[發明專利]回轉率檢測電路

有效

• 申請號: 201710616566.0
• 申請日: 2017-07-26
• 公開（公告）號: CN107807327B
• 公開（公告）日: 2020-03-24
• 發明（設計）人: 皮特·J·哈爾斯曼
• 申請（專利權）人: 新唐科技股份有限公司
• 主分類號: G01R31/316
• 分類號: G01R31/316;H03F3/217
• 代理公司: 北京三友知識產權代理有限公司 11127
• 代理人: 王濤;湯在彥

本發明提供一種回轉率檢測電路，其包含電阻、電流源，以及串聯耦接于電源端與接地端之間的第一金屬氧化物場效應晶體管。電阻的第一端耦接至電源端，電阻的第二端耦接至電流源的第一端，電流源的第二端耦接至第一MOSFET的漏極端，以及第一MOSFET的源極端耦接至接地端。電路亦包含電容，其具有耦接至輸入信號的第一端，以及耦接至第一MOSFET的柵極端與漏極端的第二端。在輸入信號變換的期間內流經MOSFET的電流用以呈現輸入信號的回轉率。本發明可提供更簡單的電路設計，其相比傳統電路更具有成本效益。

技術領域

本發明關于一種半導體電路技術的領域。更明確地說，本發明的實施例特別關于低功率回轉率檢測電路。在實施例中，回轉率檢測電路用于D類輸出功率級的邊緣率控制。惟本發明的電路可被用于任何需要精確的回轉率檢測的應用中。

背景技術

在D類音頻放大器中，輸出信號為脈沖寬度調變(PWM)的波形，其驅動外部揚聲器。此類的PWM波形看起來非常相似于方形波，因此，其具有可擾亂、干擾其他使用高于PWM頻率的射頻的電路的顯著高頻率內容。于下文中的圖1及圖2中展示一種一階D類級與其輸入、輸出波形的代表性組態。

D類放大器有時被稱為開關放大器，且為一種其中多個晶體管用作二元開關的電子放大器。亦即，上述的一對開關不是全開啟、就是全關閉。D類放大器利用軌對軌輸出轉換，理想地情況下，其輸出晶體管實質上總是承載零電流或零電壓。因此，其能源浪費為最小，且在大范圍的功率程度下呈現高效率。高效率的優勢使其被使用于各種音頻應用中，從手機到平板電視與家庭劇院接收器。D類音頻功率放大器比AB類音頻功率放大器更有效率。因其的較佳效率，D類放大器僅需要較小的電源供應器且不需散熱器，因而能大幅地減少整體系統成本、尺寸以及重量。

D類音頻功率放大器將音頻信號轉換為根據音頻輸入信號而開關輸出的高頻率脈沖。一些D類放大器使用PWM來產生一系列的調節脈沖，其依照音頻信號的振幅而于寬度上作改變。這些寬度變化的脈沖在固定頻率的情況下開關功率輸出的晶體管。D類放大器可使用其他類型的脈沖調變器。下文中的探討將主要關于脈沖寬度調變器，惟本發明本領域技術人員將認知D類放大器可與其他種類的調變器一同配置。

圖1為根據本發明實施例而描繪耦接至回轉率電路的D類音頻放大器的示意圖。

圖1顯示描繪傳統D類放大器100的簡化示意圖。差分輸入音頻信號INP與INM輸入至比較器101與102，其中輸入信號INP與INM與由振蕩器103產生的三角波VREF相比較而產生PWM信號106與107。PWM信號106與107分別地耦接至晶體管M1、M2、M3及M4的柵極。D類放大器的差分輸出端標記為OUTM與OUTP。如圖1顯示，輸出端OUTM與OUTP連接至揚聲器負載110，其由電感L1與電阻R1所表示。

傳統D類放大器具有差分輸出信號(OUTP_s與OUTM_s)，其中每一個輸出信號為互補的且具有從接地Vss至Vdd的擺蕩范圍。D類放大器的缺點在于由開關操作所產生的高頻率開關噪聲。此高頻率噪聲通常會導致EMI(電磁干擾)。

圖2為描繪圖1的D類放大器中的信號調變的波形圖。如圖2顯示，差分輸入信號，如音頻信號INM與INP，通過與圖1連結描述的兩個比較器而與三角基準波形VREF作比較。比較器的輸出信號為固定頻率的脈沖信號，其脈沖寬度與輸入信號成比例。在兩個輸出端OUTP與OUTM上的PWM信號在圖2中標示為OUTP_s與OUTM_s。信號OUTP_s與OUTM_s上的快速邊緣會引起電磁干擾(EMI)。