TWI736249B - 具有抗干擾機制的訊號輸出電路及方法 - Google Patents
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Abstract
本發明包含一種具有抗干擾機制的訊號輸出電路。放大器分別透過第一及第二放大器鎊線電性耦接於供應電源及接地端,並根據供應電源運作產生放大輸出訊號。變壓電路包含根據放大輸出訊號進行阻抗轉換以產生變壓輸出訊號之變壓器以及對放大器進行二次諧波抑制之穩壓電容。電源端抗干擾電路包含:電源端鎊線及電源端抗干擾電容。電源端鎊線電性耦接於接地端。電源端抗干擾電容電性耦接於電源端鎊線以及第一放大器鎊線間,以與電源端鎊線共同運作以濾除由變壓電路產生之變壓輸出訊號耦合至第一放大器鎊線之基本諧波耦合訊號。
Description
本發明是關於訊號輸出技術,尤其是關於一種具有抗干擾機制的訊號輸出電路及方法。
在晶片中,往往需要設置包含放大器與變壓器的訊號輸出電路,以將訊號經過阻抗匹配後放大並且輸出。然而在進行晶片的封裝時,因為配置上的考量,電源以及訊號輸出的線路經常是在同一側或是彼此接近。放大器的訊號輸出路徑上的訊號會經由鎊線的耦合產生雜訊,直接干擾到電源。
進一步地上述的雜訊經由共用電源線經由變壓器的電壓饋入點穩壓電容傳送至放大器的接地端混和出額外的二次諧波,會增加對訊號輸出電路的干擾。
鑑於先前技術的問題,本發明之一目的在於提供一種具有抗干擾機制的訊號輸出電路及方法,以改善先前技術。
本發明之一目的在於提供一種具有抗干擾機制的訊號輸出電路及方法,藉由較小電路面積的抗干擾電路直接濾除具有基本諧波的耦合訊號,大幅提升抗干擾的效率。
本發明包含一種具有抗干擾機制的訊號輸出電路,其一實施例包含:放大器、變壓電路以及電源端抗干擾電路。放大器分別透過第一放大器鎊線(bond)電性耦接於供應電源以及透過第二放大器鎊線電性耦接於接地端,並配置以根據供應電源運作並產生放大輸出訊號。變壓電路包含配置以根據放大輸出訊號進行阻抗轉換以產生變壓輸出訊號之變壓器以及配置以對放大器進行二次諧波抑制之穩壓電容。電源端抗干擾電路包含:電源端鎊線以及電源端抗干擾電容。電源端鎊線配置以電性耦接於接地端。電源端抗干擾電容配置以電性耦接於電源端鎊線以及第一放大器鎊線間,以與電源端鎊線共同運作以濾除由變壓電路產生之變壓輸出訊號耦合至第一放大器鎊線之基本諧波耦合訊號。
本發明另包含一種具有抗干擾機制的訊號輸出方法,應用於設置於訊號輸出電路中,其一實施例包含下列步驟:使放大器根據供應電源運作並產生放大輸出訊號,其中放大器分別透過第一放大器鎊線電性耦接於供應電源以及透過第二放大器鎊線電性耦接於接地端;使變壓電路包含之變壓器根據放大輸出訊號進行阻抗轉換產生變壓輸出訊號以及使變壓電路之穩壓電容對放大器進行二次諧波抑制;以及使電源端抗干擾電路包含之電源端鎊線以及電源端抗干擾電容共同運作以濾除由變壓電路產生之變壓輸出訊號耦合至第一放大器鎊線之基本諧波耦合訊號,且耦合訊號具有基本諧波,其中電源端鎊線電性耦接於接地端,電源端抗干擾電容電性耦接於電源端鎊線以及第一放大器鎊線間。
有關本發明的特徵、實作與功效,茲配合圖式作較佳實施例詳細說明如下。
本發明之一目的在於提供一種具有抗干擾機制的訊號輸出電路及方法,以較小電路面積的抗干擾電路直接濾除具有基本諧波的耦合訊號,大幅提升抗干擾的效率。
請參照圖1。圖1為本發明之一實施例中,一種具有抗干擾機制的訊號輸出電路100的電路圖。訊號輸出電路100於一實施例中是設置於ㄧ個封裝結構170的內部的晶片(未繪示)中。於圖1中,是以一個虛線A來進行劃分,虛線A具有訊號輸出電路100的一側是封裝結構170的內部,且虛線A的另一側是封裝結構170的外部。
訊號輸出電路100包含:放大器110、變壓電路120以及電源端抗干擾電路130。
放大器110分別透過第一放大器鎊線(bond)115A電性耦接於供應電源VDD以及透過第二放大器鎊線115B電性耦接於接地端GND。其中,第一放大器鎊線115A以及第二放大器鎊線115B跨接於封裝結構170的內外側,以使放大器110得以電性耦接於封裝結構170的外部的供應電源VDD以及接地端GND。
