專利名稱：用于ab類放大器的同步溫度保護的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種根據(jù)權利要求1的用于集成放大器的同步電路、 根據(jù)權利要求10的同步方法、以及根據(jù)權利要求14的電子設備。10背景技術放大器尤其是AB類放大器，具有產生超過靜止期間在電路中流 動的電流的信號輸出電流的能力。此外，由于電容性負載，信號輸出 電流水平隨著信號頻率而增加。因此，輸出晶體管中的功率耗散隨著 信號頻率而增加，反過來，由于功率耗散的自熱作用，使得放大器的15溫度升高。換言之，功率耗散是確定半導體元件的結溫的主要來源。 另一個重要的來源是在其中操作該放大器的環(huán)境的溫度。為防止高溫 環(huán)境中的過度結溫，可以給放大器電路加上溫度保護，以便在結溫變 得過高之前降低放大器的功率耗散。存在其中將多個放大器用于并行通道的應用，每個放大器具有其20自身溫度。例如，在陰極射線管(CRT)顯示器中，三個單獨的視頻 輸出放大器直接驅動CRT的各個陰極，即紅色、綠色、和藍色。為保 持信號完整性尤其是色彩平衡，需要使溫度保護對所有的并行通道同 時作用到相同的程度。放大器尤其是具有電容性負載的放大器中的已知保護方案的第25 —方法，涉及功率耗散隨著信號頻率而增大的事實。因此，降低功率 耗散的方法是在溫度上升到一定水平以上時減小放大器的帶寬。這可 以通過多種方式來實現(xiàn)。例如，在具有全反饋的放大器中，其中閉環(huán) 帶寬與開環(huán)增益線性相關，通過減小開環(huán)增益，從而減小帶寬。US 5， 994， 958描述了一種方法，通過分析放大器的源電流并產30 生針對用于在到達各個放大器的輸入端之前限制輸入信號的帶寬的帶 寬壓縮電路的控制信號，來控制視頻輸出放大器中的功率耗散。將源 電流用作對于管芯溫度的指示來代替實際傳感溫度，這是比較不準確 的。此外，為了帶寬控制信號的同步，使用各個放大器的所確定溫度 的加權和。然而，這種解決方案具有以下缺點在較多的放大器具有 5 高溫時，即使每個放大器各自的溫度完全不成問題，仍在較低溫度處 激活溫度保護。發(fā)明內容本發(fā)明的目的是提供一種同步電路，該同步電路允許僅以一個端10管腳的代價來同步多個電路的公共控制信號。具體地，本發(fā)明的目的是提供一種針對通過帶寬壓縮進行溫度保護的集成放大器電路的同步 電路，僅以一個控制管腳的代價在多個放大器之間進行同步。本發(fā)明的另一個目的是提供一種同步方法，用于對多個電路的公 共控制信號進行連續(xù)通信和同步。具體地，本發(fā)明的另一個目的是提15 供一種同步方法，為了溫度保護的目的而在多個放大器中對同步帶寬 壓縮的公共帶寬控制信號進行同步。通過以下電路來解決本發(fā)明的所有或特定目的同步電路用于根 據(jù)帶寬控制信號進行帶寬控制的集成放大器，所述同步電路包括用于 控制信號的控制端，以及連接到內部控制信號的等級選擇器裝置，所20 述等級選擇器裝置被配置為如果根據(jù)預定的分級準則，與所述控制 信號相比，所述內部控制信號具有較高等級，則將所述內部控制信號 施加到所述控制端。通過以下方法來解決本發(fā)明的所有或特定目的同步方法用于對 多個電路的公共控制信號進行連續(xù)通信和同步，所述方法包括以下步25 驟在每一個所述電路中產生對應的內部控制信號；在每一個所述電 路中，將所述對應的內部控制信號與所述實際公共控制信號進行連續(xù) 比較；以及如果所述對應的內部控制信號的實際電平高于所述公共控 制信號的實際電平，則將所述實際公共控制信號調整為所述對應的內 部控制信號，從而所述實際公共控制信號具有所述對應的內部控制信30號中的最大電平?？