放大器電路的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種放大器電路，用于接收一第一供應(yīng)電源與一第二供應(yīng)電源。所述放大器電路包括：一偵測(cè)電路，用以偵測(cè)發(fā)生于所述第一供應(yīng)電源的擾動(dòng)量，并產(chǎn)生一偵測(cè)結(jié)果；一控制放大器電路，耦接至所述偵測(cè)電路，用于根據(jù)所述偵測(cè)結(jié)果控制供應(yīng)至一第一控制節(jié)點(diǎn)的一第一電壓以及供應(yīng)至一第二控制節(jié)點(diǎn)的一第二電壓；以及一輸出級(jí)電路，與所述控制放大器電路耦接于所述第一控制節(jié)點(diǎn)與所述第二控制節(jié)點(diǎn)。當(dāng)偵測(cè)到所述擾動(dòng)發(fā)生時(shí)，所述控制放大器電路相異地控制所述第一電壓與所述第二電壓。
【專利說明】放大器電路
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明關(guān)于一種放大器電路設(shè)計(jì)，特別關(guān)于一種于輸出級(jí)加強(qiáng)供電抑制比的放大器電路設(shè)計(jì)。
【背景技術(shù)】
[0002]放大器通常被使用于多種應(yīng)用領(lǐng)域中，包括音頻信號(hào)處理、視頻信號(hào)處理、通訊系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、衛(wèi)星系統(tǒng)等。于低功率放大器設(shè)計(jì)中，放大器的總諧波失真(Total HarmonicDistortion，縮寫為THD)通常會(huì)因?yàn)榛芈吩鲆娌蛔愣诟哳l區(qū)表現(xiàn)不佳。特別是，當(dāng)?shù)凸β史糯笃髦敵黾?jí)遭受到供應(yīng)電源噪聲干擾時(shí)，由供應(yīng)電源所產(chǎn)生的噪聲最終會(huì)存在于輸出信號(hào)中，導(dǎo)致信號(hào)失真。
[0003]因此,需要多種于輸出級(jí)加強(qiáng)供電抑制比(Power Supply Rejection Ratio,縮寫為PSRR)的放大器電路設(shè)計(jì)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]有鑒于此，需要提供一種放大器電路，以解決上述技術(shù)問題。
[0005]根據(jù)本發(fā)明之一實(shí)施例，提供一種放大器電路，用于接收一第一供應(yīng)電源與一第二供應(yīng)電源。所述放大器電路包括:一偵測(cè)電路，用以偵測(cè)發(fā)生于所述第一供應(yīng)電源的擾動(dòng)量，并產(chǎn)生一偵測(cè)結(jié)果；一控制放大器電路，耦接至所述偵測(cè)電路，用于根據(jù)所述偵測(cè)結(jié)果控制供應(yīng)至一第一控制節(jié)點(diǎn)的一第一電壓以及供應(yīng)至一第二控制節(jié)點(diǎn)的一第二電壓；以及一輸出級(jí)電路，與所述控制放大器電路耦接于所述第一控制節(jié)點(diǎn)與所述第二控制節(jié)點(diǎn)。當(dāng)偵測(cè)到所述擾動(dòng)量時(shí)，所述控制放大器電路相異地控制所述第一電壓與所述第二電壓。
[0006]根據(jù)本發(fā)明之另一實(shí)施例，提供一種放大器電路，包括:一輸出級(jí)電路，根據(jù)一第一電壓與一第二電壓提供所述放大器電路的一輸出信號(hào)；一控制放大器電路，提供所述第一電壓與所述第二電壓至所述輸出級(jí)電路；以及一偵測(cè)電路，偵測(cè)發(fā)生于一第一供應(yīng)電源的擾動(dòng)量，并將偵測(cè)結(jié)果提供至所述控制放大器電路。其中，根據(jù)于所述第一供應(yīng)電源偵測(cè)到的擾動(dòng)量，所述控制放大器電路僅調(diào)整所述第一電壓。
[0007]本發(fā)明的放大器電路通過偵測(cè)發(fā)生于供應(yīng)電源的擾動(dòng)量，而分別調(diào)整對(duì)應(yīng)的輸出電壓，能夠改善放大器電路的輸出供電抑制比(PSRR)以及總諧波失真(THD)。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0008]圖1顯示根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例所提供的低功率放大器設(shè)計(jì)示意圖。
[0009]圖2顯示根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例所提供的放大器電路方塊示意圖。
[0010]圖3顯示根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例所提供的放大器電路示意圖。
[0011]圖4顯示根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例所提供的偵測(cè)電路與相異路徑增益控制放大器電路中兩個(gè)串接的放大器的電路示意圖。
