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TWI252391B - Circuit device with different input/output common mode voltages - Google Patents

Circuit device with different input/output common mode voltages Download PDF

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TWI252391B
TWI252391B TW093134747A TW93134747A TWI252391B TW I252391 B TWI252391 B TW I252391B TW 093134747 A TW093134747 A TW 093134747A TW 93134747 A TW93134747 A TW 93134747A TW I252391 B TWI252391 B TW I252391B
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Inventor
Chao-Cheng Lee
Tzung-Ming Chen
Original Assignee
Realtek Semiconductor Corp
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Description

1252391 欢、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 二發明係關於電路裝置，特別是關於一 2壓具有不同數值之具有不同輸入/輸出共模電：二 路裝置，例如—放大器電路。 屯土之电 【先前技術】 在一般串級放大器的電路中，都會要求輸入/輸出之丘 模電壓（C〇mm〇n m〇de v〇ltage) Vcm 一樣。如果不一樣，: 須要加上AC #合（couple)電路，來防止共模電壓的 不一樣而造成電路偏離正常的偏壓點（bias p〇int)太多而不 能正常工作。但是當電源所提供之電壓（power supply voltage)(V低時，若還是輸入/輸出之共模電壓一樣的 話，會使得輸出可用的搖擺範圍（swing)降低。 而一般在RF系統中，混波器（mixer)後面接上〇p類 型的反向放大器（inverting ampHfier)時，必須要使兩者的 輸入/輸出之共模電壓Vcm 一樣。若是輸入/輸出之共模電 壓Vcm不同時，則必須在混合器與反向放大器之間加上_ 緩衝器（buffer)做為直流準位偏移（ievel shifter)之用。 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之放大器電路是很重要的 課題。 【發明内容】 因此本發明之目的之一是提供一個輸入及輸出共模 1252391 電壓具有不同數值 裝置。 之具有不同輸入/輸出共模電壓 之電路 依據本發明之實施例，係揭露—種具 包含有，單元，具有至少-輸二; 產=出二元：來於該一 2輸出值，-回授路徑，_於該輸出端以及該輸入 2間，以及-電流源，_於該輸人端，用來提供—直流電源. 2該直流電源流經翻授路徑所產生之壓降，會使得該輪入共模 電壓值與該輸出共模電壓值不相等。 、 【實施方式】 以下茶考®式言羊細說明依據本發明之實施例所揭露 之具有不同輸入/輸出共模電壓之電路裝置。 第1圖顯示依據本發明一實施例之具有不同輸入/輸 出共模電壓之電路裝置22,其中輸出端之共模電壓Vcm〇 =於輸入端之共模電壓Vcmi。第2圖顯示依據本發明另一 實施例之具有不同輸入/輸出共模電壓之電路裝置22，，其 中輸出端之共模電壓Vcmo低於輸入端之共模電壓Vcmi。 如第1圖與第2圖所示，放大器電路22(22，）係與一前級放 大器21串接形成一串級放大器20(20，）。 如弟1圖與第2圖所示’本實施例之具有不同輸入/ 輪出共模電壓之電路裝置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ri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。 1252391 該電流源222肖223分別連接於運算放大器2 入端以提供直流電流，藉以名门u 句個輸 其w“ 授阻抗们㈣上產生電麼 至，使该放大器電路22之於λ a山a， 之輸入端的共模電壓Vcmi盥輪出 知的㈣電MV⑽。不同。如熟習此項技術者所熟 於運异放大器之輸入等效電阻（即自其輸入端看進去之等 效電阻值）通常為一非常大者 、 ^ 之數值（例如，較並聯於用一 郎點之回授阻抗R3或R4大+〆立丨、7 L、 口丨 人 人十倍以上），則絕大部份之直 流電流將不會流入運算放士哭、士 逆#敌大為中，而使得調整共模電壓之 效果能夠達到最佳。 、 第1圖之具有不同輸入/輸出共模電塵之電路裝置22 中’由於輸出端之共模電壓Vcm。要高於輸入端之共模電 壓Vcmi，因此電流源222與223之另一端接地。所以，在 此It形下’運异放大器221之輪出端會產生一調整電流k 流經回授阻抗R3(R4)與電流源222 (223)。所以，在回授 ，抗R3(R4)上會產生—壓降，使輸出端之共模電壓*则 南於輸入端之共模電壓Vemi。而電流源222 (223)的電流 值則視回授阻抗R3(R4)的值及輪出端之共模電壓*動與 輸入端之共模電壓Vemi之電壓差來決^，以使得所產生 之調整電流Ic滿足以下關係式： Vcmo - Vcmi = Ic χ R3 Vcmo - Vcmi = Ic x R4 第2圖之具有不同輸入/輸出共模電壓之電路裝置22, 中，由於輸出端之共模電壓VcmQ要低於輸入端之共模電 £ Vcmi因此電流源222與223之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 1252391 電流Ic流經回授阻抗R3(R4)至運算放大器221之輸出端。 所以，在回授阻抗R3(R4)上會產生一壓降，使輪出端之共 模電壓Vcmo低於輸入端之共模電壓Vcmi。而電流源222 (223)的電流值則視回授阻抗R3(R4)的值及輸出端之共模 電壓Vcmo與輸入端之共模電壓vcmi之電壓差來決定， 以使得所產生之調整電流Ic滿足以下關係式：
Vcmi - Vcmo = Ic x R3
Vcmi - Vcmo = Ic x R4 除了使用於串級放大器之應用之外，本發明之實施例 所述之具有不同輸入/輸出共模電壓之電路裝置亦可使用 於其他應用領域，例如作為耦接於混波器31後級之反向 放大器，關於此應用之組態請參考第3圖及第4圖。由於 其操作原理與第i圖及第2圖所述者相似，故不在此費述。 、須注意的是，上述第卜2、3、及4圖中所示之電流 源222及223如熟習此項技術者所熟知，可單純使用一電 阻器、或者使用由则電晶體所組成之電流鏡架構、或 者其他能夠提供直流電流之電路組態來實現。 糾^此，根據第1、2、3、及4圖所示，本發明之實施 例所揭露之放大器電路22、22, 了根據而要具有不同輸入/ 不 1板電壓。故即使兩級之放大器的輸人/輸出共模電壓 衝：文^ f可正吊工作’而不需要藉由AC耦合電容或緩 衝态來調整。 進行^卜，雖財發明之實施例係以差動放大器電路為例 例所过之枯習此項技術者應可理解，本發明之實施 迷之技術亦可應用於單端放大器架構、乃至於任何需 1252391 要於不同之輸入/輸出共模電壓之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 之範圍’只要不脫離本發明之要旨，該行業者可進行各種 變形或變更。 【圖式簡單說明】 第1圖顯示依據本發明一實施例之具有不同輸入/輸 出共模電壓之電路裝置應用於串級放大器的示意圖。 第2圖顯示依據本發明另一實施例之具有不同輸入/ 輸出共模電壓之電路裝置應用於串級放大器的示意圖。 第3圖顯示依據本發明另一實施例之具有不同輸入/ 輸出共模電壓之電路裝置應用於混波器的示意圖。 第4圖顯示依據本發明另一實施例之具有不同輸入/ 輪出共模電壓之電路裝置應用於混波器的示意圖。 圖式編號 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 Rl、R2 電阻 R3、R4 回授阻抗 10

