寬共模電流傳感放大器的裝置和方法
【專利摘要】裝置和方法減小或增大差分放大器的共模范圍。一種電路使用耦接到放大器的輸入級(jí)的一個(gè)或多個(gè)浮動(dòng)電源和一個(gè)或多個(gè)浮動(dòng)接地來增大差分放大器的共模范圍。所述浮動(dòng)電源可配置以選擇差分信號(hào)中的一個(gè)的電壓電平和系統(tǒng)電源高源中較大者。所述浮動(dòng)接地可配置以選擇所述差分信號(hào)中的一個(gè)的電壓電平和系統(tǒng)電源低源中較小者。
【專利說明】寬共模電流傳感放大器的裝置和方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本揭露的實(shí)施方案涉及電子設(shè)備，且更具體說來，在一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方案中，本揭露的實(shí)施方案涉及寬共模差分放大器。
【背景技術(shù)】
[0002]差分放大器是設(shè)計(jì)用來測(cè)量差分信號(hào)的專用放大器。差分放大器的一個(gè)特征是能夠去除多余的共模信號(hào)。與大多數(shù)類型的放大器不同，差分放大器通常需要測(cè)量電源軌外的電壓，且用于有大的dc或ac共模電壓的應(yīng)用中。差分放大器對(duì)于電流和電壓監(jiān)測(cè)是理想的。例如，它可用以放大串聯(lián)放置在電源總線和某種形式的負(fù)載之間的電流分流電阻上的電壓降。放大器在例如但不限于數(shù)字音頻、醫(yī)療、汽車、電信或電源管理的各種應(yīng)用中執(zhí)行分流電阻上的電流測(cè)量。為了減小分流電阻的功率損耗，期望使電阻值保持較小。因此，電阻上的電壓降通常較小，例如，幾百毫伏(mV)或更小。然而，輸入共模電壓可取決于應(yīng)用而改變很大。例如，為了測(cè)量大功率類D放大器的負(fù)載電流，共模電壓可能是峰間電壓為300V且頻率高達(dá)20kHz的正弦波；在超音波影像系統(tǒng)中，輸入共模電壓可能約為-120V ;在遠(yuǎn)程通信系統(tǒng)中，輸入共模可能為-48V或+48V ;且在汽車應(yīng)用中，輸入共模可能為在-2V到65V之間變化、頻率高達(dá)20kHz且占空比在2%到98%之間變化的脈沖寬度調(diào)制信號(hào)。因此，需要通用差分放大器來處理所述寬共模輸入范圍以在各種應(yīng)用中進(jìn)行操作。
[0003]AC電流傳感的傳統(tǒng)的解決辦法在由專用雙電源供能的差分放大器的輸入級(jí)中使用電阻分壓器。所述電阻分壓器配置以把輸入共模電壓衰減到可由例如雙電源范圍的輸入放大器處理的輸入范圍。然而，這個(gè)方法有若干缺點(diǎn)。例如，需要雙電源。電阻分壓器增大了輸入相關(guān)噪聲、偏移和漂移，并減小了放大器的帶寬。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]描述了 一種電路或裝置，所述電路或裝置包括配置以接收第一電源電壓和電壓選擇器輸入信號(hào)且還配置以基于所述第一電源電壓和所述電壓選擇器輸入信號(hào)中較小者來產(chǎn)生第一內(nèi)部軌道電壓的電壓選擇器電路，其中所述電壓選擇器輸入信號(hào)包括輸入信號(hào)的非反信號(hào)和反輸入信號(hào)中的至少一個(gè)。所述裝置也包括配置以接收所述輸入信號(hào)并至少基于所述第一電源電壓輸出所述輸入信號(hào)的電壓電平轉(zhuǎn)移的信號(hào)的輸入放大器電路，所述輸入放大器電路的至少一部分耦接到所述第一內(nèi)部軌道電壓。
[0005]在一些實(shí)施方案中，所述電路還包括耦接到所述輸入放大器電路且配置以接收所述電壓電平轉(zhuǎn)移的信號(hào)并輸出輸出電壓的輸出放大器。在一些實(shí)施方案中，所述電壓選擇器電路還配置以接收第二電源電壓并基于所述第二電源電壓和所述電壓選擇器輸入信號(hào)中較大者來產(chǎn)生第二內(nèi)部軌道電壓。
[0006]在所述裝置的某些實(shí)施方案中，所述第一電源電壓接地，且所述第二電源電壓是DC電源。在所述裝置的一些實(shí)施方案中，所述電壓選擇器輸入信號(hào)只包括所述輸入信號(hào)的所述反信號(hào)和所述非反信號(hào)中的一個(gè)。在某些實(shí)施方案中，所述電壓選擇器輸入信號(hào)包括所述輸入信號(hào)的所述非反信號(hào)和所述反信號(hào)中較小者。在一些實(shí)施方案中，所述電壓選擇器輸入信號(hào)包括所述輸入信號(hào)的所述非反信號(hào)和所述反信號(hào)中較大者。在所述裝置的某些實(shí)施方案中，所述電壓選擇器輸入信號(hào)包括所述輸入信號(hào)的所述反信號(hào)和所述非反信號(hào)的組合。在所述裝置的一些實(shí)施方案中，所述電壓選擇器輸入信號(hào)是所述輸入信號(hào)的共模電壓。
[0007]在上述裝置的一些實(shí)施方案中，所述輸入放大器電路包括電壓電流轉(zhuǎn)換器、電流轉(zhuǎn)移塊和電流電壓轉(zhuǎn)換器。所述電壓電流轉(zhuǎn)換器可配置以接收所述輸入信號(hào)并把差分輸入信號(hào)轉(zhuǎn)換成一個(gè)或多個(gè)電流信號(hào)且拒絕共模輸入信號(hào)。另外，所述電壓電流轉(zhuǎn)換器可耦接到所述第一內(nèi)部軌道電壓和所述第二內(nèi)部軌道電壓。所述電流轉(zhuǎn)移塊可包括一個(gè)或多個(gè)電流鏡并配置以接收來自所述電壓電流轉(zhuǎn)換器的所述一個(gè)或多個(gè)電流信號(hào)。另外，所述電流轉(zhuǎn)移塊可耦接到所述第一內(nèi)部軌道電壓和所述第二內(nèi)部軌道電壓。所述電流電壓轉(zhuǎn)換器可配置以接收來自所述電流轉(zhuǎn)移塊的所述一個(gè)或多個(gè)電流信號(hào)并把所述一個(gè)或多個(gè)電流信號(hào)轉(zhuǎn)換成與所述輸入信號(hào)不同的第二信號(hào)。另外，所述電流電壓轉(zhuǎn)換器可耦接到所述第一電源電壓和所述第二電源電壓。
[0008]在上述裝置的一些實(shí)施方案中，所述電壓選擇器電路可包括:與所述第一內(nèi)部軌道電壓和所述電壓選擇器輸入信號(hào)電耦接的第一二極管；與所述第一內(nèi)部軌道電壓和所述第一電源電壓電耦接的第二二極管；與所述第二電源電壓和所述第二內(nèi)部軌道電壓電耦接的第三二極管；和與所述電壓選擇器輸入信號(hào)和所述第二內(nèi)部軌道電壓電耦接的第四二極管。
[0009]在上述裝置的某些實(shí)施方案中，所述電壓選擇器電路可包括:把所述電壓選擇器輸入信號(hào)的電壓電平與所述第一電源電壓的電壓電平比較的第一比較器；和把所述電壓選擇器輸入信號(hào)的所述電壓電平與所述第二電源電壓的電壓電平比較的第二比較器。
[0010]在某些實(shí)施方案中，所述電壓選擇器電路還配置以接收第二電源電壓并產(chǎn)生第二內(nèi)部軌道電壓和第三內(nèi)部軌道電壓。在一些實(shí)施方案中，所述第二內(nèi)部軌道電壓和所述第三內(nèi)部軌道電壓基于所述電壓選擇器輸入信號(hào)的電壓電平。另外，所述第三內(nèi)部軌道電壓維持與所述第二內(nèi)部軌道電壓的相對(duì)穩(wěn)定的電壓差，且所述輸入放大器電路的至少第一部分耦接到所述第二內(nèi)部軌道電壓和所述第三內(nèi)部軌道電壓。
[0011]在所述裝置的包括第三內(nèi)部軌道電壓的一些實(shí)施方案中，所述輸入級(jí)可包括電壓電流轉(zhuǎn)換器、電流轉(zhuǎn)移塊和電流電壓轉(zhuǎn)換器。在某些實(shí)施方案中，所述電壓電流轉(zhuǎn)換器可配置以接收所述輸入信號(hào)并把所述差分輸入信號(hào)轉(zhuǎn)換成一個(gè)或多個(gè)電流信號(hào)且拒絕所述共模輸入信號(hào)。另外，所述電壓電流轉(zhuǎn)換器可耦接到所述第二內(nèi)部軌道電壓和所述第三內(nèi)部軌道電壓。在一些實(shí)施方案中，所述電壓電流轉(zhuǎn)換器可配置以接收所述輸入信號(hào)并把所述差分輸入信號(hào)轉(zhuǎn)換成一個(gè)或多個(gè)電流信號(hào)且拒絕所述共模輸入信號(hào)。另外，所述電壓電流轉(zhuǎn)換器可耦接到所述第二內(nèi)部軌道電壓和所述第三內(nèi)部軌道電壓。在某些實(shí)施方案中，所述電壓電流轉(zhuǎn)換器可配置以接收所述輸入信號(hào)并把所述差分輸入信號(hào)轉(zhuǎn)換成一個(gè)或多個(gè)電流信號(hào)且拒絕所述共模輸入信號(hào)，其中所述電壓電流轉(zhuǎn)換器耦接到所述第二內(nèi)部軌道電壓和所述第三內(nèi)部軌道電壓。
[0012]在所述裝置的包括第三內(nèi)部軌道電壓的某些實(shí)施方案中，所述電壓選擇器電路可包括:與所述第一內(nèi)部軌道電壓和所述電壓選擇器輸入信號(hào)電耦接的第一二極管；與所述第一內(nèi)部軌道電壓和所述第一電源電壓電耦接的第二二極管；與所述第二電源電壓和所述第二內(nèi)部軌道電壓電耦接的第三二極管；與所述電壓選擇器輸入信號(hào)和所述第二內(nèi)部軌道電壓電耦接的第四二極管；與所述第三內(nèi)部軌道電壓和所述電壓選擇器輸入信號(hào)電耦接的第五二極管；與所述第三內(nèi)部軌道電壓和所述第一電源電壓電耦接的第六二極管；和與所述第三內(nèi)部軌道電壓和所述第二內(nèi)部軌道電壓電耦接的鉗位二極管。在一些實(shí)施方案中，所述鉗位二極管可用其他類型的鉗位電路或穩(wěn)壓器來代替。
[0013]在一些實(shí)施方案中，提供一種向輸入級(jí)提供電源的方法。在某些實(shí)施方案中，所述方法可包括:接收第一電源電壓；接收電壓選擇器輸入信號(hào)，其中所述電壓選擇器輸入信號(hào)包括輸入信號(hào)的非反信號(hào)和反信號(hào)中的至少一個(gè)；和把所述第一電源電壓和所述電壓選擇器輸入信號(hào)的電壓電平中較小者動(dòng)態(tài)選擇為運(yùn)算放大器電路的輸入級(jí)的內(nèi)部軌道電壓。
[0014]在某些實(shí)施方案中，所述方法還包括:接收第二電源電壓；把所述第二電源電壓和所述電壓選擇器輸入信號(hào)的所述電壓電平中較大者動(dòng)態(tài)選擇為所述運(yùn)算放大器電路的所述輸入級(jí)的第二內(nèi)部軌道電壓。
