專利名稱：數(shù)字開關(guān)放大器的直流偏置校準(zhǔn)的制作方法
背景技術(shù)：
本發(fā)明涉及數(shù)字開關(guān)放大器的操作，更具體地說，本發(fā)明提供用于校準(zhǔn)數(shù)字開關(guān)放大器以降低其DC偏置電壓的方法和儀器。


圖1是數(shù)字開關(guān)放大器100的簡化示意圖，該放大器將用于說明本發(fā)明針對的DC偏置電壓問題。為便于說明，放大器100將被描述為在音頻范圍(即10Hz到20kHz)中操作。然而可以理解，此處所述的問題和解決方案適用于更廣的放大器配置和操作頻率范圍。
輸入音頻信號由放大器100接收，并通過噪聲整形過抽樣反饋環(huán)路轉(zhuǎn)換成一比特信號，所述反饋環(huán)路包括環(huán)路濾波器102、比較器104、先斷后合發(fā)生器106、功率級驅(qū)動器108及功率級110。為便于說明此示例，使用多個不同配置的操作放大器來實現(xiàn)環(huán)路濾波器102。一比特信號驅(qū)動功率級110，而功率級110又驅(qū)動包括電感器112和電容器114的低通濾波器，所述低通濾波器復(fù)原音頻信號，所述音頻信號驅(qū)動揚(yáng)聲器116。
放大器100中固有的任何DC偏置由功率級110中的增益放大，并通過揚(yáng)聲器116出現(xiàn)。這帶來幾個問題。首先，通過普通揚(yáng)聲器相對低的阻抗(例如，4歐姆)的DC偏置電壓引起DC電流通過揚(yáng)聲器，而這會損壞揚(yáng)聲器。其次，這樣的DC偏置電壓可能引起電源泵激(power supply pumping)問題，將電源電壓推到可能損壞揚(yáng)聲器和放大器的電平。
象圖1中放大器100那樣配置的放大器中的DC偏置有兩個主要來源環(huán)路濾波器102的操作放大器中的偏置和電阻器失配。操作放大器中的偏置消除可利用諸如斬波器穩(wěn)定技術(shù)或相關(guān)二次抽樣技術(shù)的技術(shù)來完成。然而，這些技術(shù)未解決由于電阻器失配而產(chǎn)生的偏置。電阻器的激光微調(diào)可用來消除此類失配，但此方法需要特殊的處理技術(shù)和昂貴的費(fèi)用。
參照圖2的示意圖來描述一種降低放大器100中DC偏置電壓的方法。此技術(shù)利用了以下事實在數(shù)字開關(guān)放大器中，所有不同的偏置電壓源可由單個輸入DC偏置電壓來建模，偏置電壓的消除有效地消除了各個源的偏置影響。按照圖2所示的技術(shù)，電位計202與放大器100一起用于生成DC電壓，該DC電壓消除放大器的輸出偏置電壓。另外，去耦電容器204用于在此節(jié)點消除高頻噪聲。此技術(shù)有很大的缺陷。
也就是，在放大器100是集成電路的情況下，需要集成電路放大器以外的元件(202和204)。此外，由于輸出功率電平變化和溫度及其它環(huán)境條件的改變而引起的DC偏置電壓的任何變化均需要電位計202的調(diào)節(jié)。在采用此類放大器的多數(shù)環(huán)境下，這兩者都不是所希望的。
圖3的示意圖示出了另一種處理DC偏置電壓的方法。按照此方法，有源積分器電路302提供從放大器100的輸出端到輸入端的反饋路徑。任何DC偏置電壓由積分器302來集成，由此生成DC電壓，該生成的電壓被反饋到放大器的輸入級以消除涉及輸入的DC偏置。盡管此方法相對簡單有效，但在其實際實施上有很大的障礙。首先，此技術(shù)未消除任何來自積分器302所依據(jù)的操作放大器304的偏置影響。因此，任何與操作放大器304相關(guān)聯(lián)的DC偏置最終會在放大器100的輸出端出現(xiàn)。
其次，對于特定的實現(xiàn)，可能需要用于實現(xiàn)積分器302的元件相當(dāng)大。例如，在音頻應(yīng)用中，通過積分器302的反饋路徑的轉(zhuǎn)移函數(shù)必須具有很低的轉(zhuǎn)角頻率，即低于10Hz，以避免對音頻信號有明顯的影響。這樣低的轉(zhuǎn)角頻率要求很大的電阻器和電容器值，這使得與放大器100的集成幾乎是不可能的。因此，如上所述，一般需要使用外部電路，這不是所期望的解決方案。
