[发明专利]包括静态电流控制电路的运算放大器装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种运算放大器装置，它包括一个对本运算放大器装置的静态输出电流进行控制的电路。

背景技术

在这个技术领域内已经知道有这样的运算放大器装置，例如可参见H.Casier、P.Wouters、B.Graindourze和D.Sallaerts的文章“A3.3VLow-distortion ISDN Line DriVer with a Novel Quiescent CurrentControl Circuit”，IEEE Journal of Solid-State Circuits，Vol.33，No.7，July 1998，pp1130-1133。其中，在第1132页上示出和说明了一种含有静态电流控制电路的放大器装置。主要是在由一个简单的反相器和一个交叉检测器组成的比较器内对在运算放大器输出级的两个输出支路的每个支路内的电流进行检测和比较。所执行的比较是与一个基准电流Iref相比较。比较器的输出通过一个充电激励电路反馈到放大器装置的输入级，该充电激励电路根据比较器输出信号对一个保持电容器充电或放电：如果检测到两个输出电流都比目标或基准静态电流大，就使电容器放电；而如果检测到两个输出电流都比目标静态电流小，就对电容器充电。电容器上的电荷量再通过一个缓存衰减器变换成一个共同电压差，加在构成输出级前一级的两个误差放大器的正输入端之间。这个共同电压差，可以认为是这两个放大器各自输入偏压的一个共同改变量。

这种现有技术的方法的一个缺点是它依赖于放大器装置的操作和依赖于电流监控与比较电路(交叉检测电路)和调整电路(充电激励电路)的速度。实际上，如在这篇现有技术文章中第1132页第1栏中所明确的那样，静态电流在输出驱动器的静态转换期间被采样，因此只要交叉检测和充电激励电路快到足以跟得上输入信号的变换，就不会对静态电流控制有所限制。然而，这导致较高的功率消耗。

这种现有技术的电路和方法的另一个缺点是它不够精确，特别是在用作xDSL线路驱动器时。xDSL表示诸如ADSL(非对称数字用户线路)、VDSL(超高速数字用户线路)和其他DSL应用之类的所有数字用户线路(DSL)应用。

此外，控制静态电流大小的电压在输出电压过零时更新，这将引起失真。对于例如在这篇现有技术文章中所提到的ISDN应用来说，这还是可接受的。然而，对于上述的xDSL应用来说，对失真有着比ISDN应用严格得多的要求，因此在这些技术领域就不能再使用这种现有技术的方法。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种运算放大器装置，这种运算放大器装置含有以上所知类型的对本运算放大器装置的输出级的静态电流进行控制的电路，但是与所提到的现有技术的方法和电路相比，它的功率利用率更高、更为精确，而且所引起的失真也更小。

按照本发明，能实现这个目的是因为所述静态电流控制模块可以基于离线测量和控制以数字方式控制前级偏压的改变，从而不再依赖于放大器本身的操作。离线意味着没有输入信号加到运算放大器上，而所有的偏置条件都加上。此外，由于放大器在静态电流控制期间没有交流信号输入，不消耗动态功率，因此可以得到一种功率利用率高得多的、不受干扰的装置。而且，与用现有技术的方法实现的模拟控制相比，数字控制通常精度较高。

静态电流控制电路包括一个数字控制模块，所述数字控制模块可以根据从一个包括在所述静态电流控制电路内的接在所述输出级与所述数字控制模块之间的电流检测与比较模块接收的至少一个信号，对所述输入偏压的共同调整进行控制，所述电流检测与比较模块可以测量在所述输出级的两个串联支路内的输出电流，将它们分别与一个预定的基准电流进行单独比较，产生表示所述比较的结果的所述至少一个信号发送给所述数字控制模块。

通过将输出级的两个串联支路内的两个输出电流与预定目标值进行单独比较，使偏压控制取决于单独比较的结果，从而可以得到比现有技术的系统高得多的精度。确实，在上面所提到的现有技术的文件中表明，两个输出电流必须都高于或者都低于目标值才能控制偏压改变。采用本发明，可以根据两个输出电流之一与目标值的单独比较结果对偏压进行控制。

静态电流控制电路还可以对所述输出级的所述两个串联支路内的所述输出电流进行差动控制。

这个附加的特征使这种放大器装置不仅可以对静态输出电流进行共同调整，而且还可以对它们进行差动调整，使它们相等。

与仅允许以共同模式调整两个静态电流，只能使它们都增大或减小而不能使它们相等的现有技术相比，本发明的方法精确得多。