專利名稱：可動態(tài)調(diào)整供給電壓的放大電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種放大電路，特別是涉及一種利用切換電容電壓轉(zhuǎn)換器以動態(tài)調(diào)整供給電壓的放大電路。
背景技術(shù)：
放大器是常用的電路組件，然而，一般放大器的能量使用效率并不高。一般而言，經(jīng)由供給電壓(supply voltage)所提供的能量，并不能也不會完全用以驅(qū)動放大器來依據(jù)輸入訊號輸出所需的輸出訊號，而會有許多能量被浪費掉。
有鑒于此，本發(fā)明的著眼點，即在于提出一種放大電路，可依據(jù)放大器的輸入或輸出訊號，利用一切換電容電壓轉(zhuǎn)換器(switched-capacitorvoltage converter)動態(tài)調(diào)整放大器的供給電壓，以提高能量使用效率。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的之一，是提供一種可動態(tài)調(diào)整供給電壓的放大電路，其包含一放大器及一切換電容電壓轉(zhuǎn)換器。此切換電容電壓轉(zhuǎn)換器耦接至放大器，可依據(jù)放大器的輸出訊號或輸入訊號用以動態(tài)調(diào)整放大器的一供給電壓。
在一較佳實施例中，切換電容電壓轉(zhuǎn)換器可切換選擇調(diào)整該供給電壓的大小。
在一較佳實施例中，放大電路還包含一控制裝置，耦接于放大器的一輸入端或輸出端，用以依據(jù)放大器的一輸入或輸出訊號，產(chǎn)生一控制訊號至切換電容電壓轉(zhuǎn)換器，使切換電容電壓轉(zhuǎn)換器據(jù)以調(diào)整供給電壓。
由于切換電容電壓轉(zhuǎn)換器具有電路設(shè)計簡單、反應(yīng)迅速、成本低廉、低電磁干擾(EMI)及本身電能轉(zhuǎn)換效率高等諸多優(yōu)點，因而可使本發(fā)明的放大電路能在短時間內(nèi)，動態(tài)調(diào)整供給電壓，實現(xiàn)提高放大電路的電能使用效率的目的。


圖1是本發(fā)明的放大電路的較佳實施例方塊圖。
圖2是圖1的切換電容電壓轉(zhuǎn)換器的一實施例的電路圖。
圖3A、B及C是圖2的切換電容電壓轉(zhuǎn)換器在不同增益值時的簡化電路圖。
圖4是本發(fā)明的放大電路的另一較佳實施例方塊圖。
附圖標(biāo)號說明1、4放大電路 10放大器11、11a切換電容電壓轉(zhuǎn)換器12控制裝置 121峰值檢測器122電壓傳感器 123增益控制單元具體實施方式
為使對于本發(fā)明有更進(jìn)一步的了解與認(rèn)同，現(xiàn)結(jié)合附圖詳細(xì)說明。
圖1是本發(fā)明的放大電路的較佳實施例方塊圖。如圖1所示，放大電路1包含一放大器10、一切換電容電壓轉(zhuǎn)換器11及一控制裝置12。切換電容電壓轉(zhuǎn)換器11耦接至放大器10，可將所接受的一電壓源Vdd，轉(zhuǎn)換為供給電壓送至放大器10。若切換電容電壓轉(zhuǎn)換器11的增益為G，則供給電壓為G*Vdd，如圖所示。切換電容電壓轉(zhuǎn)換器11還可依據(jù)一控制訊號，動態(tài)調(diào)整其增益值G，后文對此會做更詳細(xì)地說明。
