基于運(yùn)算放大器的電路的制作方法
【專利說明】
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明有關(guān)于信號(hào)處理，尤指，具有用于穩(wěn)定度補(bǔ)償?shù)囊谎a(bǔ)償電路區(qū)塊的一基于運(yùn)算放大器的電路(operat1nal amplifier based circuit) ο
【【背景技術(shù)】】
[0002]隨著無線通信系統(tǒng)的演進(jìn)，基頻頻寬隨之變寬，因此寬頻系統(tǒng)需要更嚴(yán)苛的接收器規(guī)格，如確保接收信號(hào)品質(zhì)的一長期演進(jìn)技術(shù)升級(jí)版(long term evolut1nadvanced, LTE-advanced)系統(tǒng)。舉例來說，為避免信號(hào)通道邊緣(signal channel edge)的噪聲指數(shù)(noise figure, NF)衰減(degradat1n)，無法使用在一混頻器以及一基于運(yùn)算放大器的電路(例如一轉(zhuǎn)阻放大器)之間的一電流模式電容電阻濾波器(例如低通濾波器)以過濾該信號(hào)通道邊緣上的攔截信號(hào)(blocker signal)。若設(shè)定該電流模式電容電阻濾波器以過濾該信號(hào)通道邊緣上的攔截信號(hào)，該轉(zhuǎn)阻放大器的源極阻抗在該頻信號(hào)通道邊緣上會(huì)大幅減少。然而，該轉(zhuǎn)阻放大器所減少的源極阻抗將增加該轉(zhuǎn)阻放大器的輸出信號(hào)中的噪聲，因此導(dǎo)致該信號(hào)通道邊緣上的噪聲指數(shù)衰減。另外，實(shí)現(xiàn)在該轉(zhuǎn)阻放大器中的該運(yùn)算放大器需要提供如混頻器負(fù)載的寬頻輸入阻抗以維持混頻器的線性度，并且需能支持該攔截信號(hào)。因此，需要具有創(chuàng)新穩(wěn)定度補(bǔ)償電路的一寬頻寬及高線性度的基于運(yùn)算放大器的電路。
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【發(fā)明內(nèi)容】
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[0003]本發(fā)明的目的之一在于提供具有用于穩(wěn)定度補(bǔ)償?shù)囊谎a(bǔ)償電路區(qū)塊的基于運(yùn)算放大器的電路，舉例來說，通過本發(fā)明所提出的補(bǔ)償電路區(qū)塊，可在未于一運(yùn)算放大器的輸出端口上增加額外補(bǔ)償電容的情況下維持該運(yùn)算放大器的穩(wěn)定度。
[0004]根據(jù)本發(fā)明的一第一觀點(diǎn)，揭露一基于運(yùn)算放大器的電路，其中該基于運(yùn)算放大器的電路包含一運(yùn)算放大器、一反饋電路以及一補(bǔ)償電路區(qū)塊，其中該反饋電路系耦接于該運(yùn)算放大器的一輸出端口與一輸入端口之間，該補(bǔ)償電路區(qū)塊具有用以該運(yùn)算放大器的穩(wěn)定度補(bǔ)償?shù)碾娐罚渲杏谠撨\(yùn)算放大器的該輸出端口上并無驅(qū)動(dòng)任何穩(wěn)定度補(bǔ)償電路。
[0005]根據(jù)本發(fā)明的一第二觀點(diǎn)，揭露一基于運(yùn)算放大器的電路，其中該基于運(yùn)算放大器的電路包含一多級(jí)放大器、一反饋電路以級(jí)補(bǔ)償電路區(qū)塊，其中該多級(jí)放大器具有一輸出級(jí)，而該反饋電路耦接于該多級(jí)放大器的一輸出端口與一輸入端口之間并且包含一第一反饋網(wǎng)絡(luò)，其中該第一反饋網(wǎng)絡(luò)包含一第一端點(diǎn)以及一第二端點(diǎn)，該第一端點(diǎn)耦接至該輸端口的一輸入端點(diǎn)而該第二端點(diǎn)耦接至該輸出端口的一輸出端點(diǎn)，而該補(bǔ)償電路區(qū)塊具有用于該多級(jí)運(yùn)算放大器的穩(wěn)定度補(bǔ)償?shù)碾娐罚⑶野坏谝谎a(bǔ)償電路，其中該第一補(bǔ)償電路耦接于該反饋網(wǎng)絡(luò)的該第一端點(diǎn)以及該輸出級(jí)的一輸入端點(diǎn)，且該補(bǔ)償電路區(qū)塊包含應(yīng)用于該多級(jí)運(yùn)算放大器以補(bǔ)償穩(wěn)定度的一穩(wěn)定度補(bǔ)償電路的一第一部分，并且重復(fù)使用該反饋電路作為該穩(wěn)定度補(bǔ)償電路的一第二部分。