Claims (1)

1252391 拾、申請專利範圍： 1. 一種具有不同輸入/輸出共模電壓之電路裝置，其包含有： 一運算放大器，係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，且該至少一輸入端之共模電壓高於該至 少一輸出端之共模電壓； 一回授阻抗，係耦接於前述運算放大器之輸入端與輸出端；以 及 一電流源，具有一第一端連接於前述運算放大器之輸入端與前 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 流給前述回授阻抗。 2. 如申請專利範圍第1項所記載之具有不同輸入/輸出共模電壓 之電路裝置，其中前述運算放大器為一差動放大器。 3. 如申請專利範圍第1項所記載之具有不同輸入/輸出共模電壓 之電路裝置，其中前述運算放大器為一單端放大器。 4. 一種具有不同輸入/輸出共模電壓之電路裝置，其包含有： 一運算放大器，係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，且該至少一輸入端之共模電壓低於該至 少一輸出端之共模電壓； 一回授阻抗，係耦接於前述運算放大器之輸入端與輸出端；以 及 一電流源，具有一第一端連接於前述運算放大器之輸入端與前 述回授阻抗，以及一第二端接地，藉以接收前述回授阻抗所傳送過 來之一直流電流。 1252391 5. 如申請專利範圍第4項所記載之具有不同輸入/輸出共模電壓 之電路裝置，其中前述運算放大器為一差動放大器。 6. 如申請專利範圍第4項所記載之具有不同輸入/輸出共模電壓 之電路裝置，其中前述運算放大器為一單端放大器。 7. 一種具有不同輸入/輸出共模電壓之電路裝置，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 係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之壓降，會使得該輸入 共模電壓值與該輸出共模電壓值不相等。 8. 如申請專利範圍第7項所記載之具有不同輸入/輸出共模電壓 之電路裝置，其中該電路單元之輸入等效電阻值係大於十倍之 該回授路徑之等效電阻值。 9. 如申請專利範圍第7項所記載之具有不同輸入/輸出共模電壓 之電路裝置，其中該電路單元係包含有一運算放大器。 10. 如申請專利範圍第9項所記載之具有不同輸入/輸出共模電壓 之電路裝置，其中該電路單元係包含有一差動放大器。 11. 如申請專利範圍第9項所記載之具有不同輸入/輸出共模電壓 之電路裝置，其中該電路單元係包含有一單端放大器。 12. 如申請專利範圍第7項所記載之具有不同輸入/輸出共模電壓 之電路裝置，其中該回授路徑係包含有一電阻。 12
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