放大器110配置以根據供應電源VDD運作並產生放大輸出訊號AOUT。於一實施例中,放大器110電性耦接於一個輸入電路180,以自輸入電路180接收輸入訊號IN,以將輸入訊號IN進行放大產生放大輸出訊號AOUT。
變壓電路120包含變壓器VTF以及穩壓電容C。其中,變壓器VTF配置以根據放大輸出訊號AOUT進行阻抗轉換以產生變壓輸出訊號VOUT,穩壓電容C配置以對放大器110進行二次諧波抑制。於一實施例中,變壓器VTF包含:輸入端Vi+以及Vi-、輸出訊號端Vo+以及輸出接地端Vo-。
輸入端Vi+以及Vi-配置以接收放大器110之放大輸出訊號AOUT。輸出訊號端Vo+配置以透過第一變壓電路鎊線125A電性耦接於輸出接墊PAD,以透過第一變壓電路鎊線125A輸出變壓輸出訊號VOUT至輸出接墊PAD。輸出接地端Vo-配置以透過第二變壓電路鎊線125B電性耦接於接地端GND。
其中,第一變壓電路鎊線125A以及第二變壓電路鎊線125B跨接於封裝結構170的內外側,以使變壓器VTF得以電性耦接於封裝結構170的外部的輸出接墊PAD以及接地端GND。
當第一放大器鎊線115A以及第一變壓電路鎊線125A以較接近的距離設置時,變壓器VTF運作產生的變壓輸出訊號VOUT容易透過第一變壓電路鎊線125A耦合至第一放大器鎊線115A上產生的基本諧波耦合訊號FS。基本諧波耦合訊號FS具有基本諧波(fundamental harmonic),並對第一放大器鎊線115A自供應電源VDD接收的電源訊號造成干擾。因此,電源端抗干擾電路130將提供抗干擾的機制,以避免基本諧波耦合訊號FS的影響。
電源端抗干擾電路130包含:電源端鎊線140以及電源端抗干擾電容150。
電源端鎊線140配置以電性耦接於接地端GND。電源端抗干擾電容150配置以電性耦接於電源端鎊線140以及第一放大器鎊線115A間。其中,電源端鎊線140跨接於封裝結構170的內外側,以使電源端抗干擾電容150得以電性耦接於封裝結構170的外部的接地端GND。
於一實施例中,電源端鎊線140運作為電感。因此,電源端鎊線140與電源端抗干擾電容150共同運作為自振(Self-Resonate)電路,以濾除基本諧波耦合訊號FS,避免對第一放大器鎊線115A自供應電源VDD接收的電源訊號造成干擾。於一實施例中,電源端鎊線140的電感值為L,且電源端抗干擾電容150的電容值為C,電源端鎊線140與電源端抗干擾電容150的容感共振頻率f0可表示為:
f
0=1/(2π×sqrt(L×C))
於一實施例中,電源端鎊線140與電源端抗干擾電容150的容感共振頻率f0相當於基本諧波耦合訊號FS的頻率,以有效地濾除基本諧波耦合訊號FS。
請參照圖2。圖2為本發明一實施例中,一種具有抗干擾機制的訊號輸出電路200的電路圖。類似於圖1的訊號輸出電路100,圖2的訊號輸出電路200包含:放大器110、變壓電路120以及電源端抗干擾電路130。其中,圖2中的放大器110以及變壓電路120的結構與連接關係與圖1相同,因此不再贅述。
於本實施例中,電源端抗干擾電路130除包含電源端鎊線140以及電源端抗干擾電容150,更包含電源端抗干擾電感210。電源端抗干擾電感210與電源端鎊線140以及電源端抗干擾電容150共同運作為容感電路,以增加電路設計上的彈性。
並且,於一實施例中,包含電源端鎊線140、電源端抗干擾電容150以及電源端抗干擾電感210的容感電路的容感共振頻率,亦可在適當的電感值與電容值的選擇下,相當於基本諧波耦合訊號FS的頻率,以有效地濾除具有基本諧波耦合訊號FS。
請參照圖3。圖3為本發明一實施例中,一種具有抗干擾機制的訊號輸出電路300的電路圖。類似於圖1的訊號輸出電路100,圖2的訊號輸出電路200包含:放大器110、變壓電路120以及電源端抗干擾電路130。其中,圖2中的放大器110、變壓電路120以及電源端抗干擾電路130的結構與連接關係與圖1相同,因此不再贅述。