梢詫λ龇椒ㄖ械乃稣{整步驟進行如下修改 如果所述對應的內部控制信號的實際電平低于所述公共控制信號的實 際電平，則將所述實際公共控制信號調整為所述對應的內部控制信號， 從而所述實際公共控制信號具有所述對應的內部控制信號中的最小值。5 本發(fā)明的本質思想是，僅以一個控制端管腳或所述公共控制信號所存在的引線為代價，對諸如多個單獨集成放大器的多個電路中的諸 如公共帶寬控制信號的公共控制信號進行同步。優(yōu)選地，例如，所述 內部控制信號與所述放大器電路的實際溫度相對應，這樣例如可以為 了溫度保護的目的而有利地調整所述放大器的帶寬。此外，所述控制10 端可以有利地連接到本發(fā)明的另外同步電路的一個或多個對應的控制 端。因此，例如，通過實際上最熱的放大器來控制針對溫度保護的所 述同步帶寬壓縮?？蛇x地，可以將所述控制端連接到指定用于設置外 部控制信號電平的外部控制信號。根據(jù)本發(fā)明的第一實施例，所述分級準則是最小準則，并且所述15 等級選擇器裝置被配置為如果所述帶寬控制信號的實際電平高于所述內部控制信號的實際電平，則將所述內部控制信號施加到所述控制 端。所述等級選擇器裝置可以實現(xiàn)為放大器，優(yōu)選地為在其輸出處具 有單位反饋以及有限的電流源容量的電壓放大器。根據(jù)第二實施例，所述分級準則是最大準則，并且所述等級選擇20 器裝置被配置為如果所述控制信號的實際電平低于所述內部控制信 號的實際電平，則將所述內部控制信號施加到所述控制端。所述等級 選擇器裝置可以實現(xiàn)為放大器，優(yōu)選地為具有單位反饋和有限的電流 匯容量的電壓放大器。換言之，根據(jù)本發(fā)明，所述等級選擇裝置被配置為根據(jù)所實現(xiàn)25 的分級準則，所述等級選擇器裝置只能分別在使用所述最大準則的情 況下增大或者在使用所述最小準則的情況下降低，所述控制端處存在 的所述控制信號的實際電平，但并非在另一個對應方向上。通過此同 步電路配置，僅以所述公共控制信號所在的一個控制管腳為代價，可 以只將與封裝集成電路中的引線或管腳相對應的一個端子用于多個電30路中的控制信號的同步。有利地，還可以將所述控制管腳用于外部控
制信號的輸入。此外，當不使用外部控制信號時，根據(jù)本發(fā)明的所述 放大器電路通過其內部控制信號來控制其帶寬。至于所述方法，還可以存在以下步驟在每一個所述電路內，將 所述同步公共控制信號用于對每一個所述電路中的特性進行同步調 5 整。在一個實施例中，所述電路是放大器電路，而所述特性是所述各 個放大器電路的對應帶寬，并且將所述控制信號用于對所述各個放大 器電路的所述對應帶寬進行同步調整。優(yōu)選地，可以將根據(jù)本發(fā)明的所述放大器電路用于包括多個放大 器電路的電子設備，其中的每個放大器電路都具有根據(jù)本發(fā)明的同步 10 電路，由于各自不同的信號頻率，所述多個放大器電路面臨不同的溫 度。有利地，可以在所述控制端處將所述同步電路連接到一起，這樣， 所述放大器電路通過優(yōu)選地由根據(jù)本發(fā)明的方法來控制的同步帶寬壓 縮，進行溫度保護。在本發(fā)明的放大器電路的最優(yōu)選實施例中，這種電子設備是陰極 15 射線管顯示器，而所述多個放大器電路是用于驅動所述陰極射線管的 各個陰極的對應的單獨視頻放大器。作為本發(fā)明的主要優(yōu)點，可以實現(xiàn)對分別存在于并行通道中的電 路的特定特性的同步控制。優(yōu)選地，這種電路是相同類型的并行設置 電路。在優(yōu)選實施例中，即多通道放大器配置，最熱的放大器能夠指20示帶寬壓縮量，以便充分地防止過熱。通過本發(fā)明，各個放大器可以通信其各自的溫度。通過以最大或最小準則(這取決于實際的實現(xiàn)) 來使用等級選擇器裝置，隨后確定最熱放大器的溫度，這對應于所需 要的帶寬控制量。通過本發(fā)明，將此信息提供給每個單獨的放大器。 有利地，每個放大器電路都只使用一個附加管腳來實現(xiàn)所有的通信，25這在處理集成放大器時特別有利，因為在處理集成放大器時，管腳數(shù) 尤其受關注。


