放大器电路.pdf

一放大器电路(1)系加以提供，其中藉由降低该放大器电路(1)之功率损耗的观点，一电流路径(6)系被提供于该放大器电路之一第一输出终端(A1)以及一第二输出终端(A2)之间，且该电流路径在一能量撷取位于该放大器电路(1)之输出端的状况下系为打开的，因此，该一输出终端(A1)所撷取的该电能系可以立即地经由该另一输出终端(A2)而排出，若是没有能量撷取经由该放大器电路(1)之该输出端而发生，却是相反的电能藉由该放大器电路(1)而加以释放时，则在该两输出终端(A1，A2)间的该电流路径(6)系会被关闭。

1.  一种放大器电路，其系包括：
至少一输入终端，以用于接收一待放大之输入信号；以及
一第一输出终端以及一第二输出终端，以用于输出对应于该已放大之输入信号的一输出信号，
其中，电路装置系被连接至该第一输出终端以及该第二输出终端之间，该电路装置系以如此的方式而加以建构，使得在该放大器电路之一第一操作状态中，而在该第一操作状态之中，该放大器电路系实质上不经由该第一以及该第二输出终端而撷取任何电能，此时，该电路装置系会电性切断该第一输出终端与该第二输出终端的连接，同时，在该放大器电路之一第二操作状态之中，在该第二操作状态之中，该放大器电路则会经由该第一以及该第二输出终端而撷取电能，此时，该电路装置系会将该第一输出终端电连接至该第二输出终端，以达成自该第一输出终端且经由该第二输出终端而将该所撷取之电能排出的目的。

2.  根据权利要求第1项所述之该放大器电路，
其中，该放大器电路系呈现用于经由一供给电压路径而将该放大器电路连接至一供给电压源的供给电压终端(V+，V-)，该电路装置系以在该第二操作状态中，其会不经由该供给电压路径而自该第一输出终端至该第二输出终端地将该所撷取之电能排出的方式进行建构。

3.  根据权利要求第1项所述之该放大器电路，
其中，该电路装置系与该放大器装置一起构成一结构单元。

4.  根据权利要求第1项所述之该放大器电路，
其中，该放大器电路系呈现一第一输入终端以及一第二输入终端，以用于接收该输入信号；以及
其中，该放大器电路系呈现一第一次放大器，其系连接于该第一输入终端以及该第一输出终端之间，以及一第二次放大器，其则是连接于该第二输入终端以及该第二输出终端之间。

5.  根据权利要求第4项所述之该放大器电路，
其中，该电路装置系，至少部分地，为该两次放大器之至少其中之一的一整体部份。

6.  根据权利要求第1项所述之该放大器电路，
其中，该电路装置系以若是在该第二输出终端的一电压电位较在该第一输出终端之该电压电位为高时，其会电性切断该第一输出终端以及该第二输出终端彼此之间之连接的方式而加以建构；以及
其中，该电路装置系以若是在该第一输出终端的该电压电位较在该第二输出终端之该电压电位为高时，其会将该第一输出终端电性连接至该第二输出终端的方式而加以建构。

7.  根据权利要求第1项所述之该放大器电路，
其中，该电路装置系以若是在该第一输出终端的一电压电位较在该第二输出终端之该电压电位为高时，来自该第一输出终端之一电流系会经由该电路装置而被导通至该第二输出终端的方式而加以建构；以及
其中，该电路装置系以若是在该第二输出终端的该电压电位较在该第一输出终端之该电压电位为高时，其会将要经由该第二输出终端而输出之一电流排放于该放大器电路之一供给电压路径之外的方式而加以建构。

8.  根据权利要求第1项所述之该放大器电路，
其中，该电路装置系相关于该第一输出终端以及该第二输出终端而对称地加以建构，并且，系因此而互相连接。

9.  根据权利要求第1项所述之该放大器电路，
其中，该电路装置系包括位在该第一输出终端以及该第二输出终端间的一串联电路，且该串联电路系包括一二极管以及一晶体管，而以此方式，在该放大器电路之该第一操作状态中，该二极管会阻断，并且，一电流系会经由该晶体管而被供给至该第二输出终端，同时，在该放大器电路之该第二操作状态中，该二极管则进行导通，并且，一来自该第一输出终端的电流系会经由该二极管以及该晶体管而被供给至该第二输出终端。

