專利名稱：：功率放大器及降低其共模噪聲的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種功率放大器，且特別是涉及一種動(dòng)態(tài)調(diào)整內(nèi)部控制切換電路運(yùn)作的信號(hào)間的滯定時(shí)間(deadtime)的功率放大器，以降低功率放大器的共才莫p桑聲(commonnoise)。
背景技術(shù)：
：功率放大器(poweramplifier)在集成電路設(shè)計(jì)中扮演著相當(dāng)重要的角色，其廣泛的應(yīng)用在無線電通信、電視廣播的發(fā)送機(jī)及接收機(jī)、高傳真的立體音響設(shè)備(high-fidelitystereoequipment),微型計(jì)算機(jī)及其它電子設(shè)備。功率放大器的功用為增加信號(hào)能量，以驅(qū)動(dòng)負(fù)載或者下一級(jí)電路。因此，功率放大器的優(yōu)劣可從其功率增益來探討，其中功率增益為輸出功率與輸入功率的比值。功率增益越大，表示此功率放大器的放大能力越好。當(dāng)輸入信號(hào)較小時(shí)，一般的功率放大器其功率增益曲線都具有不錯(cuò)的線性度。而當(dāng)輸入信號(hào)太大時(shí)，輸出信號(hào)不再以線性曲線放大，導(dǎo)致功率增益下降，此現(xiàn)象稱之為增益壓縮。由此可知，隨著輸入信號(hào)增加，若增益壓縮越晚發(fā)生，則表示此功率放大器的線性度較佳，能維持輸出信號(hào)不失真。功率放大器視其應(yīng)用而有多種分類，主要有A類、B類、AB類、C類以及D類等。舉例來說，在手持式以及移動(dòng)式裝置中的音頻信號(hào)處理，D類功率放大器因具有高功率轉(zhuǎn)換效率(大于90%)的優(yōu)點(diǎn)而廣泛的被使用。而且，某些D類功率放大器會(huì)使用脈沖寬度調(diào)制器來產(chǎn)生連續(xù)脈沖，這些脈沖寬度隨音頻信號(hào)幅度而變化，以控制D類功率放大器內(nèi)切換電路的運(yùn)作。然而，對(duì)于信號(hào)失真度要求較高的產(chǎn)品上，D類功率放大器的表現(xiàn)卻不如AB類功率放大器那么地好。因此，為了改善D類放大器輸出信號(hào)非線性失真的問題，便有人提出一種積化和差(sigma-delta)D類功率放大器，其信號(hào)失真度能較AB類功率放大器低，且亦保留D類功率放大器高功率轉(zhuǎn)換效率的特點(diǎn)，使得積化和差D類功率放大器在市場(chǎng)上有很大的竟?fàn)巸?yōu)勢(shì)。然而，積化和差D類功率放大器具有一個(gè)致命缺點(diǎn)。當(dāng)輸入信號(hào)大到某程度時(shí)，通常約為參考電平的一半，積化和差D類功率放大器的全諧波噪音比(totalharmonicdistortionplusnoise,THD+N)會(huì)急遽變大，其中，全諧波噪音比為設(shè)備本身產(chǎn)生的失真諧波功率及噪聲的總和與輸出功率的比值。在相關(guān)領(lǐng)域中，美國專利公告號(hào)第6924757號(hào)專利案提出一種應(yīng)用于D類放大，能降低切換速率的積化和差調(diào)制器("sigmadeltamodulatorwithreducingswitchingrateforuseinclassDamplification")。此篇專(look-uptable)選擇量化器的磁滯(hysteresis)區(qū)間大小。當(dāng)積化和差調(diào)制器在輸入信號(hào)變大時(shí)，量化器的^f茲滯區(qū)間便較大，而當(dāng)輸入信號(hào)振幅小時(shí)，量化器的磁滯區(qū)間縮小，以提高信號(hào)的穩(wěn)定度及信號(hào)噪聲比。由于量化器具有一磁滯區(qū)間，使得積化和差調(diào)制器的平均時(shí)鐘能夠下降，以減輕D類功率放大器(輸出級(jí))的切換電路的能量損失，并且提升輸出信號(hào)全諧波噪音比的表現(xiàn)。但是，此篇專利必須先行偵測(cè)輸入信號(hào)的振幅，再藉由查詢表選擇出適當(dāng)?shù)拇艤^(qū)間，以及通過電路轉(zhuǎn)換成磁滯控制信號(hào)。因此，系統(tǒng)電路的復(fù)雜度及消耗功率會(huì)大大的增加，相對(duì)于電路實(shí)現(xiàn)上也需耗費(fèi)較大的成本。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的范例提供一種功率放大器，其具有高功率轉(zhuǎn)換效率、低信號(hào)失真度及低全諧波噪音比等多項(xiàng)優(yōu)點(diǎn)。本發(fā)明的范例另提供一種降低功率放大器的共模噪聲的方法，其通過調(diào)整功率放大器內(nèi)部控制切換電路的信號(hào)間的滯定時(shí)間，以降低功率放大器的共模噪聲及全諧波噪音比。本發(fā)明的范例提出一種功率放大器。