低靜態電流頭戴式耳機驅動器的製造方法

2023-10-11 06:31:49 2

低靜態電流頭戴式耳機驅動器的製造方法
【專利摘要】本發明提供了低靜態電流頭戴式耳機驅動器，其中涉及低靜態電流放大器和具有多個放大器（例如，AB類和B類放大器）的驅動器，所述多級放大器協同工作以將信號的全部或部分單獨放大成將被組合為統一信號的多個放大信號。第二放大器的操作從屬於第一放大器的操作。每個放大器可以自己具有反饋環路，各反饋環路提供相同增益傳遞函數，以對準多級放大信號的轉變。第一放大器的操作可以使用第一放大器中信號、級或跨導的複製進行檢測。第一和第二放大器的操作可以在相同閥值被轉變，例如，第二放大器可以在提供增加或減少電流與提供零電流之間轉變，而第一放大器可以在提供恆電流與提供增加或減少電流之間轉變。
【專利說明】低靜態電流頭戴式耳機驅動器
[0001]相關申請的交叉引用
[0002]本申請要求於2012年9月7日提交的美國臨時專利申請第61/698，384號的優先權，其全部內容通過引證結合於此。
【技術領域】
[0003]本發明涉及驅動器，更具體地涉及低靜態電流頭戴式耳機驅動器。
【背景技術】
[0004]用於放大信號電壓和/或電流的放大器被用在包括驅動器的許多電路中。雖然放大器通常增加信號功率，但是功率放大器被專門設計用於顯著增加信號功率。驅動器通常包括一個或多個功率放大器來執行工作，例如向負載提供電流或從負載汲取電流。在各種各樣的應用中，驅動器將信號驅動至負載，從音頻頭戴式耳機中的音頻信號到通信線(例如電話線、同軸電纜和乙太網電纜)中的數據、音頻和視頻信號。
[0005]放大器結構受許多因素影響，包括功能(例如，放大範圍，信號頻率帶寬)，性能(例如，信號質量，放大線性度，噪聲抑制)，製造成本(例如，晶片或電路板面積消耗)，實施成本(例如，所需要的附加組件)以及操作成本(例如，功率消耗)。在前述因素中的一個或多個方面，改善放大器結構是可取和有利的。
[0006]對於許多移動和固定的應用，降低功率消耗通常是有利的。例如，在依靠電池的行動裝置(例如蜂窩電話、平板電腦和音樂播放器)中，消費者認為更長的電池壽命是期望的功能，但是高靜態電流降低了電池的壽命。當放大器運行時，靜態電流流動，但是不執行任何工作。然而，降低靜態電流通常降低放大器的功能和/或性能，同時由於需要附加的線路(例如開關調節器和昂貴的外部電感器)而增加了放大器的實施成本。因此，常規的可攜式設備通常缺乏高保真音頻或長電池壽命。
[0007]幾類放大器表現出不同的靜態電流特性。例如，A類放大器在沒有信號的情況下消耗電流，即，其具有大的靜態電流，這使得對於低功耗應用是沒有吸引力的。B類放大器在沒有信號的情況下不消耗電流，但是具有會使其信號質量劣化的交叉失真。AB類放大器比A類放大器具有更小的靜態電流，以及比B類放大器具有更小的交叉失真。
[0008]通過在放大器內實施不止一個放大器級，可以達到改善性能和更低靜態電流之間的折中。一個技術是採用AB類放大器級向負載提供更低水平的輸出功率，以及B類放大器級向負載提供更高水平的輸出功率。然而，放大級的控制是困難的。對用於激活和停用放大器級的閥值的差的控制會造成放大級與非線性放大之間的不期望轉變，從而降低性能。良好的閥值控制通常需要附加的線路，這增加了製造和/或實施成本，並且由於產生影響穩定性的更大寄生電容，還會導致降低性能。
[0009]因此，需要通過克服放大器之間閥值和放大不匹配並且與常規技術相比不增加或降低製造成本、實施成本和操作成本，來向多級放大器和控制線路提供改善性能從而能夠提供放大器級與線性放大之間的平滑轉變，由此克服現有技術中缺點和不足。
【發明內容】

[0010]針對低靜態電流放大器和具有多個放大器(例如，AB類和B類放大器)的驅動器描述了方法、系統和裝置，其中多個放大器協同工作以將全部或部分信號獨立地放大為多個放大信號，其中多個放大信號組合為統一信號，其中第二放大器的操作從屬於第一放大器的操作，每個放大器可以具有其自己的反饋迴路，其中反饋迴路提供相同增益傳遞函數以使多個放大信號的轉變對齊，第一放大器的操作可以使用第一放大器中信號、級或跨導的複製進行檢測，以及第一和第二放大器的操作可以在相同的閥值被轉變，例如，在第一放大器需要轉變所需操作時，第二級放大器被激活，這通過在沒有增加或降低製造、實施和/或操作成本的情況下，克服了放大器之間的閥值和放大不匹配，從而產生了提供放大信號與線性放大之間平滑轉變的改善性能的低靜態電流放大器和驅動器，正如在附屬權利要求中更完整的描述正如本文結合至少一個附圖進行描述的那樣。
[0011 ] 根據本發明的實施方式，提供一種裝置，包括:第一放大器，被配置為接收第一信號並將所述第一信號放大為第一放大信號；第二放大器，被配置為接收所述第一信號並將所述第一信號放大為第二放大信號，所述裝置被配置為將所述第一放大信號和所述第二放大信號組合為組合的放大信號；以及控制器，被配置為使所述第二放大器的操作從屬於所述第一放大器的操作。
[0012]其中，所述第一放大器被配置為放大所述第一信號的第一部分；其中，所述第二放大器被配置為放大所述第一信號的第二部分；以及其中所述第一部分與所述第二部分是不同的。
[0013]其中，所述第一部分包括所述第一信號的全部。
[0014]其中，所述裝置被配置為響應於激活信號達到激活閾值，激活所述第二放大器對所述第一信號的放大；以及其中所述第二放大器在所述第一放大信號達到所述激活閥值之前是無效的。
[0015]其中，所述第二放大器在偏置提供給所述第二放大器後被激活，以及當基於所述第一放大信號的偏置信號達到偏置閥值時提供所述偏置。
[0016]其中，所述控制器被配置為複製所述第一放大信號，所複製的信號表示所述第一放大器的操作。
[0017]其中，所述第一放大器包括耦接到第一級的輸出端的第二級；其中，所述控制器包括耦接到所述第一級的輸出端的所述第二級的至少一部分的複製品；以及其中所述複製品的操作向所述控制器提供所述第一放大信號的複製品。
[0018]其中，所述第一放大器包括第一反饋，以及所述第二放大器包括第二反饋。
[0019]其中，所述第一反饋與所述第二反饋的反饋增益比是實質相同的。
[0020]其中，所述第一放大器包括AB類放大器，以及所述第二放大器包括B類放大器。
[0021]其中，所述第一放大器和所述第二放大器被配置為由G類調製電源供電。
[0022]其中，所述裝置包括位於所述第一放大器和所述第二放大器之前的信號路徑中的多級環路濾波器或積分器，所述多級環路濾波器或積分器的第一級包括具有增益A的增益級，以及所述多級環路濾波器或積分器的第二級包括具有第一跨導的跨導級以及具有第一電容的差分電容負載，所述增益級提供低噪音性能和單位增益交叉頻率，所述單位增益交叉頻率會在不存在所述增益級的情況下，另外地需要大於所述第一跨導的第二跨導以及大於所述第一電容的第二電容。
[0023]根據本發明的實施方式，提供一種方法，包括:接收第一信號；在第一放大器中，將所述第一信號放大為第一放大信號；在第二放大器中，將所述第一信號放大為第二放大信號；將所述第一放大信號和所述第二放大信號組合為組合的放大信號；以及通過所述第二放大器的操作從屬於所述第一放大器的操作，控制所述第一放大器和所述第二放大器的操作。
[0024]其中，所述第一放大器放大所述第一信號的第一部分；其中，所述第二放大器放大所述第一信號的第二部分；以及其中，所述第一部分與所述第二部分是不同的。
[0025]其中，該方法進一步包括:檢測基於所述第一放大信號的激活信號已經達到激活閥值；以及在所述激活閥值，激活所述第二放大器對所述第一信號的放大，其中在所述激活信號達到所述激活閥值之前，所述第二放大器是無效的。
[0026]其中，該方法進一步包括:在激活所述第二放大器對所述第一信號的放大之前:檢測基於所述第一放大信號的偏置信號已經達到偏置閥值；以及向所述第二放大器提供偏置。
[0027]其中，該方法進一步包括:複製所述第一放大信號，所複製的信號表示所述第一放大器的操作。
[0028]其中，該方法進一步包括:向所述第一放大器提供第一反饋；以及向所述第二放大器提供第二反饋，其中所述第一放大器和所述第二放大器是具有基本相同增益傳遞函數的不同類放大器，使得所述第一放大信號和所述第二放大信號被對準以用於組合。
[0029]根據本發明的另一實施方式，提供一種裝置，包括:第一輸出級，被配置為接收第一信號的第一部分並將所述第一信號的所述第一部分放大為第一放大信號；第二輸出級，被配置為接收所述第一信號的第二部分並將所述第二部分放大為第二放大信號，所述第一部分和所述第二部分是不同的，其中所述第一部分和所述第二部分中的每個是所述第一信號全部和少於所述第一信號全部中的一個；所述裝置被配置為將所述第一放大信號和所述第二放大信號組合為組合的放大信號；第一反饋，耦接到所述第一輸出級的輸出端;第二反饋，耦接到所述第二輸出級的輸出端，所述第一反饋和所述第二反饋具有相同的相應反饋增益比；以及具有所述第一輸出級的複製品的激活控制，所述激活控制被配置為通過所述複製品的操作，使所述第二放大器的操作從屬於所述第一放大器的操作。
[0030]其中，該裝置進一步包括:第一輸入級，具有被耦接到所述第一輸出級的輸入端和所述複製品的輸入端的輸出端。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0031]通過結合隨附附圖，前述
【發明內容】
以及下面的詳細描述將變得更加易於理解。被組合於此並形成本規範一部分的隨附附圖，示出多個實施例，並與相應的描述一起進一步用作解釋本發明涉及的原理，並使本領域的技術人員能夠使用所公開的技術。然而，實施例不局限於本文所公開的具體實施。除非明確指出共用編號，每個附圖表示部分不同或完全不同的實施例，其中，與其他實施例的類似組件相比，在每個實施例中的組件和步驟故意用不同的編號表示。參考數字編號的最左邊數字表示參考數字編號首次出現的附圖的編號。[0032]圖1示出頭戴式耳機驅動器系統的示例性實施例的框圖。
[0033]圖2示出gmC環路濾波器電路的示例性實施例。
[0034]圖3示出AB/B類放大器的示例性實施例的框圖。
[0035]圖4示出AB/B類放大器的示例性實施例的框圖。
[0036]圖5示出AB/B類放大器激活控制的示例性實施例的框圖。
[0037]圖6示出AB/B類放大器和激活控制的示例性實施例的框圖。
[0038]圖7示出AB/B類放大器和激活控制的實施例的示例性性能。
[0039]圖8示出響應於正弦波輸入的AB/B類放大器和激活控制的實施例的示例性性能。