10.  根据权利要求第9项所述之该放大器电路，
其中，该晶体管系被连接于该二极管以及该第二输出终端间的一第一终端以及一第二终端，因此，在该放大器的该第一操作状态中，该电流系会经由该晶体管并自该晶体管的一控制终端开始，而被供给至该第二输出终端，同时，在该放大器电路之该第二操作状态中，来自该第一输出终端之该电流系会经由该二极管以及该晶体管之该第一以及该第二终端而被供给至该第二输出终端。

11.  根据权利要求第10项所述之该放大器电路，
其中，一另一二极管系被连接于该晶体管之该第二终端以及该控制终端之间，而以此方式，若是在该晶体管之该控制终端的一电压电位较在该第二输出终端之该电压电位为高时，则该另一二极管会阻断，同时，若是在该第二输出终端的该电压电位较在该晶体管之该控制终端之该电压电位为高时，则该另一二极管会打开。

12.  根据权利要求第9项所述之该放大器电路，
其中，该晶体管系为一双极晶体管。

放大器电路
技术领域
本发明系相关于一放大器电路，特别是相关于一具有低功率损耗(leakage power)的放大器电路。
背景技术
放大器系不仅会释放能量，也会，至少偶尔，撷取在其输出端的能量，而引起不必要的高功率损耗，而且，其不单只是被消散的供给能量，其也包括了来自电压供给而被不必要地移开的额外能量，因此，热的消散系需要更精巧、更昂贵方法，再者，供给能量的浪费系为一不利的情形，特别是在电池驱动之装置的例子中时。
一放大器经由其输出端而撷取能量的例子是一电抗性，举例而言，电容性，负载与该放大器之该输出端的连接，如此型态的一电容性负载，举例而言，系为在一模拟用户线路上之一终端装置的欧洲响铃负载(European ringer load)，而驱动一电容性负载的放大器系会具有一高的功率损耗，在充电程序期间，当能量被传递进入该电容性负载时，则至少会有相同量的能量被消散于该放大器之中，而在放电期间，除了储存在该电容性负载中的能量之外，则至少有两倍的能量会再次地被消散于该放大器之中。在大多数的较佳状况下，亦即，在对电容性负载或是对相对应的电容进行充电至满载供给电压数值的期间，对每一充电-放电循环而言，在该电容性负载中系会有最大储存能量的四倍数值的量被消散掉。
另一放大器经由其输出端而撷取能量的例子则是一电抗感应式负载，举例而言，一机电的或电声的转换器，与该放大器之连接。同样的，在全双工(full-duplex)传输线路被用于例如，举例而言，XDSL传输系统(″Digital Subscriber Line，数字用户线路″)中，以双向传输语音以及数据的情况下，该能量撷取系会经由该放大器的该等输出端，而发生在该放大器量连接至该传输线路之两末端的位置。
第5图系概略地显示一放大器1，其系经由其输出终端A1，A2而被连接至一负载3，特别是一电抗性负载，而在所显示的例子中，该放大器1系包括两次放大器4，5，其中，该次放大器4的输出端系被耦合至该输出终端A1，并且，该次放大器5的输出端则是被耦合至该输出终端A2，该两次放大器系被连接至该放大器1的供给电压节点或是供给电压终端V+，V-，而一供给电压2则是被依次连接至该等电压终端。在该放大器1由于连接至其之该电抗性负载而经由其输出端撷取能量的状况下，一电流系会发生自该一输出终端而到达该另一输出终端，其中此电流系依路线而进行发送，特别是，其系至少部分地经由该供给电压路径。因此，举例而言，在经由该放大器1之该输出端之一能量撷取的状况下，一起始自该输出终端A1的电流系可以经由该次放大器4以及该供给电压终端V-、该供给电压源2、该供给电压终端V+、以及该次放大器5而被导向至该放大器1的该另一输出终端A2，而此经由该供给电压路径的电流则会造成先前所述的那些问题，亦即，特别是，在经由该放大器1之该输出端之一能量撷取的状况下，自该供给电压源2被不必要地移走的额外能量系会在该放大器中被消散的事实。
