差分放大电路制造技术

本发明专利技术提出一种差分放大电路，用于依据一对差分输入信号产生单端信号，该差分放大电路包含：具有负输入端、正输入端、正输出端、与负输出端的运算放大器，其中，正输出端提供正输出信号作为单端信号，而负输出端提供负输出信号；位于该对差分输入信号中的第一差分信号与负输入端之间的第一输入电阻；位于该对差分输入信号中的第二差分信号与正输入端之间的第二输入电阻；位于正输出端与负输入端之间的第一反馈电阻；位于正输入端与接地端之间的第二反馈电阻；位于负输出端与负输入端之间的第一消除信号产生装置；以及位于负输出端与正输入端之间的第二消除信号产生装置。第一及第二消除信号产生装置用于降低运算放大器的共模输入电压摆动的情况。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术有关差分放大电路，尤指一种可抑制共模输入电压摆动情况的差分放大电路。
技术介绍
具有双端输入架构的差分放大电路被广泛应用在许多领域，但在差分放大电路的虚接地(virtualground)处，却经常会出现共模输入电压摆动(inputcommonmodevoltageswing)的情况。众所周知，在差分放大电路提供给后级电路的信号是差分信号(differentialsignal)的架构中，前述共模输入电压摆动的情况可能不会造成严重的影响。然而，在差分放大电路提供给后级电路的信号是单端信号(single-endedsignal)的架构中，例如差分放大电路被应用在耳机等音频装置中时，共模输入电压摆动不仅会增加差分放大电路的总谐波失真与噪声，也会降低差分放大电路的增益与线性度，因而导致差分放大电路难以在输入信号的整个电压范围内都维持理想的运作效能。
技术实现思路
有鉴于此，如何抑制或消除差分放大电路的虚接地处出现共模输入电压摆动的情况，实为迫切需要解决的问题。本专利技术提供一种差分放大电路的实施例，用于依据一对差分输入信号产生并输出一单端信号至一负载，该差分放大电路包含有：一运算放大器，包含一负输入端、一正输入端、一正输出端、与一负输出端，其中，该正输出端用于提供一正输出信号作为该单端信号，而该负输出端用于提供一负输出信号；一第一输入电阻，耦接于该对差分输入信号中的一第一差分信号与该负输入端之间；一第二输入电阻，耦接于该对差分输入信号中的一第二差分信号与该正输入端之间；一第一反馈电阻，耦接于该正输出端与该负输入端之间；一第二反馈电阻，耦接于该正输入端与一接地端之间；一第一消除信号产生装置，耦接于该负输出端与该负输入端之间，用于提供一第一消除信号至该负输入端；以及一第二消除信号产生装置，耦接于该负输出端与该正输入端之间，用于提供一第二消除信号至该正输入端。上述实施例的优点之一，是第一消除信号与第二消除信号可抑制或消除运算放大器的共模输入电压摆动的情况，进而有效降低差分放大电路的总谐波失真与噪声。上述实施例的另一优点，是使得差分放大电路在输入信号的整个电压范围内，都能有效维持在增益与线性度方面的表现。本专利技术的其他优点将藉由以下的说明和附图进行更详细的解说。附图说明此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。图1为本专利技术一实施例的差分放大电路简化后的功能方块图。【符号说明】100差分放大电路110运算放大器120第一输入电阻130第二输入电阻140第一反馈电阻150第二反馈电阻160第一消除信号产生装置170第二消除信号产生装置具体实施方式以下将配合相关附图来说明本专利技术之实施例。在这些附图中，相同的标号表示相同或类似的元件或方法流程。图1为本专利技术一实施例的差分放大电路100简化后的功能方块图。差分放大电路100用于依据一对差分输入信号Vin与Vip，产生并输出一单端信号Vop至一负载180。如图所示，差分放大电路100包含有：一运算放大器110、一第一输入电阻120、一第二输入电阻130、一第一反馈电阻140、一第二反馈电阻150、一第一消除信号产生装置160、以及一第二消除信号产生装置170。运算放大器110包含一负输入端、一正输入端、一正输出端、与一负输出端。运算放大器110的正输出端用于提供一正输出信号Vop，以作为要输出至负载180的单端信号Vop，而负输出端用于提供一负输出信号Von。第一输入电阻120的一端耦接于该对差分输入信号中的一第一差分信号Vin，而另一端则耦接于运算放大器110的负输入端。第二输入电阻130的一端耦接于对差分输入信号中的一第二差分信号Vip，而另一端则耦接于运算放大器110的正输入端。第一反馈电阻140的一端耦接于运算放大器110的正输出端，而另一端则耦接于运算放大器110的负输入端。第二反馈电阻150的一端耦接于运算放大器110的正输入端，而另一端则耦接于差分放大电路100的一接地端Vgnd。第一消除信号产生装置160的一端耦接于运算放大器110的负输出端，而另一端则耦接于运算放大器110的负输入端，用于依据负输出信号Von产生并提供一第一消除信号CS1至负输入端。第二消除信号产生装置170的一端耦接于运算放大器110的负输出端，而另一端则耦接于运算放大器110的正输入端，用于依据负输出信号Von产生并提供一第二消除信号CS2至正输入端。由前述说明可知，第一输入电阻120是耦接于第一差分信号Vin与运算放大器110的负输入端之间。