基于運算放大器的電路的制作方法
【專利說明】
【技術領域】
[0001]本發明有關于信號處理，尤指，具有用于穩定度補償的一補償電路區塊的一基于運算放大器的電路(operat1nal amplifier based circuit) ο
【【背景技術】】
[0002]隨著無線通信系統的演進，基頻頻寬隨之變寬，因此寬頻系統需要更嚴苛的接收器規格，如確保接收信號品質的一長期演進技術升級版(long term evolut1nadvanced, LTE-advanced)系統。舉例來說，為避免信號通道邊緣(signal channel edge)的噪聲指數(noise figure, NF)衰減(degradat1n)，無法使用在一混頻器以及一基于運算放大器的電路(例如一轉阻放大器)之間的一電流模式電容電阻濾波器(例如低通濾波器)以過濾該信號通道邊緣上的攔截信號(blocker signal)。若設定該電流模式電容電阻濾波器以過濾該信號通道邊緣上的攔截信號，該轉阻放大器的源極阻抗在該頻信號通道邊緣上會大幅減少。然而，該轉阻放大器所減少的源極阻抗將增加該轉阻放大器的輸出信號中的噪聲，因此導致該信號通道邊緣上的噪聲指數衰減。另外，實現在該轉阻放大器中的該運算放大器需要提供如混頻器負載的寬頻輸入阻抗以維持混頻器的線性度，并且需能支持該攔截信號。因此，需要具有創新穩定度補償電路的一寬頻寬及高線性度的基于運算放大器的電路。
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【發明內容】
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[0003]本發明的目的之一在于提供具有用于穩定度補償的一補償電路區塊的基于運算放大器的電路，舉例來說，通過本發明所提出的補償電路區塊，可在未于一運算放大器的輸出端口上增加額外補償電容的情況下維持該運算放大器的穩定度。
[0004]根據本發明的一第一觀點，揭露一基于運算放大器的電路，其中該基于運算放大器的電路包含一運算放大器、一反饋電路以及一補償電路區塊，其中該反饋電路系耦接于該運算放大器的一輸出端口與一輸入端口之間，該補償電路區塊具有用以該運算放大器的穩定度補償的電路，其中于該運算放大器的該輸出端口上并無驅動任何穩定度補償電路。
[0005]根據本發明的一第二觀點，揭露一基于運算放大器的電路，其中該基于運算放大器的電路包含一多級放大器、一反饋電路以級補償電路區塊，其中該多級放大器具有一輸出級，而該反饋電路耦接于該多級放大器的一輸出端口與一輸入端口之間并且包含一第一反饋網絡，其中該第一反饋網絡包含一第一端點以及一第二端點，該第一端點耦接至該輸端口的一輸入端點而該第二端點耦接至該輸出端口的一輸出端點，而該補償電路區塊具有用于該多級運算放大器的穩定度補償的電路，并且包含一第一補償電路，其中該第一補償電路耦接于該反饋網絡的該第一端點以及該輸出級的一輸入端點，且該補償電路區塊包含應用于該多級運算放大器以補償穩定度的一穩定度補償電路的一第一部分，并且重復使用該反饋電路作為該穩定度補償電路的一第二部分。
[0006]根據本發明的一第三觀點，揭露一基于運算放大器的電路，其中該基于運算放大器的電路包含一差動運算放大器、一反饋電路以及一補償電路區塊，其中該反饋電路耦接于該差動運算放大器的一輸出端口與一輸入端口之間，而該補償電路區塊具有用于該差動運算放大器的穩定度補償的電路，且該補償電路區塊包含應用于該差動運算放大器以補償穩定度的一共模穩定度補償電路的一第一部分，并重復使用該反饋電路作為該共模穩定度補償電路的一第二部分。
【【附圖說明】】
[0007]圖1為根據本發明一實施例的一基于運算放大器的電路的方塊示意圖。
[0008]圖2為根據本發明一實施例的一基于運算放大器的電路的電路示意圖。
[0009]圖3為根據本發明一實施例的由一差動模式穩定度補償電路所造成的極點與零點的示意圖。
[0010]圖4為圖2所示的基于運算放大器的電路的一共模等效電路的示意圖。
[0011]圖5為具有一共模穩定度補償電路的基于運算放大器的電路的一共模等效電路的示意圖。
[0012]圖6為根據本發明另一實施例的一基于運算放大器的電路的電路示意圖。
【【具體實施方式】】