在已知的解决方案中，由于该额外发散之能量所造成的构件过热系可以藉由对来自该放大器1之热消散进行适当规范，举例而言，藉由在该放大器1上提供一适当大的冷却附着，而加以避免，然而，这些方法所需要付出的努力却相当的大，并且，其成本也相对而言很高。
发明内容
因此，本发明作为基础的目的即在于获得一放大器电路，而在该放大器中，其功率损耗系可以藉由低成本以及较少的努力而获得降低。
根据本发明，该目的系藉由具有权利要求第一项之特征的一放大器电路而加以达成，而附属权利要求的每一项则是定义根据本发明之较佳以及较具优势的实施例。
本发明系提出在该放大器电路之一第一输出终端以及一第二输出终端间的连接电路装置。该电路装置系以下列的方式而加以建构，在该放大器电路实质上不经由该第一以及该第二输出终端撷取任何电能的状况下，该电路装置系会电性切断该第一输出终端来自该第二输出终端的连接，同时，在经由该第一以及该第二输出终端而撷取电能的状况下，该两输出终端系会以所撷取之电能可以自该一输出终端且经由该另一输出终端而被排出的方式而电连接至彼此。由于此技术方法，经由该放大器电路之该输出端之该所撷取的电能系可以在不需要有额外的能量再撷取自该供给电压源的情况下，而被转换成为热能，而此则是由于在该放大器电路之该两输出终端间的该直接电流路径所获得，特别地是，其系不经由该放大器电路之该供给电压路径而进行发送。
先前所述之该电路装置，其在经由该放大器电路之该输出的一能量撷取会打开在该放大器电路之该两输出终端间的该电流路径的状况下，系可以以一分开电路部分的形式、或是二者择一地，亦可以为该放大器电路之一次放大器之一整体部份的形式而加以建构，在此状况下，该电路装置系可以与该放大器电路一起建构为一结构单元，然而，其于原则上系可能为该电路装置在该放大器电路上建构一自给自足的增加部分。
该放大器电路之该等次放大器系每一皆连接于该放大器电路之一输入终端以及该等输出终端地其中之一之间，其系可能为该次放大器直接地连接至该等输出终端，然而，取决于该电路装置先前所叙述的、或是在该两输出终端间藉此所实现之该电流路径的该技术实现，其系亦可能有需要在每一次放大器之该输出端以及该相对应的输出终端之间、以及在该电流路径插入一功能性块。
该电路装置，其系在经由该放大器电路之该输出端的一能量撷取的情形下，会打开在该放大器电路之该两输出终端间的该电流路径，而系较佳地以下列的方式而加以建构，在该放大器电路之该一输出终端的一电位高于该放大电路之该另一输出终端之该电位的状况下，其会打开该电流路径，同时，在该放大器电路之该另一输出终端的该电位高于该放大电路之该第一命名的输出终端之该电位的状况下，其则会关闭该电流路径，并且因此电性切断该两输出终端彼此间的连接。藉由实现此功能的一观点，一包括一二极管以及一晶体管的串联电路可以连接于该两输出终端之间，而连接于该等输出终端间的该电路装置则较佳地被对称地加以建构，因此，以一类似的方法，包括一二极管以及一晶体管之一串联电路系亦被连接至该放大器电路之该其它输出终端以及该第一命名的输出终端之间。该等晶体管系较佳地可以是双极晶体管，而一额外的二极管则是被连接于该等双极晶体管的射极以及集极之间。
本发明系一般而言适合用于功率损耗为尽可能低的放大器电路之中，特别地是，本发明系可以使用于先前所叙述型态之放大器电路中的电信应用之中。
附图说明
本发明系将以较佳示范性实施例作为基础，并以附图做为参考，而于之后有更详尽的阐明。
第1图：其系显示根据本发明之一放大器电路的一示意方块图；
第2图：其系显示在第1图中所示之根据本发明之具有一电流路径标示之该放大器电路的一附图；
第3图：其系显示在根据本发明之一较佳示范性实施例中，第1图以及第2图所示的该放大器电路的一可能实现；
第4A图至第4C图：其系显示为了澄清根据本发明之该放大器电路之操作原则，并与一已知放大器电路进行比较的信号曲线图；以及
第5图：其系显示根据已知技术之叙述的一放大器电路的一示意方块附图。
具体实施方式
