1.一种具有低功耗模式的d类放大器,包括:
第一独立输出级和第二独立输出级,所述第一独立输出级和所述第二独立输出级接收相应的第一电平电源电压和第二电平电源电压,以用于在相应的第一操作模式和第二操作模式期间驱动耦合到所述d类放大器的输出端的负载;
旁路开关,所述旁路开关能够控制成在所述第一操作模式期间将第二输出级与所述输出端断开,并且在所述第二操作模式期间将所述第二输出级连接到所述输出端;并且
其中,所述第一操作模式和所述第二操作模式是基于所述d类放大器的输出功率电平选择的。
2.根据权利要求1所述的d类放大器,还包括:
第一独立预驱动器级和第二独立预驱动器级,所述第一独立预驱动器级和所述第二独立预驱动器级接收相应的第一电平电源电压和第二电平电源电压,以用于驱动相应的第一独立输出级和第二独立输出级;
其中,在所述第二操作模式期间,所述第一预驱动器级被置于低功耗状态;并且
其中,在所述第一操作模式期间,所述第二预驱动器级被置于低功耗状态。
3.根据权利要求1所述的d类放大器,
其中,第一输出级和第二输出级包括驱动负载的相应的第一切换器件和第二切换器件;并且
其中,在所述第二操作模式期间,所述第一切换器件被置于高阻抗状态;并且
其中,在所述第一操作模式期间,所述第二切换器件被置于高阻抗状态。
4.根据权利要求1所述的d类放大器,还包括:
第三独立输出级,所述第三独立输出级接收第三电平电源电压,以用于在第三操作模式期间驱动所述负载,其中,所述第三电平电源电压大于所述第二电平电源电压且小于所述第一电平电源电压;
第二旁路开关,所述旁路开关能够控制成在所述第三操作模式期间将第三输出级与所述输出端断开,并且在所述第三操作模式期间将所述第三输出级连接到所述输出端;并且
其中,所述第一操作模式、所述第二操作模式和所述第三操作模式是基于所述d类放大器的输出功率电平选择的。
5.根据权利要求4所述的d类放大器,还包括:
第三独立预驱动器级,所述第三独立预驱动器级接收所述第三电平电源电压,以用于驱动所述第三独立输出级;
其中,在所述第二操作模式期间,所述第一预驱动器级和所述第三预驱动器级被置于低功耗状态;
其中,在所述第一操作模式期间,所述第二预驱动器级和所述第三预驱动器级被置于低功耗状态;并且
其中,在所述第三操作模式期间,所述第一预驱动器级和所述第二预驱动器级被置于低功耗状态。
6.根据权利要求4所述的d类放大器,
其中,第一输出级、所述第二输出级和所述第三输出级包括驱动所述负载的相应的第一切换器件、第二切换器件和第三切换器件;并且
其中,在所述第二操作模式期间,所述第一切换器件和所述第三切换器件被置于高阻抗状态;
其中,在所述第一操作模式期间,所述第二切换器件和所述第三切换器件被置于高阻抗状态;并且
其中,在所述第三操作模式期间,所述第一切换器件和所述第二切换器件被置于高阻抗状态。
7.根据权利要求1所述的d类放大器,
其中,在从所述第一操作模式到所述第二操作模式的转变期间,所述旁路开关被控制成在通过第一输出级的从所述负载到地的第一路径断开之前,建立通过第二输出级的从所述负载到地的第二路径;并且
其中,在从所述第二操作模式到所述第一操作模式的转变期间,所述旁路开关被控制成进行等待,直到建立通过所述第一输出级的从所述负载到地的所述第一路径,才断开通过所述第二输出级的从所述负载到地的第二路径。
8.根据权利要求1所述的d类放大器,
其中,所述第一操作模式和所述第二操作模式之间的转变是在所述负载的两个端子都连接到由所述第一独立输出级和所述第二独立输出级两者共享的功率轨的时刻进行的。
