本發(fā)明涉及集成電路領(lǐng)域,具體涉及一種用于提升放大器電源抑制比的偏置產(chǎn)生電路。
背景技術(shù):
1、class?ab放大器(甲乙類功率放大器)因其平衡了低靜態(tài)功耗與大動態(tài)驅(qū)動能力的優(yōu)勢特性,已廣泛應用于高保真音頻、射頻功率放大等多種應用場景。為確保class?ab放大器的動態(tài)穩(wěn)定性,ahujia(又稱cascode?miller)補償技術(shù)因能有效消除傳統(tǒng)miller補償中的右半平面零點并簡化相位補償設(shè)計,已成為主流補償方案。
2、然而,實際測試結(jié)果表明,采用ahujia補償?shù)腸lass?ab放大器架構(gòu)存在明顯的技術(shù)缺陷:其電源抑制比(psrr)在全頻段范圍內(nèi)出現(xiàn)顯著劣化,典型值僅為-10db至+3db,這導致電源噪聲能夠直接傳遞至輸出信號,嚴重影響信號的完整性和純凈度。針對此問題,現(xiàn)有技術(shù)主要集中于電源端的處理方案,如在電源輸入端集成低壓差線性穩(wěn)壓器(ldo)或在電源上加裝濾波網(wǎng)絡以濾除高頻干擾。然而,這些方案均存在明顯局限性:一方面,集成ldo方案需要增設(shè)額外的穩(wěn)壓電路,不可避免地增加了系統(tǒng)復雜度與電路制造成本;另一方面,電源濾波網(wǎng)絡在大電流工況下會引發(fā)顯著的ir壓降現(xiàn)象,導致有效供電電壓降低,從而制約放大器的輸出擺幅性能。
技術(shù)實現(xiàn)思路
1、本發(fā)明的目的在于解決現(xiàn)有技術(shù)中采用ahujia補償?shù)腸lass?ab放大器電源抑制比(psrr)在全頻段范圍內(nèi)劣化明顯的技術(shù)問題。
2、本發(fā)明提供一種用于提升放大器電源抑制比的偏置產(chǎn)生電路,包括偏置產(chǎn)生單元及頻率選擇性濾波單元,所述頻率選擇性濾波單元與所述偏置產(chǎn)生單元相連;
3、所述偏置產(chǎn)生單元用于產(chǎn)生初始偏置電壓,所述頻率選擇性濾波單元接收所述初始偏置電壓并對所述初始偏置電壓進行濾波處理,輸出濾波偏置電壓并傳遞至放大器電路;
4、所述頻率選擇性濾波單元為單極點傳輸系統(tǒng),其傳輸函數(shù)為:
5、
6、其中,為所述單極點傳輸系統(tǒng)的極點,vout為所述單極點傳輸系統(tǒng)的輸出電壓,vin為所述單極點傳輸系統(tǒng)輸入電壓,s為復頻域變量。
7、進一步的,所述單極點傳輸系統(tǒng)包括容性器件和阻性器件,通過調(diào)節(jié)所述容性器件和阻性器件的參數(shù)大小調(diào)節(jié)所述單極點傳輸系統(tǒng)極點的頻率。
8、進一步的,當信號頻率大于所述單極點傳輸系統(tǒng)的極點時,所述單極點傳輸系統(tǒng)對信號進行衰減。
9、進一步的,所述初始偏置電壓包括第一初始偏置電壓和第二初始偏置電壓;
10、所述濾波偏置電壓包括所述濾波偏置電壓包括第一濾波偏置電壓和第二濾波偏置電壓。
11、進一步的,所述頻率選擇性濾波單元包括第一濾波通路和第二濾波通路。
12、進一步的,所述第一濾波通路接收所述第一初始偏置電壓并輸出所述第一濾波偏置電壓;所述第二濾波通路接收所述第二初始偏置電壓并輸出所述第二濾波偏置電壓。
13、進一步的,所述偏置產(chǎn)生單元包括:
14、第一電流鏡,包括第一參考晶體管、第一鏡像晶體管及第二鏡像晶體管,所述第一參考晶體管接收基準電流,所述第一鏡像晶體管和第二鏡像晶體管均復制所述第一參考晶體管的電流;
15、第一源極跟隨器組,包括第一源極跟隨器和第二源極跟隨器,其中第二源極跟隨器的漏極連接到第一源極跟隨器的源極,第二源極跟隨器的柵極和第一源極跟隨器的柵極相連,共同輸出第一初始偏置電壓,所述第二鏡像晶體管為所述第一源極跟隨器提供偏置電流;