因此，最好是開發(fā)出更有效的技術(shù)，用于處理數(shù)字開關(guān)放大器中的DC偏置電壓。
發(fā)明簡述按照本發(fā)明，提供一種用于數(shù)字開關(guān)放大器的DC偏置電壓校準(zhǔn)技術(shù)，該技術(shù)參考放大器的輸出功率電平來生成DC電壓，并將該DC電壓注入放大器的輸入端，由此消除至少一部分放大器的DC偏置電壓。在校準(zhǔn)模式中，放大器的DC偏置電壓被數(shù)字化，并且多個不同輸出功率電平的這些偏置數(shù)據(jù)被存儲。操作中，有關(guān)放大器輸出功率電平的信息被用來檢索所示輸出功率電平的存儲信息，并且數(shù)模轉(zhuǎn)換器生成適當(dāng)?shù)碾妷阂宰⑷敕糯笃鞯妮斎攵恕?br> 根據(jù)本發(fā)明的一個特定實施例，數(shù)字開關(guān)放大器的部分用于實現(xiàn)對放大器偏置電壓的放大。也就是，因為此類放大器的DC偏置電壓范圍通常相當(dāng)小(例如，50mV)，而使偏置電壓數(shù)字化所需的分辨率相當(dāng)高(例如，小于50uV)，于是在校準(zhǔn)過程中，DC偏置電壓由放大器的環(huán)路濾波器放大以達(dá)到所需的分辨率。
因此，本發(fā)明提供一種供數(shù)字開關(guān)放大器使用的偏置電壓校準(zhǔn)電路。該校準(zhǔn)電路包括模數(shù)轉(zhuǎn)換器，該轉(zhuǎn)換器用于把與數(shù)字開關(guān)放大器相關(guān)聯(lián)的至少一個DC偏置電壓轉(zhuǎn)換成數(shù)字偏置數(shù)據(jù)。存儲器存儲數(shù)字偏置數(shù)據(jù)。控制電路控制模數(shù)轉(zhuǎn)換器。連接到存儲器的數(shù)模轉(zhuǎn)換器接收所述數(shù)字偏置數(shù)據(jù)并生成偏置補(bǔ)償電壓，該偏置補(bǔ)償電壓用于施加到數(shù)字開關(guān)放大器的輸入端口，由此消除至少一個DC偏置電壓的至少一部分。
按照一個更特定的實施例，提供一種供數(shù)字開關(guān)放大器使用的偏置電壓校準(zhǔn)電路。數(shù)字開關(guān)放大器包括輸出電平控制電路。模數(shù)轉(zhuǎn)換器把與數(shù)字開關(guān)放大器相關(guān)聯(lián)的多個DC偏置電壓中的每個DC偏置電壓轉(zhuǎn)換成數(shù)字偏置數(shù)據(jù)。每個DC偏置電壓對應(yīng)于數(shù)字開關(guān)放大器的一個特定輸出電平，它由輸出電平控制電路控制。被配置成從輸出電平控制電路接收輸出電平數(shù)據(jù)的存儲器存儲數(shù)字偏置數(shù)據(jù)?？刂齐娐房刂颇?shù)轉(zhuǎn)換器和存儲器以實現(xiàn)數(shù)字偏置數(shù)據(jù)的存儲。數(shù)模轉(zhuǎn)換器連接到所述存儲器。操作中，對輸出電平數(shù)據(jù)進(jìn)行響應(yīng)，存儲器發(fā)送一部分?jǐn)?shù)字偏置數(shù)據(jù)給數(shù)模轉(zhuǎn)換器。對所述一部分?jǐn)?shù)字偏置數(shù)據(jù)進(jìn)行響應(yīng)，數(shù)模轉(zhuǎn)換器生成偏置補(bǔ)償電壓，用于施加給數(shù)字開關(guān)放大器的輸入端口，由此消除所述DC偏置電壓的至少一部分。
本發(fā)明還提供一種用于降低與數(shù)字開關(guān)放大器相關(guān)聯(lián)的DC偏置電壓的方法。DC偏置電壓被轉(zhuǎn)換成數(shù)字偏置數(shù)據(jù)，數(shù)字偏置數(shù)據(jù)被存儲在存儲器中。在數(shù)字開關(guān)放大器正常操作時，數(shù)字偏置數(shù)據(jù)被轉(zhuǎn)換成偏置補(bǔ)償電壓，隨后，該偏置補(bǔ)償電壓被施加到數(shù)字開關(guān)放大器的輸入端口，由此消除所述DC偏置電壓的至少一部分。