9.根据权利要求8所述的d类放大器,
其中,由所述第一独立输出级和所述第二独立输出级两者共享的功率轨被接地。
10.根据权利要求1所述的d类放大器,
其中,在脉宽调制(pwm)周期的开始时进行所述第一操作模式和所述第二操作模式之间的转变,所述脉宽调制(pwm)周期的开始发生在所述负载的两个端子都连接到由所述第一独立输出级和所述第二独立输出级两者共享的功率轨时。
11.根据权利要求1所述的d类放大器,
其中,从所述第一操作模式到所述第二操作模式的转变以及从所述第二操作模式到所述第一操作模式的转变是在到所述d类放大器的基带输入信号的电流零交叉处或电压零交叉处进行的。
12.根据权利要求11所述的d类放大器,还包括:
所述d类放大器的数据路径中的缓冲器,所述缓冲器被用于确定在所述输出功率电平升高到阈值以上之前,所述基带输入信号的电流零交叉或电压零交叉的位置;并且
其中,在所确定的位置处进行从所述第二操作模式到所述第一操作模式的转变。
13.根据权利要求1所述的d类放大器,
其中,集成电路包括所述d类放大器;
包括在所述集成电路中的电源电压缓冲放大器,所述电源电压缓冲放大器接收在所述集成电路外部生成的第三电平电源电压,其中所述电源电压缓冲放大器使用所述第三电平电源电压来生成提供给所述第二独立输出级的所述第二电平电源电压。
14.根据权利要求1所述的d类放大器,
电源电压缓冲放大器,所述电源电压缓冲放大器将所述第一电平电源电压提供给所述第一独立输出级;
其中,响应于从所述第一操作模式转变到所述第二操作模式的指示,在从所述第一操作模式到所述第二操作模式的转变之前,所述电源电压缓冲放大器将提供给第一输出级的所述第一电平电源电压降低到所述第二电平电源电压;并且
其中,响应于从所述第二操作模式转变到所述第一操作模式的指示,在从所述第二操作模式到所述第一操作模式的转变之前,所述电源电压缓冲放大器将提供给所述第一输出级的所述第二电平电源电压升高到所述第一电平电源电压。
15.一种用于操作具有低功耗模式的d类放大器的方法,包括:
提供第一独立输出级和第二独立输出级,所述第一独立输出级和所述第二独立输出级接收相应的第一电平电源电压和第二电平电源电压,以用于在相应的第一操作模式和第二操作模式期间驱动耦合到所述d类放大器的输出端的负载;
控制旁路开关以在所述第一操作模式期间将第二输出级与所述输出端断开,并且在所述第二操作模式期间将所述第二输出级连接到所述输出端;并且
其中,所述第一操作模式和所述第二操作模式是基于所述d类放大器的输出功率电平选择的。
16.根据权利要求15所述的方法,还包括:
提供第一独立预驱动器级和第二独立预驱动器级,所述第一独立预驱动器级和所述第二独立预驱动器级接收所述相应的第一电平电源电压和第二电平电源电压,以用于驱动所述相应的第一独立输出级和第二独立输出级;
在所述第二操作模式期间,将所述第一预驱动器级置于低功耗状态;以及
在所述第一操作模式期间,将所述第二预驱动器级置于低功耗状态。
17.根据权利要求15所述的方法,还包括:
其中,第一输出级和所述第二输出级包括驱动所述负载的相应的第一切换器件和第二切换器件;以及
在所述第二操作模式期间,将所述第一切换器件置于高阻抗状态;以及
在所述第一操作模式期间,将所述第二切换器件置于高阻抗状态。
18.根据权利要求15所述的方法,还包括:
