电压放大系统技术方案

公开了一种电压放大系统，包括：输入放大级，具有第一输入端、第二输入端和第一输出端，其第一输入端接收第一输入信号，其第二输入端接收第二输入信号；输出放大级，耦接于第一电势和第二电势之间，具有第一输入端和输出端，其第一输入端耦接至所述输入放大级的第一输出端，其输出端提供系统输出信号；充放通路，其第一输入端耦接至所述输入放大级的第一输入端，其第二输入端耦接至所述输入放大级的第二输入端，其第一输出端耦接至所述输出放大级的第一输入端，当所述第一输入信号与所述第二输入信号之差超过大于零的第一阈值时，所述充放通路对所述输出放大级的第一输入端放电或者充电，以提高所述系统输出信号的转换速率。

【技术实现步骤摘要】
电压放大系统
本专利技术的实施例涉及电子电路装置，更具体但是并非排它地涉及具有快速转换功能的电压放大系统。
技术介绍
放大器在模数转换器和功率集成电路等应用中扮演了重要角色。按照传统，如图1A所示的电压放大系统100A，可以把放大器划分为两级，输入放大级101，具有第一输入端、第二输入端和第一输出端，其第一输入端接收第一输入信号IN1，其第二输入端接收第二输入信号IN2，输入放大级101将第一输入信号IN1与第二输入信号IN2之差VIN12放大，在其输出端提供第一输出信号VO1。输出放大级102，耦接于第一电势V1和第二电势V2之间，具有第一输入端和系统输出端，其第一输入端耦接至输入放大级101的第一输出端，其输出端提供系统输出信号VOUT。输出放大级102示例而非限制地用于提供较大的电流以驱动负载。如图1B所示的电压放大系统100B，在部分实施例中输入放大级101还具有第二输出端，提供第二输出信号VO2。相应地，输出放大级102也具有第二输入端，以接收输入放大级101的第二输出信号VO2。当输入信号发生突变(第一输入信号IN1突变或者第二输入信号IN2突变导致第一输入信号IN1与第二输入信号IN2之差VIN12突变)时，期望系统输出信号VOUT也能迅速响应。但是，基于以下示例而非限制的原因，输出放大级102的系统输出信号VOUT通常无法迅速变化。(1)由于输出放大级102的晶体管通常需要提供较大电流以驱动高功率负载，故输出放大级102的输入端通常有较大的电容(例如栅极电容或者阱电容)；(2)输出放大级102的第一输入级和系统输出放大级(例如输出晶体管的栅极和漏极之间)的电容具有米勒(miller)效应；(3)通常在输出放大级102的第一输入端耦合一个较大电容进行环路补偿；(4)输入放大级101的充电电流能力和/或放电电流能力有限等原因。图1C示出一个具体的两级放大器100C，两级放大器100C包括输入放大级101和输出放大级102以及补偿电容C1。输入放大级101包括，晶体管N1用以提供偏置电流，晶体管N4和N3(一组对管)用以接收第一输入信号IN1和第二输入信号IN2，晶体管P1和P2(一组对管)作为有源负载并提供第一输出信号VO1；输出放大级102包括，晶体管P3基于输入放大级101的输出信号VO1驱动外接负载，晶体管N2作为晶体管P3的有源负载；补偿电容C1耦接在晶体管P3的栅极和漏极之间。当第一输入信号IN1突然增大时，期望系统输出信号VOUT也随之变大。但是，受到晶体管N1的偏置电流的限制，补偿电容C1放电速度缓慢，从而影响了补偿电容C1另外一端(系统输出端)的电压变化的速率。如何提高放大器的转换速率是本领域技术人员面临的难题。
技术实现思路