[0040]圖9示出AB/B類放大器和激活控制電路的示例性實施例。
[0041]圖10示出操作AB/B類放大器和激活控制的方法的示例性實施例。
[0042]現將參考隨附的附圖描述示例性實施例。
【具體實施方式】
[0043]1.介紹
[0044]現將參考結合所描述和要求的主題的特徵的實施例，所述實施例的示例在附圖中示出。雖然將結合各個實施例描述本發明技術，但是應當理解，實施例不意旨限制本發明技術。所述主題的範圍不限於所公開的實施例。相反，本技術旨在覆蓋本文中所限定的實施例的替代、修改和等同，這些會包括在所附權利要求所包括的精神和範圍內。此外，在下列詳細描述中，很多具體細節被闡述，以提供對本發明技術的透徹理解。然而，本發明技術可以在沒有這些具體細節的情況下進行實施。在其他實例中，本文沒有詳細描述眾所周知的方法、步驟、組件和電路，以不必要地模糊了所闡述的各個方面。
[0045]在本說明書中所提及的「實施例」、「示例」表示所描述的主題可以包括特定的特徵、結構、特性或步驟。然而，其他實施例不一定包括特定特徵、結構、特性或步驟。而且，「實施例」、「示例」等不一定指的是相同的實施例。進一步地，當結合實施例描述特定特徵、結構、特性或步驟時，提出其在本領域的技術人員的知識範圍內，從而實現結合其他的實施例的這種特徵、結構或特性，而不管這些其他實施例是否被清楚地描述。
[0046]在下列描述和附屬權利要求中所使用的特定術語指的是特定系統組件和配置。本領域的技術人員應當明白，不同的技術專家和公司可以用不同的名字表示相同的組件。所述實施例的討論不旨在用不同名稱而不是功能來區分組件。在下列討論以及附屬權利要求中，術語「包括」和「包含」以開放式方式使用，因此應當解釋為「包括但不限於」。而且，術語「耦接」或「耦接到」指的是間接或直接電氣連接。因此，如果第一設備耦接到第二設備，所述連接可以通過直接電氣連接或經由其他設備和連接的間接電氣連接。
[0047]I1.示例性低靜態電流頭戴式耳機驅動器
[0048]現將針對低靜態電流放大器和具有多個放大器(例如，AB類和B類放大器)的驅動器描述方法、系統和裝置，所述多個放大器協同工作來將信號的全部或部分單獨放大成將被組合為統一信號的多個放大信號。正如將要描述的，第二放大器的操作從屬於或以其他方式附屬於第一放大器的操作。每個放大器可以具有其自己的反饋迴路，其中反饋迴路提供相同增益傳遞函數以使多個放大信號的轉變(transition)—致。第一放大器的操作可以使用第一放大器中的信號、級或跨導的複製進行檢測。所述複製和/或反饋控制可以允許每個放大器在相同閥值轉變。例如，第一和第二放大器的操作可以在相同閥值轉變，例如，在第一放大器需要為期望的操作轉變時，第二放大器可以被激活。通過在沒有增加或甚至降低製造、實施和操作成本的情況下，克服放大器之間的閥值和放大的不匹配，使得低靜態電流放大器和驅動器提供放大信號與線性放大之間平滑轉變的改善性能。
[0049]在一個實施例中，裝置(例如，放大器，驅動器)包括第一放大器，其被配置為接收第一信號並將所述第一信號放大為第一放大信號；第二放大器，其被配置為接收第一信號並將其放大為第二放大信號，其中所述裝置被配置為將第一和第二放大信號組合和統一為組合的或統一的放大信號；以及控制器被配置為使第二放大器的操作從屬於第一放大器的操作。
[0050]第一和第二放大器可以是相同類別的放大器，或者他們可以是不同類別的放大器。例如，第一放大器可以包括AB類放大器，以及第二放大器可以包括B類放大器。作為另一個示例，每個放大器可以是相同的普通類型，例如兩級米勒補償放大器。每個放大器的類別可以由每個相應放大器的結構和/或操作限定。類似地，一個或多個放大器可以通過電源調製被表現為不同的類別。例如，第一和第二放大器可以被配置為由G類或H類調製電源供電。
[0051]第一放大器可以被配置為放大第一信號的第一部分，而第二放大器可以被配置為放大第一信號的第二部分。第一部分和第二部分可以相同或不同，並且每個部分可以包括第一信號全部或少於第一信號的全部中的一個。
[0052]第二放大器的激活信號可以是第一放大信號，或可以基於(例如，得自於)第一放大信號，或可以是提供第一放大器的操作指示的另一個信號。當激活信號達到激活或轉變閥值時，所述裝置可以被配置為轉變放大。通過這樣的方式，第二放大器的操作從屬於或以其他方式依賴於第一放大器的操作。例如，在所述閥值，所述設備可以激活第二放大器對第一信號的放大和轉變第一放大器對第一信號的放大，其中所述第二放大器在第一放大信號達到所述閥值之前可以是無效的。
[0053]第二放大器可以在偏置被提供給第二放大器後被激活，當基於第一放大信號的偏置信號達到偏置閥值時，所述偏置被提供。像激活信號一樣，所述偏置信號也可以是第一放大信號，或可以基於(例如得自於)第一放大信號，或可以是提供第一放大器的操作指示的另一個信號。所述偏置閥值可以比所述激活閥值或偏移閥值更低，以準備激活第二放大器。
[0054]第一放大器的操作可以使用第一放大器中信號、級或跨導的複製進行檢測。例如，控制器可以被配置為複製第一放大器的部分或全部，並使用所述複製指示第一放大器的操作。所述複製可以是第一放大信號的複製、第一放大器中的跨導的複製或第一放大器中的組件或級的複製。所述複製可以是第一放大器的被複製部分的全比例(即，等於)複製、小於或大於第一級放大器的被複製部分。
[0055]第一和第二放大器中的一個或兩者全部可以具有多級。例如，第一放大器可以具有被耦接到第一級的輸出端的第二級。控制器中的複製可以包括被耦接到第一級的輸出端的第二級的至少一部分的複製。第一級的輸出可以被耦接到第二級的輸入端和所述複製的輸入端。所述複製的操作可以向控制器提供第一放大信號的複製。
[0056]第一和第二放大器中的每個可以具有反饋。例如，第一放大器可以包括第一反饋，以及第二放大器可以包括第二反饋。由第一反饋和第二反饋提供的反饋增益可以是基本相同的，以使得第一放大器和第二放大器具有相同的增益傳遞函數。結果，第一和第二放大信號在轉變期間可以是一致的。一致導致與突然相對的平滑轉變。例如，在第一放大器的操作相對於一個或多個轉變閥值上升、下降、趨穩或其他轉變時，第二放大器的激活或停用期間，會發生轉變。限幅和箝位是操作中其他轉變類型的示例。
[0057]在某些實施例中，所述設備可以包括在第一和第二放大器之前的信號路徑中的傳統或新穎的多級環路濾波器或積分器。在新穎的實施中，多級環路濾波器或積分器的第一級可以包括具有增益A的增益級，以及第二級可以包括具有第一跨導的跨導級和具有第一電容的差分電容負載。新穎增益級的優勢是提供低噪音性能和單位增益交叉頻率，其在在缺乏增益級的情況下將會另外地要求第二跨導大於第一跨導以及第二電容大於第一電容。與常規技術相比，這種新穎技術降低了製造、實施和操作成本。
[0058]在另一個實施例中，方法包括接收第一信號；在第一放大器中，將第一信號放大為第一放大信號；在第二放大器中，將第一信號放大為第二放大信號；將第一和第二放大信號組合為組合的放大信號；以及通過使第二放大器的操作從屬於第一放大器的操作，控制第一和第二放大器的操作。第一和第二放大器相應放大第一信號的第一和第二部分。這些部分可以是相同的，或者他們可以是不同的，並且每個部分可以包括第一信號全部或少於第一信號的全部中的一個。
[0059]所述方法可以進一步包括:檢測出基於第一放大信號的激活信號已經達到激活閥值；以及接著，作為對達到激活閥值的響應，激活第二放大器對第一信號的放大和轉變第一放大器對第一信號的放大，其中在所述激活信號達到激活閥值之前，第二放大器是無效的。在相同時間轉變兩個放大器的共用閥值有助於降低轉變期間的失真。在轉變之前，例如，激活第二放大器對第一信號的放大和轉變第一放大器對第一信號的放大之前，所述方法可進一步包括檢測出基於第一放大信號的偏置信號已經達到偏置閥值；以及向第二放大器提供偏置，以準備激活第二放大器。
[0060]在某些實施例中，所述方法進一步包括複製第一放大信號，其中所複製的信號表示第一放大器的操作。在各個實施例中，第一放大器的操作可以使用第一放大器中用於檢測第一放大器操作的信號、組件或級或跨導的複製進行檢測。所述複製可以是第一放大器的被複製部分的全比例(即，等於)複製、小於或大於第一級放大器的被複製部分。
[0061]在某些實施例中，所述方法可以進一步包括向第一放大器提供第一反饋；向第二放大器提供第二反饋。第一放大器和第二放大器可以是相同類或不同類的放大器。然而，他們可以具有基本相同的信號增益傳遞函數，以使得第一和第二放大信號被對準以供組合。因此，由第一放大器提供的反饋增益和由第二反饋提供的反饋增益可以提供向第一級和第二級放大器提供基本相同增益傳遞函數的反饋增益。
[0062]在另一個實施例中，裝置可以包括第一輸出級，其被配置為接收第一信號的第一部分並將所述第一信號的第一部分放大為第一放大信號；以及第二輸出級，其被配置為接收第一信號的第二部分並將其放大為第二放大信號。第一部分和第二部分可以相同或不同，並且每個部分可以包括第一信號全部或少於第一信號的全部中的一個。所述裝置被配置為將第一和第二放大信號組合為組合的放大信號。第一反饋被耦接到第一輸出級的輸出端，以及第二反饋被耦接到第二輸出級的輸出端。雖然第一和第二反饋中的特定組件和值不需要是相同的，但是第一與第二反饋的反饋增益比率可以是基本相同的，以使得第一放大器和第二放大器具有基本相同的增益傳遞函數。所述裝置可以進一步包括激活控制，其可以具有第一輸出級的複製，以檢測第一放大器的操作。所述裝置可以進一步包括第一輸入級，其具有被耦接到第一輸出級的輸入端和所述複製的輸入端的輸出端。根據由所述複製所表示的操作，所述激活控制被配置為使第二放大器的操作從屬於第一放大器的操作。
[0063]圖1示出頭戴式耳機驅動器系統的示例性實施例的框圖。如圖1所示，頭戴式耳機驅動系統100包括gmC環路濾波器105、D2S (即差分對單端轉換器)109.AB/B類放大器111、G類電源112和揚聲器116。揚聲器116表示這個示例性驅動器是音頻驅動器，但這種驅動器可以是任何驅動器。所示出的驅動器被耦接在差分輸入埠 101與單端輸出埠115之間。
[0064]所示出的驅動器具有反饋網絡，其包括兩組串聯耦接的電阻Ra和Rb。第一組串聯耦接電阻Ra和Rb被耦接在第一輸入端101與輸出端115之間。第一組串聯耦接的電阻Ra與Rb之間的串聯連接被耦接至gmC環路濾波器105的正輸入端Vip。第二組串聯耦接的電阻Ra和Rb被耦接在第二輸入端101與接地端GND之間。第二組串聯耦接的電阻Ra與Rb之間的串聯連接被耦接至gmC環路濾波器105的負輸入端Vim。當然，在其他實施例中，可以實施無反饋或不同的驅動器反饋。