[0015]在某些實(shí)施方案中，描述了一種包括電壓選擇器電路和輸入放大器電路的裝置。所述電壓選擇器電路可配置以接收電源電壓和電壓選擇器輸入信號(hào)且還配置以基于所述第二電源電壓和所述電壓選擇器輸入信號(hào)中較大者來產(chǎn)生內(nèi)部軌道電壓。另外，所述電壓選擇器輸入信號(hào)可只包括輸入信號(hào)的非反信號(hào)和反信號(hào)中的一個(gè)。
[0016]在一些實(shí)施方案中，所述電源電壓是第二電源電壓；所述內(nèi)部軌道電壓是第二內(nèi)部軌道電壓；且所述電壓選擇器電路還可配置以接收第一電源電壓并基于所述第一電源電壓和所述電壓選擇器輸入信號(hào)中較小者來產(chǎn)生第一內(nèi)部軌道電壓。另外，所述輸入放大器電路的至少一部分可耦接到所述第一內(nèi)部軌道電壓。
[0017]在所述裝置的某些實(shí)施方案中，所述第一電源電壓接地，且所述第二電源電壓是DC電源。在一些實(shí)施方案中，所述電壓選擇器輸入信號(hào)包括所述輸入信號(hào)的所述非反信號(hào)和所述反信號(hào)中較大者。在某些實(shí)施方案中，所述電壓選擇器輸入信號(hào)包括所述輸入信號(hào)的所述非反信號(hào)和所述反信號(hào)中較小者。
[0018]在上述裝置的一些實(shí)施方案中，所述輸入放大器電路包括電壓電流轉(zhuǎn)換器、電流轉(zhuǎn)移塊和電流電壓轉(zhuǎn)換器。所述電壓電流轉(zhuǎn)換器可配置以接收所述輸入信號(hào)并把所述差分輸入信號(hào)轉(zhuǎn)換成一個(gè)或多個(gè)電流信號(hào)且拒絕所述共模輸入信號(hào)。另外，所述電壓電流轉(zhuǎn)換器可耦接到所述第一內(nèi)部軌道電壓和所述第二內(nèi)部軌道電壓。所述電流轉(zhuǎn)移塊可包括一個(gè)或多個(gè)電流鏡并配置以接收來自所述電壓電流轉(zhuǎn)換器的所述一個(gè)或多個(gè)電流信號(hào)。另外，所述電流轉(zhuǎn)移塊可耦接到所述第一內(nèi)部軌道電壓和所述第二內(nèi)部軌道電壓。所述電流電壓轉(zhuǎn)換器可配置以接收來自所述電流轉(zhuǎn)移塊的所述一個(gè)或多個(gè)電流信號(hào)并把所述一個(gè)或多個(gè)電流信號(hào)轉(zhuǎn)換成與所述第一輸入信號(hào)不同的第二信號(hào)。另外，所述電流電壓轉(zhuǎn)換器可耦接到所述第一電源電壓和所述第二電源接地。
[0019]在上述裝置的一些實(shí)施方案中，電壓選擇器電路可包括:與所述第一內(nèi)部軌道電壓和所述電壓選擇器輸入信號(hào)電耦接的第一二極管；與所述第一內(nèi)部軌道電壓和所述第一電源電壓電耦接的第二二極管；與所述第二電源電壓和所述第二內(nèi)部軌道電壓電耦接的第三二極管；和與所述電壓選擇器輸入信號(hào)和所述第二內(nèi)部軌道電壓電耦接的第四二極管。
[0020]在上述裝置的某些實(shí)施方案中，所述電壓選擇器電路可包括:把所述電壓選擇器輸入信號(hào)的電壓電平與所述第一電源電壓的電壓電平比較的第一比較器；和把所述電壓選擇器輸入信號(hào)的所述電壓電平與所述第二電源電壓的電壓電平比較的第二比較器。
[0021]在一些實(shí)施方案中，所述電源電壓是第二電源電壓；所述內(nèi)部軌道電壓是第二內(nèi)部軌道電壓；且所述電壓選擇器電路還可配置以接收第一電源電壓，并產(chǎn)生第一內(nèi)部軌道電壓和第三內(nèi)部軌道電壓。所述第二內(nèi)部軌道電壓和所述第三內(nèi)部軌道電壓可基于所述電壓選擇器輸入信號(hào)的電壓電平。另外，所述第三內(nèi)部軌道電壓可維持與所述第二內(nèi)部軌道電壓的相對(duì)穩(wěn)定的電壓差。另外，所述輸入放大器電路的至少第一部分可耦接到所述第二內(nèi)部軌道電壓和所述第三內(nèi)部軌道電壓。
[0022]在所述裝置的包括第三內(nèi)部軌道電壓的一些實(shí)施方案中，所述輸入級(jí)可包括電壓電流轉(zhuǎn)換器、電流轉(zhuǎn)移塊和電流電壓轉(zhuǎn)換器。在所述裝置的某些實(shí)施方案中，所述電壓電流轉(zhuǎn)換器可配置以接收所述輸入信號(hào)并把所述差分輸入信號(hào)轉(zhuǎn)換成一個(gè)或多個(gè)電流信號(hào)且拒絕所述共模輸入信號(hào)。另外，所述電壓電流轉(zhuǎn)換器可耦接到所述第一內(nèi)部軌道電壓和所述第三內(nèi)部軌道電壓。在所述裝置的一些實(shí)施方案中，所述電流轉(zhuǎn)移塊可包括一個(gè)或多個(gè)電流鏡并配置以接收來自所述電壓電流轉(zhuǎn)換器的所述一個(gè)或多個(gè)電流信號(hào)。另外，所述電流轉(zhuǎn)移塊可耦接到所述第一內(nèi)部軌道電壓和所述第二內(nèi)部軌道電壓。在所述裝置的某些實(shí)施方案中，所述電流電壓轉(zhuǎn)換器可配置以接收來自所述電流轉(zhuǎn)移塊的所述一個(gè)或多個(gè)電流信號(hào)并把所述一個(gè)或多個(gè)電流信號(hào)轉(zhuǎn)換成第二輸入信號(hào)。另外，所述電流電壓轉(zhuǎn)換器可耦接到所述第一電源電壓和所述第二電源電壓。
[0023]在所述裝置的包括第三內(nèi)部軌道電壓的某些實(shí)施方案中，所述電壓選擇器電路可包括:與所述第一內(nèi)部軌道電壓和所述第一電源電壓電耦接的第一二極管；與所述第一內(nèi)部軌道電壓和所述電壓選擇器輸入信號(hào)電耦接的第二二極管；與所述第二電源電壓和所述第二內(nèi)部軌道電壓電耦接的第三二極管；與所述電壓選擇器輸入信號(hào)和所述第二內(nèi)部軌道電壓電耦接的第四二極管；與所述第二電源電壓和所述第三內(nèi)部軌道電壓電耦接的第五二極管；與所述電壓選擇器輸入信號(hào)和所述第三內(nèi)部軌道電壓電耦接的第六二極管；和與所述第一內(nèi)部軌道電壓和所述第三內(nèi)部軌道電壓電耦接的鉗位二極管。在一些實(shí)施方案中，所述鉗位二極管可用其他類型的鉗位電路或穩(wěn)壓器來代替。
[0024]在一些實(shí)施方案中，提供一種向輸入級(jí)提供電源的方法。在某些實(shí)施方案中，所述方法包括:接收電源電壓；接收電壓選擇器輸入信號(hào)。在一些實(shí)施方案中，所述電壓選擇器輸入信號(hào)只包括輸入信號(hào)的非反信號(hào)和反信號(hào)中的一個(gè)。所述方法還包括:把所述電源電壓和所述電壓選擇器輸入信號(hào)的電壓電平中較大者動(dòng)態(tài)選擇為運(yùn)算放大器電路的輸入級(jí)的內(nèi)部軌道電壓。
[0025]在一些實(shí)施方案中，所述電源電壓是第二電源電壓，所述內(nèi)部軌道電壓是第二內(nèi)部軌道電壓，且所述方法還包括:接收第一電源電壓；和把所述第一電源電壓和所述電壓選擇器輸入信號(hào)的電壓電平中較小者動(dòng)態(tài)選擇為所述運(yùn)算放大器電路的所述輸入級(jí)的第一內(nèi)部軌道電壓。
[0026]描述了一種裝置，所述裝置包括配置以接收第一電源電壓、第二電源電壓和電壓選擇器輸入信號(hào)的電壓選擇器電路?；谒龅谝浑娫措妷骸⒌诙娫措妷汉?或電壓選擇器輸入信號(hào)，所述電壓選擇器電路產(chǎn)生與輸入放大器電路(上文和下文描述了所述輸入放大器電路的多個(gè)實(shí)施方案)耦接的多個(gè)內(nèi)部軌道電壓。在一些實(shí)施方案中，所述多個(gè)內(nèi)部軌道電壓包括至少兩個(gè)浮動(dòng)接地和一個(gè)浮動(dòng)電源。在某些實(shí)施方案中，所述多個(gè)內(nèi)部軌道電壓包括至少兩個(gè)浮動(dòng)電源和一個(gè)浮動(dòng)接地。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0027]圖1A是測(cè)量并處理具有浮動(dòng)接地的寬共模范圍的系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)施方案的示意方塊圖。
[0028]圖1B是示出產(chǎn)生共模電壓的電路的實(shí)施方案的電路圖。
[0029]圖2是示出圖1A的電子系統(tǒng)的輸入級(jí)的示意方塊圖。
[0030]圖3是示出寬共模差分放大器電路的實(shí)施方案的方塊圖。
[0031]圖4A和4B是示出浮動(dòng)功率發(fā)生器的實(shí)施方案的電路圖。
[0032]圖5是示出當(dāng)電壓選擇器輸入改變時(shí)浮動(dòng)電源和浮動(dòng)接地的電壓電平的圖表。
[0033]圖6是示出具有兩個(gè)浮動(dòng)接地的輸入級(jí)的示意方塊圖。
[0034]圖7是示出具有兩個(gè)浮動(dòng)接地的寬共模差分放大器電路的實(shí)施方案的方塊圖。
[0035]圖8是示出可產(chǎn)生兩個(gè)浮動(dòng)接地的浮動(dòng)功率發(fā)生器的實(shí)施方案的電路圖。
[0036]圖9是示出基于電壓選擇器輸入的變化的浮動(dòng)電源和兩個(gè)浮動(dòng)接地的電壓的圖表。
[0037]圖10是示出具有兩個(gè)浮動(dòng)電源的輸入級(jí)的示意方塊圖。
[0038]圖11是示出具有兩個(gè)浮動(dòng)電源的寬共模差分放大器電路的實(shí)施方案的方塊圖。
[0039]圖12是示出配置以產(chǎn)生兩個(gè)浮動(dòng)電源的浮動(dòng)功率發(fā)生器的實(shí)施方案的電路圖。
[0040]圖13是示出基于電壓選擇器輸入的變化的兩個(gè)浮動(dòng)電源和一個(gè)浮動(dòng)接地的電壓的圖表。
[0041]圖14A-14C是示出電壓電流轉(zhuǎn)換器的實(shí)施方案的電路圖。
[0042]圖15A-1?是示出電流轉(zhuǎn)移塊的實(shí)施方案的電路圖。
[0043]圖16A-16D是示出電流電壓轉(zhuǎn)換器的實(shí)施方案的電路圖。
【具體實(shí)施方式】
[0044]某些實(shí)施方案的以下詳細(xì)描述提供了本揭露的特定實(shí)施方案的各種描述。然而，本揭露的其他實(shí)施方案可用權(quán)利要求書中所定義和涵蓋的許多不同方式來實(shí)施。在這個(gè)描述中，參考了附圖，其中類似的參考數(shù)字指示類似元件。
[0045]圖1A是測(cè)量差分輸入信號(hào)并拒絕共模輸入信號(hào)的系統(tǒng)的實(shí)施方案的示意方塊圖。系統(tǒng)100可包括浮動(dòng)功率發(fā)生器102、輸入級(jí)104、系統(tǒng)電源高源106、系統(tǒng)電源低源108和可選放大器塊110。系統(tǒng)100可拒絕寬范圍的共模輸入信號(hào)并放大差分輸入信號(hào)。輸入共模電壓Vcm可定義為Vcm= (INP+INN) /2，且差分輸入電壓Vid可定義為Vid= (INP-1NN)，其中INP和INN分別是輸入信號(hào)的非反和反信號(hào)。在整個(gè)描述中，參考了 INP和INN，所述INP和INN可代表輸入信號(hào)的非反和反信號(hào)、系統(tǒng)的非反和反信號(hào)，和/或系統(tǒng)的特定組件或塊的非反和反信號(hào)。
