CN106249793B - 电源稳压器电路 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种电源稳压器电路，包括第一晶体管、第一分压电阻、第二分压电阻、放大器和信号处理器，第一晶体管的源极接至电源电压，第一晶体管的漏极连接至输出电压。第一分压电阻串联连接至第一晶体管的漏极，第二分压电阻一端串联连接至第一分压电阻，另一端接地。放大器的同相输入端连接至第一分压电阻和第二分压电阻之间，放大器的反相输入端连接至信号处理器的输出端，放大器的输出端连接至第一晶体管的栅极。与相关技术相比，本发明的电源稳压电路运用在麦克风放大器时，在提供足够的电源抑制比的同时，输出电压能够跟随电源电压，从而不会限制麦克风放大器的输出电压范围和声学过载点。

Description

电源稳压器电路
【技术领域】
本发明涉及一种电路，尤其涉及一种运用在MEMS工艺的麦克风放大器的电源稳压器电路。
【背景技术】
麦克风放大器电路主要包括MEMS传感器和ASIC(Application-SpecificIntegrated Circuit，专用集成电路)，两者电性连接以实现将声音信号转换成电信号从而实现麦克风的功能。
相关技术的麦克风放大器电路中，电源在217赫兹处的电源抑制比(Power SupplyRejection Ratio，PSRR)决定了噪声从电源到输出的耦合能力。由于电流源的输出阻抗并非无限大，导致所述麦克风放大器电路普遍存在着电流消耗较大，PSRR较低的问题，一般只能达到80dB。为了降低噪声和提高输出端信噪比(Signal-Noise-Ratio，SNR)，通常在所述麦克风放大器电路外部并联一个几微法的电容于电源和接地之间。为了提高PSRR，通常在电路中使用电源稳压器对所述麦克风放大器电路提供电源。
然而，相关技术的电源稳压器的输出电压为固定值，而当所述麦克风放大器电路应用于电池供电系统中时，电池输出电压随着时间变化而有较大变化范围。为了适应电池供电，所述电源稳压器的输出电压需要低于电池最低电压，即电池接近耗尽时电压，这就意味着限制了所述麦克风放大器电路在新电池使用时的电压输出范围，即限制了所述麦克风放大器电路的声过载点(Acoustic Overload Point，AOP)。
因此，有必要提供一种新的电源稳压器电路以解决上述问题。
【发明内容】
本发明的目的在于提供一种电源稳压器电路，该电路运用在麦克风放大器时，在提供足够的电源抑制比的同时，输出电压能够跟随电源电压，从而不会限制麦克风放大器的输出电压范围和声学过载点。
为了达到上述目的，本发明提供了一种电源稳压器电路，包括第一晶体管、第一分压电阻、第二分压电阻、放大器和信号处理器；
所述第一晶体管的源极作为所述电源稳压器电路的输入端连接至电源电压，所述第一晶体管的漏极作为所述电源稳压器电路的输出端连接至输出电压；
所述第一分压电阻串联连接至所述第一晶体管的漏极；
所述第二分压电阻一端串联连接至所述第一分压电阻，另一端接地；
所述放大器的同相输入端连接至所述第一分压电阻和所述第二分压电阻之间，所述放大器的反相输入端连接至所述信号处理器的输出端，所述放大器的输出端连接至所述第一晶体管的栅极；
所述信号处理器的输入端连接至所述电源电压，所述信号处理器用于对所述电源电压依次进行分压和滤波处理。
优选的，所述信号处理器包括分压器和滤波器，所述分压器的一端连接至所述电源电压，另一端连接至所述滤波器的输入端，所述滤波器的输出端连接所述放大器的反相输入端。
优选的，所述分压器包括第三分压电阻和第四分压电阻，所述第三分压电阻一端连接至所述电源电压，另一端连接至所述滤波器的输入端；所述第四分压电阻串连至所述第三分压电阻并接地。
优选的，所述滤波器包括第二晶体管和电容，所述第二晶体管的栅极连接至所述第二晶体管的漏极，所述第二晶体管的源极连接至所述第三分压电阻与所述第四分压电阻之间，所述第二晶体管的漏极连接至所述放大器的反相输入端；所述电容的一端连接至所述第二晶体管的漏极，另一端接地。
优选的，所述滤波器的带宽的下限值小于1Hz。