[0065]差分輸入Vin在差分輸入埠 101被提供給驅動器。差分輸入Vin經由輸入電阻Ra被耦接到gmC環路濾波器105的差分輸入端Vip和Vim。gmC環路濾波器105包括跨導放大器gm、以及被跨接在gmC環路濾波器105的差分輸出端Vop、Vom之間的差分負載電容C0
[0066]圖2示出gmC環路濾波器電路(例如gmC環路濾波器105)的示例性實施例。在圖2所示的實施例中，gmC環路濾波器105是包括第一級205和第二級210的一階環路濾波器。第一級205包括具有增益A的增益級。第二級210包括具有差分負載電容的跨導放大器。通過放大器217a和217b與器件Mb的反饋的配置，緩衝被提供在增益級205與跨導級210之間。gmC環路濾波器105還可以被認為是三級，例如，如果放大器217a和217b被認為是中間級的話。gmC環路濾波器105是具有差分輸入端Vim、Vip和差分輸出端Vop、Vom的差分電路。
[0067]第一級205包括電流源212、增益電晶體Ma和增益電阻Re。通過差分輸入節點Vim、Vip所接收的差分信號控制增益電晶體Ma的相應柵極節點，其中所述增益電晶體是PMOS電晶體。增益電晶體Ma的源極節點被耦接到電流源212。電流源212向增益電晶體Ma提供電流i0，其中所述電流源212被耦接到正電源VDD。而又根據由提供給增益電晶體Ma的柵極節點的差分輸入信號提供的控制，增益電晶體Ma向增益電阻Re提供電流。增益電阻Re作為負載電阻操作。增益電阻Re的第一節點被分別耦接到增益電晶體Ma在節點215a和215b的漏極節點。增益電阻Re的相反節點被耦接到負電源電壓Vneg。因此，電壓跨過增益電阻Re發展(develop),其中所述Re具有相對於通過差分輸入節點Vim、Vip所接收的差分輸入信號的電壓水平的增益A。放大器217a、217b的正輸入節點被分別耦接到節點215a、215b。放大器217a、217b被配置為與器件Mb反饋，以提供緩衝，並將第一級205中的節點215a、215b上的電壓驅動到第二級210中的節點221a、221b上。第二級210包括電流源電晶體Me、電流源電阻Re、差分負載電容C、跨導電晶體Mb、跨導電阻Rd和放大器217a、217b。電流源電阻Re的第一節點被耦接到正電源電壓VDD，而他們的第二端子被耦接到相應的電流源電晶體Mc的源極節點。電流源電晶體的漏極節點被耦接到跨導電晶體Mb的相應漏極節點。電流源電晶體Mc的柵極節點被耦接到公共模式電壓反饋Vcmfb，並由所述公共模式電壓反饋Vcmfb控制向跨導電晶體Mb提供適當的電流。跨導電晶體Mb的柵極節點被耦接到放大器217a、217b的相應輸出端，並由放大器217a、217b的相應輸出端控制。跨導電晶體Mb的源極節點在節點221a、221b被分別耦接到跨導電阻Rd的第一節點。至放大器217a、217b的負節點的反饋也被耦接到節點221a、221b。跨導電阻Rd的第二節點被耦接到負電源電壓Vneg。跨導電晶體Mb和電阻Rd將放大器217a、217b的輸出端的差分電壓轉換為差分電流。差分電容C被跨接在輸出節點Vop、Vom之間。
[0068]通過所述問題和解決方案的說明，第一級205和第二級210的結構和操作的原因更加易於理解。音頻驅動器具有相對低的帶寬，例如O到20kHz。在相對低頻率的情況下，期望的是感興趣的信號具有高的增益。因為積分器提供高的DC增益，所以積分器非常適合這樣的應用。更寬的帶寬操作通常需要更多的功率，並且增加了整個寬帶的穩定水平的難度。為了限制帶寬，積分器需要低頻單位增益交叉，其通常由跨導(gm)除以大電容得到。這需要大電容或低跨導(gm)。低跨導的問題是其增加噪音，其中所述噪音由跨導的平方根倒數給出。因此，大的跨導減少噪音，但是增加單位增益交叉頻率，而減少單位增益交叉頻率的更大的電容增加了組件成本和裝置尺寸。目標是以小的電容降低實施低噪音積分器的成本，其中所述低噪音積分器具有低頻單位增益交叉和DC高增益。
[0069]解決方案是在第一級205添加增益，以及按比例調節(scale)第二級210中的跨導和電容，以用小的電容實現低噪音以及低頻單位增益交叉。跨導電阻Rd有助於按比例調節第二級210的跨導。這導致第二級的小的跨導和小的電容實現低噪音、低頻單位增益交叉和小電容的目的。跨接第一級和第二級的總體跨導由第一級205的跨導除以Rd/Rc的比率給出。Rd的範圍可以是幾十萬歐姆到幾百萬歐姆。因此，在第一級205實施跨導放大器允許在第二級210實施不同的、更小的跨導和更小的電容，其中所述跨導放大器具有跨導gm和增益A並將放大信號作為隔離電壓輸入提供給第二級210，這是因為第一級基本降低了噪音。
[0070]在這種實施中，第二級210實施具有第一跨導的跨導級和具有第一電容的差分負載電容C。本實施提供低噪音性能和單位增益交叉頻率，其中單位增益交叉頻率將會在缺乏增益級的情況下，另外地需要大於第一跨導的第二跨導以及大於第二級中實現的第一電容的第二電容。例如，在Rd/Rc比為25的一個實施例中，具有4pF值的差分負載電容C為環路濾波器105提供大約400kHz的帶寬。與常規技術相比，這種新穎技術降低了製造、實施和操作成本。
[0071]本結構的另一個優勢是環路濾波器105可以是一階環路濾波器。傳統的頭戴式耳機驅動器需要高階環路濾波器，以抑制他們輸出級的非線性和電力供應幹擾。然而，AB/B類放大器111的高增益允許環路濾波器105是更簡單的一階環路濾波器，而不管由G類電源112引起的故意電源變化。
[0072]返回圖1，差分對單端塊D2S109將來自gmC環路濾波器105的差分輸出端Vop、Vom的差分信號轉換為輸入給AB/B類放大器111的單端信號Vi。D2S109確保整個驅動器的合適信號增益，以提供所需要的動態範圍(DR)。其他實施例可以實施或可以不實施差分對單端轉換器。[0073]AB/B類放大器111接收單端信號Vi並生成具有輸出電壓Vo和輸出電流1的輸出信號Vout，所述輸出信號Vout通過輸出節點115輸出至揚聲器116。揚聲器116被耦接在輸出節點115與接地端GND之間。AB/B類放大器111被示出為由G類電源112供電。當輸出電壓Vo上升超出閥值時，G類電源112增加用於AB/B類放大器111中的驅動器輸出級的電力供應。當輸出電壓Vo下降到低於閥值時，G類電源112減少用於AB/B類放大器111中的驅動器輸出級的電力供應。因此，G類電源112有效降低功率消耗。
[0074]AB/B類放大器111的示例性結構和操作在其他的圖3_9中示出。如這些實施例所示，AB/B類放大器111提供具有固有對準(alignment)的放大器轉變閥值的自適應B類驅動器控制，以克服B類激活閥值VthB和AB類轉變閥值VthAB的對準不準確和對準缺乏。在AB/B類放大器中，AB類放大器可以放大小信號，而B類放大器放大更大的信號。隨著輸出電壓Vo和輸出電流1增加，B類放大器提供輸出電流1的增加份額。轉變AB類放大器和激活B類放大器的轉變閾值的準確性缺乏導致效率損失和線性度劣化，也就是說，更高的操作成本和更低的性能。本文所公開的自適應B類驅動器控制固有地對準A類和AB類放大器的轉變閥值，從而產生改善的性能和降低的功率消耗。
[0075]圖3示出AB/B類放大器的示例性實施例的高層框圖。AB/B類放大器111包括AB類放大器301、控制器或激活控制302以及B類放大器303。在其他實施例中，放大器301、303可以是相同的類別或不同的類別，並且這些類別可以與AB類和B類相同或不同。AB類放大器301和B類放大器303中的每個可以包括例如兩級米勒補償的放大器。在其他實施例中，AB類放大器301和B類放大器303可以包括具有一級或多級的另一种放大器類型。
[0076]結構示出AB類放大器301和B類放大器303中的每個接收和放大相同的輸入信號Vi。AB類放大器301將輸入信號電壓Vi放大為第一放大信號，即,AB類輸出電流1AB。B類放大器303將輸入信號電壓Vi放大為第二放大信號，即，B類輸出電流1B。AB/B類放大器111被配置為將AB類輸出信號1AB和B類輸出信號1B組合或統一成組合的或統一的放大信號，即具有輸出電壓VO的AB/B類輸出電流Ιο。
[0077]控制器或激活控制302被配置為使B類放大器303的操作從屬於AB類放大器301的操作。一個放大器的操作從屬於另一個放大器的操作被定義為放大器的操作之間存在依賴或相互依賴的連結，其中一個放大器的操作使另一個放大器的操作轉變或調整。
[0078]圖4示出AB/B類放大器的示例性實施例的更詳細框圖。AB/B類放大器111包括AB類放大器301、控制器或激活控制302以及B類放大器303。在這個實施例中，AB類放大器301被示為具有AB類反饋401，而B類放大器303被示為具有B類反饋403。AB類反饋401和B類反饋403彼此相互獨立。然而，當使AB類放大器301和B類放大器303協同工作在一起而作為一個放大器執行時，轉變閥值與放大的信號之間的適當一致對於避免統一的放大輸出信號的非線性或突然失真是重要的。
[0079]在某些實施例中，由AB類反饋401和B類反饋403提供的反饋增益可以是基本相同的，使得第一放大器和第二放大器具有基本相同的增益傳遞函數。基本相同被定義為具有公差+/-10%的相同。在其他實施例中，由AB類反饋401和B類反饋403提供的反饋增益可以是不同的，但是AB類放大器301和B類放大器303的整體增益傳遞函數可以是基本相同的。作為傳遞函數一致的結果，AB類放大輸出信號和B類放大輸出信號可以在轉變期間是成比例保持一致。傳遞函數一致導致與突然相對的平滑轉變。例如，在激活和停用以及其他轉變類型期間，在一個或多個放大器的操作中會發生這些轉變，這是因為第一放大器的操作關於一個或多個轉變閥值上升和下降。
[0080]圖5示出AB/B類放大器和激活控制的示例性實施例的框圖。AB/B類放大器111包括AB類放大器301、控制器或激活控制302以及B類放大器303。在這個實施例中，激活控制302包括偏移激活控制501和偏置激活控制502。儘管這個實施例示出激活控制被應用於B類放大器303，但是激活控制302可以應用於一個或多個放大器。偏移可以通過放大來限定或消除輸入信號的一部分，以使得放大器放大少於輸入信號的全部。一個或多個偏移可以限制特定放大器放大信號的範圍。偏置可以準備使放大器轉變，例如激活、停用等。