[0046]浮動(dòng)功率發(fā)生器102可把以下接收為輸入:來自輸入信號(hào)的電壓選擇器輸入信號(hào)112、來自系統(tǒng)電源高源106的電壓，和來自系統(tǒng)電源低源108的電壓。浮動(dòng)功率發(fā)生器102可把與輸入級(jí)104耦接的一個(gè)或多個(gè)浮動(dòng)電源和一個(gè)或多個(gè)浮動(dòng)接地產(chǎn)生為輸出。浮動(dòng)電源和浮動(dòng)接地在本文中也稱為內(nèi)部軌道電壓，且浮動(dòng)功率發(fā)生器也可稱為電壓選擇器電路。
[0047]浮動(dòng)功率發(fā)生器102可基于來自輸入信號(hào)的電壓選擇器輸入信號(hào)112和/或系統(tǒng)電源高源106的電壓電平來產(chǎn)生一個(gè)或多個(gè)浮動(dòng)電源。輸入信號(hào)除了具有差分輸入電壓信號(hào)之外還可具有DC型波形、AC型波形或切換型波形的共模電壓。然而，由于電壓選擇電路，所以無論系統(tǒng)電源高源或輸入電壓信號(hào)，只要是合適的，都可選擇來供能輸入級(jí)。
[0048]類似地，浮動(dòng)功率發(fā)生器102可基于電壓選擇器輸入信號(hào)112和/或系統(tǒng)電源低源108的電壓電平來產(chǎn)生一個(gè)或多個(gè)浮動(dòng)接地。在一些實(shí)施方案中，浮動(dòng)功率發(fā)生器102只使用來自輸入信號(hào)的非反信號(hào)或反信號(hào)中的一個(gè)作為電壓選擇器輸入信號(hào)112來產(chǎn)生浮動(dòng)電源和/或浮動(dòng)接地。例如，反或非反信號(hào)中只有一個(gè)可與電壓選擇器輸入信號(hào)耦接，或者浮動(dòng)功率發(fā)生器可在非反信號(hào)或反信號(hào)的較大者或較小者之間選擇。在某些實(shí)施方案中，浮動(dòng)功率發(fā)生器102使用來自輸入信號(hào)的非反信號(hào)或反信號(hào)的組合。例如，輸入共模電壓(或某個(gè)其他組合)可用作電壓選擇器輸入信號(hào)112來產(chǎn)生浮動(dòng)電源和/或浮動(dòng)接地。
[0049]如上所述，浮動(dòng)功率發(fā)生器102可基于電壓選擇器輸入信號(hào)112、系統(tǒng)電源高源106和/或系統(tǒng)電源低源108來產(chǎn)生一個(gè)或多個(gè)浮動(dòng)電源和一個(gè)或多個(gè)浮動(dòng)接地。因此，當(dāng)輸入信號(hào)的共模電壓電平改變時(shí)，浮動(dòng)電源和/或浮動(dòng)接地的電壓電平也可改變。在一些實(shí)施方案中，浮動(dòng)功率發(fā)生器102配置以把浮動(dòng)電源產(chǎn)生為大約是來自輸入信號(hào)和系統(tǒng)電源高源106的電壓選擇器輸入信號(hào)112中較大者。在某些實(shí)施方案中，浮動(dòng)功率發(fā)生器102配置以產(chǎn)生粗略等于電壓選擇器輸入信號(hào)112和系統(tǒng)電源低源108中較小者的浮動(dòng)接地。
[0050]在一些實(shí)施方案中，例如，在下文參看圖6-9更詳細(xì)描述的實(shí)施方案中，浮動(dòng)功率發(fā)生器102配置以產(chǎn)生至少兩個(gè)浮動(dòng)接地和一個(gè)浮動(dòng)電源。例如，浮動(dòng)功率發(fā)生器102可產(chǎn)生追蹤電壓選擇器輸入信號(hào)112的電壓電平的浮動(dòng)電源、粗略等于電壓選擇器輸入信號(hào)112和系統(tǒng)電源低源108中較小者的第一浮動(dòng)接地，和也追蹤電壓選擇器輸入信號(hào)112并維持與浮動(dòng)電源的相對(duì)穩(wěn)定的差的第二浮動(dòng)接地。
[0051]在某些實(shí)施方案中，例如，在下文參看圖10-13更詳細(xì)描述的實(shí)施方案中，浮動(dòng)功率發(fā)生器102可產(chǎn)生至少兩個(gè)浮動(dòng)電源和一個(gè)浮動(dòng)接地。例如，浮動(dòng)功率發(fā)生器102可產(chǎn)生粗略等于電壓選擇器輸入信號(hào)112的電壓電平和系統(tǒng)電源高源106中較大者的第一浮動(dòng)電源、追蹤電壓選擇器輸入信號(hào)112的電壓電平的第二浮動(dòng)電源，和也追蹤電壓選擇器輸入信號(hào)112并維持與第二浮動(dòng)電源的相對(duì)穩(wěn)定的差的浮動(dòng)接地。
[0052]如下文將參看圖2、6和10更詳細(xì)地描述，浮動(dòng)功率發(fā)生器102所產(chǎn)生的浮動(dòng)電源和浮動(dòng)接地可與輸入級(jí)104的一個(gè)或多個(gè)組件耦接。輸入級(jí)104也可稱為輸入放大器電路。另外，應(yīng)理解，浮動(dòng)功率發(fā)生器102可配置以如所需地產(chǎn)生更少或更多的浮動(dòng)電源和/或浮動(dòng)接地。
[0053]浮動(dòng)功率發(fā)生器102可使用一個(gè)或多個(gè)二極管、鉗位二極管(例如，齊納二極管等)、開關(guān)、比較器、BJT、MOSFET等來實(shí)施。應(yīng)理解，“M0SFET”可具有金屬以外的材料制成的門，例如，多晶硅制成的門，且可具有氧化硅以外的電介質(zhì)制成的電介質(zhì)“氧化物”區(qū)域，例如，氮化硅或高_(dá)k電介質(zhì)制成的電介質(zhì)“氧化物”區(qū)域。將參看圖4A、4B、8和12更詳細(xì)地描述浮動(dòng)功率發(fā)生器102的各種實(shí)施方案。[0054]如將參看圖2、6和10更詳細(xì)地描述，輸入級(jí)104配置以接收輸入信號(hào)的非反和反信號(hào)、處理輸入信號(hào)并執(zhí)行輸入信號(hào)的電壓電平轉(zhuǎn)移，且輸出電壓電平轉(zhuǎn)移的信號(hào)。輸入信號(hào)的電壓電平轉(zhuǎn)移可受益于浮動(dòng)電源和浮動(dòng)接地。更具體來說，在一些實(shí)施方案中，輸入級(jí)104可用來幫助拒絕寬范圍的(在一些實(shí)例中，時(shí)變)共模輸入電壓信號(hào)并放大差分輸入電壓信號(hào)。輸入級(jí)104除了相對(duì)穩(wěn)定的共模電壓之外還可輸出放大差分電壓信號(hào),所述放大差分電壓信號(hào)與可選緩沖放大器塊110的共模輸入范圍相容，或與例如數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器、篩選器、信號(hào)處理器的耦接到輸入級(jí)104的輸出的任何其他電路相容。為了實(shí)現(xiàn)電壓電平轉(zhuǎn)移，輸入級(jí)104的不同組件可與浮動(dòng)電源、浮動(dòng)接地、系統(tǒng)電源高源106和系統(tǒng)電源低源108耦接。
[0055]系統(tǒng)電源高源106和系統(tǒng)電源低源108可為向例如包括差分放大器的芯片的芯片供能的系統(tǒng)高電壓和系統(tǒng)低電壓。在某些實(shí)施方案中，系統(tǒng)電源高源106是正DC電壓，且系統(tǒng)電源低源108接地。
[0056]可選放大器塊110可配置以接收來自輸入級(jí)104的電壓轉(zhuǎn)移信號(hào)并基于電路配置放大差分。在一些實(shí)施方案中，放大器塊110可由系統(tǒng)電源高源106、系統(tǒng)電源低源108和/或浮動(dòng)電源和浮動(dòng)接地供能。在一些實(shí)施方案中，放大器塊110可用以驅(qū)動(dòng)重電阻性和/或電容性負(fù)載。
[0057]圖1B是示出產(chǎn)生電壓選擇器輸入信號(hào)112的電路的實(shí)施方案的電路圖，電壓選擇器輸入信號(hào)112可被浮動(dòng)功率發(fā)生器102用以產(chǎn)生浮動(dòng)電源和浮動(dòng)接地。在一些實(shí)施方案中，如輸入腳線150和152所不出，電壓選擇器輸入信號(hào)112可只基于輸入信號(hào)的反信號(hào)INN或非反信號(hào)INP中的一個(gè)。例如，電壓選擇器輸入信號(hào)112可只與輸入信號(hào)的反信號(hào)INN或非反信號(hào)INP中的一個(gè)電耦接。雖然圖1B中未示出，但是可包括另外的電路組件，例如電阻、晶體管、電容、電感器等。
[0058]另外，電壓選擇器輸入信號(hào)112可基于反信號(hào)INN或非反信號(hào)INP之間的選擇。例如，可選擇具有更大電壓或更小電壓的信號(hào)作為電壓選擇器輸入信號(hào)。電路170示出了基于反信號(hào)INN和非反信號(hào)INP中較大者來產(chǎn)生電壓選擇器輸入信號(hào)112的實(shí)施方案。作為電路170的部分，二極管172可與反信號(hào)INN和電壓選擇器輸入信號(hào)112電耦接。二極管172的陽極可與反信號(hào)INN電耦接，且二極管172的陰極可與電壓選擇器輸入信號(hào)112電耦接。第二二極管174可與非反信號(hào)INP和電壓選擇器輸入信號(hào)112電耦接，其中陽極與非反信號(hào)INP電耦接，且陰極與電壓選擇器輸入信號(hào)112電耦接。
[0059]應(yīng)理解，可使用各種電路來實(shí)施在反信號(hào)INN和非反信號(hào)INP之間的各種選擇以產(chǎn)生電壓選擇器輸入信號(hào)112。例如，可實(shí)施另一電路，使得反信號(hào)INN和非反信號(hào)INP中較小者被用作電壓選擇器輸入信號(hào)112等。
[0060]在某些實(shí)施方案中，輸入信號(hào)的反信號(hào)INN和非反信號(hào)INP的組合可用作電壓選擇器輸入信號(hào)112。例如，共模電壓(或平均電壓)、較大電壓、較小電壓或反信號(hào)INN和非反信號(hào)INP的某個(gè)其他組合可用作電壓選擇器輸入信號(hào)112。
