較低的總諧波失真(Total Harmonic Distortion，THD)，放大器100 會(huì)有良好的線性度。此外，共模反饋電路106可以用來檢測(cè)輸出的共模電平，并隨之產(chǎn)生共模反饋信號(hào)發(fā)射到第一放大電路102和第二放大電路104，以校正以全差分架構(gòu)設(shè)置的第一放大電路102和第二放大電路104的共模電壓。舉例來說，為使第一輸出信號(hào)OUTl與第二輸出信號(hào)0UT2全差分，共模反饋電路106可通過一隨輸出共模電平變化而迅速變化的高速共模反饋電路實(shí)現(xiàn)，由此進(jìn)一步減小失真。當(dāng)放大器100開始處理低頻差分輸入時(shí)，具有不同驅(qū)動(dòng)力的第一放大電路102和第二放大電路104(如第一驅(qū)動(dòng)級(jí)114和第二驅(qū)動(dòng)級(jí)IM具有不同的驅(qū)動(dòng)力)可以使放大器的輸出失真更小。然而，當(dāng)放大器100開始處理高頻差分輸入時(shí)，由于共模反饋電路106的高速運(yùn)行以及第一放大電路102和第二放大電路104驅(qū)動(dòng)力的不匹配，因此需要考慮放大器穩(wěn)定性的問題。具體來說，如果第一驅(qū)動(dòng)級(jí)114的驅(qū)動(dòng)力比第二驅(qū)動(dòng)級(jí)124的高，那么第一驅(qū)動(dòng)級(jí)114的寄生電容就要比第二驅(qū)動(dòng)級(jí)124的高。因此在高頻帶，由于寄生電容不匹配造成的電極位置的不同，放置在第一信號(hào)通路103的第一放大電路102與放置在第二信號(hào)通路105的第二放大電路104的頻率響應(yīng)將會(huì)不同。如上所述，當(dāng)放大器100處理低頻差分輸入時(shí)，共模反饋電路106可通過一高速共模反饋電路實(shí)現(xiàn)來減小失真。而當(dāng)放大器100處理高頻差分輸入時(shí)，由于高速共模反饋電路106帶來的極耦合效應(yīng)，第一放大電路102的頻率響應(yīng)可能會(huì)被第二放大電路104的不同的頻率響應(yīng)所影響，其中第一放大電路102用來產(chǎn)生發(fā)送到第一負(fù)載128的第一輸出信號(hào)OUTl (例如 發(fā)送到單端負(fù)載的單端輸出信號(hào))。因此，放大器的穩(wěn)定性會(huì)降低。為了防止第一放大電路102與第二放大電路104的驅(qū)動(dòng)力不匹配而帶來的放大器穩(wěn)定性下降這一問題，可分別設(shè)計(jì)第一頻率補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)116以及第二頻率補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)126。舉例說明，假設(shè)第一頻率補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)116與第二頻率補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)1 的頻率補(bǔ)償特性并不相同，此時(shí)在高頻帶中，具有不同頻率補(bǔ)償特性的上述第一頻率補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)116以及第二頻率補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)126就可以有效地降低第一放大電路102以及第二放大電路104之間頻率響應(yīng)的差異性。 舉例來說，而經(jīng)合適設(shè)計(jì)后，第一頻率補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)116以及第二頻率補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)1 可以使第一放大電路102以及第二放大電路104之間的頻率響應(yīng)相似或?qū)嵸|(zhì)上相同。簡(jiǎn)單來說，通過在放大器100中配置具有不同頻率補(bǔ)償特性的第一頻率補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)116以及第二頻率補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)126，就可以避免由高速共模反饋電路106帶來的有害的極耦合效應(yīng)，從而提高放大器的穩(wěn)定性。需注意，本發(fā)明中，任何可以令第一頻率補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)116以及第二頻率補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)1 具有不同頻率補(bǔ)償特性的方法都可以使用。