放大器電路以及在放大器電路中將信號(hào)放大的方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明提供了放大器電路，其包括：輸入端，其用于接收待放大的輸入信號(hào)；功率放大器，其用于將該輸入信號(hào)放大；開(kāi)關(guān)電源，其具有切換頻率，用于向該功率放大器提供至少一個(gè)電源電壓；以及抖動(dòng)塊，其用于使該開(kāi)關(guān)電源的切換頻率抖動(dòng)。該抖動(dòng)塊被基于該輸入信號(hào)而控制。本發(fā)明的另一個(gè)方面涉及使用第一和第二開(kāi)關(guān)——它們具有不同的電容和電阻，并根據(jù)輸入信號(hào)或音量信號(hào)來(lái)使用該第一或第二開(kāi)關(guān)。本發(fā)明的另一個(gè)方面涉及基于輸入信號(hào)或音量信號(hào)來(lái)控制被提供至信號(hào)路徑中的一個(gè)或多個(gè)部件的偏置信號(hào)。
【專(zhuān)利說(shuō)明】放大器電路以及在放大器電路中將信號(hào)放大的方法
[0001]本申請(qǐng)是申請(qǐng)日為2008年8月4日、名稱(chēng)為“放大器電路以及在放大器電路中將信號(hào)放大的方法”的第200880110115.9號(hào)發(fā)明專(zhuān)利申請(qǐng)的分案申請(qǐng)。

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0002]本發(fā)明涉及放大器電路(amplifier circuit),具體但非排他地,涉及包括功率放大器的放大器電路。

【背景技術(shù)】
[0003]圖1示出了基礎(chǔ)的AB類(lèi)放大器10。雙極性(S卩，錯(cuò)層電平(split level))電源輸出電壓V+和V _ ,這些輸出電壓被跨越放大器10而施加,放大器10將輸入信號(hào)Sin放大，并向負(fù)載20輸出以地為參考的經(jīng)放大的輸出信號(hào)SOTt。倘若被供應(yīng)至放大器10的電壓V+和V _是足夠的,則放大器10具有基本線性的放大(忽略交叉效應(yīng)(crossover effect))。即是說(shuō)，從該電源輸出的電壓V+和V—必須足夠以避免輸出信號(hào)“削波(clipping)”，即，當(dāng)該信號(hào)接近于、等于或者超過(guò)從電源輸出至放大器的電壓V+和V —時(shí)所述輸出的衰減。這通過(guò)在最大輸出信號(hào)Sratmax和電源導(dǎo)軌(rails)之間形成“凈空(headroom) ”而得以避免。
[0004]圖2是示出了當(dāng)Sin是正弦波時(shí)的Stjut的曲線圖。
[0005]在該示例中，V+和V—被設(shè)置得足夠大，使得輸入正弦波被線性地放大。即是說(shuō)，在v+及V—與最大輸出信號(hào)之間存在少量的凈空，以使得該信號(hào)不被削波。
[0006]該曲線圖的陰影區(qū)域代表在放大器10中浪費(fèi)的功率；可以看到，當(dāng)輸出接近于V+或V —時(shí)，放大器10是非常高效的；但是當(dāng)輸出接近于OV(GND)時(shí)，放大器10是非常低效的。即是說(shuō)，即使當(dāng)輸出信號(hào)Swt較小時(shí)，放大器10仍然消耗大量的功率。AB類(lèi)放大器的最大理論效率是78.5%。
[0007]G類(lèi)放大器通過(guò)提供不止一組電源導(dǎo)軌一即電源電壓(supply voltage)——來(lái)克服這種對(duì)效率的限制。即是說(shuō)，如圖3中所示，如果輸出信號(hào)Srat相對(duì)大，則該放大器可以產(chǎn)出(run off) 一個(gè)電源V+— V — ;或者，如果輸出信號(hào)Swt相對(duì)小，則該放大器可以產(chǎn)出另一個(gè)較小的電源Vp - \。理想地，將提供無(wú)數(shù)個(gè)電源導(dǎo)軌，使得被供應(yīng)至該放大器的電壓有效地“跟蹤”輸入信號(hào)，總是提供剛好足夠的電壓，使得不出現(xiàn)削波。
[0008]圖4示出了 G類(lèi)放大器50的示例。
[0009]在該示例中，信號(hào)源在性質(zhì)上是數(shù)字的，因而待放大的數(shù)字信號(hào)Sin被輸入至放大器50。該數(shù)字輸入信號(hào)首先被數(shù)模轉(zhuǎn)換器(DAC) 51轉(zhuǎn)換成模擬信號(hào)。所獲得的模擬信號(hào)被饋送至包絡(luò)檢波器52。包絡(luò)檢波器52檢測(cè)DAC51的模擬輸出信號(hào)的包絡(luò)的大小，并將控制信號(hào)輸出至開(kāi)關(guān)式DC-DC轉(zhuǎn)換器54。該控制信號(hào)表明DAC51的模擬輸出的包絡(luò)的量值(magnitude)。DC-DC轉(zhuǎn)換器54接下來(lái)通過(guò)向各個(gè)電容器58、60充電來(lái)向功率放大器58供應(yīng)電壓V+和V_。由DC-DC轉(zhuǎn)換器54供應(yīng)的電壓V+和V_隨著來(lái)自于包絡(luò)檢波器52的控制信號(hào)而變化，使得相對(duì)大的包絡(luò)將導(dǎo)致相對(duì)高的電壓被供應(yīng)至功率放大器56，相反，小的包絡(luò)將導(dǎo)致相對(duì)小的電壓被供應(yīng)至功率放大器56，使得浪費(fèi)較少的功率。
[0010]V+被供應(yīng)至第一電容器58的一個(gè)接線端，而V_被供應(yīng)至第二電容器60的一個(gè)接線端。各個(gè)電容器58、60的第二接線端都接地。DC-DC轉(zhuǎn)換器54以固定頻率Fs接通或斷開(kāi)，使得電容器58、60交替充電或放電,從而在該模擬信號(hào)的包絡(luò)不改變的情況下,將大致恒定的電壓施加至功率放大器56。
[0011]圖5是示出了跨越電容器58、60之一的電壓的示意曲線圖。在時(shí)刻VDC-DC轉(zhuǎn)換器54接通，該電容器開(kāi)始充電。在時(shí)刻t1; DC-DC轉(zhuǎn)換器54斷開(kāi)，該電容器開(kāi)始放電。在時(shí)刻t2，DC-DC轉(zhuǎn)換器54接通，電容器再一次開(kāi)始充電。此動(dòng)作重復(fù)，使得電容器上的電壓被保持在近似恒定水平，具有被公知為“紋波電壓(ripple voltage) ”的少量變化。在h和t2之間的時(shí)間段是1/FS。
[0012]與上述的包絡(luò)檢波平行地，圖4中的DAC51的模擬輸出信號(hào)通過(guò)模擬時(shí)延器62饋送至前置放大器63，該前置放大器通常是可編程增益放大器(PGA)，其根據(jù)所接收到的控制信號(hào)(即，音量)而設(shè)置的增益來(lái)將經(jīng)時(shí)延的信號(hào)放大。來(lái)自于前置放大器63的輸出被饋送至功率放大器56，在該功率放大器中，該輸出被放大并輸出至負(fù)載64。模擬時(shí)延器62是有必要的，使得通過(guò)包絡(luò)檢波實(shí)現(xiàn)的功率調(diào)制同步于功率放大器56處的信號(hào)到達(dá)。
[0013]然而，模擬時(shí)延器常常造成信號(hào)的失真；需要的時(shí)延越長(zhǎng)，經(jīng)時(shí)延的信號(hào)的失真就越嚴(yán)重。常規(guī)上，為了使此效應(yīng)最小化，必須使包絡(luò)檢波和功率調(diào)制盡可能快地運(yùn)行；即是說(shuō)，DC-DC轉(zhuǎn)換器54必須對(duì)輸入信號(hào)包絡(luò)中的變化作出迅速反應(yīng)。然而，此方法也有缺點(diǎn)。例如，當(dāng)使用功率放大器56來(lái)放大音頻信號(hào)時(shí)，運(yùn)行在降低信號(hào)失真所必要的頻率下的DC-DC轉(zhuǎn)換器自身可以產(chǎn)生用戶可聽(tīng)見(jiàn)的噪音。在實(shí)踐中，需要在信號(hào)失真和電源所產(chǎn)生的噪聲之間達(dá)成折衷。
[0014]如上參照?qǐng)D5所述，隨著DC — DC轉(zhuǎn)換器54以特定時(shí)鐘頻率接通或斷開(kāi)，跨越電容器58、60的電壓周期性地升高或降低，從而產(chǎn)生“紋波電壓”。這種系統(tǒng)的一個(gè)問(wèn)題在于，該紋波電壓傾向于在時(shí)鐘頻率及其諧波處產(chǎn)生“音調(diào)(tone)”。該紋波電壓越大，所產(chǎn)生的音調(diào)的振幅就越大。通常，不希望這種音調(diào)存在，并且它們會(huì)對(duì)該芯片上的其它系統(tǒng)的運(yùn)行造成干擾。在音頻應(yīng)用中，這種音調(diào)會(huì)混入音頻頻率，且可被用戶聽(tīng)到。
[0015]降低由電源切換造成的音調(diào)的一種標(biāo)準(zhǔn)方法是使切換頻率抖動(dòng)(dither)。即是說(shuō)，通過(guò)向時(shí)鐘信號(hào)添加噪聲信號(hào)，切換頻率可以被不斷地輕微向上或向下調(diào)整。這具有以下效果:使在時(shí)鐘頻率及其諧波處產(chǎn)生的能量“散開(kāi)”，以覆蓋這些離散值附近的較寬頻率范圍。這減小了該音調(diào)的振幅，減少了它們對(duì)其它系統(tǒng)和終端用戶的影響。
[0016]然而，產(chǎn)生抖動(dòng)需要功率。這在便攜式應(yīng)用中——其中電池的壽命對(duì)于制造商是一個(gè)重要考量——尤其是一個(gè)缺點(diǎn)。另外，被添加至切換頻率的抖動(dòng)可能實(shí)際上會(huì)在該芯片上的其它系統(tǒng)中造成不想要的噪聲，即，由于DC-DC轉(zhuǎn)換器54未以“最佳”頻率切換。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0017]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了放大器電路，其包括:輸入端，其用于接收待放大的輸入信號(hào)；功率放大器，其用于將該輸入信號(hào)放大；開(kāi)關(guān)電源(switched power supply),其具有切換頻率，用于向該功率放大器提供至少一個(gè)電源電壓；以及抖動(dòng)塊(ditherblock)，其用于使該開(kāi)關(guān)電源的切換頻率抖動(dòng)。該抖動(dòng)塊被基于該輸入信號(hào)而控制。
[0018]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)相關(guān)方面，提供了在放大器電路中將信號(hào)放大的方法，所述放大器電路包括功率放大器和開(kāi)關(guān)電源。該方法包括:接收輸入信號(hào)；從該開(kāi)關(guān)電源向該功率放大器提供至少一個(gè)電源電壓，并在該功率放大器中將該輸入信號(hào)放大。該提供的步驟包括:使該開(kāi)關(guān)電源以切換頻率進(jìn)行切換；以及，基于該輸入信號(hào)，使該切換頻率抖動(dòng)。
[0019]根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，提供了放大器電路，其包括:輸入端，其用于接收待放大的輸入信號(hào)；前置放大器，其用于接收該輸入信號(hào)，并根據(jù)音量信號(hào)輸出前置放大信號(hào)；功率放大器，其用于將該輸入信號(hào)放大；開(kāi)關(guān)電源，其具有切換頻率，用于向該功率放大器提供至少一個(gè)電源電壓；以及抖動(dòng)塊，其用于使該開(kāi)關(guān)電源的切換頻率抖動(dòng)。該抖動(dòng)塊被基于該音量信號(hào)而控制。
[0020]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)相關(guān)方面，提供了在放大器電路中將信號(hào)放大的方法，所述放大器電路包括功率放大器和開(kāi)關(guān)電源。該方法包括:接收輸入信號(hào)；基于音量信號(hào)，對(duì)該輸入信號(hào)進(jìn)行前置放大；從該開(kāi)關(guān)電源向該功率放大器提供至少一個(gè)電源電壓，并在該功率放大器中將該輸入信號(hào)放大。該提供的步驟包括:將該開(kāi)關(guān)電壓以切換頻率進(jìn)行切換；以及，基于該音量信號(hào)，使該切換頻率抖動(dòng)。
[0021]根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，提供了放大器電路，其包括:輸入端，其用于接收待放大的輸入信號(hào)；前置放大器，其用于根據(jù)音量信號(hào)來(lái)將該輸入信號(hào)放大；功率放大器，其用于將從該前置放大器輸出的信號(hào)放大；以及開(kāi)關(guān)電源，其用于向該功率放大器供應(yīng)一個(gè)或多個(gè)電源電壓，所述開(kāi)關(guān)電源包括多個(gè)開(kāi)關(guān)，所述多個(gè)開(kāi)關(guān)包括第一開(kāi)關(guān)和第二開(kāi)關(guān)，該第一開(kāi)關(guān)具有第一電容和第一電阻，該第二開(kāi)關(guān)具有第二電容和第二電阻，所述第一電容大于所述第二電容，所述第一電阻小于所述第二電阻；其中，當(dāng)該音量信號(hào)是第一值時(shí)，所述第一開(kāi)關(guān)被選擇用在所述開(kāi)關(guān)電源中，當(dāng)該音量信號(hào)是第二值時(shí)，所述第二開(kāi)關(guān)被選擇用在所述開(kāi)關(guān)電源中。