[0081]偏移激活控制501包括AB類複製級503、偏移閥值發生器504和偏移激活信號發生器505。AB類複製級503包括一些方面、特性(例如，跨導)、特徵、組件、級或AB類放大器301中的信號的部分或全部的複製品，以複製並從而檢測AB類放大器301的操作。例如，控制器可以被配置為複製第一放大器的部分或全部，並使用所述複製來指示第一放大器的操作。所述複製可以是第一放大器的被複製部分的全比例(即，等於)複製，小於或大於第一放大器的被複製部分。所述複製允許與AB類放大器的操作的發生並行(即同步或同時)檢測操作。這確保多個放大信號的轉變的時序對準。如果多個放大器中的轉變是基於相同信號和相同閥值，則多個放大器的轉變閥值被固有保持一致，以確保多個放大信號的轉變同時發生。
[0082]偏移激活控制501 (具體地，AB類複製級503)從AB類放大器301直接或間接接收一個或多個信號。一個或多個信號的目的是向激活控制302提供有關AB類放大器301的操作的信息。作為示例，在某些實施例中，AB類放大器301可以包括多個級，例如第一級和第二級。輸入至偏移激活控制501的信號可以包括AB類放大器301的第一級的輸出。
[0083]在如圖5所示的實施例中，一個或多個信號被提供給AB類複製級503。如果AB類複製級503複製AB類放大器301的第二級，接著，AB類放大器301的第二級和AB類複製級503中所複製的第二級接收AB類放大器301的第一級的輸出，並且並行操作。AB類複製級503的輸出被提供給偏移激活信號發生器505，其中所述AB類複製級503的輸出指示並行於操作的發生的AB類放大器301的實時操作。
[0084]偏移閥值發生器504生成通過放大限定或消除輸入信號Vi的一部分的偏移閥值，以使得B類放大器303放大比輸入信號Vi的全部要少的一部分。例如，偏移閥值發生器504可以在B類放大器303被激活和停用之前，生成AB類放大器301必須達到的一個或多個操作閥值(例如，放大電流的水平，放大電壓的水平)。偏移閥值發生器504向偏移激活信號發生器505提供偏移閥值。
[0085]偏移激活信號發生器505處理(例如，比較，減，加)從AB類複製級503所接收的AB類放大器301的操作指示和從偏移閥值發生器504所接收的偏移閥值，並將結果作為偏移激活控制信號506輸出至B類放大器303。
[0086]偏置激活控制502包括AB類複製級507、偏置閥值發生器508和偏置激活信號發生器509。AB類複製級507可以包括與AB類複製級503相同的複製、附加複製或不同複製。在本實施例中，AB類複製級503、507中的每個包括AB類放大器301的第二級的複製，以及輸入至複製的信號包括AB類放大器301的第一級的輸出。AB類複製級507的輸出被提供給偏置激活信號發生器509，其中所述AB類複製級507的輸出指示並行於操作的發生的AB類放大器301的實時操作。
[0087]偏置閥值發生器508生成準備使B類放大器303轉變(例如激活、停用)的偏置閥值。例如，偏置閥值發生器508可以在偏置被提供給B類放大器303以準備用於激活之前，生成AB類放大器301必須達到的一個或多個操作閥值(例如，放大的電流水平，放大的電壓水平)。偏置閥值可以比激活閥值或偏移閥值低，以準備使B類放大器303激活或其他轉變。偏置閥值發生器508向偏置激活信號發生器509提供偏置閥值。
[0088]偏置激活信號發生器509處理(例如，比較，減，加)從AB類複製級507所接收的AB類放大器301的操作指示和從偏置閥值發生器508所接收的偏置閥值，並將結果作為偏置激活控制信號510輸出至B類放大器303。
[0089]圖6示出AB/B類放大器和激活控制的示例性實施例的框圖。圖6示出在AB類放大器301、B類放大器303和激活控制302中具有上拉和下拉級(即推拉級(pull/push))的AB/B類放大器111。在這個實施例中，AB類放大器301包括AB類第一級612、AB類反饋611、AB類浮置控制613和AB類第二級614。B類放大器303包括B類上拉放大器620、B類上拉反饋619、B類下拉放大器622和B類下拉反饋621。激活控制302包括B類上拉激活控制617和B類下拉激活控制618。
[0090]AB類放大器301包括AB類第一級612、AB類反饋611、AB類浮置控制613和AB類第二級614。這些組件建立了環路，如圖6所示。AB類第一級612可以包括AB類放大器301的輸入級。AB類第一級612可以提供輸入信號的第一級放大。AB類第一級612接收負輸入節點的輸入信號Vi。AB類第一級612的正輸入節點被耦接到AB類反饋611。AB類第一級612生成輸出，所述輸出被提供給AB類浮置控制613。AB類第一級612的輸出還可以被直接提供給AB類第二級614和B類上拉以及下拉激活控制617、618。
[0091]AB類浮置控制613提供AB類放大器301的靜態電流控制。AB類浮置控制613可以被認為是AB類第一級612的一部分。AB類浮置控制613可以以各種方式實施。AB類浮置控制613的一些實施例在被轉讓給博通公司，由Jungwoo Song於2004年10月28日提交、2007年12月4日公開的美國專利N0.7304538中被詳細描述，其全部內容結合於此以供參考。
[0092]AB類第二級614包括上拉gm (跨導)615和下拉gm616。上拉和下拉gm615、616的正輸入節點或端子被耦接到接地端GND。上拉和下拉gm615、616的負輸入節點或端子被耦接到AB類第一級612或AB類浮置控制613的輸出端。通過生成與輸入電壓成比例的電流，上拉gm615和下拉gm616可以提供第二級放大。由上拉gm615和下拉gm616中的每個生成的輸出信號被耦接在一起，並作為AB類輸出電流1AB被輸出。上拉gm615向負載提供電流，而下拉gm616從負載(例如揚聲器116)汲取電流，這被反映在AB類輸出電流1AB的極性中。
[0093]AB類反饋611被耦接在上拉gm615和下拉gm616的輸出端與AB類第一級612的正輸入端之間，從而形成AB類放大器301輸入級與輸出級之間的反饋環路。正如之前所指出的，由AB類反饋611提供的反饋增益和AB類放大器301的整體增益傳遞函數可以與由B類放大器反饋提供的反饋增益和B類放大器303的整體增益傳遞函數相同。
[0094]B類放大器303包括B類上拉放大器620、B類上拉反饋619、B類下拉放大器622和B類下拉反饋621。B類上拉放大器620可以包括一個或多個放大級。B類上拉放大器620從上拉偏置607接收上拉偏置信號，從被耦接到B類上拉放大器620的負輸入節點或端子的上拉偏移608接收上拉偏移或激活信號，以及接收被耦接到B類上拉放大器620的正輸入節點或端子的輸入信號Vi。B類上拉放大器620在被激活之前，首先接收偏置。B類上拉放大器620在去除偏置之前被停用。B類上拉放大器620生成B類輸出電流1B的一部分。具體地，B類上拉放大器620向負載(例如揚聲器116)提供輸出電流ΙοΒ。B類上拉反饋619被耦接在B類上拉放大器620的輸出端與負輸入節點或端子之間。由B類上拉反饋619提供的反饋增益和B類放大器303的整體增益傳遞函數可以與由AB類反饋611提供的反饋增益和AB類放大器301的整體增益傳遞函數相同。
[0095]B類下拉放大器622可以包括一個或多個放大級。B類下拉放大器622從下拉偏置609接收下拉偏置信號，從被耦接到B類下拉放大器622的負輸入節點或端子的下拉偏移610接收下拉偏移或激活信號，以及從被耦接到B類下拉放大器622的正輸入節點或端子接收輸入信號Vi。B類下拉放大器622在被激活之前，首先接收偏置。B類下拉放大器622在去除偏置之前被停用。B類下拉放大器622生成B類輸出電流1B的一部分。具體地，B類下拉放大器622從負載(例如揚聲器116)汲取輸出電流ΙοΒ。B類下拉反饋621被耦接在B類下拉放大器622的輸出端與負輸入節點或端子之間。由B類下拉反饋621提供的反饋增益和B類放大器303的整體增益傳遞函數可以與由AB類反饋611提供的反饋增益和AB類放大器301的整體增益傳遞函數相同。
[0096]激活控制302包括B類上拉激活控制617和B類下拉激活控制618。B類上拉激活控制617包括上拉gm複製606a、606b、電流源602、電流源601、上拉偏移608和上拉偏置607。
[0097]上拉gm複製606a包括上拉gm615的逆複製。在其正輸入節點，上拉gm複製606a接收AB類第一級612或AB類浮置控制613的輸出。上拉gm複製606a的負輸入節點被耦接到接地端。上拉gm複製606a的輸出端被耦接到電流源602的節點。電流源602的另一個節點被耦接到正電源電壓VDD。
[0098]電流源602是上拉偏移閥值發生器。電流源602實施用於偏移閥值發生器504的上拉偏移閥值發生器。電流源602生成電流i2。在這個實施例中，電流i2表示B類上拉偏移閥值。
[0099]上拉偏移608被耦接到上拉gm複製606a和電流源602的輸出節點。上拉偏移608處理上拉gm複製606a的輸出(其表不AB類放大器301的操作)和B類上拉偏移閥值電流
i2。當上拉gm複製606a的輸出電流超出B類上拉閥值電流i2時，上拉偏移608生成偏移或激活信號，並將其提供給B類上拉放大器620的負輸入節點。
[0100]上拉gm複製606b包括上拉gm615的複製。在其負輸入節點，上拉gm複製606b接收AB類第一級612或AB類浮置控制613的輸出。上拉gm複製606b的正輸入節點被耦接到接地端。上拉gm複製606b的輸出端被耦接到電流源601的節點。電流源601的另一個節點被耦接到接地端GND。
[0101]電流源601是上拉偏置閥值發生器。電流源601實施偏置閥值發生器508的上拉偏置閥值發生器。電流源601生成電流il。在這個實施例中，電流il表示B類上拉偏置閥值。
[0102]上拉偏置607被耦接到上拉gm複製606b和電流源601的輸出節點。上拉偏置607處理上拉gm複製606b的輸出(其表示AB類放大器301的操作)和B類上拉偏置閥值電流il。當上拉gm複製606b的輸出電流超出B類上拉偏置閥值電流il時，上拉偏置607生成偏置信號，並將其提供給偏置B類上拉放大器620。
[0103]B類下拉激活控制618包括下拉gm複製606a、606b ;電流源604 ;電流源603 ;下拉偏移610和下拉偏置609。