[0012]圖5顯示根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例所提供的放大器電路示意圖。[0013]圖6顯示根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例所提供的相異路徑增益控制放大器電路中的放大器的電路示意圖。
[0014]圖7顯示根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例所提供的不同節(jié)點(diǎn)的電壓變化示意圖。
[0015]圖8顯示根據(jù)本發(fā)明所提供的放大器電路相較于傳統(tǒng)設(shè)計(jì)的輸出供電抑制比(PSRR)的模擬結(jié)果。
[0016]圖9顯示根據(jù)本發(fā)明所提供的放大器電路相較于傳統(tǒng)設(shè)計(jì)的總諧波失真(THD)的模擬結(jié)果。
【具體實(shí)施方式】
[0017]在本說明書以及權(quán)利要求書當(dāng)中使用了某些詞匯來指代特定的組件。本領(lǐng)域的技術(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樣的組件。本說明書及權(quán)利要求并不以名稱的差異作為區(qū)分組件的方式，而是以組件在功能上的差異作為區(qū)分的準(zhǔn)則。在通篇說明書及權(quán)利要求當(dāng)中所提及的“包含”是一個(gè)開放式之用語，因此應(yīng)解釋成“包含但不限定于”。另外，“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，則代表第一裝置可以直接電氣連接于第二裝置，或通過其它裝置或連接手段間接地電氣連接至第二裝置。
[0018]圖1顯示根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例所述之低功率放大器設(shè)計(jì)示意圖。所述低功率放大器100為一負(fù)反饋低功率放大器，并且可包括多級(jí)放大器電路，例如，放大器電路101、102與103，以及一反饋電阻。放大器電路101用于接收輸入信號(hào)VIN，放大器電路103用于產(chǎn)生輸出信號(hào)Vott。一般而言，為了保持低功率損耗，所述低功率放大器的操作帶寬會(huì)被限制，因此，增益帶寬也會(huì)受限。然而，當(dāng)操作帶寬不足時(shí)，所述低功率放大器便無法追蹤并抑制發(fā)生于供應(yīng)電源的高頻擾動(dòng)(例如，發(fā)生于易受噪聲干擾的供應(yīng)電源Vddd和/或Vssd的擾動(dòng)，其中圖中所示的供應(yīng)電源Vdd與Vss代表不易受噪聲干擾的干凈的供應(yīng)電源)，進(jìn)而導(dǎo)致輸出信號(hào)Vot出現(xiàn)失真的情形。易受噪聲干擾的供應(yīng)電源Vddd與Vssd可由，例如，但不限于，切換式穩(wěn)壓器(switching regulator)所輸出，而干凈的供應(yīng)電源Vdd與Vss可由，例如，但不限于，線性穩(wěn)壓器(linear regulator)所輸出。為了解決此問題，以下將介紹多個(gè)于輸出級(jí)放大器電路(例如，圖1所示的放大器電路103)加強(qiáng)供電抑制比(Power Supply RejectionRatio，縮寫為PSRR)的放大器電路設(shè)計(jì)。
[0019]圖2顯示根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例所述的放大器電路方塊示意圖。所述放大器電路200可至少包括偵測(cè)電路210、控制放大器電路(例如，圖2所示的相異路徑增益控制放大器電路220)以及一輸出級(jí)電路230。所述偵測(cè)電路210耦接至所述供應(yīng)電源Vddd和/或Vssd (其為所述易受噪聲干擾的供應(yīng)電源)，并且用以偵測(cè)發(fā)生于供應(yīng)電源Vddd和/或Vssd的擾動(dòng)量，以將偵測(cè)結(jié)果提供給所述相異路徑增益控制放大器電路220。所述擾動(dòng)可能發(fā)生于，例如，當(dāng)大電流通過耦接至放大器電路200的一負(fù)載(圖未示)自供應(yīng)電源被汲取出來或流入所述供應(yīng)電源時(shí)，其可導(dǎo)致供應(yīng)電源Vddd和/或Vssd產(chǎn)生不預(yù)期的壓降或壓升。根據(jù)本發(fā)明之一實(shí)施例，所述偵測(cè)結(jié)果可通過能乘載、透露或指示供應(yīng)電源Vddd和/或Vssd的電壓變化量的對(duì)應(yīng)信號(hào)、電壓或電流的形式呈現(xiàn)，或者亦可不限于以上所述形式，而通過其他方式呈現(xiàn)。