此功率放大器包括和差調(diào)制模塊、差動(dòng)滯時(shí)控制模塊以及輸出級(jí)模塊。和差調(diào)制模塊接收差動(dòng)模式輸入信號(hào)，用以積分且量化差動(dòng)模式輸入信號(hào)與輸出信號(hào)的誤差，并產(chǎn)生第一平均信號(hào)與第二平均信號(hào)。差動(dòng)滯時(shí)控制模塊耦接和差調(diào)制模塊，用以接收第一平均信號(hào)，并進(jìn)行邏輯處理以產(chǎn)生對(duì)應(yīng)于第一平均信號(hào)的第一信號(hào)與第二信號(hào)，以及接收第二平均信號(hào)，并進(jìn)行邏輯處理以產(chǎn)生對(duì)應(yīng)于第二平均信號(hào)的第三信號(hào)與第四信號(hào)。輸出級(jí)模塊耦接差動(dòng)滯時(shí)控制模塊，其受控于第一信號(hào)、第二信號(hào)、第三信號(hào)與第四信號(hào)而產(chǎn)生輸出信號(hào)以驅(qū)動(dòng)負(fù)載。本發(fā)明的范例另提出一種降低功率放大器的共模噪聲的方法。首先，接收差動(dòng)模式輸入信號(hào)，并將差動(dòng)模式輸入信號(hào)與輸出信號(hào)的誤差積分且量化，以產(chǎn)生第一平均信號(hào)、第二平均信號(hào)。接著，經(jīng)邏輯處理而產(chǎn)生對(duì)應(yīng)于第一平均信號(hào)的第一信號(hào)與第二信號(hào)，以及對(duì)應(yīng)于第二平均信號(hào)的第三信號(hào)與第四信號(hào)，其中，依據(jù)第一控制信號(hào)而決定第一信號(hào)與第二信號(hào)間的滯定時(shí)間，且依據(jù)第二控制信號(hào)而決定第三信號(hào)與第四信號(hào)的滯定時(shí)間。而依據(jù)第一信號(hào)、第二信號(hào)、第三信號(hào)以及第四信號(hào)，控制此功率放大器產(chǎn)生輸出信號(hào)以驅(qū)動(dòng)負(fù)載。本發(fā)明的范例采用和差調(diào)制模塊來提供電路系統(tǒng)一回路響應(yīng)，藉以提高信號(hào)穩(wěn)定度。而且，利用差動(dòng)滯時(shí)控制模塊來調(diào)整輸出級(jí)模塊內(nèi)部控制切換電路運(yùn)作的信號(hào)間的滯定時(shí)間，藉以平衡差動(dòng)路徑上因工藝變異所造成的誤差，以及降低共模噪聲。為讓本發(fā)明的上述和其它目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能更明顯易懂，下文特舉本發(fā)明的較佳實(shí)施例，并配合附圖，作詳細(xì)說明如下。圖1示出了本發(fā)明的一實(shí)施例的功率放大器的示意圖。圖2示出了本發(fā)明實(shí)施例圖1中輸出級(jí)模塊的示意圖。圖3示出了滯定時(shí)間的示意圖。圖4示出了本發(fā)明實(shí)施例圖1中和差調(diào)制模塊的電路圖。圖"示出了本發(fā)明實(shí)施例圖1中第一滯時(shí)控制模塊的示意圖。圖5B示出了本發(fā)明實(shí)施例圖5A的時(shí)序圖。圖6示出了本發(fā)明的一實(shí)施例的降低功率放大器的共模噪聲的方法的流程圖。附圖符號(hào)說明Vip、Vin:差動(dòng)模式輸入信號(hào)Vop、Von:輸出信號(hào)Vep、Ven:差動(dòng)模式誤差信號(hào)Ml-M2:第一-第二平均信號(hào)Sl-S6:第一-第六信號(hào)C0N1-C0N2:第一-第二控制信號(hào)Tl-T4:第一-第四晶體管REF1-REF2:第一-第二參考信號(hào)VDD:系統(tǒng)電壓GND:接地電壓0R1-0R2:第一-第二或非門INV1-INV5:第一-第五反相器INV6-而8:反相器R1-R4:第一-第四電阻SW1-SW2:第一-第二開關(guān)Cl-C2:第一-第二電容A、B、C、D:節(jié)點(diǎn)100:功率^:大器110:和差調(diào)制才莫塊111:加法單元112:回路濾波單元113:量化單元114:連續(xù)時(shí)間積分器115:離散時(shí)間積分器116:加法器117-118:第一-第二比較器119:邏輯電路120:第一滯時(shí)控制模塊130:第二滯時(shí)控制模塊121-122:第一-第二延遲單元123-124:第一-第二緩沖單元140:輸出級(jí)模塊150:負(fù)載160:差動(dòng)滯時(shí)控制模塊301:滯定時(shí)間。具體實(shí)施例方式圖l示出了本發(fā)明的一實(shí)施例的功率放大器的示意圖。請(qǐng)參照?qǐng)Dl,功率放大器100包括和差調(diào)制模塊110、差動(dòng)滯時(shí)控制模塊160以及輸出級(jí)模塊140。