舉例來說，第一頻率補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)116以及第二頻率補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)1 可以有相同的電路結(jié)構(gòu)，但在上述相同電路結(jié)構(gòu)中，應(yīng)有至少一個(gè)電路組件在第一頻率補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)116的第一設(shè)定和第二頻率補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)126的第二設(shè)定中是不同的。 另一種可行的設(shè)計(jì)是第一頻率補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)116以及第二頻率補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)1 分別通過不同的電路結(jié)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)。在上述設(shè)計(jì)中，第一放大電路102與第二放大電路104的驅(qū)動(dòng)力的不同是通過采用例如跨電導(dǎo)設(shè)置等方法使第一驅(qū)動(dòng)級(jí)114和第二驅(qū)動(dòng)級(jí)IM具有不同的驅(qū)動(dòng)力來實(shí)現(xiàn)的。然而，此僅為說明之目的，并無意圖限制本發(fā)明。另一種可行的設(shè)計(jì)是，第一放大電路 102與第二放大電路104的驅(qū)動(dòng)力的不同可通過使分別放置在第一信號(hào)信道103和第二信號(hào)信道105上的其他內(nèi)部電路組件具有不同的驅(qū)動(dòng)力。此外，在上述設(shè)計(jì)中，第一放大電路 102與第二放大電路104都經(jīng)合理設(shè)計(jì)可達(dá)到不同的驅(qū)動(dòng)力以及頻率補(bǔ)償特性。但任何為了處理差分輸入而作出的在不同信號(hào)通路上設(shè)置放大器電路并使之具有不同驅(qū)動(dòng)力的放大器設(shè)計(jì)均屬于本發(fā)明所主張之范圍。為便于理解本發(fā)明的技術(shù)特征，以下給出幾個(gè)基于圖1中放大器100的示范性實(shí)例。請(qǐng)參照?qǐng)D2，圖2是基于圖1中放大器100的第一示范性實(shí)例的電路方塊示意圖，其中放大器100是一多級(jí)虛擬差分放大器。第一頻率補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)116以及第二頻率補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)1 都采用了一具有消零電阻之多級(jí)米勒補(bǔ)償(nested miller compensation with nulling resistor, NMCNR)的結(jié)構(gòu)。其中，第一頻率補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)116包含電容Cel,p、C。2,p以及電阻Rcl, P、R。2,p，第二頻率補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)126包含電容Cca,n、Cc2jn以及電阻Rcl,n、Rc2jn0需注意，為使第一頻率補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)116以及第二頻率補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)1 具有不同的頻率補(bǔ)償特性，示例的可實(shí)作為 Ccl,ρ與Cc^n應(yīng)具有不同的電容值，Cc2,p與C。2,n應(yīng)具有不同的電容值，Rcl,p與Rcl,n應(yīng)具有不同的電阻值，Rc2,ρ與R。2,n應(yīng)具有不同的電阻值。而且，第一驅(qū)動(dòng)級(jí)114的跨導(dǎo)Gm3p比第二驅(qū)動(dòng)級(jí)1 的跨導(dǎo)Gm3n大，因此，雖然第一放大級(jí)112和第二放大級(jí)122處于全差分的情況下，但第一放大電路102具有比第二放大電路104更大的驅(qū)動(dòng)力。此外，第一負(fù)載1 是一耳機(jī)喇叭或外部放大器類的單端負(fù)載，需要放大器100驅(qū)動(dòng)，而第二負(fù)載130是一輕負(fù)載。 