[0020]所述相異路徑增益控制放大器電路220用以控制所述輸出級(jí)的靜態(tài)電流(quiescent current),使得靜態(tài)電流可保持不變與穩(wěn)定。根據(jù)本發(fā)明之一實(shí)施例，除了控制靜態(tài)電流，所述相異路徑增益控制放大器電路220可進(jìn)一步于偵測(cè)到供應(yīng)電源Vddd和/或Vssd發(fā)生的擾動(dòng)量時(shí)，于控制節(jié)點(diǎn)Vp與Vn產(chǎn)生控制電壓，以加強(qiáng)輸出級(jí)的PSRR。根據(jù)本發(fā)明之一實(shí)施例，當(dāng)接收到可指示供應(yīng)電源Vddd和/或Vssd發(fā)生擾動(dòng)的偵測(cè)結(jié)果時(shí)，所述相異路徑增益控制放大器電路220可根據(jù)偵測(cè)結(jié)果控制供應(yīng)至控制節(jié)點(diǎn)Vp的電壓，以及根據(jù)偵測(cè)結(jié)果控制供應(yīng)至控制節(jié)點(diǎn)Vn的電壓。例如，所述相異路徑增益控制放大器電路220可通過根據(jù)偵測(cè)結(jié)果，調(diào)整相異路徑增益控制放大器電路220的第一增益值Gp與第二增益值Gn，以此控制供應(yīng)至控制節(jié)點(diǎn)的電壓。根據(jù)本發(fā)明之一實(shí)施例，所述第一增益值Gp與供應(yīng)至控制節(jié)點(diǎn)Vp的電壓相關(guān)，而所述第二增益值Gn與供應(yīng)至控制節(jié)點(diǎn)Vn的電壓相關(guān)。舉例而言，所述第一增益值Gp可被定義為供應(yīng)至控制節(jié)點(diǎn)Vp的電壓的一變化量與供應(yīng)電源(可以是Vddd或Vssd)的電壓變化量的比值，而所述第二增益值Gn可被定義為供應(yīng)至控制節(jié)點(diǎn)Vn的電壓的一變化量與供應(yīng)電源(可以是Vddd或Vssd)的電壓變化量的比值。
[0021]所述輸出級(jí)電路230可包括輸出功率晶體管Mp與Mn。所述輸出功率晶體管Mp與所述相異路徑增益控制放大器電路220耦接于所述控制節(jié)點(diǎn)\，并且進(jìn)一步耦接至所述供應(yīng)電源VDDD。所述輸出功率晶體管Mn與所述相異路徑增益控制放大器電路220耦接于所述控制節(jié)點(diǎn)Vn，并且進(jìn)一步耦接至供應(yīng)電源VSSD。值得注意的是，為了簡(jiǎn)化說明，自前一級(jí)放大器電路所接收到的信號(hào)并未示于圖2中(但可見于圖3與圖5所示的詳細(xì)電路圖)。
[0022]根據(jù)本發(fā)明之一實(shí)施例，當(dāng)偵測(cè)到一擾動(dòng)量時(shí)，所述相異路徑增益控制放大器電路220可相異地調(diào)整第一增益值Gp與第二增益值Gn。通過調(diào)整所述第一增益值Gp與第二增益值Gn，供應(yīng)至所述控制節(jié)點(diǎn)Vp的電壓與供應(yīng)至控制節(jié)點(diǎn)Vn的電壓也會(huì)通過所述相異路徑增益控制放大器電路220分別被調(diào)整，以避免輸出信號(hào)Vott (或，對(duì)應(yīng)的輸出電流)受供應(yīng)電源所發(fā)生的擾動(dòng)而影響。換言之，根據(jù)本發(fā)明的概念，通過相異地控制第一增益值Gp與第二增益值Gn，所述輸出信號(hào)Vott或電流不會(huì)受到供應(yīng)電源所發(fā)生的擾動(dòng)而影響，因此，不會(huì)產(chǎn)生信號(hào)失真。值得注意的是，于本發(fā)明之實(shí)施例中，所述控制放大器電路(例如，圖2所示的相異路徑增益控制放大器電路220)亦可調(diào)整第一增益值Gp與第二增益值Gn以外的其他參數(shù)，而達(dá)到使供應(yīng)至控制節(jié)點(diǎn)Vp的電壓與供應(yīng)至控制節(jié)點(diǎn)Vn的電壓可根據(jù)偵測(cè)到發(fā)生于供應(yīng)電源Vddd或Vssd的擾動(dòng)量而相異地被調(diào)整的結(jié)果。
[0023]根據(jù)本發(fā)明之一實(shí)施例，所述相異路徑增益控制放大器電路220可控制第一增益值GP，使所述第一增益值Gp與發(fā)生于供應(yīng)電源Vssd的電壓變化無關(guān)，以及控制第二增益值Gn,使所述第二增益值Gn與發(fā)生于供應(yīng)電源Vddd的電壓變化無關(guān)。如此一來，當(dāng)偵測(cè)到供應(yīng)電源Vssd發(fā)生擾動(dòng)時(shí)，供應(yīng)至控制節(jié)點(diǎn)Vp的電壓不會(huì)改變，以及當(dāng)偵測(cè)到供應(yīng)電源Vddd發(fā)生擾動(dòng)時(shí)，供應(yīng)至控制節(jié)點(diǎn)Vn的電壓不會(huì)改變。根據(jù)本發(fā)明之另一實(shí)施例，當(dāng)偵測(cè)到供應(yīng)電源Vddd發(fā)生擾動(dòng)時(shí)，所述相異路徑增益控制放大器電路220可控制供應(yīng)至控制節(jié)點(diǎn)Vp的電壓的變化量與供應(yīng)電源Vddd的電壓變化量相關(guān)，并且控制供應(yīng)至控制節(jié)點(diǎn)Vn的電壓的變化量少于供應(yīng)至控制節(jié)點(diǎn)Vp的電壓變化量。另一方面，當(dāng)偵測(cè)到供應(yīng)電源Vssd發(fā)生擾動(dòng)時(shí)，所述相異路徑增益控制放大器電路220可控制供應(yīng)至控制節(jié)點(diǎn)Vn的電壓的變化量與供應(yīng)電源Vssd的電壓變化量相關(guān)，并且控制供應(yīng)至控制節(jié)點(diǎn)Vp的電壓的變化量少于供應(yīng)至控制節(jié)點(diǎn)Vn的電壓變化量。根據(jù)本發(fā)明的又一實(shí)施例，根據(jù)偵測(cè)到供應(yīng)電源Vddd發(fā)生的擾動(dòng)量，所述相異路徑增益控制放大器電路220可僅調(diào)整供應(yīng)至控制節(jié)點(diǎn)Vp的電壓，并且根據(jù)偵測(cè)到供應(yīng)電源Vssd發(fā)生的擾動(dòng)量，所述相異路徑增益控制放大器電路220可僅調(diào)整供應(yīng)至控制節(jié)點(diǎn)電壓。
