[发明专利]利用输入级使共模信号反相的差动放大器

说明书

技术领域

本发明涉及一种差动放大器、一种包括差动放大器的设备、一种差动地放大差动信号的方法、和一种用于执行所述方法的步骤的计算机程序产品。

这样的设备的例子有电视接收机、以及其它消费类或非消费类产品、和用在消费类或非消费类产品中的电路，例如转换器和调谐器。

背景技术

从US6897726中知道一种现有设备，其公开了一种用于放大器电路的差动电路。该已知的差动放大器包括基础反馈回路，其为差动输入信号提供从输出到输入的负反馈。如果这些差动输入信号包括共模信号(共模成分)，则所述基础反馈回路至少为某些共模信号提供了从输出到输入的正反馈。该正反馈可能导致失真，因为差动放大器中的信号被箝位，和/或会使得差动放大器开始振荡。

第一现有解决方案试图避免失真和/或振荡，其中通过使用变压器来阻挡差动输入信号中的共模信号。该变压器通常具有不足的带宽。

在第二现有解决方案中，引入附加反馈回路，其只为共模信号提供从输出到输入的附加负反馈，该反馈等于或大于共模信号的从输出到输入的可能的正反馈。该附加反馈回路必须具有等于或大于基础反馈回路的带宽的带宽，这通常难以实现并且使得差动放大器复杂且昂贵。

所述已知设备具有缺点，特别是因为由基础反馈回路在为至少某些共模信号提供正反馈时产生的失真和/或振荡(其)只能通过较大程度地降低带宽和/或增加复杂性和成本才能避免。

发明内容

优选地提供一种差动放大器，其可以处理包括共模信号的差动输入信号，且无需为共模稳定性而引入反馈回路。

本发明另一目的是提供一种包括差动放大器的设备、一种差动地放大差动信号的方法、和一种用于执行所述方法的步骤的计算机程序产品，它们可以处理包括共模信号的差动输入信号，且无需为共模稳定性而引入反馈回路。

根据本发明的差动放大器包括：

-第一输入级，用于接收包括共模信号的差动输入信号，并用于输出第一差动中间信号，

-第二输入级，用于使所述共模信号反相，并用于将反相共模信号和所述第一差动中间信号合并成第二差动中间信号，以及

-输出级，用于接收所述第二差动中间信号，并用于输出差动输出信号。

所述第一(现有技术)输入级处理包括共模信号的差动输入信号，并且作为响应，产生第一差动中间信号。除了所述第一(现有技术)输入级之外，通过引入第二输入级，有害的共模信号在第二输入级中被很大程度地除去，所述第二输入级只处理共模信号，使共模信号反相，然后将这些反相共模信号和第一差动中间信号合并成第二差动中间信号。从第二输入级提供给输出级的所述第二差动中间信号包括减少了的共模信号或者甚至根本没有共模信号。因此，不再需要为了确保共模稳定性而引入从差动输出到差动输入的反馈回路。其结果是，根据本发明的差动放大器可以处理包括共模信号的差动输入信号，且无需为共模稳定性而引入反馈回路。

根据本发明的差动放大器的另一优点在于，所述第二输入级在有害的共模信号到达输出级之前很大程度地去除了它们，而不依赖于是否存在从差动输出到差动输入的基础反馈回路。

根据本发明的差动放大器的实施例的特征在于所述第一输入级包括折叠共射共基极，所述第二输入级包括镜像级，所述输出级包括共主电极。不排除其它类型的级。

根据本发明的差动放大器的实施例的特征在于所述第一输入级包括具有构成差动输入的控制电极的第一和第二晶体管，所述第一和第二晶体管还具有彼此耦合的第一主电极。经由所述第一和第二晶体管的第二主电极提供所述第一差动中间信号。

根据本发明的差动放大器的实施例的特征在于所述第二输入级包括具有分别耦合至所述第一和第二晶体管的控制电极的控制电极的第三和第四晶体管，所述第三和第四晶体管还具有彼此耦合的第二主电极。经由所述第三和第四晶体管的第二主电极提供所述共模信号。

根据本发明的差动放大器的实施例的特征在于所述第一和第二晶体管的第一主电极还经由第一电流源耦合至第一参考端，并且所述第三和第四晶体管的第一主电极彼此耦合并经由第二电流源耦合至所述第一参考端。在此情况下，所述第一和第二输入级各自具有耦合至第一参考端的电流源，例如正电压电源。分离的电流源改善了差动放大器的噪声表现。

根据本发明的差动放大器的实施例的特征在于所述第一和第二晶体管的第一主电极还耦合至所述第三和第四晶体管的第一主电极，并经由第一电流源耦合至所述第一参考端。在此情况下，所述第一和第二输入级具有耦合至第一参考端的公共的电流源，例如正电压电源。公共的电流源减少了差动放大器中的元件数量。