[0104]下拉gm複製605a包括下拉gm615的逆複製。在其正輸入節點，下拉gm複製605a接收AB類第一級612或AB類浮置控制613的輸出。下拉gm複製605a的負輸入節點被耦接到接地端。下拉gm複製605a的輸出端被稱接到電流源604的節點。電流源604的另一個節點被耦接到接地端GND。
[0105]電流源604是下拉偏移閥值發生器。電流源604實施偏移閥值發生器504的下拉偏移閥值發生器。電流源604生成電流i4。在這個實施例中，電流i4表示B類下拉偏移閥值。
[0106]下拉偏移610被耦接到下拉gm複製605a和電流源604的輸出節點。下拉偏移610處理下拉gm複製605a的輸出(其表示AB類放大器301的操作)和B類下拉偏移閥值電流
i4。當下拉gm複製605a的輸出電流超出B類下拉閥值電流i4時，下拉偏移610生成偏移或激活信號，並將其提供給B類下拉放大器622的負輸入節點。
[0107]下拉gm複製605b包括下拉gm的複製616。在其負輸入節點，下拉gm複製605b接收AB類第一級612或AB類浮置控制613的輸出。下拉gm複製605b的正輸入節點被耦接到接地端。下拉gm複製605b的輸出端被稱接到電流源603的節點。電流源603的另一個節點被耦接到正電源電壓VDD。
[0108]電流源603是下拉偏置閥值發生器。電流源603實施偏置閥值發生器508的下拉偏置閥值發生器。電流源603生成電流i3。在這個實施例中，電流i3表示B類下拉偏置閥值。
[0109]下拉偏置609被耦接到下拉gm複製605b和電流源603的輸出節點。下拉偏置609處理下拉gm複製605b的輸出(其指示AB類放大器301的操作)和B類下拉偏置閥值電流i3。當下拉gm複製606b的輸出電流超出B類下拉偏置閥值電流i3時，下拉偏置609生成偏置信號，並將其提供給偏置B類下拉放大器622。
[0110]圖7示出AB/B類放大器和激活控制的實施例的示例性性能。圖7示出由AB類放大器301、B類放大器303和用於AB/B類放大器111的控制器302的實施例生成的單個和組合或統一的輸出信號。在圖7中，y軸表不輸出電流1,以及X軸表不輸出電壓Vo。AB類放大器301生成AB類輸出電流1AB，而B類放大器生成B類輸出電流ΙοΒ。
[0111]如圖7所示，AB類偏移或激活閥值VthAB和-VthAB基本等同於或與B類閥值VthB和-VthAB—致。這些閥值被分別識別為下拉激活閥值701和上拉激活閥值702。因此，AB類放大器301與B類放大器303的操作的轉變基本同時發生。這種時間一致的發生是由於僅有一個偏移或激活閥值並且僅有AB類放大器301的操作的一個指示被用於確定兩個放大器何時進行轉變。進一步地，時間一致是由於AB類操作的複製與AB類放大器301的操作實時發生。
[0112]圖7示出當下拉激活閥值701和上拉激活閥值702的幅值(不管極性)被超出時，B類放大器303的操作通過從無效狀態被激活而轉變，並且AB類放大器301的操作通過響應於提供輸出信號Vo的反饋的AB類反饋401的操作而趨穩(例如，變成恆定的)來進行轉變，其中輸出信號Vo表示B類放大器303進行的放大。圖7示出在操作轉變後，在輸出電壓Vo的幅值(不管極性)增加時，B類輸出電流1B貢獻了輸出電流1的較大部分。
[0113]從圖7可以觀察到，在這個實施例中，由AB類放大器301放大的輸入信號Vi的部分是輸入信號Vi的全部。還可以觀察到，在這個實施例中，由B類放大器303放大的輸入信號Vi的部分少於輸入信號Vi的全部。B類放大器303不放大上拉與下拉偏移閥值VthB702和_VthB701之間的輸入信號Vi。在這些閥值之間，B類放大器303是無效的。然而，輸入信號Vi中由AB類放大器301和B類放大器303放大的部分重疊。在其他實施例中，放大器可以放大相同部分或不同部分，並且那些不同的部分可以重疊或可以不重疊。
[0114]圖8示出響應於正弦波輸入，AB/B類放大器和激活控制的實施例的示例性性能。圖8示出響應於IkHz的正弦波輸入，由AB類放大器301、B類放大器303和用於AB/B類放大器111的控制器302的實施例生成的單個和組合或統一的輸出信號。在圖8中，y軸表示以毫安為單位的輸出電流1，以及X軸表示以微秒為單位的時間。AB類放大器301生成AB類輸出電流1AB，而B類放大器生成B類輸出電流ΙοΒ。由ΑΒ/Β類放大器111生成的組合或統一輸出信號是輸出電流Ιο。
[0115]圖8示出AB類放大器301與B類放大器303的轉變閥值是基本相同或一致的。因此，AB類放大器301與B類放大器303的操作的轉變基本同時發生。在第一轉變801，AB類放大器301從增加負電流轉變到恆定負電流，而B類放大器303從零電流轉變到增加負電流。在第二轉變802，AB類放大器301從恆定負電流轉變到減少負電流，而B類放大器303從減少負電流轉變到零電流。在第三轉變803，AB類放大器301從增加正電流轉變到恆定正電流，而B類放大器303從零電流轉變到增加正電流。在第四轉變804，AB類放大器301從恆定正電流轉變到減少正電流，而B類放大器303從減少正電流轉變到零電流。
[0116]AB類和B類輸出電流的組合波形產生ΑΒ/Β類放大器111輸出電流1的正弦波形。這個波形表明AB類放大器301和B類放大器303是如何一起協作來作為一個放大器執行操作的。這個波形還表明為什麼轉變閥值(例如，時序對準)和放大信號(例如，傳遞函數對準)的正確對準對於，避免統一的放大輸出信號(例如輸出電流1)的非線性或突然失真是重要的。
[0117]像圖7 —樣，圖8示出由AB類放大器301放大的輸入信號Vi的部分是輸入信號Vi的全部,而由B類放大器303放大的輸入信號Vi的部分少於輸入信號Vi的全部。輸入信號Vi中被AB類放大器301和B類放大器303放大的部分重疊。在其他實施例中，放大器可以放大相同部分或不同部分，並且那些不同的部分可以重疊或可以不重疊。
[0118]圖9示出ΑΒ/Β類放大器和激活控制電路的示例性實施例。圖9示出ΑΒ/Β類放大器111的電晶體級的實施。ΑΒ/Β類放大器111包括AB類第一級612、AB類第二級上拉615、AB類第二級下拉616、AB類反饋611、AB類浮置控制613、B類上拉第一級620a、B類上拉第二級620b、B類上拉反饋619、B類下拉第一級622a、B類下拉第二級622b、B類下拉反饋621、包括上拉偏移閥值602的B類上拉激活控制617、以及包括下拉偏移閥值604的B類下拉激活控制618。
[0119]AB類第一級612基本如圖6所示，其中，負輸入節點被耦接到輸入信號Vi，正輸入節點被耦接到AB類反饋611，以及輸出端被耦接到AB類浮置控制613。[0120]AB類第二級上拉615包括上拉電晶體M10。AB類第二級上拉615是圖6中上拉gm(跨導)的實施。上拉電晶體MlO是PMOS電晶體，其源極節點被耦接到正電源電壓VDD，以及其漏極節點提供輸出信號Vo。上拉電晶體MlO在其柵極節點由通過AB類浮置控制613生成的上拉偏置901控制。上拉電晶體MlO作為驅動器級操作，以提供AB類輸出電流1AB。
[0121]AB類第二級下拉616包括下拉電晶體M8。AB類第二級下拉616是圖6中下拉gm(跨導)的實施。下拉電晶體M8是NMOS電晶體，其源極節點被耦接到負電源電壓Vneg，以及其漏極節點提供輸出信號Vo。下拉電晶體M8在其柵極節點由通過AB類浮置控制613生成的下拉偏置902控制。下拉電晶體M8作為驅動器級操作，以汲取AB類輸出電流1AB。 [0122]AB類反饋611包括第一輸入電阻Ril和第一反饋電阻Rf!。第一輸入電阻Ril的第一節點被耦接到接地端GND，以及第一輸入電阻Ril的第二節點被耦接到AB類第一級放大器612的正輸入節點和耦接到第一反饋電阻Rfl的第一節點。第一反饋電阻Rfl的第二節點被耦接到輸出端，包括上拉電晶體MlO和下拉電晶體M8的漏極節點，從而提供AB類放大器111的反饋環路。
[0123]AB類浮置控制613包括第一偏置控制電晶體M13、第二偏置控制電晶體M14、第五電流源i5和第六電流源i6。AB類浮置控制613被用於偏置包括M8和MlO的AB類第二級。AB類浮置控制613提供AB類放大器301的靜態電流控制。AB類浮置控制613可以被認為是AB類第一級612的一部分。
[0124]第一偏置控制電晶體M13包括NMOS電晶體。其源極節點被耦接到第二偏置控制電晶體M14的漏極節點、AB類第一級612的輸出端、第五電流源i5的第一節點和下拉復位電晶體M7的柵極節點以及下拉電晶體M8的柵極節點。其漏極節點被耦接到第二偏置控制電晶體M14的源極節點、第六電流源i6的第一節點和上拉復位電晶體M9的柵極節點以及上拉電晶體MlO的柵極節點。其柵電極由第一偏置電壓VBl控制。第五電流源i5的第二節點被耦接到負電源電壓Vneg。第六電流源i6的第二節點被耦接到正電源電壓VDD。
[0125]第二偏置控制電晶體M14包括PMOS電晶體。其漏極節點被耦接到第一偏置控制電晶體M13的源極節點、AB類第一級612的輸出端、第五電流源i5的第一節點和下拉復位電晶體M7的柵極節點以及下拉電晶體M8的柵極節點。其源極節點被耦接到第一偏置控制電晶體M13的漏極節點、第六電流源i6的第一節點和上拉復位電晶體M9的柵極節點以及上拉電晶體MlO的柵極節點。其柵電極由第二偏置電壓VB2控制。
[0126]在其他實施例中，偏置控制可以以不同的方式控制，包括在美國專利N0.7304538中所描述的，該專利被結合於本文中以供參考。作為一個附加的示例，在本實施例中的兩個電流源(即i5和i6)可以在AB類第一級612中被實施為電流鏡。第一和第二偏置控制電晶體M13、M14可以用電流源和級聯器件以及作為AB類放大器301的第一級的全部的級聯電流鏡來實施。對於這個實施例的浮置AB類控制電路,存在一個輸入端和兩個輸出端,但仍然是單端輸出。這個實施例可以被認為組合到AB類第一級放大器612中。
[0127]B類第一級上拉620a包括B類第一級上拉放大器。B類第一級上拉620a是圖6中的B類上拉放大器620的第一級的實施。B類第一級上拉620a具有負輸入節點，被耦接到輸入信號Vi ;正輸入信號；被耦接到B類上拉反饋619、被耦接到第二電流源i2的第一節點和上拉偏移電晶體M2的漏極節點；以及輸出節點，被耦接到B類第二級上拉電晶體Mll的柵極節點。[0128]B類第二級上拉620b包括B類上拉電晶體Mil。B類上拉電晶體Mll是圖6中的B類上拉放大器620的第二級的實施。B類上拉電晶體Mll是PMOS電晶體，其源極節點被耦接到正電源電壓VDD，以及其漏極節點提供輸出信號Vo。B類上拉電晶體Mll在其柵極節點由B類第一級上拉放大器620a的輸出控制。B類上拉電晶體Mll作為驅動器級操作，以汲取B類輸出電流ΙοΒ。