按照一個更特定的實施例，本發(fā)明還提供了一種用于降低與在校準(zhǔn)模式和操作模式下操作的數(shù)字開關(guān)放大器相關(guān)聯(lián)的DC偏置電壓的方法。在校準(zhǔn)模式下，對于數(shù)字開關(guān)放大器的多個輸出電平的每個輸出電平，相應(yīng)的DC偏置電壓被轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的數(shù)字偏置數(shù)據(jù)，每個輸出電平的數(shù)字偏置數(shù)據(jù)被存儲在存儲器中。在操作模式中，對表示數(shù)字開關(guān)放大器的相應(yīng)輸出電平的輸出電平數(shù)據(jù)進(jìn)行響應(yīng)，從存儲器選擇一部分?jǐn)?shù)字偏置數(shù)據(jù)。該一部分?jǐn)?shù)字偏置數(shù)據(jù)被轉(zhuǎn)換成偏置補(bǔ)償電壓。隨后，偏置補(bǔ)償電壓被施加到數(shù)字開關(guān)放大器的輸入端口，由此消除對應(yīng)于所述相應(yīng)輸出電平的DC偏置電壓的至少一部分。
參照本說明書的剩余部分和圖形，可進(jìn)一步理解本發(fā)明的特征和優(yōu)點。
附圖簡述圖1是用于說明DC偏置問題的數(shù)字開關(guān)放大器的簡化示意圖；圖2是DC偏置問題的先前解決方案的簡化示意圖3是DC偏置問題的另一個先前解決方案的簡化示意圖；圖4是結(jié)合本發(fā)明DC偏置校準(zhǔn)技術(shù)的數(shù)字開關(guān)放大器的簡化示意圖；圖5是供圖4的數(shù)字開關(guān)放大器使用的環(huán)路濾波器的更詳細(xì)的示意圖；圖6是按照本發(fā)明一個特定實施例的用于操作圖4的數(shù)字開關(guān)放大器的定時和控制信號的時序圖；以及圖7是供圖4的數(shù)字開關(guān)放大器使用的10比特DAC的更詳細(xì)的示意圖。
特定實施例詳細(xì)說明圖4是數(shù)字開關(guān)放大器400的簡化示意圖，該數(shù)字開關(guān)放大器400具有按照本發(fā)明特定實施例設(shè)計的偏置校準(zhǔn)電路。偏置校準(zhǔn)電路包括定時和控制塊402、10比特單調(diào)數(shù)模轉(zhuǎn)換器(DAC)404、逐步近似寄存器(SAR)406及11×10比特存儲器408。三個開關(guān)S1、S2和S3包含在放大器的輸入信號和反饋路徑上。每個時間放大器400從校準(zhǔn)放大器的DC偏置的休眠模式加電或喚醒。也就是，為多個輸出電平中的每個輸出電平生成并存儲偏置數(shù)據(jù)。
在校準(zhǔn)處理期間，開關(guān)S1、S2和S3將其相應(yīng)的節(jié)點接地，由此斷開放大器的差分輸入并斷開放大器的反饋環(huán)路。與環(huán)路濾波器410和比較器412一道，DAC 404和SAR406形成10比特逐步近似型模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)，該轉(zhuǎn)換器被用于將多個輸出電平的放大器開環(huán)DC偏置電壓轉(zhuǎn)換成10比特偏置數(shù)據(jù)，用于在存儲器408中存儲。下面將更詳細(xì)地描述生成這些偏置數(shù)據(jù)的處理。
在放大器400的正常操作期間，開關(guān)S1、S2和S3重新連接放大器的差分輸入并閉合反饋環(huán)路。存儲器中對應(yīng)于放大器當(dāng)前輸出電平的10比特偏置數(shù)據(jù)(如從音量控制電路414接收的輸出電平數(shù)據(jù)所示的)被發(fā)送到DAC 404，DAC 404把接收的偏置數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成模擬偏置補(bǔ)償電壓。也就是，表示音量設(shè)置的數(shù)據(jù)被用作訪問存儲器中適當(dāng)偏置數(shù)據(jù)的地址，偏置數(shù)據(jù)隨后被轉(zhuǎn)換成偏置補(bǔ)償電壓。偏置補(bǔ)償電壓于是通過電阻器RF1和RF2施加到環(huán)路濾波器410的差分輸入，以消除所有或部分當(dāng)前DC偏置電壓。
