CN103973245B - 放大器电路以及应用于放大器电路的方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种放大器电路以及应用于放大器电路的方法，该放大电路位于一驱动器和一负载之间，当停用该驱动器时能够维持一输出信号的一位准，该放大器电路包含有一控制电路以及一充电/放电电路。该控制电路接收一参考信号以及对应供应至该负载的一输出信号的一反馈信号，以及依据该参考信号以及该反馈信号来产生一控制信号。该充电/放电电路时耦接至该控制电路，用来接收该控制信号，并依据该控制信号动态地对该输出信号的一位准进行充电/放电，以及动态地允许电流注入或是电流抽取以不同电流量来对该输出信号进行充电/放电。

Description

放大器电路以及应用于放大器电路的方法

技术领域

本发明涉及放大器领域，尤指一种放大器电路以及应用于放大器电路的方法，能够简单有效的将输出电压位准持续地维持在目标电压位准。

背景技术

对音频输出装置来说，驱动器用来驱动音频信号使其维持在目标电压位准，而放大器装置是用来缓冲音频信号并产生缓冲音频信号至负载，例如扬声器。然而，已知的放大器装置由于漏电流所导致的压降，往往无法使输出位准持续地维持在目标电压位准。一旦发生电压差便会造成爆音，这样的现象在音频信号中并不乐见。传统上是使用双重积分法来消除爆音，但缺点是此作法较为复杂。

发明内容

因此，本发明的目的之一是在于提供一种简单且有效的放大器以及相关方法，能够将输出电压位准持续地维持在目标电压位准。

依据本发明的一示范性实施例，提出一种放大器电路，该放大器电路是位于一驱动器和一负载之间，当停用该驱动器时能够维持一输出信号的一位准，该放大器电路包含有一控制电路以及一充电/放电电路。该控制电路接收一参考信号以及对应供应至该负载的一输出信号的一反馈信号，以及依据该参考信号以及该反馈信号来产生一控制信号。该充电/放电电路是耦接至该控制电路，用来接收该控制信号，并依据该控制信号动态地对该输出信号的一位准进行充电/放电，以及动态地允许电流注入或是电流抽取以不同电流量来对该输出信号进行充电/放电。

依据本发明的另一示范性实施例，提出一种应用于一放大器电路的方法，该放大器电路是位于一驱动器和一负载之间，当停用该驱动器时能够维持一输出信号的一位准，该方法包含有：接收一参考信号以及对应供应至该负载的一输出信号的一反馈信号；依据该参考信号以及该反馈信号来产生一控制信号；以及依据该控制信号动态地对该输出信号的一位准进行充电/放电，以及动态地进行充电/放电的步骤包含有：动态地允许电流注入或是电流抽取以不同电流量来对该输出信号进行充电/放电。

本发明所揭露的放大器电路能够在即使驱动器被关闭的情况之下，使负载维持输出电压位准，且不会消耗太多的功率，甚至不会消耗额外的功率。

附图说明

图1为依据本发明一第一实施例的一音频输出装置的示意图。

图2为依据本发明一第二实施例的一音频输出装置的示意图。

图3为依据本发明一第三实施例的一音频输出装置的示意图。

附图标记

具体实施方式

在说明书及上述的权利要求书中使用了某些词汇来指称特定的元件。本领域相关技术人员应可理解，制造商可能会用不同的名词来称呼同样的元件。本说明书及上述的权利要求书并不以名称的差异来作为区分元件的方式，而是以元件在功能上的差异来作为区分的准则。在通篇说明书及上述的权利要求项中所提及的“包含”为一开放式的用语，故应解释成“包含但不限定于”。另外，“耦接”一词在此是包含任何直接及间接的电气连接手段。因此，若文中描述一第一装置耦接于一第二装置，则代表该第一装置可直接电气连接于该第二装置，或通过其他装置或连接手段间接地电气连接至该第二装置。

请参考图1，图1为依据本发明一第一实施例的一音频输出装置（例如一耳机）100的示意图。音频输出装置100包含有一驱动器105、一负载110，例如一扬声器、以及一放大器电路115，其中放大器电路115是位于驱动器105以及负载110之间，能够减少爆音。放大器电路115能够在驱动器105被停用时，将一输出电压信号V_out的一位准维持在一目标电压位准，例如一目标共模电压位准V_CM。放大器电路115包含有一控制电路120以及一充电/放电电路125。控制电路120是用来接收一参考电压信号V_BG以及对应供应至负载110的一输出电压信号V_out的一反馈信号V_FB，以及依据参考信号V_BG以及反馈信号V_FB来产生一模拟控制信号V_C。充电/放电电路125是耦接至控制电路120，以及用来接收模拟控制信号V_C，并依据模拟控制信号V_C动态地对输出电压信号V_out的一位准进行充电/放电，以及动态地允许一电流源所供应的电流注入或是电流抽取以不同电流量来对输出电压信号V_out进行充电/放电，以维持输出电压信号V_out的该位准。

