用于放大器电源控制的设备和方法技术

本发明专利技术提供了用于放大器电源控制的设备和方法。在某些实施方式中，放大器包括输入放大级和用于产生用于所述输入放大级的高功率电源和低功率电源的电源控制块。所述电源控制块接收指示所述放大器的共模输入电压的参考信号，且所述电源控制块调节所述高功率电源和所述低功率电源的电压电平，同时保持所述高功率电源和所述低功率电源之间的基本恒定电压差。所述电源控制块基于所述参考信号改变所述高功率电源和所述低功率电源的所述电压电平，使得所述高功率电源和所述低功率电源的所述电压电平关于所述共模输入电压移动。

Apparatus and method for amplifier power control

The invention provides an apparatus and a method for controlling an amplifier power supply. In some embodiments, the amplifier includes an input amplification stage and a power control block for generating a high power supply and a low power supply for the input amplifier stage. The reference signal input common mode voltage of the power supply control module receives the instructions of the amplifier, and the voltage level of the power supply control block to adjust the power supply and the low power supply, while maintaining the high power between the power supply and the low power supply constant voltage difference. The voltage level of the power supply control block based on the reference signal to change the power supply and the low power supply, so that the voltage level of the power supply and the low power supply on the common mode input voltage of the mobile.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术的实施方案涉及电子装置，且更具体而言涉及放大器。
技术介绍
一种放大器(诸如运算放大器)可包括用于实现放大器的整体性能的一个或多个放大级。例如，放大器可包括级联的用以实现放大器的所需总增益的放大级。放大器的输入级可对放大器的性能具有相对较大的影响。例如,放大器的共模输入电压运行范围可由输入级的共模输入电压运行范围限制。此外，输入级的线性可是重要的，因为使用输入级产生的信号可由随后的增益级放大。存在对具有改进性能的放大器的需要。此外，还存在对具有改进线性且在不依靠电容耦合的情况下可在宽范围的共模输入电压内运行的放大级的需要。
技术实现思路
在一个实施方案中，放大器包括第一输入端、第二输入端、被配置为放大第一输入端和第二输入端之间的电压差以产生第一放大信号的第一放大级，和被配置为接收指示第一输入端的电压或第二输入端的电压中的至少一个的参考信号的电源控制块。电源控制块被配置为产生用于第一放大级的高功率电源和低功率电源。电源控制块进一步被配置为至少部分基于参考信号来控制高功率电源的电压电平和低功率电源的电压电平。电源控制块进一步被配置为从第一高压电源和第二高压电源产生低功率电源和高功率电源。在另一实施方案中，放大器包括第一输入端、第二输入端、被配置为放大第一输入端和第二输入端之间的电压差以产生第一放大信号的第一放大级，和被配置为接收指示第一输入端的电压或第二输入端的电压中的至少一个的参考信号的用于电源控制的装置。电源控制装置被配置为产生用于第一放大级的高功率电源和低功率电源。电源控制装置进一步被配置为至少部分基于参考信号来控制高功率电源的电压电平和低功率电源的电压电平。电源控制装置进一步被配置为从第一高压电源和第二高压电源产生低功率电源和高功率电源。在另一实施方案中，提供了一种对放大器提供电力的方法。所述方法包括接收第一高压电源和第二高压电源，从第一高压电源和第二高压电源产生低功率电源和高功率电源，接收指示放大器的第一输入端的电压或放大器的第二输入端的电压中的至少一个的参考信号，至少部分基于参考信号来控制高功率电源和低功率电源的电压电平，由高功率电源和低功率电源对放大器的输入放大级提供电力，和由第一高压电源和第二高压电源对放大器的输出放大级提供电力。【附图说明】图1A是放大器的一个实施方案的示意图。图1B是放大器的另一实施方案的示意图。图2A是放大器的一个实施方案的电路图。图2B是放大器的另一实施方案的电路图。