專利名稱：放大器系統(tǒng)和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般地涉及放大器系統(tǒng)和方法，更具體地涉及適合用在高保真音頻放大器領(lǐng)域中的放大器系統(tǒng)和方法。
背景技術(shù)：
高質(zhì)量的聲音系統(tǒng)需要產(chǎn)生良好音質(zhì)的放大器。音質(zhì)是不容易測(cè)量的，并且具有好的物理特性(例如在低頻和高頻處的寬頻響應(yīng)、低相移和低失真)的放大器不一定會(huì)產(chǎn)生質(zhì)量良好的聲音。其原因可能是由于研究放大器的物理特性時(shí)不明顯的誤差或失真。這些失真可以通過(guò)施加整體負(fù)反饋來(lái)減少。
對(duì)于音頻應(yīng)用，人們相信沒有反饋的放大器可以具有對(duì)于聲音來(lái)說(shuō)令人滿意的良好特性。然而，與利用了反饋的放大器相比，沒有反饋的放大器通常不具有好的測(cè)量特性(例如總諧波失真(THD)測(cè)量)。
因此，存在對(duì)于如下放大器的需求，所述放大器具有更好的測(cè)量特性并因而具有更好的性能，而不論是否施加反饋。

發(fā)明內(nèi)容
一般而言，本發(fā)明提供了一種放大器系統(tǒng)和方法，其中通過(guò)相減而消除了系統(tǒng)中兩個(gè)或更多個(gè)放大器中的誤差。
根據(jù)本發(fā)明的第一個(gè)技術(shù)方案，提供了一種放大器系統(tǒng)，其包括第一放大器，其被設(shè)置為接收輸入信號(hào)；第二放大器，其被設(shè)置為接收所述輸入信號(hào)的一部分，所述第二放大器具有輸出信號(hào)；以及第一分壓器，其被設(shè)置為接收所述第二放大器的所述輸出信號(hào)，并將所述輸出信號(hào)的一部分饋送到所述第一放大器；
其中，所述第一放大器被設(shè)置為從所述輸入信號(hào)中減去所述第二放大器的所述輸出信號(hào)的所述部分，以產(chǎn)生可被所述第一放大器放大的差信號(hào)。
根據(jù)第二個(gè)技術(shù)方案，提供了一種音頻放大器系統(tǒng)，其包括以上限定的放大器系統(tǒng)。
根據(jù)本發(fā)明的第三個(gè)技術(shù)方案，提供了一種放大信號(hào)的方法，其包括將輸入信號(hào)施加到第一放大器；將所述輸入信號(hào)的一部分施加到第二放大器，所述第二放大器具有輸出信號(hào)；將所述第二放大器的所述輸出信號(hào)施加到第一分壓器；將所述輸出信號(hào)的一部分施加到所述第一放大器；以及在所述第一放大器中從所述輸入信號(hào)中減去所述第二放大器的所述輸出信號(hào)的所述部分，以產(chǎn)生可被所述第一放大器放大的差信號(hào)。


現(xiàn)在參考以下附圖，僅為說(shuō)明性目的而描述本發(fā)明的優(yōu)選特征，在附圖中圖1是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的放大器電路的示意性電路圖；圖2a示出了取自圖1電路中放大器20輸出端的放大器電路的頻率響應(yīng)；圖2b示出了取自圖1電路中放大器10輸出端的放大器的頻率響應(yīng)；圖3a進(jìn)一步示出了取自圖1電路中放大器20輸出端的放大器電路的相移；圖3b進(jìn)一步示出了取自圖1電路中放大器10輸出端的放大器的相移；圖4a是輸入為1kHz時(shí)，圖1電路中放大器20的輸出信號(hào)的頻譜圖；圖4b是輸入為1kHz時(shí)，圖1電路中放大器10的輸出信號(hào)的頻譜圖；圖5是根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的放大器電路的示意性電路圖；圖6是根據(jù)本發(fā)明第三實(shí)施例的放大器電路的示意性電路圖；圖7是根據(jù)本發(fā)明第四實(shí)施例的放大器電路的示意性電路圖；并且圖8是根據(jù)本發(fā)明第五實(shí)施例的放大器電路的示意性電路圖。
具體實(shí)施例方式