[0006]根據(jù)本發(fā)明的一第三觀點(diǎn)，揭露一基于運(yùn)算放大器的電路，其中該基于運(yùn)算放大器的電路包含一差動(dòng)運(yùn)算放大器、一反饋電路以及一補(bǔ)償電路區(qū)塊，其中該反饋電路耦接于該差動(dòng)運(yùn)算放大器的一輸出端口與一輸入端口之間，而該補(bǔ)償電路區(qū)塊具有用于該差動(dòng)運(yùn)算放大器的穩(wěn)定度補(bǔ)償?shù)碾娐?，且該補(bǔ)償電路區(qū)塊包含應(yīng)用于該差動(dòng)運(yùn)算放大器以補(bǔ)償穩(wěn)定度的一共模穩(wěn)定度補(bǔ)償電路的一第一部分，并重復(fù)使用該反饋電路作為該共模穩(wěn)定度補(bǔ)償電路的一第二部分。
【【附圖說明】】
[0007]圖1為根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的一基于運(yùn)算放大器的電路的方塊示意圖。
[0008]圖2為根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的一基于運(yùn)算放大器的電路的電路示意圖。
[0009]圖3為根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的由一差動(dòng)模式穩(wěn)定度補(bǔ)償電路所造成的極點(diǎn)與零點(diǎn)的示意圖。
[0010]圖4為圖2所示的基于運(yùn)算放大器的電路的一共模等效電路的示意圖。
[0011]圖5為具有一共模穩(wěn)定度補(bǔ)償電路的基于運(yùn)算放大器的電路的一共模等效電路的示意圖。
[0012]圖6為根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的一基于運(yùn)算放大器的電路的電路示意圖。
【【具體實(shí)施方式】】
[0013]在說明書及權(quán)利要求當(dāng)中使用了某些詞匯來指稱特定的元件。本領(lǐng)域中技術(shù)人員應(yīng)可理解，電子裝置制造商可能會(huì)用不同的名詞來稱呼同一個(gè)元件。本說明書及權(quán)利要求并不以名稱的差異來作為區(qū)分元件的方式，而是以元件在功能上的差異來作為區(qū)分的準(zhǔn)貝1J。在通篇說明書及權(quán)利要求當(dāng)中所提及的“包含”為開放式的用語，故應(yīng)解釋成“包含但不限定于”。以外，“耦接” 一詞在此包含任何直接及間接的電氣連接手段。因此，若文中描述第一裝置耦接到第二裝置，則代表該第一裝置可直接電氣連接于該第二裝置，或通過其他裝置或連接手段間接地電氣連接至該第二裝置。
[0014]圖1為根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的一基于運(yùn)算放大器的電路的方塊示意圖，其中基于運(yùn)算放大器的電路100可為一轉(zhuǎn)阻放大器或一濾波器，且基于運(yùn)算放大器的電路100包含一運(yùn)算放大器(operat1nal amplifier, OP AMP) 102、一反饋電路104以及一補(bǔ)償電路區(qū)塊106，在此實(shí)施例中，使用一多級(jí)放大器以實(shí)施運(yùn)算放大器102。舉例來說，運(yùn)算放大器102為包含一第一級(jí)(例如一輸入級(jí)112)以及一第二級(jí)(例如一輸出級(jí)114)的一兩級(jí)放大器，另外，在此實(shí)施例中，運(yùn)算放大器102為一差動(dòng)放大器，因此，基于運(yùn)算放大器的電路100的輸入信號(hào)Sin為一具有一正向輸入信號(hào)INP以及一負(fù)向輸入信號(hào)INN的一差動(dòng)信號(hào)，而基于運(yùn)算放大器的電路100的輸出信號(hào)S—位具有一正向輸出信號(hào)OUTP以及一負(fù)向輸入信號(hào)OUTN的一差動(dòng)信號(hào)。