按照在此參照圖4描述的特定實施例，存儲器408具有用于11個不同音量設(shè)置或輸出電平的數(shù)字偏置數(shù)據(jù)，因此產(chǎn)生對應(yīng)于不同輸出電平的11個不同的偏置補(bǔ)償電壓。然而，將會理解，本發(fā)明不限于這樣的實施例。也就是，按照本發(fā)明，考慮了具有偏置校準(zhǔn)電路的放大器，該電路可為包括例如單個輸出電平的更多或更少數(shù)量的輸出電平生成偏置補(bǔ)償電壓。另外，可以存儲用于諸如溫度的許多不同或附加參數(shù)的偏置數(shù)據(jù)。
對放大器400的DC偏置電壓的直接數(shù)字化需要模數(shù)轉(zhuǎn)換電路具有很高的分辨率。例如，對于10比特精度和50mV輸入偏置校準(zhǔn)范圍，需要小于50uV的分辨率。這出現(xiàn)困難的設(shè)計問題。因此，按照本發(fā)明的特定實施例，在校準(zhǔn)模式中，DC偏置電壓在進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換前由增益級進(jìn)行放大。
按照更特定的實施例并如圖4所示，為降低電路復(fù)雜性，在校準(zhǔn)模式中采用了放大器400的部分反饋環(huán)路，即環(huán)路濾波器410，用于DC偏置電壓的放大。圖5示出環(huán)路濾波器410的特定實現(xiàn)，環(huán)路濾波器410包括三個RC有源積分器級，并具有很高的DC增益。在上述的DC偏置校準(zhǔn)程序期間，環(huán)路濾波器正在開環(huán)操作，指定放大器的等效輸入DC偏置Vos，第一積分器輸出端的電壓由下式給出Voa(t)=VosR11C11t]]>第二積分器輸出端的電壓由下式給出Vob(t)=Vos2R11C11R21C21t2]]>第三積分器輸出端的電壓由下式給出Voc(t)=Vos6R11C11R21C21R32C32t3+Vos2R11C11R31C31t2]]>通過上述內(nèi)容，很明顯，校準(zhǔn)處理期間環(huán)路濾波器提供的放大可通過增加積分時間來提高。按照此處所述的特定實施例，30.7us的積分時間可產(chǎn)生大約6273或76dB的增益。因此，對于50uV偏置，放大的值將是313.7mV，該值大得足以使檢測和數(shù)字化處理變得容易。
現(xiàn)將參照圖6的時序圖來描述DC偏置校準(zhǔn)處理的特定實施例。對于每個DC偏置電壓，即對于多個輸出電平設(shè)置中的每個輸出電平設(shè)置，逐步近似算法被用來對放大器的DC偏置進(jìn)行數(shù)字化，DC偏置電壓由環(huán)路濾波器410放大，以最高有效位，即以B9開始，并以最低有效位，即以B0結(jié)束。750kHz時鐘被用來生成所述處理的控制信號。對于每個比特，使用32個時鐘周期，占用大約42.7us時間。因此，對某一特定DC偏置電壓進(jìn)行數(shù)字化處理大約需要427us。
現(xiàn)在參照圖4和圖6，首先(t0-t4)估計數(shù)字化DC偏置的符號比特B9。在時間t0與t1之間，如處于高電平狀態(tài)的INT_REST所示，環(huán)路濾波器410中所有三個積分器的輸出均設(shè)置為零。按照在此所述的特定實施例，這要求8個時鐘周期或10.7us。從t1到t2(23個時鐘周期或30.7us)，輸入DC偏置由環(huán)路濾波器410的積分器級以76dB的增益進(jìn)行放大。這在圖6中表示為積分器設(shè)定周期。如在t2與t3之間處于高電平的COMPARISION所示，在t3檢測到所述偏置的值。也就是，如果輸出DC偏置電壓是正值，則B9設(shè)為1。否則，B9設(shè)為0。每個比特值由在t3與t4之間處于高電平的BI_SET設(shè)置。B9的值用于為10比特DAC選擇電壓參考，下面將參照圖7更詳細(xì)地進(jìn)行描述。