圖1示出了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的放大器電路。該電路包括兩個(gè)同樣的放大器主放大器(X1)10和第二放大器(X2)20。兩個(gè)放大器所具有的增益都是整個(gè)系統(tǒng)所需的增益Gv的兩倍。由于所述放大器是同樣的，因此它們?cè)诜糯筮^(guò)程中會(huì)產(chǎn)生相似的誤差E。在理想情況下，對(duì)放大器10和20施加相同的操作條件，例如相同的電源電壓、相同的輸入電壓和相同的負(fù)載阻抗。
在圖1的系統(tǒng)中，輸入信號(hào)Vin被施加到第一點(diǎn)(點(diǎn)1)，然后施加到主放大器10的正輸入端。輸入信號(hào)還被施加到第一電阻器R1的第一端，所述第一電阻器R1的另一端連接到第二電阻器R2的第一端。所述第二電阻器R2的另一端連接到系統(tǒng)地。第一和第二電阻器R1和R2構(gòu)成分壓器，這兩個(gè)電阻器的連接點(diǎn)連接到第二放大器20的正輸入端。第二放大器20的負(fù)輸入端在點(diǎn)2處連接到系統(tǒng)地。
第二放大器20的輸出端在點(diǎn)3處連接到第三電阻器R3的第一端，所述第三電阻器R3的另一端連接到第四電阻器R4的第一端。所述第四電阻器R4的第二端連接到系統(tǒng)地。
第三和第四電阻器R3和R4的連接點(diǎn)被稱為點(diǎn)4，其連接到主放大器10的負(fù)輸入端9。主放大器10的輸出端連接到負(fù)載的一端，所述負(fù)載例如可以是諸如功率放大器之類的另一放大器，在此情況下負(fù)載是對(duì)地的電阻元件，或者所述負(fù)載可以是諸如揚(yáng)聲器之類的另一元件。負(fù)載的另一端連接到系統(tǒng)地。負(fù)載兩端的電壓構(gòu)成了放大器電路的輸出。
優(yōu)選地，第一和第二電阻器R1和R2是同樣的，則點(diǎn)5(第二放大器20的正輸入端)處的信號(hào)將會(huì)是點(diǎn)1處輸入信號(hào)的一半。因此，若R1＝R2，則V5=12V1=12Vin...(1)]]>點(diǎn)3(第二放大器20的輸出端)處的電壓由下式給出V3=2×GV(V5-V2)+E]]>=2×GV(12Vin-0)+E]]>=2×GV(12Vin)+E]]>=GV×Vin+E]]>V3=GVVin+E...(2)]]>其中E是X2所產(chǎn)生的誤差代入等式(1)優(yōu)選地，第三和第四電阻器R3和R4是高精度電阻器，其值具有以下關(guān)系R4R3+R4=12×GV...(3)]]>而且，如果R3+R4＝Rload，則放大器10和20的負(fù)載相等，這是最優(yōu)條件，但對(duì)于本發(fā)明起作用不是必需的。在理想情況下，應(yīng)當(dāng)實(shí)現(xiàn)這種負(fù)載條件，以得到最佳結(jié)果。然而，即使距此負(fù)載條件存在偏差，本發(fā)明也會(huì)起作用。
由第三和第四電阻器R3和R4形成的分壓器的輸出端的電壓由下式給出V4=R4R3+R4×V3]]>=12×GV×(GVVin+E)]]>代入等式(2)和等式(3)V4=Vin2+E2GV...(4)]]>此電壓V4被施加到點(diǎn)9處的主放大器10的負(fù)輸入端，點(diǎn)9處的電壓可表示如下V9=Vin2+E2GV...(5)]]>
主放大器10在點(diǎn)8處的正輸入端連接到點(diǎn)1處的系統(tǒng)輸入端。因此，點(diǎn)8處的電壓可表示如下V8＝Vin…………………………(6)點(diǎn)6處的主放大器10輸出端的電壓可由下式給出V6＝2×GV(V8-V9)+E如果分別用等式(6)和(5)代入上式中的V8和V9，則V6=2×GV[Vin-(Vin2+E2GV)]+E]]>=2×GV[Vin-Vin2-E2GV]+E]]>=2×GV[Vin2-E2GV]+E]]>GVVin-E+EV6=GVVin.....................(7)可見，消去了放大期間產(chǎn)生的誤差E，留下點(diǎn)7處的放大器電路的輸出Vout為Vout＝GVVin下面提出以上這些等式的一種可替換的表示。在此可替換的表示中，通過(guò)將放大器10和放大器20中產(chǎn)生的誤差分別命名為E1和E2來(lái)將它們區(qū)分開。在本實(shí)施例中，還示出了R1＝R2是放大器10和20兩者的輸出電平相同的條件，因而也是來(lái)自放大器10和20的誤差相同的條件。一般而言，到放大器20的輸入幅值應(yīng)當(dāng)是到放大器10的輸入幅值的一半。
