[发明专利]高效放大器和在其中大幅降低电磁干扰的方法

说明书

技术领域

本发明通常涉及电子电路与系统领域。更具体地，本发明涉及放大器电路领域。

背景技术

开关功率放大器(比如D类放大器)潜在地为移动设备提供有效放大。但是，当在许多移动设备(如同蜂窝电话和移动音频设备)中使用时，常规的开关功率放大器呈现出问题。不幸的是，常规的开关功率放大器的驱动电路发射可能干扰其他移动设备的电磁干扰(EMI)。例如，EMI可能造成移动设备不能达到联邦通信委员会(FCC)标准。此外，快速的输出转变可能导致大的瞬时变化以及大功率信号中的过冲和负脉冲信号，所述大功率信号在常规的开关功率放大器中驱动输出级晶体管。这些瞬时变化可以损坏设备并严重降低放大器效率。

常规的无源滤波器或常规的EMI降低电路两者都没有成功解决这些缺点。例如，尽管集成的无源滤波器部分限制了大功率信号中的瞬时变化，但是这一类型的滤波器仍然不能限制由于驱动电路而引起的EMI。相反的，常规的EMI降低电路降低了EMI但是忽略了限制大功率信号中的瞬时变化。人们期望能够连贯地同时减少EMI和常规开关功率放大器的大功率信号的大的瞬时变化以及过冲和负脉冲信号，而又没有显著的开关损耗或消弧电流(crowbar current)。

因此，需要通过提供具有降低的EMI的、并且适合于在移动通信设备中实现的高效放大器，克服所述技术领域中的缺点和缺陷。

发明内容

本发明涉及具有降低的电磁干扰的高效放大器，结合至少一幅附图进行了详细描述，并在权利要求中得到了更完整的阐述。

根据本发明的一个方面，提供大幅降低电磁干扰(EMI)的高效放大器，所述高效放大器包括：

将大功率信号提供给负载的输出级；

在所述输出级的第一控制信号中产生定时非重叠的第一重叠(overlap)保护电路；

减慢所述大功率信号的瞬时部分以及降低所述大功率信号中的过冲和负脉冲信号的第一边缘控制电路，从而大幅降低所述EMI。

优选地，调整所述第一重叠保护电路产生的所述定时非重叠，以在所述输出级中基本消除消弧电流。

优选地，所述第一重叠保护电路包括至少两个晶体管，所述至少两个晶体管中的每一个包括可变的源极负反馈，所述源极负反馈是可调节的、以产生所述定时非重叠。

优选地，所述可变的源极负反馈包括电阻性源极负反馈。

优选地，所述第一重叠保护电路包括反相器，所述反相器通过第一可变阻抗与第一电源电压耦合，所述反相器通过第二可变阻抗与第二电源电压耦合。

优选地，所述第一可变阻抗和所述第二可变阻抗是可调节的，以产生所述定时非重叠。

优选地，所述第一边缘控制电路包括至少两个晶体管，所述至少两个晶体管中的每一个包括可变的源极负反馈，所述源极负反馈是可调节的、以减慢所述瞬时部分和降低所述大功率信号的过冲和负脉冲信号。

优选地，所述可变的源极负反馈包括电阻性源极负反馈。

优选地，所述第一边缘控制电路包括反相器，所述反相器通过第一可变阻抗与第一电源电压耦合，所述反相器通过第二可变阻抗与第二电源电压耦合。

优选地，所述第一可变阻抗和所述第二可变阻抗是可调节的，以减慢所述瞬时部分和降低所述大功率信号中的过冲和负脉冲信号。

优选地，所述第一边缘控制电路用于调节所述大功率信号的转换速率，从而减慢所述大功率信号的瞬时部分和降低所述大功率信号中的过冲和负脉冲信号。

优选地，在蜂窝电话的D类放大器中采用所述高效放大器。

优选地，所述高效放大器还包括：

在所述输出级的第二控制信号中产生第二定时非重叠的第二重叠保护电路；

第二边缘控制电路。

优选地，所述高效放大器还包括用于阻止所述第一控制信号和所述第二控制信号同时将ON信号提供给所述输出级的控制失效保护(failsafe)电路。

优选地，所述控制失效保护电路包括或非门，所述或非门具有与所述第一重叠保护电路的输入耦合的输出。

根据本发明的一个方面，提供在高效放大器中大幅降低电磁干扰(EMI)的方法，所述方法包括：

接收已调信号；

在所述高效放大器的输出级的控制信号中产生定时非重叠；

在所述输出级中，减慢瞬时部分和降低大功率信号的过冲和负脉冲信号，从而大幅降低所述EMI。

优选地，所述产生所述定时非重叠基本消除所述输出级中的消弧电流。