從t4到t9估計下一最高有效位B8。在t4與t6之間，如處于高電平的INT_RESET所示，積分器的輸出再次設(shè)為零。在t4與t5之間，如處于高電平的BI_PRESET所示，B8被預(yù)置為1。通過10比特DAC 404，這產(chǎn)生向放大器輸入端添加補(bǔ)償電壓Vcp的效果。按照特定實施例，在B9＝1的情況下，Vcp＝-50mV，并且在B9＝0的情況下，Vcp＝50mV。剩余輸入涉及DC偏置(remaining input referredDC offet)因而為Vos-Vcp。從t6到t7(23個時鐘周期或30.7us)，輸入DC偏置由環(huán)路濾波器410以76dB的增益進(jìn)行放大(積分器設(shè)定時間)。如在t7與t8之間處于高電平的COMPARISION所示，在t8檢測到B8的值。也就是，如果放大的輸出DC偏置電壓的極性為正，則Y被設(shè)為1。如果極性是負(fù)，則Y被設(shè)為0。隨后利用以值Y和B9為操作數(shù)的“或非-異或”操作來確定B8的值。隨后設(shè)置B8的值，如在t8與t9之間處于高電平的BI_SET所示。
每個相繼的比特B7-B0均以類似于設(shè)置B8所述處理的方式被設(shè)置，即使用前面的比特設(shè)置和由DAC 404輸出部分補(bǔ)償?shù)腄C偏置電壓。按照特定的實施例，在校準(zhǔn)處理結(jié)束時，剩余輸入涉及DC偏置將低于0.1mV。
現(xiàn)將參照圖7的示意圖來描述供本發(fā)明使用的10比特數(shù)模轉(zhuǎn)換器(DAC)700的特定實施例。如上面參照圖4的DAC 404所述，DAC700用于放大器的DC偏置電壓的數(shù)字化處理以及用于生成偏置補(bǔ)償電壓，以消除所有或部分放大器的DC偏置電壓。在此實施例中，為生成單調(diào)偏置補(bǔ)償電壓，采用了分段轉(zhuǎn)換器體系結(jié)構(gòu)。DAC 700包括兩個操作放大器OP1和OP2、電阻器R00至R28、以及電容器C00。按照一個特定實施例，電阻器R00、R01和R02每個為5kΩ，電阻器R03-R28每個為40kΩ，并且電容器C00為10pF。
如上所述，DAC 700的最高有效位(MSB)，即比特B9，被用來選擇DAC的參考電壓，即VREFP或VREFM。也就是，在B9＝1時，選擇正參考電壓VREFP＝3.5V作為DAC的參考電壓。在B9＝0時，選擇負(fù)參考電壓VREFM＝1.5V。在DAC的地VCM被設(shè)為2.5V時，DAC 700的滿刻度輸出為±1V。
DAC 700的6個最低有效位(LSB)，即比特B5-B0，被用來控制對應(yīng)的開關(guān)，這些開關(guān)配置R-2R二進(jìn)制換算梯(binary scaledladder)并由此將這些比特轉(zhuǎn)換成模擬電壓。比特B8、B7和B6由轉(zhuǎn)換電路702從二進(jìn)制轉(zhuǎn)換成溫度計代碼。圖中示出了轉(zhuǎn)換真值表。溫度計代碼B00-B06被用于控制對應(yīng)的開關(guān)以完成電阻器網(wǎng)絡(luò)配置。因此，10比特的輸入數(shù)據(jù)(B9-B0)被用來選擇參考電壓和配置電阻器網(wǎng)絡(luò)，并由此將那些輸入數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成模擬電壓VDCP和VDCM，其中VDCM是逆向型(inverted version)的VDCP。這種完全差分偏置補(bǔ)償電壓(fully differential offset compensation voltage)隨后被反饋到放大器的輸入級，以消除如圖所示的其DC偏置電壓。
