專利名稱：驅(qū)動(dòng)放大器電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明有關(guān)于驅(qū)動(dòng)放大器(driving amplifier)，更具體地，有關(guān)一種驅(qū)動(dòng)放大器 電路。
背景技術(shù)：
在放大器設(shè)計(jì)中，總需要在效率(efficiency)以及交越失真(crossover distortion)之間達(dá)到均衡。傳統(tǒng)的AB電流驅(qū)動(dòng)放大器包含耦接到一推挽級(jí)(push-pull stage)的運(yùn)算放大器，用以輸出電流至負(fù)載(負(fù)載作為接收端)或者自負(fù)載接收電流(負(fù) 載作為源端)。當(dāng)AB電流驅(qū)動(dòng)放大器向該負(fù)載流出電流(sourcing current)時(shí)，可以使 用PMOS驅(qū)動(dòng)器，當(dāng)自該負(fù)載汲取電流(sinking currennt)時(shí)，可以使用NMOS驅(qū)動(dòng)器。傳 統(tǒng)的AB級(jí)放大器利用很小的偏移電流(biasing current)以保證更為平滑的交越。如果 偏移電流太小，那么放大器就會(huì)承受一些交越失真。進(jìn)一步說，如果兩個(gè)驅(qū)動(dòng)器都承載大電 流，那么就會(huì)自電源電壓產(chǎn)生擊穿(shoot-through)電流。因此，偏移電流的精確控制就是 非常必要的。出版于IEEE固態(tài)電路期刊，1990年2月，第25卷，第1期(IEEE journal ofsolid-state circuits, Vol. 25, No. 1, February 1990)白勺 “A CMOS Large-SwingLow-Distortion Three-Stage Class AB Power Amplifier，，中揭露了一禾中具 有三級(jí)的AB類放大器，用于解決上述問題，在此僅為參考。此電路較其它現(xiàn)有技術(shù)有所改 進(jìn)，但是此電路仍然具有復(fù)雜的電路結(jié)構(gòu)。因此，迫切需要提供一種新的運(yùn)算放大器，能夠 簡(jiǎn)化上述三級(jí)放大器的電路，而同時(shí)減少由驅(qū)動(dòng)器所承載的電流量。
發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明目的之一在于提供一種驅(qū)動(dòng)放大器電路。本發(fā)明提供一種驅(qū)動(dòng)放大器電路，包含第一驅(qū)動(dòng)器，用于流出負(fù)載電流至負(fù)載； 第二驅(qū)動(dòng)器，用于自該負(fù)載汲取該負(fù)載電流；第一運(yùn)算放大器，耦接到差分輸入信號(hào)，該第 一運(yùn)算放大器用于驅(qū)動(dòng)該第一驅(qū)動(dòng)器；第二運(yùn)算放大器，耦接到該差分輸入信號(hào)，該第二運(yùn) 算放大器用于驅(qū)動(dòng)該第二驅(qū)動(dòng)器；第一偏移電路，用于偏移該第一驅(qū)動(dòng)器；第二偏移電路， 用于偏移該第二驅(qū)動(dòng)器；使能電路，耦接到該第一偏移電路以及該第二偏移電路，用于根據(jù) 控制信號(hào)使能該第一偏移電路或者該第二偏移電路；數(shù)字控制電路，耦接到該使能電路，用 于監(jiān)視該第一驅(qū)動(dòng)器的電流以及該第二驅(qū)動(dòng)器的電流，以產(chǎn)生該控制信號(hào)；以及偏置均衡 電路，耦接在該第一運(yùn)算放大器的內(nèi)部節(jié)點(diǎn)以及該第二運(yùn)算放大器的內(nèi)部節(jié)點(diǎn)之間，用于 調(diào)整該第一運(yùn)算放大器以及該第二運(yùn)算放大器的至少一者的直流偏置，以使該第一運(yùn)算放 大器以及該第二運(yùn)算放大器具有相同的直流偏置。