專利名稱：放大器電路和減少寄生反饋的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及在權(quán)利要求1的前序中所述的放大器電路，和在權(quán)利要求9的前序中所述的減少寄生反饋的方法。特別地，本發(fā)明可在用于復(fù)制記錄載體諸如光盤的復(fù)制裝置中提供的互阻抗放大器中使用。
互阻抗放大器通常用于儀器或通訊應(yīng)用中以提供具有最小加性噪聲的信號增益，這樣可保持高信噪比。在放大器中使用的期望信號越小，就越臨界正確保持的信噪比。
在光記錄載體的復(fù)制裝置或播放機(jī)中，互阻抗放大器(TIA)用于放大光電二極管的電流。然后放大信號通過軟性電纜或類似物連接到信號處理器上。因此，寄生電流通過寄生反饋即電容反饋在或者與TIA的輸入連接處被感應(yīng)。由于附加相移，可能導(dǎo)致高頻率或不穩(wěn)定的衰減。該寄生反饋的數(shù)量取決于在輸出端和輸入端之間的寄生電容與TIA的增益。寄生電容通過布線區(qū)域來確定，其中因為軟性電纜，輸出布線的面積通常很大。再者，如果使用PDIC(光電二極管IC)，可減少輸入連接的布線區(qū)域，其中光電二極管與TIA集成在一起。TIA所需的增益或阻抗ZT通過使用的輻射功率或光密度，記錄載體的反射率和調(diào)制度和輻射路徑的效率來確定。
上述問題對具有低反射率，即重寫光盤(CDRW)或重寫數(shù)字多功能盤(DVD+RW)的記錄載體和在兩個方向上具有低效率的非極化輻射路徑起著主要作用。
寄生電容CS的容許值可用下面的方程計算出來f_3dB=12π·ZT·CS⇒CS=12π·ZT·f_3dB=12π·105·1.5·108F≈0.01pF]]>(1)其中ZT表示假設(shè)在典型的光電二極管電流IPD為10μA和典型的單端解碼電壓(互阻抗放大器的輸出電壓)為1Vpp的情況下，互阻抗放大器電路的期望阻抗(增益)。f-3dB表示在DVD-ROM(數(shù)字多功能光盤只讀存儲器)播放機(jī)的情況下，輸入信號的臨界頻率(頻寬)。
然而，這樣獲得的0.01pF的寄生電容CS所需值是不合實際的低。實際值應(yīng)當(dāng)大10到30倍?；プ杩够蛟鲆娴臏p小可降低電容反饋，但將導(dǎo)致較高的噪聲靈敏度。再者，在軟性電纜的末端需要額外的放大器以提供充足的信號電平。
解決上述問題企圖利用如圖5所示的差分輸出放大器電路。在圖5中，示出了互阻抗放大器20，它包括具有反相輸出端(異相)RFN和非反相輸出端(同相)RFP的差分輸出。反相輸出端相對于非反相輸出端RFP輸出180°的異相信號。利用雙極型技術(shù)或FET技術(shù)可形成差分放大器電路20。
再者，寄生電容11和12分別在非反相輸出端RFP和反相輸出端RFN形成，所以將各自的反饋電流反饋到輸入端并增加到光電二極管電流IPD上。由于各自的反饋電流或信號的反相，它們的值在互阻抗放大器20的輸入端削減，由此減少了合成的電容反饋。
然而，由于互阻抗放大器20的結(jié)構(gòu)不對稱，存在網(wǎng)狀寄生電容，所以寄生反饋電流的一定電平存在于互阻抗放大器20的輸入處。
本發(fā)明的一個目的是提供一種放大器電路和用于進(jìn)一步減少合成的寄生反饋的方法。
可通過權(quán)利要求1中所述的放大器電路，和通過權(quán)利要求9中所述的用于減少寄生反饋的方法來實現(xiàn)該目的。
因此，進(jìn)一步通過反饋補償端來減少合成電容反饋，該反饋補償端作為附加輸出端，用于提供可以調(diào)節(jié)輸出信號的預(yù)設(shè)部分，如此可使寄生反饋最小化。
優(yōu)選的是，輸出端為包括第一和第二輸出端的差分輸出端，且輸出信號為差分輸出信號。因此，通過第一和第二輸出端形成的差分輸出大大減弱了寄生反饋的干擾，其中第三反饋補償端通過適當(dāng)調(diào)整增益來進(jìn)一步減弱剩余的不對稱。