控制电路120包含有一电阻分压电路1201、可双模操作的一放大器1202、以及一反相器1203。在此实施例中，是采用一带隙（band-gap）电压信号来实现参考信号V_BG，其中该带隙电压信号即便在音频输出装置100的电源关闭时，仍能维持在相同电压位准，在此是用作一源参考信号。电阻分压电路1201包含有一电阻R1和一电阻R2，用来接收输出电压信号V_out以产生回授电压信号V_FB。放大器1202和反相器1203一起用来依据参考信号V_BG以及回授电压信号V_FB产生控制信号V_C至充电/放电电路125。

充电/放电电路125包含有一电流源1251以及一调节阀电路1252。充电/放电电路125是用来接收控制信号V_C以及依据控制信号V_C动态地调整电流源1251所注入及/或抽取的电流量，以动态地对输出电压信号V_out的该位准进行充电/放电，以避免电压突波并降低爆音的发生。电流源1251包含有一电流源I1和一电流源I2。电流源I1是用来产生注入电流，电流源I2是用来产生抽取电流。然而，在其它的实施例中，电流源1251亦可仅提供电流注入或是电流抽取的其中之一，此亦属于本发明的权利范围。

相对应的，调节阀电路1252包含有一第一晶体管M1连接至该电流注入以及一第二晶体管M2连接至该电流抽取，第一晶体管M1和第二晶体管M2是分别用来依据模拟控制信号V_C来调整或是调节流经调节阀电路1252的电流量，也就是说，调节阀电路1252是用来调整流进或是流出调节阀电路1252的该电流量，以适当地对输出电压信号V_out的该位准进行充电/放电来降低爆音。依据模拟控制信号V_C分别动态地开启/关闭第一晶体管M1和第二晶体管M2，以调整或是调节流经调节阀电路1252的该电流注入以及该电流抽取的该电流量。由于模拟控制信号V_C是一模拟信号（即具有连续的位准变化），第一晶体管M1和第二晶体管M2能够操作在若干阶段（不仅仅是全开或是全关）。由于第一晶体管M1和第二晶体管M2能够部分的开启/关闭，因此可以对该电流注入或是该电流抽取的该电流量进行微调。然而，在其它实施例中，亦可使用多个离散输出电压位准来模拟模拟控制信号V_C来设计放大器1202，亦可得到类似的效果。此外，图1中所示的调节阀电路1252是耦接于电流源1251以及输出电压信号V_out之间，但本发明并不以此为限。在其它实施例中，第一晶体管M1亦可整合进电流源I1，第二晶体管M2则可整合进电流源I2。或是亦可采用其它开关电路来实现第一晶体管M1和第二晶体管M2。

放大器1202具备双模式操作，包含有两操作模式，其一是一比较器模式，以及另一是一放大器模式。放大器1202的增益值是依据放大器1202所在的操作模式来决定。放大器1202至少具有用于该比较器模式的一第一增益设定以及用于该放大器模式的第二增益设定，其中该第一增益设定会产生一固定（或是近乎固定）的输出位准。初始状态下，放大器1202是使用该第一增益设定来控制充电/放电电路125来以一固定（或是近乎固定）的充电率来对输出电压信号V_out进行充电/放电，使达到该目标电压位准，例如V_CM。在较佳情况下，该输出位准的高度应该要足够完全地开启晶体管M1以及晶体管M2，以加速该充电/放电程序。当输出电压信号V_out接近该目标电压位准时，放大器1202会使用该第二增益设定来控制充电/放电电路125使输出电压信号V_out的该位准维持在该目标电压位准。放大器1202在该第一增益设定下是用作一比较器，用来输出相对高或相对低的位准来控制充电/放电电路125以相对全速对输出电压信号V_out进行充电/放电。而放大器1202在该第二增益设定下是用作一放大器，用来输出介于该高/低位准的电压位准来控制充电/放电电路125对输出电压信号V_out进行微调以维持输出电压信号V_out的该位准。操作在该放大器模式下的放大器1202所输出的该电压位准是高度相关于输出电压信号V_out和目标电压位准（例如V_CM）之间的电压差。举例来说，当输出电压信号V_out因为漏电流的影响而从V_CM往下掉，控制电路120会感测到此压降并且输出相对应于该感测结果的一控制量至充电/放电电路125。于是充电/放电电路125便可相对应地通过注入相对应的电流量至该输出节点以补偿该压降。当该压差逐渐减少，该注入电流也会逐渐变小，最终电流阀1252和电流源1251便可被关闭以节省功率。