[0024]更具體的說，根據(jù)本發(fā)明之一實(shí)施例，所述相異路徑增益控制放大器電路220可如下控制第一增益值Gp與第二增益值Gn:
[0025]對(duì)于供應(yīng)電源Vssd易受噪聲干擾的情況:
[0026]Gp(自 Vssd 至 Vp) = O 式(I)
[0027]Gn (自 Vssd 至 Vn) = I式(2)
[0028]對(duì)于供應(yīng)電源Vddd易受噪聲干擾的情況:
[0029]Gp (自 V畫至 Vp) = I式(3)
[0030]Gn (自 V畫至 Vn) = O式(4)
[0031]所述第一增益值Gp代表供應(yīng)電源的電壓變化量與供應(yīng)至控制節(jié)點(diǎn)Vp的電壓變化量的比例，所述第二增益值Gn代表供應(yīng)電源的電壓 變化量與供應(yīng)至控制節(jié)點(diǎn)Vn的電壓變化量的比例。因此，對(duì)于供應(yīng)電源Vddd易受噪聲干擾的情況，由于Gp = 1，供應(yīng)至控制節(jié)點(diǎn)Vp的電壓變化量與供應(yīng)電源Vddd的電壓變化量正相關(guān)。同樣地，對(duì)于供應(yīng)電源Vssd易受噪聲干擾的情況，由于Gn = I，供應(yīng)至控制節(jié)點(diǎn)Vn的電壓變化量與供應(yīng)電源Vssd的電壓變化量正相關(guān)。
[0032]值得注意的是，于傳統(tǒng)的放大器設(shè)計(jì)中，當(dāng)偵測(cè)到供應(yīng)電源發(fā)生擾動(dòng)時(shí)，供應(yīng)至控制節(jié)點(diǎn)Vp的電壓的變化量永遠(yuǎn)等于供應(yīng)至控制節(jié)點(diǎn)Vn的電壓的變化量。例如，于傳統(tǒng)的放大器設(shè)計(jì)中，當(dāng)偵測(cè)到供應(yīng)電源Vssd減少電壓△時(shí)，供應(yīng)至輸出功率晶體管Mn的柵極的電壓會(huì)減少△，而供應(yīng)至輸出功率晶體管Mp的柵極的電壓會(huì)增加Λ。同樣地，當(dāng)偵測(cè)到供應(yīng)電源Vddd增加電壓△時(shí)，供應(yīng)至輸出功率晶體管Mp的柵極的電壓會(huì)增加△，而供應(yīng)至輸出功率晶體管Mn的柵極的電壓會(huì)減少Λ。
[0033]然而，有別于傳統(tǒng)放大器設(shè)計(jì)，于本發(fā)明之實(shí)施例中，供應(yīng)至控制節(jié)點(diǎn)Vp的電壓的變化量會(huì)與供應(yīng)至控制節(jié)點(diǎn)Vn的電壓的變化量不同。更具體的說，如式(I)~(4)所示，當(dāng)偵測(cè)到供應(yīng)電源Vddd發(fā)生擾動(dòng)時(shí)，供應(yīng)至控制節(jié)點(diǎn)Vp的電壓的變化量與供應(yīng)電源Vddd的電壓變化量相關(guān)，并且供應(yīng)至控制節(jié)點(diǎn)Vn的電壓維持不變。同樣地，當(dāng)偵測(cè)到供應(yīng)電源Vssd發(fā)收擾動(dòng)時(shí)，供應(yīng)至控制節(jié)點(diǎn)Vn的電壓變化量與供應(yīng)電源Vssd的電壓變化量相關(guān)，并且供應(yīng)至控制節(jié)點(diǎn)Vp的電壓維持不變。以下段落將更深入介紹多個(gè)實(shí)踐以上控制機(jī)制的實(shí)施例。
[0034]圖3顯示根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例所述的放大器電路示意圖。所述放大器電路300可至少包括一偵測(cè)電路、一相異路徑增益控制放大器電路320與一輸出級(jí)電路330，所述偵測(cè)電路包括一 P路徑偵測(cè)電路310-1與一 N路徑偵測(cè)電路310-2。所述相異路徑增益控制放大器電路320可包括一放大器321與兩個(gè)串接(cascaded-coupled)的放大器322與323。所述放大器321可包括耦接至感測(cè)節(jié)點(diǎn)VP,SENSE的第一輸入節(jié)點(diǎn)、耦接至感測(cè)節(jié)點(diǎn)Vn’畫的第二輸入節(jié)點(diǎn)、耦接至參考電壓Vkef的第三與第四輸入節(jié)點(diǎn)以及一第一輸出節(jié)點(diǎn)Vtffl與一第二輸出節(jié)點(diǎn)VW1。所述放大器322包括耦接至P路徑偵測(cè)電路310-1的輸出節(jié)點(diǎn)Vxp的第一輸入節(jié)點(diǎn)、耦接至放大器321的第一輸出節(jié)AVm的第二輸入節(jié)點(diǎn)、以及耦接至控制節(jié)點(diǎn)Vp的輸出節(jié)點(diǎn)。所述放大器323包括耦接至N路徑偵測(cè)電路310-2的輸出節(jié)點(diǎn)Vxn的第一輸入節(jié)點(diǎn)、耦接至放大器321的第二輸出節(jié)點(diǎn)Vm的第二輸入節(jié)點(diǎn)、以及耦接至控制節(jié)點(diǎn)Vn的輸出節(jié)點(diǎn)。