16、所述第一初始偏置電壓經(jīng)所述第一濾波通路后輸出第一濾波偏置電壓。
17、進一步的,所述偏置產(chǎn)生單元還包括,
18、第二電流鏡,包括第二參考晶體管和第三鏡像晶體管,所述第二參考晶體管接收基準電流,所述第三鏡像晶體管復制所述第二參考晶體管的電流;
19、第二源極跟隨器組,包括第三源極跟隨器和第四源極跟隨器,其中第三源極跟隨器的漏極連接到第四源極跟隨器的源極,第三源極跟隨器的柵極和第四源極跟隨器的柵極相連,共同輸出第二初始偏置電壓,所述第三鏡像晶體管為所述第四源極跟隨器提供偏置電流;
20、所述第二初始偏置電壓經(jīng)所述第二濾波通路后輸出第二濾波偏置電壓。
21、進一步的,所述放大器電路為class?ab放大器,所述class?ab放大器包括:
22、輸入級電路,所述輸入級電路包括差分對輸入結(jié)構(gòu)和折疊式共源共柵結(jié)構(gòu),其中所述差分對輸入結(jié)構(gòu)包括差分輸入晶體管對和偏置電流源;
23、輸出級電路,所述輸出級電路包括互補推挽輸出晶體管對和浮動電流源偏置電路,其中所述浮動電流源偏置電路用于使所述輸出級電路工作在ab類狀態(tài);
24、連接于所述輸入級電路與所述輸出級電路之間的頻率補償網(wǎng)絡,所述頻率補償網(wǎng)絡包括至少兩個補償電容,所述補償電容連接在所述輸入級電路中級聯(lián)晶體管的源極節(jié)點與所述輸出級電路的輸出端之間。
25、進一步的,所述第一濾波偏置電壓作用于所述放大器電路中第一晶體管的柵極,所述第二濾波偏置電壓作用于所述放大器電路中第二晶體管的柵極。
26、相比于現(xiàn)有技術(shù),本發(fā)明至少包括以下有益效果:通過將偏置產(chǎn)生單元與頻率選擇性濾波單元相結(jié)合,能夠有效濾除電源線上的高頻噪聲干擾、提高放大器電路在中高頻段的電源抑制比,還具有結(jié)構(gòu)簡單、易于集成、功耗低且設(shè)計靈活的特點,使得濾波偏置電壓的頻率響應特性可以根據(jù)特定應用場景靈活調(diào)整。
1.一種用于提升放大器電源抑制比的偏置產(chǎn)生電路,其特征在于,包括偏置產(chǎn)生單元及頻率選擇性濾波單元,所述頻率選擇性濾波單元與所述偏置產(chǎn)生單元相連;
2.如權(quán)利要求1所述的偏置產(chǎn)生電路,其特征在于,所述單極點傳輸系統(tǒng)包括容性器件和阻性器件,通過調(diào)節(jié)所述容性器件和阻性器件的參數(shù)大小調(diào)節(jié)所述單極點傳輸系統(tǒng)極點的頻率。
3.如權(quán)利要求1所述的偏置產(chǎn)生電路,其特征在于,當信號頻率大于所述單極點傳輸系統(tǒng)的極點時,所述單極點傳輸系統(tǒng)對信號進行衰減。
4.如權(quán)利要求1所述的偏置產(chǎn)生電路,其特征在于,
5.如權(quán)利要求4所述的偏置產(chǎn)生電路,其特征在于,所述頻率選擇性濾波單元包括第一濾波通路和第二濾波通路。
6.如權(quán)利要求5所述的偏置產(chǎn)生電路,其特征在于,所述第一濾波通路接收所述第一初始偏置電壓并輸出所述第一濾波偏置電壓;所述第二濾波通路接收所述第二初始偏置電壓并輸出所述第二濾波偏置電壓。
7.如權(quán)利要求6所述的偏置產(chǎn)生電路,其特征在于,所述偏置產(chǎn)生單元包括:
8.如權(quán)利要求7所述的偏置產(chǎn)生電路,其特征在于,所述偏置產(chǎn)生單元還包括,
9.如權(quán)利要求8所述的偏置產(chǎn)生電路,其特征在于,所述放大器電路為class?ab放大器所述class?ab放大器包括:
10.如權(quán)利要求9所述的偏置產(chǎn)生電路,其特征在于,所述第一濾波偏置電壓作用于所述放大器電路中第一晶體管的柵極,所述第二濾波偏置電壓作用于所述放大器電路中第二晶體管的柵極。