[0015]反饋電路104耦接于運(yùn)算放大器102的一輸出端口以及一輸入端口之間，由于運(yùn)算放大器102為一差動(dòng)多級(jí)放大器，運(yùn)算放大器102的該輸入端口包含一正向輸入端點(diǎn)(其同樣為輸入級(jí)112的正向輸入端點(diǎn))以及一負(fù)向輸入端點(diǎn)(其同樣為輸入級(jí)112的負(fù)向輸入端點(diǎn))，且運(yùn)算放大器102的該輸出端口包含一正向輸出端點(diǎn)(其同樣為輸出級(jí)114的一正向輸出端點(diǎn))以及一負(fù)向輸出端點(diǎn)(其同樣為輸出級(jí)114的一負(fù)向輸出端點(diǎn))，除此之外，反饋電路104包含兩個(gè)反饋網(wǎng)絡(luò)122以及124，其中反饋網(wǎng)絡(luò)122耦接于輸入級(jí)112的正向輸入端點(diǎn)⑴以及輸出級(jí)114的負(fù)向輸出端點(diǎn)㈠之間，而反饋網(wǎng)絡(luò)122耦接于輸入級(jí)112的負(fù)向輸入端點(diǎn)㈠以及輸出級(jí)114的正向輸出端點(diǎn)⑴之間，因此，根據(jù)反饋電路104，運(yùn)算放大器102為一負(fù)反饋架構(gòu)。
[0016]補(bǔ)償電路區(qū)塊106包含用于運(yùn)算放大器102的穩(wěn)定度補(bǔ)償?shù)碾娐罚e例來說，補(bǔ)償電路區(qū)塊106包含用以差動(dòng)模式穩(wěn)定度補(bǔ)償(differential-mode stabilitycompensat1n, DMSC)的電路，舉另一范例而言，補(bǔ)償電路區(qū)塊106包含用以共模穩(wěn)定度補(bǔ)償(common-mode stability compensat1n, CMSC)的電路，又舉另一范例而言，補(bǔ)償電路區(qū)塊106包含用以差動(dòng)模式穩(wěn)定度補(bǔ)償以及用以共模穩(wěn)定度補(bǔ)償?shù)碾娐?。在此?shí)施例中，補(bǔ)償電路區(qū)塊106包含用于運(yùn)算放大器102以補(bǔ)償穩(wěn)定度(例如差動(dòng)模式穩(wěn)定度補(bǔ)償或共模穩(wěn)定度補(bǔ)償)的一穩(wěn)定度補(bǔ)償電路的一第一部分，并重復(fù)使用反饋電路104作為該穩(wěn)定度補(bǔ)償電路的一第二部分。
[0017]為提供一寬頻輸入阻抗，需要擴(kuò)展運(yùn)算放大器102的頻寬，而且為了在寬頻操作中維持良好的線性度，需要改善輸入級(jí)112與輸出級(jí)114的驅(qū)動(dòng)能力。需注意的是，與輸入級(jí)112相比，由于輸出級(jí)114具有較大的輸入電壓擺幅，因此對(duì)于輸出級(jí)114而言驅(qū)動(dòng)能力的改善更為重要，目前的解決辦法之一為減少輸出級(jí)114的輸入電壓擺幅以增加在所需頻率(如干擾頻率)上的增益(即驅(qū)動(dòng)能力)。而本發(fā)明能在增強(qiáng)輸入級(jí)112與輸出級(jí)114的驅(qū)動(dòng)能力時(shí)維持運(yùn)算放大器102的寬頻以獲得較好的線性度。在一設(shè)計(jì)中，在輸入級(jí)112以及輸出級(jí)114的輸出端口上并沒有穩(wěn)定度補(bǔ)償電路，據(jù)此輸入級(jí)112與輸出級(jí)114的驅(qū)動(dòng)能力能大幅地改善。舉例來說，在輸出級(jí)114中沒有傳統(tǒng)的米勒補(bǔ)償電容(Millercompensat1n capacitor)。本發(fā)明另提出在輸出級(jí)114中并無傳統(tǒng)的米勒補(bǔ)償電容的情況下的一穩(wěn)定度補(bǔ)償技巧，由于重復(fù)使用反饋電路104以作為該穩(wěn)定度補(bǔ)償電路的一部份，補(bǔ)償電路區(qū)塊106中并沒有任何電路在運(yùn)算放大器102的輸出端口上操作。與傳統(tǒng)運(yùn)算放大器設(shè)計(jì)比較，輸入級(jí)112與輸出級(jí)114的負(fù)載可被減少以增強(qiáng)其驅(qū)動(dòng)能力以及整體運(yùn)算放大器102的線性度?；谶\(yùn)算放大器的電路100的詳細(xì)細(xì)節(jié)如下所描述。
[0018]圖2為根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的一基于運(yùn)算放大器的電路的電路示意圖。圖1所示的基于運(yùn)算放大器的電路100可使用圖2所示的電路架構(gòu)來實(shí)現(xiàn)，其中基于運(yùn)算放大器的電路100包含用