功率放大器的制造方法_2

文档序号:9813694阅读:来源:国知局
的放电过程,因此SVR节点处的电压被钳位在约Vcc/4处。该钳位电压进而可以通过两个偏置电阻器R4和R5分别耦合到放大器对N2的两个放大器AMP+和AMP-的非反相输入端,以便为其提供输入偏置电压。
[0023]尽管在图3中示出了两个电阻器Rl和R2,但是本领域的普通技术人员应当明白,在电源和地之间串联的分压电阻器的数目并不限于两个,只要它们可以根据需要分割电源电压以获得期望的分压值便可以采用任意数目的电阻器。
[0024]放大器对N2如以上参照图1所示例的那样被配置,并且通常包括一对放大器(即第一放大器AMP+和第二放大器AMP-)以及四个反馈电阻器Rfl、Rf2、Rel和Re2,这些电阻器通常稱合在这对放大器的相应输出和输入之间。在一个实施例中,电阻器Rfl的阻值可以优选地被设置为电阻器Rel的阻值的16倍,即Rfl = 16Rel,并且Rf2的阻值优选地被设置为电阻器Rel和Re2的阻值的20倍,即Rf2 = 20Rel = 20Re2。但本发明并不限于任何特定的电阻器数目或其阻值,根据实际应用需要和性能要求,可以相应地调整反馈电阻器的数目和阻值。
[0025]在实际应用中,输入信号、例如音频信号可以通过电容器C_in被输入到第一放大器AMP+的第一输入端,即非反相输入端。该电容器C_in滤除了音频信号的直流分量,从而使得净信号被输入到放大器AMP+的非反相输入端。交流地(ACGND)可以通过电容器(:_acgnd与第二放大器AMP-的第一输入端、即非反相输入端稱合。电容器C_in和C_acgnd都是外部耦合电容并且通常具有220nF的电容值。
[0026]与图1所示的放大器电路相比,图3中所示的根据本发明的实施例的功率放大器电路进一步包括偏置电路N3。
[0027]在一个实施例中,该偏置电路N3可以包括两个缓冲放大器(或简称为缓冲器)BI和B2,其中缓冲器BI和B2中的每一个具有至少一个输入端和一个输出端。
[0028]缓冲放大器BI的一个输入端与输入节点、即SVR节点耦合,其输出端与缓冲放大器B2的第一输入端(B卩,反相输入端)耦合。在本实施例中,缓冲放大器BI可以被配置为:当功率放大器电路正常操作时(即,电源保持在Vcc不变),对其输入SVR节点的电压Vsvr进行放大,例如放大至2倍,而当电源电压从Vcc下降到Vcc/2时,将其输入端的电压Vsvr直接输出而不进行放大,从而在其输出端得到电压Vsvr。缓冲放大器BI是否对其输入进行放大可以根据内部电路(未示出)的控制来切换。例如,如果电源电压的下降超过预定阈值,则内部电路可以触发缓冲放大器BI从两倍增益的放大器切换到单位增益的放大器。
[0029]此外,在缓冲放大器BI的输出端与缓冲放大器B2的第一输入端(即,反向输入端)之间可以进一步耦合一个电阻器R7。通过该配置,SVR节点处的电压可以经由缓冲放大器BI以及电阻器R7而耦合到缓冲放大器B2的第一输入端。
[0030]缓冲放大器B2的第二输入端(即,非反相输入端)可以耦合到SVR节点。在缓冲放大器B2的第一输入端和输出端Vob之间可以f禹合一个反馈电阻器R8。在本实施例中,电阻器R7的电阻值可以优选地被设置为电阻器R8的电阻值的2倍,即R7 = 2R8。
[0031]缓冲放大器B2的输出Vob进而可以通过两个偏置电阻器Rbl和Rb2分别耦合到放大器对N2的两个放大器AMP+和AMP-的反相输入端,以便为其提供输入偏置电压。
[0032]两个串联的偏置电阻器Rbl和Rb2与反馈电阻器Rel和Re2并联连接在一对放大器AMP+和AMP-的反相输入端之间。在本实施例中,Rbl的阻值可以优选地被设置为Rfl的一半,即Rfl = 2Rbl,而Rb2的阻值可以优选地被设置为Rf2的一半,即Rf2 = 2Rb2。