和差調(diào)制模塊110接收差動(dòng)模式輸入信號(hào)Vip、Vin，且分別將差動(dòng)模式輸入信號(hào)Vip與輸出信號(hào)Vop的誤差，以及差動(dòng)模式輸入信號(hào)Vin與輸出信號(hào)Von的誤差進(jìn)行積分及量化，以產(chǎn)生第一及第二平均信號(hào)M1、M2。于本實(shí)施例中，和差調(diào)制模塊110包括加法單元111、回路濾波單元112以及量化單元113。差動(dòng)滯時(shí)控制模塊160包括第一及第二滯時(shí)控制模塊120、130。第一滯時(shí)控制模塊120耦接和差調(diào)制模塊110，其將接收的第一平均信號(hào)Ml經(jīng)邏輯處理后產(chǎn)生第一信號(hào)S1及第二信號(hào)S2。其中，第一滯時(shí)控制模塊120依據(jù)第一控制信號(hào)C0N1決定第一信號(hào)Sl與第二信號(hào)S2間的滯定時(shí)間(deadtime)。同理，第二滯時(shí)控制模塊130耦接和差調(diào)制模塊110,其將接收的第二平均信號(hào)M2經(jīng)邏輯處理后產(chǎn)生第三信號(hào)S3及第四信號(hào)S4，且其依據(jù)第二控制信號(hào)C0N2決定第三信號(hào)S3與第四信號(hào)S4間的滯定時(shí)間。輸出級(jí)模塊140例如為D類放大器電路，其受控于第一_第四信號(hào)S1-S4而產(chǎn)生輸出信號(hào)Von、Vop，以驅(qū)動(dòng)負(fù)載150。為了方便敘述本實(shí)施例的電路運(yùn)作，在此先說明輸出級(jí)模塊140的結(jié)構(gòu)。圖2示出了本發(fā)明實(shí)施例圖1中輸出級(jí)^^莫塊140的示意圖。請(qǐng)參照?qǐng)D2,輸出級(jí)模塊140包括第一-第四晶體管T1-T4，其中，第一及第三晶體管T1、T3為P型晶體管，第二及第四晶體管T2、T4為N型晶體管。第一晶體管T1的柵極接收第一信號(hào)S1，其第一源/漏極耦接系統(tǒng)電壓VDD，而第二晶體管T2的柵極接收第二信號(hào)S2，其第一及第二源/漏極分別耦接第一晶體管Tl的第二源/漏極及接地電壓GND。第三晶體管T3的斥冊(cè)才及接收第三信號(hào)S3，其第一源/漏極耦接第一晶體管Tl的第一源/漏極，而第四晶體管T4的柵極接收第四信號(hào)S4，其第一及第二源/漏極分別耦接第三晶體管T3的第二源/漏極及第二晶體管T2的第二源/漏極。輸出級(jí)模塊140內(nèi)第一及第三晶體管T1、T3的第二源/漏極分別產(chǎn)生輸出信號(hào)Vop、Von，以驅(qū)動(dòng)負(fù)載l50。以第一及第二晶體管T1、T2而言，二者分別受控于第一信號(hào)S1及第二信號(hào)S2而決定導(dǎo)通與否。為了避免第一及第二晶體管T1、T7同時(shí)導(dǎo)通，導(dǎo)致輸出信號(hào)Vop不穩(wěn)定，因而需有效地控制第一信號(hào)Sl與第二信號(hào)S2間的滯定時(shí)間(deadtime)。圖3示出了滯定時(shí)間的示意圖。請(qǐng)參照?qǐng)D3，滯定時(shí)間301為第一及第二信號(hào)Sl、S2分別控制第一及第二晶體管T1、T2不導(dǎo)通的期間。同理也可推論至第三及第四信號(hào)S3、S4。另外，輸出信號(hào)Vop、Von也有可能因第一-第四信號(hào)S1-S4的控制不當(dāng)而同時(shí)為邏輯高電平，或者同時(shí)為邏輯低電平，這表示輸出信號(hào)Vop、Von二者驅(qū)動(dòng)負(fù)載150的電流方向是同時(shí)發(fā)生的。簡(jiǎn)而言之，共模噪聲也會(huì)因此而變大，且降低功率放大器于全諧波噪音比的表現(xiàn)。因此，本實(shí)施例便針對(duì)提升輸出信號(hào)Vop、Von的穩(wěn)定度，及提高功率放大器在全諧波噪音比的表現(xiàn)而進(jìn)行改善。以下便詳細(xì)敘述和差調(diào)制模塊110的電路運(yùn)作。和差調(diào)制模塊110可以視為一種模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換電路，其參考輸出級(jí)模塊140產(chǎn)生的輸出信號(hào)V叩、Von,分別將輸入信號(hào)Vip、Vin中多余的噪聲去除，以保留原始信號(hào)完整。圖4示出了本發(fā)明實(shí)施例圖1中和差調(diào)制模塊110的電路圖。請(qǐng)參照?qǐng)D4，和差調(diào)制才莫塊110包括加法單元111、回路濾波單元112以及量化單元113。加法單元111分別計(jì)算輸入信號(hào)Vip與輸出信號(hào)Vop間的差值，以及輸入信號(hào)Vin與輸出信號(hào)Von間的差值?；芈窞V波單元112耦接加法單元111,其由連續(xù)時(shí)間積分器114、離散時(shí)間積分器115以及加法器116所組成?