本發(fā)明再提供一種驅(qū)動(dòng)放大器電路，包含第一驅(qū)動(dòng)器，用于流出負(fù)載電流至負(fù) 載；第二驅(qū)動(dòng)器，用于自該負(fù)載汲取該負(fù)載電流；第一運(yùn)算放大器，耦接到差分輸入信號(hào)， 該第一運(yùn)算放大器用于驅(qū)動(dòng)該第一驅(qū)動(dòng)器；第二運(yùn)算放大器，耦接到該差分輸入信號(hào)，該第二運(yùn)算放大器用于驅(qū)動(dòng)該第二驅(qū)動(dòng)器；第一偏移電路，用于偏移該第一驅(qū)動(dòng)器；第二偏移 電路，用于偏移該第二驅(qū)動(dòng)器；使能電路，耦接到該第一偏移電路以及該第二偏移電路，用于根據(jù)一控制信號(hào)使 能該第一偏移電路或者該第二偏移電路；數(shù)字控制電路，耦接到該使能電路，用于監(jiān)視該第 一驅(qū)動(dòng)器的電流以及該第二驅(qū)動(dòng)器的電流，以產(chǎn)生該控制信號(hào)；以及外部電路，耦接到該第 一運(yùn)算放大器以及該第二運(yùn)算放大器的反相輸入端之間，用于調(diào)整該第一運(yùn)算放大器以及 該第二運(yùn)算放大器的至少一者的直流偏置，以使該第一運(yùn)算放大器以及該第二運(yùn)算放大器 具有相同直流偏置，其中該外部電路包含至少一抽頭可變電阻，耦接到參考電器，其中，當(dāng) 該抽頭可變電阻選擇性抽頭在不同位置時(shí)，該第一運(yùn)算放大器的直流電壓與該第二運(yùn)算放 大器的直流電壓不同。本發(fā)明提供的驅(qū)動(dòng)放大器電路較現(xiàn)有技術(shù)電路結(jié)構(gòu)更為簡(jiǎn)單，也能夠避免擊穿電 流的問題。
圖1為根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的驅(qū)動(dòng)放大器電路的示意圖。圖2為如圖1所示的數(shù)字控制電路的示意圖。圖3為根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施例的驅(qū)動(dòng)放大器電路的示意圖。圖4為根據(jù)本發(fā)明的第三實(shí)施例的驅(qū)動(dòng)放大器電路的示意圖。
具體實(shí)施例方式在說明書及權(quán)利要求當(dāng)中使用了某些詞匯來指稱特定組件。所屬領(lǐng)域中技術(shù)人員 應(yīng)可理解，制造商可能會(huì)用不同的名詞來稱呼同一個(gè)組件。本說明書及權(quán)利要求并不以名 稱的差異來作為區(qū)分組件的方式，而是以組件在功能上的差異來作為區(qū)分的準(zhǔn)則。在通篇 說明書及權(quán)利要求當(dāng)中所提及的“包括”和“包含”為一開放式的用語(yǔ)，故應(yīng)解釋成“包含但 不限定于”。以外，“耦接”一詞在此為包含任何直接及間接的電氣連接手段。間接的電氣連 接手段包括通過其它裝置進(jìn)行連接。請(qǐng)參閱圖1，圖1為根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的驅(qū)動(dòng)放大器電路100的示意圖。驅(qū) 動(dòng)放大器電路100包含一個(gè)P運(yùn)算放大器110以及一個(gè)N運(yùn)算放大器120，其中，上述兩個(gè) 運(yùn)算放大器耦接差分負(fù)載電流，并且可以將P運(yùn)算放大器110以及N運(yùn)算放大器120分別 稱之為第一運(yùn)算放大器以及第二運(yùn)算放大器。P運(yùn)算放大器110以及N運(yùn)算放大器120分 別耦接到PMOS驅(qū)動(dòng)器MPD以及NMOS驅(qū)動(dòng)器MND，以下將PMOS驅(qū)動(dòng)器MPD以及NMOS驅(qū)動(dòng) 器MND分別稱為第一驅(qū)動(dòng)器MPD以及第二驅(qū)動(dòng)器MND。P運(yùn)算放大器110的輸出進(jìn)一步耦 接到一個(gè)第一切換開關(guān)SWp，而第一切換開關(guān)SWp耦接到偏移電流，而N運(yùn)算放大器120的 輸出進(jìn)一步耦接到一個(gè)第二切換開關(guān)SWn，而第二切換開關(guān)SWn也耦接到上述偏移電流?？?以透過第一偏移電路以及第二偏移電路，分別偏移第一驅(qū)動(dòng)器MPD以及第二驅(qū)動(dòng)器MND，在 本實(shí)施例中，可以透過P偏移晶體管MPB以及N偏移晶體管MNB的方式提供偏移電流，即偏 移第一驅(qū)動(dòng)器MPD以及第二驅(qū)動(dòng)器MND，所以P偏移晶體管MPB以及N偏移晶體管MNB可 以為第一偏移電路以及第二偏移電路的一個(gè)具體實(shí)施例。