[0061]電路160不出了基于例如共模電壓(或平均電壓)的輸入信號(hào)的反信號(hào)INN和非反信號(hào)INP的組合來產(chǎn)生電壓選擇器輸入信號(hào)112的實(shí)施方案。為了產(chǎn)生輸入信號(hào)的共模電壓，可使用電壓平均電路。例如，電阻120可與輸入信號(hào)的非反信號(hào)INP和電壓選擇器輸入信號(hào)112電稱接,且電阻122可與輸入信號(hào)的反信號(hào)INN和電壓選擇器輸入信號(hào)122電率禹接。兩個(gè)電阻之間的所得電壓可用作共模電壓且用作電壓選擇器輸入信號(hào)112。在一些實(shí)施方案中，電阻120和122可具有相同電阻；然而，也可使用其他配置。
[0062]應(yīng)理解，可使用各種電路來實(shí)施反信號(hào)INN和非反信號(hào)INP的各種組合以產(chǎn)生電壓選擇器輸入信號(hào)112。
[0063]圖2是示出與浮動(dòng)電源202和浮動(dòng)接地204耦接的圖1的電子系統(tǒng)100的輸入級(jí)104的組件的實(shí)施方案的示意方塊圖。如上文參照?qǐng)D1更詳細(xì)描述，輸入級(jí)104的不同組件可與浮動(dòng)功率發(fā)生器102的輸出耦接。為了方便的目的，圖2示出的浮動(dòng)功率發(fā)生器102被分為兩個(gè)部分。然而，應(yīng)理解，浮動(dòng)功率發(fā)生器102可如所需地實(shí)施為單一電路，或?qū)嵤槎鄠€(gè)電路。
[0064]輸入級(jí)104可包括電壓電流轉(zhuǎn)換器206、電流轉(zhuǎn)移塊208和電流電壓轉(zhuǎn)換器210。電壓電流轉(zhuǎn)換器206可把輸入級(jí)104處接收的輸入信號(hào)轉(zhuǎn)換成電流信號(hào)。在一些實(shí)施方案中，電壓電流轉(zhuǎn)換器206與浮動(dòng)電源202和浮動(dòng)接地204耦接，以使電壓電流轉(zhuǎn)換器206能夠適于寬范圍(在一些實(shí)例中，時(shí)變)的共模電壓。這樣，即使輸入共模電壓電平可能比系統(tǒng)電源高源高得多或比系統(tǒng)電源低源低得多，也可適當(dāng)供能并偏壓電壓電流轉(zhuǎn)換器206。如下文將參看圖14A-14C更詳細(xì)地描述，電壓電流轉(zhuǎn)換器206可使用晶體管(例如，F(xiàn)ET、BJT等)、電流源等來實(shí)施。
[0065]電流轉(zhuǎn)移塊208把來自電壓電流轉(zhuǎn)換器206的電流信號(hào)提供為電流電壓轉(zhuǎn)換器210的輸入。電流轉(zhuǎn)移塊208可充當(dāng)傳入輸入信號(hào)和內(nèi)部電路和/或系統(tǒng)之間的緩沖。注意，傳入輸入信號(hào)除了期望的差分信號(hào)之外還可含有多余的寬范圍時(shí)變共模信號(hào)，且內(nèi)部電路和/或系統(tǒng)通常具有基于系統(tǒng)電源高源和低源的固定電壓范圍。在示出的實(shí)施方案中，電流轉(zhuǎn)移塊208與浮動(dòng)電源202和浮動(dòng)接地204耦接。這樣，即使輸入共模電壓電平可能比系統(tǒng)電源高源高得多或比系統(tǒng)電源低源低得多，也可適當(dāng)供能并偏壓電流轉(zhuǎn)移塊208。另外，通過把電流轉(zhuǎn)移塊與浮動(dòng)電源和/或浮動(dòng)接地耦接，單電源或系統(tǒng)電源高源可被使用，且可處理完全對(duì)稱共模輸入(例如，+/-300V等)，而不會(huì)衰減輸入信號(hào)。如下文將參看圖15A-15D更詳細(xì)地描述，電流轉(zhuǎn)移塊208可使用晶體管(例如，F(xiàn)ET、BJT等)來實(shí)施。在一些實(shí)施方案中，電流轉(zhuǎn)移塊208使用一個(gè)或多個(gè)電流鏡來實(shí)施。
[0066]在一些實(shí)施方案中，電流電壓轉(zhuǎn)換器210可以是輸入級(jí)104的末級(jí)。電流電壓轉(zhuǎn)換器210可把從電流轉(zhuǎn)移塊208接收的電流信號(hào)轉(zhuǎn)換成放大器塊(未示出)和/或電路的剩余部分的電壓信號(hào)。電流電壓轉(zhuǎn)換器210可與系統(tǒng)電源高源106和系統(tǒng)電源低源108耦接，以使得電流電壓轉(zhuǎn)換器210的輸出電壓能夠與電路的系統(tǒng)電壓或系統(tǒng)電源相容。如下文將參看圖8更詳細(xì)地描述，電流電壓轉(zhuǎn)換器可使用晶體管(例如，F(xiàn)ET、BJT等)、電壓源、電流源等來實(shí)施。
[0067]如上文更詳細(xì)地描述，系統(tǒng)電源高源106和系統(tǒng)電源低源108可與浮動(dòng)功率發(fā)生器102耦接，且可被浮動(dòng)功率發(fā)生器102用以決定浮動(dòng)電源202和浮動(dòng)接地204的電壓電平。另外，如上文提及，系統(tǒng)電源高源106和系統(tǒng)電源低源108可耦接到電流電壓轉(zhuǎn)換器210,以確保電流電壓轉(zhuǎn)換器210的輸出處的信號(hào)與系統(tǒng)電壓相容。
[0068]如所提及，浮動(dòng)功率發(fā)生器102可包括耦接到輸入級(jí)104的電壓電流轉(zhuǎn)換器206和電流轉(zhuǎn)移塊208的浮動(dòng)電源202和浮動(dòng)接地204。浮動(dòng)電源202和浮動(dòng)接地204允許電壓電流轉(zhuǎn)換器206和電流轉(zhuǎn)移塊208適于傳入輸入信號(hào)的電壓電平。如之前所提及，當(dāng)電壓選擇器輸入信號(hào)112具有系統(tǒng)電源高源和/或系統(tǒng)電源低源之外的電壓時(shí)，浮動(dòng)電源202和浮動(dòng)接地204可基于系統(tǒng)電源高源、系統(tǒng)電源低源和電壓選擇器輸入信號(hào)112 (例如，輸入信號(hào)或輸入共模電壓的信號(hào)中的一個(gè))而改變。在圖2不出的實(shí)施方案中,浮動(dòng)電源202粗略等于電壓選擇器輸入信號(hào)112的電壓電平和系統(tǒng)電源高源106中較大者。另外，在示出的實(shí)施方案中，浮動(dòng)接地204粗略等于電壓選擇器輸入信號(hào)112的電壓電平和系統(tǒng)電源低源108中較小者。
[0069]圖3是示出寬共模差分放大器電路300的實(shí)施方案的方塊圖。電路300包括圖2示出的組件，以及另外的組件。除了浮動(dòng)功率發(fā)生器102、輸入級(jí)104、系統(tǒng)電源高源106和系統(tǒng)電源低源108之外，電路300還包括輸入電路302、可選放大器304和反饋電阻305。如所示出，輸入電路302可包括輸入信號(hào)的反信號(hào)INN和非反信號(hào)INP、電阻308、310、312和偏壓314。系統(tǒng)增益可由分流電阻306和/或電阻305與電阻308的比和電阻312與電阻306的比來設(shè)定。
[0070]現(xiàn)將更詳細(xì)描述輸入信號(hào)的信號(hào)路徑。具有反信號(hào)和非反信號(hào)(INN、INP)的輸入信號(hào)通過電阻308、310，并進(jìn)入輸入級(jí)104上的電壓電流轉(zhuǎn)換器206。電壓電流轉(zhuǎn)換器206由因?yàn)楦?dòng)電源202和浮動(dòng)接地204而電壓至少與輸入信號(hào)相同范圍的電源供能，電壓電流轉(zhuǎn)換器206把輸入信號(hào)轉(zhuǎn)換成兩個(gè)電流信號(hào)并把電流信號(hào)輸出到電流轉(zhuǎn)移塊208。由于浮動(dòng)電源202和浮動(dòng)接地204而也具有輸入信號(hào)范圍的電壓電平的電流轉(zhuǎn)移塊把電流信號(hào)提供為電流電壓轉(zhuǎn)換器210的輸入。電流電壓轉(zhuǎn)換器210基于它耦接到的系統(tǒng)電源高源106和系統(tǒng)電源低源108把電流信號(hào)轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào)。在一些實(shí)施方案中，因?yàn)橄到y(tǒng)電源高源和低源是固定的，且浮動(dòng)電源和接地204可隨輸入信號(hào)而改變，所以電流轉(zhuǎn)移塊可充當(dāng)橋接器以耦接電壓電流轉(zhuǎn)換器206和電流電壓轉(zhuǎn)換器210?？蛇x放大器304可用以如所需地放大來自電流電壓轉(zhuǎn)換器210的電壓信號(hào)的反和非反信號(hào)或差分信號(hào)之間的差。
[0071]圖4A和4B是示出浮動(dòng)功率發(fā)生器102的實(shí)施方案的電路圖。示出的實(shí)施方案可用以產(chǎn)生粗略等于電壓選擇器輸入信號(hào)112和系統(tǒng)電源高源106的電壓中較大者的浮動(dòng)電源電壓，且產(chǎn)生粗略等于電壓選擇器輸入信號(hào)112和系統(tǒng)電源低源108中較小者的浮動(dòng)接地。
[0072]在圖4A示出的實(shí)施方案中，浮動(dòng)功率發(fā)生器102使用多個(gè)二極管402、404、406、408來實(shí)施。在一些實(shí)施方案中，為了產(chǎn)生浮動(dòng)電源202，第一二極管402與系統(tǒng)電源高源106和浮動(dòng)電源202電耦接(例如，陽極與系統(tǒng)電源高源106電耦接而陰極與浮動(dòng)電源202電耦接)，而第二二極管404與電壓選擇器輸入信號(hào)112和浮動(dòng)電源202電耦接(例如，陽極與電壓選擇器輸入信號(hào)112電耦接而陰極與浮動(dòng)電源202電耦接)。這種配置下，浮動(dòng)電源202可粗略等于電壓選擇器輸入信號(hào)112和系統(tǒng)電源高源106的電壓中較大者。
[0073]浮動(dòng)功率發(fā)生器102也可基于二極管406和408來產(chǎn)生浮動(dòng)接地204。二極管406與浮動(dòng)接地204和電壓選擇器輸入信號(hào)112電耦接(例如，陽極與浮動(dòng)接地204電耦接而陰極與電壓選擇器輸入信號(hào)112電耦接)，而二極管408與浮動(dòng)接地和系統(tǒng)電源低源108電耦接(例如，陽極與浮動(dòng)接地電耦接而陰極與系統(tǒng)電源低源108電耦接)，在一些實(shí)施方案中，它們也可接地。這種配置下，浮動(dòng)接地204可粗略等于電壓選擇器輸入信號(hào)112和系統(tǒng)電源低源108的電壓中較小者。