[0022]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)相關(guān)方面，提供了將信號(hào)放大的方法。該方法包括以下步驟:接收輸入信號(hào)；根據(jù)音量信號(hào)，在前置放大器中將該輸入信號(hào)放大；從開(kāi)關(guān)電源向功率放大器供應(yīng)至少一個(gè)電源電壓；以及在該功率放大器中將從該前置放大器輸出的信號(hào)放大，其中該開(kāi)關(guān)電源包括多個(gè)開(kāi)關(guān)，所述多個(gè)開(kāi)關(guān)包括第一開(kāi)關(guān)和第二開(kāi)關(guān)，該第一開(kāi)關(guān)具有第一電容和第一電阻，該第二開(kāi)關(guān)具有第二電容和第二電阻，所述第一電容大于所述第二電容，所述第一電阻小于所述第二電阻，當(dāng)該音量信號(hào)是第一值時(shí)，該開(kāi)關(guān)電源用該第一開(kāi)關(guān)運(yùn)行，當(dāng)該音量信號(hào)是第二值時(shí)，該開(kāi)關(guān)電源用該第二開(kāi)關(guān)運(yùn)行。
[0023]根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，提供了放大器電路，其包括:輸入端，其用于接收待放大的輸入信號(hào)；功率放大器，其用于將該輸入信號(hào)放大；以及開(kāi)關(guān)電源，其用于向該功率放大器供應(yīng)一個(gè)或多個(gè)電源電壓，所述開(kāi)關(guān)電源包括多個(gè)開(kāi)關(guān)，所述多個(gè)開(kāi)關(guān)包括第一開(kāi)關(guān)和第二開(kāi)關(guān)，該第一開(kāi)關(guān)具有第一電容和第一電阻，該第二開(kāi)關(guān)具有第二電容和第二電阻，所述第一電容大于所述第二電容，所述第一電阻小于所述第二電阻；其中，當(dāng)該輸入信號(hào)是第一值時(shí)，所述第一開(kāi)關(guān)被選擇用在所述開(kāi)關(guān)電源中，當(dāng)該輸入信號(hào)是第二值時(shí)，所述第二開(kāi)關(guān)被選擇用在所述開(kāi)關(guān)電源中。
[0024]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)相關(guān)方面，提供了將信號(hào)放大的方法。該方法包括以下步驟:接收輸入信號(hào)；從開(kāi)關(guān)電源向功率放大器供應(yīng)至少一個(gè)電源電壓；以及在該功率放大器中將該輸入信號(hào)放大，其中該開(kāi)關(guān)電源包括多個(gè)開(kāi)關(guān)，所述多個(gè)開(kāi)關(guān)包括第一開(kāi)關(guān)和第二開(kāi)關(guān)，該第一開(kāi)關(guān)具有第一電容和第一電阻，該第二開(kāi)關(guān)具有第二電容和第二電阻，所述第一電容大于所述第二電容，所述第一電阻小于所述第二電阻，當(dāng)該輸入信號(hào)是第一值時(shí)，該開(kāi)關(guān)電源用該第一開(kāi)關(guān)運(yùn)行，當(dāng)該輸入信號(hào)是第二值時(shí)，該開(kāi)關(guān)電源用該第二開(kāi)關(guān)運(yùn)行。
[0025]根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，提供了放大器電路，其包括:輸入端，其用于接收待放大的輸入信號(hào)；放音路徑(playback path),其包括一個(gè)或多個(gè)部件(component),用于接收該輸入信號(hào)并將該輸入信號(hào)放大；以及偏置發(fā)生器(bias generator)，其用于產(chǎn)生至少一個(gè)偏置，并將該至少一個(gè)偏置提供至該放音路徑中的一個(gè)或多個(gè)部件中的至少一個(gè)；其中由該偏置發(fā)生器提供的該至少一個(gè)偏置被基于該輸入信號(hào)而控制。
[0026]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)相關(guān)方面，提供了在放大器電路中將信號(hào)放大的方法，所述放大器電路包括放音路徑——其用于接收輸入信號(hào)并將所述輸入信號(hào)放大，所述放音路徑包括一個(gè)或多個(gè)部件。該方法包括以下步驟:接收輸入信號(hào)；以及向該一個(gè)或多個(gè)部件中的至少一個(gè)提供至少一個(gè)偏置；其中該至少一個(gè)偏置被基于該輸入信號(hào)而控制。
[0027]根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，提供了放大器電路，其包括:輸入端，其用于接收待放大的輸入信號(hào)；放音路徑，其包括一個(gè)或多個(gè)部件，用于接收該輸入信號(hào)并將該輸入信號(hào)放大，所述一個(gè)或多個(gè)部件包括前置放大器，該前置放大器用于接收音量信號(hào)并基于所述音量信號(hào)對(duì)該輸入信號(hào)進(jìn)行前置放大；以及偏置發(fā)生器，其用于產(chǎn)生至少一個(gè)偏置，并將該至少一個(gè)偏置提供至該放音路徑中的一個(gè)或多個(gè)部件中的至少一個(gè)；其中由該偏置發(fā)生器提供的該至少一個(gè)偏置被基于該輸入信號(hào)而控制。
[0028]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)相關(guān)方面，提供了在放大器電路中將信號(hào)放大的方法，所述放大器電路包括放音路徑——其用于接收輸入信號(hào)并將所述輸入信號(hào)放大，所述放音路徑包括一個(gè)或多個(gè)部件，所述一個(gè)或多個(gè)部件包括至少一個(gè)前置放大器。該方法包括以下步驟:接收輸入信號(hào)；基于音量信號(hào)，在該前置放大器中對(duì)該輸入信號(hào)進(jìn)行前置放大；以及向該一個(gè)或多個(gè)部件中的至少一個(gè)提供至少一個(gè)偏置；其中該至少一個(gè)偏置被基于該音量信號(hào)而控制。

【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0029]為了更好地理解本發(fā)明，并且更加清晰地示出如何實(shí)施本發(fā)明，現(xiàn)在將通過(guò)示例方式參照下列附圖，在附圖中:
[0030]圖1示出了基礎(chǔ)的AB類(lèi)放大器；
[0031]圖2示出了當(dāng)輸入信號(hào)是正弦波時(shí)，來(lái)自于圖1的放大器的輸出信號(hào)；
[0032]圖3圖示了用在放大器中的雙電源導(dǎo)軌；
[0033]圖4示出了典型的G類(lèi)放大器；
[0034]圖5是跨越圖4中的電容器之一的電壓的示意曲線圖；
[0035]圖6示出了一個(gè)放大器；
[0036]圖7示出了一個(gè)放大器；
[0037]圖8示出了又一個(gè)放大器；
[0038]圖9示出了再一個(gè)放大器；
[0039]圖10示出了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面的放大器；
[0040]圖11示出了可以被用在圖10的放大器中的開(kāi)關(guān)的一個(gè)實(shí)施例；
[0041]圖12示出了圖10和11的開(kāi)關(guān)的一個(gè)示例性實(shí)現(xiàn)方式；
[0042]圖13示出了根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面的放大器；
[0043]圖14示出了根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面的放大器；
[0044]圖15示出了根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面的放大器；
[0045]圖16示出了根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面的放大器；
[0046]圖17示出了根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面的放大器；
[0047]圖18a和18b示出了適合用于本發(fā)明的任一放大器的第一電荷泵；
[0048]圖19a和19b不出了適合用于本發(fā)明的任一放大器的第二電荷泵；

【具體實(shí)施方式】
[0049]圖6示出了用于將音頻信號(hào)放大的放大器100。然而，應(yīng)理解，放大器100還可以用于將許多其它類(lèi)型的信號(hào)放大。
[0050]放大器100接收待放大的數(shù)字輸入信號(hào)。該數(shù)字輸入信號(hào)被輸入至包絡(luò)檢波器102。包絡(luò)檢波器102檢測(cè)該數(shù)字輸入信號(hào)的包絡(luò)的振幅，并將控制信號(hào)103輸出至可變壓電源(variable voltage power supply) (VVPS) 104。被輸出至 VVPS104 的控制信號(hào) 103 表明所檢測(cè)到的包絡(luò)的大小。VVPS104通過(guò)將各個(gè)電容器108、110充電，輪流向功率放大器106提供兩個(gè)電壓V+和V_。隨著來(lái)自于包絡(luò)檢波器102的控制信號(hào)103的變化，由VVPS104供應(yīng)的電壓V+和V—也變化，使得表明相對(duì)大的包絡(luò)的控制信號(hào)將導(dǎo)致相對(duì)高的電壓被供應(yīng)至功率放大器106 ;相反，表明相對(duì)小的包絡(luò)的控制信號(hào)將導(dǎo)致相對(duì)低的電壓被供應(yīng)至功率放大器106，使得浪費(fèi)較少的功率。
[0051]V+被供應(yīng)至第一電容器108的一個(gè)接線端，V _被供應(yīng)至第二電容器110的一個(gè)接線端。各個(gè)電容器108、110的第二接線端都接地。VVPS104以頻率Fs接通或斷開(kāi)，使得電容器108、110交替充電和放電，在數(shù)字輸入信號(hào)的包絡(luò)不改變的情況下，近似恒定的電壓被供應(yīng)至功率放大器106。
[0052]控制信號(hào)103可以具有許多位(bit)，用于高精度地表示該包絡(luò)的大小。或者，控制信號(hào)103可以具有僅單個(gè)位。
[0053]與包絡(luò)檢波平行地，數(shù)字輸入信號(hào)被輸入至數(shù)字濾波器112。然后經(jīng)濾波的信號(hào)被輸入至sigma-delta(S Δ)調(diào)制器114。經(jīng)調(diào)制的經(jīng)濾波的信號(hào)被輸入至數(shù)模轉(zhuǎn)換器(DAC) 116并被轉(zhuǎn)換成模擬信號(hào)。
[0054]濾波器112、sigma_delta調(diào)制器114和DAC116的作用是，將數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換成模擬信號(hào)使得其可以被放大，并將該信號(hào)時(shí)延使得其到達(dá)功率放大器106的行為同步于包絡(luò)檢波器102所確定的正確的電壓電平。因此，原則上全部所需只是數(shù)字時(shí)延器和DAC。在圖6所示的實(shí)施例中，時(shí)延主要在數(shù)字濾波器112中被引入，雖然sigma-delta調(diào)制器114和DAC116也具有固有時(shí)延。如本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的，sigma-delta調(diào)制器114縮減該輸入信號(hào)的字長(zhǎng)(word length)。這簡(jiǎn)化了 DAC116，因?yàn)樵撦斎胄盘?hào)可能是復(fù)雜的(音頻信號(hào)通常具有24位)，而設(shè)計(jì)24位的DAC是非常困難的。通過(guò)使用sigma-delta調(diào)制器114或者任何其它合適的字長(zhǎng)縮減塊來(lái)縮減字長(zhǎng)，大大地簡(jiǎn)化了 DAC116的設(shè)計(jì)。sigma-delta調(diào)制器114要求該信號(hào)被上采樣(upsample)，而這就是數(shù)字濾波器112的目的。
[0055]DACl 16的模擬輸出信號(hào)被輸入至前置放大器118,該前置放大器將該信號(hào)放大可變?cè)鲆?。該可變?cè)鲆姹豢刂菩盘?hào)設(shè)置，該控制信號(hào)在該具體實(shí)施例中是音量信號(hào)。在大多數(shù)音頻應(yīng)用中，該可變?cè)鲆嫱ǔＪ撬p，以提高信噪比(SNR)。
[0056]經(jīng)前置放大的信號(hào)從前置放大器118輸出至功率放大器106，該經(jīng)前置放大的信號(hào)在功率放大器106中被放大并被輸出至負(fù)載120,諸如揚(yáng)聲器、頭戴耳機(jī)、或線路輸出連接器(line-out connector)。