第一驅(qū)動(dòng)器MPD以及第二驅(qū)動(dòng) 器MND的輸出，分別透過第一比例(scaling)電路以及第二比例電路，耦接到數(shù)字控制電路150，其中，第一比例電路耦接到該第一驅(qū)動(dòng)器MPD，用于產(chǎn)生一第一成比例(scaled)電流， 該第一成比例電流與該輸出至該數(shù)字控制電路150的第一驅(qū)動(dòng)器MPD的該電流成正比，而 一第二比例電路，耦接到該第二驅(qū)動(dòng)器MND，用于產(chǎn)生一第二成比例電流，該第二成比例電 流與輸出至該數(shù)字控制電路150的該第二驅(qū)動(dòng)器MND的該電流成正比，而上述第一比例電 路以及第二比例電路在此實(shí)施例中可以分別實(shí)現(xiàn)為第一比例晶體管MPS以及第二比例晶 體管麗S，然本發(fā)明不以此為限，任何可以實(shí)現(xiàn)上述功能電路皆可。所以在此實(shí)施例中，第 一驅(qū)動(dòng)器MPD以及第二驅(qū)動(dòng)器MND的輸出分別透過第一比例晶體管MPS以及第二比例晶體 管麗S，耦接到數(shù)字控制電路150。而數(shù)字控制電路150的輸出控制信號(hào)CTRL耦接到第一 切換開關(guān)SWp以及第二切換開關(guān)SWn。如果控制信號(hào)CTRL為高電平(第一邏輯電平)，則第 一切換開關(guān)SWp打開，而第二切換開關(guān)SWn閉合，如果控制信號(hào)CTRL為低(第二邏輯電平) 則反之亦然。此實(shí)施例中，第一切換開關(guān)SWp以及第二切換開關(guān)31 可以稱之為一個(gè)使能電 路，用于分別耦接第一偏移電路，例如P偏移晶體管MPS，以及第二偏移電路，例如N偏移晶 體管MNS，并且根據(jù)控制信號(hào)CTRL使能該第一偏移電路或者第二偏移電路，而上述過程亦 可總結(jié)為數(shù)字控制電路150監(jiān)視該第一成比例電流以及該第二成比例電流，以產(chǎn)生該控制 信號(hào)，請(qǐng)注意，圖1中的L代表源電流，C。p、C。n*電容，Vdd為電源電壓，而h-、In+代表輸 入。驅(qū)動(dòng)放大器電路100利用數(shù)字控制電路150以透過第一切換開關(guān)SWp或者第二切 換開關(guān)SWn，啟動(dòng)第一驅(qū)動(dòng)器MPD或者第二驅(qū)動(dòng)器MND。當(dāng)?shù)谝磺袚Q開關(guān)SWp打開而第二切 換開關(guān)SWn閉合時(shí)，P運(yùn)算放大器110直接耦接到第一驅(qū)動(dòng)器MPD，以驅(qū)動(dòng)第一驅(qū)動(dòng)器MPD 為負(fù)載160提供電流，所以第一驅(qū)動(dòng)器MPD承載負(fù)載電流加上偏移電流，而第二驅(qū)動(dòng)器MND 僅僅由偏移電流偏移，即第二驅(qū)動(dòng)器MND被偏移。反之亦然，當(dāng)?shù)谝磺袚Q開關(guān)SWp閉合而第 二切換開關(guān)SW1^T開時(shí)，N運(yùn)算放大器120直接耦接到第二驅(qū)動(dòng)器MND，以用于驅(qū)動(dòng)第二驅(qū) 動(dòng)器MND自負(fù)載160接收電流，第二驅(qū)動(dòng)器MND承載偏移電流減去負(fù)載電流，而第一驅(qū)動(dòng)器 MPD僅僅由偏移電流偏移，即第一驅(qū)動(dòng)器MPD被偏移。當(dāng)負(fù)載電流變?yōu)榱慊蛘咦優(yōu)檎礊橐粋€(gè)標(biāo)志驅(qū)動(dòng)放大器電路100需要電流流 出，因此，驅(qū)動(dòng)器在這一點(diǎn)切換，經(jīng)由此操作第二驅(qū)動(dòng)器MND偏移為偏移電流，而第一驅(qū)動(dòng) 器MPD開啟(active)。相似地，當(dāng)負(fù)載電流變?yōu)榱慊蛘咦優(yōu)樨?fù)，那也是一個(gè)標(biāo)志驅(qū)動(dòng)放大 器100需要汲取電流，而驅(qū)動(dòng)器在這一點(diǎn)再一次切換。由于驅(qū)動(dòng)放大器電路100的對(duì)稱，當(dāng) 系統(tǒng)沒有信號(hào)輸入時(shí)，穿過第一驅(qū)動(dòng)器MPD以及第二驅(qū)動(dòng)器MND的電流等于偏移電流，而在 負(fù)載處沒有電流。在此情況下，第一驅(qū)動(dòng)器MPD或者第二驅(qū)動(dòng)器MND中的任何一者都可以 開啟。請(qǐng)參閱圖2，圖2為如圖1所示的數(shù)字控制電路150的示意圖。比例晶體管MPS 以及比例晶體管麗S承載比第一驅(qū)動(dòng)器MPD以及第二驅(qū)動(dòng)器MND中電流的按比例縮小 (scaled-down)的電流。