；芈窞V波單元112提供功率放大器100一回路響應(yīng)，其累加輸入信號(hào)Vip與輸出信號(hào)Vop間的差值，以及輸入信號(hào)Vin與輸出信號(hào)Von間的差值，經(jīng)濾波處理后產(chǎn)生差動(dòng)模式誤差信號(hào)Vep、Ven。量化單元113耦接回路濾波單元112,其依據(jù)參考信號(hào)REF的電平量化差動(dòng)模式誤差信號(hào)Vep、Ven。在此假設(shè)量化單元113為三電平式的量化器，其包括第一及第二比較器117、118以及邏輯電路119。第一及第二比較器117、118接收差動(dòng)模式誤差信號(hào)Vep、Ven,且第一及第二比較器117、118分別依據(jù)第一參考信號(hào)REF1與第二參考信號(hào)REF2的電平差(REF1-REF2)以及第二參考信號(hào)REF2與第一參考信號(hào)REF1的電平差(REF2-REF1)量化差動(dòng)模式誤差信號(hào)Vep、Ven。而邏輯電路119接收第一及第二比較器117、118輸出的信號(hào)，經(jīng)邏輯處理而產(chǎn)生第一及第二平均信號(hào)M1、M乙舉例來說，當(dāng)差動(dòng)模式誤差信號(hào)Vep、Ven介于系統(tǒng)電壓VDD與(REFl-REF2)的電平區(qū)間時(shí)，第一及第二平均信號(hào)M1、M2分別為邏輯高電平(例如l)及邏輯低電平(例如0)。當(dāng)差動(dòng)模式誤差信號(hào)Vep、Ven介于(REF1-REF2)與(REF2-REF1)的電平區(qū)間時(shí)，第一及第二平均信號(hào)M1、M2皆為邏輯低電平(例如0)。另外，當(dāng)差動(dòng)模式誤差信號(hào)Vep、Ven介于(REF2-REF1)與負(fù)系統(tǒng)電壓(-VDD)的電平區(qū)間時(shí)，第一及第二平均信號(hào)M1、M2分別為邏輯低電平(例如O)及邏輯高電平(例如1)。雖然本實(shí)施例的量化單元113為以三電平式(l.5位)的量化器為例，然不局限于此范圍，本領(lǐng)域具有通常知識(shí)者可據(jù)以調(diào)整量化單元113的量化電平，例如l位的量化單元。但本實(shí)施例中1.5位的量化單元113能較1位的量化單元提供更高的信號(hào)穩(wěn)定度。接下來，詳細(xì)敘述第一及第二滯時(shí)控制模塊120、130所組成的差動(dòng)滯時(shí)控制模塊160的電路運(yùn)作。圖5A示出了本發(fā)明實(shí)施例圖1中第一滯時(shí)控制模塊120的示意圖。請(qǐng)參照?qǐng)D5A，在此以第一滯時(shí)控制模塊120為例說明，其包括第一及第二或非門0R1、0R2、第一及第二延遲單元121、122以及第一及第二緩沖單元123、124。第一或非門0R1接收反相的第一平均信號(hào)M1(其是第一平均信號(hào)Ml經(jīng)反相器INV7而產(chǎn)生)與第二信號(hào)S2，并產(chǎn)生第五信號(hào)S5。第二或非門0R2接收第一平均信號(hào)Ml(其是第一平均信號(hào)Ml經(jīng)反相器INV7、I群8而產(chǎn)生)與反相的第一信號(hào)Sl(其是第一信號(hào)Sl經(jīng)反相器INV6而產(chǎn)生)，并產(chǎn)生第六信號(hào)S6。第一延遲單元121耦接第一或非門0R1，其受控于第一控制信號(hào)C0N1而延遲第五信號(hào)S5，以產(chǎn)生第一信號(hào)Sl,而第二延遲單元122耦接第二或非門0R2,其亦受控于第一控制信號(hào)C0N1而延遲第六信號(hào)S6，以產(chǎn)生第二信號(hào)S2。另外，第一及第二緩沖單元123、124分別耦接第一及第二延遲單元121、122,以提高信號(hào)傳輸?shù)膹?qiáng)度。第一延遲單元121包括第一-第三反相器INV1-INV3、第一及第二電阻R1、R2、第一開關(guān)SW1以及第一電容C1。第一反相器INV1的輸入端接收第五信號(hào)S5。第一電阻R1的第一及第二端分別耦接第一反相器INV1的輸出端及第二電阻R2的第一端。第一電容C1的第一及第二端分別耦接第二電阻R2的第二端及接地電壓GND。第一開關(guān)SW1的二端分別耦接第一電阻R1的第一及第二端(并聯(lián)形式)，其受控于第一控制信號(hào)C0N1而決定是否導(dǎo)通。第二反相器INV2的輸入端及輸出端分別耦接第二電阻R2的第二端及第三反相器INV3的輸入端，而第三反相器INV3的輸出端經(jīng)由第一緩沖單元123產(chǎn)生第一信號(hào)Sl。第二延遲單元122包括第四及第五反相器I群4、INV5、第三及第四電阻R3、R4、第二開關(guān)SW2以及第二電容C2。第四反相器INV4的輸入端接收第六信號(hào)S6。第三電阻R3的第一及第二端分別耦接第四反相器INV4的輸出端及第四電阻R4的第一端。第二電容C2的第一及第二端分別耦接第四電阻R4的第二端及接地電壓GND。