一般来说，当控制电路120感测到参考电压信号V_BG和回授电压信号V_FB之间的一电压差大于一预定位准时，放大器1202是用作该比较器，并且操作在该比较器模式下。当控制电路120感测到参考电压信号V_BG和回授电压信号V_FB之间的该电压差不大于该预定位准时，放大器1202是用作该放大器，并且操作在该放大器模式下。也就是说，当放大器1202操作在该比较器模式时，放大器1202适用该第一增益设定；当放大器1202操作在该放大器模式时，放大器1202适用该第二增益设定。当参考电压信号V_BG和回授电压信号V_FB之间的该电压差大于该预定位准时，表示输出电压信号V_out的该位准并不接近一目标电压位准，例如共模电压位准V_CM，且放大器1202用来操作在该比较器模式下。反之，当参考电压信号V_BG和回授电压信号V_FB之间的该电压差不大于该预定位准时，表示输出电压信号V_out的该位准接近该目标电压位准，例如共模电压位准V_CM，且放大器1202用来操作在该放大器模式下。检测输出电压信号V_out的该位准是否接近共模电压位准V_CM的操作，是由放大器1202感测回授电压信号V_FB的该位准是否接近参考电压信号V_BG的该位准来完成。通过电阻分压电路1202的设计，可以感测回授电压信号V_FB的该位准是否接近参考电压信号V_BG的该位准来取代检测输出电压信号V_out是否接近共模电压位准V_CM的操作。不过，本发明并不以此为限，电阻分压电路1201仅是一选项，在其它的实施例中，若是可以提供目标共模电压位准V_CM至放大器1202的输入，便可将电阻分压电路1201从控制电路120中省去。换句话说，可以直接将输出电压信号V_out回授至放大器1202的该输入。

因此，依据参考电压信号V_BG以及回授电压信号V_FB，放大器1202便可自动地切换于该两操作模式。具体地说，通过放大器1202所应用的该特殊增益设计（例如图1中的区块图1202中所示，电压差大于该预定位准下的一固定的或是近乎固定的输出位准，以及电压差不大于该预定位准下的一倾斜的斜率而非一无限增益），放大器1202能够达到上述双模式操作。驱动器105是用来驱动负载110以输出音频信号。放大器电路115是用来降低电压突波所造成的爆音。在音频输出装置100开机前，提供至音频输出装置100的电源是关闭的。驱动器105和放大器电路115也是关闭的。输出电压信号V_out的该位准是维持在接地位准，即0伏特。通过电阻分压电路1201的操作，回授电压信号V_FB的该位准亦是维持在该接地位准。0伏特的回授电压信号V_FB以及一固定参考电压（例如1.2伏特）的参考电压信号V_BG会被输入至放大器1202。

当音频输出装置100开机时，驱动器105和放大器电路115都会被使能，并且一开始输出电压信号V_out和回授电压信号V_FB的该位准仍是0伏特。放大器1202是用来比较0伏特和参考电压信号V_BG的该位准。在初始情况下，放大器1202的两输入之间的电压差是大于该预定位准，放大器1202是操作在该比较器模式。由于0伏特是低于参考电压信号V_BG的该位准，因此放大器1202会输出一低位准，该低位准会被反相器1203转换为一高位准，且该高位准会被输出至调节阀电路1252中的晶体管M1和晶体管M2的栅极。调节阀电路1252中的N型金属氧化半导体M1会被开启来当作是一开启的开关，而调节阀电路1252中的P型金属氧化半导体M2仍保持关闭状态。在这样的情况下，N型金属氧化半导体M1会完全地被开启，好让电流源I1得以使用一固定且大注入电流来对输出电压信号V_out的该位准进行充电并使其快速地从0伏特提升上来。该固定且大注入电流会平稳地对输出电压信号V_out进行充电，几乎不会产生爆音。此外，在该比较器模式下，放大器1202的输出可以被视为是一比较结果信号，而通过使用反相器1203所产生或是得到并用来处理该比较结果信号的信号则可以被视为是用于控制晶体管M1和晶体管M2的一控制信号。