[0074]圖4B是示出使用比較器450和452、電流源和反相器來實(shí)施電壓選擇的浮動(dòng)功率發(fā)生器102的另一實(shí)施方案的電路圖。如所示出，比較器中每一個(gè)可使用例如但不限于FET、BJT等的一個(gè)或多個(gè)開關(guān)來實(shí)施。這種配置下，浮動(dòng)電源202可粗略等于系統(tǒng)電源高源106和電壓選擇器輸入信號(hào)112中較大者，且浮動(dòng)接地204可粗略等于電壓選擇器輸入信號(hào)112和系統(tǒng)電源低源108中較小者。
[0075]在示出的實(shí)施方案中，比較器450比較電壓選擇器輸入信號(hào)112和系統(tǒng)電源高源106的電壓。如果電壓選擇器輸入信號(hào)112小于系統(tǒng)電源高源106的電壓，那么比較器打開把浮動(dòng)電源202連接到系統(tǒng)電源高源106的開關(guān)420并關(guān)閉開關(guān)422。如果電壓選擇器輸入信號(hào)112大于系統(tǒng)電源高源的電壓，那么比較器打開把浮動(dòng)電源202設(shè)定為粗略等于電壓選擇器輸入信號(hào)112的開關(guān)422并關(guān)閉開關(guān)420。
[0076]類似地，比較器452比較電壓選擇器輸入信號(hào)112和系統(tǒng)電源低源108的電壓。如果電壓選擇器輸入信號(hào)112大于系統(tǒng)電源低源108，那么比較器打開把浮動(dòng)接地204連接到系統(tǒng)電源低源108的開關(guān)424并關(guān)閉開關(guān)426。如果電壓選擇器輸入信號(hào)112小于系統(tǒng)電源低源108，那么比較器打開把浮動(dòng)接地204設(shè)定為粗略等于電壓選擇器輸入信號(hào)112的開關(guān)426并關(guān)閉開關(guān)424。
[0077]圖5是示出當(dāng)電壓選擇器輸入信號(hào)112改變時(shí)使用圖4A和4B示出的任一電路實(shí)施的浮動(dòng)電源202和浮動(dòng)接地204的電壓電平的圖表。圖表500的x軸代表電壓選擇器輸入信號(hào)112的電壓從-18伏到18伏之間改變。雖然示出為-18伏到18伏，但是應(yīng)理解，電壓選擇器輸入信號(hào)112的電壓的變化可更大。圖表500的y軸代表浮動(dòng)電源202和浮動(dòng)接地204的所得電壓電平。
[0078]如所示出，且如之前所述，浮動(dòng)電源202的電壓粗略等于系統(tǒng)電源高源106的電壓和電壓選擇器輸入信號(hào)112的電壓中較大者。應(yīng)理解，在一些實(shí)施方案中，可動(dòng)態(tài)改變輸入信號(hào)，且上文結(jié)合圖4A和4B描述的電壓選擇電路可從電壓選擇器輸入信號(hào)112和系統(tǒng)電源高源中動(dòng)態(tài)地選擇一個(gè)來源以形成浮動(dòng)電源，并從電壓選擇器輸入信號(hào)112和系統(tǒng)電源低源中選擇一個(gè)來源以形成浮動(dòng)接地。在示出的實(shí)例中，系統(tǒng)電源高源是5伏。參看代表浮動(dòng)電源202的電壓電平的線502，可看出，當(dāng)電壓選擇器輸入信號(hào)112小于5伏時(shí)，浮動(dòng)電源的電壓粗略等于5伏(系統(tǒng)電源高源106的電壓)。當(dāng)電壓選擇器輸入信號(hào)112超過5伏時(shí)，線502 (浮動(dòng)電源)變得粗略等于電壓選擇器輸入信號(hào)112。
[0079]類似地，如之前所述，浮動(dòng)接地204的電壓粗略等于系統(tǒng)電源低源108的電壓和電壓選擇器輸入信號(hào)112中較小者。在示出的實(shí)例中，系統(tǒng)電源低源108接地(O伏)。因此，如線504示出，當(dāng)電壓選擇器輸入信號(hào)112小于O伏時(shí)，線504 (浮動(dòng)接地)粗略等于電壓選擇器輸入信號(hào)112。當(dāng)電壓選擇器輸入信號(hào)112超過O伏時(shí)，線504 (浮動(dòng)接地)粗略等于O伏。
[0080]圖6是示出系統(tǒng)100的輸入級(jí)104的另一實(shí)施方案的示意方塊圖。在圖6示出的實(shí)施方案中，浮動(dòng)功率發(fā)生器102產(chǎn)生第一浮動(dòng)接地204和第二浮動(dòng)接地214。在示出的實(shí)施方案中，浮動(dòng)功率發(fā)生器102可配置以產(chǎn)生浮動(dòng)電源202，使得浮動(dòng)電源202追蹤電壓選擇器輸入信號(hào)112。第一浮動(dòng)接地可配置以粗略等于電壓選擇器輸入信號(hào)112和系統(tǒng)電源低源108中較小者，且第二浮動(dòng)接地214可配置以當(dāng)浮動(dòng)電源202追蹤電壓選擇器輸入信號(hào)112時(shí)維持與浮動(dòng)電源202的相對(duì)穩(wěn)定的電壓差。
[0081]如所示出，電壓電流轉(zhuǎn)換器206可與浮動(dòng)電源202和第二浮動(dòng)接地214耦接。這樣，輸入電壓信號(hào)的電壓在電壓電流轉(zhuǎn)換器206的輸入范圍中。另外，電流轉(zhuǎn)移塊208可與浮動(dòng)電源202和第一浮動(dòng)接地204耦接。因此，電流轉(zhuǎn)移塊208可充當(dāng)橋接器以把來自電壓電流轉(zhuǎn)換器206的信號(hào)傳遞到電流電壓轉(zhuǎn)換器210或由系統(tǒng)電源高源和低源供能的通常是固定的任何電路，所述信號(hào)的電壓電平也可隨浮動(dòng)電源和浮動(dòng)接地移動(dòng)。另外，通過把電壓電流轉(zhuǎn)換器206的接地與電流轉(zhuǎn)移塊208的接地分開，電壓電流轉(zhuǎn)換器206可設(shè)計(jì)具有低電壓設(shè)備來達(dá)到更好的性能、更低的成本和更緊密的芯片尺寸。例如，如下文將參看圖9更詳細(xì)地描述，電壓電流轉(zhuǎn)換器206可與浮動(dòng)電源202和第二浮動(dòng)接地214耦接，且第二浮動(dòng)接地214和浮動(dòng)電源202之間的電壓差可小于5.4V。
[0082]另外，電流電壓轉(zhuǎn)換器210可耦接到系統(tǒng)電源高源106和系統(tǒng)電源低源108。這樣，電流電壓轉(zhuǎn)換器210的輸出的共模電壓可粗略等于系統(tǒng)的電壓或與系統(tǒng)的電壓相容。在這個(gè)實(shí)施方案中，第二浮動(dòng)接地214可增大系統(tǒng)100的輸入共模范圍，并使得能夠使用低電壓設(shè)備，從而改善性能并降低成本。
[0083]圖7是示出包括兩個(gè)浮動(dòng)接地204、214的寬共模差分放大器電路300的另一實(shí)施方案的方塊圖。圖7示出的實(shí)施方案在很多方面類似于圖3示出的實(shí)施方案。然而，圖7示出的實(shí)施方案包括兩個(gè)浮動(dòng)接地204、214。如上文參看圖3更詳細(xì)地描述，電路300包括用于接收輸入信號(hào)并把輸入信號(hào)提供到輸入級(jí)104的電壓電流轉(zhuǎn)換器206的輸入電路302。另外，電路300包括用于放大從輸入級(jí)104接收的輸入信號(hào)的反和非反信號(hào)之間的差的輸出放大器304。如上文參看圖6更詳細(xì)地描述，在示出的實(shí)施方案中，電路300包括分別耦接到電流轉(zhuǎn)移塊208和電壓電流轉(zhuǎn)換器206的兩個(gè)浮動(dòng)接地204、214。
[0084]圖8是示出可使用二極管、鉗位二極管、電流源和一個(gè)或多個(gè)MOSFET來產(chǎn)生兩個(gè)浮動(dòng)接地204、214的浮動(dòng)功率發(fā)生器102的實(shí)施方案的電路圖。在圖8示出的實(shí)施方案中，浮動(dòng)功率發(fā)生器102包括二極管802、804、806、808、810、812 ;鉗位二極管814、電流鏡816、818 ;和電流源820。二極管802可與電流鏡816和浮動(dòng)電源202的輸出電耦接(例如，陽極與電流鏡816電耦接而陰極與浮動(dòng)電源202電耦接)，且二極管804可與電壓選擇器輸入信號(hào)112和浮動(dòng)電源202電耦接(例如，陽極與電壓選擇器輸入信號(hào)112電耦接而陰極與浮動(dòng)電源202電耦接)。這樣，浮動(dòng)電源202可配置以追蹤電壓選擇器輸入信號(hào)112的電壓電平。
[0085]二極管806可與第二浮動(dòng)接地214和電壓選擇器輸入信號(hào)112電耦接(例如，陽極與第二浮動(dòng)接地214電耦接而陰極與電壓選擇器輸入信號(hào)112電耦接)，且二極管808可與第二浮動(dòng)接地214和第二電流鏡818的輸出電耦接(例如，陽極與第二浮動(dòng)接地214電耦接而陰極與第二電流鏡818的輸出電耦接)。第二浮動(dòng)接地214可配置以基于二極管806和808并使用在一些實(shí)施方案中可能為齊納二極管的鉗位二極管814來追蹤電壓選擇器輸入信號(hào)112并維持與浮動(dòng)電源202的相對(duì)穩(wěn)定的電壓差。鉗位二極管814可與第二浮動(dòng)接地214和浮動(dòng)電源202電耦接(例如，陽極與第二浮動(dòng)接地214電耦接而陰極與浮動(dòng)電源202電耦接)。鉗位二極管814可配置以調(diào)節(jié)第二浮動(dòng)接地214和浮動(dòng)電源202之間的電壓差，并可維持第二浮動(dòng)接地214和浮動(dòng)電源202之間的更恒定的電壓差。雖然示出為鉗位二極管，但是應(yīng)理解，也可使用其他調(diào)節(jié)器電路來調(diào)節(jié)第二浮動(dòng)接地214和浮動(dòng)電源202之間的電壓差。
[0086]二極管810可與第一浮動(dòng)接地204和電壓選擇器輸入信號(hào)112電耦接(例如，陽極與第一浮動(dòng)接地204電耦接而陰極與電壓選擇器輸入信號(hào)112電耦接)，且二極管812可與第一浮動(dòng)接地204和系統(tǒng)電源低源108電耦接(例如，陽極與第一浮動(dòng)接地204電耦接而陰極與系統(tǒng)電源低源108電耦接)。這樣，第一浮動(dòng)接地204可配置以粗略等于電壓選擇器輸入信號(hào)112和系統(tǒng)電源低源108中較小者。
[0087]第一電流鏡816可位于系統(tǒng)電源高源106附近，且第二電流鏡818可位于系統(tǒng)電源低源108附近。另外，電流源820可設(shè)立第一電流鏡816和第二電流鏡818的偏置電流。應(yīng)理解，電流鏡816、818可使用例如但不限于FET、BJT等的晶體管來實(shí)施。