第二開關(guān)SW2的二端分別耦接第三電阻R3的第一及第二端(并聯(lián)形式)，其受控于第一控制信號(hào)C0N1而決定是否導(dǎo)通。第五反相器INV5的輸入端耦接第四電阻R4的第二端，其輸出端經(jīng)由第二緩沖單元124產(chǎn)生第二信號(hào)S2。圖5B示出了本發(fā)明實(shí)施例圖5A的時(shí)序圖。為使讀者能清楚了解各信號(hào)間的變化，在圖5A中加入節(jié)點(diǎn)A、B、C、D，其分別為第一平均信號(hào)Ml、第一信號(hào)S1、第二信號(hào)S2以及輸出信號(hào)Vop。請(qǐng)參照?qǐng)D5A與圖5B,第一及第二開關(guān)SW1、SW2受控于第一控制信號(hào)C0N1而決定是否導(dǎo)通，當(dāng)?shù)谝患暗诙_關(guān)SW1、SW2導(dǎo)通時(shí)，第五及第六信號(hào)S5、S6延遲時(shí)間會(huì)較短，進(jìn)而使第一及第二信號(hào)S1、S2間的滯定時(shí)間亦較短。反之，當(dāng)?shù)谝患暗诙_關(guān)SW1、SW2不導(dǎo)通時(shí)，第五及第六信號(hào)S5、S6延遲時(shí)間較長(zhǎng)，進(jìn)而使第一及第二信號(hào)Sl、S2間的滯定時(shí)間亦較長(zhǎng)。如此一來，第一滯時(shí)控制模塊120對(duì)第一平均信號(hào)Ml進(jìn)行邏輯處理后產(chǎn)生對(duì)應(yīng)于第一平均信號(hào)Ml的第一及第二信號(hào)Sl、S2，且第一滯時(shí)控制模塊120能依據(jù)第一控制信號(hào)C0N1而決定第一及第二信號(hào)Sl、S2間的滯定時(shí)間。第二滯時(shí)控制模塊130的結(jié)構(gòu)亦如圖5A中第一滯時(shí)控制模塊120，其對(duì)第二平均信號(hào)M2進(jìn)行邏輯處理后產(chǎn)生對(duì)應(yīng)于第二平均信號(hào)M2的第三及第四信號(hào)S3、S4，且第二滯時(shí)控制模塊130依據(jù)第二控制信號(hào)CON2而決定第三及第四信號(hào)S3、S4間的滯定時(shí)間。另外，如上述輸出級(jí)模塊140的敘述(實(shí)施例圖2),倘若第一-第四信號(hào)S1-S4因控制不當(dāng)而使輸出級(jí);f莫塊140產(chǎn)生的輸出信號(hào)Vop、Von邏輯電平相同時(shí)，便很有可能會(huì)導(dǎo)致共模噪聲變大，進(jìn)而降低全諧波噪音比的表現(xiàn)。因此，在此假設(shè)本實(shí)施例第一及第二控制信號(hào)C0N1、C0N2分別為和差調(diào)制模塊110所產(chǎn)生的第一及第二平均信號(hào)M1、M2。由于本實(shí)施例為采用1.5位的量化單元113,因此第一及第二平均信號(hào)M1、M2的搭配有三種邏輯狀態(tài)，分別為(Ml=l，M2=0)、(M1=0,M2=0)以及(M1《M2=l)。從第一及第二滯時(shí)控制模塊120、130各別獨(dú)立運(yùn)作來看，第一平均信號(hào)Ml控制第一滯時(shí)控制模塊120所產(chǎn)生的第一及第二信號(hào)Sl、S2間的滯定時(shí)間，且第二平均信號(hào)M2控制第二滯時(shí)控制模塊130所產(chǎn)生的第三及第四信號(hào)S3、S4間的滯定時(shí)間。而對(duì)第一及第二滯時(shí)控制模塊120、130同時(shí)運(yùn)作而言，第一及第二平均信號(hào)M1、M2所搭配的邏輯狀態(tài)不同，也能調(diào)整輸出信號(hào)Vop、Von轉(zhuǎn)換其邏輯電平的時(shí)間，進(jìn)而改善以往共模噪聲的問題。雖然上述假設(shè)第一及第二控制信號(hào)C0N1、C0N2分別為第一及第二平均信號(hào)M1、M2,然并不局限于此范圍，第一及第二控制信號(hào)C0N1、C0N2也可為外部所提供的控制信號(hào)。由上述幾個(gè)實(shí)施例，在此可以歸納為下列的方法流程。圖6示出了本發(fā)明的一實(shí)施例的降低功率放大器的共模噪聲的方法的流程圖。請(qǐng)參照?qǐng)D6，首先，接收差動(dòng)模式輸入信號(hào)Vip、Vin(步驟S601)。如實(shí)施例圖4的敘述，將差動(dòng)模式輸入信號(hào)Vip、Vin分別與輸出信號(hào)Vop、Von的誤差積分且量化，以產(chǎn)生第一及第二平均信號(hào)M1、M2(步驟S602)。而如實(shí)施例圖5A的名又述，經(jīng)邏輯處理而產(chǎn)生對(duì)應(yīng)于第一平均信號(hào)Ml的第一信號(hào)Sl與第二信號(hào)S2,以及產(chǎn)生對(duì)應(yīng)于第二平均信號(hào)M2的第三信號(hào)S3與第四信號(hào)S4(步驟S603)。