舉例來說，當(dāng)?shù)诙敵龉?jié)點(diǎn)N22用于測(cè)試、校準(zhǔn)或利用外部放大器進(jìn)行信號(hào)放大時(shí)，第二負(fù)載130可以是與第二輸出節(jié)點(diǎn)N22耦接的輸入放大器的輸入電阻(例如電阻值為10ΚΩ)。 又例如，第二負(fù)載130也可以是第二驅(qū)動(dòng)級(jí)124的輸出晶體管的輸出電阻。請(qǐng)參照?qǐng)D3，圖3是基于圖1中放大器100的第二示范性實(shí)例的電路方塊示意圖， 其中放大器100是一多級(jí)虛擬差分放大器。第二頻率補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)1 采用了 NMCNR結(jié)構(gòu)。但為了減小芯片面積和功率損耗，第一頻率補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)116并沒有采用NMCNR結(jié)構(gòu)，而是采用了阻尼系數(shù)控制頻率補(bǔ)償(Damping Factor Control Frequency Compensation, DFCFC)結(jié)構(gòu)。其中，第一頻率補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)116包含電容Cca,P、C。2,P以及電阻Rcl,p、!^p，第二頻率補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)1 包含電容(；&、(；。以及電阻Rca,n、R。2,n需注意，由于不同的電路結(jié)構(gòu)，第一頻率補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)116與第二頻率補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)1 具有不同的頻率補(bǔ)償特性。而且，第一驅(qū)動(dòng)級(jí)114的跨導(dǎo)Gm3p比第二驅(qū)動(dòng)級(jí)124的跨導(dǎo)Gm3n大，因此，雖然在第一放大級(jí)112和第二放大級(jí)122 處于全差分的情況下，但第一放大電路102具有比第二放大電路104更大的驅(qū)動(dòng)力。此外， 第一負(fù)載1 是一耳機(jī)喇叭或需要放大器100驅(qū)動(dòng)的外部放大器類的單端負(fù)載，而第二負(fù)載130是輕負(fù)載。需注意，在另外的實(shí)施設(shè)計(jì)中，圖3中的第二頻率補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)126也可以采用DFCFC 的結(jié)構(gòu)。但此時(shí)，在相同的DFCFC應(yīng)有至少一個(gè)電路組件的設(shè)定值在第一頻率補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)116 和第二頻率補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)126中是不同的。上述設(shè)計(jì)也遵循本發(fā)明的精神，屬于本發(fā)明所主張之范圍。如圖2和圖3所示，第一負(fù)載1 是需要放大器100驅(qū)動(dòng)的單端負(fù)載，第二負(fù)載 130具有固定的負(fù)載值。隨著第二負(fù)載130的確定，第二頻率補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)1 與第二放大電路 104的頻率響應(yīng)先后確定下來。若單端負(fù)載的負(fù)載值也是固定的，第一頻率補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)116可進(jìn)行適當(dāng)配置以使第一放大電路102的頻率響應(yīng)固定/穩(wěn)定下來。然而在不同的頻帶下， 單端負(fù)載的負(fù)載值可能會(huì)不斷變化。此外，放大器100可用來驅(qū)動(dòng)不同的耳機(jī)喇叭，這樣， 單端負(fù)載的負(fù)載值的變化就可能會(huì)引起復(fù)極點(diǎn)的質(zhì)量因子Q的變化，從而導(dǎo)致放大器穩(wěn)定性的下降，其中質(zhì)量因子Q相應(yīng)于放置第一放大電路102的第一信號(hào)通路。因此，本發(fā)明引入另一種放大器設(shè)計(jì)來解決這個(gè)問題。請(qǐng)參照?qǐng)D4，圖4是基于本發(fā)明的一處理差分輸入信號(hào)的放大器的第二示范性實(shí)例的電路方塊示意圖。放大器400包含了圖1所示放大器100的所有功能區(qū)塊，除此之外， 還包含了耦接于第一放大電路102和第一負(fù)載1 之間的控制電路402?？