於本實施例中,訊號輸出電路300更包含接地端抗干擾電路310。接地端抗干擾電路310包含接地端鎊線320以及接地端抗干擾電容330。
接地端鎊線320配置以電性耦接於接地端GND。接地端抗干擾電容330配置以電性耦接於接地端鎊線320以及第二放大器鎊線115B間。其中,接地端鎊線320跨接於封裝結構170的內外側,以使接地端抗干擾電容330得以電性耦接於封裝結構170的外部的接地端GND。
因此,接地端抗干擾電路310可如電源端抗干擾電路130一般形成容感電路,濾除變壓電路120在第二放大器鎊線115B上耦合產生的訊號,例如但不限於具有基本諧波與二次諧波的訊號。並且,接地端抗干擾電路310亦可如圖2的實施例額外設置接地端抗干擾電感(未繪示),以與接地端鎊線320以及第二放大器鎊線115B共同形成容感電路達到抗干擾的目的。
於部份技術中,包含放大器以及變壓電路的訊號輸出電路在濾波電路擺設的位置或是濾除頻率上無法有效濾除訊號,往往造成二次諧波的產生,且亦可能影響放大器的放大效率。
本發明的訊號輸出電路直接對於基本諧波耦合訊號進行濾除,將可大幅提升抗干擾的效率,亦可避免基本諧波耦合訊號透過電源線進入前端的輸入電路造成其他的二次諧波。並且,直接藉由鎊線與電容形成容感電路,亦可進行以較小的電路面積達到抗干擾的目的。
請參照圖4。圖為4本發明一實施例中,一種具有抗干擾機制的訊號輸出方法400的流程圖。
除前述裝置外,本發明另揭露一種具有抗干擾機制的訊號輸出方法400,應用於例如,但不限於圖1的訊號輸出電路100中。訊號輸出方法400之一實施例如圖4所示,包含下列步驟:
S410:使放大器110根據供應電源VDD運作並產生放大輸出訊號AOUT。其中放大器110分別透過第一放大器鎊線115A電性耦接於供應電源VDD以及透過第二放大器鎊線115B電性耦接於接地端GND。
S420:使變壓電路120包含之變壓器VTF根據放大輸出訊號AOUT進行阻抗轉換產生變壓輸出訊號VOUT以及使變壓電路120之穩壓電容C對放大器110進行二次諧波抑制。
S430:使電源端抗干擾電路130包含之電源端鎊線140以及電源端抗干擾電容150共同運作以濾除由變壓電路120產生之變壓輸出訊號VOUT耦合至第一放大器鎊線115A之基本諧波耦合訊號FS。其中電源端鎊線140電性耦接於接地端GND,電源端抗干擾電容150電性耦接於電源端鎊線140以及第一放大器鎊線115A間。
需注意的是,上述的實施方式僅為一範例。於其他實施例中,本領域的通常知識者當可在不違背本發明的精神下進行更動。
綜合上述,本發明中具有抗干擾機制的訊號輸出電路及方法以較小電路面積的抗干擾電路直接濾除基本諧波耦合訊號,大幅提升抗干擾的效率。
雖然本發明之實施例如上所述,然而該些實施例並非用來限定本發明,本技術領域具有通常知識者可依據本發明之明示或隱含之內容對本發明之技術特徵施以變化,凡此種種變化均可能屬於本發明所尋求之專利保護範疇,換言之,本發明之專利保護範圍須視本說明書之申請專利範圍所界定者為準。
100:訊號輸出電路
110:放大器
115A:第一放大器鎊線
115B:第二放大器鎊線
120:變壓電路
125A:第一變壓電路鎊線
125B:第二變壓電路鎊線
130:電源端抗干擾電路
140:電源端鎊線
150:電源端抗干擾電容
170:封裝結構
180:輸入電路
200:訊號輸出電路
210:電源端抗干擾電感
300:訊號輸出電路
310:接地端抗干擾電路
320:接地端鎊線
330:接地端抗干擾電容
400:訊號輸出方法
S410~S430:步驟
A:虛線
AOUT:放大輸出訊號
C:穩壓電容
FS:基本諧波耦合訊號
GND:接地端
IN:輸入訊號
PAD:輸出接墊
VDD:供應電源
Vi+、Vi-:輸入端
Vo+:輸出訊號端
Vo-:輸出接地端
VOUT:變壓輸出訊號
VTF:變壓器
[圖1]顯示本發明之一實施例中,一種具有抗干擾機制的訊號輸出電路的電路圖;
[圖2]顯示本發明之一實施例中,一種具有抗干擾機制的訊號輸出電路的電路圖;