[0129]B類上拉反饋619包括第二輸入電阻Ri2和第二反饋電阻Rf2。第二輸入電阻Ri2的第一節點被耦接到接地端GND，以及第二輸入電阻Ri2的第二節點被耦接到B類第一級上拉放大器620a的正輸入節點和耦接到第二反饋電阻Rf2的第一節點。第二反饋電阻Rf2的第二節點被耦接到輸出端，包括B類上拉電晶體Mll的漏極節點，從而提供B類上拉放大器620的反饋環路。
[0130]B類第一級下拉622a包括B類第一級下拉放大器。B類第一級下拉622a是圖6中的B類下拉放大器622的第一級的實施。B類第一級下拉622a具有負輸入節點，被耦接到輸入信號Vi ;正輸入信號；被耦接到B類下拉反饋621、被耦接到第四電流源i4的第一節點和下拉偏移電晶體M5的漏極節點；以及輸出節點，被耦接到B類第二級下拉電晶體M12的柵極節點。
[0131]B類第二級下拉622b包括B類下拉電晶體M12。B類下拉電晶體M12是圖6中的B類下拉放大器622的第二級的實施。B類下拉電晶體M12是NMOS電晶體，其源極節點被耦接到負電源電壓Vneg，以及其漏極節點提供輸出信號Vo。B類下拉電晶體M12在其柵極節點由B類第一級下拉放大器622a的輸出控制。B類下拉電晶體M12作為驅動器級操作，以汲取B類輸出電流ΙοΒ。
[0132]B類下拉反饋62 1包括第三輸入電阻Ri3和第三反饋電阻Rf3。第三輸入電阻Ri3的第一節點被耦接到接地端GND，以及第三輸入電阻Ri3的第二節點被耦接到B類第一級下拉放大器622a的正輸入節點和耦接到第三反饋電阻Rf3的第一節點。第三反饋電阻Rf3的第二節點被耦接到輸出端，包括B類下拉電晶體M12的漏極節點，從而提供B類下拉放大器622的反饋環路。
[0133]反饋設計可以在實施例之間不同。雖然第一輸入電阻Ril和第一反饋電阻Rf!、第二輸入電阻Ri2和第二反饋電阻Rf2以及第三輸入電阻Ri3和第三反饋電阻Rf3的值可以不必相同，但是當將多個放大器同時操作為一個放大器時，為了放大信號轉變對準的目的，他們的值可以被設計為向他們各自的放大器提供實質相同的反饋增益和/或提供實質相同的增益傳遞函數。可替換的反饋設計可以被實施在許多可能的實施例中。
[0134]B類上拉激活控制617包括上拉gm複製606、上拉電流鏡像元件903、上拉偏置閥值或第一電流源601、上拉偏移閥值或第二電流源602、上拉偏置607和上拉偏移608。
[0135]上拉偏置閥值或第一電流源601生成上拉偏置閥值電流i I。上拉偏移閥值或第二電流源602生成上拉偏移閥值電流i2。這兩個閥值被設定為，使得在B類上拉放大器620的操作中的激活和停用或其他轉變之前，發生偏置。
[0136]上拉gm複製606包括上拉複製電晶體M9。上拉複製電晶體M9是PMOS電晶體，其源極節點被耦接到正電源電壓VDD，其漏極節點被耦接到電流鏡像元件903，以及其柵電極被耦接到AB類浮置控制613的上拉偏置901。上拉複製電晶體M9是AB類第二級上拉電晶體MlO的複製品。上拉複製電晶體M9可以按比例複製或全尺寸複製。上拉複製電晶體M9接收與上拉電晶體MlO相同的輸入，以實時複製AB類放大器301的操作。
[0137]上拉電流鏡像元件903包括上拉電流鏡像電晶體Ml。上拉電流鏡像電晶體Ml包括NMOS電晶體，其源極節點被耦接到負電源電壓Vneg，其柵極和漏極節點一起被耦接到上拉複製電晶體M9的漏極節點和上拉偏置閥值或第一電流源601的第一節點。當流過上拉複製電晶體M9的電流超出上拉偏置閥值電流il時，電流流過上拉電流鏡像電晶體Ml。流過上拉電流鏡像電晶體Ml的電流被鏡像在上拉偏移電晶體M2和上拉偏置電晶體M3中。
[0138]上拉偏置607包括上拉偏置電晶體M3。上拉偏置電晶體M3包括NMOS電晶體，其源極節點被耦接到負電源電壓Vneg，其漏極節點被耦接到偏置B類第一級上拉放大器620a，以及其柵極節點被耦接到上拉電流鏡像電晶體Ml的柵極和漏極節點，被耦接到上拉複製電晶體M9的漏極節點和上拉偏置閥值或第一電流源601的第一節點。當流過上拉複製電晶體M9的電流超出上拉偏置閥值電流il時，電流流過上拉電流鏡像電晶體Ml。流過上拉電流鏡像電晶體Ml的電流被鏡像在上拉偏置電晶體M3中。流過上拉偏置電晶體M3的電流向第一級上拉放大器620a提供偏置。這個偏置準備使第一級上拉放大器620a激活或保持第一級上拉放大器620a的正常運行直至停用。
[0139]上拉偏移608包括上拉偏移電晶體M2。上拉偏移電晶體M2包括NMOS電晶體，其源極節點被耦接到負電源電壓Vneg。上拉偏移電晶體M2的漏極節點被耦接到B類第一級上拉放大器620a的正輸入端。上拉偏移電晶體M2的漏極節點也被耦接到上拉偏移閥值或第二電流源602的第一節點。上拉偏移電晶體M2的柵極節點被耦接到上拉電流鏡像電晶體Ml的柵極和漏極節點，被耦接到上拉複製電晶體M9的漏極節點，以及被耦接到上拉偏置閥值或第一電流源601的第一節點。
[0140]當流過上拉複製電晶體M9的電流超出上拉偏置閥值電流il時，電流流過上拉電流鏡像電晶體Ml。流過上拉電流鏡像電晶體Ml的電流被鏡像在上拉偏移電晶體M2中。B類第一級上拉放大器620a未被激活，直到流過上拉偏移電晶體M2的電流超出上拉偏移閥值電流i2，這會在上拉偏置電晶體M3向第一級上拉放大器620a提供偏置後發生。類似地，B類第一級上拉放大器620a將在偏置消除之前首先被停用，這是因為在流過上拉偏置電晶體M3的電流下降到低於上拉偏置閥值電流il之前，流過上拉偏移電晶體M2的電流將下降到低於上拉偏移閥值電流i2。
[0141]B類下拉激活控制618包括下拉gm複製605、下拉電流鏡像元件904、下拉偏置閥值或第三電流源603、下拉偏移閥值或第四電流源604、下拉偏置609和下拉偏移610。
[0142]下拉偏置閥值或第三電流源603生成上拉偏置閥值電流i3。下拉偏移閥值或第四電流源604生成上拉偏移閥值電流i4。這兩個閥值被設定為使得在B類下拉放大器622的操作的激活和停用或其他轉變之前，發生偏置。
[0143]下拉gm複製605包括下拉複製電晶體M7。下拉複製電晶體M7是NMOS電晶體，其源極節點被耦接到負電源電壓Vneg，其漏極節點被耦接到電流鏡像元件904，以及其柵電極被耦接到AB類浮置控制613的下拉偏置902。下拉複製電晶體M7是AB類第二級下拉電晶體M8的複製。下拉複製電晶體M7可以按比例複製或全尺寸複製。下拉複製電晶體M7接收與下拉電晶體M8相同的輸入，以實時複製AB類放大器301的操作。
[0144]下拉電流鏡像元件904包括下拉電流鏡像電晶體M4。下拉電流鏡像電晶體M4包括PMOS電晶體，其源極節點被耦接到正電源電壓VDD，其柵極和漏極節點一起被耦接到下拉複製電晶體M7的漏極節點和下拉偏置閥值或第三電流源603的第一節點。當流過下拉複製電晶體M7的電流超出下拉偏置閥值電流i3時，電流流過下拉電流鏡像電晶體M4。流過下拉電流鏡像電晶體M4的電流被鏡像在下拉偏移電晶體M5和下拉偏置電晶體M6中。
[0145]下拉偏置609包括下拉偏置電晶體M6。下拉偏置電晶體M6包括PMOS電晶體，其源極節點被耦接到正電源電壓VDD，其漏極節點被耦接到偏置B類第一級下拉放大器622a，以及其柵極節點被耦接到下拉電流鏡像電晶體Ml的柵極和漏極節點，被耦接到下拉複製電晶體M7的漏極節點和下拉偏置閥值或第三電流源603的第一節點。當流過下拉複製電晶體M7的電流超出下拉偏置閥值電流i3時，電流流過下拉電流鏡像電晶體M4。流過下拉電流鏡像電晶體M4的電流被鏡像在下拉偏置電晶體M6中。流過下拉偏置電晶體M6的電流向第一級下拉放大器622a提供偏置。這個偏置準備使第一級下拉放大器622a激活或保持第一級下拉放大器622a的正常工作直到停用。
[0146]下拉偏移610包括下拉偏移電晶體M5。下拉偏移電晶體M5包括PMOS電晶體，其源極節點耦接到正電源電壓VDD。下拉偏移電晶體M5的漏極節點耦接到B類第一級下拉放大器622a的正輸入端。下拉偏移電晶體M5的漏極節點還耦接到下拉偏移閥值或第四電流源604的第一節點。下拉偏移電晶體M5的柵極節點被耦接到下拉電流鏡像電晶體M4的柵極和漏極節點，被耦接到下拉複製電晶體M7的漏極節點，以及被耦接到下拉偏置閥值或第三電流源603的第一節點。
[0147]當流過下拉複製電晶體M7的電流超出下拉偏置閥值電流i3時，電流流過下拉電流鏡像電晶體M4。流過下拉電流鏡像電晶體M4的電流被鏡像在下拉偏移電晶體M5中。B類第一級下拉放大器622a未被激活，直到流過下拉偏移電晶體M5的電流超出下拉偏移閥值電流i5，這會在下拉偏置電晶體M6向第一級下拉放大器622a提供偏置後發生。類似地，B類第一級下拉放大器622a將在偏置被消除之前停用，這是因為在流過下拉偏置電晶體M6的電流下降到低於下拉偏置閥值電流i3之前，流過下拉偏移電晶體M5的電流將下降到低於下拉偏移閥值電流i4。
[0148]B類上拉放大器620和B類下拉放大器622的整體操作現在應該是清楚的。當被鏡像在上拉偏移電晶體M2中的電流超出上拉電流閥值i2時，電流流過B類第二級上拉電晶體Mll以作為B類輸出電流ΙοΒ，並且作為ΑΒ/Β類輸出電流1被提供給負載。當被鏡像在下拉偏移電晶體Μ5中的電流超出下拉電流閥值i4時，電流流過B類第二級下拉電晶體M12以作為B類輸出電流ΙοΒ，並且作為ΑΒ/Β類輸出電流1從負載汲取電流。
[0149]實施例還可以以處理或方式來實施。例如，圖10示出操作ΑΒ/Β類放大器和激活控制的方法的示例性實施例。ΑΒ/Β類放大器111和其他實施例可以根據方法1000操作。方法1000包括步驟1005到1045。然而，其他實施例可以根據其他方法操作。基於前述實施例的討論，其他的結構和操作實施例對於本領域的技術人員來說是顯而易見的。除非特別聲明或本身內在的要求，不對步驟的順序做出要求。不要求方法實施例實施圖10中示出的全部步驟。圖10是許多可能實施例中的一個。實施例可以實施更少、更多或不同的步驟。
[0150]方法1000開始於步驟1005。在步驟1005，第一信號被接收。例如，如圖9所示，在AB類第一級放大器612,在B類第一級上拉放大器620a和B類第一級下拉放大器622a接收第一信號例如Vi。
