[发明专利]一种加速运放稳定的电路及方法

说明书

本发明公开一种加速运放稳定的电路及方法，电路包括交流检测放大电路、第一比较器、第二比较器、第一开关器件及第二开关器件；交流检测放大电路检测所述运放的输出vout并将获得的检测信号分别输入第一比较器和第二比较器；第一比较器的输出控制第一开关器件的通断，第二比较器的输出控制第二开关器件的通断；第一开关器件将所述运放的输出vout与电源VCC连接或断开，第二开关器件将所述运放的输出与地连接或断开。本发明利用检测运放输出节点的交流信号幅度来决定是否开启辅助加速稳定功能，避免需要运放差分输入端压差较大的要求，也避免在跟踪低频输入信号时，由于直接检测运放输出节点直流电平导致不需要开启辅助加速功能情形，节省不必要的功耗。

技术领域

本发明涉及电子电路技术领域，具体涉及一种加速运算放大器(运放)稳定的电路及方法。

背景技术

运算放大器(简称运放)作为模拟电路的基础模块被广泛应用，在很多领域需要较短的稳定时间，例如应用于ADC前端可变增益驱动器。现有的加速运放稳定过程的技术，要么要求运放两输入端存在较大压差，要么直接探测运放输出直流电平，加速大摆幅输出情况下的稳定时间，如图1和图2所示。例如专利US6359512 B1，US2012/0013378 A1，US8089314 B2。

不过有些运放应用场合，虽然运放输出摆幅大，但是其两端输入差分电压差也不大，直接利用差分输入电压差难以获得期望的加速稳定功能，有时运放输出摆幅大，但是工作频率很低，例如仅仅有几十kHz，这种情况也不需要加速稳定功能，但是如果运放配置于较大放大倍数，输入信号来自多路选择单元，由于通道切换时，导致运放输出大摆幅，这种特殊应用场合就需要运放加速稳定功能。典型应用如图3所示。其中ch0～ch3都是低频输入信号，但是彼此之间独立。如果固定选择任何一个通道时，即使输出vout是大摆幅输出信号，但是由于每个通道的工作频率很低，运放有足够时间跟踪输入信号变化，这时候不需要运放有加速稳定过程。但是当从ch0切换到ch1时，由于切换通道导致运放输出vout大摆幅变化，这时候就要求运放有加速稳定功能了，且注意到此时运放输入端电压变化幅度也不大。目前大多数运放加速稳定技术都不能解决图3遇到的应用场合。原因有二：1.由于运放配置在放大模式，即使小的输入信号变化也会导致运放输出大摆幅变化，很难通过利用运放两端输入电压差的变化加速运放稳定过程；2、当输入信号是低频信号时，即使导致运放大摆幅输出波动，但是由于运放输出能够及时跟踪输入信号变化速度，不需要开启运放输出加速稳定过程，但是由于输入信号快速切换(如输入信号源变化),这时候要求开启运放输出加速稳定功能，及时跟踪运放输入信号变化，这意味着不能直接根据运放输出直流电平来判断是否开启运放输出加速稳定过程。

发明内容

本发明旨在提出一种新型的加速运放大摆率输出稳定的电路技术方案，弥补现有运放输出加速稳定技术的在某些运放应用场合的缺陷。本发明的目的由以下技术方案实现：

一种加速运放稳定的电路，其特征在于，包括交流检测放大电路、第一比较器、第二比较器、第一开关器件及第二开关器件；交流检测放大电路检测所述运放的输出vout并将获得的检测信号分别输入第一比较器和第二比较器；第一比较器的输出控制第一开关器件的通断，第二比较器的输出控制第二开关器件的通断；第一开关器件将所述运放的输出vout与电源VCC连接或断开，第二开关器件将所述运放的输出与地连接或断开。

作为具体的技术方案，所述交流检测放大电路获得的检测信号为同相交流放大信号ac_p和反相交流放大信号ac_n，所述第一比较器、第二比较器均为施密特比较器，第一比较器用于将所述同相交流放大信号ac_p和反相交流放大信号ac_n的差分电压与设定的低电平至高电平的翻转阈值电压vtrp进行比较，第二比较器用于将所述同相交流放大信号ac_p和反相交流放大信号ac_n的差分电压与设定的高电平至低电平的翻转阈值电压-vtrn进行比较。