刂齐娐?02可以通過檢測(cè)第一負(fù)載128的特征值產(chǎn)生檢測(cè)結(jié)果，并依據(jù)上述檢測(cè)結(jié)果對(duì)第一放大電路102 進(jìn)行校正，以使得與第一信號(hào)通路相應(yīng)的極點(diǎn)的質(zhì)量因子Q穩(wěn)定在一個(gè)要求的范圍內(nèi)。在一種實(shí)施例中，控制電路402對(duì)第一頻率補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)116進(jìn)行校正，以使與第一信號(hào)通路相應(yīng)的極點(diǎn)的質(zhì)量因子Q穩(wěn)定下來。舉例來說(并不限定)，控制電路402可以用來校正第一頻率補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)116的頻率補(bǔ)償特性與第一驅(qū)動(dòng)級(jí)114的驅(qū)動(dòng)力的至少一種。例如，控制電路 402可通過校正第一頻率補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)的至少一個(gè)可校正電路組件的電阻或電容值(即校正第一頻率補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)的電阻或電容值)，來校正第一頻率補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)116的頻率補(bǔ)償特性。同時(shí)或單獨(dú)地，上述控制電路也可以通過校正第一驅(qū)動(dòng)級(jí)114的供應(yīng)電流(如偏置電流)來校正第一驅(qū)動(dòng)級(jí)的驅(qū)動(dòng)力。通過上述方法，放大器可不受第一負(fù)載128的負(fù)載值變化的影響而保持穩(wěn)定。舉例來說(并不限定)，上述特征值是第一負(fù)載1 的負(fù)載值，比如第一負(fù)載1 的電容值。這樣，控制電路402通過檢測(cè)第一負(fù)載128的負(fù)載值來校正第一頻率補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò) 116。然而，此僅為說明之目的。也就是說，控制電路402依據(jù)第一負(fù)載128的特征值的檢測(cè)結(jié)果來校正第一頻率補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)的任何方法均遵循本發(fā)明的精神。此外，參照?qǐng)D4所示的放大器400。為減小輸出失真，第一放大電路102與第二放大電路104可以具有不同的驅(qū)動(dòng)力。并且/或者第一頻率補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)116和第二頻率補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)126可以有不同的頻率補(bǔ)償特性。習(xí)知技藝者閱讀完有關(guān)圖1所示的放大器100的上述段落后，可輕易理解上述主張?zhí)卣鞯募?xì)節(jié)。此處為簡(jiǎn)潔不再贅述。簡(jiǎn)單說來，無論內(nèi)部的放大電路是否有不同的驅(qū)動(dòng)力以及/或者不同的頻率補(bǔ)償特性，任何處理差分輸入信號(hào)并應(yīng)用上述提到的校正方案來使與第一信號(hào)通路相應(yīng)的極點(diǎn)的質(zhì)量因子固定在一個(gè)要求的范圍內(nèi)的放大器均遵循本發(fā)明的精神。請(qǐng)參照?qǐng)D5，圖5是基于圖4所示的放大器400的示范性實(shí)例的電路方塊示意圖。 圖5所示的放大器400的電路結(jié)構(gòu)與圖3中所示的電路結(jié)構(gòu)相似，主要的差別在于圖5中， 電阻Rd,p’的電阻值被控制電路402所控制，是可校正的。舉例來說，若第一負(fù)載1 為耳機(jī)喇叭，則第一負(fù)載128的負(fù)載電感U的電感值可能在1 50uH之間，負(fù)載電容Q的電容值可能在IOpF InF之間，負(fù)載電阻！^的電阻值可能為16 Ω。舉例來說(并不限定)，控制電路402可根據(jù)負(fù)載電容Q的檢測(cè)值等負(fù)載檢測(cè)結(jié)果來設(shè)定電阻I d,p’的電阻值。在圖5所示的實(shí)施例中，第一頻率補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)116采用了有可變電阻Rd,p’的DFCFC 結(jié)構(gòu)，第二頻率補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)1 采用了 NMCNR結(jié)構(gòu)。