控制可变阻抗元件中的开关制造技术

根据本公开的实施例，系统可包括缓冲器以及在缓冲器和电压电源之间耦合的开关，使得所述开关控制耦合到缓冲器的变化电压节点处的变化电压。

Controlling switches in variable impedance elements

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】控制可变阻抗元件中的开关
本公开总体上涉及用于音频设备的电路，所述音频设备包括但不限于个人音频设备，诸如无线电话和媒体播放器，并且更具体地涉及控制电路中的可变阻抗元件(诸如放大器)的开关。
技术介绍
包括无线电话(诸如移动/蜂窝电话、无绳电话、mp3播放器)和其他消费类音频设备的个人音频设备得到了广泛使用。此类个人音频设备可以包括用于驱动一对头戴式受话器或者一个或多个扬声器的电路。此种电路通常包括功率放大器，用于将音频输出信号驱动到头戴式受话器或扬声器。通常，除其他电路元件(例如，运算放大器等)之外，还使用可变阻抗(例如，电阻)设置功率放大器的可控增益来实现此种功率放大器。在传统方法中，使用具有多个增益开关的串联耦合电阻元件链来实现此类可变电阻，所述每个增益开关被配置为电旁路特定数量的电阻元件。然而，此类方法有可能具有多个缺点，缺点包括增益开关的栅极节点可能会出现过应力，尤其当集成电路的器件特征尺寸随着时间的推移而缩小时。
技术实现思路
根据本公开的教导，可以减少或消除与设计可变阻抗元件的现有方法相关的一个或多个缺点和问题。根据本公开的实施例，系统可包括阻抗选择器；第一开关，所述第一开关耦合在所述阻抗选择器和电压电源之间；以及第二开关，所述第二开关耦合在所述阻抗选择器和所述电压电源之间，使得所述第一开关和所述第二开关控制在耦合到所述阻抗选择器的输出的变化电压节点处的变化电压。根据本公开的这些和其他实施例，三态缓冲器可包括信号输入，用于接收输入信号；信号输出，用于产生输出信号；反相器，所述反相器包括与n型场效应晶体管串联的p型场效应晶体管，并且被配置为当启用所述三态缓冲器时产生作为所述输入信号的函数的所述输出信号；以及第二n型场效应晶体管，所述第二n型场效应晶体管在所述p型场效应晶体管和所述三态缓冲器的电源电压之间串联耦合，使得所述第二n型场效应晶体管的体二极管的阴极以及所述p型场效应晶体管的体二极管的阴极共享共用电气节点，其中所述第二n型场效应晶体管被配置为响应于在所述第二n型场效应晶体管的栅极处接收的启用信号而选择性地启用和禁用所述三态缓冲器，使得当启用所述三态缓冲器时，所述输出信号是所述输入信号的函数，以及当禁用所述三态缓冲器时，禁用所述第二n型场效应晶体管并且所述信号输出处于高阻抗状态下。根据本公开的这些和其他实施例，方法可包括在阻抗选择器和所述电压电源之间耦合第一开关；以及在所述阻抗选择器和所述电压电源之间耦合第二开关，使得所述第一开关和所述第二开关控制在耦合到所述阻抗选择器的输出的变化电压节点处的变化电压。根据本公开的这些和其他实施例，用于实现三态缓冲器的方法可包括将p型场效应晶体管与n型场效应晶体管串联耦合以形成反相器，使得所述反相器被配置为当启用所述三态缓冲器时产生作为输入信号的函数的输出信号；以及耦合第二n型场效应晶体管，所述第二n型场效应晶体管在所述p型场效应晶体管和所述三态缓冲器的电源电压之间串联耦合，使得所述第二n型场效应晶体管的体二极管的阴极以及所述p型场效应晶体管的体二极管的阴极共享共用电气节点，其中所述第二n型场效应晶体管被配置为响应于在所述第二n型场效应晶体管的栅极处接收的启用信号而选择性地启用和禁用所述三态缓冲器，使得当启用所述三态缓冲器时，所述输出信号是所述输入信号的函数，以及当禁用所述三态缓冲器时，禁用所述第二n型场效应晶体管并且所述信号输出处于高阻抗状态下。根据本文所包括的附图、说明书和权利要求书，本公开的技术优点对于本领域技术人员而言是显而易见的。实施例的目的和优点将至少通过权利要求中具体指出的要素、特征和组合来实践和实现。应当理解，前面的一般描述和下面的详细描述都是示例性和说明性的，并且不限制本公开中提出的权利要求。