再次參照圖4，由DAC404生成的偏置補(bǔ)償電壓經(jīng)電阻器RF1和RF2反饋到放大器400的輸入級，在一個特定實施例中，這兩個電阻器分別是輸入電阻器R1和R2的值的20倍。假定DAC 404具有±1V的輸出范圍，這會產(chǎn)生等效的±50mV的涉及輸入的DC偏置校準(zhǔn)范圍?？梢岳斫猓?zhǔn)范圍可通過控制適當(dāng)?shù)碾娮杵髦祦磉M(jìn)行控制。例如，通過降低RF1和RF2的值，可相應(yīng)增加校準(zhǔn)范圍。另外，因為RF1∶R1和RF2∶R2的比率，DAC 404對放大器400的噪聲影響降低了相同的值。因此，按照比率為20∶1的所述實施例，在偏置校準(zhǔn)電路的輸出被施加到放大器的輸入級之前，在偏置校準(zhǔn)電路的噪聲衰減了26dB。這在校準(zhǔn)電路的設(shè)計，特別是在DAC的設(shè)計上提供了很大的靈活性。
雖然是參照本發(fā)明的特定實施例來特定示出并描述本發(fā)明，但本領(lǐng)域的技術(shù)人員明白，在不脫離本發(fā)明精神或范圍的情況下，可對公開的實施例在形式和細(xì)節(jié)上進(jìn)行更改。例如，參照音頻放大器描述了特定實施例。然而，可以理解，在此所述的技術(shù)可應(yīng)用到多種不同的放大器配置中而不脫離本發(fā)明。因此，本發(fā)明的范圍應(yīng)參照后附權(quán)利要求書來確定。
權(quán)利要求
1.一種供數(shù)字開關(guān)放大器使用的偏置電壓校準(zhǔn)電路，它包括模數(shù)轉(zhuǎn)換器，用于把與所述數(shù)字開關(guān)放大器相關(guān)聯(lián)的至少一個DC偏置電壓轉(zhuǎn)換成數(shù)字偏置數(shù)據(jù)；存儲器，用于存儲所述數(shù)字偏置數(shù)據(jù)；控制電路，用于控制所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器；以及數(shù)模轉(zhuǎn)換器，它連接到所述存儲器，用于接收所述數(shù)字偏置數(shù)據(jù)并生成偏置補(bǔ)償電壓，所述偏置補(bǔ)償電壓用于施加到所述數(shù)字開關(guān)放大器的輸入端口，由此消除所述至少一個DC偏置電壓的至少一部分。
2.如權(quán)利要求1所述的偏置電壓校準(zhǔn)電路，其特征在于所述數(shù)字開關(guān)放大器包括頻率選擇網(wǎng)絡(luò)和比較器，所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器采用所述頻率選擇網(wǎng)絡(luò)、所述比較器、所述數(shù)模轉(zhuǎn)換器，并且所述數(shù)字開關(guān)放大器還包括逐步近似寄存器以生成所述數(shù)字偏置數(shù)據(jù)。
3.如權(quán)利要求2所述的偏置電壓校準(zhǔn)電路，其特征在于所述數(shù)字開關(guān)放大器包括由所述控制電路控制的至少一個開關(guān)，所述控制電路配置所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器，用于生成所述數(shù)字偏置數(shù)據(jù)。
4.如權(quán)利要求2所述的偏置電壓校準(zhǔn)電路，其特征在于所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器包括逐步近似型的模數(shù)轉(zhuǎn)換器。
5.如權(quán)利要求1所述的偏置電壓校準(zhǔn)電路，其特征在于為與所述數(shù)字開關(guān)放大器相關(guān)聯(lián)的多個DC偏置電壓中的每個DC偏置電壓生成所述數(shù)字偏置數(shù)據(jù)，所述DC偏置電壓中的每個DC偏置電壓對應(yīng)于所述數(shù)字開關(guān)放大器的多個輸出電平中的一個輸出電平；所述存儲器被配置成對表示所述輸出電平中的一個輸出電平的輸出電平數(shù)據(jù)進(jìn)行響應(yīng)而發(fā)送一部分所述數(shù)字偏置數(shù)據(jù)給所述數(shù)模轉(zhuǎn)換器。