图3A是放大器的另一实施方案的电路图。图3B是放大器的另一实施方案的电路图。图4是电源电压对放大器的一个实施例的共模输入电压的曲线图。图5是电源控制块的一个实施方案的电路图。图6是放大器的另一实施方案的电路图。图7是放大器的另一实施方案的示意图。【具体实施方式】某些实施方案的以下详细描述呈现了本专利技术的具体实施方案的各种描述。然而，本专利技术可以如由权利要求书所定义和覆盖的多种不同方式体现。在本说明书中，参考附图，其中类似的参考数字指示相同或功能相似的元件。可使用包括低压晶体管和高压晶体管的过程来制造某些放大器。低压晶体管相对于高压晶体管可具有增强的性能，诸如较高跨导、低闪烁噪声和/或每单位面积的较低偏移。然而，低压晶体管相对于高压晶体管也可具有较低击穿电压。例如在场效应晶体管(FET)实施方式中，低压FET可具有比采用相同制造工艺制作的高电压FET低的漏极到源极和/或栅极到源极击穿电压。放大器的输入放大级可对放大器的整体性能具有相对较大影响。因此,可取的是，输入放大级具有高性能，诸如低噪声、低功耗、高线性，和/或至少从轨到轨延伸的相对较宽共模输入电压运行范围。由于低压晶体管可相对于高压晶体管提供增强性能，所以可取的是，在放大器的输入放大级(诸如在输入晶体管差分对)中使用低压晶体管。然而，在输入晶体管差分对中使用低压晶体管可导致低压晶体管达到击穿电压超过放大器的运行条件的全部或一部分，诸如共模输入电压的某些值。[0021 ] 提供了。在某些实施方式中，放大器包括输入放大级和用于产生用于输入放大级的高功率电源和低功率电源和电源控制块。电源控制块接收指示由放大器所经历的共模输入电压的参考信号，且电源控制块调节高功率电源和低功率电源的电压电平，同时保持高功率电源和低功率电源之间的基本恒定电压差。电源控制块基于参考信号改变高功率电源和低功率电源的电压电平，使得高功率电源和低功率电源的电压电平关于共模输入电压移动。通过以此方式配置电源控制块，输入放大级可被有利地配置低压晶体管，而不超过共模输入电压运行范围的低压晶体管的击穿电压。图1A是放大器10的一个实施方案的示意图。放大器10包括第一或输入放大级2、第二放大级6、第三或输出放大级8和电源控制块30。放大器10可例如用作运算放大器。放大器10包括正或非反相输入电压端Vin+、负或反相输入电压端Vin_和输出电压端Vout。第一放大级2包括非反相输入la、反相输入lb、非反相输出3a和反相输出3b。第二放大级6包括非反相输入4a、反相输入4b和输出5。第三放大级8包括输入7和输出9。第一放大级2的非反相和反相输入la、Ib分别电连接到放大器10的非反相和反相输入电压端vin+、Vin_。第一放大级2的非反相和反相输出3a、3b分别电连接到第二放大级6的非反相和反相输入4a、4b。第二放大级6的输出5电连接到第三放大级8的输入7，且第三放大级8的输出9电连接到放大器10的输出电压端Vwt。放大器10可用于放大在非反相和反相输入电压端Vin+、Vin_上接收的差分输入电压信号以在输出电压端Vwt上产生放大输出电压信号。例如，第一放大级2可用于放大非反相和反相输入电压端vin+、Vin_之间的差分以在第一放大级2的非反相和反相输出3a、3b之间产生放大电压信号，其可由第二放大级6和第三放大级8进一步放大以在输出电压端Vout上产生放大输出电压信号。通过使用多个放大级(其中多个装置，两个或多个，诸如第一、第二和第三放大级2、6、8)可实现放大器10的所需总开环增益。例如，在一些配置中，放大器10的增益可约等于第一放大级2的增益、第二放大级6的增益和第三放大级8的增益的乘积。因此，放大级可级联以获得放大器10的所需总增益。此外，在放大器10中使用多个放大级可相对于使用单级的放大器而辅助增加输入阻抗和/或减少放大器10的输出阻抗。第一或输入放大级2可对放大器10的性能具有相对较大的影响。例如，由于非反相和反相输入电压端Vin+、vin_分别电连接到第一放大级2的非反相和反相输入端la、lb，放大器10的共模输入电压运行范围可受第一放大级2的共模输入电压运行范围影响。此外，第一放大级2的线性和/或噪声可对放大器10的整体性能具有相对较大影响。例如，使用第一放大级2产生的非线性信号组分和/或噪音可进一步由第二和第三放大级6、8放大。电源控制块30包括电压控制块31和电压源32且可用于产生用于第一放大级2的高功率电源Vpwkh和低功率电源VPm。虽然图1A-2B示出电压控制块31之间的信号路径中的电压源32，且直接或间接地，高功率电源Vpra，但是在替代实施方案中，电压源32可处于电压控制块31之间的信号路径中，且直接或间接地，低功率电源VPm，或在如后面结本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种放大器，其包括：第一输入端；第二输入端；第一放大级，其被配置为放大所述第一输入端和第二输入端之间的电压差以产生第一放大信号；和电源控制块，其被配置为接收指示所述第一输入端的电压或所述第二输入端的电压中的至少一个的参考信号，其中所述电源控制块被配置为产生用于所述第一放大级的高功率电源和低功率电源，且其中所述电源控制块进一步被配置为至少部分基于所述参考信号来控制所述高功率电源的电压电平和所述低功率电源的电压电平，且其中所述电源控制块进一步被配置为从第一高压电源和第二高压电源产生所述低功率电源和高功率电源。