[0088]圖9是浮動(dòng)電源202、第一浮動(dòng)接地204和第二浮動(dòng)接地214的電壓電平的圖表。圖表900的X軸代表輸入的電壓電平從-240伏到240伏之間改變，且y軸代表第一浮動(dòng)電源202、第一浮動(dòng)接地204和第二浮動(dòng)接地214的電壓電平。線902、904、906分別代表當(dāng)電壓選擇器輸入信號(hào)112改變時(shí)第一浮動(dòng)電源202、第一浮動(dòng)接地204和第二浮動(dòng)接地214的電壓。如之前所討論，在一些實(shí)施方案中，浮動(dòng)電源202可隨電壓選擇器輸入信號(hào)112 (線902)改變，第一浮動(dòng)接地可粗略等于電壓選擇器輸入信號(hào)112和系統(tǒng)電源低源中較小者，在這個(gè)實(shí)例中為O伏(線904)，且第二浮動(dòng)接地可追蹤電壓選擇器輸入信號(hào)112并維持與浮動(dòng)電源202相對(duì)穩(wěn)定的差(線906)。
[0089]圖10是示出具有兩個(gè)浮動(dòng)電源的系統(tǒng)100的輸入級(jí)104的實(shí)施方案的示意方塊圖。圖10在很多方面類似于圖2和6。然而，在圖10示出的實(shí)施方案中，浮動(dòng)功率發(fā)生器102產(chǎn)生第一浮動(dòng)電源202和第二浮動(dòng)電源212。第一浮動(dòng)電源202可配置以粗略等于電壓選擇器輸入信號(hào)112和系統(tǒng)電源高源106中較大者。第二浮動(dòng)電源212可配置以維持與浮動(dòng)接地204的更恒定的電壓差。浮動(dòng)接地204可配置以追蹤電壓選擇器輸入信號(hào)112的電壓電平。
[0090]如所示出，電壓電流轉(zhuǎn)換器206可與第二浮動(dòng)電源212和浮動(dòng)接地204耦接。這樣，輸入電壓信號(hào)的電壓在電壓電流轉(zhuǎn)換器206的輸入范圍中。另外，電流轉(zhuǎn)移塊208充當(dāng)橋接器以把來自電壓電流轉(zhuǎn)換器206的信號(hào)傳遞到電流電壓轉(zhuǎn)換器210或由系統(tǒng)電源高源和低源供能的通常是固定的任何電路，所述信號(hào)的電壓電平也可隨浮動(dòng)電源和浮動(dòng)接地移動(dòng)。另外，通過把電壓電流轉(zhuǎn)換器206的電源與電流轉(zhuǎn)移塊208的電源分開，電壓電流轉(zhuǎn)換器206可設(shè)計(jì)具有低電壓設(shè)備來達(dá)到更好的性能、更低的成本和更緊密的芯片尺寸。例如，如下文將參看圖13更詳細(xì)地描述，電壓電流轉(zhuǎn)換器206可與第二浮動(dòng)電源212和浮動(dòng)接地204耦接，且浮動(dòng)接地204和第二浮動(dòng)電源212之間的電壓差可小于5.4V。
[0091]另外，電流電壓轉(zhuǎn)換器210可耦接到系統(tǒng)電源高源106和系統(tǒng)電源低源108。這樣，電流電壓轉(zhuǎn)換器210的輸出的共模電壓可與系統(tǒng)中的其他電路相容。在這個(gè)實(shí)施方案中，第二浮動(dòng)電源212可增大系統(tǒng)100的共模范圍，并使得能夠使用低電壓設(shè)備，從而改善性能并降低成本。
[0092]圖11是示出包括兩個(gè)浮動(dòng)電源202、212的寬共模差分放大器電路300的另一實(shí)施方案的方塊圖。圖11示出的實(shí)施方案在很多方面類似于圖3示出的實(shí)施方案。然而，圖
11示出的實(shí)施方案包括兩個(gè)浮動(dòng)電源202、212。如上文參看圖3更詳細(xì)地描述，電路300包括用于接收輸入信號(hào)并把輸入信號(hào)傳遞到輸入級(jí)104的電壓電流轉(zhuǎn)換器206的輸入電路302。另外，電路300包括用于放大從輸入級(jí)104接收的輸入信號(hào)之間的差的輸出放大器304。如上文參看圖10更詳細(xì)地描述，在示出的實(shí)施方案中，電路300包括分別耦接到電流轉(zhuǎn)移塊208和電壓電流轉(zhuǎn)換器206的兩個(gè)浮動(dòng)電源202、212。[0093]圖12是示出可使用二極管、鉗位二極管、電流源和一個(gè)或多個(gè)MOSFET來產(chǎn)生兩個(gè)浮動(dòng)電源202、212的浮動(dòng)功率發(fā)生器102的實(shí)施方案的電路圖。如之前所討論，圖12示出的實(shí)施方案可用以實(shí)施第一浮動(dòng)電源202、第二浮動(dòng)電源212和浮動(dòng)接地204的期望的電壓電平。
[0094]在圖12示出的實(shí)施方案中，浮動(dòng)功率發(fā)生器102包括二極管1202、1204、1206、1208、1210、1212 ;鉗位二極管1214、電流鏡1216,1218 ;和電流源1220。二極管1202可與系統(tǒng)電源高源106和第一浮動(dòng)電源202電耦接(例如，陽極與系統(tǒng)電源高源106電耦接而陰極與第一浮動(dòng)電源202電耦接)，且二極管1204可與電壓選擇器輸入信號(hào)112和第一浮動(dòng)電源202電耦接(例如，陽極與電壓選擇器輸入信號(hào)112電耦接而陰極與第一浮動(dòng)電源202電耦接)。這樣，第一浮動(dòng)電源202的電壓可配置以粗略等于系統(tǒng)電源高源106的電壓和電壓選擇器輸入信號(hào)112中較大者。
[0095]二極管1206可與第二浮動(dòng)電源212和電壓選擇器輸入信號(hào)112電耦接(例如，陽極與第二浮動(dòng)電源212電耦接而陰極與第二浮動(dòng)電源212電耦接)，且二極管1208可與電流鏡1216的輸出和第二浮動(dòng)電源212電耦接(例如，陽極與電流鏡1216電耦接而陰極與第二浮動(dòng)電源212電耦接)。鉗位二極管1214可與浮動(dòng)接地204和第二浮動(dòng)電源212電耦接(例如，陽極與浮動(dòng)接地204電耦接而陰極與第二浮動(dòng)電源212電耦接)且可充當(dāng)限制器以維持浮動(dòng)接地204和第二浮動(dòng)電源212之間更恒定的電壓差。雖然示出為鉗位二極管，但是應(yīng)理解，也可使用其他調(diào)節(jié)器電路來調(diào)節(jié)浮動(dòng)接地204和第二浮動(dòng)電源212之間的電壓差。
[0096]二極管1210可與浮動(dòng)接地204和電壓選擇器輸入信號(hào)112電耦接(例如，陽極與浮動(dòng)接地204電耦接而陰極與電壓選擇器輸入信號(hào)112電耦接)，且二極管1212可與浮動(dòng)接地204和第二電流鏡1218的輸出電耦接(例如，陽極與浮動(dòng)接地204電耦接而陰極與第二電流鏡1218電耦接)。這樣，浮動(dòng)接地204可配置以追蹤電壓選擇器輸入信號(hào)112。
[0097]第一電流鏡1216可位于系統(tǒng)電源高源106附近，且第二電流鏡1218可位于系統(tǒng)電源低源108附近。另外，電流源1220可向第一電流鏡1216和第二電流鏡1218提供偏置電流。應(yīng)理解，電流鏡1216、1218可使用例如但不限于FETS、BJT等的晶體管來實(shí)施。
[0098]圖13是第一浮動(dòng)電源202、第二浮動(dòng)電源212和第一浮動(dòng)接地204的電壓電平的圖表。圖表1300的X軸代表輸入的電壓電平從-240伏到240伏之間改變，且y軸代表第一浮動(dòng)電源202、第二浮動(dòng)電源212和第一浮動(dòng)接地204的電壓電平。線1302、1304、1306分別代表當(dāng)電壓選擇器輸入信號(hào)112改變時(shí)第一浮動(dòng)電源202、第二浮動(dòng)電源212和浮動(dòng)接地204的電壓。
[0099]如之前所討論，浮動(dòng)電源202的電壓粗略等于電壓選擇器輸入信號(hào)112和系統(tǒng)電源高源106的電壓中較大者。在示出的實(shí)例中，系統(tǒng)電源高源106等于5伏。因此，當(dāng)電壓選擇器輸入信號(hào)小于5伏時(shí),線1302粗略等于5伏,且當(dāng)電壓選擇器輸入信號(hào)112大于5伏時(shí)，線1302粗略等于電壓選擇器輸入信號(hào)112。也如所討論，浮動(dòng)接地204追蹤電壓選擇器輸入信號(hào)112 (線1306)，且第二浮動(dòng)電源212追蹤電壓選擇器輸入信號(hào)112并維持與浮動(dòng)接地204更恒定的差(線1304)。
[0100]圖14A-14C是示出參看圖2、3、6、7、10、11的電壓電流轉(zhuǎn)換器206的實(shí)施方案的電
路圖。一般說來，輸入信號(hào)的反信號(hào)INN和非反信號(hào)INP可與晶體管(例如，F(xiàn)ETS, BJT等)耦接。電壓選擇器輸入信號(hào)112的電壓的改變可造成晶體管處檢測(cè)的電流的對(duì)應(yīng)改變。晶體管處檢測(cè)的電流可用作電壓電流轉(zhuǎn)換器206的輸出。
[0101]在圖14A示出的實(shí)施方案中，輸入信號(hào)的反和非反信號(hào)可與兩個(gè)獨(dú)立的NMOS晶體管1402、1404的門耦接。除了 NMOS晶體管1402、1404之外，電壓電流轉(zhuǎn)換器206可包括電流源1406、1408、1410。電流源1406、1408可分別與浮動(dòng)電源(第一浮動(dòng)電源或第二浮動(dòng)電源)和NMOS晶體管1402、1404的漏極耦接。電流源1410可與NMOS晶體管1402、1404兩者的源極和浮動(dòng)接地(第一浮動(dòng)接地或第二浮動(dòng)接地)耦接。
[0102]當(dāng)差分輸入信號(hào)改變時(shí)，可在NMOS晶體管中每一個(gè)的漏極檢測(cè)到電流的相應(yīng)改變。NMOS晶體管中每一個(gè)的漏極上的電流電平可用作電壓電流轉(zhuǎn)換器206的輸出。因此，基于NMOS晶體管1402、1404和電流源1406、1408、1410的配置，輸入信號(hào)的反和非反信號(hào)被轉(zhuǎn)換成電流信號(hào)。應(yīng)理解，可使用替代性的組件來取代NMOS晶體管。例如，可使用其他FET、M0SFETS，例如，PMOS晶體管、BJT和/或其他晶體管。另外，應(yīng)理解，輸入INP、INN以及輸出OUTP、OUTN可彼此切換。