6.如權(quán)利要求5所述的偏置電壓校準(zhǔn)電路，其特征在于所述數(shù)字開關(guān)放大器包括輸出電平控制電路，用于控制所述數(shù)字開關(guān)放大器以生成所述多個輸出電平中的每一個輸出電平，所述存儲器被配置成在操作模式下從所述輸出電平控制電路接收所述輸出電平數(shù)據(jù)，其中在所述操作模式下，所述至少一個DC偏置電壓被降低，而所述控制電路被配置成在所述校準(zhǔn)模式下控制所述輸出電平控制電路，所述數(shù)字偏置數(shù)據(jù)在所述校準(zhǔn)模式中被生成。
7.如權(quán)利要求5所述的偏置電壓校準(zhǔn)電路，其特征在于所述數(shù)模轉(zhuǎn)換器具有至少10比特的分辨率，并且所述存儲器具有至少10比特的空間供用于多個DC偏置電壓中的每一個DC偏置電壓的所述數(shù)字偏置數(shù)據(jù)之用。
8.一種供數(shù)字開關(guān)放大器使用的偏置電壓校準(zhǔn)電路，所述數(shù)字開關(guān)放大器具有輸出電平控制電路，所述偏置電壓校準(zhǔn)電路包括模數(shù)轉(zhuǎn)換器，用于把與所述數(shù)字開關(guān)放大器相關(guān)聯(lián)的多個DC偏置電壓中的每一個DC偏置電壓轉(zhuǎn)換成數(shù)字偏置數(shù)據(jù)，所述DC偏置電壓中的每一個DC偏置電壓對應(yīng)于所述數(shù)字開關(guān)放大器的特定輸出電平，它由所述輸出電平控制電路控制；存儲器，用于存儲所述數(shù)字偏置數(shù)據(jù)，所述存儲器被配置成從所述輸出電平控制電路接收輸出電平數(shù)據(jù)；控制電路，用于控制所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器和所述存儲器以實現(xiàn)所述數(shù)字偏置數(shù)據(jù)的存儲；以及連接到所述存儲器的數(shù)模轉(zhuǎn)換器；其中所述存儲器對所述輸出電平數(shù)據(jù)進(jìn)行響應(yīng)而發(fā)送一部分所述數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)給所述數(shù)模轉(zhuǎn)換器，所述數(shù)模轉(zhuǎn)換器對所述一部分所述數(shù)字偏置數(shù)據(jù)進(jìn)行響應(yīng)而生成偏置補(bǔ)償電壓，所述偏置補(bǔ)償電壓用于施加到所述數(shù)字開關(guān)放大器的輸入端口，由此消除所述DC偏置電壓的至少一部分。
9.一種數(shù)字開關(guān)放大器，它包括輸出電平控制電路；反饋環(huán)路中的頻率選擇網(wǎng)絡(luò)；所述反饋環(huán)路中的比較器；模數(shù)轉(zhuǎn)換器，用于把多個DC偏置電壓中的每一個DC偏置電壓轉(zhuǎn)換成數(shù)字偏置數(shù)據(jù)，所述DC偏置電壓中的每一個DC偏置電壓對應(yīng)于所述數(shù)字開關(guān)放大器的特定輸出電平，它由所述輸出電平控制電路控制，所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器包括逐步近似寄存器；存儲器，用于存儲所述數(shù)字偏置數(shù)據(jù)，所述存儲器被配置成從所述輸出電平控制電路接收輸出電平數(shù)據(jù)；控制電路，用于控制所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器和所述存儲器以實現(xiàn)所述數(shù)字偏置數(shù)據(jù)的存儲；以及連接到所述存儲器的數(shù)模轉(zhuǎn)換器；其中所述存儲器對所述輸出電平數(shù)據(jù)進(jìn)行響應(yīng)而發(fā)送一部分所述數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)給所述數(shù)模轉(zhuǎn)換器，所述數(shù)模轉(zhuǎn)換器對所述一部分所述數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)進(jìn)行響應(yīng)而生成偏置補(bǔ)償電壓，所述偏置補(bǔ)償電壓用于施加到所述數(shù)字開關(guān)放大器的輸入端口，由此降低所述DC偏置電壓，以及所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器采用所述頻率選擇網(wǎng)絡(luò)、所述比較器、所述數(shù)模轉(zhuǎn)換器和所述逐步近似寄存器以生成所述數(shù)字偏置數(shù)據(jù)。