點(diǎn)5(第二放大器20的正輸入端)處的信號(hào)V5=R2R1+R2Vin]]>令A(yù)1為電阻器R1和R2所形成的分壓器的衰減，即A1=R2R1+R2.]]>則V5＝A1Vin……………………(1)令G為單獨(dú)的放大器(而非整個(gè)系統(tǒng))的增益，則V3＝G(V5-V2)+E2代入等式(1)
V3＝A1GVin+E2…………………………………(2)其中，E2是第二放大器20中產(chǎn)生的誤差，且V2＝0。
第三和第四電阻器R3和R4所形成的分壓器的輸出端電壓可由下式給出V4=R4R3+R4V3]]>令A(yù)2為電阻器R3和R4所形成的分壓器的衰減，即A2=R4R3+R4.]]>則V4＝A2V3此電壓V4被施加到點(diǎn)9處的主放大器10負(fù)輸入端，點(diǎn)9處的電壓可表示如下V9＝V4＝A2A1GVin+A2E2…………………………(3)點(diǎn)6處的主放大器10輸出端處的電壓可由下式給出V6＝G(V8-V9)+E1，其中E1是在第一放大器10中產(chǎn)生的誤差，因此V6＝G(Vin-A2A1GVin-A2E2)+E1＝G(1-A2A1G)Vin-A2GE2+E1………………………(4)為了消去誤差項(xiàng)，-A2GE2+E1＝0如果在放大器10和20兩者中產(chǎn)生的誤差相同，即E1＝E2，則E1(1-A2G)＝0A2=1G]]>為了使來(lái)自放大器10和20兩者的誤差相同，即E1＝E2，放大器10和20兩者的工作條件應(yīng)當(dāng)相同。一種考慮是來(lái)自放大器10和20兩者的輸出電平應(yīng)當(dāng)相同以使工作條件相同，這是因?yàn)樗鼈兙哂邢嗤脑鲆娌⑶宜鼈兪峭瑯拥摹?br> 因此，一種檢查的方法是將第一放大器10的輸出設(shè)置為等于第二放大器20的輸出。因此，V3＝V6A1GVin+E2＝G(1-A2A1G)Vin-A2GE2+E1，從等式(2)和等式(4)得出由于誤差的幅值遠(yuǎn)小于被放大的輸出信號(hào)，因此忽略誤差項(xiàng)，A1GVin＝G(1-A2A1G)Vin由于A2=1G,]]>則A1＝1-A1A1=12]]>這意味著對(duì)于本實(shí)施例，R1＝R2是兩個(gè)放大器實(shí)際具有相同輸出電平并因而具有相同誤差的必要條件。然而應(yīng)當(dāng)注意的是，即使距此條件有微小的偏差，即R1不等于R2，包含本發(fā)明的系統(tǒng)仍應(yīng)起作用。在此條件下，輸出端處的誤差將會(huì)更高。這已被仿真所證實(shí)。
使用A1=12]]>和A2=1G,]]>由等式(4)，V6=G(1-A2A1G)Vin-A2GE2+E1]]>=G(1-1G12G)Vin-1GGE2+E1]]>=G2Vin-E2+E1]]>如果誤差相等且彼此抵消，則V6=G2Vin]]>如果我們令整個(gè)系統(tǒng)的增益為Gv(同前)，則GV=G2.]]>并且V6＝GVVin因此，輸出是輸入信號(hào)具有增益Gv的放大版本，沒有誤差。
圖2a示出了取自圖1電路中放大器20輸出端的放大器電路的頻率響應(yīng)，其在-3db點(diǎn)處給出了1.373MHz的帶寬。由于放大器10和20是同樣的，并且在相似條件下工作，因此單獨(dú)的放大器20可被看作是不包含本發(fā)明的標(biāo)準(zhǔn)放大器。
圖2b示出了取自根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的圖1電路中放大器10輸出端的放大器的頻率響應(yīng)，其在-3db點(diǎn)處給出了3.234MHz的帶寬。
圖3a示出了取自圖1電路中放大器20輸出端的放大器電路的相移。示出了100kHz處-5.252度的相位偏差。
圖3b示出了取自圖1電路中放大器10輸出端的放大器的相移。示出了100kHz處-2.082度的相位偏差。
可以注意到，20kHz是典型的音頻頻率上限。
圖4a是輸入為1kHz時(shí)圖1電路中放大器20的輸出信號(hào)的頻譜圖，圖4b是輸入為1kHz時(shí)圖1電路中放大器10的輸出信號(hào)的頻譜圖。