其中，第一信號(hào)Sl與第二信號(hào)S2間的滯定時(shí)間為受控于第一控制信號(hào)CONl,而第三信號(hào)S3與第四信號(hào)S4間的滯定時(shí)間為受控于第二控制信號(hào)C0N2。最后，如實(shí)施例圖2的敘述，依據(jù)第一-第四信號(hào)S1-S4，控制功率放大器產(chǎn)生輸出信號(hào)Vop、Von,以驅(qū)動(dòng)負(fù)載(步驟S604)。綜上所述，本實(shí)施例利用和差調(diào)制模塊110提供電路系統(tǒng)一回路響應(yīng)，以及利用第一及第二滯時(shí)控制模塊120、130所組成的差動(dòng)滯時(shí)控制模塊160來調(diào)整輸出級(jí)^^莫塊140內(nèi)控制切換電路運(yùn)作的第一及第二信號(hào)Sl、S2間與第三及第四信號(hào)S3、S4間的滯定時(shí)間，藉以平衡差動(dòng)路徑上因工藝變異所產(chǎn)生的誤差，及降低功率放大器的共模噪聲，進(jìn)而提高全諧波噪音比的表現(xiàn)。在電路實(shí)現(xiàn)上，第一及第二滯時(shí)控制模塊120、130為簡(jiǎn)單的邏輯組件所構(gòu)成的電路，其電路復(fù)雜度及功率消耗也較小。雖然本發(fā)明已以較佳實(shí)施例揭露如上，然其并非用以限定本發(fā)明，任何所屬
技術(shù)領(lǐng)域：
中具有通常知識(shí)者，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，當(dāng)可作些許的更動(dòng)與潤飾，因此本發(fā)明的保護(hù)范圍當(dāng)視本發(fā)明的申請(qǐng)專利范圍所界定者為準(zhǔn)。權(quán)利要求1.一種功率放大器，其特征在于包括:和差調(diào)制模塊，接收差動(dòng)模式輸入信號(hào)，用以積分且量化該差動(dòng)模式輸入信號(hào)與輸出信號(hào)的誤差，并產(chǎn)生第一平均信號(hào)與第二平均信號(hào)；差動(dòng)滯時(shí)控制模塊，耦接該和差調(diào)制模塊，用以接收該第一平均信號(hào)，并進(jìn)行邏輯處理以產(chǎn)生對(duì)應(yīng)于該第一平均信號(hào)的第一信號(hào)與第二信號(hào)，以及接收該第二平均信號(hào)，并進(jìn)行邏輯處理以產(chǎn)生對(duì)應(yīng)于該第二平均信號(hào)的第三信號(hào)與第四信號(hào)；以及輸出級(jí)模塊，耦接該差動(dòng)滯時(shí)控制模塊，其受控于該第一信號(hào)、該第二信號(hào)、該第三信號(hào)與該第四信號(hào)而產(chǎn)生該輸出信號(hào)以驅(qū)動(dòng)負(fù)載。2.如權(quán)利要求1所述的功率放大器，其特征在于，該差動(dòng)滯時(shí)控制模塊包括第一滯時(shí)控制模塊，接收該第一平均信號(hào)，并進(jìn)行邏輯處理以產(chǎn)生對(duì)應(yīng)于該第一平均信號(hào)的該第一信號(hào)與該第二信號(hào)，其中，該第一滯時(shí)控制模塊依據(jù)第一控制信號(hào)而決定該第一信號(hào)與該第二信號(hào)間的滯定時(shí)間；以及第二滯時(shí)控制模塊，接收該第二平均信號(hào)，并進(jìn)行邏輯處理以產(chǎn)生對(duì)應(yīng)于該第二平均信號(hào)的該第三信號(hào)與該第四信號(hào)，其中，該第二滯時(shí)控制模塊依據(jù)第二控制信號(hào)而決定該第三信號(hào)與該第四信號(hào)間的滯定時(shí)間。3.如權(quán)利要求2所述的功率放大器，其特征在于，該第一滯時(shí)控制模塊包括第一或非門，接收該第二信號(hào)與反相的該第一平均信號(hào)，并產(chǎn)生第五信號(hào)第二或非門，接收該第一平均信號(hào)與反相的該第一信號(hào)，并產(chǎn)生第六信第一延遲單元，耦接該第一或非門，接收該第五信號(hào)，其受控于該第一控制信號(hào)而延遲該第五信號(hào)，并產(chǎn)生該第一信號(hào)；以及第二延遲單元，耦接該第二或非門，接收該第六信號(hào)，其受控于該第一控制信號(hào)而延遲該第六信號(hào)，并產(chǎn)生該第二信號(hào)。4.如權(quán)利要求3所述的功率放大器，其特征在于，該第一滯時(shí)控制模塊更包括第一緩沖單元，耦接該第一延遲單元；以及第二緩沖單元，耦接該第二延遲單元。5.如權(quán)利要求3所述的功率放大器，其特征在于，該第一延遲單元包括:第一反相器，其輸入端接收該第五信號(hào)；第一電阻，其第一端耦接該第一反相器的輸出端；第二電阻，其第一端耦接該第一電阻的第二端；第一電容，其第一端耦接該第二電阻的第二端，其第二端耦接接地電壓；第一開關(guān)，其二端分別耦接該第一電阻的第一端及第二端，且受控于該第一平均信號(hào)而決定是否導(dǎo)通；第二反相器，其輸入端耦接該第二電阻的第二端；以及第三反相器，其輸入端耦接該第二反相器的輸出端，其輸出端產(chǎn)生該第一信號(hào)。