[0151]在步驟1010，第一信號在第一放大器中被放大為第一放大信號。例如，如圖3所示，第一信號Vi被第一放大器(例如AB類放大器301)放大為第一放大信號，例如AB類輸出電流1AB。
[0152]在步驟1015，第一信號在第二放大器中被放大為第二放大信號。例如，如圖3所示，第一信號Vi被第二放大器(例如B類放大器303)放大為第二放大信號，例如B類輸出電流ΙοΒ。
[0153]在步驟1020，第一反饋向第一放大器以及第二反饋向第二放大器提供實質相同的增益傳遞函數，使得第一和第二放大信號被對準以用於組合。例如，如圖4所示，第一反饋(例如，AB類反饋401)被提供給第一放大器，例如AB類放大器301，以及第二反饋(例如B類反饋403)被提供給第二放大器，例如B類放大器303。第一反饋可以包括例如圖9中示出的AB類反饋611。第二反饋可以包括例如圖9中示出的B類上拉反饋619和B類下拉反饋621。第一反饋和第二反饋可以被設計為向他們各自的放大器提供增益反饋，使得每個放大器具有基本相同的增益傳遞函數。作為傳遞函數對準的結果，AB類和B類放大輸出信號可以在轉變期間成比例地保持對準。
[0154]在步驟1025，第一和第二放大信號被組合成組合的放大信號。例如，如圖9所示，第一放大信號(例如AB類輸出電流1AB)與第二放大信號(例如B類輸出電流1B)組合成組合的或統一的放大信號，即ΑΒ/Β類輸出電流Ιο。
[0155]在步驟1030，第一放大信號、第一放大器或第一放大器的至少一部分中的跨導被複製，所示複製表示第一放大器的操作。例如如圖9所示，上拉複製電晶體Μ9複製AB類第二級上拉電晶體Μ10，其是AB類放大器301的一部分，以及下拉複製電晶體Μ7複製AB類第二級下拉電晶體Μ8，其是AB類放大器301的一部分。AB類第二級上拉電晶體MlO和AB類第二級下拉電晶體Μ8是跨導。流過上拉複製Μ9的電流複製流過AB類第二級上拉電晶體MlO的電流，例如第一放大信號1AB。流過下拉複製M7的電流複製流過AB類第二級下拉電晶體M8的電流，例如第一放大信號1AB。這些複製品複製了第一放大信號、第一放大器或第一放大器的至少一部分的跨導。在各個實施例中，這些複製品可以被縮放到包括全尺寸的任何尺寸。不管縮放比例如何，這些複製品表示第一放大器(例如AB類放大器301)的操作。
[0156]在步驟1035，通過第二放大器的操作從屬於第一放大器的操作，控制第一和第二放大器的操作。例如如圖9所示，B類上拉和下拉激活控制617、618基於第一放大器(例如AB類第一級612)和第二級上拉以及下拉615、616，來控制第二放大器(例如B類上拉第一和第二級620a、620b以及B類下拉第一和第二級622a、622b)的操作。雖然AB類放大器301和B類放大器303單獨操作，以放大相同的輸入信號Vi，但B類放大器303的操作狀態取決於AB類放大器301的操作。在這個意義上，B類放大器301從屬於AB類放大器303的操作。
[0157]在步驟1040，檢測出基於第一放大器的操作的偏置信號已經達到偏置閥值，並且偏置被提供給第二放大器。例如如圖9所示，當流過上拉複製電晶體M9的電流超出上拉偏置閥值電流il時，電流流過上拉電流鏡像電晶體Ml。流過上拉複製電晶體M9的電流是基於第一放大器(例如AB類放大器301)的操作的。流過上拉電流鏡像電晶體Ml的電流被鏡像在上拉偏置電晶體M3中。流過上拉偏置電晶體M3的電流向第一級上拉放大器620a提供偏置。類似地，當流過下拉複製電晶體M7的電流超出下拉偏置閥值電流i3時，電流流過下拉電流鏡像電晶體M4。流過下拉複製電晶體M7的電流是基於第一放大器(例如AB類放大器301)的操作的。流過下拉電流鏡像電晶體M4的電流被鏡像在下拉偏置電晶體M6中。流過下拉偏置電晶體M6的電流向第一級下拉放大器622a提供偏置。
[0158]在步驟1045，檢測出基於第一放大器的操作的激活信號已經達到激活閥值；第一信號的放大在激活閥值被第二放大器激活；以及在第一放大器內，在激活閥值轉變第一信號的放大。例如如圖9所示，當流過上拉複製電晶體M9的電流超出上拉偏置閥值電流il時，電流流過上拉電流鏡像電晶體Ml。流過上拉複製電晶體M9的電流是基於第一放大器(例如AB類放大器301)的操作的。流過上拉電流鏡像電晶體Ml的電流被鏡像在上拉偏移電晶體M2中。B類第一級上拉放大器620a未被激活直到流過上拉偏移電晶體M2的電流超出上拉偏移(例如，激活)閥值電流i2。
[0159]類似地，如圖9所示，當流過下拉複製電晶體M7的電流超出下拉偏置閥值電流i3時，電流流過下拉電流鏡像電晶體M4。流過下拉複製電晶體M7的電流是基於第一放大器(例如AB類放大器301)的操作的。流過下拉電流鏡像電晶體M4的電流被鏡像在下拉偏移電晶體M5中。B類第一級下拉放大器622a未被激活直到流過下拉偏移電晶體M5的電流超出下拉偏移(例如，激活)閥值電流i4。
[0160]如圖7所示，在激活閥值702，第二放大器(B類放大器303)對第一信號(B類輸出信號1B)的放大被激活，以及第一放大器(AB類放大器301)對第二信號(AB類輸出電流信號1AB)的放大被AB/B類放大器111內的反饋操作轉變。
[0161]如圖6所示，AB類反饋611、B類上拉反饋619和B類下拉反饋621都被連接到相同的輸出電壓信號Vo。輸出電壓信號Vo與輸出電流信號1之間的關係是「歐姆定律」關係，V=I*R，其中R是AB/B類放大器111在其輸出端驅動的負載的阻抗。輸出電流信號1是B類輸出信號1B與AB類輸出電流1AB的總和。
[0162]圖6中的AB/B類放大器111利用三個閉環反饋電路來工作。所有三個閉環反饋電路被連接到在輸出Vo共同共用的單個輸出端。這些閉環反饋電路中的第一個用AB類反饋611、AB類第一級612和AB類第二級614來形成。這個閉環反饋電路提供AB類輸出電流1AB。這是圖3中的第一放大器301的實施例。這些閉環反饋電路中的第二個是用B類上拉反饋619和B類上拉放大器620形成的上拉電路。這些閉環反饋電路中的第三個是用B類下拉反饋621和B類下拉放大器622形成的B類下拉電路。第二和第三閉環反饋電路在一起工作，以提供B類輸出信號ΙοΒ。當輸出電流1是正時，B類上拉電路向輸出負載提供電流，當1是負時，B類下拉電路從負載汲取電流。第二和第三閉環反饋電路一起是第二放大器(例如圖3中的B類放大器303)的實施例。
[0163]在這個實施例中，三個閉環反饋電路中的每個使用反饋增益來實現輸入端Vi與輸出端Vo之間的精確關係。在三個反饋環路電路中的每個中的Vi與Vo之間的關係由AB類反饋611、B類上拉反饋619和B類下拉反饋621的反饋增益確定。三個反饋環路電路中的每個中的反饋增益的相同標稱值確保Vi與Vo在所有這三個電路中具有相同的精確關係。這三個閉環反饋電路及這些電路中每個中相同的反饋增益標稱值的配置結果在於，在沒有附加的AB類輸出電流1AB流過第一放大器(例如AB類放大器301)的情況下，第二放大器(例如圖3中的B類放大器303)的激活使Vo以所期望的關係轉變到Vi。這種配置(SP具有相同增益的三個閉環反饋電路)建立了 AB/B類放大器111內的反饋的操作。這種反饋操作確保了當第二放大器(B類放大器303)被激活時，附加的AB類輸出電流1AB不是AB/B類放大器111中的第一放大器(AB類放大器301)所需的。由於AB/B類放大器111內的反饋操作，使得當第二放大器被激活時，AB類放大器301所進行的AB類輸出電流1AB的放大被轉變為使得當第二放大器被激活時，AB類放大器301的輸出電流信號1AB不繼續以相同的速率增加或減少。
[0164]可替換的實施例可以使用許多其他途徑，促使當第二放大器被激活時，促使第一放大器將Vi放大到輸出電流信號1AB的轉變。在一個這樣的可替換實施例中,所述激活可以被施加，以便當激活信號達到激活閥值時，促使第一放大器的操作的更改。例如，第一放大器的增益可以被更改，第一放大器的帶寬可以被更改，第一放大器的反饋電路可以被更改，第一放大器中的偏移電流或偏移電壓可以被編程改變，第一放大器中的電源可以被編程改變。在本文公開的主題精神和範圍內，促使第一放大器的輸入信號的放大的轉變的途徑或技術的其他改變也可以被實施。.[0165]可替換的實施例可以使用許多其他途徑來激活第二放大器將Vi放大為輸出電流信號ΙοΒ。在某些可替換實施例中，第二放大器的激活可以響應於下列而建立:第一放大器中的電壓水平超出閥值電壓、放大器輸出端的電壓水平超出閥值電壓、輸出端的電流超出閥值電流、與負載串聯連接的電阻兩端的電壓超出閥值電壓等。其中，在本公開主題的精神和範圍內，用於定義激活第二放大器的閥值的這些可替換實施例可以被實施。
[0166]在其他可替換實施例中，除了用於激活第二放大器的偏置激活和偏移激活之外，可以使用許多其他途徑來激活第二放大器。例如，第二放大器的增益或帶寬可以被編程為響應於激活信號而改變，第一放大器的反饋電路可以被更改以作為對激活信號的響應，第二放大器的電源可以被編程為響應於激活信號而改變等。其中，在本文公開的主題的精神和範圍內，可以實施激活第二放大器的這些可替換實施例。
[0167]可替換實施例可以使用第一和第二放大器的許多其他反饋結構。例如，如圖6所示的三個閉環反饋電路中的電壓模式反饋可以從圖6所示的同相放大器結構改變到反相放大器結構，電壓模式反饋可以被電流模式反饋替換，無源反饋網絡可以被有源反饋網絡替換，以及反饋網絡可以用許多不同類型的放大結構來實施，以生成反饋信號。其中，反饋結構的這些可替換實施例可以在本文公開的主題精神和範圍內實施。
[0168]可替換實施例可以使用各種可替換放大器結構和可替換放大器反饋網絡，以支持差分輸入和輸出或提供單端輸入。例如，放大器結構可以被更改為具有差分輸出結構並驅動差分負載，而不是如圖1、3、4、6和9所示的單端輸出結構。例如，通過在第一和第二放大器中的每個中實施差分輸出級，同時實施共模反饋網絡以控制輸出共模電平以及通過在閉環反饋電路中的每個中使用差分反饋網絡，可以獲得這樣的差分輸出結構。作為另一個示例，放大器結構可以被更改為與圖1所示的具有單端輸出結構的差分輸入結構相反的、具有單端輸出結構的單端輸入結構。例如，通過改變反饋網絡電阻配置以實施單端反相放大器結構或單端同相放大器結構，可以實施這樣的單端輸入結構。