但在別的設(shè)計(jì)中，只要第一頻率補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò) 116與第二頻率補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)1 都被適當(dāng)配置以具有不同的頻率補(bǔ)償特性，第二頻率補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)126也可以采用DFCFC結(jié)構(gòu)。包括第一輸入信號(hào)mi和第二輸入信號(hào)IN2的差分輸入，可以是差分電壓輸入，也可以是差分電流輸入。圖6是差分電流輸入的方塊示意圖。舉例來說(并不限定)，差分電流輸入可由電流導(dǎo)引型數(shù)字至模擬轉(zhuǎn)換器產(chǎn)生。如圖6所示，當(dāng)數(shù)據(jù)位“0”被傳送時(shí)，電流I1從第一輸入節(jié)點(diǎn)Nll流入，作為第一輸入信號(hào)IN1，電流I2從第二輸入節(jié)點(diǎn)N12流入， 作為第二輸入信號(hào)IN2 ；當(dāng)數(shù)據(jù)比特“1”被傳送時(shí)，電流I3從第一輸入節(jié)點(diǎn)Nll流入，作為第一輸入信號(hào)IN1，電流I4從第二輸入節(jié)點(diǎn)N12流入，作為第二輸入信號(hào)IN2。在一實(shí)施例中，電流I1與電流I4可具有相同的電流值，而電流12與電流13可具有相同的電流值。圖7是差分電壓輸入的方塊示意圖。如圖7所示，當(dāng)數(shù)據(jù)位“0”被傳送時(shí)，電壓V1 第一輸入節(jié)點(diǎn)Nll流入，作為第一輸入信號(hào)IN1，電壓V2從第二輸入節(jié)點(diǎn)N12流入，作為第二輸入信號(hào)IN2 ；當(dāng)數(shù)據(jù)位“1”被傳送時(shí)，電壓V3從第一輸入節(jié)點(diǎn)Nll流入，作為第一輸入信號(hào)IN1，電壓V4從第二輸入節(jié)點(diǎn)N12流入，作為第二輸入信號(hào)IN2。在一實(shí)施例中，電壓 V1與電壓V4可具有相同的電壓值，而電壓V2與電壓V3可具有相同的電壓值。在圖2、圖3、圖5所示的實(shí)施例中，第二驅(qū)動(dòng)級(jí)IM被特別設(shè)計(jì)以具有較小的跨導(dǎo)Gm3n。雖然增大驅(qū)動(dòng)級(jí)的跨導(dǎo)值可提高放大器的穩(wěn)定性，但被適當(dāng)設(shè)計(jì)的第一頻率補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)116與第二頻率補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)1 可以在不使放大器穩(wěn)定性下降的前提下允許第二驅(qū)動(dòng)級(jí) 1 有較小的跨導(dǎo)值。這樣，虛擬差分放大器100就會(huì)比傳統(tǒng)的全差分放大器有更低的功率損耗。本發(fā)明雖以較佳實(shí)施例揭露如上，然其并非用以限定本發(fā)明的范圍。本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域中普通技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，當(dāng)可做各種的更動(dòng)與潤(rùn)飾。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍當(dāng)視之前的權(quán)利要求書所界定者為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種放大器，用于處理在差分輸入端接收到的差分輸入信號(hào)，所述差分輸入信號(hào)包含第一輸入信號(hào)和第二輸入信號(hào)差分，所述放大器包括第一放大電路，設(shè)置在所述差分輸入端的第一輸入節(jié)點(diǎn)和所述放大器的第一輸出節(jié)點(diǎn)之間的第一信號(hào)通路上，用來放大所述第一輸入節(jié)點(diǎn)接收到的所述第一輸入信號(hào)，并將產(chǎn)生的第一放大信號(hào)輸出到所述第一輸出節(jié)點(diǎn)；以及第二放大電路，設(shè)置在所述差分輸入端的第二輸入節(jié)點(diǎn)和所述放大器的第二輸出節(jié)點(diǎn)之間的第二信號(hào)通路上，用來放大所述第二輸入節(jié)點(diǎn)接收到的所述第二輸入信號(hào)，并將產(chǎn)生的第二放大信號(hào)輸出到所述第二輸出節(jié)點(diǎn)；其中，所述第一放大電路和所述第二放大電路具有不同的驅(qū)動(dòng)力。
2.如權(quán)利要求1所述的放大器，其中由所述第一放大信號(hào)驅(qū)動(dòng)的第一負(fù)載與由所述第二放大信號(hào)驅(qū)動(dòng)的第二負(fù)載具有不同的負(fù)載值。
3.如權(quán)利要求2所述的放大器，其中所述第一負(fù)載為單端負(fù)載。