显示在第1图中之该放大器电路系包括具有两次放大器4，5的一放大器1，其中，该两次放大器4，5则是以类似于第5图中所显示之该放大器电路的方式而被连接至一电压源2，所以，该电压源2被连接至供给电压终端V+，V-、或是被连接至该放大器1的对应供给电压节点，再者，该放大器1系亦包括输出终端A1，A2、或者是对应输出节点，而连接至其上的则是一负载3，举例而言，一电抗电感式、或电容性负载，也由于此电抗性负载3，电能的撷取系可以经由该等输出终端A1，A2而发生。
在根据第1图之经由该等输出终端A1，A2而撷取能量的状况下，为了使该放大器1的该功率损耗变小，一电路6系被提供于该等输出终端A1，A2之间，其中，该电路系以经由该放大器1之输出端而被撷取的电能会被转换成为热量且没有额外的能量会再自该供给电压源2处被撷取的方式而加以建构，而这则特别是凭借着由于在该等输出终端A1以及A2间的一电流路径系藉由该电路6所产生的事实而加以获得，其系不经由该放大器1之该供给电压路径而发送，并且，系确保在该放大器1经由该等输出终端A1以及2而瞬间撷取能量的状况下，此直接电流路径系可以被利用，以将该能量立即地自该等输出终端A1以及2的其中之一且经由其中另一输出终端而排出，因此，没有电能会自该供给电压源2处被移开。而在该放大器1经由已经被该等输出终端A1以及A2所取代之输出端而撷取能量的操作状态中，该等输出终端A1以及A2系因此会经由该电路6所实现之电流路径而被电连接至彼此，至于在没有能量撷取是经由该放大器1之输出端而发生之放大器1的操作状态中，另一方面，该电路6系会确保在该等输出终端A1以及A2间的一电分开。
显示在第1图中之该放大器电路的操作原则则在第2图中有更详尽的显示。在第2图中，若以类似于第5图的方式，具有在该等输出终端A1以及A2之间之直接电流路径的该电路6被省掉的话，则一电流路径A系代表经由该放大器1之输出端的一能量撷取的例子。根据第2图，其系可以证实，正如已经提及的一样，在此状况下，由于经由该放大器1之输出端的该能量撷取，一电流系会经由该次放大器4、该放大器1之该供给电压路径、以及该次放大器5，而自该输出终端A1流动至该输出终端A2，另一方面，若依照第1图，具有在该等输出终端A1以及A2之间之该直接电流的该电路6系加以提供时，则在该放大器1经由其输出端而能量撷取的状况下，一电流B系在没有经由该放大器1之该供给电压路径而进行发送的情形下，发生自该输出终端A1且经由该电路6所实现之该电流路径而立即地到达该输出终端A2的情形。
正如先前已经阐明的，若是该放大器1系经由其输出端而撷取电能时，该电路6系以其会打开在该等输出终端A1以及A2间的该电流路径的方式而加以建构，而为了确保此功能性目的之该电路6的一可能的电路工程实现系显示于第3图之中。
第3图系显示具有该等供给电压终端V+以及V-以及具有该等输出终端A1以及A2的该放大器1的一可能内部结构，此外，在第3图中该等次放大器4，5系亦加以呈现，每一次放大器4，5的非反相输入(non-inverting input)系被连接至该放大器1的一输入终端E1以及E2，而该等次放大器4，5的该等非反相输入端系每一皆被连接至该等输出终端A1以及A2的其中之一，在此方面，第3图之附图系仅应作为范例而被了解。另外，额外的构件或是功能性块系可以提供于该等输入终端E1，E2以及该等次放大器4，5之间，亦可提供于该等次放大器4，5以及该等输出终端A1，A2之间，而唯一的重要考量是，该等次放大器4，5系要被连接至该等输入终端E1，E2以及该等输出终端A1，A2之间，因此，在该等输出终端A1，A2，被施加至该等输入终端E1，E2之一输入信号的放大版本系可以以一输出信号的形式而被拾取。