第二输入电阻130是耦接于第二差分信号Vip与运算放大器110的正输入端之间。第一反馈电阻140是耦接于运算放大器110的正输出端与负输入端之间。第二反馈电阻150是耦接于运算放大器110的正输入端与差分放大电路100的接地端Vgnd之间，且并不会耦接至运算放大器110的负输出端。第一消除信号产生装置160是耦接于运算放大器110的负输出端与负输入端之间。第二消除信号产生装置170则是耦接于运算放大器110的负输出端与正输入端之间。在差分放大电路100中，第一输入电阻120的电阻值与第二输入电阻130的电阻值相同，第一反馈电阻140的电阻值与第二反馈电阻150的电阻值相同，第一消除信号产生装置160的等效电阻值与第二消除信号产生装置170的等效电阻值相同，且第一消除信号产生装置160的等效电阻值是第一反馈电阻140的电阻值的两倍。换句话说，第二消除信号产生装置170的等效电阻值是第二反馈电阻150的电阻值的两倍，第一消除信号产生装置160的等效电阻值是第二反馈电阻150的电阻值的两倍，且第二消除信号产生装置170的等效电阻值也会是第一反馈电阻140的电阻值的两倍。如图1所示，在运作时，运算放大器110的虚接地处(亦即运算放大器110的正输入端与负输入端之间)，会存在一共模输入电压(inputcommonmodevoltage)Vcm。实作上，只要第一消除信号产生装置160与第二消除信号产生装置170两者的等效电阻值能满足上述条件，则产生的第一消除信号CS1与第二消除信号CS2便可有效降低或消除共模输入电压Vcm的摆动程度，亦即抑制或消除运算放大器110的虚接地处的共模输入电压摆动(inputcommonmodevoltageswing)的情况，进而有效降低差分放大电路100的总谐波失真与噪声。如此一来，便能使得差分放大电路100在差分输入信号Vin与Vip的整个电压范围内，都能有效维持在增益与线性度方面的良好表现。为了尽可能精简差分放大电路100的电路架构，前述的第一消除信号产生装置160与第二消除信号产生装置170可以用电阻值相同的两个电阻来实现。请注意，前述以电阻来实现第一消除信号产生装置160与第二消除信号产生装置170的方式只是示范性的实施例，并非局限本专利技术的实际实施方式。实作上，亦可利用等效电阻值能满足前述条件的其他主动或被动元件来实现第一消除信号产生装置160与第二消除信号产生装置170。在说明书及权利要求书中使用了某些词汇来指称特定的元件，本领域内的技术人员，同样的元件可能会用不同的名词来称呼。本说明书本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种差分放大电路(100)，用于依据一对差分输入信号(Vin、Vip)产生并输出一单端信号(Vop)至一负载(180)，其特征在于，该差分放大电路(100)包含有：一运算放大器(110)，包含一负输入端、一正输入端、一正输出端、与一负输出端，其中，该正输出端用于提供一正输出信号(Vop)作为该单端信号(Vop)，而该负输出端用于提供一负输出信号(Von)；一第一输入电阻(120)，耦接于该对差分输入信号中的一第一差分信号(Vin)与该负输入端之间；一第二输入电阻(130)，耦接于该对差分输入信号中的一第二差分信号(Vip)与该正输入端之间；一第一反馈电阻(140)，耦接于该正输出端与该负输入端之间；一第二反馈电阻(150)，耦接于该正输入端与一接地端之间；一第一消除信号产生装置(160)，耦接于该负输出端与该负输入端之间，用于提供一第一消除信号(CS1)至该负输入端；以及一第二消除信号产生装置(170)，耦接于该负输出端与该正输入端之间，用于提供一第二消除信号(CS2)至该正输入端。

【技术特征摘要】
1.一种差分放大电路(100)，用于依据一对差分输入信号(Vin、Vip)产生并输出一单端信号(Vop)至一负载(180)，其特征在于，该差分放大电路(100)包含有：一运算放大器(110)，包含一负输入端、一正输入端、一正输出端、与一负输出端，其中，该正输出端用于提供一正输出信号(Vop)作为该单端信号(Vop)，而该负输出端用于提供一负输出信号(Von)；一第一输入电阻(120)，耦接于该对差分输入信号中的一第一差分信号(Vin)与该负输入端之间；一第二输入电阻(130)，耦接于该对差分输入信号中的一第二差分信号(Vip)与该正输入端之间；一第一反馈电阻(140)，耦接于该正输出端与该负输入端之间；一第二反馈电阻(150)，耦接于该正输入端与一接地端之间；一第一消除信号产生装置(160)，耦接于该负输出端与该负输入端之间，用于提供一第一消除信号(CS1)至该负输入端；以及一第二消除信号产生装置(170)，耦接于该负输出端与该正输入端之间，用于提供一第二消除信号(CS2)至该正输入端。2.如权利要求1的差分放大电路(100)，其特征在于，该第二反馈电阻(150)不耦接至该负输出端。3.如权利要求2的差分放大电路(100)，其特征在于，该第一消除信号(CS1)与该第二消除信号...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄敏，
申请(专利权)人：立锜科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：中国台湾;71