下文中將結合附圖，對本發(fā)明的各個實施例進行詳細的描述，使30 得本發(fā)明能被更完全地理解，在附圖中
圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的放大器電路；圖2示出了在公共控制端處互連的本發(fā)明的兩個放大器； 圖3示出了最大等級選擇器的示例； 圖4示出了最大等級選擇器的備選實現(xiàn)； 5 圖5示出了最小等級選擇器的示例；圖6示出了最小等級選擇器的備選實現(xiàn)；以及 圖7示出了本發(fā)明的優(yōu)選實施例的示意圖。
具體實施方式
10 盡管本發(fā)明可以修改為各種改型和可選形式，其細節(jié)在附圖中將作為示例示出，并將對其進行詳細描述。然而，應理解的是，本發(fā)明 并不局限于所描述的特定實施例。具體地，盡管參考在其中實現(xiàn)本發(fā) 明的同步電路的放大器電路來描述本發(fā)明，但是理所當然地，可以將 該同步電路用于提供了相同優(yōu)點的若干其他電路。因此，本發(fā)明旨在15 覆蓋落入所附權利要求所限定的本發(fā)明的范圍內的所有改型、等價物、及備選?，F(xiàn)在參考圖1，該圖示出了在其中實現(xiàn)了根據(jù)本發(fā)明的同步電路的集成放大器電路10。在圖1中，由包括二極管堆201的產生裝置20 產生內部控制信號，該二極管堆201是若千個二極管的串聯(lián)，二極管20 堆201與作為基準電勢的地相連，并由電流源Id的恒定電流供電。二 極管堆201包括n個二極管結，其中在這種情況中n為6。 二極管堆 201兩端的電壓對應于集成放大器電路10的實際絕對溫度，并被用作 根據(jù)本發(fā)明的內部控制信號。需要注意的是，還可以將其他物理基準 用于產生對應的控制信號來代替溫度。25 典型地，單個二極管電壓具有常數(shù)部分，以及每開爾文(Kelvin)減少約-2.2mV的部分。當二極管堆的一側為正電源+Vcc時，二極管 堆的底部具有正溫度系數(shù)，即+2.2xn[mV/K]。如圖1所示，以地為參 照，二極管堆201的頂部電壓具有負溫度系數(shù)，即-2.2xn[mV/K]。需 要注意的是，存在用于產生與絕對溫度相對應的這種內部控制信號的30若干其他方法。例如，可以使用基極-發(fā)射極電壓(VBE)乘法器，來
代替二極管堆201。在該情況下，n還可以是非整數(shù)值。此外，可以使用以二極管配置來操作的雙極晶體管來代替二極管元件。將內部控制信號輸入等級選擇器裝置30，這通過由放大器Al所 組成的電壓跟隨器來實現(xiàn)，其在輸出級301中具有單位反饋(unity 5 feedback)和有限電流源容量。此有限的電流源容量使得能夠進行等 級選擇器裝置30的預期操作。具體地，電壓跟隨器的電流源容量由電 流源Ir所提供的電流Ir限制。電壓跟隨器的輸出電壓是輸出級301中 的晶體管T1的集電極發(fā)射極電壓，此電壓由放大器A1的輸出在基級 端處進行控制。等級選擇器裝置30的輸出電壓連接到控制端TP，在10這個應用中，控制端TP是溫度保護管腳。然后，通過比較裝置40，對控制端TP處的信號電平(即電壓)， 與基準電壓Vref進行比較。在圖1中，比較裝置40是電壓放大器A2， 而基準電壓Vref由帶隙電路(未示出)來提供。通過將來自控制端 TP的控制信號與基準電壓Vref進行比較，從而去掉二極管電壓的常15數(shù)部分。將比較裝置40的輸出，即控制信號的差分部分，作為用于所 需帶寬控制的措施。需要注意的是，實際帶寬控制節(jié)點保持在內部， 而只與其他集成放大器的其他同步電路共享控制端TP。