附图说明通过参考以下结合附图的描述，可以获得对本专利技术实施例及其优点的更完整的理解，其中相同的附图标记表示相同的特征，并且其中：图1是根据本公开的实施例的示例个人音频设备的图示；图2是根据本公开的实施例的个人音频设备的示例音频集成电路的所选部件的方框图；图3是根据本公开的实施例用于图2的音频集成电路的示例放大器的所选部件的方框图；以及图4是根据本公开的实施例用于图3的放大器的示例三态缓冲器的所选部件的电路图。具体实施方式根据本公开的实施例，在音频设备(诸如个人音频设备，例如，移动电话、便携式音乐播放器、平板计算机、个人数字助理等)中使用的集成电路可以包括信号路径，所述信号路径具有数字路径部分(例如，音频压缩器)和模拟路径部分(例如，音频扩展器)。模拟路径部分可以包括TCFC放大器，用于接收数字路径部分生成的模拟信号并将增益应用到模拟信号以生成输出信号，其中所述输出信号可以被传送到扬声器以进行回放以及/或者被传送到其他电路以进行处理。上述集成电路可以用在任何合适的系统、设备或装置中，包括但不限于个人音频设备。图1是根据本公开的实施例的示例个人音频设备1的图示。图1描绘了以一对耳塞式扬声器8A和8B的形式耦合到耳机3的个人音频设备1。图1中描绘的耳机3仅是示例，并且应当理解，个人音频设备1可以与各种音频换能器(包括但不限于头戴式受话器、耳塞、入耳式耳机和外部扬声器)结合使用。插头4可用于将耳机3连接到个人音频设备1的电气端子。个人音频设备1可以向用户提供显示并使用触摸屏2接收用户输入，或者标准液晶显示器(LCD)可以与设置在个人音频设备1的正面和/或侧面上的各种按钮、滑块和/或刻度盘组合使用。如图1所示，个人音频设备1可以包括音频集成电路(IC)9，用于产生模拟音频信号以传输到耳机3和/或另一个音频换能器。图2是根据本公开的实施例的个人音频设备的示例音频IC9的所选部件的方框图。如图2所示，微控制器核18可以将数字音频输入信号DIG_IN提供到数模转换器(DAC)14，所述数模转换器可以将数字音频输入信号转换为中间模拟信号VIN。DAC14可以将中间模拟信号VIN提供到放大器16，所述放大器可以根据增益来放大或衰减音频输入信号VIN，以提供音频输出信号VOUT，所述音频输出信号VOUT可以操作扬声器、头戴式受话器换能器、线路电平信号输出和/或其他合适的输出。如图2所示，放大器16可以包括耦合在一起的运算放大器22、输入电阻器28和反馈电阻器30。放大器16可以包括用于放大电信号的任何合适的电路，包括但不限于AB类放大器、D类放大器。如图2所示，输入电阻器28可以每个具有由控制器20控制的可变可控电阻。因此，通过改变输入电阻器28的可变电阻，控制器20可以改变放大器16的增益。出于清楚描述的目的，尽管在图2中将电阻器30描绘为具有固定电阻，在一些实施例中，反馈电阻器30也可以具有可变可控电阻，所述可变可控电阻可以代替输入电阻器28的可变电阻或除了输入电阻器28的可变电阻之外而变化，以控制放大器16的增益。图3是根据本公开的实施例用于图2的音频集成电路的示例放大器16的所选部件的方框图。图3中描绘的放大器16可用于实现图本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种系统，包括：/n阻抗选择器；/n第一开关，所述第一开关耦合在所述阻抗选择器和电压电源之间；以及/n第二开关，所述第二开关耦合在所述阻抗选择器和所述电压电源之间，使得所述第一开关和所述第二开关控制变化电压节点处的变化电压，所述变化电压节点耦合到所述阻抗选择器的输出。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170428 US 15/582,2571.一种系统，包括：
阻抗选择器；
第一开关，所述第一开关耦合在所述阻抗选择器和电压电源之间；以及
第二开关，所述第二开关耦合在所述阻抗选择器和所述电压电源之间，使得所述第一开关和所述第二开关控制变化电压节点处的变化电压，所述变化电压节点耦合到所述阻抗选择器的输出。


