[发明专利]具有可控输出模式的运算放大器

说明书

本发明公开了一种运算放大器，该运算放大器具有图腾柱连接的输出晶体管，该输出晶体管具有耦接到多路复用器的输入以用于可选择地耦接该多路复用器的信号和电压电平。除了正常耦接该多路复用器的信号之外，该高输出晶体管和低输出晶体管可被迫硬导通或硬截止。该输出晶体管的操作可被动态地改变以仅传递正向信号、负向信号，被置于三态高阻抗状态，被硬连接到供电电压和/或被硬连接到供电公共回路。核心独立外围设备(CIP)也可耦接到该运算放大器以用于实时动态地改变该多路复用器输入，耦接到该多路复用器的控制的电路外部控制信号也可实时动态地改变该多路复用器输入。

相关专利申请

本申请要求于2018年10月11日提交的名称为“具有峰值跟踪和保持输出模式的运算放大器”的共同拥有的美国临时专利申请序列号62/744,276的优先权，并且据此以引用方式并入本文以用于所有目的。

技术领域

本公开涉及运算放大器，并且更具体地，涉及具有可控输出模式的运算放大器。

背景技术

AC耦合波形通常需要DC电平恢复以用于处理。为了实现对最小值和最大值的这种检测，信号波形的电压需要生成偏移。电路可用于实时跟踪信号波形的最小或最大电压振幅值，并将该电压电平提供给DC电平恢复电路。通常，利用运算放大器和外部二极管/晶体管来实现这种跟踪，如图1a和图1b所示。

已知的设计使用外部二极管/晶体管将运算放大器的图腾柱输出转换成仅高侧/低侧驱动器。这有两个问题，二极管/晶体管的正向偏置电压减小了共模范围，并且无法动态地控制输出配置将设计限制为所选择的电路布局选项。此外，需要外部开关来复位运算放大器输出和/或进行输出信号消隐，如图2a和图2b所示。

发明内容

因此，需要一种以增大的共模范围实时跟踪最大和/或最小波形振幅并且不需要耦接到峰值检测运算放大器的外部二极管和/或开关的方法。

根据实施方案，具有可控输出模式的运算放大器可包括：差分输入晶体管对；第一多路复用器，该第一多路复用器具有耦接到供电电压的第一输入、耦接到该差分输入晶体管对的第二输入、耦接到供电公共回路的第三输入以及耦接到第一输出晶体管的输入的输出；第二多路复用器，该第二多路复用器具有耦接到该供电电压的第一输入、耦接到该差分输入晶体管对的第二输入、耦接到该供电公共回路的第三输入以及耦接到第二输出晶体管的输入的输出；和控制电路，该控制电路耦接到该第一复用器和该第二复用器以用于选择该第一复用器和该第二复用器的该输入。

根据另一实施方案，该第一输出晶体管和该第二输出晶体管可被图腾柱配置并且二者之间具有输出，其中该第一输出晶体管可耦接到该供电电压，并且该第二输出晶体管可耦接到该供电公共回路。根据另一实施方案，当可选择该第一多路复用器的该第一输入时，该第一输出晶体管可被硬导通。根据另一实施方案，当可选择该第一多路复用器的该第二输入时，该第一输出晶体管可由该差分输入晶体管对控制。根据另一实施方案，当可选择该第一多路复用器的该第三输入时，该第一输出晶体管可截止。根据另一实施方案，当可选择该第二多路复用器的该第一输入时，该第二输出晶体管可截止。根据另一实施方案，当可选择该第二多路复用器的该第二输入时，该第二输出晶体管可由该差分输入晶体管对控制。根据另一实施方案，当可选择该第二多路复用器的该第三输入时，该第二输出晶体管可被硬导通。

根据另一实施方案，可使用到该控制电路的外部连接以从外部控制对该第一多路复用器和该第二多路复用器的该输入的该选择。根据另一实施方案，核心独立外围设备(CIP)可耦接到该控制电路。根据另一实施方案，该CIP可具有耦接到该差分输入晶体管对的输入以用于测量其上的电压的输入。根据另一实施方案，该CIP可具有耦接到该第一输出晶体管和该第二输出晶体管的输出以用于从其测量输出电压的输入。