之后，由于该定电流注入的充电过程，输出电压信号V_out的该位准会逐渐变高，且输出电压信号V_out以及共模电压位准V_CM之间的电压差会逐渐变小。相对应地造成回授电压信号V_FB以及参考电压信号V_BG之间的电压差逐渐变小。当感测到回授电压信号V_FB以及参考电压信号V_BG之间的电压差逐渐变小且不大于该预定位准时，放大器1202便会操作在该放大器模式。在该放大器模式之下，放大器1202是用来使用该第二增益设定（例如一固定增益值）来依据该感测电压差输出介于该高位准和该低位准之间的一电压位准，以便对晶体管M1和晶体管M2的控制信号V_C进行微调来让输出电压信号V_out大致近似共模电压位准V_CM。该高位准和该低位准之间的输出电压位准可以被视为一放大器结果信号。模拟控制信号V_C是通过使用反相器1203来处理该输出电压位准所产生。模拟控制信号V_C（即该反相放大器结果信号）被施加在调节阀电路1252中的晶体管M1和晶体管M2各自的栅极之上，以将输出电压信号V_out的该位准微调至目标共模电压位准V_CM。此时晶体管M1会操作在三极管区，且晶体管M1的导通性是依据模拟控制信号V_C来控制，这样一来流经晶体管M1的电流量便可被控制电路120的模拟控制信号V_C所微控。

举例来说，当放大器1202是操作在该放大器模式下，若是放大器1202感测到输出电压信号V_out的该位准略低于目标共模电压位准V_CM，控制电路120所输出的模拟控制信号V_C是用来致使输出电压信号V_out的该位准逐渐地升高，并且准确地往目标共模电压位准V_CM来近似。一旦输出电压信号V_out的该位准达到和目标共模电压位准V_CM实质相等的大小时，放大器1202会感测到已不需要提升输出电压信号V_out的该位准，且控制电路120所输出的模拟控制信号V_C会用来关闭晶体管M1。理论上，在此范例中，当输出电压信号V_out的该位准被提升至接近目标共模电压位准V_CM时，晶体管M2已被关闭。因此，在此情况下，当不需要提升输出电压信号V_out的该位准时，模拟控制信号V_C会用来关闭晶体管M1和晶体管M2。理论上，当晶体管M1和晶体管M2都被关闭时，不会有电流被注入至调节阀电路1252或是从调节阀电路1252被抽取出来。也就是说，当没有漏电流存在时，晶体管M1和晶体管M2都会依据模拟控制信号V_C被关闭以维持输出电压信号V_out的该位准。因此，当输出电压信号V_out被维持在目标共模电压位准V_CM时，此设计可节省功率。

输出电压信号V_out被维持在目标共模电压位准V_CM之后，在某些特殊情形之下，控制电路120可微调模拟控制信号V_C以对晶体管M1或是晶体管M2的导通性进行微调，进而维持输出电压信号V_out在目标共模电压位准V_CM。换句话说，可依据模拟控制信号V_C来对晶体管M1和晶体管M2的至少其中之一的导通性进行微调，以补偿漏电流，使得输出电压信号V_out的位准得以被维持。举例来说，若是晶体管M2中存在漏电流，或是存在于晶体管M2中的漏电流大于晶体管M1中的漏电流，则控制电路120便可用来微调模拟控制信号V_C，好让晶体管M1的导通性增强以补偿晶体管M2中的漏电流，进而维持输出电压信号V_out在目标共模电压位准V_CM。在第二种情况下，若是晶体管M1中存在漏电流，或是存在于晶体管M1中的漏电流大于晶体管M2中的漏电流，则控制电路120便可用来微调模拟控制信号V_C，好让晶体管M2的导通性增强以补偿晶体管M1中的漏电流，进而维持输出电压信号V_out在目标共模电压位准V_CM。无论是上述哪种情况，控制电路120仅会使晶体管M1或是晶体管M2的导通性少量地增加，并不会造成大电流流经调节阀电路1252的情况，也不会消耗太多的功率。

相反的，若是放大器1202感测到输出电压信号V_out的该位准是高于目标共模电压位准V_CM，且放大器1202的两输入之间的电压差是高于一预定位准时，放大器1202会操作在该比较器模式下，并且被用来当作一比较器。在该比较器模式下，放大器1202被用来当作该比较器以提供该输入信号该第一增益设定。由于回授电压信号V_FB的该位准是高于参考电压信号V_BG的该位准，放大器1202会输出一高位准。反相器1203会将该高位准会转换为低位准，且该低位准会被输出至晶体管M1和晶体管M2各自的栅极。调节阀电路1252中的P型金属氧化半导体M2会被开启并用来当作是一开启开关，而N型金属氧化半导体M1会被关闭。在此情况下，P型金属氧化半导体M2会完全地被开启，好让电流源I2能够利用一固定且大抽取电流来快速地对输出电压信号V_out的该位准进行放电。该固定且大抽取电流会平稳地对输出电压信号V_out进行放电，几乎不会产生爆音。此外，在该比较器模式下，放大器1202的输出可以被视为是一比较结果信号，而通过使用反相器1203所产生或是得到并用来处理该比较结果信号的信号则可以被视为是用于控制晶体管M1和晶体管M2的一控制信号。