6.如權(quán)利要求3所述的功率放大器，其特征在于，該第二延遲單元包括第四反相器，其輸入端接收該第六信號(hào)；第三電阻，其第一端耦接該第四反相器的輸出端；第四電阻，其第一端耦接該第三電阻的第二端；第二電容，其第一端耦接該第四電阻的第二端，其第二端耦接接地電壓；第二開關(guān)，其二端分別耦接該第三電阻的第一端及第二端，且受控于該第一控制信號(hào)而決定是否導(dǎo)通；以及第五反相器，其輸入端耦接該第四電阻的第二端；其輸出端產(chǎn)生該第二信號(hào)。7.如權(quán)利要求2所述的功率放大器，其特征在于，該第二滯時(shí)控制模塊包括第一或非門，接收該第四信號(hào)與反相的該第二平均信號(hào)，并產(chǎn)生第五信第二或非門，接收該第二平均信號(hào)與反相的該第三信號(hào)，并產(chǎn)生第六信—，,第一延遲單元，耦接該第一或非門，接收該第五信號(hào)，其受控于該第二控制信號(hào)而延遲該第五信號(hào)，并產(chǎn)生該第三信號(hào)；以及第二延遲單元，耦接該第二或非門，接收該第六信號(hào)，其受控于該第二控制信號(hào)而延遲該第六信號(hào)，并產(chǎn)生該第四信號(hào)。8.如權(quán)利要求7所述的功率放大器，其特征在于，該第二滯時(shí)控制模塊更包括第一緩沖單元，耦接該第一延遲單元；以及第二緩沖單元，耦接該第二延遲單元。9.如權(quán)利要求7所述的功率放大器，其特征在于，該第一延遲單元包括第一反相器，其輸入端接收該第五信號(hào)；第一電阻，其第一端耦接該第一反相器的輸出端；第二電阻，其第一端耦接該第一電阻的第二端；第一電容，其第一端耦接該第二電阻的第二端，其第二端耦接接地電壓；第一開關(guān)，其二端分別耦接該第一電阻的第一端及第二端，且受控于該第二控制信號(hào)而決定是否導(dǎo)通；第二反相器，其輸入端耦接該第二電阻的第二端；以及第三反相器，其輸入端耦接該第二反相器的輸出端，其輸出端產(chǎn)生該第三信號(hào)。10.如權(quán)利要求7所述的功率放大器，其特征在于，該第二延遲單元包括第四反相器，其輸入端接收該第六信號(hào)；第三電阻，其第一端耦接該第四反相器的輸出端；第四電阻，其第一端耦接該第三電阻的第二端；第二電容，其第一端耦接該第四電阻的第二端，其第二端耦接接地電壓；第二開關(guān)，其二端分別耦接該第三電阻的第一端及第二端，且受控于該第二控制信號(hào)而決定是否導(dǎo)通；以及第五反相器，其輸入端耦接該第四電阻的第二端；其輸出端產(chǎn)生該第四信號(hào)。11.如權(quán)利要求2所述的功率放大器，其特征在于，該第一控制信號(hào)是該第一平均信號(hào)，而該第二控制信號(hào)是該第二平均信號(hào)。12.如權(quán)利要求2所述的功率放大器，其特征在于，該第一控制信號(hào)與該第二控制信號(hào)是外部所提供的控制信號(hào)。13.如權(quán)利要求1所述的功率放大器，其特征在于，該和差調(diào)制模塊包括加法單元，計(jì)算該差動(dòng)模式輸入信號(hào)與該輸出信號(hào)間的差值；回路濾波單元，耦接該加法單元，其累加該差值，并產(chǎn)生差動(dòng)才莫式誤差信號(hào)；以及量化單元，耦接該積分單元，其量化該差動(dòng)模式誤差信號(hào)，并產(chǎn)生該第一平均信號(hào)與該第二平均信號(hào)。14.如權(quán)利要求13所述的功率放大器，其特征在于，該量化單元為三電平量化器，且該量化單元包括第一比較器，接收該差動(dòng)模式誤差信號(hào)，其依據(jù)第一參考信號(hào)與第二參考信號(hào)的電平差，量化該差動(dòng)模式誤差信號(hào)；第二比較器，接收該差動(dòng)模式誤差信號(hào)，其依據(jù)該第二參考信號(hào)與該第一參考信號(hào)的電平差，量化該差動(dòng)模式誤差信號(hào)；以及邏輯電路，接收該第一比較器與該第二比較器輸出的信號(hào)，且經(jīng)邏輯處理后產(chǎn)生該第一平均信號(hào)與該第二平均信號(hào)。15.如權(quán)利要求1所述的功率放大器，其特征在于，該輸出級(jí)模塊包括第一晶體管，其4冊(cè)極接收該第一信號(hào)，其第一源/漏極耦接系統(tǒng)電壓；第二晶體管，其柵極接收該第二信號(hào)，其第一源/漏極耦接該第一晶體管的第二源/漏極，其第二源/漏極耦接接地電壓；第三晶體管，其柵極接收該第三信號(hào)，其第一源/漏極耦接該第一晶體管的第一源/漏極；以及第四晶體管，其柵極接收該第四信號(hào)，其第一源/漏極耦接該第三晶體管的第二源/漏極，其第二源/漏極耦接該第二晶體管的第二源/漏極；其中，該第一晶體管與該第三晶體管的第二源/漏極產(chǎn)生該輸出信號(hào)。