[0057]相比于參照?qǐng)D4所述的放大器50，放大器100具有許多優(yōu)點(diǎn)。通過(guò)檢測(cè)該數(shù)字輸入信號(hào)的包絡(luò)，放大器100可以利用數(shù)字時(shí)延器，與包絡(luò)檢波平行地將該信號(hào)時(shí)延。數(shù)字時(shí)延器易于實(shí)現(xiàn)，并且不會(huì)導(dǎo)致信號(hào)失真。進(jìn)一步，數(shù)字時(shí)延器可以被容易地適配(adapt)，以使VVPS104不需要像現(xiàn)有技術(shù)一樣快地運(yùn)行，從而不會(huì)產(chǎn)生可被用戶聽(tīng)到的音調(diào)。
[0058]如上所述，可以使用具有固有時(shí)延的一個(gè)或多個(gè)處理來(lái)實(shí)現(xiàn)數(shù)字時(shí)延器。例如，圖6中所示的布置(arrangement)(即，數(shù)字濾波器112和sigma-delta調(diào)制器114的組合)簡(jiǎn)化了 DAC116，也將該信號(hào)時(shí)延；然而，均衡器電路可以被用來(lái)調(diào)制該信號(hào)并將該信號(hào)時(shí)延；或者，立體聲或3D處理也會(huì)將該信號(hào)時(shí)延。然而，此列舉不是窮盡的；可以使用將該信號(hào)時(shí)延的任何處理或處理的組合。也應(yīng)意識(shí)到，該時(shí)延可以僅由DAC116提供。
[0059]包絡(luò)檢波器102可以采用本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的多種形式。例如，包絡(luò)檢波器102可以檢測(cè)包絡(luò)，并將其與某閾值進(jìn)行比較。在控制信號(hào)103僅是單個(gè)位的情況下，包絡(luò)檢波器102可以包括比較器，該比較器將該包絡(luò)與閾值進(jìn)行比較。如果該包絡(luò)低于該閾值，則VVPS104將提供相對(duì)低的電壓；如果該包絡(luò)高于該閾值，則VVPS104將提供相對(duì)高的電壓。
[0060]根據(jù)另一個(gè)實(shí)施例，可以直接從數(shù)字輸入信號(hào)獲得控制信號(hào)103，例如基于特定位，諸如該輸入信號(hào)的最高有效位(MSB)。根據(jù)該實(shí)施例，當(dāng)MSB為高時(shí)，VVPS104將向功率放大器106提供較高的電源電壓；當(dāng)MSB為低時(shí)，該VVPS將向功率放大器106提供較低的電源電壓。
[0061]應(yīng)意識(shí)到，例如當(dāng)使用多個(gè)電源導(dǎo)軌或電壓電平來(lái)向功率放大器106供電時(shí)，通過(guò)使用附加的比較器和對(duì)應(yīng)的閾值，可以向控制信號(hào)103提供更多位的精度。
[0062]可變壓電源104可以采用本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的多種形式中的任一種。VVPS104可以是電荷泵、DC — DC轉(zhuǎn)換器、或者其它開(kāi)關(guān)模式電源。進(jìn)一步，盡管所示出的VVPS104是開(kāi)關(guān)電源，但放大器100可以使用非開(kāi)關(guān)電源(例如，線性調(diào)節(jié)器)。而且，圖6中所示的VVPS104向該功率放大器提供正的和負(fù)的電壓輸出；然而，這不是必要的。該VVPS也可以向該功率放大器供應(yīng)僅一個(gè)電壓。如下所述，圖14和15圖示了可以被用作VVPS104的兩種電荷泵。
[0063]圖7示出了另一個(gè)放大器200。
[0064]放大器200與參照?qǐng)D6描述的放大器100相似，除了將在下面更詳細(xì)描述的數(shù)個(gè)部件之外。放大器100、200所共有的部件保留了它們的原始參考數(shù)字，且不再被進(jìn)一步描述。包絡(luò)檢波器202和VVPS204以與它們?cè)诜糯笃?00中的對(duì)應(yīng)物類(lèi)似的方式運(yùn)作；然而，它們中的任一或兩者的運(yùn)行可以被如下所述地調(diào)整。
[0065]在放大器200中，被應(yīng)用至前置放大器118以在前置放大器118中設(shè)置可變?cè)鲆娴目刂菩盘?hào)(即，音量信號(hào))也被用來(lái)調(diào)整被供應(yīng)至功率放大器106的電壓。
[0066]如上所述，被應(yīng)用在前置放大器118中的可變?cè)鲆嫱ǔＪ撬p，以提高信噪比。然而，在放大器100中，包絡(luò)檢波一因此被供應(yīng)至功率放大器106的電壓一基于的是完整的輸入信號(hào)(full input signal)。該系統(tǒng)中的所有增益在包絡(luò)檢波之后都存在。從而，如果音量導(dǎo)致衰減，則將會(huì)出現(xiàn)功率浪費(fèi)；如果音量導(dǎo)致增益，則從功率放大器106輸出的信號(hào)將會(huì)出現(xiàn)削波。
[0067]存在許多種方法來(lái)將音量應(yīng)用至包絡(luò)檢波。
[0068]在進(jìn)入包絡(luò)檢波器202之前，輸入信號(hào)可以被音量控制信號(hào)修改，使得該音量在所檢測(cè)的包絡(luò)中已被納入考慮(例如，輸入信號(hào)可以與音量信號(hào)相乘)。
[0069]或者，從包絡(luò)檢波器202輸出至VVPS204的控制信號(hào)可以被該音量修改，使得VVPS204可以相應(yīng)地調(diào)整其電壓輸出(例如,控制信號(hào)可以與音量相乘)。后一方法的優(yōu)點(diǎn)是，增加了該系統(tǒng)的分辨率；包絡(luò)檢波器202可以使用完整的輸入信號(hào)來(lái)檢測(cè)包絡(luò)?；蛘撸j(luò)檢波器202的檢波機(jī)制可以被該音量適配，以輸出被針對(duì)該音量而調(diào)整的控制信號(hào)。在又一個(gè)替代性方法中，VVPS204的輸出可以被該音量適配,使得被供應(yīng)至功率放大器106的電壓被針對(duì)該音量而調(diào)整。
[0070]上述討論描述了將音量控制信號(hào)不僅應(yīng)用至前置放大器118—如常規(guī)那樣以在前置放大器118內(nèi)設(shè)置可變?cè)鲆?，而且?yīng)用至輸入信號(hào)的包絡(luò)檢波。然而，對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員也明顯的是，該可變?cè)鲆孀陨砜梢员粦?yīng)用至輸入信號(hào)的包絡(luò)檢波。上下文的參引中的“基于音量”來(lái)適配或修改量(quantity)或信號(hào)修改也因此覆蓋了基于可變?cè)鲆鎭?lái)適配那個(gè)量或信號(hào)；按照定義，前置放大器中的可變?cè)鲆娓鶕?jù)音量控制信號(hào)而變化，從而，基于可變?cè)鲆鎭?lái)改變或修改量或信號(hào)等價(jià)于基于音量來(lái)間接地改變或修改那個(gè)量或信號(hào)。
[0071]至此僅相關(guān)于數(shù)字輸入信號(hào)和混合信號(hào)放大器討論了上述在放大器中將音量應(yīng)用至包絡(luò)檢波的概念。然而，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以容易地看到，將音量增益應(yīng)用至包絡(luò)檢波在具有模擬輸入信號(hào)和模擬放大器的系統(tǒng)中將同等有益，如參照?qǐng)D4所述。例如，在放大器50中，音量可以在包絡(luò)檢波器52中的包絡(luò)檢波之前、之中或之后被應(yīng)用，如之前參照放大器200和圖7所述。
[0072]圖8示出了另一個(gè)放大器300。
[0073]放大器300與參照?qǐng)D6描述的放大器100相似，除了將在下面更詳細(xì)描述的數(shù)個(gè)部件之外。放大器100、300所共有的部件保留了它們的原始參考數(shù)字，且不再被進(jìn)一步描述。包絡(luò)檢波器302和VVPS304以與它們?cè)诜糯笃?00中的對(duì)應(yīng)物類(lèi)似的方式運(yùn)作；然而，包絡(luò)檢波器302和VVPS304中的任一或兩者的運(yùn)行可以被如下所述地調(diào)整。
[0074]類(lèi)似于之前所述的放大器，當(dāng)VVPS104接通時(shí)，電容器108、110充電；當(dāng)VVPS104斷開(kāi)時(shí)，電容器108、110放電。如上所述，跨越電容器108、110的電壓上升和下降的量值被公知為“紋波電壓”(見(jiàn)圖5)。
[0075]為了降低跨越電容器108、110的紋波電壓，可以增加VVPS304的切換頻率Fs，使得電容器108、110在重充電之前不放電那么多。然而，增加切換頻率匕將導(dǎo)致VVPS304自身內(nèi)的更大功率消耗，因?yàn)樗诮o定時(shí)間段內(nèi)將被接通更多次。
[0076]電容器108、110的放電率(rate)取決于負(fù)載120中消耗的功率的量，該消耗的功率的量轉(zhuǎn)而取決于被功率放大器106放大的信號(hào)。在信號(hào)到達(dá)功率放大器106之前,其包絡(luò)被檢測(cè)，并且可變?cè)鲆?如由音量控制信號(hào)設(shè)置的)被應(yīng)用至前置放大器118的輸入信號(hào)。這兩個(gè)因素(即，信號(hào)包絡(luò)以及音量)都對(duì)被輸入至功率放大器106的信號(hào)有影響。
[0077]放大器300包括時(shí)鐘發(fā)生器306，該時(shí)鐘發(fā)生器接收音量控制信號(hào)，并產(chǎn)生頻率為的時(shí)鐘信號(hào)。當(dāng)音量相對(duì)高時(shí)，該時(shí)鐘信號(hào)的頻率Fs'被適配為相對(duì)高；當(dāng)音量相對(duì)低時(shí)，該時(shí)鐘信號(hào)的頻率Fs'被適配為相對(duì)低。該時(shí)鐘信號(hào)被輸出至VVPS304，使得VVPS304以頻率Fs'進(jìn)行切換。因此，在較高的音量，此時(shí)流經(jīng)負(fù)載120的電流高，從而電容器108、110相對(duì)快地放電，VVPS304的切換頻率Fs'也高。這意味著，跨越電容器108、110的電壓被保持在足夠的水平。
[0078]相反，如果音量相對(duì)低，則將有較少的電流流經(jīng)負(fù)載120，從而跨越電容器108、110的電壓將相對(duì)慢地放電。在此情況下，切換頻率Fs'可以較低，因?yàn)殡娙萜?08、110將不需要那么頻繁地充電，從而節(jié)省了功率。盡管圖8的實(shí)施方案被描述為具有第一和第二切換頻率，但應(yīng)意識(shí)到，可以采用多個(gè)切換頻率。
[0079]圖9示出了又一個(gè)放大器400。
[0080]放大器400與參照?qǐng)D6描述的放大器100相似，除了將在下面更詳細(xì)描述的數(shù)個(gè)部件之外。放大器100、400所共有的部件保留了它們的原始參考數(shù)字，且不再被進(jìn)一步描述。包絡(luò)檢波器402和VVPS404以與它們?cè)诜糯笃?00中的對(duì)應(yīng)物類(lèi)似的方式運(yùn)作；然而，該包絡(luò)檢波器402和VVPS404中的任一或兩者的運(yùn)行可以被如下所述地調(diào)整。
[0081]如上所述，針對(duì)給定負(fù)載120，流經(jīng)負(fù)載120的電流的量取決于輸入信號(hào)的包絡(luò)的大小。鑒于此，放大器400包括時(shí)鐘發(fā)生器406，該時(shí)鐘發(fā)生器從包絡(luò)檢波器402接收又一個(gè)控制信號(hào)。時(shí)鐘發(fā)生器406產(chǎn)生頻率為Fs'的時(shí)鐘信號(hào)。該時(shí)鐘信號(hào)被輸出至VVPS404，使得VVPS404以頻率Fs'進(jìn)行切換。因此，當(dāng)信號(hào)包絡(luò)大時(shí)，流經(jīng)負(fù)載120的電流將高，從而電容器108、110將相對(duì)快地放電。因此，VVPS404的切換頻率Fs'也高，使得跨越電容器108、110的電壓被保持在足夠的水平。
[0082]相反，如果信號(hào)包絡(luò)相對(duì)低，則將有較少的電流流經(jīng)負(fù)載120，從而跨越電容器108、110的電壓將相對(duì)慢地放電。在此情況下，切換頻率Fs'可以較低，因?yàn)殡娙萜?08、110將不需要那么頻繁地充電，從而節(jié)省了功率。盡管圖9的實(shí)施方案被描述為具有第一和第二切換頻率，但應(yīng)意識(shí)到，可以采用多個(gè)切換頻率。
[0083]放大器300和400可以被適配，使得VVPS304、404的切換頻率既考慮到信號(hào)包絡(luò)又考慮到音量。這可以通過(guò)許多方法實(shí)現(xiàn)。例如，可以將音量應(yīng)用至包絡(luò)檢波器302、402，如參照?qǐng)D7所述。即是說(shuō)，在放大器400中，在包絡(luò)檢波器402中對(duì)包絡(luò)進(jìn)行檢波之前，該信號(hào)可以被該音量修改(例如，該信號(hào)可以與音量相乘)；或者，從包絡(luò)檢波器402輸出至?xí)r鐘發(fā)生器406的控制信號(hào)可以被該音量修改(例如,控制信號(hào)可以與音量相乘)。在放大器300中，包絡(luò)檢波器302可以將控制信號(hào)輸出至?xí)r鐘發(fā)生器306，使得當(dāng)產(chǎn)生時(shí)鐘信號(hào)時(shí)，包絡(luò)和音量都被納入考慮。本領(lǐng)域技術(shù)人員將能夠想到許多方式，其中可以使用音量、包絡(luò)以及其組合來(lái)改變?cè)揤VPS的切換頻率。