因此，實現(xiàn)了管腳數(shù)減少的優(yōu)點。參考圖2，對控制信號(即針對至少兩個放大器的帶寬控制信號) 20 的同步操作進行說明。首先，假設集成放大器10b具有比集成放大器 10a高的溫度。因此，對于內部帶寬控制信號Va、 Vb，就有Va高于 Vb。因此，在左手邊具有輸出級晶體管Tla的電壓放大器Ala將試圖 增大其控制端TPa處的電壓，該控制端TPa與第二集成放大器10b的 控制端TPb互連。25 由于反饋環(huán)路，電壓放大器Ala減少通過其輸出晶體管Tla的電流。當輸出晶體管Tla中的電流變?yōu)榱?1=0)，即兩個電流源的全部 電流Ir流經(jīng)晶體管Tlb時，上述過程停止。此時，電壓放大器Ala 的反饋環(huán)路中斷。從此時起，右手邊的電壓放大器Alb保持連接的控 制端TPa和Tpb處的電壓等于Vb。即，內部控制信號Va和Vb的最30小值存在于控制端TPa、 TPb處。這正是所需要的，因為在此配置中，
最小電壓Vb是針對上面所假設的最熱集成放大器10b的直接測量。 這也說明了為什么必須用具有有限電流源容量的電壓跟隨器，來構成 根據(jù)最小準則對公共控制信號進行同步的本發(fā)明的等級選擇器裝置30a、 30b。5 圖3到圖6示出了等級選擇器裝置的不同實現(xiàn)，根據(jù)圖3和圖4中的最小準則以及根據(jù)圖5和圖6中的最大準則來對這些等級選擇器 進行配置。如之前所提到的，以有限電源容量來構成最小等級選擇器 裝置是必要的，而針對最大等級選擇器裝置而言，需要有限的電流匯 容量。由于圖3示出了圖1中的產生裝置20和最小等級選擇器裝置1030，為了簡單起見，不再對圖3進行詳細描述。在圖4中，與圖3的不同在于將PNP雙極晶體管T2用于等級選 擇器裝置32中的輸出級321。因此，由產生裝置21所提供的內部控 制信號連接到放大器Al的正輸入端?？刂贫薚P的信號反饋回放大器 Al的負輸入端。因此，再次將放大器A1用作電壓跟隨器，并且電流15源容量受限于電流源Ir的電流。圖5和圖6分別是針對最大等級選擇器裝置33和34的實現(xiàn)。在 產生裝置22中，使用二極管堆221， 二極管堆221以正電源+Vcc為 基準，即被稱為正電源+Vcc。因此，需要具有有限電流匯容量的電壓 跟隨器，即需要具有最大準則的等級選擇器裝置33、 34。然后，各個20控制端TP處的帶寬控制信號的電平與所有放大器之中的最大內部控 制信號相對應。還需要注意的是，用于將控制端TP處的控制信號電 壓與基準電壓Vref進行比較的放大器A2 (圖1)也具有逆轉的輸入。 由于在產生裝置22中，相應二極管堆221連接到正電源電壓 +Vcc，則與整個電路的絕對溫度相對應的相應內部控制信號在此時具25 有正溫度系數(shù)。因此，內部控制信號的電平越高，則整個放大器電路 的實際溫度越高。此外，由放大器Ai所構成的各個電壓跟隨器分別 在其輸出級331或341中具有雙極晶體管T4或T5，雙極晶體管T4 或T5分別在其發(fā)射極(T4)或集電極(T5)處連接到正電源電壓+Vcc， 并通過對應的電流源Ir接地。因此，輸出級33K 341具有為預期的30 最大等級選擇器功能準備的所需要的有限電流匯容量。
理所當然的是，圖3到圖6中的等級選擇器裝置31、 32、 33和 34的雙極晶體管T1、 T2、 T4和T5可以由場效應晶體管來代替。圖7示出了放大器11中所使用的溫度保護的優(yōu)選實現(xiàn)。存在用 于產生與放大器11中的實際溫度相對應的內部控制信號的產生裝置 527。在優(yōu)選實施例中，為了測量實際溫度，使用二極管配置的6個雙 極晶體管TD1到TD6的堆，該堆由電流源Id提供恒定電流。內部控制信號通過負輸入端連接到放大器Al。