數(shù)字控制電路150由第一比較器152以及第二比較器巧4組成(第 一比較器152以及第二比較器154用于比較電流的大小，所以亦可稱之為第一電流比較器 以及第二電流比較器)，其中，第一比較器152用于將比例晶體管MPS中的電流Ip與第一參 考電流1,@作比較，而第二比較器巧4用于將比例晶體管麗S中的電流In與第二參考電 流Iref_n作比較，其中，該第一參考電流IMf_p具有位于零與該偏移第一驅(qū)動(dòng)器MPD的偏移電 流幅度之間的一個(gè)絕對(duì)值，該第二參考電流Iref_n具有位于零與該偏移第二驅(qū)動(dòng)器MND的偏移電流幅度之間的一個(gè)絕對(duì)值。第一比較器152以及第二比較器巧4分別耦接到第一施密 特(khmitt)緩沖器(buffer) 162以及第二施密特緩沖器164，用于根據(jù)第一比較器152以 及第二比較器154的比較結(jié)果分別輸出第一觸發(fā)信號(hào)以及第二觸發(fā)信號(hào)，并作為鎖存單元 170的輸入信號(hào)，其中，第一觸發(fā)信號(hào)以及第二觸發(fā)信號(hào)分別輸入鎖存單元170的S端以及 R端(如圖所示)。上述信號(hào)都輸入到鎖存單元170，以及根據(jù)第一觸發(fā)信號(hào)以及第二觸發(fā) 信號(hào)，設(shè)定(set)或者重置(reset)鎖存單元170。進(jìn)一步說，當(dāng)沒有信號(hào)時(shí)，因此負(fù)載電流 存在，則鎖存單元170仍然根據(jù)一個(gè)設(shè)定或者重置狀態(tài)而于輸出端(標(biāo)記為( )輸出一個(gè) 控制信號(hào)。該控制信號(hào)輸出然后送入第三施密特緩沖器180，然后輸出控制信號(hào)CTRL到第 一切換開關(guān)SWp以及第二切換開關(guān)SWn。請(qǐng)參閱圖1以及圖2。參考圖1中的驅(qū)動(dòng)放大器電路100，下面描述圖2中的數(shù)字 控制電路150。假設(shè)驅(qū)動(dòng)放大器電路100的初始階段為第一切換開關(guān)SWp打開，而第二切換 開關(guān)SWn閉合，數(shù)字控制信號(hào)CTRL為高電平，所以驅(qū)動(dòng)放大器電路100輸出電流，而第二驅(qū) 動(dòng)器MND具有偏移電流。因此通過第一驅(qū)動(dòng)器MPD的電流為負(fù)載電流加上偏移電流。如果 負(fù)載電流變?yōu)榱慊蛘吒?，那么?shù)字控制電路150的第一比較器152將跳脫(trip)，同時(shí)向 鎖存單元170輸出信號(hào)，該信號(hào)指示驅(qū)動(dòng)器連接需要被切換。控制信號(hào)CTRL因此會(huì)變?yōu)榈?電平，所以第一驅(qū)動(dòng)器MPD承載偏移電流而第二驅(qū)動(dòng)器MND承載偏移電流減去負(fù)載電流的 電流，而負(fù)載電流自負(fù)載汲取。如果負(fù)載電流再次跳脫為零或者更高，數(shù)字控制電路150的 第二比較器巧4將會(huì)跳脫，因此重置鎖存單元170。這將會(huì)引起控制信號(hào)CTRL變?yōu)楦唠娖剑?而第二驅(qū)動(dòng)器MND可以承載偏移電流而第一驅(qū)動(dòng)器MPD將會(huì)輸出電流。上述兩個(gè)狀態(tài)都為 穩(wěn)定狀態(tài)。進(jìn)一步說，使用施密特緩沖器可以保證輸出常數(shù)信號(hào)，而施密特緩沖器具有滯后 (hysteresis)功能。這也保證，即使電流在參考電流處振蕩，那么數(shù)字控制電流150也不會(huì) 輸出一個(gè)一直改變的控制信號(hào)。當(dāng)沒有負(fù)載電流存在時(shí)，通過第一驅(qū)動(dòng)器MPD的電流將等 于偏移電流，而通過MND的電流等于負(fù)的偏移電流。因此依賴于驅(qū)動(dòng)放大器電路100的先 前的狀態(tài)，控制信號(hào)CTRL可以或者為高電平，或者為低電平。仍然可以提供驅(qū)動(dòng)放大器電 路100的穩(wěn)定狀態(tài)。當(dāng)通過第二驅(qū)動(dòng)器MND的電流(例如)接近零，那么不會(huì)很顯著的看出來。但是 當(dāng)?shù)诙?qū)動(dòng)器MND的電流變?yōu)檎?，而鎖存單元170跳脫第一切換開關(guān)SWp以及第二切換開 關(guān)SWn，所以第一驅(qū)動(dòng)器MPD此時(shí)輸出電流給驅(qū)動(dòng)放大器電路100，通過第二驅(qū)動(dòng)器MND的 電流“跳”回到偏移電流。驅(qū)動(dòng)放大器電路100因此提供在電流流出(current source)以 及電流汲取(current sinking)之間自動(dòng)切換的完全數(shù)字方法。