[0084]進(jìn)一步，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以容易地看到，將音量、信號(hào)包絡(luò)或其組合應(yīng)用至切換頻率，在具有模擬輸入信號(hào)和模擬放大器的系統(tǒng)中將同等有益。從而，模擬放大器——例如參照?qǐng)D4所述的一將包括參照?qǐng)D8和9所述的時(shí)鐘發(fā)生器，并以本質(zhì)上相同的方式運(yùn)行。
[0085]開(kāi)關(guān)電源中的兩種功率損耗源是傳導(dǎo)損耗和切換損耗。傳導(dǎo)損耗與開(kāi)關(guān)電源的每個(gè)開(kāi)關(guān)消耗的功率相關(guān)，切換損耗與在每個(gè)開(kāi)關(guān)的切換一即驅(qū)動(dòng)一中消耗的功率相關(guān)。通常，開(kāi)關(guān)電源使用MOSFET作為切換元件。針對(duì)給定電流，與相對(duì)較小的MOSFET相比，大MOSFET具有較低的溝道電阻，即漏-源電阻Rds。然而，由于相對(duì)較大的柵極面積(gatearea)，針對(duì)給定運(yùn)行頻率，大MOSFET將要求較高的柵極電荷，這造成與較小的MOSFET相比較大的開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)電流損耗，即切換損耗。盡管在高輸出電流，切換損耗通常不及傳導(dǎo)損耗顯著，但在低輸出電流，切換損耗導(dǎo)致顯著的低效率。
[0086]因此，每當(dāng)該VVPS切換時(shí)，例如電荷泵的內(nèi)部開(kāi)關(guān)一其通常被用來(lái)調(diào)整電荷泵的輸出電壓——消耗一些能量。此切換損耗能量等于1/2CV2，其中C是該開(kāi)關(guān)的電容，V是跨越該開(kāi)關(guān)的電壓。從而，除了被接通較高時(shí)間百分比之外，僅切換動(dòng)作就消耗能量。
[0087]如上所述，該VVPS中的MOSFET開(kāi)關(guān)具有固有的柵極電容和固有的溝道電阻RDS。電阻Rds與L/W成比例，其中L是該MOSFET開(kāi)關(guān)的溝道長(zhǎng)度，W是其溝道寬度。該柵極電容與乘積WL成比例。
[0088]R ?C L/W
[0089]C WL
[0090]因此，增加MOSFET開(kāi)關(guān)的寬度會(huì)增大該MOSFET開(kāi)關(guān)的柵極電容并減小其電阻。減少該寬度具有相反的效果。
[0091]在該VVPS中可以使用許多不同類(lèi)型的開(kāi)關(guān)，例如單個(gè)M0SFET、傳輸門(mén)(S卩，NMOS和PMOS晶體管)等。然而，上述基本原則對(duì)于每一類(lèi)型MOS開(kāi)關(guān)都是相同的。在MOS開(kāi)關(guān)的運(yùn)行中消耗的能量是1/2CV2，且該電容與該開(kāi)關(guān)的柵極面積(WL)成比例。
[0092]圖10示出了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面的放大器500。
[0093]放大器500與參照?qǐng)D6描述的放大器100相似，除了將在下面更詳細(xì)描述的數(shù)個(gè)部件之外。放大器100、500所共有的部件保留了它們的原始參考數(shù)字，且不再被進(jìn)一步描述。包絡(luò)檢波器502和VVPS504以與它們?cè)诜糯笃?00中的對(duì)應(yīng)物類(lèi)似的方式運(yùn)作；然而，包絡(luò)檢波器502和VVPS504中的任一或兩者的運(yùn)行可以被如下所述地調(diào)整。
[0094]放大器500還包括開(kāi)關(guān)選擇塊506,其接收音量控制信號(hào)，并將控制信號(hào)505輸出至VVPS504?？刂菩盘?hào)505指揮VVPS504適配其開(kāi)關(guān)，如將在下面參照?qǐng)D11和12更詳細(xì)地描述的。
[0095]圖11示出了可以用在VVPS504中的開(kāi)關(guān)的一個(gè)實(shí)施例。兩個(gè)開(kāi)關(guān)550、552被并聯(lián)在輸入電壓Vin和輸出電壓Vrat之間。第一開(kāi)關(guān)550是比較寬,從而具有比較低的電阻和高的電容。第二開(kāi)關(guān)552較窄,從而具有較高的電阻但較低的電容。為了輸出高的電壓,在VVPS504的開(kāi)關(guān)中需要低的電阻(即，為了將盡可能多的Vin傳送到V。」。從而，在此情況下使用寬的開(kāi)關(guān)550。由于電容C高，故消耗較大量的能量，但這對(duì)于實(shí)現(xiàn)足夠的Vwt是必要的。
[0096]然而，如果僅需要低的輸出電壓，則開(kāi)關(guān)中的電阻可以更高。因此，在此情況下，可使用較窄的開(kāi)關(guān)552。較窄的開(kāi)關(guān)552的電容較低，從而運(yùn)行該較窄的開(kāi)關(guān)消耗較少的能量。盡管圖11示出了僅兩個(gè)開(kāi)關(guān)550、552，但應(yīng)意識(shí)到，也可以使用多個(gè)開(kāi)關(guān)，其各具有不同的“寬度”。
[0097]圖12示出了開(kāi)關(guān)550和552的一種可能的實(shí)現(xiàn)方式。如所示，單個(gè)開(kāi)關(guān)560可以被不均勻地分為區(qū)域562和564。此布置給出了三個(gè)可能的開(kāi)關(guān)寬度:最小的區(qū)域564 ;較大的區(qū)域562 ；以及將562和564組合的區(qū)域?；蛘撸梢蕴峁┒鄠€(gè)開(kāi)關(guān)，并將不同數(shù)目的開(kāi)關(guān)接通，以將總的電阻和電容適配至期望值。
[0098]現(xiàn)在可以看到，放大器500中的開(kāi)關(guān)選擇塊506是如何運(yùn)行以降低放大器500的功率消耗的。如果音量高，則在電容器108、110中需要較大量的電壓。從而，在此情況下，開(kāi)關(guān)選擇塊506指揮VVPS504使用相對(duì)寬的開(kāi)關(guān)。如果音量低，則在電容器108、110中需要較少的電壓。在此情況下，開(kāi)關(guān)選擇塊506指揮VVPS504使用相對(duì)窄的開(kāi)關(guān)，使得VVPS504中的切換損耗最小化。
[0099]圖13示出了根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面的放大器600。
[0100]放大器600與參照?qǐng)D6描述的放大器100相似，除了將在下面更詳細(xì)描述的數(shù)個(gè)部件之外。放大器100、600所共有的部件保留了它們的原始參考數(shù)字，且不再被進(jìn)一步描述。包絡(luò)檢波器602和VVPS604以與它們?cè)诜糯笃?00中的對(duì)應(yīng)物類(lèi)似的方式運(yùn)作；然而，包絡(luò)檢波器602和VVPS604中的任一或兩者的運(yùn)行可以被如下所述地調(diào)整。
[0101]放大器600還包括開(kāi)關(guān)選擇塊606，其從包絡(luò)檢波器602接收控制信號(hào)，并將控制信號(hào)605輸出至VVPS604。在一種替代性布置中，開(kāi)關(guān)選擇塊606可以接收與被輸出至VVPS604的信號(hào)相同的控制信號(hào)?？刂菩盘?hào)605指揮VVPS604適配其開(kāi)關(guān)，如之前參照?qǐng)D11和12所述。
[0102]如果信號(hào)包絡(luò)相對(duì)高，則在電容器108、110中將需要較大量的電壓。因此，在此情況下，開(kāi)關(guān)選擇塊606指揮VVPS604使用相對(duì)寬的開(kāi)關(guān)。如果信號(hào)包絡(luò)低，則在電容器108、110中將需要較少的電壓。在此情況下，開(kāi)關(guān)選擇塊606指揮VVPS604使用相對(duì)窄的開(kāi)關(guān)，使得VVPS604中的切換損耗最小化。如上所述，應(yīng)意識(shí)到，可以使用多個(gè)開(kāi)關(guān)，其各具有不同的“寬度”。
[0103]放大器500、600都可以被適配，使得開(kāi)關(guān)切換塊506、606既考慮到信號(hào)包絡(luò)又考慮到音量。這可以通過(guò)許多方法實(shí)現(xiàn)。例如，可以將音量應(yīng)用至包絡(luò)檢波器502、602，如參照?qǐng)D7所述。即是說(shuō)，在放大器600中，在輸入信號(hào)在包絡(luò)檢波器602中被檢波之前，該輸入信號(hào)可以被該音量修改(例如，該信號(hào)可以與音量相乘)；或者，從包絡(luò)檢波器602輸出至開(kāi)關(guān)選擇塊606的控制信號(hào)可以被該音量修改(例如,控制信號(hào)可與音量相乘)；或者，從開(kāi)關(guān)選擇塊606輸出的控制信號(hào)605可以被該音量信號(hào)修改。在放大器500中，包絡(luò)檢波器502可以向開(kāi)關(guān)選擇塊506輸出又一個(gè)控制信號(hào)-其表明所檢測(cè)到的輸入信號(hào)包絡(luò)，
使得當(dāng)產(chǎn)生開(kāi)關(guān)選擇控制信號(hào)時(shí)，包絡(luò)和音量都被納入考慮。本領(lǐng)域技術(shù)人員將能夠想到許多方式，其中可以使用音量、包絡(luò)以及其組合來(lái)改變用在該VVPS中的開(kāi)關(guān)。
[0104]進(jìn)一步，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以容易地看到，將音量、信號(hào)包絡(luò)或其組合應(yīng)用至開(kāi)關(guān)選擇塊，在具有模擬輸入信號(hào)和模擬放大器的系統(tǒng)中將同等有益。從而，模擬放大器——例如參照?qǐng)D4所述的一將包括如參照?qǐng)D10和13所述的開(kāi)關(guān)選擇塊，并以本質(zhì)上相同的方式運(yùn)行。
[0105]圖14示出了根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面的放大器700。
[0106]放大器700與參照?qǐng)D6描述的放大器100相似，除了將在下面更詳細(xì)描述的數(shù)個(gè)部件之外。放大器100、700所共有的部件保留了它們的原始參考數(shù)字，且不再被進(jìn)一步描述。包絡(luò)檢波器702、VVPS704、DAC716、前置放大器718和功率放大器705以與它們?cè)诜糯笃?00中的對(duì)應(yīng)物類(lèi)似的方式運(yùn)作；然而，它們中的任一或全部的運(yùn)行可以被如下所述地調(diào)整。
[0107]DAC716、前置放大器718和功率放大器705設(shè)有輸入端口(input port)(未示出)用于提供偏置。較高的偏置被用來(lái)改善該DAC元件、前置放大器元件和功率放大器元件的噪聲性能、線性(linearity)性能和失真性能。如本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知的，該偏置可以是電流或電壓。較高的偏置造成放大器700的靜止?fàn)顟B(tài)(quiescent state)和活動(dòng)狀態(tài)(active state)中較高的總的功率消耗。
[0108]因此，放大器700還包括偏置發(fā)生器706，其用于產(chǎn)生至少一個(gè)偏置(被示為虛線)，并向DAC716、前置放大器718和功率放大器705中的至少一個(gè)提供偏置；然而，該偏置可以被提供至DAC716、前置放大器718和功率放大器705的全部或其任何組合。進(jìn)一步，偏置發(fā)生器706可以產(chǎn)生不止一個(gè)偏置，不同的偏置被提供至各個(gè)不同的元件。進(jìn)一步，放大器700中的放音路徑(即，含有濾波器112、Σ Δ調(diào)制器114、DAC716、前置放大器718、功率放大器705和負(fù)載120的路徑)可以含有包括用于提供偏置的輸入端的其它部件。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)理解，本發(fā)明也可以同等地適用這些部件。
[0109]如果待在功率放大器705中被放大的信號(hào)相對(duì)小，則DAC718、前置放大器718、功率放大器705元件的線性范圍可以被有效地降低，同時(shí)保持失真水平并降低每個(gè)元件中消耗的功率。從而，除了被供應(yīng)至前置放大器718，該音量信號(hào)還被供應(yīng)至偏置發(fā)生器706。如果該音量信號(hào)相對(duì)高，則待在功率放大器705中被放大的信號(hào)也相對(duì)高；從而，在此情況下，偏置發(fā)生器706將產(chǎn)生相對(duì)高的偏置。如果該音量信號(hào)相對(duì)低，則待在功率放大器705中被放大的信號(hào)也相對(duì)低；從而，在此情況下，偏置發(fā)生器706將產(chǎn)生相對(duì)低的偏置，降低放大器700的功率消耗。
[0110]圖15示出了根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面的又一個(gè)放大器800。