圖4a和4b更清楚地示出了總諧波失真(THD)的改善。如這些圖中所示，來(lái)自放大器20的THD+噪聲是0.9415％，而放大器10的是0.0367％。這些數(shù)字值將會(huì)根據(jù)仿真所設(shè)定的輸入電平而變化。
圖5示出了根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的放大器電路。該電路包括兩個(gè)同樣的放大器主放大器(X1)10和第二放大器(X2)20。兩個(gè)放大器所具有的增益都是整個(gè)系統(tǒng)所需的增益Gv的兩倍。由于所述放大器是同樣的，因此它們?cè)诜糯筮^(guò)程中會(huì)產(chǎn)生相似的誤差E。在理想情況下，對(duì)放大器10和20施加相同的操作條件，例如相同的電源電壓、相同的輸入電壓和相同的負(fù)載阻抗。
在圖5的系統(tǒng)中，輸入信號(hào)Vin被施加到第一點(diǎn)(點(diǎn)1)，然后施加到主放大器10的正輸入端。輸入信號(hào)還被以一半的電平施加到第二放大器20的正輸入端。第二放大器20的負(fù)輸入端在點(diǎn)2處連接到系統(tǒng)地。
第二放大器20的輸出端在點(diǎn)3處連接到第一電阻器R3的第一端，所述第一電阻器R3的另一端連接到第二電阻器R4的第一端。所述第二電阻器R4的第二端連接到系統(tǒng)地。
第一和第二電阻器R3和R4的連接點(diǎn)被稱為點(diǎn)4，其連接到主放大器10的負(fù)輸入端9。主放大器10的輸出端連接到負(fù)載的一端，所述負(fù)載例如可以是諸如功率放大器之類的另一放大器，在此情況下負(fù)載是對(duì)地的電阻元件，或者所述負(fù)載可以是諸如揚(yáng)聲器之類的另一元件。負(fù)載的另一端連接到系統(tǒng)地。負(fù)載兩端的電壓構(gòu)成了放大器電路的輸出。
圖5的電路的操作與以上結(jié)合圖1描述的相同，唯一的區(qū)別是從圖5的電路中去除了圖1的電路中存在的由R1和R2構(gòu)成的分壓器。然而，為了使圖5的實(shí)施例最佳地工作，到放大器20的輸入的幅值應(yīng)當(dāng)是到放大器10的輸入的一半。在本實(shí)施例中，輸入Vin被施加到放大器10，相同的但幅值僅有一半Vin/2的輸入被施加到放大器20。這些輸入可以是來(lái)自一個(gè)源，例如具有被用來(lái)獲得以上配置的數(shù)模轉(zhuǎn)換器的數(shù)字源。
圖6示出了根據(jù)本發(fā)明第三實(shí)施例的放大器電路。該電路包括兩個(gè)同樣的放大器主放大器(X1)10和第二放大器(X2)20。兩個(gè)放大器所具有的增益都是整個(gè)系統(tǒng)所需的增益Gv的兩倍。由于所述放大器是同樣的，因此他們?cè)诜糯筮^(guò)程中會(huì)產(chǎn)生相似的誤差E。在理想情況下，對(duì)放大器10和20施加相同的操作條件，例如相同的電源電壓、相同的輸入電壓和相同的負(fù)載阻抗。
在圖6的系統(tǒng)中，輸入信號(hào)被施加到第一點(diǎn)(點(diǎn)1)，然后施加到由兩個(gè)電阻器R5和R6形成的分壓器。該分壓器的連接點(diǎn)(點(diǎn)8)連接到主放大器10的正輸入端。電阻器R6未連接到電阻器R5的那一端連接到系統(tǒng)地。輸入信號(hào)被施加到電阻器R5未連接到電阻器R6的那一端。輸入信號(hào)還被施加到另一電阻器R1的第一端，所述電阻器R1的另一端連接到另一電阻器R2的第一端。所述電阻器R2的另一端連接到系統(tǒng)地。電阻器R1和R2構(gòu)成分壓器，這兩個(gè)電阻器的連接點(diǎn)(點(diǎn)5)連接到第二放大器20的正輸入端。第二放大器20的負(fù)輸入端在點(diǎn)2處連接到系統(tǒng)地。
這樣選擇R1、R2、R5和R6的值，使得施加到放大器20的正輸入端(點(diǎn)5)的電壓是施加到放大器10的正輸入端的電壓的一半。
第二放大器20的輸出端在點(diǎn)3處連接到另一電阻器R3的第一端，該另一電阻器R3的另一端連接到另一電阻器R4的第一端。所述電阻器R4的第二端連接到系統(tǒng)地。