考虑到现有技术中的一个或多个问题，提供了一种电压放大系统，提高了转换速率。本专利技术提供了一种电压放大系统，包括：输入放大级，具有第一输入端、第二输入端和第一输出端，其第一输入端接收第一输入信号，其第二输入端接收第二输入信号；输出放大级，耦接于第一电势和第二电势之间，具有第一输入端和输出端，其第一输入端耦接至所述输入放大级的第一输出端，其输出端提供系统输出信号；以及充放通路，具有第一输入端、第二输入端和第一输出端，其第一输入端耦接至所述输入放大级的第一输入端，其第二输入端耦接至所述输入放大级的第二输入端，其第一输出端耦接至所述输出放大级的第一输入端，当所述第一输入信号与所述第二输入信号之差超过大于零的第一阈值时，所述充放通路的输出端由高阻状态转换为吸收或者提供电流。一种电压放大系统，包括，输入放大级，具有第一输入端、第二输入端、第一输出端和第二输出端，其第一输入端接收第一输入信号，其第二输入端接收第二输入信号；输出放大级，耦接于第一电势和第二电势之间，具有第一输入端、第二输入端和输出端，其第一输入端耦接至所述输入放大级的第一输出端，其第二输入端耦接至所述输入放大级的第二输出端，其输出端提供系统输出信号，包括，第一功率管，具有第一端、第二端和控制端，其第一端耦接至或者配置为所述输出放大级的输出端，其第二端耦接至所述第一电势，其控制端耦接至或配置为所述输入放大级的第一输入端，所述第一功率管包括NMOS晶体管或者NPN双极性晶体管；第二功率管，具有第一端、第二端和控制端，其第一端耦接至或者配置为所述输出放大级的输出端，其第二端耦接至所述第二电势，其控制端耦接至或配置为所述输入放大级的第二输入端，所述第二功率管包括PMOS晶体管或者PNP双极性晶体管；以及充放通路，具有第一输入端、第二输入端、第一输出端和第二输出端，其第一输入端耦接至所述输入放大级的第一输入端，其第二输入端耦接至所述输入放大级的第二输入端，其第一输出端耦接至所述输出放大级的第一输入端，其第二输出端耦接至所述输出放大级的第二输入端，当所述第一输入信号与所述第二输入信号之差超过大于零的第一阈值时，所述充放通路对所述输出放大级的第一输入端和第二输入端快速放电；当所述第二输入信号与所述第一输入信号之差大于零的第二阈值时，所述充放通路对所述输出放大级的第一输入端和第二输入端快速充电。本专利技术提供的电压放大系统可以很好的改善放大器的转换速率。附图说明下面将参考附图详细说明本专利技术的具体实施方式，其中相同的附图标记表示相同的部件或特征。图1A～1C示出现有的电压放大系统100A、100B和100C的示意电路图；图2示出根据本专利技术一个实施例的电压放大系统200的示意电路图；图3A～3D示出根据本专利技术一个实施例的电压放大系统300A、300B、300C和300D的示意电路图；图4A～4B示出根据本专利技术一个实施例的电压放大系统400A和400B的示意电路图；图5A～5B示出根据本专利技术一个实施例的电压放大系统500A和500B的示意电路图；图6A～6B示出根据本专利技术一个实施例的电压放大系统600A和600B的示意电路图；图7A～7D示出根据本专利技术一个实施例的电压放大系统700A、700B、700C和700D的示意电路图；图8示出根据本专利技术一个实施例的电压放大系统800的示意电路图；图9示出根据本专利技术一个实施例的电压放大系统900的示意电路图；图10示出根据本专利技术一个实施例的电压放大系统1000的示意电路图；图11示出根据本专利技术一个实施例的电压放大系统1100的示意电路图；图12示出根据本专利技术一个实施例的电压放大系统1200的示意电路图；图13示出根据本专利技术一个实施例的电压放大系统1300的示意电路图；图14示出根据本专利技术一个实施例的电压放大系统1400的示意电路图。具体实施方式在下文的特定实施例代表本专利技术的示例性实施例，并且本质上仅为示例说明而非限制。在以下描述中，为了提供对本专利技术的透彻理解，阐述了大量特定细节。然而，对于本领域普通技术人员显而易见的是：这些特定细节对于本专利技术而言不是必需的。在其他实例中，为了避免混淆本专利技术，未具体描述公知的电路、材料或方法。在说明书中，提及“一个实施例”或者“实施例”意味着结合该实施例所描述的特定特征、结构或者特性包括在本专利技术的至少一个实施例中。