[0111]放大器800與參照?qǐng)D6描述的放大器100相似，除了將在下面更詳細(xì)描述的多個(gè)部件之外。放大器100、800所共有的部件保留了它們的原始參考數(shù)字，且不再被進(jìn)一步描述。包絡(luò)檢波器802、VVPS804、DAC816、前置放大器818和功率放大器805以與它們?cè)诜糯笃?00中的對(duì)應(yīng)物類(lèi)似的方式運(yùn)作；然而，它們中的任一或全部的運(yùn)行可以被如下所述地調(diào)整。
[0112]再一次，DAC816、前置放大器818和功率放大器805設(shè)有輸入端口(未示出)，用于提供偏置。如之前，較高的偏置被用來(lái)改善該DAC元件、前置放大器元件和功率放大器元件的噪聲性能、線性性能和失真性能。如本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知的，該偏置可以是電流或電壓。較高的偏置造成放大器800的靜止?fàn)顟B(tài)和活動(dòng)狀態(tài)中較高的總的功率消耗。
[0113]該放大器還包括偏置發(fā)生器806，其用于產(chǎn)生至少一個(gè)偏置(被示為虛線)，并向DAC816、前置放大器818和功率放大器805中的至少一個(gè)提供偏置；然而，該偏置也可以被提供至DAC816、前置放大器818和功率放大器805的全部或其任何組合。進(jìn)一步，偏置發(fā)生器806可以產(chǎn)生不止一個(gè)偏置，不同的偏置被提供至各個(gè)不同的元件。進(jìn)一步，放大器800中的放音路徑(即，含有濾波器112、Σ Λ調(diào)制器114、DAC816、前置放大器818、功率放大器805和負(fù)載120的路徑)可以含有包括用于提供偏置的輸入端的其它部件。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)理解，本發(fā)明也可以同等地適用這些部件。
[0114]偏置發(fā)生器806從包絡(luò)檢波器802接收控制信號(hào)，該控制信號(hào)表明輸入數(shù)字信號(hào)的大小(即，包絡(luò))。如果該輸入數(shù)字信號(hào)相對(duì)高，則待在功率放大器805中被放大的信號(hào)也將相對(duì)高；因此，在此情況下，偏置發(fā)生器806將產(chǎn)生相對(duì)高的偏置。如果該音量信號(hào)相對(duì)低，則待在功率放大器805中被放大的信號(hào)也將相對(duì)低，因此，在此情況下，偏置發(fā)生器806將產(chǎn)生相對(duì)低的偏置，降低放大器800的功率消耗。
[0115]放大器700、800都可以被適配，使得偏置發(fā)生器706、806既考慮到信號(hào)包絡(luò)又考慮到音量。這可以通過(guò)許多方法來(lái)實(shí)現(xiàn)。例如，可以將音量應(yīng)用至包絡(luò)檢波器702、802，如參照?qǐng)D7所述。即是說(shuō)，在放大器800中，在輸入信號(hào)在包絡(luò)檢波器802中被檢波之前，該輸入信號(hào)可以被該音量修改(例如，該信號(hào)可與音量相乘)；或者，從包絡(luò)檢波器802輸出至偏置發(fā)生器806的控制信號(hào)可以被該音量修改(例如，控制信號(hào)可與音量相乘)；或者，從偏置發(fā)生器806輸出的偏置可以被該音量信號(hào)修改。在放大器700中，包絡(luò)檢波器702可以向偏置發(fā)生器706輸出又一個(gè)控制信號(hào)，其表明所檢測(cè)到的輸入信號(hào)包絡(luò)，使得當(dāng)產(chǎn)生開(kāi)關(guān)選擇控制信號(hào)時(shí)，包絡(luò)和音量都被納入考慮。本領(lǐng)域技術(shù)人員將能夠想到多種方式，其中可以使用音量、包絡(luò)以及其組合來(lái)改變?cè)谄冒l(fā)生器706、806中產(chǎn)生的偏置。
[0116]進(jìn)一步，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以容易地理解，將音量、信號(hào)包絡(luò)或其組合應(yīng)用至被應(yīng)用至放大器放音路徑中之元件的偏置，在具有模擬輸入信號(hào)和模擬放大器的系統(tǒng)中將同等有益。從而，模擬放大器一例如參照?qǐng)D4所述的一將包括偏置發(fā)生器，如參照?qǐng)D14和圖15所述，并以本質(zhì)上相同的方式運(yùn)行。然而，當(dāng)然，在此情況下，放音路徑中將不存在DAC，從而偏置將不被施加至DAC。
[0117]圖16示出了根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面的放大器900。
[0118]放大器900與參照?qǐng)D6描述的放大器100相似，除了將在下面更詳細(xì)描述的數(shù)個(gè)部件之外。放大器100、900所共有的部件保留了它們的原始參考數(shù)字，且不再被進(jìn)一步描述。包絡(luò)檢波器902和VVPS904以與它們?cè)诜糯笃?00中的對(duì)應(yīng)物類(lèi)似的方式運(yùn)作；然而，包絡(luò)檢波器902和VVPS904中的任一或兩者的運(yùn)行可以被如下所述地調(diào)整。
[0119]如前所述，圖5示出了跨越電容器108、110的電壓向功率放大器106提供電源電壓。隨著VVPS904以預(yù)定時(shí)鐘頻率接通和斷開(kāi)，跨越電容器108、110的電壓周期性地升高和下降，產(chǎn)生了“紋波電壓”。這種系統(tǒng)的問(wèn)題在于，該紋波電壓傾向于在時(shí)鐘頻率及其諧波處產(chǎn)生“音調(diào)”。該紋波電壓越大，所引起的音調(diào)的振幅就越大。大體上，不希望有這種音調(diào)，它可以干擾該芯片上的其它系統(tǒng)的運(yùn)行。在音頻應(yīng)用中，這種音調(diào)可以混入音頻，并且可被用戶聽(tīng)見(jiàn)。
[0120]降低由電源中的切換引起的音調(diào)的一種標(biāo)準(zhǔn)方法是使切換頻率抖動(dòng)。即是說(shuō)，通過(guò)向時(shí)鐘信號(hào)添加噪聲信號(hào)，切換頻率可以被不斷地輕微向上或向下調(diào)整。這具有以下效果:使在時(shí)鐘頻率及其諧波處產(chǎn)生的能量“擴(kuò)散”，以覆蓋這些離散值附近的較寬頻率范圍。這減小了該音調(diào)的振幅，減少了它們對(duì)其它系統(tǒng)和終端用戶的影響。
[0121]然而，產(chǎn)生抖動(dòng)需要功率。這在便攜式應(yīng)用中一其中電池的壽命對(duì)于制造商而言是一個(gè)重要考量——尤其是一個(gè)缺點(diǎn)。另外，被添加至切換頻率的抖動(dòng)實(shí)際上會(huì)在該芯片上的其它系統(tǒng)中產(chǎn)生不想要的噪聲，即，由于電源904未以“最佳”頻率切換。
[0122]在相對(duì)低的輸入信號(hào)振幅,負(fù)載120中消耗的功率的量也相對(duì)低。這意味著,每個(gè)時(shí)鐘周期從電容器108、110釋放的電壓的量也低，即紋波電壓小。如上所述，該紋波電壓的振幅與由該紋波電壓引起的音調(diào)的振幅相關(guān)聯(lián)。大的紋波電壓造成大的音調(diào)，反之亦然。從而，大的信號(hào)振幅造成大的音調(diào)，小的信號(hào)振幅造成小的音調(diào)。
[0123]根據(jù)本發(fā)明，放大器900還包括抖動(dòng)塊906。抖動(dòng)塊906從包絡(luò)檢波器902接收抖動(dòng)控制信號(hào)，并為VVPS904產(chǎn)生頻率為Fs'的時(shí)鐘信號(hào)。
[0124]對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員明顯的是，抖動(dòng)塊906包括能夠產(chǎn)生時(shí)鐘信號(hào)的頻率合成器(frequency synthesizer),例如鎖頻環(huán)(FLL)或鎖相環(huán)(PLL)電路等。進(jìn)一步，該抖動(dòng)塊包括一些用于使如此產(chǎn)生的時(shí)鐘信號(hào)的頻率抖動(dòng)的裝置。例如，可以使用一個(gè)或多個(gè)隨機(jī)數(shù)發(fā)生器來(lái)將FLL或PLL的反饋路徑中的分割比(divis1n rat1)輕微地隨機(jī)化?？梢允褂玫碾S機(jī)數(shù)發(fā)生器的實(shí)施例包括線性反饋移位寄存器(linear feedback shift register),或具有不穩(wěn)定反饋環(huán)的環(huán)路(loop circuit)。在本文所附權(quán)利要求的范圍內(nèi)，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以想到許多手段來(lái)形成抖動(dòng)的時(shí)鐘信號(hào)。對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員也明顯的是，在權(quán)利要求的范圍內(nèi)，替代性布置也是可能的。例如，該時(shí)鐘合成器可以表現(xiàn)為一個(gè)分立的塊，或者被納入開(kāi)關(guān)電源904。抖動(dòng)塊906的進(jìn)一步運(yùn)行如下所述。
[0125]根據(jù)本發(fā)明，抖動(dòng)塊906從包絡(luò)檢波器902接收抖動(dòng)控制信號(hào)，其表明輸入信號(hào)的振幅(即，包絡(luò))。如果該輸入信號(hào)具有第一振幅，例如相對(duì)高的信號(hào)振幅，則抖動(dòng)塊906以第一運(yùn)行模式運(yùn)行。例如，該第一運(yùn)行模式可以是“正常”運(yùn)行模式，即，借此抖動(dòng)塊906產(chǎn)生抖動(dòng)的時(shí)鐘信號(hào)。如果該輸入信號(hào)具有第二振幅，例如相對(duì)低的信號(hào)振幅，則抖動(dòng)塊906以第二運(yùn)行模式運(yùn)行，例如，借此降低該時(shí)鐘信號(hào)的抖動(dòng)。為了實(shí)現(xiàn)此抖動(dòng)降低，可以減小該抖動(dòng)信號(hào)的振幅，或者降低該抖動(dòng)信號(hào)被改變的頻率。在一個(gè)實(shí)施方案中，當(dāng)該輸入信號(hào)的振幅相對(duì)小時(shí)，例如當(dāng)該輸入信號(hào)的振幅小于預(yù)定閾值時(shí)，該時(shí)鐘信號(hào)的抖動(dòng)被完全關(guān)閉。在一個(gè)替代性實(shí)施方案中，該抖動(dòng)信號(hào)的運(yùn)行是輸入信號(hào)的振幅的連續(xù)函數(shù)，即，抖動(dòng)信號(hào)的振幅或頻率隨著輸入信號(hào)的振幅而連續(xù)地變化。
[0126]當(dāng)輸入信號(hào)低時(shí)，該時(shí)鐘信號(hào)的抖動(dòng)可以被降低，因?yàn)樵摷y波電壓在這樣的信號(hào)振幅下是低的。這意味著，音調(diào)不那么是個(gè)問(wèn)題，從而不需要抖動(dòng)。實(shí)際上，降低抖動(dòng)節(jié)省了功率，也降低了在該芯片上的其它系統(tǒng)中弓I起的噪聲。
[0127]圖17示出了根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面的放大器1000。
[0128]放大器1000與參照?qǐng)D6描述的放大器900相似，除了將在下面更詳細(xì)描述的數(shù)個(gè)部件之外。放大器900、1000所共有的部件保留了它們的原始參考數(shù)字，且不再被進(jìn)一步描述。包絡(luò)檢波器1002和VVPS1004以與它們?cè)诜糯笃?00中的對(duì)應(yīng)物類(lèi)似的方式運(yùn)作；然而，包絡(luò)檢波器1002和VVPS1004中的任一或兩者的運(yùn)行可以被如下所述地調(diào)整。
[0129]根據(jù)本發(fā)明，放大器1000還包括抖動(dòng)塊1006。抖動(dòng)塊1006接收音量信號(hào)，并為VVPS1004產(chǎn)生頻率為的時(shí)鐘信號(hào)。
[0130]如上所述，被輸出至負(fù)載120的信號(hào)的振幅影響電容器108、110中的紋波電壓的大小，從而影響在切換頻率引起的音調(diào)的振幅。在上面被納入考慮的、影響負(fù)載120中的信號(hào)的振幅的一個(gè)因素是，輸入信號(hào)的振幅(即，包絡(luò))。影響負(fù)載120中的信號(hào)的振幅的另一個(gè)因素是音量信號(hào)，其代表在前置放大器118中應(yīng)用的增益。
[0131]因此，根據(jù)本發(fā)明，除了前置放大器118，抖動(dòng)塊1006也接收音量信號(hào)。如果該音量相對(duì)高，則抖動(dòng)塊1006以第一運(yùn)行模式運(yùn)行，例如“正常”運(yùn)行模式，即，借此抖動(dòng)塊1006產(chǎn)生抖動(dòng)的時(shí)鐘信號(hào)。如果該音量相對(duì)低，則抖動(dòng)塊1006以第二運(yùn)行模式運(yùn)行，例如，借此降低該時(shí)鐘信號(hào)的抖動(dòng)。為了實(shí)現(xiàn)此抖動(dòng)降低，可以減小該抖動(dòng)信號(hào)的振幅，或者可以降低該抖動(dòng)信號(hào)被改變的頻率。在一個(gè)實(shí)施方案中，當(dāng)音量相對(duì)小時(shí)，例如當(dāng)音量小于預(yù)定閾值時(shí)，時(shí)鐘信號(hào)的抖動(dòng)被完全關(guān)閉。在一個(gè)替代性實(shí)施方案中，抖動(dòng)信號(hào)的運(yùn)行是音量的連續(xù)函數(shù)，即，抖動(dòng)信號(hào)的振幅或頻率隨著音量而連續(xù)地變化。