根據(jù)有利的發(fā)展，可提供一調(diào)節(jié)分壓裝置用于產(chǎn)生輸出信號的部分。
放大器電路可以是互阻抗放大器，且可以設(shè)置在具有復(fù)制元件的復(fù)制裝置中用于產(chǎn)生輸入信號。特別地，復(fù)制裝置可以為光盤播放機(jī)且復(fù)制元件可以是光電二極管。
根據(jù)進(jìn)一步的有利發(fā)展，預(yù)設(shè)部分的值可在設(shè)置有放大器電路裝置的啟動和操作開始期間更新?？商鎿Q地，當(dāng)制作和裝配放大器電路時，可確定和調(diào)節(jié)預(yù)設(shè)部分的值。
在復(fù)制裝置中可設(shè)置放大器電路，諸如光盤播放機(jī)，其包括用于產(chǎn)生輸入信號的復(fù)制元件，信道解碼裝置和/或連接到放大器電路輸出中的糾錯裝置。
下面，將參照附圖，詳細(xì)描述本發(fā)明的優(yōu)選實施例，其中附

圖1示出了本發(fā)明使用的光盤復(fù)制裝置的示意圖；附圖2示出了根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實施例的連接到互阻抗放大器上的光電二極管的示意圖；附圖3示出了根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實施例的互阻抗放大器的示意圖；附圖4示出了根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實施例的設(shè)置在互阻抗放大器中的分壓電路的示意圖；和附圖5示出了連接到已有技術(shù)的互阻抗放大器上的光電二極管的示意圖。
現(xiàn)在將描述基于在光盤復(fù)制裝置或光盤播放機(jī)中實施的優(yōu)選實施例。
參照附圖1，光盤播放機(jī)包括一復(fù)制元件或光學(xué)拾取單元100，用于將激光束照射到光盤1上來復(fù)制信息。為此，光學(xué)拾取單元100包括用于發(fā)射激光束的激光二極管15，在光盤1的記錄磁道上聚焦激光束和從光盤1中獲得反射激光束的期望位置的光學(xué)裝置，和接收反射激光束的光電二極管10以便產(chǎn)生激光照射記錄磁道條件的電信號指示。將放大器電路諸如互阻抗放大器20連接到光學(xué)拾取單元100上以增加從光電二極管10獲得的信號振幅，并用于產(chǎn)生復(fù)制信號。該復(fù)制信號根據(jù)在光盤100的記錄磁道中形成的凹坑或印痕的長度而變化。將糾錯和/或信道解碼電路30連接到互阻抗放大器20的輸出上，用于接收，數(shù)字化和取樣復(fù)制信號。此外，所采樣的信道數(shù)據(jù)通過使用糾錯操作來解碼以便產(chǎn)生解碼的信道數(shù)據(jù)。
附圖2示出了連接到光盤播放機(jī)的光電二極管10上的互阻抗放大器20的示意圖。將光電流IPD供給到互阻抗放大器20的輸入端，互阻抗放大器包括在非反相輸出端RFP和反相輸出端RFN上的差分輸出。另外，第三輸出端，即反饋補償端，RFB用來輸出預(yù)設(shè)部分或差分輸出信號部分。
因此，除通過差分輸出減少對電容或寄生的干擾外，第三輸出RFB通過適當(dāng)調(diào)節(jié)增益進(jìn)一步降低剩余的不對稱以便得到預(yù)設(shè)部分。在制作期間可調(diào)節(jié)增益一次，或者每次當(dāng)裝置操作開始時，即在播放機(jī)啟動時可調(diào)節(jié)增益一次。
從附圖1中可了解到，三個反饋信號通過各自的寄生電容11到13連接到互阻抗放大器20的輸入上，其中由于第一和第二電容11和12的網(wǎng)狀寄生電容，來自第三電容13的反饋信號應(yīng)當(dāng)補償合成的反饋信號。因此從第一到第三電容11到13獲得的反饋電流的總和在互阻抗放大器20的輸入處應(yīng)當(dāng)近似為0。