术语“在一个实施例中”在说明书中各个位置出现并不全部涉及相同的实施例，也不是相互排除其他实施例或者可变实施例。本说明书中公开的所有特征，或本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电压放大系统，包括：输入放大级，具有第一输入端、第二输入端和第一输出端，其第一输入端接收第一输入信号，其第二输入端接收第二输入信号；输出放大级，耦接于第一电势和第二电势之间，具有第一输入端和输出端，其第一输入端耦接至所述输入放大级的第一输出端，其输出端提供系统输出信号；以及充放通路，具有第一输入端、第二输入端和第一输出端，其第一输入端耦接至所述输入放大级的第一输入端，其第二输入端耦接至所述输入放大级的第二输入端，其第一输出端耦接至所述输出放大级的第一输入端，当所述第一输入信号与所述第二输入信号之差超过大于零的第一阈值时，所述充放通路对所述输出放大级的第一输入端放电或者充电。

【技术特征摘要】
1.一种电压放大系统，包括：输入放大级，具有第一输入端、第二输入端和第一输出端，其第一输入端接收第一输入信号，其第二输入端接收第二输入信号；输出放大级，耦接于第一电势和第二电势之间，具有第一输入端和输出端，其第一输入端耦接至所述输入放大级的第一输出端，其输出端提供系统输出信号；以及充放通路，具有第一输入端、第二输入端和第一输出端，其第一输入端耦接至所述输入放大级的第一输入端，其第二输入端耦接至所述输入放大级的第二输入端，其第一输出端耦接至所述输出放大级的第一输入端，当所述第一输入信号与所述第二输入信号之差超过大于零的第一阈值时，所述充放通路的输出端由高阻状态转换为吸收或者提供电流。2.根据权利要求1所述的电压放大系统，其中，当所述第二输入信号与所述第一输入信号之差超过大于零的第二阈值时，所述充放通路对所述输出放大级的第一输入端充电或者放电。3.根据权利要求1所述的电压放大系统，其中，所述输出放大级包括，第一功率管，具有第一端、第二端和控制端，其第一端耦接至或者配置为所述输出放大级的输出端，其第二端耦接至第一电势或第二电势，其控制端耦接至或者配置为所述输出放大级的第一输入端，所述第一功率管包括NMOS晶体管或者NPN双极性晶体管或者PMOS晶体管或者PNP双极性晶体管。4.根据权利要求2所述的电压放大系统，其中，当所述第二输入信号与所述第一输入信号之差超过所述第二阈值时，所述充放通路的输出端由高阻状态转换为提供或者吸收电流。5.根据权利要求1所述的电压放大系统，其中，所述充放通路包括，第一失调比较器，具有第一输入端、第二输入端和输出端，其第一输入端耦接至所述输入放大级的第一输入端，其第二输入端耦接至所述输入放大级的第二输入端，输出端提供第一开关信号，当所述第一输入信号与所述第二输入信号之差超过所述第一阈值时，所述第一开关信号由无效电平翻转为有效电平；以及第一开关，具有第一端、第二端和控制端，其第一端耦接至所述输出放大级的第一输入端，其第二端耦接至所述第一电势或者所述第二电势，其控制端耦接至所述第一失调比较器的输出端。6.根据权利要求5所述的电压放大系统，其中，所述第一失调比较器包括：第一失调产生装置，具有输入端和输出端，其输入端耦接至所述输入放大级的第一输入端，输出端提供第一失调电压，所述第一失调电压为所述第一输入信号与所述第一阈值之差；以及第一比较器，具有第一输入端、第二输入端和输出端，其第一输入端耦接至所述第一失调产生装置的输出端，其第二输入端耦接至所述输入放大级的第二输入端，其输出端提供所述第一开关信号。7.根据权利要求5所述的电压放大系统，其中，所述充放通路包括：第二失调产生装置，具有输入端和输出端，其输入端耦接至所述输入放大级的第二输入端，其输出端提供第二失调电压，所述第二失调电压为所述第二输入信号与所述第一阈值之和；以及第一比较器，具有第一输入端、第二输入端和输出端，其第二输入端耦接至所述第二失调产生装置的输出端，其第一输入端耦接至所述输入放大级的第一输入端，输出端提供所述第一开关信号。