优选的，所述滤波器还包括第三晶体管，所述第三晶体管的栅极连接至控制电压，所述第三晶体管的源极连接至所述第二晶体管的源极，所述第三晶体管的漏极连接至所述第二晶体管的栅极，所述第三晶体管用于对所述电容快速充电。
优选的，所述电容为交流耦合电容。
与相关技术相比，本发明的电源稳压器电路通过所述分压器和所述滤波器对所述电源电压依次进行分压和滤波处理，处理后的电压跟随所述电源电压成正比例变化，且处理后的所述电压具有一定的PSRR值，在提供足够的电源抑制比的同时，输出电压能够跟随电源电压，从而不会限制麦克风放大器的输出电压范围和声学过载点。
【附图说明】
图1为本发明电源稳压器电路的电路图；
图2为本发明电源稳压器电路的较佳实施例的电路图。
【具体实施方式】
下面结合附图和实施方式对本发明作进一步说明。
请参阅图1，为本发明电源稳压器电路的电路图。本发明提供的电源稳压器电路10包括第一晶体管M1、第一分压电阻R1、第二分压电阻R2、放大器A1和信号处理器1。
所述第一晶体管M1的源极作为所述电源稳压器电路10的输入端连接至电源电压VDD，所述第一晶体管M1的漏极作为所述电源稳压器电路10的输出端连接至输出电压VLDO。
所述第一分压电阻R1串联连接至所述第一晶体管M1的漏极；所述第二分压电阻R2一端串联连接至所述第一分压电阻R1，另一端接地。
所述放大器A1的同相输入端连接至所述第一分压电阻R1和所述第二分压电阻R2之间，所述放大器的反相输入端连接至所述信号处理器1的输出端，所述放大器A1的输出端连接至所述第一晶体管M1的栅极。
所述信号处理器1的输入端连接至所述电源电压VDD，所述信号处理器1用于对所述电源电压VDD依次进行分压和滤波处理并得到第一参考电压V1，并使得所述第一参考电压V1与所述电源电压VDD成正比，且V1具有一定的PSRR，进而使得所述输出电压VLDO与所述电源电压VDD成正比，且所述输出电压VLDO处具有一定PSRR值。
本实施方式中，所述信号处理器1包括分压器11和滤波器12。所述分压器11的一端连接至所述电源电压VDD，另一端连接至所述滤波器12的输入端，所述滤波器12的输出端连接所述放大器A1的反相输入端。
请参阅图2，为本发明电源稳压器电路的较佳实施例的电路图。具体的，所述分压器11包括第三分压电阻R3和第四分压电阻R4，所述第三分压电阻R3一端连接至所述电源电压VDD，另一端连接至所述滤波器12的输入端；所述第四分压电阻R4串连至所述第三分压电阻R3并接地。
所述滤波器12包括第二晶体管M2、第三晶体管M3和电容C1。所述第二晶体管M2的栅极连接至所述第二晶体管M2的漏极，所述第二晶体管M2的源极连接至所述第三分压电阻R3与所述第四分压电阻R4之间，所述第二晶体管M2的漏极连接至所述放大器A1的反相输入端。所述第三晶体管M3的栅极连接至控制电压VFastOn，所述第三晶体管M3的源极连接至所述第二晶体管M2的源极，所述第三晶体管M3的漏极连接至所述第二晶体管M2的栅极。所述电容C1的一端连接至所述第二晶体管M2的漏极，另一端接地。
本实施方式中，所述电容C1为交流耦合电容。
所述电源电压VDD被所述分压器11分压处理和被所述滤波器12滤波处理后提供所述第一参考电压V1，且所述第一参考电压V1具有一定PSRR，本实施方式中，所述第一参考电压V1的PSRR可为50dB。
所述第二晶估管M2和所述电容C1形成的所述滤波器12(具体为低通滤波)其带宽的下限值小于1Hz。而在217Hz处，所述第一参考电压V1的PSRR可达到大于50dB。所述第三晶体管M3相当于一个开关，当所述电源稳压器电路10在初始化时，所述第三晶体管M3打开，用于对所述电容C1快速充电；当所述电源稳压器电路10正常工作时，所述第三晶体管M3断开，此电路满足：
其中，V1为第一参考电压，V2为第二参考电压，VLDO为输出电压。
由上述公式(1)可得：
由上述公式(2)可知，通过设置所述第一分压电阻R1，第二分压电阻R2、第三分压电阻R3和第四分压电阻R4的阻值，可实现所述输出电压VLDO＝0.96VDD。
当所述电源电压VDD＝1.5V时，所述输出电压VLDO＝1.44V；
当所述电源电压VDD＝3.6V时，所述输出电压VLDO＝3.456V。