放大器Al是差分 放大器類型，包括已知電流鏡配置的兩個雙極晶體管T7、 T8的基級 電流鏡CM，負輸入端(-)由第一場效應晶體管M1的柵極形成，而 10 正端則由第二場效應晶體管M2的柵極形成。場效應晶體管M1和M2 都具有公共源極端，在該公共源極端處由具有恒定電流的電流源IA1 來為差分放大器供電。場效應晶體管Ml與電流鏡CM的雙極晶體管 T7的集電極互連，而互連節(jié)點連接到輸出級雙極晶體管Tl的基級， 輸出級雙極晶體管Tl通過其集電極連接到控制端TP、差分放大器Al 15 的正輸入端(+ )、以及電流源Ir。此外，輸出級371中的電流源Ir提 供了等級選擇器裝置37所需要的有限電流源容量。存在于控制端TP處的控制信號連接到比較裝置47，比較裝置47 包括由電流源IA2和兩個雙極晶體管T9、 T10構成的差分放大器A2。 通過放大器A2，來去掉控制信號的常數(shù)部分。為此，使用優(yōu)選為帶隙 20電壓的可應用的基準電壓Vref。因此，產生的帶寬控制信號CRTL僅 與控制端TP處存在的控制信號的差分部分相對應。帶寬控制信號CRTL連接到集成放大器11的AB類放大器部分 AB。配置AB類放大器部分AB，使得可以根據(jù)帶寬控制信號CRTL 來控制帶寬。對于電路的操作，參考圖l中的描述，其基本上也適用 25 于圖7。本發(fā)明己經(jīng)公開了用于集成放大器的同步電路，該集成放大器根 據(jù)帶寬控制信號進行帶寬控制，其中所述同步電路包括針對控制信號 的控制端，以及連接到內部控制信號的等級選擇器裝置，該等級選擇 器裝置被配置為如果根據(jù)預定的分級準則，與所述控制信號相比， 30所述內部控制信號具有較高等級，則將所述內部控制信號施加到所述
控制端。此外，本發(fā)明具有用于對多個電路的公共控制信號進行連續(xù) 通信和同步的對應同步方法。本發(fā)明的一個優(yōu)選應用是通過每個放大器僅附加一個端管腳，作 為用于多個AB類放大器中同步帶寬控制的溫度保護電路。在這種多5通道放大器配置中，最熱的放大器可以指示所有的多個放大器中的帶寬壓縮量。換言之，通過本發(fā)明，各個放大器可以通信其對應的溫度， 由此來確定實際的最熱放大器的溫度以及對應的所需要的帶寬壓縮，并提供給每個單獨放大器用于同步帶寬壓縮。例如，在三通道RGB 放大器配置中，可以有利地保持信號的完整性。具體地，可以將本發(fā) 10明的原理應用于具有電容性負載并且遭受自熱的所有類型的AB類放 大器中。最后仍然很重要的是，需要注意，說明書(包括權利要求書)中 所使用的術語"包括"，旨在指定所聲明的特征、裝置、步驟、或元件 的存在，但并不排除一個或多個其他特征、裝置段、步驟、元件或者 15 其組合的存在或添加。此外，權利要求中單數(shù)形式的元素不排除多個 這種元素的存在。此外，任何附圖標記都不限制權利要求的范圍。此 夕卜，應注意的是，應該將"連接"理解為連接的那些元素之間存在電 流通路，即"連接"并不意味著那些元素直接連接。20
權利要求
1.一種同步電路，用于根據(jù)帶寬控制信號進行帶寬控制的集成放大器，所述同步電路包括-用于控制信號的控制端；以及-連接到內部控制信號的等級選擇器裝置，所述等級選擇器裝置被配置為如果根據(jù)預定的分級準則，與所述控制信號相比，所述內部控制信號具有較高等級，則將所述內部控制信號施加到所述控制端。
2. 如權利要求1所述的電路，其中，所述分級準則是最小準則， 10 并且所述等級選擇器裝置被配置為如果所述控制信號的實際電平高于所述內部控制信號的實際電平，則將所述內部控制信號施加到所述 控制端。
3. 如權利要求2所述的電路，其中，所述等級選擇器裝置是具有 單位反饋和有限電流源容量的放大器。
4.如權利要求1所述的電路，其中，所述分級準則是最大準則，并且所述等級選擇器裝置被配置為如果所述控制信號的實際電平低 于所述內部控制信號的實際電平，則將所述內部控制信號施加到所述 控制端。