16.—種降低功率放大器的共模噪聲的方法，其特征在于包括接收差動(dòng)模式輸入信號(hào)；積分且量化該差動(dòng)模式輸入信號(hào)與輸出信號(hào)的誤差，以產(chǎn)生第一平均信號(hào)與第二平均信號(hào)；經(jīng)邏輯處理而產(chǎn)生對(duì)應(yīng)于該第一平均信號(hào)的第一信號(hào)與第二信號(hào)，其中，依據(jù)第一控制信號(hào)而決定該第一信號(hào)與該第二信號(hào)間的滯定時(shí)間；經(jīng)邏輯處理而產(chǎn)生對(duì)應(yīng)于該第二平均信號(hào)的第三信號(hào)與第四信號(hào)，其中，依據(jù)第二控制信號(hào)而決定該第三信號(hào)與該第四信號(hào)間的滯定時(shí)間；以及依據(jù)該第一信號(hào)、該第二信號(hào)、該第三信號(hào)以及該第四信號(hào)，控制該功率放大器產(chǎn)生該輸出信號(hào)以驅(qū)動(dòng)負(fù)載。17.如權(quán)利要求16所述的降低功率放大器的共模噪聲的方法，其特征在于，產(chǎn)生該第一平均信號(hào)與該第二平均信號(hào)的步驟包括計(jì)算該差動(dòng)模式輸入信號(hào)與該輸出信號(hào)的差值；累加該差值，并產(chǎn)生差動(dòng)模式誤差信號(hào)；以及量化該差動(dòng)模式誤差信號(hào)，且經(jīng)邏輯處理后產(chǎn)生該第一平均信號(hào)與該第二平均信號(hào)。18.如權(quán)利要求16所述的降低功率放大器的共模噪聲的方法，其特征在于，經(jīng)邏輯處理而產(chǎn)生對(duì)應(yīng)于該第一平均信號(hào)的該第一信號(hào)與該第二信號(hào)的步驟包括將該第二信號(hào)與反相的第一平均信號(hào)進(jìn)行或門運(yùn)算以產(chǎn)生第五信號(hào)；將該第一平均信號(hào)與反相的該第一信號(hào)進(jìn)行或非門運(yùn)算以產(chǎn)生第六信號(hào)；依據(jù)該第一控制信號(hào)而延遲該第五信號(hào)，以產(chǎn)生該第一信號(hào)；以及依據(jù)該第一控制信號(hào)而延遲該第六信號(hào)，以產(chǎn)生該第二信號(hào)。19.如權(quán)利要求16所述的降低功率放大器的共模噪聲的方法，其特征在于，經(jīng)邏輯處理而產(chǎn)生對(duì)應(yīng)于該第二平均信號(hào)的該第三信號(hào)與該第四信號(hào)的步驟包括將該第四信號(hào)與反相的該第二平均信號(hào)進(jìn)行或門運(yùn)算以產(chǎn)生第五信號(hào)；將該第二平均信號(hào)與反相的該第三信號(hào)進(jìn)行或非門運(yùn)算以產(chǎn)生第六信—弓一依據(jù)該第二控制信號(hào)而延遲該第五信號(hào)，以產(chǎn)生該第三信號(hào)；以及依據(jù)該第二控制信號(hào)而延遲該第六信號(hào)，以產(chǎn)生該第四信號(hào)。20.如權(quán)利要求16所述的降低功率放大器的共模噪聲的方法，其特征在于，該第一控制信號(hào)是該第一平均信號(hào)，而該第二控制信號(hào)是該第二平均信號(hào)。21.如權(quán)利要求16所述的降低功率放大器的共模噪聲的方法，其特征在于，該第一控制信號(hào)與該第二控制信號(hào)是外部所提供的控制信號(hào)。全文摘要一種功率放大器包括和差調(diào)制模塊、差動(dòng)滯時(shí)控制模塊以及輸出級(jí)模塊。和差調(diào)制模塊積分且量化差動(dòng)模式輸入信號(hào)與輸出信號(hào)的誤差，并產(chǎn)生第一與第二平均信號(hào)。差動(dòng)滯時(shí)控制模塊更包含第一滯時(shí)控制模塊、一第二滯時(shí)控制模塊，第一及第二滯時(shí)控制模塊分別接收第一及第二平均信號(hào)，其進(jìn)行邏輯處理產(chǎn)生對(duì)應(yīng)于第一平均信號(hào)的第一、第二信號(hào)，及對(duì)應(yīng)于第二平均信號(hào)的第三、第四信號(hào)。其中，差動(dòng)滯時(shí)控制模塊依據(jù)第一及第二控制信號(hào)，分別決定第一與第二信號(hào)間的滯定時(shí)間，以及第三與第四信號(hào)間的滯定時(shí)間。輸出級(jí)模塊受控于第一信號(hào)、第二信號(hào)、第三信號(hào)與第四信號(hào)而產(chǎn)生輸出信號(hào)以驅(qū)動(dòng)負(fù)載。文檔編號(hào)H03F1/32GK101383592SQ200710149760公開日2009年3月11日申請(qǐng)日期2007年9月5日優(yōu)先權(quán)日2007年9月5日發(fā)明者林崇偉申請(qǐng)人:財(cái)團(tuán)法人工業(yè)技術(shù)研究院