当该放大器1正经由其输出端而撷取电能时，藉由该电路6所实现之在该两输出终端A1以及A2间的该电流路径系必须加以打开，同时，在其它状况下，该电路6所实现之该电流路径则应该被关闭，因此，为了这个目的，根据显示在第3图中之该示范性实施例的该电路6系包括一串联电路，而该串联电路则包含一二极管D1以及一双极晶体管T1，其中，该二极管D1系被串联连接至位在该等输出终端A1以及A2间的该双极晶体管T1的集极一射极区段，而该双极晶体管T1的基极则是被连接至该次放大器5的该输出端。若是施加于该输出终端A1的电压电位系稍微高为施加于该输出终端A2的电压电位时(此状态系对应于经由该放大器1之该输出端的一能量撷取)，则该双极晶体管T1并不会处于饱和状态，并且，经由该二极管D1而直接汲取自该输出终端A1的一电流系能够经由该输出终端A2而排放，另一方面，若是在该输出终端A1的该电压电位系低于在该输出终端A2的该电压电位时，亦即，若一能量释放系经由该放大器1之该输出端而发生时，则该二极管D1系会被阻断，并且，该双极晶体管T1系会处于饱和状态，在此状态中，在该输出终端A2的输出电流则会仅经由该双极晶体管T1的该基极而汲取自位于该次放大器5之该输出端以及该双极晶体管T1之该基极间的一节点X2，在此状况下，该次放大器5系自该供给电压终端或供给电压节点V+供给用于该输出终端A2之该输出电流，而在该双极晶体管T1之该基极以及该射极之间，一另一二极管D3系为了协助此操作模式的目的、并且为了保护的目的而加以连接，同时，该二极管D3则是仅有在该输出终端A2之该电压电位若是高于在该双极晶体管T1之该基极的该电压电位时才会进行导通。
正如已经由第3图所证实，该电路6系有关于该两输出终端A1，A2而对称地加以建构，因此，在该输出终端A2以及该输出终端A1之间，一另一二极管D2系会被串联连接至一另一双极晶体管T2的集极一射极区段，而该双极晶体管T2的基极则是在一电路节点X1被连接于该次放大器4之该输出端，以及，一另一二极管D4则是被连接至该双极晶体管T2之射极以及该基极之间，再者，一方面，位于该二极管D1以及该双极晶体管T1之间，以及，另一方面，在该二极管D2以及该双极晶体管T2间的接合点系于一电路节点Z而被连接至彼此。
由于对称，因此已经有关于经由该输出终端A2的该输出电流而陈述者，系亦有关于经由该输出终端A1的该输出电流，加上必要的修正，而施加。
实现显示于第3图中之该电路6的优点系在于，在经由该放大器1之该输出端的一能量撷取的状况下，位于该两输出终端A1以及A2之间之该电流路径的自动开启，因此，并不需要为了这个目的而有分开的控制，然而，延伸自显示于第3图中之示范性实施例系亦当然为可想象的，特别是，该电路6系亦可以，至少部分地，被整合于该等次放大器4，5的至少其中之一，相似地，该电路6也是可以以自给自足之增加部分的形式而建构于该放大器1之外。取决于该电路6之该电流路径的技术实现，要在该等次放大器4，5以及该等输出终端A1，A2之间、以及在该电路6所实现的该电流路径中插入一或多个功能性块或是构件系亦为有需要，该等二极管D1-D4以及该双极晶体管T1，T2则也是可以被其它以类似的方式而确保于先前所叙述之功能之适合的电路组件所取代。
在第4A图至第4C图中，其系显示在一电容性负载的假设之下，于第3图中所示之该放大器电路的各式信号曲线图。在此关系中，在第4A图中，其系绘制由该放大器1所撷取之于[As]中之能量对时间的关系图，其一方面为一特征a形式的一已知放大器电路，而另一方面则为一特征b形式之根据本发明的该放大器电路，根据第4A图，其系证实，在根据本发明之该放大器电路的例子下，相较于该已之放大器电路之能量Δ1的撷取，能量Δ2的撷取系几乎能够减半。而在第4B图中，经由该已知放大器电路之该供给电压路径而加以汲取的该输出电流系呈现为一特征c的形式，同时，一特征d则是表示在根据本发明之该放大器电路的例子中，自该供给电压路径所排放之该输出电流在[A]中与时间的关系，从第4B图，其系亦证实了，在根据本发明之该放大器电路的例子中，相较于该已之放大器电路，仅有一部份的输出电流会汲取自该供给电压。最后，在第4C图中，在该输出终端A1(请参阅特征e)以及在该输出终端A2(请参阅特征f)，且匹配于第4B图之电流曲线以及第4A图之该能量撷取之曲线的该电压电位之取决于时间的程序，系加以显示为在第3图中所显示之根据本发明之该放大器电路，此外，为了比较的目的，该供给电压电位系亦在第4C图中以虚线加以标示。