具有不同輸入/輸出共模電壓的電路裝置的製作方法

2023-12-11 16:11:37

專利名稱：具有不同輸入/輸出共模電壓的電路裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及電路裝置，特別是涉及一輸入及輸出共模電壓具有不同數值的具有不同輸入/輸出共模電壓的電路裝置，例如一放大器電路。
背景技術：
在一般串級放大器的電路中，都會要求輸入/輸出的共模電壓(commonmode voltage)Vcm一樣。如果不一樣，必須要加上AC耦合(couple)電路，來防止共模電壓Vcm的不一樣而造成電路偏離正常的偏壓點(bias point)太多而不能正常工作。但是當電源所提供的電壓(power supply voltage)降低時，若還是輸入/輸出的共模電壓Vcm一樣的話，會使得輸出可用的搖擺範圍(swing)降低。
而一般在RF系統中，混頻器(mixer)後面接上OP類型的反向放大器(inverting amplifier)時，必須要使兩者的輸入/輸出的共模電壓Vcm一樣。若是輸入/輸出的共模電壓Vcm不同時，則必須在混頻器與反向放大器之間加上一緩衝器(buffer)做為直流電平偏移(level shifter)的用。
因此，在電源電壓愈來愈低的趨勢下，提供一個輸入及輸出共模電壓具有不同數值的放大器電路是很重要的課題。

發明內容
因此本發明的目的之一是提供一個輸入及輸出共模電壓具有不同數值的具有不同輸入/輸出共模電壓的電路裝置。
依據本發明的實施例，是披露一種具有不同輸入/輸出共模電壓的電路裝置，其包含有一電路單元，具有至少一輸入端及至少一輸出端，該電路單元用來於該輸入端接收一輸入訊號並於該輸出端產生一輸出訊號，該輸入端上具有一輸入共模電壓值，該輸出端上具有一輸出共模電壓值；一回授路徑，耦接於該輸出端以及該輸入端之間；以及一電流源，耦接於該輸入端，用來提供一直流電源；其中該直流電源流經該回授路徑所產生的壓降，會使得該輸入共模電壓值與該輸出共模電壓值不相等。