提供第三独立输出级,所述第三独立输出级接收第三电平电源电压,以用于在第三操作模式期间驱动所述负载,其中,所述第三电平电源电压大于所述第二电平电源电压且小于所述第一电平电源电压;
控制第二旁路开关以在所述第三操作模式期间将第三输出级与所述输出端断开,并且在所述第三操作模式期间将所述第三输出级连接到所述输出端;并且
其中,所述第一操作模式、所述第二操作模式和所述第三操作模式是基于所述d类放大器的输出功率电平选择的。
19.根据权利要求18所述的方法,还包括:
提供第三独立预驱动器级,所述第三独立预驱动器级接收所述第三电平电源电压,以用于驱动所述第三独立输出级;
在所述第二操作模式期间,将所述第一预驱动器级和所述第三预驱动器级置于低功耗状态;
在所述第一操作模式期间,将所述第二预驱动器级和所述第三预驱动器级置于低功耗状态;以及
在所述第三操作模式期间,将所述第一预驱动器级和所述第二预驱动器级置于低功耗状态。
20.根据权利要求18所述的方法,还包括:
其中,第一输出级、所述第二输出级和所述第三输出级包括驱动所述负载的相应的第一切换器件、第二切换器件和第三切换器件;以及
在所述第二操作模式期间,将所述第一切换器件和所述第三切换器件置于高阻抗状态;
在所述第一操作模式期间,将所述第二切换器件和所述第三切换器件置于高阻抗状态;以及
在所述第三操作模式期间,将所述第一切换器件和所述第二切换器件置于高阻抗状态。
21.根据权利要求15所述的方法,还包括:
在从所述第一操作模式到所述第二操作模式的转变期间,控制所述旁路开关在通过第一输出级的从所述负载到地的第一路径断开之前,建立通过所述第二输出级的从所述负载到地的第二路径;以及
在从所述第二操作模式到所述第一操作模式的转变期间,进行等待,直到建立通过第一输出级的从所述负载到地的所述第一路径,才控制所述旁路开关将通过所述第二输出级的从所述负载到地的所述第二路径断开。
22.根据权利要求15所述的方法,
其中,所述第一操作模式和所述第二操作模式之间的转变是在所述负载的两个端子都连接到由所述第一独立输出级和所述第二独立输出级两者共享的功率轨的时刻进行的。
23.根据权利要求22所述的方法,
其中,由所述第一独立输出级和所述第二独立输出级两者共享的功率轨被接地。
24.根据权利要求15所述的方法,
其中,所述第一操作模式和所述第二操作模式之间的转变是在脉宽调制(pwm)周期的开始时进行的,所述脉宽调制(pwm)周期的开始发生在所述负载的两个端子都连接到由所述第一独立输出级和所述第二独立输出级共享的功率轨时。
25.根据权利要求15所述的方法,
其中,从所述第一操作模式到所述第二操作模式的转变以及从所述第二操作模式到所述第一操作模式的转变是在到所述d类放大器的基带输入信号的电流零交叉处或电压零交叉处进行的。
26.根据权利要求25所述的方法,还包括:
在所述d类放大器的数据路径中使用缓冲器来确定在所述输出功率电平升高到阈值以上之前,所述基带输入信号的电流零交叉或电压零交叉的位置;并且
其中,在所确定的位置处进行从所述第二操作模式到所述第一操作模式的转变。
27.根据权利要求15所述的方法,还包括:
其中,集成电路包括所述d类放大器;
通过包括在所述集成电路中的电源电压缓冲放大器来接收在所述集成电路外部生成的第三电平电源电压;以及
通过所述电源电压缓冲放大器使用所述第三电平电源电压来生成提供给所述第二独立输出级的所述第二电平电源电压。
28.根据权利要求15所述的方法,
提供电源电压缓冲放大器,所述电源电压缓冲放大器将所述第一电平电源电压提供给所述第一独立输出级;