[0033]在另一个实施例中,偏置电路N3可以进一步包括另一个缓冲放大器B3,其耦合在SVR节点和缓冲放大器B2的第二输入端(B卩,非反相输入端)之间。缓冲放大器B3用于将输入处的电压,即SVR节点处的电压Vsvr传递到其后的电路,即缓冲放大器B2。作为一个示例,缓冲器B3可用单位增益缓冲放大器来实现,例如通过将运算放大器的输出端及其反相输入端连接在一起、并且将信号源耦合到非反相输入端来构成。在理想情况下,缓冲器B3的输入电阻为无穷大,并且它的输出电阻为零,从而缓冲器B3可以防止其后的电路B2不会不可接受地加载之前的电路而干扰其期望的操作。
[0034]在上述结构的示例中,其中设置了 Rl = 3R2、R4 = R5、Rfl = 2Rbl = 16Rel、Rf2=2Rb2 = 20Rel = 20Re2并且R7 = 2R8。在该示例中,当功率放大器电路正常操作时,即电源电压没有下降并且保持在Vcc时,此时SVR节点的电压Vsvr是Vcc/4 ;并且由于放大器AMP+和AMP-的内在特性,放大器的输入被偏置在Vcc/4。同时,缓冲放大器B2的非反相输入端为Vcc/4,由于运算放大器的特性,因此缓冲放大器B2的反相输入端也是Vcc/4。在电源电压正常的情况下,缓冲放大器BI将其输入电压放大两倍并且输出2Vsvr,即Vcc/2。考虑到R7与R8阻值的比例关系,缓冲放大器B2的输出Vob将为Vcc/8。由此,可以得到放大器AMP+和AMP-输出端的偏置电压分别为Vcc/4+(Vcc/4-Vcc/8) XRfl/Rbl = Vcc/2和Vcc/4+(Vcc/4-Vcc/8) XRf2/Rb2 = Vcc/2。也就是说,在电源电压正常的情况下,放大器对N2的输出OUTP和OUTM均被偏置在Vcc/2。
[0035]在这个示例中,第一放大器AMP+的交流增益是(Rfl/ (Rbl (Rel+Re2) /(Rbl+Rel+Re2))) = 10,并且第二放大器 AMP-的交流增益是-(Rf2/(Rel+Re2)) =-10。因此,可以得到总共26dB的交流增益。本领域的技术人员应当明白,交流增益可以根据需要通过调整反馈电阻器Rfl、Rf2、Rel和Re2及偏置电阻器Rbl和Rb2的阻值而改变,本发明并不限于任何特定的设置。
[0036]在上述示例中,当进入启动-停止过程,电源电压从Vcc下降到Vcc'(例如,Vcci = Vcc/2)时,由于在SVR节点处连接的大电容Csvr,因此SVR节点处的电压Vsvr仍然被保持在Vcc/4,并且缓冲放大器B2的非反相输入端及其反相输入端也保持在Vcc/4。此时,由于电源电压的下降,内部电路(未示出)触发缓冲器BI以从2倍电压增益的放大器切换为单位增益的放大器来操作,从而输出电压约等于Vsvr,即Vcc/4。在这种情况下,电阻器R7两端的电压为零,从而没有电流流过电阻器R7和R8。其结果是,缓冲放大器B2的输出端Vob升高至Vcc/4。相应地,此时Rbl两端的电压也为零,并且没有电流流过Rbl,从而放大器对N2的第一放大器AMP+的直流输出也是Vcc/4 = Vcc' /2。也就是说,OUTP的当前输出偏置电压仍然是当前电源电压Vcc'的一半。类似地,OUTM的当前输出偏置电压也是当前电源电压Vcc'的一半。因此,放大器对N2或整个功率放大器电路的输出偏置电压的直流输出随着电源电压Vcc的下降而成比例地降低,从而保证整个功率放大器电路的正确操作。
[0037]图4示出了说明根据本发明的实施例的功率放大器电路的一个示例的操作性能的仿真结果。在该仿真中,正常的电源电压Vcc被设置到12V,当汽车引擎重新启动时下降至IJ6V。从图4中可以看出,当电源电压从12V跳变到6V时(如图4(a)所示),功率放大器电路的偏置电压从6V调整到3V(如图4(c)所示)。在这个过程期间钳位电压Vsv
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