8.根据权利要求1所述的电压放大系统，其中，所述充放通路包括：第一失调放大器，具有第一输入端、第二输入端和输出端，其第一输入端耦接至所述输入放大级的第一输入端，其第二输入端耦接至所述输入放大级的第二输入端，输出端提供第一充放信号，当所述第一输入信号与所述第二输入信号之差超过所述第一阈值时，所述第一失调放大器的输出端发生从吸收电流到提供电流的功能转换；以及第一二极管，其阴极耦接至所述输出放大级的第一输入端，其阳极耦接至所述第一失调放大器的输出端。9.根据权利要求1所述的电压放大系统，其中，所述充放通路包括：第一失调放大器，具有第一输入端、第二输入端和输出端，其第一输入端耦接至所述输入放大级的第一输入端，其第二输入端耦接至所述输入放大级的第二输入端，输出端提供第一充放信号，当所述第一输入信号与所述第二输入信号之差超过所述第一阈值时，所述第一失调放大器的输出端发生从提供电流到吸收电流的功能转换；以及第一二极管，其阳极耦接至所述输出放大级的第一输入端，其阴极耦接至所述第一失调放大器的输出端。10.根据权利要求8所述的电压放大系统，其中，所述第一失调放大器包括：第一失调产生装置，具有输入端和输出端，其输入端耦接至所述输入放大级的第一输入端，输出端提供第一失调电压，所述第一失调电压为所述第一输入信号与所述第一阈值之差；以及第一放大器，具有第一输入端、第二输入端和输出端，其第一输入端耦接至所述第一失调产生装置的输出端，其第二输入端耦接至所述输入放大级的第二输入端，其输出端提供所述第一充放信号。11.根据权利要求9所述的电压放大系统，其中，所述第一失调放大器包括：第一失调产生装置，具有输入端和输出端，其输入端耦接至所述输入放大级的第一输入端，输出端提供第一失调电压，所述第一失调电压为所述第一输入信号与所述第一阈值之差；以及第一放大器，具有第一输入端、第二输入端和输出端，其第一输入端耦接至所述第一失调产生装置的输出端，其第二输入端耦接至所述输入放大级的第二输入端，其输出端提供所述第一充放信号。12.根据权利要求8所述的电压放大系统，其中，所述第一失调放大器包括：第二失调产生装置，具有输入端和输出端，其输入端耦接至所述输入放大级的第二输入端，输出端提供第二失调电压，所述第二失调电压为所述第二输入信号与所述第一阈值之和；以及第一放大器，具有第一输入端、第二输入端和输出端，其第二输入端耦接至所述第二失调产生装置的输出端，其第一输入端耦接至所述输入放大级的第一输入端，其输出端提供所述第一充放信号。13.根据权利要求9所述的电压放大系统，其中，所述第一失调放大器包括：第二失调产生装置，具有输入端和输出端，其输入端耦接至所述输入放大级的第二输入端，输出端提供第二失调电压，所述第二失调电压为所述第二输入信号与所述第一阈值之和；以及第一放大器，具有第一输入端、第二输入端和输出端，其第二输入端耦接至所述第二失调产生装置的输出端，其第一输入端耦接至所述输入放大级的第一输入端，其输出端提供所述第一充放信号。14.根据权利要求1所述的电压放大系统，其中，所述充放通路包括：第一跨导级，具有第一输入端、第二输入端、第一输出端和第二输出端，其第一输入端耦接至所述输入放大级的第一输入端，其第二输入端耦接至所述输入放大级的第二输入端，其第一输出端和第二输出端分别提供第一电流信号和第二电流信号，其中所述第一电流信号与所述第二电流信号之差和所述第一输入信号与所述第二输入信号之差成正比；第一电流减法器，具有第一输入端、第二输入端和输出端，其第一输入端和第二输入端分别接收所述第一电流信号和所述第二电流信号，其输出端提供电流信号对所述输出放大级的第一输入端充电或放电，所述电流信号与所述第一电流信号与所述第二电流信号之差成正比；其中，所述第一跨导级或者所述第一电流减法器的至少一组对管或者对阻为不匹配。15.