其中,响应于从所述第一操作模式转变到所述第二操作模式的指示,在从所述第一操作模式到所述第二操作模式的转变之前,所述电源电压缓冲放大器将提供给第一输出级的所述第一电平电源电压降低到所述第二电平电源电压;并且
其中,响应于从所述第二操作模式转变到所述第一操作模式的指示,在从所述第二操作模式到所述第一操作模式的转变之前,所述电源电压缓冲放大器将提供给所述第一输出级的所述第二电平电源电压升高到所述第一电平电源电压。
29.一种用于改善d类放大器中的宽带共模抑制比(cmrr)的方法,包括:
以第一修整方式匹配第一比率和第二比率;
其中,所述d类放大器包括耦合到差分第一路径和第二路径的积分器;
其中,所述第一比率是在所述第一路径中反馈电阻与输入电阻的比率;
其中,所述第二比率是在所述第二路径中反馈电阻与输入电阻的比率;
在所述以第一修整方式匹配第一比率和第二比率之后,以第二修整方式匹配第一rc时间常数和第二rc时间常数;
其中,所述第一rc时间常数的r是具有第一匹配比率的电阻,并且所述第一rc时间常数的c是所述第一路径中的积分电容;并且
其中,所述第二rc时间常数的另一个r是具有第二匹配比率的电阻,并且所述第二rc时间常数的另一个c是所述第二路径中的积分电容。
30.根据权利要求29所述的方法,
其中,所述第一修整方式包括修整所述第一路径和所述第二路径中的至少一个路径中的至少一个电阻阵列;并且
其中,所述第二修整方式包括修整所述第一路径和所述第二路径中的至少一个路径中的至少一个电容阵列。
31.根据权利要求30所述的方法,
其中,所述匹配第一比率和第二比率包括修整所述至少一个电阻阵列以改变所述输入电阻和所述至少一个电阻阵列的等效电阻。
32.根据权利要求30所述的方法,
其中,所述至少一个电阻阵列相对于脉宽调制(pwm)输入信号是静态的,所述脉宽调制(pwm)输入信号切换所述差分第一路径和第二路径中的输入电阻。
33.根据权利要求30所述的方法,
其中,所述至少一个电阻阵列耦合到所述积分器的虚拟地。
34.根据权利要求33所述的方法,还包括:
其中,所述至少一个电容阵列包括在所述第一路径中的第一电容阵列和在所述第二路径中的第二电容阵列;
其中,所述第一电容阵列和所述第二电容阵列包括用于根据第二方式进行修整的开关;
其中,所述d类放大器包括在所述第一路径中的第一缓冲器和在所述第二路径中的第二缓冲器,所述第一缓冲器和所述第二缓冲器均耦合到所述积分器的虚拟地;以及
操作所述第一缓冲器和所述第二缓冲器中的一个缓冲器在所述第一电容阵列和所述第二电容阵列中的一个电容阵列上产生零电势,以减少附接到所述积分器的虚拟地的pn结面积。
35.根据权利要求29所述的方法,
其中,所述第一修整方式包括使用激光来修整所述反馈电阻和所述输入电阻中的一个或多个电阻,以匹配所述第一比率和所述第二比率;并且
其中,所述第二修整方式包括使用激光来修整所述积分电容中的一个或多个电容,以匹配所述第一rc时间常数和所述第二rc时间常数。
36.一种d类放大器,包括:
积分器,所述积分器耦合到差分第一路径和第二路径;
其中,所述第一路径和所述第二路径均包括反馈电阻、输入电阻和积分电容;
其中,第一比率是在所述第一路径中反馈电阻与输入电阻的比率,并且第二比率是在所述第二路径中反馈电阻与输入电阻的比率;
其中,所述第一比率和所述第二比率能够以第一修整方式进行匹配;