電流源Isig可代表于線性模式中自前一級(jí)放大器電路所接收到的信號(hào)。[0035]所述P路徑偵測(cè)電路310-1耦接至供應(yīng)電源VDDD，并且可偵測(cè)發(fā)生于供應(yīng)電源Vddd的擾動(dòng)量，以提供偵測(cè)結(jié)果至放大器322的第一輸入節(jié)點(diǎn)，其中所述偵測(cè)結(jié)果可由對(duì)應(yīng)的信號(hào)、電壓或電流表示。所述N路徑偵測(cè)電路310-2耦接至供應(yīng)電源VSSD，并且可偵測(cè)發(fā)生于供應(yīng)電源Vssd的擾動(dòng)量，以提供偵測(cè)結(jié)果至放大器323的第一輸入節(jié)點(diǎn)，其中所述偵測(cè)結(jié)果可由對(duì)應(yīng)的信號(hào)、電壓或電流表示。
[0036]根據(jù)本發(fā)明之一實(shí)施例，所述相異路徑增益控制放大器電路320可將感測(cè)節(jié)點(diǎn)Vp,SENSE與VN,SENSE的電壓與參考電壓Vkef作比較，并且于控制節(jié)點(diǎn)Vp與Vn產(chǎn)生對(duì)應(yīng)的控制信號(hào)，用以修正控制節(jié)點(diǎn)Vp與Vn的電壓。所述感測(cè)節(jié)點(diǎn)VP,SENSE與VN,SENSE的電壓被設(shè)計(jì)為可分別反應(yīng)出輸出功率晶體管Mp與Mn的源-柵極/柵-源極電壓Vse/Ves的電壓變化。
[0037]圖4顯示根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例所述的偵測(cè)電路與相異路徑增益控制放大器電路中兩個(gè)串接的放大器的電路示意圖。根據(jù)本發(fā)明之一實(shí)施例，串接的放大器422與423具有相似的結(jié)構(gòu)。P路徑偵測(cè)電路410-1可包括耦接至控制節(jié)點(diǎn)Vp的一二極管式耦接的晶體管，而N路徑偵測(cè)電路420-1可包括耦接至控制節(jié)點(diǎn)Vn的一二極管式耦接的晶體管。值得注意的是，在此省略圖3中的放大器321與耦接至相異路徑增益控制放大器電路320的晶體管M1與M2的電路。此外，值得注意的是，雖P路徑偵測(cè)電路410-1與N路徑偵測(cè)電路420-1直接耦接至控制節(jié)點(diǎn)Vp與Vn，本發(fā)明并不限于此。任何本領(lǐng)域普通技術(shù)人員當(dāng)可理解放大器321、322與323以及偵測(cè)電路當(dāng)可有多種不同的實(shí)施方式，并且在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，當(dāng)可做些許的更動(dòng)與潤(rùn)飾。因此本發(fā)明的保護(hù)范圍當(dāng)視后附的權(quán)利要求所界定者為準(zhǔn)。
[0038]參考回圖3，根據(jù)本發(fā)明的較佳實(shí)施例，放大器322與323的增益值可被設(shè)計(jì)為I(unit gain)。舉例而言，由于放大器322的增益值為I (例如，Gaddp = I)，因此，Δνρ/ΔνοΡ=I并且Λνρ/Λνχρ = 1，其中Λ Vp代表控制節(jié)點(diǎn)Vp的電壓變化量，Λ Vtff代表輸出節(jié)點(diǎn)Vm的電壓變化量，而Λ Vxp代表輸出節(jié)點(diǎn)Vxp的電壓變化量。同樣地，由于放大器323的增益值為1(例如，Gaddn= I)，因此AVn/AVon= I并且AVnMVxn= 1，其中AVn代表控制節(jié)點(diǎn)Vn的電壓變化量，△ Von代表輸出節(jié)點(diǎn)Vm的電壓變化量，而△ Vxn代表輸出節(jié)點(diǎn)Vxn的電壓變化量。
[0039]此外，根據(jù)本發(fā)明的較佳實(shí)施例，放大器321的共模抑制比(common moderejection ratio，縮寫為CMRR)可被設(shè)計(jì)為遠(yuǎn)大于I (即，CMRR > > I)，使得放大器321的共模-差模增益值(common mode to differential mode gain) Aq12dm 遠(yuǎn)小于 I 或逼近于 0。所述共模-差模增益值A(chǔ)qedm可定義為Aqedm = I (Vp-Vn) / (Vmcx) I，其中Vp與Vn在此代表于控制節(jié)點(diǎn)Vp與Vn的電壓，并且VIN, cm代表共模輸入信號(hào)的電壓。舉例而言，當(dāng)Aqedm逼近于O時(shí)，意味著當(dāng)放大器321的四個(gè)輸入節(jié)點(diǎn)的輸入信號(hào)相等時(shí)(即，共模信號(hào))，共模信號(hào)對(duì)于差動(dòng)輸出信號(hào)(Vmmon)的電壓貢獻(xiàn)近乎O,其中Vtff代表輸出節(jié)點(diǎn)Vtffl的電壓,而Vm代表輸出節(jié)點(diǎn)Vm的電壓。
