[发明专利]可噪声修整的功率放大器

说明书

技术领域

本发明涉及一种功率放大器，特别是涉及一种可噪声修整的功率放大器。

背景技术

参考图1，一般功率放大器，尤其是音频功率放大器，会采用负回授设计以得到一稳定增益，同时为了消除高频噪声，会串接一低通滤波器，该低通滤波器通常为一积分电路。如图1所示，回授电路110将差动模式输出信号对Vo1与Vo2转换为单端模式的回授信号Vsum_P。此回授信号Vsum_P与输入信号VI再经过积分器120以滤除噪声。

然而，自从放大器由真空管演进到晶体管以后，噪声干扰一直是音频功率放大器所遭遇最大的问题。噪声的主要来源有二，其一为电源哼音(Power Supply Hum)。这是由于输出功率放大级130会从电源供应端V_DD抽取大电流，但是却无法对电源供应端V_DD进行有效的滤波。所以当栅极信号触发，要求电源供应端V_DD通过一纯净的大电流时，该大电流本身即含有噪声而非纯净，所以会将噪声通过回授电路110馈入整体电路。以上内容请参考Adel S.Sedra&Kenneth C.Smith所著Microelectronic Circuit第四版第八章第二节。因此普遍作法是于回授电路110中加上一滤波器以消除噪声。然而此类设计，如图1所示，仅依靠传统滤波器消除噪声，成效并不理想。

噪声来源之二则是射频干扰，当射频信号接近音频放大器时，共模拒斥比(common rejection ratio)相对较差的电路架构，便会将射频信号一并接收而成为音频放大器本身的噪声干扰，例如手机靠近喇叭时所产生的嗡嗡声，而传统音频放大器并未使用全差动式架构以提升共模拒斥比。

发明内容

本发明的目的就是提供一种可噪声修整的功率放大器，使放大器达到最大信号噪声比(signal to noise ratio，SNR)。本发明以delta-sigma电路串接二阶或以上积分电路，可提供更好的止带信号消除效果；取代传统音频放大器于回授电路中设置滤波器的作法。此外，还利用共模输入信号，取代传统单端输入信号，藉由全差动式架构提升共模拒斥比，增强电路抵抗射频干扰的能力。

本发明提出一种可噪声修整的功率放大器。该功率放大器包括差动模式积分器、积分暨调节单元以及开关单元。差动模式积分器用以接收差动模式输入信号以及差动模式输出信号，并进行积分操作，以产生差动模式第一信号。积分暨调节单元耦接至差动模式积分器，用以接收差动模式第一信号及差动模式输出信号并进行积分操作，并且将差动模式第一信号调节为单端模式的第二信号。该第二信号输入至开关单元。开关单元的工作状态基于第二信号来决定，并输出差动模式输出信号以驱动负载。

本发明利用全差动模式设计，以共模输入信号，取代传统单端输入信号，提高共模拒斥比而消除共模噪声，增加电路抵抗射频干扰的能力。此外，差动模式积分器与积分暨调节单元皆包含一delta-sigma电路，两者串接形成一个二阶低通滤波电路，比传统负回授电路与滤波器的组合，提供更强的止带信号消除效果，以达到更高的滤波效果，可得一较佳的信号噪声比。然本发明并不以此为限，本领域的技术人员可视需求串接更多积分电路，以构成三阶或以上滤波电路。

为使本发明的上述和其它目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并结合附图详细说明如下。

附图说明

图1绘示为先前技术音频放大器的电路方块图。

图2为依照本发明实施例绘示可噪声修整的功率放大器的电路方块图。

图3为依照本发明实施例绘示图2功率放大器的电路图。

附图符号说明

110：回授电路

120：积分器

130：功率放大级

140：负载

210：差动模式积分器

220：积分暨调节单元

230：开关单元

240：负载

311：第一电阻

312：第二电阻

313：第三电阻

314：第四电阻

315：第一运算放大器

316：第一电容

317：第二电容

321：第一阻抗

322：第二阻抗

323：第三阻抗

324：第四阻抗

325：第二运算放大器

326：第五阻抗

327：第六阻抗

331：脉宽调制级

332：第一开关

333：第二开关

334：第三开关