控制裝置12可依據(jù)放大器10的一輸出訊號，產(chǎn)生該控制訊號至切換電容電壓轉(zhuǎn)換器11。在圖1的實施例中，控制裝置12包含一峰值檢測器(peakdetector)121、一電壓傳感器(voltage level sensor)122及一增益控制單元(gain control unit)123。峰值檢測器121耦接于放大器10的一輸出端，用以檢測放大器10的一輸出電壓峰值。電壓傳感器122耦接至峰值檢測器121，具有多個電壓區(qū)間，并依據(jù)峰值檢測器121所檢測到的輸出電壓峰值，選取這些電壓區(qū)間其中之一。增益控制單元123則依據(jù)電壓傳感器122所選取的電壓區(qū)間，產(chǎn)生該控制訊號送至切換電容電壓轉(zhuǎn)換器11。其中，峰值檢測器121、電壓傳感器122及增益控制單元123的工作原理及硬件實施方式均為本領(lǐng)域的技術(shù)人員所熟知，在本說明書中不再詳述。
如前所述，切換電容電壓轉(zhuǎn)換器11依據(jù)控制訊號動態(tài)調(diào)整增益值，以提供不同的供給電壓。實際上，切換電容電壓轉(zhuǎn)換器11利用電容與開關(guān)的特定耦接組態(tài)，而可具有多個增益值，其通常可表示為M/N的形式，M與N為整數(shù)。藉由開關(guān)的切換，可使切換電容電壓轉(zhuǎn)換器11在這些增益值之間進(jìn)行切換。
圖2是切換電容電壓轉(zhuǎn)換器11的一實施例的電路圖。如圖2所示，切換電容電壓轉(zhuǎn)換器11a包含電容C1、C2及開關(guān)S1至S10，而輸入的電壓(即X點電壓)為Vdd，轉(zhuǎn)換后的輸出電壓(即Y點電壓)為G*Vdd，G為增益值。在運作上，一組開關(guān)S1與S2依據(jù)一第一時鐘訊號而呈導(dǎo)通(ON)/斷路(OFF)狀態(tài)，而另一組開關(guān)S3與S4則依據(jù)一第二時鐘訊號而呈ON/OFF狀態(tài)，并且這兩組開關(guān)不會同時導(dǎo)通。
圖2的切換電容電壓轉(zhuǎn)換器11a具有三個增益值1、0.5及-1，而藉由切換開關(guān)S5至S10，即可調(diào)整出對應(yīng)的增益值。開關(guān)切換方式與增益值的對應(yīng)關(guān)系，如下所述(1)若S5、S6及S9為ON，S7、S8及S10為OFF，則圖2可簡化為圖3A所示的電路。當(dāng)S1與S2導(dǎo)通時(S3與S4為斷路)，會使電容C1的電壓成為Vdd；而當(dāng)S3與S4導(dǎo)通時(S1與S2為斷路)，C1的電壓Vdd會轉(zhuǎn)移至電容C2，而使X點的電壓為Vdd，因此增益值G＝1。
(2)若S6、S8及S9為ON，S5、S7及S10為OFF，則圖2可簡化為圖3B的電路。當(dāng)S1與S2導(dǎo)通時，會使C1的電壓成為Vdd*(1-G)(即X與Y間的電壓差)；而當(dāng)S3與S4導(dǎo)通時，C1的電壓Vdd*(1-G)會轉(zhuǎn)移至C2，使X點的電壓為Vdd*G，亦即Vdd*G＝Vdd*(1-G)由此，可推得G＝0.5。
(3)若S5、S7及S10為ON，S6、S8及S9為OFF，則圖2可簡化為圖3C的電路。當(dāng)S1與S2導(dǎo)通時，會使C1的電壓成為Vdd；而當(dāng)S3與S4導(dǎo)通時，C1的電壓Vdd會轉(zhuǎn)移至C2，而使X點的電壓為-Vdd，因此G＝-1。
當(dāng)然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員皆可依據(jù)所需的增益值，而設(shè)計出對應(yīng)的切換電容電壓轉(zhuǎn)換器。只要在應(yīng)用上，利用切換電容電壓轉(zhuǎn)換器以達(dá)到動態(tài)調(diào)整放大器供給電壓的目的，皆不脫離本發(fā)明的精神和范圍。