在數(shù)字控制電路150中 的施密特緩沖器的使用允許數(shù)字控制，而且也消除了數(shù)字控制電路150周圍的連續(xù)時(shí)間 (continuous-time)反饋(feedback)。該電路系統(tǒng)不比傳統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)復(fù)雜，也阻止了擊穿電 流(shoot-throughcurrent)的問題的產(chǎn)生。進(jìn)一步說，甚至當(dāng)沒有存在負(fù)載電流時(shí)，數(shù)字 控制電路150使能該驅(qū)動(dòng)放大器電路100總是運(yùn)作于穩(wěn)定狀態(tài)。在閉環(huán)(closed-loop)條件下，當(dāng)沒有信號(hào)輸入時(shí)，P運(yùn)算放大器以及N運(yùn)算放大 器的直流偏置(DC offset)可能是不同的。因此，當(dāng)控制信號(hào)為高電平時(shí)，輸出端的直流電 壓將于控制信號(hào)為低電平時(shí)不同。該閉環(huán)直流偏置需要被均衡，以避免發(fā)生電路產(chǎn)生超過 平均值或者模擬接地閾值信號(hào)的情況。為了克服該問題，分別依據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施例以 及第三實(shí)施例的提供利用直流偏置校準(zhǔn)的驅(qū)動(dòng)放大器。
請(qǐng)參考圖3。圖3為根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施例的驅(qū)動(dòng)放大器電路300的示意圖。 除驅(qū)動(dòng)放大器電路300包含偏置均衡(offset equalization)電路310外，驅(qū)動(dòng)放大器電 路300的電路與第一實(shí)施例的電路基本相同。偏置均衡電路310耦接到P運(yùn)算放大器110 以及N運(yùn)算放大器120的內(nèi)部節(jié)點(diǎn)(internal node)上。偏置均衡電路310選擇性地調(diào)整 P運(yùn)算放大器Iio以及N運(yùn)算放大器120的一者或者兩者的直流偏置，以保證P運(yùn)算放大 器110以及N運(yùn)算放大器120均具有相等的直流偏置。偏置均衡電路310可以各種方式實(shí) 現(xiàn)。偏置均衡電路310可以包含多個(gè)加權(quán)電流源或者多個(gè)電阻。偏置均衡電路310可以透 過控制信號(hào)的使用而校準(zhǔn)，或者在測(cè)試級(jí)校準(zhǔn)。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以了解，組成偏置均衡電 路的各個(gè)單元可以進(jìn)行很多修改和變形，但是沒有偏離偏置均衡的效果。偏置均衡電路因 此不僅限于上述實(shí)現(xiàn)，在不偏離本發(fā)明的精神的范圍內(nèi)，可以對(duì)設(shè)計(jì)做各種修改和變形。本發(fā)明也提供了另一個(gè)可以達(dá)到同樣的效果但是不需要校準(zhǔn)的電路。請(qǐng)參考圖4。 圖4為根據(jù)本發(fā)明的第三實(shí)施例的驅(qū)動(dòng)放大器電路400的示意圖?？梢允褂猛獠侩娐氛{(diào)整 P運(yùn)算放大器110以及N運(yùn)算放大器120的直流偏置，在此實(shí)施例中，外部電路可以實(shí)施為 外部電阻。在電路400中，P運(yùn)算放大器110以及N運(yùn)算放大器120的兩者的反相輸入端， 都連接到多個(gè)電阻Rca、Rcb> Rda、Rdb以及RT，其中，Rt為抽頭可變(tapped variable)電阻。 此外，電阻Rffl以及Rcb連接到接地端。具體說來，電阻Rda以及Rdb串聯(lián)耦接抽頭可變電阻 Rt,電阻Rda耦接到P運(yùn)算放大器的反相輸入端，以及電阻Rdb耦接到N運(yùn)算放大器的反相輸 入端，電阻Rffl以及Rcb串聯(lián)耦接在接地端、電阻Rda以及電阻Rdb之間。并且電阻&以及& 串聯(lián)耦接在驅(qū)動(dòng)放大器電路400的輸出端以及輸入電壓Vin之間，用于設(shè)定閉環(huán)增益。A電 阻對(duì)以及B電阻對(duì)(S卩，Rca以及Rcb，以及Rda以及Rdb)具有相同的值(電阻值)。電阻& 具有比其它電阻更小的電阻值，例如，電阻&具有比電阻Rca、Rcb、Rda以及Rdb小幾個(gè)數(shù)量級(jí) 的電阻值。電阻&的抽頭(tap)具有參考電壓VKEF。