4.如權(quán)利要求1所述的放大器，其中所述第一放大電路包括第一放大級(jí)和第一驅(qū)動(dòng)級(jí)，其中，所述第一放大級(jí)耦接于所述第一輸入節(jié)點(diǎn)和所述第一驅(qū)動(dòng)級(jí)之間，而所述第一驅(qū)動(dòng)級(jí)耦接于所述第一放大級(jí)和所述第一輸出節(jié)點(diǎn)之間；所述第二放大電路包括第二放大級(jí)和第二驅(qū)動(dòng)級(jí)，其中，所述第二放大級(jí)耦接于所述第二輸入節(jié)點(diǎn)和所述第二驅(qū)動(dòng)級(jí)之間，而所述第二驅(qū)動(dòng)級(jí)耦接于所述第二放大級(jí)和所述第二輸出節(jié)點(diǎn)之間；所述第一放大級(jí)和所述第二放大級(jí)設(shè)置為全差分結(jié)構(gòu)；以及所述第一驅(qū)動(dòng)級(jí)和所述第二驅(qū)動(dòng)級(jí)具有不同的驅(qū)動(dòng)力。
5.如權(quán)利要求1所述的放大器，其中所述第一放大電路和所述第二放大電路具有實(shí)質(zhì)上相同的環(huán)路增益響應(yīng)。
6.如權(quán)利要求1所述的放大器，其中所述第一放大電路包括第一頻率補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)，所述第二放大電路包括第二頻率補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)，所述第一頻率補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)和所述第二頻率補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)具有不同的頻率補(bǔ)償特性。
7.如權(quán)利要求6所述的放大器，其中所述第一頻率補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)和所述第二頻率補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)具有相同的電路結(jié)構(gòu)。
8.如權(quán)利要求6所述的放大器，其中所述第一頻率補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)和所述第二頻率補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)均可采用具有消零電阻之多級(jí)米勒補(bǔ)償?shù)慕Y(jié)構(gòu)或阻尼系數(shù)控制頻率補(bǔ)償結(jié)構(gòu)。
9.一種放大器，用于處理在差分輸入端接收到差分輸入信號(hào)，所述差分輸入信號(hào)包含第一輸入信號(hào)和第二輸入信號(hào)差分，所述放大器包括第一放大電路，設(shè)置在所述差分輸入端的第一輸入節(jié)點(diǎn)和所述放大器的第一輸出節(jié)點(diǎn)之間的第一信號(hào)通路上，用來放大所述第一輸入節(jié)點(diǎn)接收到的所述第一輸入信號(hào)，并將產(chǎn)生的第一放大信號(hào)輸出到所述第一輸出節(jié)點(diǎn)以驅(qū)動(dòng)第一負(fù)載；第二放大電路，設(shè)置在所述差分輸入端的第二輸入節(jié)點(diǎn)和所述放大器的第二輸出節(jié)點(diǎn)之間的第二信號(hào)通路上，用來放大所述第二輸入節(jié)點(diǎn)接收到的所述第二輸入信號(hào)，并將產(chǎn)生的第二放大信號(hào)輸出到所述第二輸出節(jié)點(diǎn)；以及控制電路，耦接于所述第一放大電路和所述第一負(fù)載之間，用于通過檢測(cè)所述第一負(fù)載的特征值產(chǎn)生檢測(cè)結(jié)果，并依據(jù)所述檢測(cè)結(jié)果對(duì)所述第一放大電路進(jìn)行校正。
10.如權(quán)利要求9所述的放大器，其中所述特征值為負(fù)載值。
11.如權(quán)利要求10所述的放大器，其中所述第一放大電路包括頻率補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)，所述控制電路根據(jù)檢測(cè)到的負(fù)載值校正所述第一頻率補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)。
12.如權(quán)利要求9所述的放大器，其中所述第一放大電路包括第一頻率補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)，所述控制電路根據(jù)檢測(cè)到的負(fù)載值校正所述第一頻率補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)，所述第二放大電路包括第二頻率補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)，所述第一頻率補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)與所述第二頻率補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)具有不同的頻率補(bǔ)償特性。