之后，由于该定电流抽取的放电过程，输出电压信号V_out的该位准会逐渐降低，且输出电压信号V_out以及共模电压位准V_CM之间的电压差会逐渐变小。相对应地造成回授电压信号V_FB以及参考电压信号V_BG之间的电压差逐渐变小。当感测到回授电压信号V_FB以及参考电压信号V_BG之间的电压差不大于该预定位准时，放大器1202便会操作在该放大器模式。在该放大器模式之下，放大器1202是用来使用该第二增益设定（例如一固定增益值）来依据该感测电压差输出介于该高位准和该低位准之间的一电压位准，以便对晶体管M1和晶体管M2的控制信号V_C进行微调来让输出电压信号V_out大致近似共模电压位准V_CM。该高位准和该低位准之间的输出电压位准可以被视为一放大器结果信号。晶体管M1和晶体管M2的模拟控制信号V_C是通过使用反相器1203来处理该输出电压位准所产生。模拟控制信号V_C（即该反相放大器结果信号）被施加在调节阀电路1252中的晶体管M1和晶体管M2各自的栅极之上，以将输出电压信号V_out的该位准微调至目标共模电压位准V_CM。

举例来说，当放大器1202是操作在该放大器模式下，若是放大器1202感测到输出电压信号V_out的该位准略高于目标共模电压位准V_CM，控制电路120所输出的模拟控制信号V_C是用来致使输出电压信号V_out的该位准逐渐地降低，并且准确地往目标共模电压位准V_CM来近似。一旦输出电压信号V_out的该位准达到和目标共模电压位准V_CM实质相等的大小时，放大器1202会感测到已不需要降低输出电压信号V_out的该位准，且控制电路120所输出的模拟控制信号V_C会用来关闭晶体管M2。理论上，在此范例中，当输出电压信号V_out的该位准被降低至接近目标共模电压位准V_CM时，晶体管M1已被关闭。因此，在此情况下，当不需要降低输出电压信号V_out的该位准时，模拟控制信号V_C会关闭晶体管M1和晶体管M2。理论上，当晶体管M1和晶体管M2都被关闭时，不会有电流被注入至调节阀电路1252或是从调节阀电路1252被抽取出来。也就是说，当没有漏电流存在时，晶体管M1和晶体管M2都会依据模拟控制信号V_C被关闭以维持输出电压信号V_out的该位准。因此，当输出电压信号V_out被维持在目标共模电压位准V_CM时，此设计可节省功率。

输出电压信号V_out被维持在目标共模电压位准V_CM之后，在某些特殊情形之下，控制电路120可微调模拟控制信号V_C以对晶体管M1或是晶体管M2的导通性进行微调，进而维持输出电压信号V_out在目标共模电压位准V_CM。换句话说，可依据模拟控制信号V_C来对晶体管M1和晶体管M2的至少其中之一的导通性进行微调，以补偿漏电流，使得输出电压信号V_out的位准得以被维持。举例来说，若是晶体管M1中存在漏电流，或是存在于晶体管M1中的漏电流大于晶体管M2中的漏电流，则控制电路120便可用来微调模拟控制信号V_C，好让晶体管M2的导通性增强以补偿晶体管M1中的漏电流，进而维持输出电压信号V_out在目标共模电压位准V_CM。在第二种情况下，若是晶体管M2中存在漏电流，或是存在于晶体管M2中的漏电流大于晶体管M1中的漏电流，则控制电路120便可用来微调模拟控制信号V_C，好让晶体管M1的导通性增强以补偿晶体管M2中的漏电流，进而维持输出电压信号V_out在目标共模电压位准V_CM。无论是上述哪种情况，控制电路120仅会使晶体管M1或是晶体管M2的导通性少量地增加，并不会造成大电流流经调节阀电路1252的情况，也不会消耗太多的功率。

有鉴于此，将放大器1202设计为双模式操作（该比较器模式以及该放大器模式），且在该比较器模式下，控制电路120能够控制调节阀电路1252来通过利用固定电流注入或是固定电流抽取来对输出电压信号V_out分别进行充电或是放电。因此，当输出电压信号V_out的该位准尚未接近目标共模电压位准V_CM时，调节阀电路1252便能够通过该固定电流注入或是该固定电流抽取来快速地增加或是减少输出电压信号V_out的该位准。除此之外，当输出电压信号V_out的该位准接近目标共模电压位准V_CM的该位准，或是输出电压信号V_out的该位准已经被维持在目标共模电压位准V_CM的该位准时，放大器1202便会操作在该放大器模式，并且通过调节阀电路1252来平稳地对输出电压信号V_out进行充电/放电，因而仍能通过使晶体管M1和晶体管M2的导通性略微增加以补偿些微的漏电流，进而使输出电压信号V_out维持在目标共模电压位准V_CM。理论上，可通过同步地关闭晶体管M1和晶体管M2来使输出电压信号V_out维持在目标共模电压位准V_CM。无论是略微增加导通性或是同步地关闭晶体管M1和晶体管M2，都不会消耗太多的功率，甚至不会消耗额外的功率。