[0132]放大器900、1000都可以被調(diào)整，使得抖動(dòng)塊906、1006可以既考慮到信號(hào)包絡(luò)又考慮到音量。這可以通過(guò)許多方式來(lái)實(shí)現(xiàn)。例如，可以將該音量應(yīng)用至包絡(luò)檢波器902、1002，如參照?qǐng)D7所述。即是說(shuō)，在放大器900中，在輸入信號(hào)在包絡(luò)檢波器902中被檢波之前，該輸入信號(hào)可以被該音量修改(例如，該信號(hào)可以與音量相乘)；或者，從包絡(luò)檢波器902輸出至抖動(dòng)塊906的抖動(dòng)控制信號(hào)可以被該音量修改(例如，控制信號(hào)可以與音量相乘)。在放大器1000中，包絡(luò)檢波器1002可以向抖動(dòng)塊1006輸出又一個(gè)控制信號(hào)，其表明所檢測(cè)到的輸入信號(hào)的包絡(luò)，使得當(dāng)產(chǎn)生抖動(dòng)的時(shí)鐘信號(hào)時(shí)，既考慮到包絡(luò)又考慮到音量。本領(lǐng)域技術(shù)人員將能夠想到許多方法，其中音量、包絡(luò)以及其組合可以被用來(lái)改變?cè)诙秳?dòng)塊906、1006中產(chǎn)生的抖動(dòng)。
[0133]進(jìn)一步，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以容易地看到，將音量、信號(hào)包絡(luò)或其組合應(yīng)用至切換頻率的抖動(dòng)，在具有模擬輸入信號(hào)和模擬放大器的系統(tǒng)中將同等有益。從而，模擬放大器一例如參照?qǐng)D4所述的一將包括如參照?qǐng)D16和17所述的抖動(dòng)塊，并以本質(zhì)上相同的方式運(yùn)行。
[0134]圖18a示出了適合分別用作圖6、7、8、9、10、13、14、15、16和17之任一個(gè)的VVPS104、204、304、404、504、604、704、804、904、1004 的電荷泵 1400。進(jìn)一步，電荷泵 1400也適合用作在放大器200、300、400、500、600、700、800、900、1000的任一模擬等價(jià)物中的
VVPS0
[0135]圖18a是一種新穎的反相電荷泵(inverting charge pump)電路的示意圖，我們可稱(chēng)之為“電平移位電荷泵(level shifting charge-pump) ”(LSCP) 1400。存在兩個(gè)存儲(chǔ)電容器(reservoir capacitor) CRl和CR2、一個(gè)飛跨電容器Cf和一個(gè)由開(kāi)關(guān)控制器1420控制的開(kāi)關(guān)陣列1410。然而，在此布置中，存儲(chǔ)電容器CRl和CR2都不直接連接至輸入電源電壓VDD，而是僅經(jīng)由開(kāi)關(guān)陣列1410連接至輸入電源電壓VDD。應(yīng)注意，LSCP1400被配置為開(kāi)環(huán)電荷泵，雖然本領(lǐng)域技術(shù)人員將容易地意識(shí)到和理解閉環(huán)布置。因此，LSCP1400依賴于跨越保持在預(yù)定約束范圍內(nèi)的每個(gè)輸出端N12-N11、N13-N11而連接的各個(gè)負(fù)載(未示出)。LSCP1400輸出兩個(gè)電壓Vout+、Vout-，其以公共電壓源(節(jié)點(diǎn)Nil)——即地——為參考。連接至輸出端Vout+、Vout-、Nll且僅為示例目的而示出的，是負(fù)載1450。實(shí)際上，負(fù)載1450可以全部或部分地與電源位于同一芯片上，或者它可以位于片外(off-chip)。負(fù)載1450是功率放大器106和負(fù)載120的組合。
[0136]LSCP1400運(yùn)行，使得針對(duì)輸入電壓+VDD，LSCP1400產(chǎn)生量值為+VDD/2和一 VDD/2的輸出，雖然當(dāng)負(fù)載輕時(shí)，這些電平實(shí)際上將是+/-VDD/2-1load.Rload，其中Iload等于負(fù)載電流，Rload等于負(fù)載電阻。應(yīng)注意，跨越節(jié)點(diǎn)N12&N13的輸出電壓的量值(VDD)相同于或基本相同于跨越節(jié)點(diǎn)N10&N11的輸入電壓的量值(VDD)。
[0137]圖18b示出了 LSCP1400的一種更詳細(xì)的形式，尤其示出了開(kāi)關(guān)陣列1410的細(xì)節(jié)。開(kāi)關(guān)陣列1410包括六個(gè)開(kāi)關(guān)S1-S6，它們被來(lái)自于開(kāi)關(guān)控制器1420的對(duì)應(yīng)控制信號(hào)CSl —CS6控制。這些開(kāi)關(guān)被布置，使得第一開(kāi)關(guān)SI連接在飛跨電容器Cf的正極板和輸入電壓源之間，第二開(kāi)關(guān)S2連接在該飛跨電容器的正極板和第一輸出節(jié)點(diǎn)N12之間，第三開(kāi)關(guān)S3連接在該飛跨電容器的正極板和公共接線端Nll之間，第四開(kāi)關(guān)S4連接在該飛跨電容器的負(fù)極板和第一輸出節(jié)點(diǎn)N12之間，第五開(kāi)關(guān)S5連接在該飛跨電容器的負(fù)極板和公共接線端Nll之間，第六開(kāi)關(guān)S6連接在該飛跨電容器的負(fù)極板和第二輸出接線端N13之間。應(yīng)注意，這些開(kāi)關(guān)可以通過(guò)許多不同方式來(lái)實(shí)現(xiàn)(例如，MOS晶體管開(kāi)關(guān)或MOS傳輸門(mén)開(kāi)關(guān))，這取決于，例如，集成電路處理技術(shù)或者輸入和輸出電壓要求。
[0138]圖19a示出了又一個(gè)電荷泵2400，其適合分別用作圖6、7、8、9、10、13、14、15、16和17 之任一個(gè)的 VVPS104、204、304、404、504、604、704、804、904、1004。進(jìn)一步，電荷泵 2400 也適合用作放大器200、300、400、500、600、700、800、900、1000的任一模擬等價(jià)物中的VVPS。
[0139]圖19a是一種新穎的反相電荷泵電路的示意圖，我們稱(chēng)之為“雙模式電荷泵”(DMCP)2400。再一次，存在兩個(gè)存儲(chǔ)電容器CRl和CR2、一個(gè)飛跨電容器Cf和一個(gè)被開(kāi)關(guān)控制模塊420 (其可以通過(guò)軟件或硬件來(lái)實(shí)現(xiàn))控制的開(kāi)關(guān)陣列2410。在此布置中，存儲(chǔ)電容器CRl和CR2都不直接連接至輸入電源電壓VDD，而是經(jīng)由開(kāi)關(guān)陣列2410連接至輸入電源電壓VDD。
[0140]應(yīng)注意，DMCP2400被配置為開(kāi)環(huán)電荷泵，雖然本領(lǐng)域技術(shù)人員將容易地意識(shí)到和理解閉環(huán)布置。因此，DMCP2400依賴于跨越保持在預(yù)定約束范圍內(nèi)的每個(gè)輸出端N12-N11、N13-N11而連接的各個(gè)負(fù)載(未示出)。DMCP2400輸出兩個(gè)電壓Vout+、Vout-，其以公共電源電壓(節(jié)點(diǎn)Nil)為參考。連接至輸出端Vout+、Vout-、Nll且僅為示例目的而示出的，是負(fù)載2450。實(shí)際上,負(fù)載2450可以全部或部分地與電源位于同一芯片上,或者它可以位于片外。負(fù)載2450是功率放大器106和負(fù)載120的組合。
[0141]DMCP2400可運(yùn)行在兩個(gè)主要模式中。在第一模式中，DMCP2400運(yùn)行，使得針對(duì)輸入電壓+VDD，DMCP2400產(chǎn)生的每個(gè)輸出的量值都是輸入電壓VDD的數(shù)學(xué)分?jǐn)?shù)(mathematical fract1n)。在下面的實(shí)施方案中，在此第一模式中產(chǎn)生的輸出的量值是+VDD/2和一 VDD/2，雖然當(dāng)負(fù)載輕時(shí)，這些電平實(shí)際上將是+/-VDD/2-1load.Rload，其中Iload等于負(fù)載電流，Rload等于負(fù)載電阻。應(yīng)注意，在此情況下，跨越節(jié)點(diǎn)N12&N13的輸出電壓的量值(VDD)相同于或基本相同于跨越節(jié)點(diǎn)N10&N11的輸入電壓的量值(VDD)。在第二模式中，DMCP2400產(chǎn)生+/-VDD的雙導(dǎo)軌輸出。
[0142]圖19b示出了 DMCP2400的一種更詳細(xì)的形式，尤其示出了開(kāi)關(guān)陣列2410的細(xì)節(jié)。開(kāi)關(guān)陣列2410包括六個(gè)主開(kāi)關(guān)S1-S6，它們被來(lái)自于開(kāi)關(guān)控制模塊2420的對(duì)應(yīng)控制信號(hào)CSl - CS6控制。這些開(kāi)關(guān)被布置，使得第一開(kāi)關(guān)SI連接在飛跨電容器Cf的正極板和輸入電壓源之間，第二開(kāi)關(guān)S2連接在該飛跨電容器的正極板和第一輸出節(jié)點(diǎn)N12之間，第三開(kāi)關(guān)S3連接在該飛跨電容器的正極板和公共接線端Nll之間，第四開(kāi)關(guān)S4連接在該飛跨電容器的負(fù)極板和第一輸出節(jié)點(diǎn)N12之間，第五開(kāi)關(guān)S5連接在該飛跨電容器的負(fù)極板和公共接線端Nll之間，第六開(kāi)關(guān)S6連接在該飛跨電容器的負(fù)極板和第二輸出接線端N13之間?？蛇x地，可以提供第七開(kāi)關(guān)S7 (以虛線示出)，其連接在輸入電壓源(節(jié)點(diǎn)N10)和第一輸出節(jié)點(diǎn)N12之間。也被更詳細(xì)地示出的是控制模塊2420，其包括模式選擇電路2430，該模式選擇電路用于決定要使用哪個(gè)控制器2420a、2420b或控制程序，從而確定該DMCP在哪個(gè)模式中運(yùn)行?；蛘?，模式選擇電路2430和控制器2420a、2420b可以被實(shí)現(xiàn)在單個(gè)電路塊(未示出)中。
[0143]在該第一模式中，使用開(kāi)關(guān)S1-S6，且DMCP2400以與LSCP1400類(lèi)似的方式運(yùn)行。在該第二模式中，使用開(kāi)關(guān)S1- S3和S5 - S6/S7，開(kāi)關(guān)S4是冗余的。
[0144]應(yīng)注意，這些開(kāi)關(guān)可以通過(guò)許多不同方式來(lái)實(shí)現(xiàn)(例如，MOS晶體管開(kāi)關(guān)或MOS傳輸門(mén)開(kāi)關(guān))，這取決于，例如，集成電路處理技術(shù)或者輸入和輸出電壓要求。
[0145]本文所述的放大器優(yōu)選地被納入集成電路。例如，該集成電路可以是音頻和/或視頻系統(tǒng)——諸如MP3播放器、移動(dòng)電話、攝像機(jī)或衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)——的一部分，并且該系統(tǒng)可以是便攜式的(諸如電池供電的手持系統(tǒng))，或者可以是市電供電的(mains-powered)(諸如h1-fi系統(tǒng)或電視接收機(jī))，或者可以是汽車(chē)載(in-car)、火車(chē)載(in-train)或飛機(jī)載(in-plane)娛樂(lè)系統(tǒng)。除了以上信號(hào)之外，在該放大器中被放大的信號(hào)可以代表用在噪聲消除處理中的環(huán)境噪聲。
[0146]本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)認(rèn)識(shí)到，上述裝置和方法中的一些可以作為處理器控制代碼來(lái)實(shí)現(xiàn)，例如，在載體介質(zhì)——諸如磁盤(pán)、CD-ROM或DVD-ROM——上；在編程存儲(chǔ)器——諸如只讀存儲(chǔ)器(固件)——上；或在數(shù)據(jù)載體——諸如光信號(hào)或電信號(hào)載體——上。對(duì)于許多應(yīng)用，本發(fā)明的實(shí)施方案將被實(shí)現(xiàn)在DSP(數(shù)字信號(hào)處理器)、ASIC(專(zhuān)用集成電路)或FPGA (現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列)上。從而，該代碼可以包括常規(guī)程序代碼或微代碼，例如用于設(shè)立或控制ASIC或FPGA的代碼。該代碼也可以包括用于動(dòng)態(tài)地配置可重配置裝置(re-configurable apparatus)-諸如可重編程邏輯門(mén)陣列-的代碼。類(lèi)似地，該代碼可以包括用于硬件描述語(yǔ)言一諸如Verilog TM或VHDL(超高速集成電路硬件描述語(yǔ)言)——的代碼。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)意識(shí)到，該代碼可以散布在互相通信的多個(gè)相聯(lián)結(jié)的部件中。在適當(dāng)時(shí)，本實(shí)施方案也可以使用在現(xiàn)場(chǎng)可(重)編程模擬陣列或類(lèi)似器件上運(yùn)行的代碼來(lái)實(shí)現(xiàn)，以配置模擬/數(shù)字硬件。