[0040]根據(jù)本發(fā)明之一實(shí)施例，當(dāng)所述P路徑偵測(cè)電路310-1偵測(cè)到供應(yīng)電源Vddd發(fā)生些許擾動(dòng)時(shí)，例如，供應(yīng)電源Vddd的電壓因擾動(dòng)而增加△ Vddd時(shí)，供應(yīng)電源Vddd的電壓變化可通過P路徑偵測(cè)電路310-1反應(yīng)所述輸出節(jié)點(diǎn)Vxp的電壓。舉例而言，AVxp~Λ Vddd。由于耦接至輸出節(jié)點(diǎn)Vxp的放大器322的增益值為1，電壓變化Λ Vxp會(huì)被輸出至控制節(jié)點(diǎn)VP，使得控制節(jié)點(diǎn)Vp的電壓也會(huì)增加Λν_。此時(shí)，由于控制節(jié)AVn的電壓不會(huì)受發(fā)生于供應(yīng)電源Vddd的擾動(dòng)影響，因此控制節(jié)點(diǎn)Vn的電壓維持不變。由于供應(yīng)電源Vddd的電壓與控制節(jié)點(diǎn)Vp的電壓均增加△ VDDD，并且控制節(jié)點(diǎn)Vn的電壓維持不變，使得即便供應(yīng)電源Vddd發(fā)生擾動(dòng)，輸出功率晶體管Mp的源-柵極電壓Vse維持不變。如此一來，輸出信號(hào)Votit或電流不會(huì)受發(fā)生于供應(yīng)電源Vddd的擾動(dòng)影響，因而不會(huì)發(fā)生信號(hào)失真。N路徑偵測(cè)電路310-2與放大器323的操作類似于P路徑偵測(cè)電路310-1與放大器322的操作，詳細(xì)內(nèi)容可參考以上說明推導(dǎo)出來，于此不再贅述。
[0041]圖5顯示根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例所述的放大器電路示意圖。所述放大器電路500可至少包括偵測(cè)電路、相異路徑增益控制放大器電路520以及輸出級(jí)電路530，所述偵測(cè)電路包含第一電路子單元510-1與第二電路子單元510-2。于此實(shí)施例中，用以提供參考電壓Veef的電流源與晶體管，以及晶體管M1與M2可直接用以偵測(cè)發(fā)生于供應(yīng)電源Vddd與Vssd的擾動(dòng)量。所述相異路徑增益控制放大器電路520可包括放大器521。所述放大器521可包括耦接至感測(cè)節(jié)點(diǎn)VP,SENSE的第一輸入節(jié)點(diǎn)、耦接至感測(cè)節(jié)點(diǎn)VN,SENSE的第二輸入節(jié)點(diǎn)、以及耦接至參考電壓Vkef的第三輸入節(jié)點(diǎn)與第四輸入節(jié)點(diǎn)。電流源Isig可代表于線性模式中自前一級(jí)放大器電路所接收到的信號(hào)。
[0042]根據(jù)本發(fā)明之一實(shí)施例，有別于第一實(shí)施例所介紹的放大器231，所述放大器521被設(shè)計(jì)為具有有限的共模抑制比(CMRR)為較佳，使得放大器521的共模-差模增益值A(chǔ)qedm逼近于I (或OdB)。
[0043]圖6顯示根據(jù)本發(fā)明之第二實(shí)施例所述的相異路徑增益控制放大器電路520內(nèi)的放大器521的電路不意圖。根據(jù)本發(fā)明之一實(shí)施例，放大器600(即放大器521)可由一對(duì)具有已良好設(shè)計(jì)的頂端電流源Itop的差動(dòng)對(duì)實(shí)施。于此實(shí)施例中，有限共模抑制比(CMRR)(或，共模-差模增益值A(chǔ)qedm逼近于I)的目標(biāo)可通過設(shè)計(jì)Iwt = rop//ron(其中，“//”表示并聯(lián)，因此，此式子表 示Irat等于rop()Ρ與I?并聯(lián)的結(jié)果)而達(dá)到，其中Iwt代表所述頂端電流源Itop的輸出阻抗，rop代表耦接至控制節(jié)點(diǎn)Vp的電流源I1與耦接至控制節(jié)點(diǎn)Vn的電流源I2的輸出阻抗，而代表耦接至控制節(jié)點(diǎn)Vp的NMOS晶體管與耦接至控制節(jié)點(diǎn)Vn的NMOS晶體管的輸出阻抗。值得注意的是，第一實(shí)施例中的放大器321亦可被實(shí)施為第二實(shí)施例中的放大器600，而其中實(shí)施放大器321時(shí)，輸出阻抗^ut可被設(shè)計(jì)為非常大(例如,超過一千萬奧姆)，以達(dá)到CMRR >> I或Aqedm逼近于O或遠(yuǎn)小于I的目標(biāo)。
[0044]圖7顯示根據(jù)本發(fā)明之第二實(shí)施例所述的不同節(jié)點(diǎn)的電壓變化示意圖。結(jié)合圖6與圖7，所述相異路徑增益控制放大器電路的操作將于以下段落作更詳細(xì)的介紹。假設(shè)供應(yīng)電源Vssd因擾動(dòng)而減少了 AVssd，供應(yīng)電源Vssd的電壓變化量將通過偵測(cè)電路反應(yīng)于感測(cè)節(jié)點(diǎn)Vp, SENSE的電壓與參考電壓Vkef上。接著，由于供應(yīng)至放大器600的輸入節(jié)點(diǎn)的電壓被改變，放大器600可進(jìn)一步控制于控制節(jié)點(diǎn)Vn的電壓減少約AVssdij值得注意的是，本實(shí)施例中，于控制節(jié)點(diǎn)Vn的電壓變化量以設(shè)計(jì)為接近，但略小于Vssd為較佳，使得來自輸出阻抗Iwt的電流不會(huì)通過控制節(jié)點(diǎn)VP。