圖4是本發(fā)明的放大電路的另一較佳實施例方塊圖。與圖1的實施例相較，放大電路4所包含的組件與放大電路1相同，差別僅在于圖1中控制裝置12是耦接至放大器10的輸出端，而圖4中控制裝置12則耦接至放大器10的輸入端。換言之，圖4中，控制裝置12是依據(jù)放大器10的一輸入訊號，產(chǎn)生控制訊號至切換電容電壓轉(zhuǎn)換器11。具體而言，控制裝置12內(nèi)的峰值檢測器121檢測放大器10的一輸入電壓峰值，以送入電壓傳感器122。放大電路4的其余部分的運作，則與前述的放大電路1相同，茲不贅述。
以上所述是利用較佳實施例詳細(xì)說明本發(fā)明，而非限制本發(fā)明的范圍。本領(lǐng)域的技術(shù)人員皆能明了，所作的適當(dāng)?shù)娜舾傻母淖兗罢{(diào)整，仍將在本發(fā)明的權(quán)利要求的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種可動態(tài)調(diào)整供給電壓的放大電路，包含一放大器，用以藉由一供給電壓，接收一輸入訊號并輸出一輸出訊號；以及一供給電壓調(diào)整電路，耦接至該放大器，用以動態(tài)調(diào)整該放大器的該供給電壓。
2.如權(quán)利要求1所述的放大電路，其中該供給電壓調(diào)整電路包括一切換電容電壓轉(zhuǎn)換器。
3.如權(quán)利要求2所述的放大電路，其中該切換電容電壓轉(zhuǎn)換器用以依據(jù)一輸入電壓輸出該供給電壓，并且該切換電容電壓轉(zhuǎn)換器可切換選擇該供給電壓相對于該輸入電壓的增益。
4.如權(quán)利要求3所述的放大電路，其中該切換電容電壓轉(zhuǎn)換器還包括一輸入端，用以接收該輸入電壓；一輸出端，用以輸出該供給電壓；多個電容，分別與該輸入端及該輸出端耦接；以及多個開關(guān)，其中，每該開關(guān)分別與該輸入端、該輸出端及這些電容的至少一個直接耦接；其中，藉由控制每該開關(guān)的切換，使得該供給電壓相對于該輸入電壓具有一增益。
5.如權(quán)利要求1所述的放大電路，其中還包含一控制裝置，耦接于該放大器，用以依據(jù)該放大器的該輸入訊號及該輸出訊號的至少一個，產(chǎn)生一控制訊號控制該供給電壓調(diào)整電路。
6.如權(quán)利要求5所述的放大電路，其中該控制裝置包含一峰值檢測器，用以檢測該放大器的該輸入訊號及該輸出訊號的至少一個的一電壓峰值；一電壓傳感器，耦接至該峰值檢測器，用以感測該電壓峰值的大??；以及一增益控制單元，依據(jù)該電壓傳感器的感測結(jié)果輸出該控制訊號。
全文摘要
本發(fā)明披露了一種放大電路，可利用一切換電容電壓轉(zhuǎn)換器依據(jù)放大器的輸出訊號或是輸入訊號動態(tài)調(diào)整放大器的供給電壓，以提高放大電路的能量使用效率。此切換電容電壓轉(zhuǎn)換器可切換選擇供給電壓的大小。放大電路還包含一控制裝置，耦接于放大器的一輸入端或輸出端，以依據(jù)放大器的一輸入訊號或輸出訊號，產(chǎn)生一控制訊號至切換電容電壓轉(zhuǎn)換器。
文檔編號H03G3/20GK1741375SQ20041005790
公開日2006年3月1日 申請日期2004年8月26日 優(yōu)先權(quán)日2004年8月26日
發(fā)明者李朝政, 陳宗明, 馮介民 申請人:瑞昱半導(dǎo)體股份有限公司