電阻器R3和R4的連接點(diǎn)被稱為點(diǎn)4，其連接到主放大器10的負(fù)輸入端9。主放大器10的輸出端連接到負(fù)載的一端，所述負(fù)載例如可以是諸如功率放大器之類的另一放大器，在此情況下負(fù)載是對(duì)地的電阻元件，或者所述負(fù)載可以是諸如揚(yáng)聲器之類的另一元件。負(fù)載的另一端連接到系統(tǒng)地。負(fù)載兩端的電壓構(gòu)成了放大器電路的輸出。
圖6的電路的操作與以上結(jié)合圖1描述的基本相同，唯一的區(qū)別是在圖6的電路中添加了圖1的電路中不存在的由電阻器R5和R6構(gòu)成的另一分壓器。在本實(shí)施例中，輸入Vin被施加到放大器10，相同的但幅值僅有一半的輸入Vin/2被施加到放大器20。和圖5的電路一樣，這些輸入可以是來(lái)自一個(gè)源，例如具有被用來(lái)獲得以上配置的數(shù)模轉(zhuǎn)換器的數(shù)字源。
圖7示出了根據(jù)本發(fā)明第四實(shí)施例的放大器電路。該電路包括兩個(gè)同樣的放大器主放大器(X1)10和第二放大器(X2)20。兩個(gè)放大器所具有的增益都是整個(gè)系統(tǒng)所需的增益Gv的兩倍。由于所述放大器是同樣的，因此他們?cè)诜糯筮^(guò)程中會(huì)產(chǎn)生相似的誤差E。在理想情況下，對(duì)放大器10和20施加相同的操作條件，例如相同的電源電壓、相同的輸入電壓和相同的負(fù)載阻抗。
在圖7的系統(tǒng)中，輸入信號(hào)Vin被施加到第一點(diǎn)(點(diǎn)1)，然后施加到主放大器10的正輸入端。輸入信號(hào)還被施加到第一電阻器R1的第一端，所述第一電阻器R1的另一端連接到第二電阻器R2的第一端。所述第二電阻器R2的另一端連接到系統(tǒng)地。第一和第二電阻器R1和R2構(gòu)成分壓器，這兩個(gè)電阻器的連接點(diǎn)(點(diǎn)5)連接到第二放大器20的正輸入端。第二放大器20的負(fù)輸入端在點(diǎn)2處連接到系統(tǒng)地。
第二放大器20的輸出端在點(diǎn)3處連接到第三電阻器R3的第一端，該第三電阻器R3的另一端連接到第四電阻器R4的第一端。所述第四電阻器R4的第二端連接到系統(tǒng)地。
第三和第四電阻器R3和R4的連接點(diǎn)被稱為點(diǎn)4，其連接到主放大器10的負(fù)輸入端9。主放大器10的輸出端連接到負(fù)載Rload的一端，所述負(fù)載例如可以是諸如功率放大器之類的另一放大器，在此情況下負(fù)載Rload是對(duì)地的電阻元件，或者所述負(fù)載可以是諸如揚(yáng)聲器之類的另一元件。負(fù)載Rload的另一端連接到系統(tǒng)地。負(fù)載Rload兩端的電壓構(gòu)成了放大器電路的輸出。另一電阻器R7跨接在放大器10的輸出端和系統(tǒng)地之間，與負(fù)載Rload并聯(lián)。
放大器10上的負(fù)載將會(huì)取決于用戶連接到放大器系統(tǒng)的負(fù)載Rload，因此包括了電阻器R7以降低施加到系統(tǒng)上的總負(fù)載的變化。例如，如果該實(shí)現(xiàn)方式是用于預(yù)放大器，則負(fù)載Rload可以是另一放大器，該放大器所具有的典型輸入阻抗在10K歐至47K歐之間。如果如圖7所示，與Rload并聯(lián)添加了具有1K歐典型值的電阻器R7，則放大器10的負(fù)載是電阻器R7與Rload并聯(lián)(R7//Rload)的有效電阻。因此，負(fù)載條件的范圍將隨之變窄，變?yōu)槿绻?fù)載的輸入阻抗是10K歐，則R7//Rload＝1K//10K＝909歐，并且如果負(fù)載的輸入阻抗是47K歐，則R7//Rload＝1K//47K＝979歐。
同時(shí)，電阻器R3+R4的電阻值可以被設(shè)定在約909歐和約979歐之間，以使得放大器10和放大器20的負(fù)載條件彼此接近。
從而，圖7的電路除了向其中添加了另一電阻器R7之外，與圖1的電路相同。圖7的電路的操作與以上結(jié)合圖1描述的基本相同。