10.一種用于降低與數(shù)字開關(guān)放大器相關(guān)聯(lián)的DC偏置電壓的方法，它包括以下步驟把所述DC偏置電壓轉(zhuǎn)換成數(shù)字偏置數(shù)據(jù)；把所述數(shù)字偏置數(shù)據(jù)存儲在存儲器中；在所述數(shù)字開關(guān)放大器的正常操作期間把所述數(shù)字偏置數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成偏置補(bǔ)償電壓；以及把所述偏置補(bǔ)償電壓施加到所述數(shù)字開關(guān)放大器的輸入端口，由此消除所述DC偏置電壓的至少一部分。
11.一種用于降低與數(shù)字開關(guān)放大器相關(guān)聯(lián)的DC偏置電壓的方法，它包括以下步驟在校準(zhǔn)模式下對于所述數(shù)字開關(guān)放大器的多個輸出電平中的每一個輸出電平，轉(zhuǎn)換對應(yīng)的DC偏置電壓為對應(yīng)的數(shù)字偏置數(shù)據(jù)；以及把每個輸出電平的數(shù)字偏置數(shù)據(jù)存儲在存儲器中；在操作模式下對表示所述數(shù)字開關(guān)放大器的對應(yīng)輸出電平的輸出電平數(shù)據(jù)進(jìn)行響應(yīng)而從所述存儲器中選擇一部分所述數(shù)字偏置數(shù)據(jù)；將所述一部分所述數(shù)字偏置數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成偏置補(bǔ)償電壓；以及把所述偏置補(bǔ)償電壓施加到所述數(shù)字開關(guān)放大器的輸入端口，由此消除對應(yīng)于所述對應(yīng)輸出電平的所述DC偏置電壓的至少一部分。
12.如權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于利用逐步近似算法把所述DC偏置電壓中的每一個DC偏置電壓轉(zhuǎn)換成數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)。
13.如權(quán)利要求12所述的方法，其特征在于采用10比特的分辨率對每一個DC偏置電壓進(jìn)行數(shù)字化處理，用于每個DC偏置電壓的所述10比特的每個比特獨(dú)立地被生成。
全文摘要
一種供數(shù)字開關(guān)放大器使用的偏置電壓校準(zhǔn)電路。校準(zhǔn)電路包括模數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器(406),用于把與數(shù)字開關(guān)放大器(400)相關(guān)聯(lián)的至少一個DC偏置電壓轉(zhuǎn)換成數(shù)字偏置數(shù)據(jù)。存儲器(408)存儲數(shù)字偏置數(shù)據(jù)。控制電路(402)控制模數(shù)轉(zhuǎn)換器(406)。連接到存儲器(408)的數(shù)模轉(zhuǎn)換器(404)接收數(shù)字偏置數(shù)據(jù)并生成偏置補(bǔ)償電壓,用于施加到數(shù)字開關(guān)放大器的輸入端口,由此消除所述至少一個DC偏置電壓的至少一部分。
文檔編號H03F1/30GK1376329SQ00813357
公開日2002年10月23日 申請日期2000年7月25日 優(yōu)先權(quán)日1999年7月29日
發(fā)明者G·苗, C·德拉諾 申請人:三路技術(shù)有限公司