參考電壓Vkef的值以及其它電阻的值 可以選擇為，例如當(dāng)&的抽頭處在中點(diǎn)時(shí)，P運(yùn)算放大器110以及N運(yùn)算放大器120的反相 輸入端的出現(xiàn)某一電壓(模擬地)。當(dāng)該抽頭被從中點(diǎn)移走，分別的反相輸入端的直流電壓 不同。因此，如果確實(shí)在P運(yùn)算放大器110以及N運(yùn)算放大器120之間存在直流偏置的話， 透過移走電阻&的抽頭，那么直流偏置可以校正(corrected)。以此方式，控制電壓就可以 從高電平切換到低電平(反之亦然)，因此在驅(qū)動(dòng)放大器電路400的輸出端就不會(huì)有電壓的 改變。在圖4中，電阻&以及&為耦接于輸入電壓Vin以及負(fù)載160之間的電阻。本發(fā)明因此提供了汲取電流以及流入電流(sinking and sourcing current)的 自動(dòng)控制，也提供了用于補(bǔ)償任何直流偏置的方法，該直流電壓在自動(dòng)控制發(fā)生時(shí)，在運(yùn)算 放大器上出現(xiàn)。任何本領(lǐng)域技術(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)視所附的權(quán)利要求所界定者為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種驅(qū)動(dòng)放大器電路，包含第一驅(qū)動(dòng)器，用于流出負(fù)載電流至負(fù)載； 第二驅(qū)動(dòng)器，用于自該負(fù)載汲取該負(fù)載電流；第一運(yùn)算放大器，耦接到差分輸入信號(hào)，該第一運(yùn)算放大器用于驅(qū)動(dòng)該第一驅(qū)動(dòng)器； 第二運(yùn)算放大器，耦接到該差分輸入信號(hào)，該第二運(yùn)算放大器用于驅(qū)動(dòng)該第二驅(qū)動(dòng)器；第一偏移電路，用于偏移該第一驅(qū)動(dòng)器； 第二偏移電路，用于偏移該第二驅(qū)動(dòng)器；使能電路，耦接到該第一偏移電路以及該第二偏移電路，用于根據(jù)控制信號(hào)使能該第 一偏移電路或者該第二偏移電路；數(shù)字控制電路，耦接到該使能電路，用于監(jiān)視該第一驅(qū)動(dòng)器的電流以及該第二驅(qū)動(dòng)器 的電流，以產(chǎn)生該控制信號(hào)；以及偏置均衡電路，耦接在該第一運(yùn)算放大器的內(nèi)部節(jié)點(diǎn)以及該第二運(yùn)算放大器的內(nèi)部節(jié) 點(diǎn)之間，用于調(diào)整該第一運(yùn)算放大器以及該第二運(yùn)算放大器的至少一者的直流偏置，以使 該第一運(yùn)算放大器以及該第二運(yùn)算放大器具有相同的直流偏置。
2.如權(quán)利要求1所述的驅(qū)動(dòng)放大器電路，其特征在于，該使能電路包含第一切換開關(guān)，用于根據(jù)該控制信號(hào)，將該第一驅(qū)動(dòng)器耦接至該第一偏移電路；以及 第二切換開關(guān)，用于根據(jù)該控制信號(hào)，將該第二驅(qū)動(dòng)器耦接至該第二偏移電路。
3.如權(quán)利要求2所述的驅(qū)動(dòng)放大器電路，其特征在于，當(dāng)該控制信號(hào)具有第一邏輯電 平時(shí)，該第一切換開關(guān)打開，該第二切換開關(guān)閉合，以使該第一驅(qū)動(dòng)器開啟及該第二驅(qū)動(dòng)器 被偏移；當(dāng)該控制信號(hào)具有第二邏輯電平時(shí)，該第一切換開關(guān)閉合，而該第二切換開關(guān)開 啟，以使該第一驅(qū)動(dòng)器被偏移及該第二驅(qū)動(dòng)器開啟。
4.如權(quán)利要求1所述的驅(qū)動(dòng)放大器電路，其特征在于，該數(shù)字控制電路將該第一驅(qū)動(dòng) 器的電流與第一參考電流作比較，以及將該第二驅(qū)動(dòng)器的電流與第二參考電流做比較，以 及該數(shù)字控制電路利用比較結(jié)果產(chǎn)生該控制信號(hào)，以用于該使能電路。
5.如權(quán)利要求4所述的驅(qū)動(dòng)放大器電路，其特征在于，該數(shù)字控制電路包含 第一電流比較器，用于將該第一驅(qū)動(dòng)器的該電流與該第一參考電流做比較； 第二電流比較器，用于將該第二驅(qū)動(dòng)器的該電流與該第二參考電流做比較；第一施密特緩沖器，耦接到該第一電流比較器，用于根據(jù)該第一電流比較器的比較結(jié) 果，輸出第一觸發(fā)信號(hào)；第二施密特緩沖器，耦接到該第二電流比較器，用于根據(jù)該第二電流比較器的比較結(jié) 果，輸出第二觸發(fā)信號(hào)；以及鎖存單元，耦接到該第一施密特緩沖器，以及該第二施密特緩沖器，用于根據(jù)該第一觸 發(fā)信號(hào)以及該第二觸發(fā)信號(hào)，輸出該控制信號(hào)。