5. 如權利要求4所述的電路，其中，所述等級選擇器裝置是具有 20單位反饋和有限電流匯容量的放大器。
6. 如之前的權利要求之一所述的電路，其中，所述同步電路實現(xiàn) 于所述集成放大器電路中，所述集成放大器電路是AB類放大器。
7. 如權利要求6所述的電路，其中，所述內部控制信號與所述集 成放大器電路的實際溫度相對應，并且根據(jù)所述控制信號來調整所述 帶寬用于溫度保護。
8. 如之前的權利要求之一所述的電路，其中，所述控制端可以連 接到至少一個另外的同步電路的一個或多個對應的控制端。
9. 如之前的權利要求之一所述的電路，其中，所述控制端可以連 接到指定用于設置外部控制信號電平的外部控制信號。
10.—種同步方法，用于對多個電路的公共控制信號進行連續(xù)通信 和同步，所述方法包括以下步驟-在每一個所述電路中產生對應的內部控制信號；-在每一個所述電路內，將所述對應的內部控制信號與所述實際公共控制信號進行連續(xù)比較；以及 5 -如果所述對應的內部控制信號的實際電平高于所述公共控制信號的實際電平，則將所述實際公共控制信號調整為所述對應的內部控制信號，從而所述實際公共控制信號具有所述對應的內部控制信號中的最大電平。
11. 如權利要求10所述的方法，可以如下來修改所述調整步驟 10 如果所述對應的內部控制信號的實際電平低于所述公共控制信號的實際電平，則將所述實際公共控制信號調整為所述對應的內部控制信號， 從而所述實際公共控制信號具有所述對應的內部控制信號中的最小 值。
12. 如權利要求10或11所述的方法，其中，所述方法還包括以下 步驟在每一個所述電路中，將所述同步公共控制信號用于對每一個 所述電路的特性進行同步調整。
13. 如權利要求10到12之一所述的方法，其中，所述電路是放大 器電路，所述特性是所述對應放大器電路的對應帶寬，并將所述控制 信號用于對所述對應放大器電路的所述對應帶寬進行同步調整。
14.—種包括多個放大器電路的電子設備，所述放大器電路具有根據(jù)權利要求1到9之一所述的同步電路，其中，所述同步電路在所述控制端處連接到一起。
15.如權利要求14所述的電子設備，其中，所述放大器電路通過根據(jù)權利要求10到13之一所述的方法來控制同步帶寬壓縮。 25 16.如權利要求14或15所述的電子設備，其中，所述電子設備是陰極射線管顯示器，并且所述多個放大器電路是用于驅動所述陰極射線管的各個陰極的對應的單獨視頻放大器。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于集成放大器的同步電路，該集成放大器根據(jù)帶寬控制信號進行帶寬控制，其中所述同步電路包括用于控制信號的控制端，以及連接到內部控制信號的等級選擇器裝置，所述等級選擇器裝置被配置為如果根據(jù)預定的分級準則，與所述控制信號相比，所述內部控制信號具有較高等級，則將所述內部控制信號施加到所述控制端。此外，本發(fā)明涉及一種分別針對多個電路的公共控制信號的連續(xù)通信和同步的同步方法。本發(fā)明的一個優(yōu)選應用是通過每個放大器僅增加一個端管腳，通過多個AB類放大器中的同步帶寬控制，進行溫度保護。在這種多通道放大器配置中，最熱放大器指示帶寬壓縮量。通過本發(fā)明，各個放大器可以通信其各自溫度，由此來確定實際的最熱放大器的溫度以及各自所需的帶寬壓縮，并將其提供給每個單獨放大器用于同步帶寬壓縮。因此，在三通道RGB放大器中，有利地保持了信號的完整性。
文檔編號H03F1/30GK101164226SQ200680003019
公開日2008年4月16日 申請日期2006年1月17日 優(yōu)先權日2005年1月25日
發(fā)明者保羅·布魯因, 邁克·斯普利托夫 申請人:Nxp股份有限公司