[0013]在說明書及權利要求當中使用了某些詞匯來指稱特定的元件。本領域中技術人員應可理解，電子裝置制造商可能會用不同的名詞來稱呼同一個元件。本說明書及權利要求并不以名稱的差異來作為區分元件的方式，而是以元件在功能上的差異來作為區分的準貝1J。在通篇說明書及權利要求當中所提及的“包含”為開放式的用語，故應解釋成“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到第二裝置，則代表該第一裝置可直接電氣連接于該第二裝置，或通過其他裝置或連接手段間接地電氣連接至該第二裝置。
[0014]圖1為根據本發明一實施例的一基于運算放大器的電路的方塊示意圖，其中基于運算放大器的電路100可為一轉阻放大器或一濾波器，且基于運算放大器的電路100包含一運算放大器(operat1nal amplifier, OP AMP) 102、一反饋電路104以及一補償電路區塊106，在此實施例中，使用一多級放大器以實施運算放大器102。舉例來說，運算放大器102為包含一第一級(例如一輸入級112)以及一第二級(例如一輸出級114)的一兩級放大器，另外，在此實施例中，運算放大器102為一差動放大器，因此，基于運算放大器的電路100的輸入信號Sin為一具有一正向輸入信號INP以及一負向輸入信號INN的一差動信號，而基于運算放大器的電路100的輸出信號S—位具有一正向輸出信號OUTP以及一負向輸入信號OUTN的一差動信號。
[0015]反饋電路104耦接于運算放大器102的一輸出端口以及一輸入端口之間，由于運算放大器102為一差動多級放大器，運算放大器102的該輸入端口包含一正向輸入端點(其同樣為輸入級112的正向輸入端點)以及一負向輸入端點(其同樣為輸入級112的負向輸入端點)，且運算放大器102的該輸出端口包含一正向輸出端點(其同樣為輸出級114的一正向輸出端點)以及一負向輸出端點(其同樣為輸出級114的一負向輸出端點)，除此之外，反饋電路104包含兩個反饋網絡122以及124，其中反饋網絡122耦接于輸入級112的正向輸入端點⑴以及輸出級114的負向輸出端點㈠之間，而反饋網絡122耦接于輸入級112的負向輸入端點㈠以及輸出級114的正向輸出端點⑴之間，因此，根據反饋電路104，運算放大器102為一負反饋架構。
[0016]補償電路區塊106包含用于運算放大器102的穩定度補償的電路，舉例來說，補償電路區塊106包含用以差動模式穩定度補償(differential-mode stabilitycompensat1n, DMSC)的電路，舉另一范例而言，補償電路區塊106包含用以共模穩定度補償(common-mode stability compensat1n, CMSC)的電路，又舉另一范例而言，補償電路區塊106包含用以差動模式穩定度補償以及用以共模穩定度補償的電路。在此實施例中，補償電路區塊106包含用于運算放大器102以補償穩定度(例如差動模式穩定度補償或共模穩定度補償)的一穩定度補償電路的一第一部分，并重復使用反饋電路104作為該穩定度補償電路的一第二部分。
[0017]為提供一寬頻輸入阻抗，需要擴展運算放大器102的頻寬，而且為了在寬頻操作中維持良好的線性度，需要改善輸入級112與輸出級114的驅動能力。需注意的是，與輸入級112相比，由于輸出級114具有較大的輸入電壓擺幅，因此對于輸出級114而言驅動能力的改善更為重要，目前的解決辦法之一為減少輸出級114的輸入電壓擺幅以增加在所需頻率(如干擾頻率)上的增益(即驅動能力)。而本發明能在增強輸入級112與輸出級114的驅動能力時維持運算放大器102的寬頻以獲得較好的線性度。在一設計中，在輸入級112以及輸出級114的輸出端口上并沒有穩定度補償電路，據此輸入級112與輸出級114的驅動能力能大幅地改善。舉例來說，在輸出級114中沒有傳統的米勒補償電容(Millercompensat1n capacitor)。本發明另提出在輸出級114中并無傳統的米勒補償電容的情況下的一穩定度補償技巧，由于重復使用反饋電路104以作為該穩定度補償電路的一部份，補償電路區塊106中并沒有任何電路在運算放大器102的輸出端口上操作。與傳統運算放大器設計比較，輸入級112與輸出級114的負載可被減少以增強其驅動能力以及整體運算放大器102的線性度。基于運算放大器的電路100的詳細細節如下所描述。
[0018]圖2為根據本發明一實施例的一基于運算放大器的電路的電路示意圖。圖1所示的基于運算放大器的電路100可使用圖2所示的電路架構來實現，其中基于運算放大器的電路100包含用