此外，在其它的实施例中，调节阀电路1252和电流源1251的位置亦可互换。举例来说，电流源I1和晶体管M1的位置可以互换，而电流源I2和晶体管M2的位置亦可以互换。图2为依据本发明一第二实施例的一音频输出装置200的示意图。图2中所示的调节阀电路1252是经由电流源1251耦接至输出电压信号V_out。本发明中电流源I1和电流源I2的位置并不以此为限。

除此之外，可以使用差动对来实现该调节阀电路。请参考图3，图3为依据本发明一第三实施例的一音频输出装置300的示意图。如图3所示，音频输出装置300包含有一驱动器105、一负载110，例如一扬声器、以及位于驱动器105和负载110之间的一装置315，装置315是用来降低爆音。装置315是一放大器电路，包含有一控制电路320以及一充电/放电电路325。充电/放电电路325包含有一电流源1251以及一调节阀电路3252。电流源1251包含有一电流源I1及一电流源I2。调节阀电路3252是以两差动对来实现，该两差动对分别包含有晶体管M3、M4以及晶体管M5、M6。该第一差动对（晶体管M3、M4）连接至电流源I1所供应的电流注入，且该第二差动对（晶体管M5、M6）连接至电流源I2所供应的电流抽取。调节阀电路3252是用来动态地调整/调节流经该第一差动对（晶体管M3、M4）以及该第二差动对（晶体管M5、M6）的电流量，进而维持输出电压信号V_out的该位准。初始状态下，当音频输出装置300开机时，驱动器105和放大器电路115都会被使能，并且一开始输出电压信号V_out和回授电压信号V_FB的该位准仍是0伏特。放大器1202是用来比较0伏特和参考电压信号V_BG的该位准。在此初始情况下，放大器1202的两输入之间的电压差大于该预定位准，放大器1202操作在该比较器模式。在该比较器模式下，放大器1202被用来当作该比较器以提供该输入信号该第一增益设定。由于0伏特是低于参考电压信号V_BG的该位准，因此一低位准会被输出至调节阀电路3252中的晶体管M3和晶体管M5的栅极。调节阀电路3252中的P型金属氧化半导体M3会被开启来当作是一开启的开关，而调节阀电路3252中的N型金属氧化半导体M5仍保持关闭状态。P型金属氧化半导体M4的栅极会被连接至被设定为一参考位准的电压位准V_REF，例如1.2伏特或是1.34伏特。电流源I1所注入的电流会流经晶体管M3，使得输出电压信号V_out的该位准被充电并且从0伏特开始增加。此外，在此情况下，对其它差动对来说，由于参考位准V_REF，因此晶体管M5被关闭，而晶体管M6被导通。电流源I2所抽取的电流会流经晶体管M5，几乎不会造成爆音。除此之外，在该比较器模式下，放大器1202的输出可以被视为是一比较结果信号，而该比较结果信号可以被视为是用于控制晶体管M3和晶体管M5的一模拟控制信号V_C。

之后，由于该定电流注入的充电过程，输出电压信号V_out的该位准会逐渐变高，且输出电压信号V_out以及共模电压位准V_CM之间的电压差会逐渐变小。相对应地造成回授电压信号V_FB以及参考电压信号V_BG之间的电压差逐渐变小。当感测到回授电压信号V_FB以及参考电压信号V_BG之间的电压差逐渐变小且不大于该预定位准时，放大器1202便会判断输出电压信号V_out的该位准是接近目标共模电压位准V_CM的该位准，并且操作在该放大器模式。在该放大器模式之下，放大器1202是用来使用该第二增益设定来输出介于该高位准和该低位准之间的一电压位准，以便对晶体管M3和晶体管M5的控制信号V_C进行微调来让输出电压信号V_out大致近似共模电压位准V_CM。该高位准和该低位准之间的输出电压位准可以被视为一放大器结果信号。模拟控制信号V_C是被施加于晶体管M3和晶体管M5各自的栅极，以将输出电压信号V_out的该位准微调至目标共模电压位准V_CM的该位准。