其中,第一rc时间常数的r为具有第一匹配比率的电阻,并且所述第一rc时间常数的c为所述第一路径中的积分电容,并且第二rc时间常数的另一个r为具有第二匹配比率的电阻,并且所述第二rc时间常数的另一个c是所述第二路径中的积分电容;并且
其中,所述第一rc时间常数和所述第二rc时间常数能够以第二修整方式进行匹配。
37.根据权利要求36所述的d类放大器,还包括:
所述第一路径和所述第二路径中的至少一个路径中的至少一个电阻阵列,其能够根据所述第一修整方式进行修整;以及
所述第一路径和所述第二路径中的至少一个路径中的至少一个电容阵列,其能够根据所述第二修整方式进行修整。
38.根据权利要求37所述的d类放大器,
其中,所述至少一个电阻阵列能够修整为改变所述输入电阻和所述至少一个电阻阵列的等效电阻,以匹配所述第一比率和所述第二比率。
39.根据权利要求38所述的d类放大器,
其中,所述至少一个电阻阵列相对于脉宽调制(pwm)输入信号是静态的,所述脉宽调制(pwm)输入信号切换所述差分第一路径和第二路径中的输入电阻。
40.根据权利要求36所述的d类放大器,
其中,所述至少一个电阻阵列耦合到所述积分器的虚拟地。
41.根据权利要求40所述的d类放大器,还包括:
其中,所述至少一个电容阵列包括在所述第一路径中的第一电容阵列和在所述第二路径中的第二电容;
其中,所述第一电容阵列和所述第二电容阵列包括用于根据第二方式进行修整的开关;
在所述第一路径中的第一缓冲器和在所述第二路径中的第二缓冲器,所述第一缓冲器和所述第二缓冲器均耦合到所述积分器的虚拟地;并且
其中,所述第一缓冲器和所述第二缓冲器能够操作为在所述第一电容阵列和所述第二电容阵列上产生零电势,以减少附接到所述积分器的虚拟地的pn结面积。
42.根据权利要求36所述的d类放大器,
其中,所述第一修整方式包括使用激光来修整所述反馈电阻和所述输入电阻中的一个或多个,以匹配所述第一比率和所述第二比率;并且
其中,所述第二修整方式包括使用激光来修整所述积分电容中的一个或多个,以匹配所述第一rc时间常数和所述第二rc时间常数。
43.一种由具有量化器和驱动器级的d类放大器执行的方法,其中,所述量化器和所述驱动器级具有组合增益,所述方法包括:
对于所述d类放大器的多个功率轨中的每个功率轨:
感测所述功率轨的电压值;以及
基于所感测到的电压值确定斜坡幅度;
同时:
将所述驱动器级从使用所述多个功率轨中的第一功率轨切换到使用所述多个功率轨中的第二功率轨;以及
将所述量化器从使用与所述第一功率轨相关联的斜坡幅度切换到使用与所述第二功率轨相关联的斜坡幅度,以使所述组合增益恒定。
44.根据权利要求43所述的方法,还包括:
其中,所述驱动器级包括多个独立输出级,所述多个独立输出级从所述多个功率轨接收相应的电源电压,以用于驱动所述d类放大器的负载;并且
其中,所述驱动器级从使用所述多个功率轨中的第一功率轨到使用所述多个功率轨中的第二功率轨的所述切换、以及所述量化器从使用与所述第一功率轨相关联的斜坡幅度到使用与所述第二功率轨相关联的斜坡幅度的所述切换是在脉宽调制(pwm)周期的开始时执行的,所述脉宽调制(pwm)周期的开始发生在所述负载的两个端子都连接到由所述多个独立输出级共享的功率轨时。
45.根据权利要求44所述的方法,还包括:
其中,所述量化器和所述驱动器级具有对应于所述多个输出级的多个组合增益;以及
校准所述多个组合增益中的每一个组合增益,使得所述多个组合增益匹配。
46.根据权利要求43所述的方法,还包括:
检测所述量化器的输出处的零占空比交叉;并且