6.如權(quán)利要求5所述的驅(qū)動(dòng)放大器電路，其特征在于，該數(shù)字控制電路進(jìn)一步包含 第三施密特緩沖器，耦接到該鎖存單元，用于緩存該控制信號(hào)。
7.如權(quán)利要求5所述的驅(qū)動(dòng)放大器電路，其特征在于，該第一參考電流具有位于零與 已偏移的該第一驅(qū)動(dòng)器的偏移電流幅度間的絕對(duì)值，該第二參考電流具有位于零與該偏移 第二驅(qū)動(dòng)器的偏移電流幅度間的絕對(duì)值。
8.如權(quán)利要求1所述的驅(qū)動(dòng)放大器電路，其特征在于進(jìn)一步包含第一比例電路，耦接到該第一驅(qū)動(dòng)器，用于產(chǎn)生第一成比例電流，該第一成比例電流與 該輸出至該數(shù)字控制電路的該第一驅(qū)動(dòng)器的電流成比例；以及第二比例電路，耦接到該第二驅(qū)動(dòng)器，用于產(chǎn)生一第二成比例電流，該第二成比例的電 流與輸出至該數(shù)字控制電路的該第二驅(qū)動(dòng)器的該電流成比例；其中，該數(shù)字控制電路監(jiān)視該第一成比例電流以及該第二成比例電流，以產(chǎn)生該控制 信號(hào)。
9.如權(quán)利要求1所述的驅(qū)動(dòng)放大器電路，其特征在于，該偏置均衡電路包含多個(gè)加權(quán) 電流源或者多個(gè)電阻。
10.如權(quán)利要求1所述的驅(qū)動(dòng)放大器電路，其特征在于，該偏置均衡電路可以被校準(zhǔn)。
11.一種驅(qū)動(dòng)放大器電路，包含第一驅(qū)動(dòng)器，用于流出負(fù)載電流至負(fù)載； 第二驅(qū)動(dòng)器，用于自該負(fù)載汲取該負(fù)載電流；第一運(yùn)算放大器，耦接到差分輸入信號(hào)，該第一運(yùn)算放大器用于驅(qū)動(dòng)該第一驅(qū)動(dòng)器； 第二運(yùn)算放大器，耦接到該差分輸入信號(hào)，該第二運(yùn)算放大器用于驅(qū)動(dòng)該第二驅(qū)動(dòng)器；第一偏移電路，用于偏移該第一驅(qū)動(dòng)器； 第二偏移電路，用于偏移該第二驅(qū)動(dòng)器；使能電路，耦接到該第一偏移電路以及該第二偏移電路，用于根據(jù)一控制信號(hào)使能該 第一偏移電路或者該第二偏移電路；數(shù)字控制電路，耦接到該使能電路，用于監(jiān)視該第一驅(qū)動(dòng)器的電流以及該第二驅(qū)動(dòng)器 的電流，以產(chǎn)生該控制信號(hào)；以及外部電路，耦接到該第一運(yùn)算放大器以及該第二運(yùn)算放大器的反相輸入端之間，用于 調(diào)整該第一運(yùn)算放大器以及該第二運(yùn)算放大器的至少一者的直流偏置，以使該第一運(yùn)算放 大器以及該第二運(yùn)算放大器具有相同直流偏置，其中該外部電路包含至少一抽頭可變電阻，耦接到參考電器，其中，當(dāng)該抽頭可變電阻選擇性抽頭在不同位 置時(shí)，該第一運(yùn)算放大器的直流電壓與該第二運(yùn)算放大器的直流電壓不同。
12.如權(quán)利要求11所述的驅(qū)動(dòng)放大器電路，其特征在于，該外部電路進(jìn)一步包含第一電阻以及第二電阻，串聯(lián)耦接該抽頭可變電阻，該第一電阻耦接到該第一運(yùn)算放 大器的反相輸入端，以及該第二電阻耦接到該第二運(yùn)算放大器的反相輸入端；以及 第三電阻以及第四電阻，串聯(lián)耦接在接地端、該第一電阻以及該第二電阻之間。
13.如權(quán)利要求12所述的驅(qū)動(dòng)放大器電路，其特征在于進(jìn)一步包含第五電阻以及第六電阻，串聯(lián)耦接在該驅(qū)動(dòng)放大器電路的輸出端以及該輸入電壓之 間，用于設(shè)定閉環(huán)增益。
14.如權(quán)利要求12所述的驅(qū)動(dòng)放大器電路，其特征在于，該第一電阻以及該第二電阻 具有相同電阻值，該第三電阻以及該第四電阻具有相同電阻值，以及該抽頭可變電阻具有 比該第一電阻以及該第三電阻更小的電阻值。