附圖3示出了包括在后面有可編程的分壓器VD的互阻抗放大器電路21的互阻抗放大器20的示意圖。可編程的分壓器VD可包括一外部輸入，該輸入使用一用于控制分壓比的控制信號。特別地，可編程的分壓器VD可通過任何分壓電路或相應(yīng)的信號處理裝置來實現(xiàn)，該信號處理裝置可以通過使用外部控制信號諸如控制數(shù)據(jù)或者控制電壓來進(jìn)行編程或者控制。
從附圖3中可了解到，互阻抗放大器20可在其各自的輸出端RFN，RFB和RBP上分別產(chǎn)生三個輸出電壓URFN，URFB和URBP。這些電壓的參考電勢可以為與互阻抗放大器電路21也連接的地電勢。
假設(shè)寄生電容11到13的電容值大致相等，在反饋補償端RFB的輸出電壓URFB可根據(jù)下面的方程來計算或確定URFB＝α·(URFP-URFN)，其中-1＜α＜+1(2)因此，反饋補償輸出的預(yù)設(shè)部分通過系數(shù)和參數(shù)α來確定，α可由相應(yīng)的輸入信號或者可編程的分壓器VD來控制。
可替換的是，反饋輸出端RFB可直接設(shè)置在互阻抗放大器電路21上，其中在互阻抗放大器電路21上提供外部編程輸入以便根據(jù)系數(shù)α控制增益。
附圖4示出了附圖3的可編程分壓器的可能實施例的示意圖。根據(jù)附圖4，可編程的分壓器VD可包括由第一電阻31，晶體管電路或晶體管33和第二電阻32組成的電壓分路，其中在第二電阻32的上端處的電壓作為可操作放大器34的輸入電壓，放大器的輸出相當(dāng)于反饋補償端RFB。然后通過施加與晶體管33對應(yīng)的電壓Uα來實現(xiàn)分壓比的設(shè)計，從而控制流過分路的電流。鑒于上輸入端相當(dāng)于互阻抗放大器電路21的非反相輸出端，和下輸入端相當(dāng)于互阻抗放大器電路21的反相輸出端，通過晶體管33的電流反映了互阻抗放大器電路21的差分輸出信號。因此，在反饋補償端RFB處的增益可通過控制在控制端具有合適的電壓Uα的晶體管電路或晶體管33來調(diào)整，從而實現(xiàn)期望的分壓比。
然而，對普通技術(shù)人員來說，很明顯，可編程分壓器VD的任何其他實現(xiàn)方法或確定互阻抗放大器20的增益或阻抗的任何其他可編程電路都可在優(yōu)選實施例中使用。
在優(yōu)選實施例中，第三輸出或反饋補償端通過適當(dāng)調(diào)整相應(yīng)的增益可導(dǎo)致進(jìn)一步減少剩余的不對稱，從而實現(xiàn)差分輸出信號的所需部分。例如，互阻抗放大器可用于在復(fù)制裝置諸如光盤播放機(jī)的讀頭中放大二極管信號。
在參照優(yōu)選實施例描述本發(fā)明時，可以理解的是這些不是限制的例子。因此對本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來說，在不背離本發(fā)明的范圍如同所限定的權(quán)利要求的情況下，可以作出各種變形。特別地，本發(fā)明不限于用于光學(xué)拾取單元100或者用于CD或者DVD的任何讀頭的互阻抗放大器。本發(fā)明在具有寄生反饋元件中的任何放大器電路中使用，以由此減少反饋和相應(yīng)的干擾。
權(quán)利要求