圖8示出了根據(jù)本發(fā)明第五實(shí)施例的放大器電路。該電路包括兩個(gè)同樣的放大器主放大器(X1)10和第二放大器(X2)20。兩個(gè)放大器所具有的增益都是整個(gè)系統(tǒng)所需的增益Gv的兩倍。由于所述放大器是同樣的，因此他們?cè)诜糯筮^(guò)程中會(huì)產(chǎn)生相似的誤差E。在理想情況下，對(duì)放大器10和20施加相同的操作條件，例如相同的電源電壓、相同的輸入電壓和相同的負(fù)載阻抗。
在圖8的系統(tǒng)中，輸入信號(hào)Vin被施加到第一點(diǎn)(點(diǎn)1)，然后施加到主放大器10的正輸入端。輸入信號(hào)還被施加到第一電阻器R1的第一端，所述第一電阻器R1的另一端連接到第二電阻器R2的第一端。第二電阻器R2的另一端連接到系統(tǒng)地。第一和第二電阻器R1和R2構(gòu)成分壓器，這兩個(gè)電阻器的連接點(diǎn)(點(diǎn)5)連接到第二放大器20的正輸入端。第二放大器20的負(fù)輸入端在點(diǎn)2處連接到另外兩個(gè)電阻器R8和R9的連接點(diǎn)。R9未連接到R8的另一端連接到系統(tǒng)地。電阻器R8未連接到電阻器R9的那一端連接到放大器20的輸出端，以通過(guò)施加反饋來(lái)控制放大器20的增益。
第二放大器20的輸出端在點(diǎn)3處連接到第三電阻器R3的第一端，該第三電阻器R3的另一端連接到第四電阻器R4的第一端。所述第四電阻器R4的第二端連接到系統(tǒng)地。
第三和第四電阻器R3和R4的連接點(diǎn)被稱為點(diǎn)4，其連接到另一電阻器R11，該電阻器R11的另一端連接到主放大器10的負(fù)輸入端9。另一電阻器R10連接在放大器10的負(fù)輸入端和點(diǎn)6處放大器10的輸出端之間，以通過(guò)施加反饋來(lái)控制放大器10的增益。優(yōu)選地，選擇電阻器R8、R9、R10和R11的值以使得放大器10和20的增益基本相同。
主放大器10的輸出端連接到負(fù)載的一端，所述負(fù)載例如可以是諸如功率放大器之類的另一放大器，在此情況下負(fù)載是對(duì)地的電阻元件，或者所述負(fù)載可以是諸如揚(yáng)聲器之類的另一元件。負(fù)載的另一端連接到系統(tǒng)地。負(fù)載兩端的電壓構(gòu)成了放大器電路的輸出。
從而，圖8的電路除了向其中添加了另外的電阻器R8至R11之外，與圖1的電路相同。圖8的電路的操作與以上結(jié)合圖1描述的基本相同，唯一的區(qū)別是向放大器10和20兩者施加了反饋以控制放大器的增益。
從而，本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例可以提供這樣一種放大器系統(tǒng)，其中由于消除了由電路中單獨(dú)的放大器產(chǎn)生的失真誤差，因此帶寬顯著寬于傳統(tǒng)的放大器，并且具有更小的相移和最小失真。
在仿真中用于獲得上述圖形的放大器10和20不具有在內(nèi)部施加的反饋。然而，本發(fā)明的實(shí)施例可以應(yīng)用于具有或不具有反饋的放大器。
可以對(duì)上述本發(fā)明的實(shí)施例做出多種修改。例如，其它組件和方法步驟可以被添加或替換上述的組件和步驟。因此，雖然上面已經(jīng)使用特定實(shí)施例描述了本發(fā)明，但對(duì)閱讀了本發(fā)明的本領(lǐng)域技術(shù)人員來(lái)說(shuō)很清楚的是，在權(quán)利要求書的范圍之內(nèi)可以進(jìn)行多種變化，而不會(huì)脫離本發(fā)明的精神和范圍。
權(quán)利要求
1.一種放大器系統(tǒng)，包括第一放大器，其被設(shè)置為接收輸入信號(hào)；第二放大器，其被設(shè)置為接收所述輸入信號(hào)的一部分，所述第二放大器具有輸出信號(hào)；以及第一分壓器，其被設(shè)置為接收所述第二放大器的所述輸出信號(hào)，并將所述輸出信號(hào)的一部分饋送到所述第一放大器；其中，所述第一放大器被設(shè)置為從所述輸入信號(hào)中減去所述第二放大器的所述輸出信號(hào)的所述部分，以產(chǎn)生可被所述第一放大器放大的差信號(hào)。
2.如權(quán)利要求1所述的放大器系統(tǒng)，還包括第二分壓器，該第二分壓器被設(shè)置為接收所述輸入信號(hào)并將所述輸入信號(hào)的所述部分饋送到所述第二放大器。