【技术特征摘要】
2012.07.17 US 13/551,4351.一种放大器，其包括: 第一输入端； 第二输入端； 第一放大级，其被配置为放大所述第一输入端和第二输入端之间的电压差以产生第一放大信号；和 电源控制块，其被配置为接收指示所述第一输入端的电压或所述第二输入端的电压中的至少一个的参考信号，其中所述电源控制块被配置为产生用于所述第一放大级的高功率电源和低功率电源，且其中所述电源控制块进一步被配置为至少部分基于所述参考信号来控制所述高功率电源的电压电平和所述低功率电源的电压电平，且其中所述电源控制块进一步被配置为从第一高压电源和第二高压电源产生所述低功率电源和高功率电源。2.根据权利要求1所述的放大器，其中所述电源控制块被配置为控制所述高功率电源和所述低功率电源之间的电压差为基本恒定。3.根据权利要求2所述的放大器，其中所述电源控制块包括电压源和电压控制块，其中所述电压控制块被配置为基于所述参考信号来控制所述低功率电源或所述高功率电源中的一个的电压电平，且其中所述电压源被配置为控制所述低功率电源或所述高功率电源中的另一个的电压电平，使得所述高功率电源和所述低功率电源之间的电压差为基本恒定。4.根据权利要求2所述的放大器，其中所述放大器还包括输出放大级，其中所述输出放大级被配置为放大所述第一放大信号以产生输出信号，且其中所述输出放大级使用所述第一高压电源和所述第二高压电源来提供电力，且其中所述第二高压电源和第一高压电源之间的电压差大于所述高功率电源和所述低功率电源之间的电压差。5.根据权利要求4所述的放大器，其中所述电源控制块进一步被配置为以所述第一高压电源的电压电平钳位所述低功率电源的所述电压电平并以所述第二高压电源的电压电平钳位所述高功率电源的所述电压电平。6.根据权利要求4所述的放大器，其中所述第一放大级包括多个低压晶体管且其中所述输出放大级包括多个高压晶体管，其中所述高压晶体管具有比所述低压晶体管高的击穿电压。7.根据权利要求1所述的放大器，其还包括输入斩波电路和输入斩波控制电路，其中所述输入斩波电路被配置为基于由所述输入斩波控制电路产生的斩波时钟信号来周期地斩波所述第一输入端和第二输入端，其中所述输入斩波控制电路由所述高功率电源和所述低功率电源提供电力。8.根据权利要求1所述的放大器，其还包括第二放大级，所述第二放大级被配置为放大所述第一输入端和第二输入端之间的电压差以产生第二放大信号，其中所述第二放大级由所述高功率电源和所述低功率电源提供电力。9.根据权利要求8所述的放大器，其还包括共模检测和控制块，其中所述第一放大级包括低电压η型输入晶体管差分对，且其中所述第二放大级包括低电压P型输入晶体管差分对，且其中所述共模检测和控制块被配置为检测所述第一输入端和第二输入端的共模电压以产生检测的共模电压，且其中所述共模检测和控制块进一步被配置为基于所述检测的共模电压而选择性地使能所述第一放大级和所述第二放大级中的每个，其中所述低电压η型输入晶体管差分对的击穿电压和所述低电压P型输入晶体管差分对的击穿电压不适合于与所述第一高压电源或所述第二高压电源操作。10.根据权利要求9所述的放大器，其还包括第三放大级、第四放大级和输出端，其中所述第三放大级被配置为组合所述第一放大信号和所述第二放大信号以产生第三放大信号，且其中所述第四放大级被配置为放大所述第三放大信号以在所述输出端产生输出信号，且其中所述第三放大级使用所述高功率电源和所述低功率电源来提供电力，且其中所述第四放大级使用第一高压电源和第二高压电源来提供电力。11.根据权利要求1所述的放大器，其还包括共模检测块，所述共模检测块被配置为基于所述第一输入端和第二输入端的共模电压产生所述参考信号。12.根据权...

【专利技术属性】
技术研发人员：M·雷辛格，
申请(专利权)人：美国亚德诺半导体公司，
类型：发明
国别省市：