1.一種用于放大輸入信號的放大器電路，包括a)一輸入端，用于輸入所述的輸入信號，和b)一輸出端(RFP，RFN)，用于輸出一相當(dāng)于放大的輸入信號的輸出信號，和c)一寄生反饋元件(CP，CN)，通過該寄生反饋元件，將所述的輸出信號反饋到所述的輸入端，其特征在于d)一反饋補償端(RFB)用于輸出所述輸出信號的預(yù)設(shè)部分以便減少所述輸出信號的寄生反饋。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的放大器電路，其特征在于所述的輸出端是一包括第一(RFP)和第二(RFN)輸出端的差分輸出端，且所述的輸出信號是一差分輸出信號。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的放大器電路，其特征在于所述的預(yù)設(shè)部分由下面的等式確定URFB＝α(URFP-URFN)；-1＜α＜1其中項(URFP-URFN)表示所述差分輸出信號的電壓值，α表示所述預(yù)設(shè)部分的值，和URFB表示所述輸出信號的所述預(yù)設(shè)部分的電壓值。
4.根據(jù)前述任何一個權(quán)利要求所述的放大器電路，其特征在于所述的寄生反饋電路元件是一寄生電容(11，12)。
5.根據(jù)前述任何一個權(quán)利要求所述的放大器電路，其特征在于設(shè)置一可調(diào)分壓裝置(VD)，用于產(chǎn)生所述的輸出信號的所述部分。
6.根據(jù)前述任何一個權(quán)利要求所述的放大器電路，其特征在于所述的放大器電路是一互阻抗放大器(20)。
7.一種包括如前面任何一個權(quán)利要求所述的放大器電路(20)的復(fù)制裝置，一復(fù)制元件(10)，用于產(chǎn)生所述的輸入信號，將信道解碼和/或糾錯裝置(30)連接到所述放大器電路(20)的輸出上。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的復(fù)制電路，其中所述的復(fù)制裝置是一光盤播放機(jī)且所述的復(fù)制元件是一光電二極管(10)。
9.一種用于減少在放大器電路(20)中的寄生反饋的方法，包括步驟a)將一輸入信號輸入到輸入端；和b)在輸出端(RFP，RFN)輸出一輸出信號，其特征在于步驟c)在所述的放大器電路中設(shè)置一反饋補償端(RFB)，和d)生成所述差分輸出信號的預(yù)設(shè)部分并將所述的預(yù)設(shè)部分供給所述的反饋補償端(RFB)以便減少所述的輸出信號的寄生反饋。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于當(dāng)制作所述的放大器電路時，確定并調(diào)節(jié)所述的預(yù)設(shè)部分的值。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于在設(shè)置有放大電路的裝置啟動過程中更新所述預(yù)設(shè)部分的值。
12.根據(jù)權(quán)利要求9-11任何一個所述的方法，其特征在于通過一分壓操作產(chǎn)生所述的預(yù)設(shè)部分。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種放大器電路(20)和一種用于減少寄生反饋的方法，其中在放大器電路的輸出端設(shè)置附加反饋補償端。放大器電路的輸出信號的預(yù)設(shè)部分在反饋輸出端(RFB)輸出以便減少輸出信號的寄生反饋。反饋輸出端(RFB)可以通過提供附加的寄生反饋信號來減少寄生反饋，該附加的寄生反饋信號負(fù)增加到放大器電路(20)的輸入端，由此減少全部的寄生反饋。在制造期間，或在每次當(dāng)裝置操作開始時可將增益調(diào)整一次。放大器電路(20)可以是用在記錄載體的復(fù)制裝置中的讀頭上的互阻抗放大器。
文檔編號G11B7/005GK1404650SQ01805393
公開日2003年3月19日 申請日期2001年12月10日 優(yōu)先權(quán)日2000年12月22日
發(fā)明者J·L·巴克斯 申請人:皇家菲利浦電子有限公司