[0147]應(yīng)注意，上述實(shí)施方案示出而非限制本發(fā)明，在不偏離所附權(quán)利要求的范圍的前提下，本領(lǐng)域技術(shù)人員將能夠設(shè)計(jì)許多替代性實(shí)施方案。詞語(yǔ)“包括”不排除存在權(quán)利要求中所列以外的元件或步驟；“一”不排除多個(gè)，單個(gè)處理器或其它單元可以實(shí)現(xiàn)權(quán)利要求中陳述的幾個(gè)單元的功能。權(quán)利要求中的任何參考標(biāo)記都不應(yīng)被理解為限制權(quán)利要求的范圍。
【權(quán)利要求】
1.放大器電路，其包括: 輸入端，其用于接收待放大的輸入信號(hào)； 放音路徑，其包括一個(gè)或多個(gè)部件，用于接收該輸入信號(hào)，并將該輸入信號(hào)放大；以及 偏置發(fā)生器，其用于產(chǎn)生至少一個(gè)偏置，并將該至少一個(gè)偏置提供至該放音路徑中的一個(gè)或多個(gè)部件中的至少一個(gè)； 其中由該偏置發(fā)生器提供的至少一個(gè)偏置被基于該輸入信號(hào)而控制。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的放大器電路，其還包括: 包絡(luò)檢波器，其用于檢測(cè)該輸入信號(hào)的包絡(luò)，并根據(jù)所檢測(cè)到的輸入信號(hào)包絡(luò)來(lái)輸出控制信號(hào)，其中該偏置發(fā)生器被該控制信號(hào)控制。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2的放大器電路，其中該一個(gè)或多個(gè)部件包括前置放大器，用于接收該輸入信號(hào)并輸出前置放大信號(hào)，并且其中所述至少一個(gè)偏置被提供至該前置放大器。
4.根據(jù)權(quán)利要求1一 3中任一項(xiàng)的放大器電路，其中所述輸入信號(hào)是數(shù)字信號(hào)，且所述一個(gè)或多個(gè)部件包括用于將數(shù)字輸入信號(hào)轉(zhuǎn)換為模擬的數(shù)模轉(zhuǎn)換器，所述DAC設(shè)有所述至少一個(gè)偏置。
5.根據(jù)權(quán)利要求1一 4中任一項(xiàng)的放大器電路,其中該一個(gè)或多個(gè)部件包括功率放大器，所述功率放大器設(shè)有所述至少一個(gè)偏置。
6.根據(jù)權(quán)利要求5的放大器電路，其還包括可變壓電源，該可變壓電源用于向該功率放大器供應(yīng)至少一個(gè)電源電壓。
7.根據(jù)權(quán)利要求6的放大器電路，其中該可變壓電源是電平移位電荷泵。
8.根據(jù)權(quán)利要求7的放大器電路，其中所述電平移位電荷泵向該功率放大器供應(yīng)多個(gè)電源電壓，所述電平移位電荷泵包括: 輸入接線端和公共接線端，其用于連接至輸入電壓； 第一和第二輸出接線端，其用于輸出所述多個(gè)電源電壓，所述輸出接線端在使用中分別經(jīng)由第一和第二負(fù)載，也分別經(jīng)由第一和第二存儲(chǔ)電容器，連接至所述公共接線端； 第一和第二飛跨電容器接線端，其用于連接至飛跨電容器； 開(kāi)關(guān)網(wǎng)絡(luò)，其可運(yùn)行在多個(gè)不同狀態(tài)中，以將所述接線端互連；以及 控制器，其用于使所述開(kāi)關(guān)以所述狀態(tài)的序列運(yùn)行，所述序列被反復(fù)適配，以根據(jù)狀態(tài)將電荷包從所述輸入接線端經(jīng)由所述飛跨電容器傳送至所述存儲(chǔ)電容器，由此產(chǎn)生正的和負(fù)的電源電壓，該正的和負(fù)的電源電壓一同跨越近似等于該輸入電壓的電壓，且以該公共接線端處的電壓為中點(diǎn)。
9.根據(jù)權(quán)利要求6的放大器電路，其中該可變壓電源是雙模式電荷泵。
10.根據(jù)權(quán)利要求9的放大器電路，其中所述雙模式電荷泵向該功率放大器供應(yīng)多個(gè)電源電壓，所述雙模式電荷泵包括: 輸入接線端和公共接線端，其用于連接至輸入電壓； 第一和第二輸出接線端，其用于輸出多個(gè)電源電壓，所述第一和第二輸出接線端在使用中分別經(jīng)由第一和第二負(fù)載，也分別經(jīng)由第一和第二存儲(chǔ)電容器，連接至所述公共接線端; 第一和第二飛跨電容器接線端，其用于連接至一個(gè)飛跨電容器； 開(kāi)關(guān)網(wǎng)絡(luò)，其可運(yùn)行在多個(gè)不同狀態(tài)中，以將所述接線端互連；以及 控制器，其用于使所述開(kāi)關(guān)以所述不同狀態(tài)的序列運(yùn)行， 其中所述控制器可運(yùn)行在第一和第二模式中，并且其中，在所述第一模式中，所述序列被反復(fù)適配，以根據(jù)狀態(tài)將電荷包從所述輸入接線端經(jīng)由所述飛跨電容器傳送至所述存儲(chǔ)電容器，由此產(chǎn)生正的和負(fù)的電源電壓，該正的和負(fù)的電源電壓一同跨越近似等于該輸入電壓的電壓，且以該公共接線端處的電壓為中點(diǎn)。
11.放大器電路，其包括: 輸入端，其用于接收待放大的輸入信號(hào)； 放音路徑，其包括一個(gè)或多個(gè)部件，用于接收該輸入信號(hào)并將該輸入信號(hào)放大，所述一個(gè)或多個(gè)部件包括前置放大器，該前置放大器用于接收音量信號(hào)，并基于所述音量信號(hào)來(lái)對(duì)該輸入信號(hào)進(jìn)行前置放大；以及 偏置發(fā)生器，其用于產(chǎn)生至少一個(gè)偏置，并將該至少一個(gè)偏置提供至該放音路徑中的一個(gè)或多個(gè)部件中的至少一個(gè)； 其中由該偏置發(fā)生器供應(yīng)的至少一個(gè)偏置被基于該輸入信號(hào)而控制。
12.根據(jù)權(quán)利要求11的放大器電路，其中該至少一個(gè)偏置還被基于該輸入信號(hào)而控制。
13.根據(jù)權(quán)利要求12的放大器電路，其還包括: 包絡(luò)檢波器，其用于檢測(cè)該輸入信號(hào)的包絡(luò)，并根據(jù)所檢測(cè)到的輸入信號(hào)包絡(luò)來(lái)輸出控制信號(hào)，其中該偏置發(fā)生器被該控制信號(hào)控制。
14.根據(jù)權(quán)利要求11- 13中任一項(xiàng)的放大器電路，其中所述至少一個(gè)偏置被提供至該前置放大器。
15.根據(jù)權(quán)利要求11- 14中任一項(xiàng)的放大器電路，其中所述輸入信號(hào)是數(shù)字信號(hào)，其中所述一個(gè)或多個(gè)部件包括用于將數(shù)字輸入信號(hào)轉(zhuǎn)換為模擬的數(shù)模轉(zhuǎn)換器(DAC)，并且其中所述至少一個(gè)偏置被提供至該DAC。
16.根據(jù)權(quán)利要求11— 15中任一項(xiàng)的放大器電路,其中該一個(gè)或多個(gè)部件包括功率放大器，并且其中所述至少一個(gè)偏置被提供至該功率放大器。
17.根據(jù)權(quán)利要求16的放大器電路，其還包括可變壓電源，該可變壓電源用于向該功率放大器供應(yīng)至少一個(gè)電源電壓。
18.根據(jù)權(quán)利要求17的放大器電路，其中該可變壓電源是電平移位電荷泵。
19.根據(jù)權(quán)利要求18的放大器電路，其中所述電平移位電荷泵向該功率放大器供應(yīng)多個(gè)電源電壓，所述電平移位電荷泵包括: 輸入接線端和公共接線端，其用于連接至輸入電壓； 第一和第二輸出接線端，其用于輸出所述多個(gè)電源電壓，所述輸出接線端在使用中分別經(jīng)由第一和第二負(fù)載，也分別經(jīng)由第一和第二存儲(chǔ)電容器，連接至所述公共接線端； 第一和第二飛跨電容器接線端，其用于連接至飛跨電容器； 開(kāi)關(guān)網(wǎng)絡(luò)，其可運(yùn)行在多個(gè)不同狀態(tài)中，以將所述接線端互連；以及 控制器，其用于使所述開(kāi)關(guān)以所述狀態(tài)的序列運(yùn)行，所述序列被反復(fù)適配，以根據(jù)狀態(tài)將電荷包從所述輸入接線端經(jīng)由所述飛跨電容器傳送至所述存儲(chǔ)電容器，由此產(chǎn)生正的和負(fù)的電源電壓，該正的和負(fù)的電源電壓一同跨越近似等于該輸入電壓的電壓，且以該公共接線端處的電壓為中點(diǎn)。
20.根據(jù)權(quán)利要求17的放大器電路，其中該可變壓電源是雙模式電荷泵。
21.根據(jù)權(quán)利要求20的放大器電路，其中所述雙模式電荷泵向該功率放大器供應(yīng)多個(gè)電源電壓，所述雙模式電荷泵包括: 輸入接線端和公共接線端，其用于連接至輸入電壓； 第一和第二輸出接線端，其用于輸出所述多個(gè)電源電壓，所述第一和第二輸出接線端在使用中分別經(jīng)由第一和第二負(fù)載，也分別經(jīng)由第一和第二存儲(chǔ)電容器，連接至所述公共接線端； 第一和第二飛跨電容器接線端，其用于連接至一個(gè)飛跨電容器； 開(kāi)關(guān)網(wǎng)絡(luò)，其可運(yùn)行在多個(gè)不同狀態(tài)中，以將所述接線端互連；以及 控制器，其用于使所述開(kāi)關(guān)以所述不同狀態(tài)的序列運(yùn)行， 其中所述控制器可運(yùn)行在第一和第二模式中，并且其中，在所述第一模式中，所述序列被反復(fù)適配，以根據(jù)狀態(tài)將電荷包從所述輸入接線端經(jīng)由所述飛跨電容器傳送至所述存儲(chǔ)電容器，由此產(chǎn)生正的和負(fù)的電源電壓，該正的和負(fù)的電源電壓一同跨越近似等于該輸入電壓的電壓，且以該公共接線端處的電壓為中點(diǎn)。
22.集成電路，其包括根據(jù)權(quán)利要求1一 21中任一項(xiàng)的放大器電路。
23.音頻系統(tǒng)，其包括根據(jù)權(quán)利要求22的集成電路。
24.根據(jù)權(quán)利要求23的音頻系統(tǒng)，其中該音頻系統(tǒng)是便攜式設(shè)備。
25.根據(jù)權(quán)利要求23的音頻系統(tǒng)，其中該音頻系統(tǒng)是市電供電的設(shè)備。
26.根據(jù)權(quán)利要求23的音頻系統(tǒng)，其中該音頻系統(tǒng)是汽車(chē)載、火車(chē)載或飛機(jī)載娛樂(lè)系統(tǒng)。
27.根據(jù)權(quán)利要求23- 26中任一項(xiàng)的音頻系統(tǒng)，其中該輸入數(shù)字信號(hào)代表用在噪聲消除處理中的環(huán)境噪聲。
28.視頻系統(tǒng)，其包括根據(jù)權(quán)利要求22的集成電路。
29.根據(jù)權(quán)利要求28的視頻系統(tǒng)，其中該視頻系統(tǒng)是便攜式設(shè)備。
30.根據(jù)權(quán)利要求28的視頻系統(tǒng)，其中該視頻系統(tǒng)是市電供電的設(shè)備。
31.根據(jù)權(quán)利要求28的視頻系統(tǒng)，其中該視頻系統(tǒng)是汽車(chē)載、火車(chē)載或飛機(jī)載娛樂(lè)系統(tǒng)。
32.在放大器電路中將信號(hào)放大的方法，所述放大器電路包括放音路徑，其用于接收輸入信號(hào)并將所述輸入信號(hào)放大，所述放音路徑包括一個(gè)或多個(gè)部件，所述方法包括: 接收該輸入信號(hào)；以及 向該一個(gè)或多個(gè)部件中的至少一個(gè)提供至少一個(gè)偏置； 其中該至少一個(gè)偏置被基于該輸入信號(hào)而控制。
33.根據(jù)權(quán)利要求32的方法，其中該一個(gè)或多個(gè)部件包括數(shù)模轉(zhuǎn)換器(DAC)、前置放大器和功率放大器中的至少一個(gè)。
34.在放大器電路中將信號(hào)放大的方法，所述放大器電路包括放音路徑，其用于接收輸入信號(hào)并將所述輸入信號(hào)放大，所述放音路徑包括一個(gè)或多個(gè)部件，所述一個(gè)或多個(gè)部件包括至少一個(gè)前置放大器，所述方法包括: 接收該輸入信號(hào)； 基于音量信號(hào)，在該前置放大器中對(duì)該輸入信號(hào)進(jìn)行前置放大；以及 向該一個(gè)或多個(gè)部件中的至少一個(gè)提供至少一個(gè)偏置； 其中該至少一個(gè)偏置被基于該音量信號(hào)而控制。
35.根據(jù)權(quán)利要求34的方法，其中該至少一個(gè)偏置被提供至該前置放大器。
36.根據(jù)權(quán)利要求34或35的方法，其中該一個(gè)或多個(gè)部件還包括數(shù)模轉(zhuǎn)換器(DAC)和功率放大器中的至少一個(gè)。
37.根據(jù)權(quán)利要求36的方法，其中該至少一個(gè)偏置被提供至該DAC和該功率放大器中的至少一個(gè)。
38.根據(jù)權(quán)利要求34— 37中任一項(xiàng)的方法，其中該至少一個(gè)偏置還被基于該輸入信號(hào)而控制。
39.放大器電路，其包括: 輸入端，其用于接收待放大的輸入信號(hào)； 功率放大器，其用于將該輸入信號(hào)放大； 開(kāi)關(guān)電源，其具有切換頻率，用于向該功率放大器提供至少一個(gè)電源電壓；以及 抖動(dòng)塊，其用于使該開(kāi)關(guān)電源的切換頻率抖動(dòng)； 其中該抖動(dòng)塊被基于該輸入信號(hào)而控制。
40.根據(jù)權(quán)利要求39的放大器電路，其中該抖動(dòng)塊被基于該輸入信號(hào)而控制，使得當(dāng)該輸入信號(hào)具有第一振幅時(shí)，該抖動(dòng)塊以第一模式運(yùn)行，并且使得當(dāng)該輸入信號(hào)具有第二振幅時(shí)，該抖動(dòng)塊以第二模式運(yùn)行。