13.如權(quán)利要求12所述的放大器，其中所述第一頻率補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)和所述第二頻率補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)具有相同的電路結(jié)構(gòu)。
14.如權(quán)利要求12所述的放大器，其中所述第一頻率補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)和所述第二頻率補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)均可采用具有消零電阻之多級(jí)米勒補(bǔ)償?shù)慕Y(jié)構(gòu)或阻尼系數(shù)控制頻率補(bǔ)償結(jié)構(gòu)。
15.如權(quán)利要求9所述的放大器，其中所述第一放大電路包括第一頻率補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)和第一驅(qū)動(dòng)級(jí)，所述控制電路用來校正所述第一頻率補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)的頻率特性和所述第一驅(qū)動(dòng)級(jí)的驅(qū)動(dòng)力中的至少一項(xiàng)。
16.如權(quán)利要求15所述的放大器，其中所述控制電路可通過校正所述第一頻率補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)的電阻或電容值來校正所述第一頻率補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)的頻率補(bǔ)償特性，或通過校正所述第一驅(qū)動(dòng)級(jí)的供應(yīng)電流來校正所述第一驅(qū)動(dòng)級(jí)的驅(qū)動(dòng)力。
17.如權(quán)利要求9所述的放大器，其中所述第二放大電路將產(chǎn)生的所述第二放大信號(hào)輸出到所述第二輸出節(jié)點(diǎn)以驅(qū)動(dòng)第二負(fù)載，所述第一負(fù)載與所述第二負(fù)載具有不同的負(fù)載值。
18.如權(quán)利要求17所述的放大器，其中所述第一負(fù)載為單端負(fù)載。
19.如權(quán)利要求9所述的放大器，其中所述第一放大電路和所述第二放大電路具有不同的驅(qū)動(dòng)力。
20.如權(quán)利要求19所述的放大器，其中所述第一放大電路包括第一放大級(jí)和第一驅(qū)動(dòng)級(jí)，其中，所述第一放大級(jí)耦接于所述第一輸入節(jié)點(diǎn)和所述第一驅(qū)動(dòng)級(jí)之間，而所述第一驅(qū)動(dòng)級(jí)耦接于所述第一放大級(jí)和所述第一輸出節(jié)點(diǎn)之間；所述第二放大電路包括第二放大級(jí)和第二驅(qū)動(dòng)級(jí)，其中，所述第二放大級(jí)耦接于所述第二輸入節(jié)點(diǎn)和所述第二驅(qū)動(dòng)級(jí)之間，而所述第二驅(qū)動(dòng)級(jí)耦接于所述第二放大級(jí)和所述第二輸出節(jié)點(diǎn)之間；所述第一放大級(jí)和所述第二放大級(jí)設(shè)置為全差分結(jié)構(gòu)，所述第一驅(qū)動(dòng)級(jí)和所述第二驅(qū)動(dòng)級(jí)具有不同的驅(qū)動(dòng)力。
全文摘要
本發(fā)明提供一種放大器，包含第一放大電路以及第二放大電路。其中所述第一放大電路設(shè)置在差分輸入端的第一輸入節(jié)點(diǎn)和放大器的第一輸出節(jié)點(diǎn)之間的第一信號(hào)通路上，所述第二放大電路設(shè)置在差分輸入端的第二輸入節(jié)點(diǎn)和放大器的第二輸出節(jié)點(diǎn)之間的第二信號(hào)通路上。通過利用本發(fā)明，改善了放大器輸出端的失真狀況，并提升了放大器的穩(wěn)定性。
文檔編號(hào)H03F1/32GK102215028SQ20111005574
公開日2011年10月12日 申請(qǐng)日期2011年3月9日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月6日
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