本發(fā)明有關(guān)差分放大電路，尤指一種可抑制共模輸入電壓擺動情況的差分放大電路。

背景技術(shù)：

具有雙端輸入架構(gòu)的差分放大電路被廣泛應(yīng)用在許多領(lǐng)域，但在差分放大電路的虛接地(virtual ground)處，卻經(jīng)常會出現(xiàn)共模輸入電壓擺動(input common mode voltage swing)的情況。

眾所周知，在差分放大電路提供給后級電路的信號是差分信號(differential signal)的架構(gòu)中，前述共模輸入電壓擺動的情況可能不會造成嚴重的影響。

然而，在差分放大電路提供給后級電路的信號是單端信號(single-ended signal)的架構(gòu)中，例如差分放大電路被應(yīng)用在耳機等音頻裝置中時，共模輸入電壓擺動不僅會增加差分放大電路的總諧波失真與噪聲，也會降低差分放大電路的增益與線性度，因而導(dǎo)致差分放大電路難以在輸入信號的整個電壓范圍內(nèi)都維持理想的運作效能。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

有鑒于此，如何抑制或消除差分放大電路的虛接地處出現(xiàn)共模輸入電壓擺動的情況，實為迫切需要解決的問題。

本發(fā)明提供一種差分放大電路的實施例，用于依據(jù)一對差分輸入信號產(chǎn)生并輸出一單端信號至一負載，該差分放大電路包含有：一運算放大器，包含一負輸入端、一正輸入端、一正輸出端、與一負輸出端，其中，該正輸出端用于提供一正輸出信號作為該單端信號，而該負輸出端用于提供一負輸出信號；一第一輸入電阻，耦接于該對差分輸入信號中的一第一差分信號與該 負輸入端之間；一第二輸入電阻，耦接于該對差分輸入信號中的一第二差分信號與該正輸入端之間；一第一反饋電阻，耦接于該正輸出端與該負輸入端之間；一第二反饋電阻，耦接于該正輸入端與一接地端之間；一第一消除信號產(chǎn)生裝置，耦接于該負輸出端與該負輸入端之間，用于提供一第一消除信號至該負輸入端；以及一第二消除信號產(chǎn)生裝置，耦接于該負輸出端與該正輸入端之間，用于提供一第二消除信號至該正輸入端。

上述實施例的優(yōu)點之一，是第一消除信號與第二消除信號可抑制或消除運算放大器的共模輸入電壓擺動的情況，進而有效降低差分放大電路的總諧波失真與噪聲。

上述實施例的另一優(yōu)點，是使得差分放大電路在輸入信號的整個電壓范圍內(nèi)，都能有效維持在增益與線性度方面的表現(xiàn)。

本發(fā)明的其他優(yōu)點將藉由以下的說明和附圖進行更詳細的解說。

附圖說明

此處所說明的附圖用來提供對本申請的進一步理解，構(gòu)成本申請的一部分，本申請的示意性實施例及其說明用于解釋本申請，并不構(gòu)成對本申請的不當(dāng)限定。

圖1為本發(fā)明一實施例的差分放大電路簡化后的功能方塊圖。

【符號說明】

100 差分放大電路

110 運算放大器

120 第一輸入電阻

130 第二輸入電阻

140 第一反饋電阻

150 第二反饋電阻

160 第一消除信號產(chǎn)生裝置

170 第二消除信號產(chǎn)生裝置

具體實施方式

以下將配合相關(guān)附圖來說明本發(fā)明之實施例。在這些附圖中，相同的標(biāo)號表示相同或類似的元件或方法流程。

圖1為本發(fā)明一實施例的差分放大電路100簡化后的功能方塊圖。差分放大電路100用于依據(jù)一對差分輸入信號Vin與Vip，產(chǎn)生并輸出一單端信號Vop至一負載180。如圖所示，差分放大電路100包含有：一運算放大器110、一第一輸入電阻120、一第二輸入電阻130、一第一反饋電阻140、一第二反饋電阻150、一第一消除信號產(chǎn)生裝置160、以及一第二消除信號產(chǎn)生裝置170。

運算放大器110包含一負輸入端、一正輸入端、一正輸出端、與一負輸出端。運算放大器110的正輸出端用于提供一正輸出信號Vop，以作為要輸出至負載180的單端信號Vop，而負輸出端用于提供一負輸出信號Von。

第一輸入電阻120的一端耦接于該對差分輸入信號中的一第一差分信號Vin，而另一端則耦接于運算放大器110的負輸入端。

第二輸入電阻130的一端耦接于對差分輸入信號中的一第二差分信號Vip，而另一端則耦接于運算放大器110的正輸入端。

第一反饋電阻140的一端耦接于運算放大器110的正輸出端，而另一端則耦接于運算放大器110的負輸入端。

第二反饋電阻150的一端耦接于運算放大器110的正輸入端，而另一端則耦接于差分放大電路100的一接地端Vgnd。

第一消除信號產(chǎn)生裝置160的一端耦接于運算放大器110的負輸出端，而另一端則耦接于運算放大器110的負輸入端，用于依據(jù)負輸出信號Von產(chǎn)生并提供一第一消除信號CS1至負輸入端。