圖1顯示依據本發明一實施例的具有不同輸入/輸出共模電壓的電路裝置應用於串級放大器的示意圖。
圖2顯示依據本發明另一實施例的具有不同輸入/輸出共模電壓的電路裝置應用於串級放大器的示意圖。
圖3顯示依據本發明另一實施例的具有不同輸入/輸出共模電壓的電路裝置應用於混波器的示意圖。
圖4顯示依據本發明另一實施例的具有不同輸入/輸出共模電壓的電路裝置應用於混波器的示意圖。
附圖符號說明20、20』串極放大器21 前級放大器22、22』放大器電路221 運算放大器222、223電流源31 混波器R1、R2 電阻R3、R4 回授阻抗具體實施方式
以下參考附圖詳細說明依據本發明的實施例所披露的具有不同輸入/輸出共模電壓的電路裝置。
圖1顯示依據本發明一實施例的具有不同輸入/輸出共模電壓的電路裝置22，其中輸出端的共模電壓Vcmo高於輸入端的共模電壓Vcmi。圖2顯示依據本發明另一實施例的具有不同輸入/輸出共模電壓的電路裝置22』，其中輸出端的共模電壓Vcmo低於輸入端的共模電壓Vcmi。如圖1與圖2所示，放大器電路22(22』)是與一前級放大器21串接形成一串級放大器20(20』)。
如圖1與圖2所示，本實施例的具有不同輸入/輸出共模電壓的電路裝置22(22』)除了具有電路單元(例如運算放大器)221、回授阻抗R3與R4、與電阻R1與R2以提供訊號放大功能之外，還包含了兩個電流源222與223。該電流源222與223分別連接於運算放大器221的兩個輸入端以提供直流電流，藉以在回授阻抗R3(R4)上產生電壓差，使該放大器電路22的輸入端的共模電壓Vcmi與輸出端的共模電壓Vcmo不同。如本領域的技術人員所熟知，由於運算放大器的輸入等效電阻(即自其輸入端看進去的等效電阻值)通常為一非常大的數值(例如，較並聯於用一節點的回授阻抗R3或R4大十倍以上)，則絕大部份的直流電流將不會流入運算放大器中，而使得調整共模電壓的效果能夠達到最佳。
圖1的具有不同輸入/輸出共模電壓的電路裝置22中，由於輸出端的共模電壓Vcmo要高於輸入端的共模電壓Vcmi，因此電流源222與223的另一端接地。所以，在此情形下，運算放大器221的輸出端會產生一調整電流Ic流經回授阻抗R3(R4)與電流源222(223)。所以，在回授阻抗R3(R4)上會產生一壓降，使輸出端的共模電壓Vcmo高於輸入端的共模電壓Vcmi。而電流源222(223)的電流值則視回授阻抗R3(R4)的值及輸出端的共模電壓Vcmo與輸入端的共模電壓Vcmi的電壓差來決定，以使得所產生的調整電流Ic滿足以下關係式Vcmo-Vcmi＝Ic×R3Vcmo-Vcmi＝Ic×R4圖2的具有不同輸入/輸出共模電壓的電路裝置22』中，由於輸出端的共模電壓Vcmo要低於輸入端的共模電壓Vcmi，因此電流源222與223的另一端連接電源電壓Vdd。所以，在此情形下，電流源222(223)會產生一調整電流Ic流經回授阻抗R3(R4)至運算放大器221的輸出端。所以，在回授阻抗R3(R4)上會產生一壓降，使輸出端的共模電壓Vcmo低於輸入端的共模電壓Vcmi。而電流源222(223)的電流值則視回授阻抗R3(R4)的值及輸出端的共模電壓Vcmo與輸入端的共模電壓Vcmi的電壓差來決定，以使得所產生的調整電流Ic滿足以下關係式Vcmi-Vcmo＝Ic×R3Vcmi-Vcmo＝Ic×R4
除了使用於串級放大器的應用之外，本發明的實施例所述的具有不同輸入/輸出共模電壓的電路裝置亦可使用於其它應用領域，例如作為耦接於混波器31後級的反向放大器，關於此應用的組態請參考圖3及圖4。由於其操作原理與圖1及圖2所述相似，故不在此贅述。
須注意的是，上述圖1、2、3、及4中所示的電流源222及223如本領域的技術人員所熟知，可單純使用一電阻器、或者使用由MOS電晶體所組成的電流鏡結構、或者其它能夠提供直流電流的電路組態來實現。
因此，根據圖1、2、3、及4所示，本發明的實施例所披露的放大器電路22、22』可根據需要具有不同輸入/輸出共模電壓。故即使兩級的放大器的輸入/輸出共模電壓不同時，亦可正常工作，而不需要藉由AC耦合電容或緩衝器來調整。
此外，雖然本發明的實施例是以差動放大器電路為例進行說明，但是本領域的技術人員應可理解，本發明的實施例所述的技術亦可應用於單端放大器結構、乃至於任何需要於不同的輸入/輸出共模電壓的下進行操作的電路裝置中。
以上雖以實施例說明本發明，但並不因此限定本發明的範圍，只要不脫離本發明的要旨，可進行各種變形或變更。
權利要求
1.一種具有不同輸入/輸出共模電壓的電路裝置，其包含有一運算放大器，於至少一輸入端接收一輸入訊號，並於至少一輸出端產生一輸出訊號，且該至少一輸入端的共模電壓高於該至少一輸出端的共模電壓；一回授阻抗，耦接於所述運算放大器的輸入端與輸出端；以及一電流源，具有一第一端連接於所述運算放大器的輸入端與所述回授阻抗，以及一第二端連接於一電源電壓，藉以提供一直流電流給所述回授阻抗。
2.如權利要求1所述的具有不同輸入/輸出共模電壓的電路裝置，其中所述運算放大器為一差動放大器。
3.如權利要求1所述的具有不同輸入/輸出共模電壓的電路裝置，其中所述運算放大器為一單端放大器。
4.一種具有不同輸入/輸出共模電壓的電路裝置，其包含有一運算放大器，於至少一輸入端接收一輸入訊號，並於至少一輸出端產生一輸出訊號，且該至少一輸入端的共模電壓低於該至少一輸出端的共模電壓；一回授阻抗，耦接於所述運算放大器的輸入端與輸出端；以及一電流源，具有一第一端連接於所述運算放大器的輸入端與所述回授阻抗，以及一第二端接地，藉以接收所述回授阻抗所傳送過來的一直流電流。
5.如權利要求4所述的具有不同輸入/輸出共模電壓的電路裝置，其中所述運算放大器為一差動放大器。
6.如權利要求4所述的具有不同輸入/輸出共模電壓的電路裝置，其中所述運算放大器為一單端放大器。
7.一種具有不同輸入/輸出共模電壓的電路裝置，其包含有一電路單元，具有至少一輸入端及至少一輸出端，該電路單元用來於該輸入端接收一輸入訊號並於該輸出端產生一輸出訊號，該輸入端上具有一輸入共模電壓值，該輸出端上具有一輸出共模電壓值；一回授路徑，耦接於該輸出端以及該輸入端之間；以及一電流源，耦接於該輸入端，用來提供一直流電源；其中該直流電源流經該回授路徑所產生的壓降，會使得該輸入共模電壓值與該輸出共模電壓值不相等。
8.如權利要求7所述的具有不同輸入/輸出共模電壓的電路裝置，其中該電路單元的輸入等效電阻值大於十倍的該回授路徑的等效電阻值。
9.如權利要求7所述的具有不同輸入/輸出共模電壓的電路裝置，其中該電路單元包含有一運算放大器。
10.如權利要求7所述的具有不同輸入/輸出共模電壓的電路裝置，其中該回授路徑包含有一電阻。
全文摘要
一種具有不同輸入/輸出共模電壓的電路裝置，其包含有一電路單元，具有至少一輸入端及至少一輸出端，該電路單元用來於該輸入端接收一輸入訊號並於該輸出端產生一輸出訊號，該輸入端上具有一輸入共模電壓值，該輸出端上具有一輸出共模電壓值；一回授路徑，耦接於該輸出端以及該輸入端之間；以及一電流源，耦接於該輸入端，用來提供一直流電源；其中該直流電源流經該回授路徑所產生的壓降，會使得該輸入共模電壓值與該輸出共模電壓值不相等。
文檔編號H03F3/45GK1805272SQ20051000462
公開日2006年7月19日 申請日期2005年1月14日 優先權日2005年1月14日
發明者李朝政, 陳宗明 申請人:瑞昱半導體股份有限公司