根据权利要求14所述的电压放大系统，其中，所述第一跨导级包括：第一电流源，具有第一端和第二端，其第一输入端耦接至第三电势；第一电阻，具有第一端和第二端，其第一端耦接至所述第一电流源的第二端；第二电阻，具有第一端和第二端，其第一端耦接至所述第一电流源的第二端；第一晶体管，具有第一端、第二端和控制端，其第二端耦接至所述第一电阻的第二端，其控制端耦接至所述输入放大级的第一输入端；第二晶体管，具有第一端、第二端和控制端，其第二端耦接至所述第二电阻的第二端，其控制端耦接至所述输入放大级的第二输入端；第三晶体管，具有第一端、第二端和控制端，其第一端耦接至所述第一晶体管的第一端，其第二端耦接至第四电势，其控制端耦接至其第一端；第四晶体管，具有第一端、第二端和控制端，其第一端耦接至所述第二晶体管的第一端，其第二端耦接至第四电势，其控制端耦接至其第一端；第五晶体管，具有第一端、第二端和控制端，其第二端耦接至第四电势，其控制端耦接至所述第三晶体管的控制端；第六晶体管，具有第一端、第二端和控制端，其第二端耦接至第四电势，其控制端耦接至所述第四晶体管的控制端；第七晶体管，具有第一端、第二端和控制端，其第一端耦接至所述第五晶体管的第一端，其第二端耦接至所述第三电势，其控制端耦接至其第一端；第八晶体管，具有第一端、第二端和控制端，其第一端耦接至所述第六晶体管的第一端，其第二端耦接至所述第三电势，其控制端耦接至其第一端；第九晶体管，具有第一端、第二端和控制端，其第一端提供所述第一电流信号，其第二端耦接至所述第三电势，其控制端耦接至所述第七晶体管的控制端；以及第十晶体管，具有第一端、第二端和控制端，其第一端提供所述第二电流信号，其第二端耦接至所述第三电势，其控制端耦接至所述第八晶体管的控制端；所述第一电流减法器包括：第三电阻，具有第一端和第二端，其第一端耦接至所述第九晶体管的第一端，其第二端耦接至第四电势；第四电阻，具有第一端和第二端，其第一端耦接至所述第十晶体管的第一端，其第二端耦接至第四电势；第三放大器，具有第一输入端、第二输入端和输出端，其第一输入端耦接至所述第三电阻的第一端，其第二输入端耦接至所述第四电阻的第一端；第十一晶体管，具有第一端、第二端和控制端，其第二端耦接至所述第四电阻的第一端，其控制端耦接至所述第三放大器的输出端；第十二晶体管，具有第一端、第二端和控制端，其第一端耦接至所述第十一晶体管的第一端，其第二端耦接至所述第三电势，其控制端耦接至其第一端；以及第十三晶体管，具有第一端、第二端和控制端，其第一端提供所述电流信号，其第二端耦接至所述第三电势，其控制端耦接至所述第十二晶体管的控制端。16.根据权利要求14所述的电压放大系统，其中，所述第一跨导级包括：第二电流源，具有第一端和第二端，其第一输入端耦接至第三电势；第五电阻，具有第一端和第二端，其第一端耦接至所述第二电流源的第二端；第六电阻，具有第一端和第二端，其第一端耦接至所述第二电流源的第二端；第十四晶体管，具有第一端、第二端和控制端，其第二端耦接至所述第五电阻的第二端，其控制端耦接至所述输入放大级的第一输入端；第十五晶体管，具有第一端、第二端和控制端，其第二端耦接至所述第六电阻的第二端，其控制端耦接至所述输入放大级的第二输入端；第十六晶体管，具有第一端、第二端和控制端，其第一端耦接至所述第十四晶体管的第一端，其第二端耦接至第四电势，其控制端耦接至其第一端；第十七晶体管，具有第一端、第二端和控制端，其第一端耦接至所述第十五晶体管的第一端，其第二端耦接至第四电势，其控制端耦接至其第一端；第十八晶体管，具有第一端、第二端和控制端，其第一端提供所述第二电流信号，其第二端耦接至第四电势，其控制端耦接至所述第十六晶体管的控制端；以及第十九晶体管，具有第一端、第二端和控制端，其第一端提供所述第一电流信号，其第二端耦接至第四电...

【专利技术属性】
技术研发人员：王锐，
申请(专利权)人：成都芯源系统有限公司，
类型：发明
国别省市：