放大器1202所输出的模拟控制信号V_C是接近目标共模电压位准V_CM的该位准。在一稳定状态下，电流源I1所注入的电流的一半会流经晶体管M4，电流源I2所抽取的电流的一半会流经晶体管M5。因此，在该稳定状态下，输出电压信号V_out会维持在目标共模电压位准V_CM。若是晶体管M5中存在漏电流，或是存在于晶体管M5中的漏电流大于晶体管M3中的漏电流，则控制电路320便可用来微调模拟控制信号V_C，好让晶体管M3的导通性略微增强好让更多的电流得以流经晶体管M3，以补偿晶体管M5中的漏电流，进而维持输出电压信号V_out在目标共模电压位准V_CM。相反的，若是晶体管M3中存在漏电流，或是存在于晶体管M3中的漏电流大于晶体管M5中的漏电流，则控制电路320便可用来微调模拟控制信号V_C，好让晶体管M5的导通性略微增强好让更多的电流得以流经晶体管M5，以补偿晶体管M3中的漏电流，进而维持输出电压信号V_out在目标共模电压位准V_CM。上述电流补偿操作能够在驱动器105被关闭的情况下，有效地维持输出电压信号V_out的该位准。

请再次参考图1以及图2，调节阀电路1252可以被视为一电流阀，使得驱动器105被关闭时，流经充电/放电电路125的电流量几乎为0，以维持输出电压信号V_out的该位准在目标共模电压位准V_CM的该位准。即使存在有些许的漏电流，调节阀电路1252也能够提供些许注入电流或是抽取电流来补偿漏电流，以维持输出电压信号V_out的该位准在目标共模电压位准V_CM的该位准，并且只会消耗些微功率，或甚至不会消耗额外功率。另外，关于图3中所示的调节阀电路3252，调节阀电路3252是用来当作一电流阀，以动态地平衡流经每一差动对中的晶体管，以维持输出电压信号V_out的该位准在目标共模电压位准V_CM的该位准。即使存在有些许的漏电流，调节阀电路3252也能够动态地平衡电流量来维持输出电压信号V_out的该位准在目标共模电压位准V_CM的该位准。输出电压信号V_out的该位准会被保持住并且不会逐渐地随时间减少，特别是当驱动器105被关闭的时候。换句话说，调节阀电路1252以及调节阀电路3252是用来监控输出电压信号V_out的该位准，并且只有在输出电压信号V_out的该位准发生约略变化的时候，即时校正输出电压信号V_out的该位准，使输出电压信号V_out的该位准保持在目标共模电压位准V_CM的该位准。除此之外，在其它的实施例中，经过适当的变化放大器1202，亦可将图1以及图2中的反相器1203从控制电路120移除。另外，若是准确的目标共模电压位准V_CM可得且可使用，亦能使用目标共模电压位准V_CM来代替上述参考电压V_BG，在这种情形之下，可以将电阻分压电路1201从控制电路120中移除。也就是说，放大器1202的非反相输入是被直接连接至输出电压信号V_out。上述的设计变化亦都属于本发明的权利范围。

除此之外，可将上述放大器电路100～300应用于系统中以处理不同信号（并不限定在音频信号的处理）。换句话说，放大器电路100～300可以被设计于一外部驱动器（即驱动电路）以及任意负载之间，以及用来接收一驱动信号和维持该任意负载的一输出电压位准。该任意负载并不限定于一音频扬声器。放大器电路100～300能够在即使该外部驱动器被关闭的情况之下，为该任意负载的维持输出电压位准。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。

Claims (14)

1.一种放大器电路，位于一驱动器和一负载之间，其特征在于，当停用所述驱动器时能够维持一输出信号的一位准，所述放大器电路包含有：

一控制电路，用来接收一参考信号以及对应供应至所述负载的一输出信号的一反馈信号，以及依据所述参考信号以及所述反馈信号来产生一控制信号；

一充电/放电电路，耦接至所述控制电路，用来接收所述控制信号，并依据所述控制信号动态地对所述输出信号的一位准进行充电/放电，以及动态地允许电流注入或是电流抽取以不同电流量来对所述输出信号进行充电/放电，以及

一放大器，具有一第一增益设定以及一第二增益设定，其中所述放大器是用来使用所述第一增益设定来控制所述充电/放电电路来对所述输出信号进行充电/放电以调整所述输出信号的所述位准，以及用来使用所述第二增益设定来控制所述充电/放电电路来维持所述输出信号的所述位准。

2.根据权利要求1所述的放大器电路，其特征在于，所述充电/放电电路包含有：

一电流源，用来提供所述电流注入或是所述电流抽取的至少其中之一；以及

一调节阀电路，耦接至所述电流源以及所述输出信号，用来连接所述电流注入或是所述电流抽取的所述至少其中之一，以及用来动态地调整或是调节流经所述调节阀电路的所述电流注入或是所述电流抽取的所述至少其中之一的电流量，以依据所述控制信号来对所述输出信号进行充电/放电。