[0169]單端輸入結構還可以使用許多其他途徑來實施。例如，通過在差分輸入結構之前，將另一個單端輸入添加到差分輸入放大器結構，可以實施單端輸入結構。這樣的途徑可以被用於使單端輸入信號在被施加到差分輸入結構(例如圖1輸入端所示的差分輸入結構)之前，被轉變為差分信號。作為另一個示例，放大器結構可以被更改為具有差分輸入端、具有差分輸出端並驅動差分負載。其中，可以在本文公開的主題精神和範圍內實施這些可替換差分和單端結構改變。
[0170]可替換實施例可以使用各種閉環反饋迴路的實施。圖3和6所示的三個閉環反饋電路可以被描述為第一閉環反饋電路，其是圖3中第一放大器301的實施例，以及被描述為第二和第三閉環反饋電路，其是第二放大器(例如圖3中B類放大器303)的實施例。然而，第一和第二放大器中的每個的其他實施例可以用不同數量的閉環反饋電路實施。例如，如果第一和第二放大器被用於驅動放大器中僅需要上拉輸出電壓的能力或下拉輸出電壓的能力，但不是上拉和下拉能力兩者的負載，那麼，第二放大器可以僅用一個閉環反饋電路實施。
[0171]具有不同數量的閉環反饋電路的第一和第二放大器的實施例的另一個示例是第一放大器使用兩個閉環反饋電路來實施。在這個示例中，第一閉環反饋電路可以使用僅提供上拉能力的級實施，以及第二閉環反饋電路可以使用僅提供下拉能力的級實施。作為具有不同數量的閉環反饋電路的第一和第二放大器的實施例的另一個示例，第一和第二放大器具有差分輸出結構，每個具有兩個輸出端子。這些輸出端子中的每個可以用一個或兩個閉環反饋電路來實施，以提供上拉能力、下拉能力、或上拉和下拉能力的組合。單端和差分輸出結構以及上拉、下拉與組合有上拉和下拉能力的不同組合是可能的。第一和第二放大器中的每個的實施例可以具有任何數量的閉環反饋電路，例如，在本文公開的主題的精神和範圍內，可以實施一個、兩個、三個、四個閉環反饋電路。
[0172]可替換實施例可以使用第一和第二放大器的許多其他放大器結構。例如，放大級可以被更改為使用電壓增益放大級、電流增益放大級、跨導放大級和互阻抗放大級的許多不同配置。在一個這樣的可替換實施例中，放大器輸入端和輸出端的信號可以從電壓信號改變為電流信號，第一和第二放大器可以被更改為放大輸入電流信號，以生成輸出電壓信號，以及第一和第二放大器的輸出電壓信號可以被組合，以生成表現為電壓或電流的組合輸出信號。
[0173]使用其他放大器結構的附加實施例包括多級放大器，具有嵌套補償結構的放大器、用並行增益級實施的放大器以及通用放大器類的許多可能組合的任一個，包括但不限於，A類、B類、AB類、C類、D類、E類、F類、G類以及H類結構。這些不同類放大器的任何組合可以被用於其他的可替換實施例中，以實施第一放大器或第二放大器，從而實現這些結構的各種性能優勢中的任一個，例如改善的效率和改善的線性度。在本文公開的主題的精神和範圍內，第一和第二放大器的這些可選結構改變以及許多其他改變可以被實施。
[0174]II1.結論
[0175]針對低靜態電流放大器和具有多個放大器(例如，AB類和B類放大器)的驅動器描述了方法、系統和裝置，其中所述多個放大器協同工作來將全部或部分信號獨立地放大成多個放大信號，該多個放大信號被組合為統一信號，其中第二放大器的操作從屬於第一放大器的操作，每個放大器可以具有其自己的反饋環路，其中反饋環路用於提供相同增益傳遞函數以使多個放大信號的轉變對準，並且可以使用第一放大器中的信號、級或跨導的複製品檢測第一放大器的操作，以及第一和第二放大器的操作可以在相同閥值轉變，例如，在第一放大器可以被轉變時，第二級放大器可以被激活，這在沒有增加或降低製造、實施和/或操作成本的情況下，克服了放大器之間的閥值和放大不匹配，從而在放大信號與線性放大之間提供了平滑轉變的改善性能的低靜態電流放大器和驅動器，正如本文結合至少一個附圖進行描述的那樣以及如在附屬權利要求中更完整的描述。
[0176]實施例不限於圖中所示的功能塊、詳細示例、步驟、順序或主題的全部，這就是為什麼附圖被稱為示例性實施例。
[0177]如本文中所限定的，裝置是由35U.S.C§ 101.定義的機器或產品。裝置可以包括，例如但不限於，放大器、驅動器、無線裝置、通信裝置、接收器、發射器、收發器等。裝置可以是數字的、模擬的或他們的組合。裝置可以用任何半導體技術來加以實施，半導體技術包括雙極結型電晶體(BJT )、異質結雙極電晶體(HBT )、金屬氧化物場效應電晶體(MOSFET )裝置、金屬半導體場效應電晶體(MESFET)或其他跨導或電晶體技術裝置中的一個或多個。這樣的可選裝置可以需要不同於本文所述實施例中所例示的配置的替換配置。
[0178]本文所述的包括方法的技術可以用硬體(數字和/或模擬)或硬體、軟體和/或固件的組合來加以實施。本文所述的技術可以用一個或多個組件來加以實施。實施例可以包括電腦程式產品，其包括存儲在任何計算機可用介質上的邏輯(例如，以程序代碼或軟體以及固件的形式)，其中計算機可用介質可以與其他組件集成在一起或與其他組件是分開的。當在一個或多個處理器中執行該程序代碼時，使裝置如本文所述的一樣操作。可以實現實施例所在的裝置可以包括存儲器，例如存儲驅動器，存儲裝置，以及其他類型的計算機可讀介質。這樣的計算機可讀介質示例包括但不限於，硬碟、可移動磁碟、可移動光碟、快閃記憶體卡、數字視頻盤、隨機存取存儲器(RAM)、只讀存儲器(ROM)等。更詳細地，這樣的計算機可讀介質的示例包括但不限於，與硬碟驅動器相關聯的硬碟、可移動磁碟、可移動光碟(例如，⑶ROM，DVD等)、壓縮盤、磁帶、磁存儲裝置，MEMS (微機電系統)存儲器、基於納米技術的存儲裝置以及其他介質(例如快閃記憶體卡、數字視頻盤、RAM裝置、ROM裝置等)。這樣的計算機可讀介質例如可以存儲電腦程式邏輯，例如，包括計算機可執行指令的程序模塊，當所述程序模塊被執行時，提供和/或保持本文參考附圖所描述的功能的一個或多個方面，以及本文中的任何和全部組件、步驟和功能和/或本文所述的其他實施例。
[0179]本文所述以及以下所要求保護的主題的正確解讀受限於35U.S.C § 101.的可授予專利主題。基於本專利申請所描述以及`所要求保護的主題不意旨並且不包含不可授予專利的主題。如本文中所描述的以及以下所要求保護的，方法是根據35U.S.C§101.所限定的過程。如本文中所描述的以及以下所要求保護的，電路、裝置、裝置、機器、系統、計算機、模塊和介質等中的每個是35U.S.C § 101.所限定的機器和/或製造。
[0180]雖然已經描述了有限數量的實施例，但是本領域的技術人員應當理解，可以從中得到許多更改和變形。實施例僅僅是以示例的方式所呈現，但不是限制。對於本領域的技術人員顯而易見的是，在不背離本公開技術的精神和範圍的前提下，可以對其進行形式和細節上的各種改變。例證所附權利要求包含本文所述的實施例和特徵及其修改和變化，以及落入本公開技術真實精神和範圍內的附加實施例和特徵。因此，本公開技術的寬度和範圍不應僅限於上述任一個示例性實施例，而應當僅根據所附權利要求和其等同物來限定。
【權利要求】
1.一種裝置，包括: 第一放大器，被配置為接收第一信號並將所述第一信號放大為第一放大信號； 第二放大器，被配置為接收所述第一信號並將所述第一信號放大為第二放大信號， 所述裝置被配置為將所述第一放大信號和所述第二放大信號組合為組合的放大信號；以及 控制器，被配置為使所述第二放大器的操作從屬於所述第一放大器的操作。
2.根據權利要求1所述的裝置，其中，所述第一放大器被配置為放大所述第一信號的第一部分； 其中，所述第二放大器被配置為放大所述第一信號的第二部分；以及 其中所述第一部分與所述第二部分是不同的。
3.根據權利要求2所述的裝置，其中，所述第一部分包括所述第一信號的全部。
4.根據權利要求3所述的裝置， 其中，所述裝置被配置為響應於激活信號達到激活閾值，激活所述第二放大器對所述第一信號的放大；以及 其中所述第二放大器在所述第一放大信號達到所述激活閥值之前是無效的。
5.根據權利要求4所述的裝置，其中，所述第二放大器在偏置提供給所述第二放大器後被激活，以及當基於所述`第一放大信號的偏置信號達到偏置閥值時提供所述偏置。
6.根據權利要求4所述的裝置，其中，所述控制器被配置為複製所述第一放大信號，所複製的信號表示所述第一放大器的操作。
7.根據權利要求4所述的裝置，其中，所述第一放大器包括耦接到第一級的輸出端的第二級； 其中，所述控制器包括耦接到所述第一級的輸出端的所述第二級的至少一部分的複製品；以及 其中所述複製品的操作向所述控制器提供所述第一放大信號的複製品。
8.根據權利要求1所述的裝置，其中，所述裝置包括位於所述第一放大器和所述第二放大器之前的信號路徑中的多級環路濾波器或積分器，所述多級環路濾波器或積分器的第一級包括具有增益A的增益級，以及所述多級環路濾波器或積分器的第二級包括具有第一跨導的跨導級以及具有第一電容的差分電容負載，所述增益級提供低噪音性能和單位增益交叉頻率，所述單位增益交叉頻率會在不存在所述增益級的情況下，另外地需要大於所述第一跨導的第二跨導以及大於所述第一電容的第二電容。
9.一種方法，包括: 接收第一信號； 在第一放大器中，將所述第一信號放大為第一放大信號； 在第二放大器中，將所述第一信號放大為第二放大信號； 將所述第一放大信號和所述第二放大信號組合為組合的放大信號；以及通過所述第二放大器的操作從屬於所述第一放大器的操作，控制所述第一放大器和所述第二放大器的操作。
10.一種裝置，包括: 第一輸出級，被配置為接收第一信號的第一部分並將所述第一信號的所述第一部分放大為第一放大信號； 第二輸出級，被配置為接收所述第一信號的第二部分並將所述第二部分放大為第二放大信號，所述第一部分和所述第二部分是不同的，其中所述第一部分和所述第二部分中的每個是所述第一信號全部和少於所述第一信號全部中的一個； 所述裝置被配置為將所述第一放大信號和所述第二放大信號組合為組合的放大信號; 第一反饋，耦接到所述第一輸出級的輸出端； 第二反饋，耦接到所述第二輸出級的輸出端，所述第一反饋和所述第二反饋具有相同的相應反饋增益比；以及 具有所述第一輸出級的複製品的激活控制，所述激活控制被配置為通過所述複製品的操作，使所述第二放大器 的操作從屬於所述第一放大器的操作。
【文檔編號】H04R1/10GK103686509SQ201310404663
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2013年9月6日 優先權日:2012年9月7日
【發明者】陳劍瓏, 薩西·庫馬·阿魯納恰拉姆, 託得·L·布魯克斯 申請人:美國博通公司