根據(jù)本發(fā)明之一實(shí)施例，由于Irat =，并且來自輸出阻抗r—的電流不會(huì)通過控制節(jié)點(diǎn)Vp,流經(jīng)輸出阻抗r—的電流變化量Δ I out會(huì)等于流經(jīng)控制節(jié)點(diǎn)Vn的電流變化量Vin(這是由于Δ 1ut^rout = AIN*(rop//ron))，其中Δ 1ut ^ AVssd/rout,電流In代表流經(jīng)控制節(jié)點(diǎn)Vn的電流，并且電流Ip代表流經(jīng)控制節(jié)點(diǎn)Vp的電流。如此一來，流經(jīng)控制節(jié)點(diǎn)Vp的電流Ip不會(huì)有電流變化(Λ Ip~O)，因此控制節(jié)點(diǎn)Vp的電壓會(huì)如圖7所示維持不變。值得注意的是，任何本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可根據(jù)以上所介紹的實(shí)施例內(nèi)容輕易推導(dǎo)出當(dāng)擾動(dòng)發(fā)生于供應(yīng)電源Vddd時(shí)，偵測(cè)電路與相異路徑增益控制放大器電路的操作，因此相關(guān)內(nèi)容于此不再贅述。
[0045]圖8顯示根據(jù)本發(fā)明之一實(shí)施例所述的供電抑制比(PSRR)的模擬結(jié)果，其中包含了傳統(tǒng)設(shè)計(jì)與本發(fā)明所提出的放大器電路的仿真結(jié)果。如圖8所示，與傳統(tǒng)設(shè)計(jì)相比，本發(fā)明所提出的放大器電路的輸出供電抑制比(PSRR)具有大幅度的改善。圖9顯示根據(jù)本發(fā)明之一實(shí)施例所述的總諧波失真(THD)的模擬結(jié)果，其中包含了傳統(tǒng)設(shè)計(jì)與本發(fā)明所提出的放大器電路的仿真結(jié)果。如圖9所示，與傳統(tǒng)設(shè)計(jì)相比，本發(fā)明所提出的放大器電路的總諧波失真(THD)也有明顯的改善。
[0046]雖然本發(fā)明已以較佳實(shí)施方式揭露如上，然其并非用以限定本發(fā)明，任何所屬【技術(shù)領(lǐng)域】中的技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明的范圍內(nèi)，可以做一些改動(dòng)，因此本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)以權(quán)利要求所界定的范圍為準(zhǔn)。
【權(quán)利要求】
1.一種放大器電路，用于接收一第一供應(yīng)電源與一第二供應(yīng)電源，包括: 一偵測(cè)電路，用以偵測(cè)發(fā)生于所述第一供應(yīng)電源的擾動(dòng)量，并產(chǎn)生一偵測(cè)結(jié)果； 一控制放大器電路，耦接至所述偵測(cè)電路，用于根據(jù)所述偵測(cè)結(jié)果控制供應(yīng)至一第一控制節(jié)點(diǎn)的一第一電壓以及供應(yīng)至一第二控制節(jié)點(diǎn)的一第二電壓；以及 一輸出級(jí)電路，與所述控制放大器電路耦接于所述第一控制節(jié)點(diǎn)以及所述第二控制節(jié)點(diǎn)， 其中當(dāng)偵測(cè)到所述擾動(dòng)量時(shí)，所述控制放大器電路相異地控制所述第一電壓與所述第二電壓。
2.如權(quán)利要求1所述之放大器電路，其特征在于，當(dāng)偵測(cè)到發(fā)生于所述第一供應(yīng)電源的所述擾動(dòng)量時(shí)，所述控制放大器電路相異地控制所述第一電壓與所述第二電壓，以使得所述第二電壓不變。
3.如權(quán)利要求2所述之放大器電路，其特征在于，所述偵測(cè)電路更偵測(cè)發(fā)生于所述第二供應(yīng)電源的擾動(dòng)并且將偵測(cè)結(jié)果提供至所述控制放大器電路，且當(dāng)偵測(cè)到發(fā)生于所述第二供應(yīng)電源的擾動(dòng)量時(shí)，所述控制放大器電路相異地控制所述第一電壓與所述第二電壓，以使得所述第一電壓不變。
4.如權(quán)利要求1所述之放大器電路，其特征在于，當(dāng)所述第一電壓與所述第二電壓根據(jù)偵測(cè)到的所述擾動(dòng)量而被調(diào) 整時(shí)，所述第一電壓的一變化量與所述第二電壓的一變化量不同。
5.如權(quán)利要求1所述之放大器電路，其特征在于，當(dāng)偵測(cè)到發(fā)生于所述第一供應(yīng)電源的擾動(dòng)量時(shí)，所述第一電壓的一變化量與所述第一供應(yīng)電源的一變化量相關(guān)，并且所述第二電壓的一變化量小于所述第一電壓的所述變化量。
6.如權(quán)利要求5所述之放大器電路，其特征在于，所述偵測(cè)電路更偵測(cè)發(fā)生于所述第二供應(yīng)電源的擾動(dòng)量，并且當(dāng)偵測(cè)到發(fā)生于所述第二供應(yīng)電源的擾動(dòng)量時(shí)，所述第二電壓的一變化量與所述第二供應(yīng)電源的一變化量相關(guān)，并且所述第一電壓的一變化量小于所述第二電壓的所述變化量。
7.如權(quán)利要求1所述之放大器電路，其特征在于，所述控制放大器電路通過根據(jù)所述偵測(cè)結(jié)果控制所述控制放大器電路的一第一增益值與一第二增益值，而控制所述第一電壓與所述第二電壓，其中所述第一增益值與供應(yīng)至所述第一控制節(jié)點(diǎn)的所述第一電壓相關(guān)，并且所述第二增益值與供應(yīng)至所述第二控制節(jié)點(diǎn)的所述第二電壓相關(guān)。