[0103]圖14B示出使用PMOS晶體管1422、1424和電流源1426、1428、1430的電壓電流轉(zhuǎn)換器206的另一實(shí)施方案。電流源1426、1428可分別與浮動(dòng)電源(第一浮動(dòng)電源或第二浮動(dòng)電源)和PMOS晶體管1422、1424的漏極耦接。電流源1430可與PMOS晶體管1422、1424兩者的源極和浮動(dòng)接地(第一浮動(dòng)接地或第二浮動(dòng)接地)耦接。
[0104]類似于參看圖14A描述的實(shí)施方案，輸入信號(hào)的傳入反和非反信號(hào)可與PMOS晶體管1422、1424的門耦接。當(dāng)差分輸入信號(hào)改變時(shí)，可在PMOS晶體管1422、1424中每一個(gè)的漏極檢測(cè)到電流的相應(yīng)改變。PMOS晶體管1422、1424中每一個(gè)的漏極上的電流電平可用作電壓電流轉(zhuǎn)換器206的輸出。因此，基于PMOS晶體管1422、1424和電流源1426、1428、1430的配置，輸入信號(hào)的反和非反信號(hào)被轉(zhuǎn)換成電流信號(hào)。應(yīng)理解，可使用替代性的組件來取代PMOS晶體管。例如，可使用其他FET、M0SFETS，例如，NMOS晶體管、BJT和/或其他晶體管。另外，應(yīng)理解，輸入INP、INN以及輸出0UTP、0UTN可彼此切換。
[0105]圖14C示出了是圖14A和14B示出的實(shí)施方案的混合的電壓電流轉(zhuǎn)換器206的實(shí)施方案。圖14C示出的實(shí)施方案具有軌到軌輸入共模范圍，使得輸入信號(hào)的反和非反信號(hào)可在浮動(dòng)電源和浮動(dòng)接地之間或甚至之外的任何位置。如所示出，電壓電流轉(zhuǎn)換器206可包括NMOS晶體管1452、1454、PMOS晶體管1456、1458、電流源1460、1462、1464、電流鏡1466、1468、1470、參考電壓1472和PMOS晶體管1474。當(dāng)差分輸入信號(hào)改變時(shí)，輸出處的電流也可改變。
[0106]在一個(gè)實(shí)施方案中，電流源1460可與浮動(dòng)電源(第一浮動(dòng)電源或第二浮動(dòng)電源)和PMOS晶體管1458、1456的源極耦接。電流源1462、1464可與浮動(dòng)電源(第一浮動(dòng)電源或第二浮動(dòng)電源)和NMOS晶體管1452、1454的漏極耦接。電流鏡1466、1468、1470可與浮動(dòng)接地(第一浮動(dòng)接地或第二浮動(dòng)接地)耦接。另外，電流鏡1466的輸入可與PMOS晶體管1450的漏極耦接。類似地，電流鏡1468的輸入可與PMOS晶體管1456的漏極耦接。NMOS晶體管1452,1454的源極可與電流鏡1470的輸出耦接。電壓電流轉(zhuǎn)換器的輸出可與NMOS晶體管1452、1454的漏極并與電流鏡1466、1468的輸出耦接。另外，應(yīng)理解，輸入INP、INN以及輸出OUTP、OUTN可彼此切換。
[0107]圖15A-15D是示出參看圖2、3、6、7、10、11的電流轉(zhuǎn)移塊208的實(shí)施方案的電路圖。如所示出，電流轉(zhuǎn)移塊208可使用例如但不限于PMOS晶體管、NMOS晶體管、FET、BJT等的一個(gè)或多個(gè)開關(guān)或晶體管來實(shí)施。另外，偏置電壓可用以確保晶體管以適當(dāng)?shù)哪Ｊ讲僮鳌Ｈ缢境?，電流轉(zhuǎn)移塊的組件可與浮動(dòng)電源(第一浮動(dòng)電源或第二浮動(dòng)電源)和浮動(dòng)接地(第一浮動(dòng)接地或第二浮動(dòng)接地)耦接。如之前所提及，電流轉(zhuǎn)移塊208可用作電壓電流轉(zhuǎn)換器206和電流電壓轉(zhuǎn)換器210之間的緩沖或橋接器。
[0108]圖15A 示出 了使用 PMOS 晶體管 1502、1504、NMOS 晶體管 1506、1508、1510、1512 和偏置電壓1514來實(shí)施的電流轉(zhuǎn)移塊208的實(shí)施方案。NMOS晶體管1506、1508和1510、1512可分別配置為電流鏡。圖15B示出了使用PMOS晶體管1520、1522、NM0S晶體管1524、1526、1528、1530、1532、1534和偏壓1536、1538來實(shí)施的電流轉(zhuǎn)移塊208的實(shí)施方案。NMOS晶體管1528、1530和1532、1534可分別配置為電流鏡。圖15C示出了使用NMOS晶體管1542、1544、PMOS晶體管1546、1548、1550、1552和偏置電壓1554來實(shí)施的電流轉(zhuǎn)移塊208的實(shí)施方案。PMOS晶體管1546、1548和1550、1552可分別配置為電流鏡。圖MD示出了使用NMOS 晶體管 1560、1562、PMOS 晶體管 1564、1566、1568、1570、1572、1574 和偏壓 1576、1578來實(shí)施的電流轉(zhuǎn)移塊208的實(shí)施方案。PMOS晶體管1568、1570和1572、1574可分別配置為電流鏡。另外，如之前所提及，應(yīng)理解，輸入INP、INN以及輸出OUTP、OUTN可彼此切換。
[0109]圖16A-16D是示出參看圖2、3、6、7、10、11的電流電壓轉(zhuǎn)換器210的實(shí)施方案的電路圖。如所示出，電流電壓轉(zhuǎn)換器210可使用例如PMOS晶體管、NMOS晶體管、FETS、BJT等的一個(gè)或多個(gè)晶體管來實(shí)施。另外，電流電壓轉(zhuǎn)換器可使用一個(gè)或多個(gè)電流源和電壓源。在一些實(shí)施方案中，電流電壓轉(zhuǎn)換器210可與系統(tǒng)電源高源106和系統(tǒng)電源低源108耦接。如之前所提及，電流電壓轉(zhuǎn)換器210可用以把來自電流轉(zhuǎn)移塊208的電流信號(hào)轉(zhuǎn)換成將被電路使用的電壓信號(hào)。基于電流電壓轉(zhuǎn)換器210的配置，電流電壓轉(zhuǎn)換器210的輸入處的電流變化可導(dǎo)致輸出處的電壓電平的變化。這樣，電流電壓轉(zhuǎn)換器可把輸出處的電流信號(hào)轉(zhuǎn)換成輸出處的電壓信號(hào)。
[0110]圖16A和16B示出了使用PMOS晶體管1602、1604、電流源和偏壓1606的電流電壓轉(zhuǎn)換器210的實(shí)施方案。圖16A示出的實(shí)施方案包括耦接到PMOS晶體管1602、1604的漏極的兩個(gè)電流源1608、1610，且圖16B示出的實(shí)施方案包括耦接到PMOS晶體管的源極和漏極的四個(gè)電流源1608、1610、1612、1614。另外，如所示出，應(yīng)理解，輸入INP、INN以及輸出OUTP, OUTN可彼此切換。
[0111]圖16C和16D示出了使用NMOS晶體管1620、1622、電流源和偏壓1624的電流電壓轉(zhuǎn)換器的實(shí)施方案。圖16C示出的實(shí)施方案包括耦接到NMOS晶體管1620、1622的漏極的兩個(gè)電流源1626、1628，且圖16D示出的實(shí)施方案包括耦接到NMOS晶體管的源極和漏極的四個(gè)電流源1624、1626、1628、1630。應(yīng)理解，可使用各種替代性實(shí)施方案來實(shí)施使用各種不同配置的電流電壓轉(zhuǎn)換器210。另外，如所示出，應(yīng)理解，輸入INP、INN以及輸出0UTP、0UTN可彼此切換。
[0112]技術(shù)人員應(yīng)理解，實(shí)施方案的配置和原理可適于任何電子系統(tǒng)。使用上述配置的電路可實(shí)施到各種電子設(shè)備或集成電路中。電子設(shè)備的實(shí)例可包括但不限于消費(fèi)性電子產(chǎn)品、消費(fèi)性電子產(chǎn)品的部件、電子測(cè)試設(shè)備等。另外，電子設(shè)備可包括半成品。另外，可在不脫離本描述的精神和范圍的情況下，在芯片上離散地或集成地實(shí)施上述各種拓?fù)?、配置和?shí)施方案。[0113]以上描述和權(quán)利要求書可把元件或特征稱為“連接”或“耦接”在一起。如本文所使用，除非另有明確說明，否則“連接”意指一個(gè)元件/特征直接或間接連接到另一元件/特征，且不一定是機(jī)械地連接。同樣，除非另有明確說明，否則“耦接”意指一個(gè)元件/特征直接或間接耦接到另一元件/特征，且不一定是機(jī)械地耦接。因此，雖然附圖中示出的各種示意圖描述了元件和組件的示范性設(shè)置，但是在實(shí)際實(shí)施方案中可存在另外的中間的元件、設(shè)備、特征或組件(假定所述電路的功能并不受到不利影響)。
[0114]雖然已參看某些實(shí)施方案描述了本揭露，但是對(duì)于本領(lǐng)域一般技術(shù)人員顯而易見的包括并不提供本文闡述的所有特征和優(yōu)勢(shì)的實(shí)施方案的其他實(shí)施方案也屬于本揭露的范圍。另外，可組合上述各種實(shí)施方案以提供進(jìn)一步的實(shí)施方案。另外，在一個(gè)實(shí)施方案的上下文中示出的某些特征也可并入其他實(shí)施方案。因此，本揭露的范圍僅參考所附權(quán)利要求書來定義。
【權(quán)利要求】
1.一種裝置，包括: 配置以接收第一電源電壓和電壓選擇器輸入信號(hào)且還配置以基于所述第一電源電壓和所述電壓選擇器輸入信號(hào)中較小者來產(chǎn)生第一內(nèi)部軌道電壓的電壓選擇器電路，其中所述電壓選擇器輸入信號(hào)包括輸入信號(hào)的非反信號(hào)和反信號(hào)中的至少一個(gè)；和 配置以接收所述輸入信號(hào)并至少基于所述第一電源電壓輸出所述輸入信號(hào)的電壓電平轉(zhuǎn)移的信號(hào)的輸入放大器電路，所述輸入放大器電路的至少一部分耦接到所述第一內(nèi)部軌道電壓。
2.如權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述電壓選擇器電路還配置以接收第二電源電壓并基于所述第二電源電壓和所述電壓選擇器輸入信號(hào)中較大者來產(chǎn)生第二內(nèi)部軌道電壓，且所述輸入放大器電路的至少一部分耦接到所述第二內(nèi)部軌道電壓。
3.如權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述第一電源電壓接地，且所述第二電源電壓是DC電源。
4.如權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述電壓選擇器輸入信號(hào)只包括所述輸入信號(hào)的所述反信號(hào)和所述非反信號(hào)中的一個(gè)。