15.如權(quán)利要求11所述的驅(qū)動(dòng)放大器電路，其特征在于，該使能電路包含 第一切換開關(guān)，用于根據(jù)該控制信號(hào)將該第一驅(qū)動(dòng)器耦接到該第一偏移電路；以及第二切換開關(guān)，用于根據(jù)該控制信號(hào)將該第二驅(qū)動(dòng)器耦接到該第二偏移電路。
16.如權(quán)利要求11所述的驅(qū)動(dòng)放大器電路，其特征在于，當(dāng)該控制信號(hào)具有第一邏輯 電平時(shí)，該第一切換開關(guān)為打開，而該第二切換開關(guān)閉合，以使該第一驅(qū)動(dòng)器為開啟而該第 二驅(qū)動(dòng)器為被偏移；以及當(dāng)該控制信號(hào)與有第二邏輯電平時(shí)，該第一切換開關(guān)閉合以及該 第二切換開關(guān)為打開，以使該第一驅(qū)動(dòng)器為被偏移以及該第二驅(qū)動(dòng)器為驅(qū)動(dòng)器。
17.如權(quán)利要求11所述的驅(qū)動(dòng)放大器電路，其特征在于，該數(shù)字控制電路將該第一驅(qū) 動(dòng)器以及該第二驅(qū)動(dòng)器的電流與參考電流做比較，然后利用比較結(jié)果以產(chǎn)生該控制信號(hào)， 從而傳輸給該使能電路。
18.如權(quán)利要求17所述的驅(qū)動(dòng)放大器電路，其特征在于，該數(shù)字控制電路包含 第一電流比較器，用于將該第一驅(qū)動(dòng)器的電流與第一參考電流做比較；第二電流比較器，用于將該第二驅(qū)動(dòng)器的電流與第二參考電流做比較； 第一施密特緩沖器，耦接到該第一電流比較器，用于依據(jù)該第一電流比較器的一比較 結(jié)果輸出第一觸發(fā)信號(hào)；第二施密特緩沖器，耦接到該第二電流比較器，用于依據(jù)該第二電流比較器的比較結(jié) 果輸出第二觸發(fā)信號(hào)；以及鎖存器，耦接到該第一施密特緩沖器以及該第二施密特緩沖器，用于依據(jù)該第一觸發(fā) 信號(hào)以及該第二觸發(fā)信號(hào)輸出該控制信號(hào)。
19.如權(quán)利要求18所述的驅(qū)動(dòng)放大器電路，其特征在于，該數(shù)字控制信號(hào)進(jìn)一步包含 第三施密特緩沖器，耦接到該鎖存器，用于緩存該控制信號(hào)。
20.如權(quán)利要求18所述的驅(qū)動(dòng)放大器電路，其特征在于，該第一參考電流與有位于零 以及該已偏移第一驅(qū)動(dòng)器的偏移電流幅度之間的絕對(duì)值，該絕對(duì)值，以及該第二參考電流 具有位于零以及該已偏移第二驅(qū)動(dòng)器的偏移電流幅度之間的絕對(duì)值，該絕對(duì)值。
21.如權(quán)利要求11所述的驅(qū)動(dòng)放大器電路，其特征在于，進(jìn)一步包含第一比例電路，耦接到該第一驅(qū)動(dòng)器，用于產(chǎn)生與該第一驅(qū)動(dòng)器的電流成比例的第一 成比例電流，從而傳輸給該數(shù)字控制電路；以及第二比例電路，耦接到該第二驅(qū)動(dòng)器，用于產(chǎn)生與該第二驅(qū)動(dòng)器的電流成比例的第二 成比例電流，從而傳輸給該數(shù)字控制電路；其中，該數(shù)字控制電路監(jiān)視該第一成比例電流以及該第二成比例電流，以產(chǎn)生該控制 信號(hào)。
全文摘要
一種驅(qū)動(dòng)放大器電路，包含第一驅(qū)動(dòng)器；第二驅(qū)動(dòng)器；第一運(yùn)算放大器；第二運(yùn)算放大器；第一偏移電路，用于偏移該第一驅(qū)動(dòng)器；第二偏移電路，用于偏移該第二驅(qū)動(dòng)器；使能電路，耦接到該第一偏移電路與該第二偏移電路，根據(jù)控制信號(hào)使能該第一偏移電路或者該第二偏移電路；數(shù)字控制電路，耦接到該使能電路，監(jiān)視該第一驅(qū)動(dòng)器與該第二驅(qū)動(dòng)器的電流以產(chǎn)生該控制信號(hào)；以及偏置均衡電路，調(diào)整該第一運(yùn)算放大器與該第二運(yùn)算放大器至少一者的直流偏置以使二者直流偏置相同。本發(fā)明提供的驅(qū)動(dòng)放大器電路較現(xiàn)有技術(shù)電路結(jié)構(gòu)更為簡(jiǎn)單，也能夠避免擊穿電流的問題。
文檔編號(hào)H03F3/20GK102055417SQ20101013128
公開日2011年5月11日 申請(qǐng)日期2010年3月24日 優(yōu)先權(quán)日2009年10月27日
發(fā)明者尤達(dá)·達(dá)思古帕塔 申請(qǐng)人:聯(lián)發(fā)科技(新加坡)私人有限公司