由此可见，本发明的电源稳压器电路10相较于相关技术的稳压器而言，其在所述输出电压VLDO处的PSRR值要低，为50dB，但对于运用于相关麦克风放大器电路已经可完全满足其性能要求。
若相关的麦克风放大器电路由相关的稳压器输出提供电源。相关的稳压器输入为电源电压，可以在1.5V-3.6V变化，相关的稳压器输出为固定电压，必须小于1.5V。这样在电源电压为3.6V时，相关的稳压器输出电压仍然小于1.5V，原本相关麦克风放大器如果直接工作在3.6V电源电压是可以有更大的输出电压范围和声学过载点的，在和相关稳压器协同工作时，相关稳压器的输出电压限制了相关麦克风放大器的输出电压范围和声学过载点。
而若相关的麦克风放大器电路由本发明稳压器输出提供电源。本发明稳压器的输出跟随电源电压。这样在电源电压为3.6V时，本发明稳压器输出电压为3.456V，这样就不会限制相关麦克风放大器的输出电压范围和声学过载点。与此同时本发明稳压器仍然在VLDO处提供50dB的PSRR。
与相关技术相比，本发明的电源稳压器电路10通过所述第三分压电阻R3、第四分压电阻R4形成所述分压器，通过所述第二晶体管M2、第三晶体管M3和电容C1形成所述滤波器，其同对所述电源电压VDD形成分压与滤波处理后提供所述第一参考电压V1，利用所述第三晶体管M3作为开关对所述电容C1快速充电，使得所述第一参考电压V1与所述电源电压VDD成正比变化，从而使得输出电压VLDO在1.5V-3.6V的范围内始终跟随着所述电源电压VDD成正比变化且具有一定的PSRR，实现了当所述电源电压VDD较高时不会对相关运用中的麦克风放大器电路的输出范围和声过载点造成限制，提高了相关运用中的声学性能。
以上所述的仅是本发明的实施方式，在此应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出改进，但这些均属于本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种电源稳压器电路，其特征在于，包括第一晶体管、第一分压电阻、第二分压电阻、放大器和信号处理器；
所述第一晶体管的源极作为所述电源稳压器电路的输入端连接至电源电压，所述第一晶体管的漏极作为所述电源稳压器电路的输出端连接至输出电压；
所述第一分压电阻串联连接至所述第一晶体管的漏极；
所述第二分压电阻一端串联连接至所述第一分压电阻，另一端接地；
所述放大器的同相输入端连接至所述第一分压电阻与所述第二分压电阻之间,所述放大器的反相输入端连接至所述信号处理器的输出端，所述放大器的输出端连接至所述第一晶体管的栅极；
所述信号处理器的输入端连接至所述电源电压，所述信号处理器用于对所述电源电压依次进行分压和滤波处理，所述信号处理器包括分压器和滤波器，所述分压器的一端连接至所述电源电压，另一端连接至所述滤波器的输入端，所述滤波器的输出端连接所述放大器的反相输入端。
2.根据权利要求1所述的电源稳压器电路，其特征在于，所述分压器包括第三分压电阻和第四分压电阻，所述第三分压电阻一端连接至所述电源电压，另一端连接至所述滤波器的输入端；所述第四分压电阻串连至所述第三分压电阻并接地。
3.根据权利要求2所述的电源稳压器电路，其特征在于，所述滤波器包括第二晶体管和电容，所述第二晶体管的栅极连接至所述第二晶体管的漏极，所述第二晶体管的源极连接至所述第三分压电阻与所述第四分压电阻之间，所述第二晶体管的漏极连接至所述放大器的反相输入端；所述电容的一端连接至所述第二晶体管的漏极，另一端接地。
4.根据权利要求3所述的电源稳压器电路，其特征在于，所述滤波器的带宽的下限值小于1Hz。
5.根据权利要求3所述的电源稳压器电路，其特征在于，所述滤波器还包括第三晶体管，所述第三晶体管的栅极连接至控制电压，所述第三晶体管的源极连接至所述第二晶体管的源极，所述第三晶体管的漏极连接至所述第二晶体管的栅极，所述第三晶体管用于对所述电容快速充电。
6.根据权利要求3所述的电源稳压器电路，其特征在于，所述电容为交流耦合电容。
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