第二消除信號產(chǎn)生裝置170的一端耦接于運算放大器110的負輸出端，而另一端則耦接于運算放大器110的正輸入端，用于依據(jù)負輸出信號Von產(chǎn)生并提供一第二消除信號CS2至正輸入端。

由前述說明可知，第一輸入電阻120是耦接于第一差分信號Vin與運算 放大器110的負輸入端之間。第二輸入電阻130是耦接于第二差分信號Vip與運算放大器110的正輸入端之間。第一反饋電阻140是耦接于運算放大器110的正輸出端與負輸入端之間。第二反饋電阻150是耦接于運算放大器110的正輸入端與差分放大電路100的接地端Vgnd之間，且并不會耦接至運算放大器110的負輸出端。第一消除信號產(chǎn)生裝置160是耦接于運算放大器110的負輸出端與負輸入端之間。第二消除信號產(chǎn)生裝置170則是耦接于運算放大器110的負輸出端與正輸入端之間。

在差分放大電路100中，第一輸入電阻120的電阻值與第二輸入電阻130的電阻值相同，第一反饋電阻140的電阻值與第二反饋電阻150的電阻值相同，第一消除信號產(chǎn)生裝置160的等效電阻值與第二消除信號產(chǎn)生裝置170的等效電阻值相同，且第一消除信號產(chǎn)生裝置160的等效電阻值是第一反饋電阻140的電阻值的兩倍。

換句話說，第二消除信號產(chǎn)生裝置170的等效電阻值是第二反饋電阻150的電阻值的兩倍，第一消除信號產(chǎn)生裝置160的等效電阻值是第二反饋電阻150的電阻值的兩倍，且第二消除信號產(chǎn)生裝置170的等效電阻值也會是第一反饋電阻140的電阻值的兩倍。

如圖1所示，在運作時，運算放大器110的虛接地處(亦即運算放大器110的正輸入端與負輸入端之間)，會存在一共模輸入電壓(input common mode voltage)Vcm。

實作上，只要第一消除信號產(chǎn)生裝置160與第二消除信號產(chǎn)生裝置170兩者的等效電阻值能滿足上述條件，則產(chǎn)生的第一消除信號CS1與第二消除信號CS2便可有效降低或消除共模輸入電壓Vcm的擺動程度，亦即抑制或消除運算放大器110的虛接地處的共模輸入電壓擺動(input common mode voltage swing)的情況，進而有效降低差分放大電路100的總諧波失真與噪聲。

如此一來，便能使得差分放大電路100在差分輸入信號Vin與Vip的整個電壓范圍內(nèi)，都能有效維持在增益與線性度方面的良好表現(xiàn)。

為了盡可能精簡差分放大電路100的電路架構(gòu)，前述的第一消除信號產(chǎn)生裝置160與第二消除信號產(chǎn)生裝置170可以用電阻值相同的兩個電阻來實現(xiàn)。

請注意，前述以電阻來實現(xiàn)第一消除信號產(chǎn)生裝置160與第二消除信號產(chǎn)生裝置170的方式只是示范性的實施例，并非局限本發(fā)明的實際實施方式。實作上，亦可利用等效電阻值能滿足前述條件的其他主動或被動元件來實現(xiàn)第一消除信號產(chǎn)生裝置160與第二消除信號產(chǎn)生裝置170。

在說明書及權(quán)利要求書中使用了某些詞匯來指稱特定的元件，本領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員，同樣的元件可能會用不同的名詞來稱呼。本說明書及權(quán)利要求書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)分的基準(zhǔn)。在說明書及權(quán)利要求書中所提及的「包含」為開放式的用語，應(yīng)解釋成「包含但不限定于」。另外，「耦接」一詞在此包含任何直接及間接的連接手段。因此，若文中描述第一元件耦接于第二元件，則代表第一元件可通過電性連接或無線傳輸、光學(xué)傳輸?shù)刃盘栠B接方式而直接地連接于第二元件，或通過其它元件或連接手段間接地電性或信號連接至第二元件。

在此所使用的「及/或」的描述方式，包含所列舉的其中之一或多個項目的任意組合。另外，除非說明書中特別指明，否則任何單數(shù)格的用語都同時包含復(fù)數(shù)格的涵義。

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例，凡依本發(fā)明權(quán)利要求所做的等同變化與修飾，皆應(yīng)屬本發(fā)明的涵蓋范圍。