8.如權(quán)利要求1所述之放大器電路，其特征在于，所述控制放大器電路包括: 一第一放大器，包括耦接至一第一感測(cè)節(jié)點(diǎn)的一第一輸入節(jié)點(diǎn)、耦接至一第二感測(cè)節(jié)點(diǎn)的一第二輸入節(jié)點(diǎn)、耦接至一參考電壓的一第三輸入節(jié)點(diǎn)與一第四輸入節(jié)點(diǎn)、耦接至所述第一控制節(jié)點(diǎn)的一第一輸出節(jié)點(diǎn)、以及耦接至所述第二控制節(jié)點(diǎn)的一第二輸出節(jié)點(diǎn)。
9.如權(quán)利要求8所述之放大器電路，其特征在于，所述第一放大器之一共模-差模增益值逼近于I。
10.如權(quán)利要求8所述之放大器電路，其特征在于，所述控制放大器電路更包括: 一第二放大器，包括耦接至所述偵測(cè)電路的一第一輸入節(jié)點(diǎn)、耦接至所述第一放大器的所述第一輸出節(jié)點(diǎn)的一第二輸入節(jié)點(diǎn)、以及耦接至所述第一控制節(jié)點(diǎn)的一輸出節(jié)點(diǎn)；以及一第三放大器，包括耦接至所述偵測(cè)電路的一第一輸入節(jié)點(diǎn)、耦接至所述第一放大器的所述第二輸出節(jié)點(diǎn)的一第二輸入節(jié)點(diǎn)、以及耦接至所述第二控制節(jié)點(diǎn)的一輸出節(jié)點(diǎn)。
11.如權(quán)利要求10所述之放大器電路，其特征在于，所述第二放大器與所述第三放大器的增益值分別為1，并且所述第一放大器的一共模-差模增益值逼近于O。
12.如權(quán)利要求1所述之放大器電路，其特征在于，所述輸出級(jí)電路包括: 一第一輸出功率晶體管，與所述控制放大器電路耦接于所述第一控制節(jié)點(diǎn)；以及 一第二輸出功率晶體管，與所述控制放大器電路耦接于所述第二控制節(jié)點(diǎn)。
13.—種放大器電路,包括: 一輸出級(jí)電路，根據(jù)一第一電壓與一第二電壓提供所述放大器電路的一輸出信號(hào)；一控制放大器電路，提供所述第一電壓與所述第二電壓至所述輸出級(jí)電路；以及一偵測(cè)電路，偵測(cè)發(fā)生于一第一供應(yīng)電源的擾動(dòng)量，并將偵測(cè)結(jié)果提供至所述控制放大器電路， 其中根據(jù)于所述第一供應(yīng)電源偵測(cè)到的擾動(dòng)量，所述控制放大器電路僅調(diào)整所述第一電壓。
14.如權(quán)利要求13所述之放大器電路，其特征在于，所述偵測(cè)電路更偵測(cè)發(fā)生于一第二供應(yīng)電源的擾動(dòng)量，并且根據(jù)于所述第二供應(yīng)電源偵測(cè)到的擾動(dòng)量，所述控制放大器電路僅調(diào)整所述第二電壓。
15.如權(quán)利要求13所述之放大器電路，其特征在于，當(dāng)偵測(cè)到發(fā)生于所述第一供應(yīng)電源的擾動(dòng)量時(shí)，所述第一電壓的一變化量與所述第一供應(yīng)電源的一變化量相關(guān)。
16.如權(quán)利要求13所述之放大器電路，其特征在于，所述控制放大器電路通過根據(jù)所述偵測(cè)結(jié)果調(diào)整所述控制放大器電路的一第一增益值而控制所述第一電壓，其中所述第一增益值與供應(yīng)至所述輸出級(jí)電路的所述第一電壓相關(guān)。
17.如權(quán)利要求13所述之放大器電路，其特征在于，所述控制放大器電路包括: 一第一放大器，包括耦接至一第一感測(cè)節(jié)點(diǎn)的一第一輸入節(jié)點(diǎn)、耦接至一第二感測(cè)節(jié)點(diǎn)的一第二輸入節(jié)點(diǎn)、耦接至一參考電壓的一第三輸入節(jié)點(diǎn)與一第四輸入節(jié)點(diǎn)、耦接至所述輸出級(jí)電路的一第一輸出節(jié)點(diǎn)、以及耦接至所述輸出級(jí)電路的一第二輸出節(jié)點(diǎn)。
18.如權(quán)利要求17所述之放大器電路，其特征在于，所述第一放大器的一共模-差模增益值逼近于I。
19.如權(quán)利要求17所述之放大器電路，其特征在于，所述控制放大器電路更包括: 一第二放大器，包括耦接至所述偵測(cè)電路的一第一輸入節(jié)點(diǎn)、耦接至所述第一放大器的所述第一輸出節(jié)點(diǎn)的一第二輸入節(jié)點(diǎn)、以及耦接至所述輸出級(jí)電路的一輸出節(jié)點(diǎn)；以及一第三放大器，包括耦接至所述偵測(cè)電路的一第一輸入節(jié)點(diǎn)、耦接至所述第一放大器的所述第二輸出節(jié)點(diǎn)的一第二輸入節(jié)點(diǎn)、以及耦接至所述輸出級(jí)電路的一輸出節(jié)點(diǎn)。
20.如權(quán)利要求19所述之放大器電路，其特征在于，所述第二放大器與所述第三放大器的增益值分別為1，并且所述第一放大器的一共模-差模增益值逼近于O。
【文檔編號(hào)】H03F1/26GK103546103SQ201310312476
【公開日】2014年1月29日 申請(qǐng)日期:2013年7月11日 優(yōu)先權(quán)日:2012年7月11日
【發(fā)明者】溫松翰, 楊健忠 申請(qǐng)人:聯(lián)發(fā)科技股份有限公司