3.如權(quán)利要求1所述的放大器系統(tǒng)，其中，所述第一和第二放大器是基本相同的。
4.如權(quán)利要求2所述的放大器系統(tǒng)，其中，所述第二分壓器包括兩個(gè)基本相等的電阻組件。
5.如權(quán)利要求4所述的放大器系統(tǒng)，其中，所述電阻組件是高精度組件。
6.如權(quán)利要求1所述的放大器系統(tǒng)，其中，所述放大器系統(tǒng)具有整體增益，并且所述第一和第二放大器中的每一個(gè)都具有相關(guān)增益，與所述第一和第二放大器中每一個(gè)相關(guān)的所述增益大約是所述放大器系統(tǒng)的整體增益的兩倍。
7.如權(quán)利要求6所述的放大器系統(tǒng)，其中，所述第一分壓器包括第一電阻組件和第二電阻組件，所述第一和第二電阻組件中的每一個(gè)都具有相關(guān)電阻，與所述第一電阻組件相關(guān)的所述電阻和與所述第二電阻組件相關(guān)的所述電阻之比使得所述第一和第二電阻組件的連接點(diǎn)處的所述信號(hào)的幅值基本等于到所述第二放大器的所述輸入信號(hào)的幅值除以所述第二放大器的增益。
8.如權(quán)利要求7所述的放大器系統(tǒng)，其中所述第一放大器具有輸出端，并且其中，所述第一分壓器的所述第一和第二電阻組件的相關(guān)電阻之和基本等于施加到所述第一放大器的所述輸出端的電阻負(fù)載。
9.如權(quán)利要求1所述的放大器系統(tǒng)，其中，所述第二放大器所接收到的所述輸入信號(hào)的所述部分約為50％。
10.如權(quán)利要求3所述的放大器系統(tǒng)，其中，所述第一和所述第二放大器具有在其中產(chǎn)生的基本相同的誤差，所述誤差通過(guò)從在所述第一放大器中產(chǎn)生的誤差中減去在所述第二放大器中產(chǎn)生的誤差而被基本消除。
11.如權(quán)利要求2所述的放大器系統(tǒng)，還包括第三分壓器，該第三分壓器被設(shè)置為接收所述輸入信號(hào)并將所述輸入信號(hào)的一部分饋送到所述第一放大器。
12.如權(quán)利要求11所述的放大器系統(tǒng)，其中，所述第二放大器所接收到的所述輸入信號(hào)的所述部分大約是所述第一放大器所接收到的所述信號(hào)部分的50％。
13.如權(quán)利要求2所述的放大器系統(tǒng)，其中，所述第一放大器具有輸出端，所述系統(tǒng)還包括連接在所述第一放大器的輸出端和系統(tǒng)地之間的電阻元件，所述電阻元件被設(shè)置來(lái)降低所述第一放大器的負(fù)載變化。
14.如權(quán)利要求2所述的放大器系統(tǒng)，其中，所述第一和第二放大器中的每一個(gè)都具有負(fù)輸入端和輸出端，所述系統(tǒng)還包括連接在所述第二放大器的負(fù)輸入端和地之間的第一電阻元件，以及連接在所述第二放大器的輸出端和所述第二放大器的負(fù)輸入端之間的第二電阻元件，用于通過(guò)反饋來(lái)設(shè)定所述第二放大器的增益。
15.如權(quán)利要求14所述的放大器系統(tǒng)，還包括連接在所述第一放大器的負(fù)輸入端和構(gòu)成所述第一分壓器的電阻器的連接點(diǎn)之間的第三電阻元件，以及連接在所述第一放大器的輸出端和所述第一放大器的負(fù)輸入端之間的第四電阻元件，用于通過(guò)反饋來(lái)設(shè)定所述第一放大器的增益。
16.一種放大信號(hào)的方法，包括將輸入信號(hào)施加到第一放大器；將所述輸入信號(hào)的一部分施加到第二放大器，所述第二放大器具有輸出信號(hào)；將所述第二放大器的所述輸出信號(hào)施加到第一分壓器；將所述輸出信號(hào)的一部分施加到所述第一放大器；以及在所述第一放大器中從所述輸入信號(hào)中減去所述第二放大器的所述輸出信號(hào)的所述部分，以產(chǎn)生可被所述第一放大器放大的差信號(hào)。
17.如權(quán)利要求16所述的方法，還包括將所述輸入信號(hào)施加到第二分壓器，施加到所述第二放大器的所述輸入信號(hào)的所述部分是由所述第二分壓器所施加的。