5.如權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述電壓選擇器輸入信號(hào)包括所述輸入信號(hào)的所述反信號(hào)和所述非反信號(hào)的組合。
6.如權(quán)利要求4所述的裝置，其中所述電壓選擇器輸入信號(hào)是所述輸入信號(hào)的共模電壓。
7.如權(quán)利要求2所述的裝置，其中所述輸入放大器電路包括: 配置以接收所述輸入信號(hào)并`把所述輸入信號(hào)轉(zhuǎn)換成一個(gè)或多個(gè)電流信號(hào)的電壓電流轉(zhuǎn)換器，其中所述電壓電流轉(zhuǎn)換器耦接到所述第一內(nèi)部軌道電壓和所述第二內(nèi)部軌道電壓； 包括一個(gè)或多個(gè)電流鏡并配置以接收來自所述電壓電流轉(zhuǎn)換器的所述一個(gè)或多個(gè)電流信號(hào)的電流轉(zhuǎn)移塊，其中所述電流轉(zhuǎn)移塊耦接到所述第一內(nèi)部軌道電壓和所述第二內(nèi)部軌道電壓；和 配置以接收來自所述電流轉(zhuǎn)移塊的所述一個(gè)或多個(gè)電流信號(hào)并把所述一個(gè)或多個(gè)電流信號(hào)轉(zhuǎn)換成與所述輸入信號(hào)不同的第二信號(hào)的電流電壓轉(zhuǎn)換器，其中所述電流電壓轉(zhuǎn)換器耦接到所述第一電源電壓和所述第二電源接地。
8.如權(quán)利要求2所述的裝置，其中所述電壓選擇器電路包括: 與所述第一內(nèi)部軌道電壓和所述電壓選擇器輸入信號(hào)電耦接的第一二極管； 與所述第一內(nèi)部軌道電壓和所述第一電源電壓電耦接的第二二極管； 與所述第二電源電壓和所述第二內(nèi)部軌道電壓電耦接的第三二極管；和 與所述電壓選擇器輸入信號(hào)和所述第二內(nèi)部軌道電壓電耦接的第四二極管。
9.如權(quán)利要求2所述的裝置，其中所述電壓選擇器電路包括: 把所述電壓選擇器輸入信號(hào)的電壓電平與所述第一電源電壓的電壓電平比較的第一比較器；和 把所述電壓選擇器輸入信號(hào)的所述電壓電平與所述第二電源電壓的電壓電平比較的第二比較器。
10.如權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述電壓選擇器電路還配置以接收第二電源電壓并產(chǎn)生第二內(nèi)部軌道電壓和第三內(nèi)部軌道電壓。
11.如權(quán)利要求10所述的裝置，其中所述第二內(nèi)部軌道電壓和所述第三內(nèi)部軌道電壓基于所述電壓選擇器輸入信號(hào)的電壓電平，其中所述第三內(nèi)部軌道電壓維持與所述第二內(nèi)部軌道電壓的相對(duì)穩(wěn)定的電壓差，其中所述輸入放大器電路的至少第一部分耦接到所述第二內(nèi)部軌道電壓和所述第三內(nèi)部軌道電壓。
12.如權(quán)利要求10所述的裝置，其中所述輸入放大器電路包括: 配置以接收所述差分信號(hào)并把所述差分信號(hào)轉(zhuǎn)換成一個(gè)或多個(gè)電流信號(hào)的電壓電流轉(zhuǎn)換器，其中所述電壓電流轉(zhuǎn)換器耦接到所述第二內(nèi)部軌道電壓和所述第三內(nèi)部軌道電壓； 包括一個(gè)或多個(gè)電流鏡并配置以接收來自所述電壓電流轉(zhuǎn)換器的所述一個(gè)或多個(gè)電流信號(hào)的電流轉(zhuǎn)移塊，其中所述電流轉(zhuǎn)移塊電耦接到所述第一內(nèi)部軌道電壓和所述第二內(nèi)部軌道電壓；和 配置以接收來自所述電流轉(zhuǎn)移塊的所述一個(gè)或多個(gè)電流信號(hào)并把所述一個(gè)或多個(gè)電流信號(hào)轉(zhuǎn)換成第二差分信號(hào)的電流電壓轉(zhuǎn)換器，其中所述電流電壓轉(zhuǎn)換器耦接到所述第一電源電壓和所述第二電源電壓。
13.如權(quán)利要求10所述的裝置，其中所述電壓選擇器電路包括: 與所述第一內(nèi)部軌道電壓和所述電壓選擇器輸入信號(hào)電耦接的第一二極管； 與所述第一內(nèi)部軌道電壓和所述第一電源電壓電耦接的第二二極管； 與所述第二電源電壓和所述第二內(nèi)部軌道電壓電耦接的第三二極管； 與所述電壓選擇器輸入信號(hào)和所述第二內(nèi)部軌道電壓電耦接的第四二極管； 與所述第三內(nèi)部軌道電壓和所述電壓選擇器輸入信號(hào)電耦接的第五二極管； 與所述第三內(nèi)部軌道電壓和所述第一電源電壓電耦接的第六二極管；和 與所述第三內(nèi)部軌道電壓和所述第二內(nèi)部軌道電壓電耦接的鉗位二極管。
14.如權(quán)利要求1所述的裝置，還包括耦接到所述輸入放大器電路且配置以接收所述電壓電平轉(zhuǎn)移的信號(hào)并輸出輸出電壓的輸出放大器。
15.—種向輸入級(jí)提供電源的方法,所述方法包括: 接收第一電源電壓； 接收電壓選擇器輸入信號(hào)，其中所述電壓選擇器輸入信號(hào)包括差分信號(hào)的非反信號(hào)和反信號(hào)中的至少一個(gè)；和 把所述第一電源電壓和所述電壓選擇器輸入信號(hào)的電壓電平中較小者動(dòng)態(tài)選擇為運(yùn)算放大器電路的輸入級(jí)的內(nèi)部軌道電壓。
16.如權(quán)利要求15所述的方法,還包括: 接收第二電源電壓；和 把所述第二電源電壓和所述電壓選擇器輸入信號(hào)的所述電壓電平中較大者動(dòng)態(tài)選擇為所述運(yùn)算放大器電路的所述輸入級(jí)的第二內(nèi)部軌道電壓。
17.一種裝置，包括: 配置以接收電源電壓和電壓選擇器輸入信號(hào)且還配置以基于所述電源電壓和所述電壓選擇器輸入信號(hào)中較大者來產(chǎn)生內(nèi)部軌道電壓的電壓選擇器電路，其中所述電壓選擇器輸入信號(hào)只包括差分信號(hào)的非反信號(hào)和反信號(hào)中的一個(gè)；和具有配置以接收所述差分信號(hào)的輸入和耦接到產(chǎn)生輸出電壓的輸出放大器的輸入的輸出的輸入放大器電路，所述輸入放大器電路的至少一部分耦接到所述內(nèi)部軌道電壓。
18.如權(quán)利要求17所述的裝置，其中 所述電源電壓是第二電源電壓； 所述內(nèi)部軌道電壓是第二內(nèi)部軌道電壓； 所述電壓選擇器電路還配置以接收第一電源電壓，且還配置以基于所述第一電源電壓和所述電壓選擇器輸入信號(hào)中較小者來產(chǎn)生第一內(nèi)部軌道電壓；且所述輸入放大器電路的至少一部分耦接到所述第一內(nèi)部軌道電壓。
19.如權(quán)利要求17所述的裝置，其中所述電壓選擇器輸入信號(hào)包括所述差分信號(hào)的所述非反信號(hào)和所述反信號(hào)中較大者。
20.如權(quán)利要求17所述的裝置，其中所述電壓選擇器輸入信號(hào)包括所述差分信號(hào)的所述非反信號(hào)和所述反信號(hào)中較小者。
21.如權(quán)利要求17所述的裝置，其中 所述電源電壓是第二電源電壓； 所述內(nèi)部軌道電壓是第二內(nèi)部軌道電壓；且 所述電壓選擇器電路還配置以接收第一電源電壓，且還配置以產(chǎn)生第一內(nèi)部軌道電壓和第三內(nèi)部軌道電壓。
22.如權(quán)利要求21所述的裝置，其中所述第一內(nèi)部軌道電壓和所述第三內(nèi)部軌道電壓基于所述電壓選擇器輸入信號(hào)的電壓電平，其中所述第三內(nèi)部軌道電壓維持與所述第一內(nèi)部軌道電壓的相對(duì)穩(wěn)定的電壓差，其中所述輸入放大器電路的至少第一部分耦接到所述第二內(nèi)部軌道電壓和所述第三內(nèi)部軌道電壓。
23.如權(quán)利要求21所述的裝置，其中所述輸入放大器電路包括: 配置以接收所述差分信號(hào)并把所述差分信號(hào)轉(zhuǎn)換成一個(gè)或多個(gè)電流信號(hào)的電壓電流轉(zhuǎn)換器，其中所述電壓電流轉(zhuǎn)換器耦接到所述第一內(nèi)部軌道電壓和所述第三內(nèi)部軌道電壓； 包括一個(gè)或多個(gè)電流鏡并配置以接收來自所述電壓電流轉(zhuǎn)換器的所述一個(gè)或多個(gè)電流信號(hào)的電流轉(zhuǎn)移塊，其中所述電流轉(zhuǎn)移塊耦接到所述第一內(nèi)部軌道電壓和所述第二內(nèi)部軌道電壓；和 配置以接收來自所述電流轉(zhuǎn)移塊的所述一個(gè)或多個(gè)電流信號(hào)并把所述一個(gè)或多個(gè)電流信號(hào)轉(zhuǎn)換成第二差分信號(hào)的電流電壓轉(zhuǎn)換器，其中所述電流電壓轉(zhuǎn)換器耦接到所述第一電源電壓和所述第二電源電壓。
24.如權(quán)利要求21所述的裝置，其中所述電壓選擇器電路包括: 與所述第一內(nèi)部軌道電壓和所述第一電源電壓電耦接的第一二極管； 與所述第一內(nèi)部軌道電壓和所述電壓選擇器輸入信號(hào)電耦接的第二二極管； 與所述第二電源電壓和所述第二內(nèi)部軌道電壓電耦接的第三二極管； 與電壓選擇器輸入信號(hào)和所述第二內(nèi)部軌道電壓電耦接的第四二極管； 與所述第二電源電壓和所述第三內(nèi)部軌道電壓電耦接的第五二極管； 與電壓選擇器輸入信號(hào)和所述第三內(nèi)部軌道電壓電耦接的第六二極管；和 與所述第一內(nèi)部軌道電壓和所述第三內(nèi)部軌道電壓電耦接的鉗位二極管。
25.—種向輸入級(jí)提供電源的方法,所述方法包括: 接收電源電壓； 接收電壓選擇器輸入信號(hào)，其中所述電壓選擇器輸入信號(hào)只包括差分信號(hào)的非反信號(hào)和反信號(hào)中的一個(gè)；和 把所述電源電壓和所述電壓選擇器輸入信號(hào)的電壓電平中較大者動(dòng)態(tài)選擇為運(yùn)算放大器電路的輸入級(jí)的內(nèi)部軌道電壓。
26.如權(quán)利要求25所述的方法，其中所述電源電壓是第二電源電壓，所述內(nèi)部軌道電壓是第二內(nèi)部軌道電壓，且所述方法還包括: 接收第一電源電壓；和 把所述第一電源電壓和所述電壓選擇器輸入信號(hào)的電壓電平中較小者動(dòng)態(tài)選擇為所述運(yùn)算放大器電路的所述輸入級(jí) 的第一內(nèi)部軌道電壓。
【文檔編號(hào)】H03F3/45GK103684295SQ201310445532
【公開日】2014年3月26日 申請(qǐng)日期:2013年9月25日 優(yōu)先權(quán)日:2012年9月25日
【發(fā)明者】萬全 申請(qǐng)人:美國亞德諾半導(dǎo)體公司