3.根据权利要求2所述的放大器电路，其特征在于，所述调节阀电路包含有一第一晶体管连接至所述电流注入或一第二晶体管连接至所述电流抽取，且是依据所述控制信号分别动态地开启/关闭所述第一晶体管和所述第二晶体管，以调整或是调节流经所述调节阀电路的所述电流注入或是所述电流抽取的所述至少其中之一的所述电流量。

4.根据权利要求3所述的放大器电路，其特征在于，所述第一晶体管和所述第二晶体管的导通性是依据所述控制信号来微调，以维持所述输出信号的所述位准。

5.根据权利要求2所述的放大器电路，其特征在于，所述调节阀电路包含有一第一差动对连接至所述电流注入以及一第二差动对连接至所述电流抽取，且所述调节阀电路是用来动态地调整/调节流经所述第一差动对的所述电流注入的所述电流量，以及动态地调整/调节流经所述第二差动对的所述电流抽取的所述电流量，以维持所述输出信号的所述位准。

6.根据权利要求1所述的放大器电路，其特征在于，所述放大器具备双模式操作，包含有一比较器模式以及一放大器模式；所述放大器在所述第一增益设定下是用作一比较器，而所述放大器在所述第二增益设定下是用作一放大器。

7.根据权利要求6所述的放大器电路，其特征在于，当所述控制电路感测所述参考信号和所述反馈信号之间的一电压差是大于一预定位准时，所述放大器是操作在所述比较器模式且用来当作一比较器；以及当所述控制电路感测所述参考信号和所述反馈信号之间的所述电压差不大于所述预定位准时，所述放大器是操作在所述放大器模式且用来当作一放大器。

8.一种应用于一放大器电路的方法，所述放大器电路位于一驱动器和一负载之间，其特征在于，当停用所述驱动器时能够维持一输出信号的一位准，所述方法包含有：

接收一参考信号以及对应供应至所述负载的一输出信号的一反馈信号；

依据所述参考信号以及所述反馈信号来产生一控制信号，产生所述控制信号的步骤包含提供一放大器，所述放大器具有一第一增益设定以及一第二增益设定，使用所述第一增益设定来控制充电/放电电路来对所述输出信号进行充电/放电以调整所述输出信号的所述位准，以及使用所述第二增益设定来控制所述充电/放电电路来维持所述输出信号的所述位准；以及

依据所述控制信号动态地对所述输出信号的一位准进行充电/放电，以及动态地进行充电/放电的步骤包含有：

动态地允许电流注入或是电流抽取以不同电流量来对所述输出信号进行充电/放电。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，动态地允许所述电流注入或是所述电流抽取具不同电流量包含有：

提供所述电流注入或是所述电流抽取的至少其中之一；

提供一调节阀电路来连接所述电流注入或是所述电流抽取的所述至少其中之一；以及

动态地调整或是调节流经所述调节阀电路的所述电流注入或是所述电流抽取的所述至少其中之一的电流量，以依据所述控制信号来对所述输出信号进行充电/放电。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，动态地调整或是调节所述电流量的步骤包含有：

一第一晶体管连接至所述电流注入以及一第二晶体管连接至所述电流抽取；以及

依据所述控制信号分别动态地开启/关闭所述第一晶体管和所述第二晶体管，以调整或是调节流经所述调节阀电路的所述电流注入或是所述电流抽取的所述至少其中之一的所述电流量。

11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，动态地调整或是调节所述电流量的步骤另包含有：

依据所述控制信号来微调所述第一晶体管和所述第二晶体管的导通性，以维持所述输出信号的所述位准。

12.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，动态地调整或是调节所述电流量的步骤包含有：

提供一第一差动对连接至所述电流注入以及一第二差动对连接至所述电流抽取；以及

动态地调整/调节流经所述第一差动对的所述电流注入的所述电流量，以及动态地调整/调节流经所述第二差动对的所述电流抽取的所述电流量，以维持所述输出信号的所述位准。

13.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述放大器具备双模式操作，包含有一比较器模式以及一放大器模式；以及使用所述第一增益设定的步骤包含有：

将所述放大器在所述第一增益设定下用作一比较器：以及

将所述放大器在所述第二增益设定下用作一放大器。

14.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，当控制电路感测所述参考信号和所述反馈信号之间的一电压差大于一预定位准时，执行将所述放大器在所述第一增益设定下用作所述比较器的步骤；以及当所述控制电路感测所述参考信号和所述反馈信号之间的所述电压差不大于所述预定位准时，执行将所述放大器在所述第二增益设定下用作所述放大器的步骤。