2.根据权利要求1所述的系统，其中所述阻抗选择器包括：
第一缓冲器；以及
第二缓冲器；
使得：
所述第一开关耦合在所述第一缓冲器和所述电压电源之间；以及
所述第二开关耦合在所述第二缓冲器和所述电压电源之间；以及
所述第一开关和所述第二开关控制变化电压节点处的变化电压，所述变化电压节点耦合到所述第一缓冲器的输出和所述第二缓冲器的输出。


3.根据权利要求2所述的系统，进一步包括耦合在所述第一缓冲器的输出和所述变化电压节点之间的多个阻抗元件，其中所述多个阻抗元件中的至少一个耦合在所述第一缓冲器的所述输出与所述第二电压的所述输出之间。


4.根据权利要求2所述的系统，其中所述第一缓冲器和所述第一开关被实现为第一三态缓冲器，并且所述第二缓冲器和所述第二开关被实现为第二三态缓冲器。


5.根据权利要求4所述的系统，其中对于所述第一三态缓冲器和所述第二三态缓冲器中的每个：
所述相应三态缓冲器的所述相应缓冲器包括反相器，所述反相器包括与n型场效应晶体管串联的p型场效应晶体管，并且被配置为当启用所述相应三态缓冲器时产生作为输入信号的函数的所述变化电压；以及
所述相应三态缓冲器的所述相应开关包括在所述p型场效应晶体管和所述电压电源之间串联耦合的第二n型场效应晶体管，使得所述第二n型场效应晶体管的体二极管的阴极以及所述P型场效应晶体管的体二极管的阴极共享共用电气节点。


6.根据权利要求5所述的系统，其中所述第二n型场效应晶体管被配置为响应于在所述第二n型场效应晶体管的栅极处接收的启用信号而选择性地启用和禁用所述相应三态缓冲器，使得当启用所述相应三态缓冲器时，所述变化电压是所述输入信号的函数，以及当禁用所述相应三态缓冲器时，禁用所述第二n型场效应晶体管并且所述信号输出处于高阻抗状态下。


7.根据权利要求1所述的系统，其中所述电压电源的电源电压基本恒定。


8.根据权利要求1所述的系统，其中在所述第一开关和所述第二开关中的至少一个的栅极端子和非栅极端子之间的开关电压被限制为预定大小。


9.一种三态缓冲器，包括：
信号输入，用于接收输入信号；
信号输出，用于产生输出信号；
反相器，所述反相器包括与n型场效应晶体管串联的p型场效应晶体管，并且被配置为当启用所述三态缓冲器时产生作为所述输入信号的函数的所述输出信号；以及
第二n型场效应晶体管，所述第二n型场效应晶体管在所述p型场效应晶体管和所述三态缓冲器的电源电压之间串联耦合，使得所述第二n型场效应晶体管的体二极管的阴极以及所述p型场效应晶体管的体二极管的阴极共享共用电气节点，其中所述第二n型场效应晶体管被配置为响应于在所述第二n型场效应晶体管的栅极处接收的启用信号而选择性地启用和禁用所述三态缓冲器，使得当启用所述三态缓冲器时，所述输出信号是所述输入信号的函数，以及当禁用所述三态缓冲器时，禁用所述第二n型场效应晶体管并且所述信号输出处于高阻抗状态下。


10.根据权利要求9所述的三态缓冲器，其中通过所述启用信号来选通所述输入信号，使得当禁用所述三态缓冲器时，禁用所述p型场效应晶体管和所述n型...

【专利技术属性】
技术研发人员：成永捷，朱磊，李桂亨，
申请(专利权)人：思睿逻辑国际半导体有限公司，
类型：发明
国别省市：英国;GB