[圖3]顯示本發明之一實施例中,一種具有抗干擾機制的訊號輸出電路的電路圖;以及
[圖4]顯示本發明之一實施例中,一種具有抗干擾機制的訊號輸出方法的流程圖。
100:訊號輸出電路
110:放大器
115A:第一放大器鎊線
115B:第二放大器鎊線
120:變壓電路
125A:第一變壓電路鎊線
125B:第二變壓電路鎊線
130:電源端抗干擾電路
140:電源端鎊線
150:電源端抗干擾電容
170:封裝結構
180:輸入電路
A:虛線
AOUT:放大輸出訊號
C:穩壓電容
FS:基本諧波耦合訊號
GND:接地端
IN:輸入訊號
PAD:輸出接墊
VDD:供應電源
Vi+、Vi-:輸入端
Vo+:輸出訊號端
Vo-:輸出接地端
VOUT:變壓輸出訊號
VTF:變壓器
Claims (10)
- 一種具有抗干擾機制的訊號輸出電路,並包含:一放大器,分別透過一第一放大器鎊線(bond)電性耦接於一供應電源以及透過一第二放大器鎊線電性耦接於一接地端,並配置以根據該供應電源運作並產生一放大輸出訊號;一變壓電路,包含配置以根據該放大輸出訊號進行阻抗轉換以產生一變壓輸出訊號之一變壓器以及配置以對該放大器進行二次諧波抑制之一穩壓電容;以及一電源端抗干擾電路,包含:一電源端鎊線,配置以電性耦接於該接地端;以及一電源端抗干擾電容,配置以電性耦接於該電源端鎊線以及該第一放大器鎊線間,以與該電源端鎊線共同運作以濾除由該變壓電路產生之該變壓輸出訊號耦合至該第一放大器鎊線之一基本諧波耦合訊號。
- 如申請專利範圍第1項所述之訊號輸出電路,其中該電源端鎊線運作為一電感,以與該電源端抗干擾電容共同運作為一容感電路。
- 如申請專利範圍第1項所述之訊號輸出電路,其中該電源端抗干擾電路更包含一電源端抗干擾電感,並與該電源端鎊線以及該電源端抗干擾電容共同運作為一容感電路。
- 如申請專利範圍第1項所述之訊號輸出電路,其中該電源端抗干擾電路具有一容感共振頻率,且該共振頻率相當於該基本諧波的頻率。
- 如申請專利範圍第1項所述之訊號輸出電路,更包含一接地端抗干擾電路,包含:一接地端鎊線,配置以電性耦接於該接地端;以及一接地端抗干擾電容,配置以電性耦接於該接地端鎊線以及該第二放大器鎊線間。
- 如申請專利範圍第5項所述之訊號輸出電路,其中該接地端抗干擾電路更包含一接地端抗干擾電感,並與該接地端鎊線以及該接地端抗干擾電容共同運作為一容感電路。
- 如申請專利範圍第1項所述之訊號輸出電路,其中該變壓器包含:一對輸入端,配置以接收該放大器之該放大輸出訊號;以及一輸出訊號端,配置以透過一第一變壓電路鎊線電性耦接於一輸出接墊,以透過該第一變壓電路鎊線輸出該變壓輸出訊號至該輸出接墊;一輸出接地端,配置以透過一第二變壓電路鎊線電性耦接於該接地端。
- 如申請專利範圍第1項所述之訊號輸出電路,其中該放大器自一輸入電路接收一輸入訊號,以將該輸入訊號進行放大產生該放大輸出訊號。
- 一種具有抗干擾機制的訊號輸出方法,應用於一訊號輸出電路中,並包含:使一放大器根據一供應電源運作並產生一放大輸出訊號,其中該放大器分別透過一第一放大器鎊線電性耦接於該供應電源以及透過一第二放大器鎊線電性耦接於一接地端;使一變壓電路包含之一變壓器根據該放大輸出訊號進行阻抗轉換產生一變壓輸出訊號以及使該變壓電路之一穩壓電容對該放大器進行二次諧波抑制;以及使一電源端抗干擾電路包含之一電源端鎊線以及一電源端抗干擾電容共同運作以濾除由該變壓電路產生之一變壓輸出訊號耦合至該第一放大器鎊線之一基本諧波耦合訊號,其中該電源端鎊線電性耦接於該接地端,該電源端抗干擾電容電性耦接於該電源端鎊線以及該第一放大器鎊線間。
- 如申請專利範圍第9項所述之訊號輸出方法,更包含:使一接地端抗干擾電路包含之一接地端鎊線以及一接地端抗干擾電容共同運作以濾除該變壓輸出訊號耦合至該第二放大器鎊線之該基本諧波耦合訊號,其中該接地端鎊線電性耦接於該接地端,該接地端抗干擾電容電性耦接於該接地端鎊線以及該第二放大器鎊線間。
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