其中,所述驱动器级从使用所述多个功率轨中的第一功率轨到使用所述多个功率轨中的第二功率轨的所述切换、以及所述量化器从使用与所述第一功率轨相关联的斜坡幅度到使用与所述第二功率轨相关联的斜坡幅度的所述切换是在所检测到的零占空比交叉处执行的。
47.一种d类放大器,包括:
接收不同电压的多个功率轨;
量化器;以及
驱动器级;
其中,所述量化器和所述驱动器级具有组合增益;
电路,被配置为:
对于所述d类放大器的多个功率轨中的每个功率轨:
感测所述功率轨的电压值;以及
基于所感测到的电压值确定斜坡幅度;
同时:
将所述驱动器级从使用所述多个功率轨中的第一功率轨切换到使用所述多个功率轨中的第二功率轨;以及
将所述量化器从使用与所述第一功率轨相关联的斜坡幅度切换到使用与所述第二功率轨相关联的斜坡幅度,以使所述组合增益恒定。
48.根据权利要求47所述的d类放大器,
其中,所述驱动器级包括多个独立输出级,所述多个独立输出级从所述多个功率轨接收相应的电源电压,以用于驱动所述d类放大器的负载;并且
其中,所述驱动器级从使用所述多个功率轨中的第一功率轨到使用所述多个功率轨中的第二功率轨的所述切换、以及所述量化器从使用与所述第一功率轨相关联的斜坡幅度到使用与所述第二功率轨相关联的斜坡幅度的所述切换是在脉宽调制(pwm)周期的开始时执行的,所述脉宽调制(pwm)周期的开始发生在所述负载的两个端子都连接到由所述多个独立输出级共享的功率轨时。
49.根据权利要求48所述的d类放大器,
其中,所述量化器和所述驱动器级具有对应于所述多个输出级的多个组合增益;以及
所述多个组合增益中的一个或多个是能够校准的,使得所述多个组合增益匹配。
50.根据权利要求47所述的d类放大器,还包括:
被配置为检测所述量化器的输出处的零占空比交叉的电路;并且
其中,所述驱动器级从使用所述多个功率轨中的第一功率轨到使用所述多个功率轨中的第二功率轨的所述切换、以及所述量化器从使用与所述第一功率轨相关联的斜坡幅度到使用与所述第二功率轨相关联的斜坡幅度的所述切换是在所检测到的零占空比交叉处执行的。
51.一种用于减小d类放大器中的失真的方法,所述d类放大器具有能够在具有不同的相应输出阻抗的多种模式下操作的驱动器级,所述方法包括:
感测所述d类放大器的负载处的电流;
基于所感测到的电流,确定所述驱动器级的相应输出阻抗的ir降;以及
将所述ir降添加到所述d类放大器的环路滤波器输出端,以补偿所述驱动器级的相应输出阻抗。
52.根据权利要求51所述的方法,还包括:
基于所感测到的电流,确定负载电流零交叉的位置;以及
在所确定的位置处,将所述d类放大器改变为以具有不同的相应输出阻抗的所述多个模式中的不同模式进行操作。
53.根据权利要求51所述的方法,还包括:
感测负载电压零交叉的位置;以及
在所感测到的位置处,将所述d类放大器改变为以具有不同的相应输出阻抗的所述多个模式中的不同模式进行操作。
54.一种d类放大器,包括:
具有输出端的环路滤波器;
能够以具有不同的相应输出阻抗的多种模式进行操作的驱动器级;以及
电路,被配置为:
感测所述d类放大器的负载处的电流;
基于所感测到的电流,确定所述驱动器级的相应输出阻抗的ir降;以及
将所述ir降添加到环路滤波器输出端,以补偿所述驱动器级的相应输出阻抗。
55.根据权利要求54所述的d类放大器,
其中,所述驱动器级的输出阻抗在所感测的负载电流的零交叉位置处是能够改变的。
56.根据权利要求54所述的d类放大器,
其中,所述驱动器级的输出阻抗在所感测的负载电压的零交叉位置处是能够改变的。