41.根據(jù)權(quán)利要求40的放大器電路，其中該第一模式包括該抖動(dòng)塊使該切換頻率抖動(dòng)第一幅度(amount)，并且其中該第二模式包括該抖動(dòng)塊使該切換頻率抖動(dòng)第二幅度,該第一幅度大于該第二幅度。
42.根據(jù)權(quán)利要求40的放大器電路，其中該第一模式包括該抖動(dòng)塊使該切換頻率以第一頻率抖動(dòng)，并且其中該第二模式包括該抖動(dòng)塊使該切換頻率以第二頻率抖動(dòng)，該第一頻率大于該第二頻率。
43.根據(jù)權(quán)利要求40的放大器電路，其中該第一模式包括該抖動(dòng)塊使該切換頻率抖動(dòng)，并且其中該第二模式包括該抖動(dòng)塊不使該切換頻率抖動(dòng)。
44.根據(jù)權(quán)利要求40— 43中任一項(xiàng)的放大器電路,其中該輸入信號(hào)的第一振幅大于該輸入信號(hào)的第二振幅。
45.根據(jù)權(quán)利要求39-44中任一項(xiàng)的放大器電路，其還包括: 包絡(luò)檢波器，其用于檢測(cè)該輸入信號(hào)的包絡(luò)，并用于根據(jù)所檢測(cè)到的輸入信號(hào)包絡(luò)來(lái)輸出控制信號(hào)，其中該抖動(dòng)塊被該控制信號(hào)控制。
46.根據(jù)權(quán)利要求39的放大器電路，其還包括前置放大器，用于接收該輸入信號(hào)，并根據(jù)音量信號(hào)來(lái)輸出經(jīng)前置放大的信號(hào)。
47.根據(jù)權(quán)利要求46的放大器電路,其中該抖動(dòng)塊還被基于該音量信號(hào)而控制。
48.根據(jù)權(quán)利要求47的放大器電路,其中該輸入信號(hào)與該音量相乘，以產(chǎn)生組合信號(hào)。
49.根據(jù)權(quán)利要求48的放大器電路，其中該抖動(dòng)塊被基于該組合信號(hào)而控制，使得當(dāng)該組合信號(hào)具有第一振幅時(shí)，該抖動(dòng)塊以第一模式運(yùn)行，并且使得當(dāng)該組合信號(hào)具有第二振幅時(shí)，該抖動(dòng)塊以第二模式運(yùn)行。
50.根據(jù)權(quán)利要求49的放大器電路，其中該第一模式包括該抖動(dòng)塊使該切換頻率抖動(dòng)第一幅度，并且其中該第二模式包括該抖動(dòng)塊使該切換頻率抖動(dòng)第二幅度，該第一幅度大于該第二幅度。
51.根據(jù)權(quán)利要求49的放大器電路，其中該第一模式包括該抖動(dòng)塊使該切換頻率以第一頻率抖動(dòng)，并且其中該第二模式包括該抖動(dòng)塊使該切換頻率以第二頻率抖動(dòng)，該第一頻率大于該第二頻率。
52.根據(jù)權(quán)利要求49的放大器電路，其中該第一模式包括該抖動(dòng)塊使該切換頻率抖動(dòng)，并且其中該第二模式包括該抖動(dòng)塊不使該切換頻率抖動(dòng)。
53.根據(jù)權(quán)利要求49— 52中任一項(xiàng)的放大器電路,其中該組合信號(hào)的第一振幅大于該組合信號(hào)的第二振幅。
54.根據(jù)權(quán)利要求39-53中任一項(xiàng)的放大器電路，其中該開(kāi)關(guān)電源是電平移位電荷泵。
55.根據(jù)權(quán)利要求54的放大器電路，其中所述電平移位電荷泵向該功率放大器供應(yīng)多個(gè)電源電壓，所述電平移位電荷泵包括: 輸入接線端和公共接線端，其用于連接至輸入電壓； 第一和第二輸出接線端，其用于輸出所述多個(gè)電源電壓，所述輸出接線端在使用中分別經(jīng)由第一和第二負(fù)載，也分別經(jīng)由第一和第二存儲(chǔ)電容器，連接至所述公共接線端； 第一和第二飛跨電容器接線端，其用于連接至飛跨電容器； 開(kāi)關(guān)網(wǎng)絡(luò)，其可運(yùn)行在多個(gè)不同狀態(tài)中，以將所述接線端互連；以及 控制器，其用于使所述開(kāi)關(guān)以所述狀態(tài)的序列運(yùn)行，所述序列被反復(fù)適配，以根據(jù)狀態(tài)將電荷包(packet of charge)從所述輸入接線端經(jīng)由所述飛跨電容器傳送至所述存儲(chǔ)電容器，由此產(chǎn)生正的和負(fù)的電源電壓，該正的和負(fù)的電源電壓一同跨越近似等于該輸入電壓的電壓，且以該公共接線端處的電壓為中點(diǎn)。
56.根據(jù)權(quán)利要求39— 53中任一項(xiàng)的放大器電路,其中所述開(kāi)關(guān)電源是雙模式電荷栗。
57.根據(jù)權(quán)利要求56的放大器電路，其中所述雙模式電荷泵向該功率放大器供應(yīng)多個(gè)電源電壓，所述雙模式電荷泵包括: 輸入接線端和公共接線端，其用于連接至輸入電壓； 第一和第二輸出接線端，其用于輸出所述多個(gè)電源電壓，所述第一和第二輸出接線端在使用中分別經(jīng)由第一負(fù)載和第二負(fù)載，也分別經(jīng)由第一和第二存儲(chǔ)電容器，連接至所述公共接線端； 第一和第二飛跨電容器接線端，其用于連接至一個(gè)飛跨電容器； 開(kāi)關(guān)網(wǎng)絡(luò)，其可運(yùn)行在多個(gè)不同狀態(tài)中，以將所述接線端互連；以及 控制器，其用于使所述開(kāi)關(guān)網(wǎng)絡(luò)以所述不同狀態(tài)的序列運(yùn)行， 其中所述控制器可運(yùn)行在第一和第二模式中，并且其中，在所述第一模式中，所述序列被反復(fù)適配，以根據(jù)狀態(tài)將電荷包從所述輸入接線端經(jīng)由所述飛跨電容器傳送至所述存儲(chǔ)電容器，由此產(chǎn)生正的和負(fù)的電源電壓，該正的和負(fù)的電源電壓一同跨越近似等于該輸入電壓的電壓，且以該公共接線端處的電壓為中點(diǎn)。
58.放大器電路，其包括: 輸入端，其用于接收待放大的輸入信號(hào)； 前置放大器，其用于接收該輸入信號(hào)，并根據(jù)音量信號(hào)來(lái)輸出經(jīng)前置放大的信號(hào)； 功率放大器，其用于將該輸入信號(hào)放大； 開(kāi)關(guān)電源，其具有切換頻率，用于向該功率放大器提供至少一個(gè)電源電壓；以及 抖動(dòng)塊，其用于使該開(kāi)關(guān)電源的切換頻率抖動(dòng)； 其中該抖動(dòng)塊被基于該音量信號(hào)而控制。
59.根據(jù)權(quán)利要求58的放大器電路，其中該抖動(dòng)塊被基于該音量信號(hào)而控制，使得當(dāng)該音量信號(hào)具有第一振幅時(shí)，該抖動(dòng)塊以第一模式運(yùn)行，并且使得當(dāng)該音量信號(hào)具有第二振幅時(shí)，該抖動(dòng)塊以第二模式運(yùn)行。
60.根據(jù)權(quán)利要求59的放大器電路，其中該第一模式包括該抖動(dòng)塊使該切換頻率抖動(dòng)第一幅度，并且其中該第二模式包括該抖動(dòng)塊使該切換頻率抖動(dòng)第二幅度，該第一幅度大于該第二幅度。
61.根據(jù)權(quán)利要求59的放大器電路，其中該第一模式包括該抖動(dòng)塊使該切換頻率以第一頻率抖動(dòng)，并且其中該第二模式包括該抖動(dòng)塊使該切換頻率以第二頻率抖動(dòng)，該第一頻率大于該第二頻率。
62.根據(jù)權(quán)利要求59的放大器電路，其中該第一模式包括該抖動(dòng)塊使該切換頻率抖動(dòng)，并且其中該第二模式包括該抖動(dòng)塊不使該切換頻率抖動(dòng)。
63.根據(jù)權(quán)利要求59— 62中任一項(xiàng)的放大器電路,其中該音量信號(hào)的第一振幅大于該音量信號(hào)的第二振幅。
64.根據(jù)權(quán)利要求58— 63中任一項(xiàng)的放大器電路,其中該開(kāi)關(guān)電源是電平移位電荷栗。
65.根據(jù)權(quán)利要求64的放大器電路，其中所述電平移位電荷泵向該功率放大器供應(yīng)多個(gè)電源電壓，所述電平移位電荷泵包括: 輸入接線端和公共接線端，其用于連接至輸入電壓； 第一和第二輸出接線端，其用于輸出所述多個(gè)電源電壓，所述輸出接線端在使用中分別經(jīng)由第一和第二負(fù)載，也分別經(jīng)由第一和第二存儲(chǔ)電容器，連接至所述公共接線端； 第一和第二飛跨電容器接線端，其用于連接至飛跨電容器； 開(kāi)關(guān)網(wǎng)絡(luò)，其可運(yùn)行在多個(gè)不同狀態(tài)中，以將所述接線端互連；以及 控制器，其用于使所述開(kāi)關(guān)以所述狀態(tài)的序列運(yùn)行，所述序列被反復(fù)適配，以根據(jù)狀態(tài)將電荷包從所述輸入接線端經(jīng)由所述飛跨電容器傳送至所述存儲(chǔ)電容器，由此產(chǎn)生正的和負(fù)的電源電壓，該正的和負(fù)的電源電壓一同跨越近似等于該輸入電壓的電壓，且以該公共接線端處的電壓為中點(diǎn)。
66.根據(jù)權(quán)利要求58— 63中任一項(xiàng)的放大器電路,其中該開(kāi)關(guān)電源是雙模式電荷泵。
67.根據(jù)權(quán)利要求66的放大器電路，其中所述雙模式電荷泵向該功率放大器供應(yīng)多個(gè)電源電壓，所述雙模式電荷泵包括: 輸入接線端和公共接線端，其用于連接至輸入電壓； 第一和第二輸出接線端，其用于輸出所述多個(gè)電源電壓，所述第一和第二輸出接線端在使用中分別經(jīng)由第一和第二負(fù)載，也分別經(jīng)由第一和第二存儲(chǔ)電容器，連接至所述公共接線端； 第一和第二飛跨電容器接線端，其用于連接至一個(gè)飛跨電容器； 開(kāi)關(guān)網(wǎng)絡(luò)，其可運(yùn)行在多個(gè)不同狀態(tài)中，以將所述接線端互連；以及 控制器，其用于使所述開(kāi)關(guān)以所述不同狀態(tài)的序列運(yùn)行， 其中所述控制器可運(yùn)行在第一和第二模式中，并且其中，在所述第一模式中，所述序列被反復(fù)適配，以根據(jù)狀態(tài)將電荷包從所述輸入接線端經(jīng)由所述飛跨電容器傳送至所述存儲(chǔ)電容器，由此產(chǎn)生正的和負(fù)的電源電壓，該正的和負(fù)的電源電壓一同跨越近似等于該輸入電壓的電壓，且以該公共接線端處的電壓為中點(diǎn)。
68.集成電路，其包括根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)的放大器電路。
69.音頻系統(tǒng)，其包括根據(jù)權(quán)利要求68的集成電路。
70.根據(jù)權(quán)利要求69的音頻系統(tǒng)，其中該音頻系統(tǒng)是便攜式設(shè)備。
71.根據(jù)權(quán)利要求69的音頻系統(tǒng)，其中該音頻系統(tǒng)是市電供電的設(shè)備。
72.根據(jù)權(quán)利要求69的音頻系統(tǒng)，其中該音頻系統(tǒng)是汽車(chē)載、火車(chē)載或飛機(jī)載娛樂(lè)系統(tǒng)。
73.根據(jù)權(quán)利要求69- 72中任一項(xiàng)的音頻系統(tǒng)，其中該輸入數(shù)字信號(hào)代表用在噪聲消除處理中的環(huán)境噪聲。
74.視頻系統(tǒng)，其包括根據(jù)權(quán)利要求68的集成電路。
75.根據(jù)權(quán)利要求74的視頻系統(tǒng)，其中該視頻系統(tǒng)是便攜式設(shè)備。
76.根據(jù)權(quán)利要求74的視頻系統(tǒng)，其中該視頻系統(tǒng)是市電供電的設(shè)備。
77.根據(jù)權(quán)利要求74的視頻系統(tǒng)，其中該視頻系統(tǒng)是汽車(chē)載、火車(chē)載或飛機(jī)載娛樂(lè)系統(tǒng)。
78.在放大器電路中將信號(hào)放大的方法，所述放大器電路包括功率放大器和開(kāi)關(guān)電源，所述方法包括: 接收輸入信號(hào)； 從該開(kāi)關(guān)電源向該功率放大器提供至少一個(gè)電源電壓，所述提供的步驟包括: 以切換頻率來(lái)切換該開(kāi)關(guān)電源；以及 基于該輸入信號(hào)，使該切換頻率抖動(dòng)；并在該功率放大器中將該輸入信號(hào)放大。
79.根據(jù)權(quán)利要求78的方法，其還包括: 基于音量信號(hào)，對(duì)該輸入信號(hào)進(jìn)行前置放大； 其中該切換頻率還基于該音量信號(hào)而抖動(dòng)。
80.在放大器電路中將信號(hào)放大的方法，所述放大器電路包括功率放大器和開(kāi)關(guān)電源，所述方法包括: 接收輸入信號(hào)； 基于音量信號(hào)，對(duì)該輸入信號(hào)進(jìn)行前置放大； 從該開(kāi)關(guān)電源向該功率放大器提供至少一個(gè)電源電壓，所述提供的步驟包括: 以切換頻率來(lái)切換該開(kāi)關(guān)電源；以及 基于該音量信號(hào)，使該切換頻率抖動(dòng)；并在該功率放大器中將該輸入信號(hào)放大。
【文檔編號(hào)】H03F1/30GK104135235SQ201410345051
【公開(kāi)日】2014年11月5日 申請(qǐng)日期:2008年8月4日 優(yōu)先權(quán)日:2007年8月3日
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