18.如權(quán)利要求17所述的方法，其中所述第一和第二放大器基本相同，并且所述第二分壓器包括兩個(gè)基本相等的電阻組件，所述將所述輸入信號(hào)的一部分施加到第二放大器的步驟包括將所述輸入信號(hào)的大約50％施加到所述第二放大器。
19.如權(quán)利要求16所述的方法，其中，所述放大器系統(tǒng)具有整體增益，并且所述第一和第二放大器中的每一個(gè)都具有相關(guān)增益，所述方法還包括對(duì)所述第一和第二放大器進(jìn)行設(shè)置以使得與所述第一和第二放大器中每一個(gè)相關(guān)的增益大約是所述放大器系統(tǒng)的整體增益的兩倍。
20.如權(quán)利要求16所述的方法，其中，所述第一分壓器包括第一電阻組件和第二電阻組件，所述第一和第二電阻組件中的每一個(gè)都具有相關(guān)電阻，所述方法還包括對(duì)所述電阻組件進(jìn)行選擇，以使得與所述第一電阻組件相關(guān)的所述電阻和與所述第二電阻組件相關(guān)的所述電阻之比使得在所述第一和第二電阻組件的連接點(diǎn)處的所述信號(hào)的幅值基本等于到所述第二放大器的所述輸入信號(hào)的幅值除以所述第二放大器的增益。
21.如權(quán)利要求16所述的方法，其中，所述第一放大器具有輸出端，所述方法還包括以下步驟將電阻負(fù)載施加到所述第一放大器的所述輸出端，使得所述第一分壓器的所述第一和第二電阻組件的相關(guān)電阻之和基本等于所述所施加的負(fù)載。
22.如權(quán)利要求16所述的方法，其中，所述第一和所述第二放大器具有在其中產(chǎn)生的基本相同的誤差，所述方法還包括通過(guò)以下方式基本消除所述誤差從在所述第一放大器中產(chǎn)生的誤差中減去在所述第二放大器中產(chǎn)生的誤差。
23.如權(quán)利要求17所述的方法，還包括將所述輸入信號(hào)施加到第三分壓器，并將所述輸入信號(hào)的一部分通過(guò)所述第三分壓器施加到所述第一放大器。
24.如權(quán)利要求23所述的方法，其中，所述第二放大器所接收到的所述輸入信號(hào)的所述部分大約是通過(guò)所述第三分壓器施加到所述第一放大器的所述信號(hào)的50％。
25.如權(quán)利要求17所述的方法，還包括使用連接在所述第一放大器的輸出端和系統(tǒng)地之間的電阻元件，來(lái)降低所述第一放大器的負(fù)載變化。
26.如權(quán)利要求17所述的方法，其中，所述第一和第二放大器中的每一個(gè)都具有負(fù)輸入端和輸出端，所述方法還包括通過(guò)反饋來(lái)設(shè)定所述第二放大器的增益，所述反饋是通過(guò)將第一電阻元件連接在所述第二放大器的負(fù)輸入端和地之間，并將第二電阻元件連接在所述第二放大器的輸出端和所述第二放大器的負(fù)輸入端之間而施加的。
27.如權(quán)利要求26所述的方法，還包括通過(guò)反饋來(lái)設(shè)定所述第一放大器的增益，所述反饋是通過(guò)將第三電阻元件連接在所述第一放大器的負(fù)輸入端和構(gòu)成所述第一分壓器的電阻器的連接點(diǎn)之間，并將第四電阻元件連接在所述第一放大器的輸出端和所述第一放大器的負(fù)輸入端之間而施加的。
28.一種音頻放大器系統(tǒng)，包括權(quán)利要求1所述的放大器系統(tǒng)。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種放大器系統(tǒng)，其包括被設(shè)置為接收輸入信號(hào)的第一放大器，以及被設(shè)置為接收所述輸入信號(hào)一部分的第二放大器。第一分壓器被設(shè)置為接收第二放大器的輸出信號(hào)，并將該輸出信號(hào)的一部分饋送到第一放大器。第一放大器被設(shè)置為從輸入信號(hào)中減去第二放大器輸出信號(hào)的所述部分，以產(chǎn)生用于由第一放大器放大的差信號(hào)。本發(fā)明還公開了一種放大信號(hào)的方法。
文檔編號(hào)H03F1/32GK1783704SQ20051011428
公開日2006年6月7日 申請(qǐng)日期2005年10月21日 優(yōu)先權(quán)日2004年10月22日
發(fā)明者湯文義, 牧野潤(rùn) 申請(qǐng)人:創(chuàng)新科技有限公司