共模电压控制电路、高压D类放大器、芯片和电子设备的制作方法

共模电压控制电路、高压d类放大器、芯片和电子设备
技术领域
1.本技术涉及电子电路技术领域，特别涉及一种共模电压控制电路、高压d类放大器、芯片和电子设备。


背景技术：

2.常规d类放大器包括输入电阻、积分器、脉宽调制电路、驱动功率级和反馈电路，由一个电源电压供电，输入共模电压与输出级共模电压相等。然而在高压大功率d类功放设计中，为了降低系统功耗、减小芯片面积，以及降低电路设计难度，，它的前级积分器和脉宽调制电路会采用电压值较低的电源(如模拟电源avdd)供电，驱动功率级电路采用电压值较高的电源(如高压功率电源pvdd)供电。为了保证电路工作的性能，各个电路中的差分信号的共模电压通常为对应电路的供电电源电压值的一半。
3.反馈电路根据驱动功率级电路中的输出节点的输出差分信号，确定反馈差分信号(简称反馈信号)，即，反馈信号为输出差分信号经过反馈电路后得到的；积分器电路将输入节点的输入差分信号和反馈信号叠加，得到反馈节点信号。输入差分信号的共模电压等于积分器电路的供电电源电压值的一半，输出差分信号的共模电压等于驱动功率级电路的供电电源电压值的一半，反馈节点信号的共模电压介于二者之间，即，反馈节点的共模电压与积分器电路的供电电源电压值的一半不相等。若直接将反馈节点信号输入至积分器电路的运算放大器中，可能会影响放大器的正常工作。


技术实现要素：

4.本技术的目的在于提供一种共模电压控制电路、高压d类放大器、芯片和电子设备。
5.本技术的第一方面提供了一种共模电压控制电路，应用于高压d类放大器，包括：输出共模检测电路、共模反馈控制电路和共模电流源电路；输出共模检测电路，用于获取高压d类放大器的输出共模电压，根据输出共模电压和目标共模电压生成第一偏置电压，并基于第一偏置电压对共模电流源电路中的第一电流源输出的第一电流和第二电流源输出的第二电流进行第一调节，以使得，高压d类放大器的反馈节点共模电压等于目标共模电压；共模反馈控制电路，用于根据反馈节点共模电压和目标共模电压，生成第二偏置电压，并基于第二偏置电压控制对共模电流源电路中的第三电流源输出的第三电流和第四电流源输出的第四电流进行第二调节，以使得，反馈节点共模电压与目标共模电压相等。
6.本技术提供的共模电压控制电路，通过输出共模检测电路对共模电流源电路中的第一电流源输出的第一电流和第二电流源输出的第二电流进行第一调节，通过共模反馈控制电路对共模电流源电路中的第三电流源输出的第三电流和第四电流源输出的第四电流进行第二调节，将反馈节点的共模电压锁定在目标共模电压，通过两次调节，可以减小反馈节点的共模电压与目标共模电压的误差，共模电压锁定更准确。同时，输出共模检测电路根据高压d类放大器的输出共模电压和目标共模电压生成第一偏置电压，并进一步调节第一
电流和第二电流，当输出共模电压变化时，第一偏置电压也会相应变化，因此，可以满足更宽范围变化的输出共模电压。
7.在上述第一方面的一种可能的实现中，基于第一偏置电压对共模电流源电路中的第一电流源输出的第一电流和第二电流源输出的第二电流进行第一调节，包括：基于第一偏置电压调节第一电流源输出的第一电流，以使得，第一电流等于输出共模电压与目标共模电压的差值与高压d类放大器的反馈电阻的比值；基于第一偏置电压调节第二电流源输出的第二电流，以使得，第二电流等于输出共模电压与目标共模电压的差值与高压d类放大器的反馈电阻的比值。
8.在上述第一方面的一种可能的实现中，基于第二偏置电压控制对共模电流源电路中的第三电流源输出的第三电流和第四电流源输出的第四电流进行第二调节，包括：确定反馈节点共模电压；当反馈节点共模电压大于目标共模电压时，调节第三电流源输出的第三电流与第四电流源输出的第四电流增大，以使得，反馈节点共模电压与目标共模电压相等；当反馈节点共模电压小于或等于目标共模电压时，调节第三电流源输出的第三电流与第四电流源输出的第四电流减小，以使得，反馈节点共模电压与目标共模电压相等。
9.在上述第一方面的一种可能的实现中，共模反馈控制电路包括：第一mos器件、第二mos器件、第三mos器件和第一基准电流源；第一mos器件的栅极连接目标共模电压，源极与第一基准电流源连接，漏极生成第二偏置电压；第二mos器件的栅极连接第一反馈节点，源极与第一基准电流源连接；第三mos器件的栅极连接第二反馈节点，源极与第一基准电流源连接；第三mos器件的尺寸为第一mos器件的尺寸与第二mos器件的尺寸之和。
10.在上述第一方面的一种可能的实现中，共模电流源电路包括：第六mos器件、第七mos器件、第九mos器件、第十mos器件；流经第六mos器件的电流为第一电流；流经第七mos器件的电流为第二电流；流经第九mos器件的电流为第三电流；流经第十mos器件的电流为第四电流。
11.在上述第一方面的一种可能的实现中，共模电流源电路还包括：第二基准电流源的电流与第三基准电流源的电流均等于第一基准电流源的电流的二分之一。
12.在上述第一方面的一种可能的实现中，输出共模检测电路，包括：第一电阻、第二电阻、运算放大器和第八mos器件；第一电阻的一端连接第一输出节点，另一端连接第八mos器件的漏极；第二电阻的一端连接第二输出节点，另一端连接第八mos器件的漏极；第一电阻与第二电阻的阻值等于高压d类放大器的反馈电阻的阻值；运算放大器的正向输入端与第八mos器件的漏极连接，负向输入端接入目标共模电压，输出端与第八mos器件的栅极、第九mos器件的栅极、第十mos器件的栅极连接；运算放大器的输出端生成第一偏置电压。
13.在上述第一方面的一种可能的实现中，第九mos器件的尺寸与第十mos器件的尺寸相等；第八mos器件的尺寸为第九mos器件的尺寸或第十mos器件的尺寸的两倍。
14.在上述第一方面的一种可能的实现中，流经第一反馈节点的电流等于第一电流、第三电流之和与第二基准电流源的电流之差；流经第二反馈节点的电流等于第二电流、第四电流之和与第三基准电流源的电流之差。
15.本技术的第二方面提供了一种高压d类放大器，包括：上述第一方面中的任意一种共模电压控制电路。
16.在上述第二方面的一种可能的实现中，高压d类放大器还包括：积分器电路，脉宽
调制电路，驱动功率级电路，以及反馈电路；积分器电路，用于获取输入高压d类放大器的输入差分信号和反馈电路的反馈信号，将输入差分信号和反馈电路的反馈信号叠加，得到反馈节点信号，并通过积分操作进行滤波；脉宽调制电路，用于将积分器电路输出的差分信号调制为第一调制信号和第二调制信号；驱动功率级电路，用于将第一调制信号和第二调制信号进行功率放大，得到输出差分信号；反馈电路，用于根据驱动功率级电路的输出差分信号确定反馈电路的反馈信号，将反馈电路的反馈信号发送到积分器电路的第一反馈节点和第二反馈节点。
17.本技术的第三方面提供了一种芯片，芯片中形成有上述第一方面中的任意一种共模电压控制电路。
18.本技术的第四方面提供了一种电子设备，电子设备包括芯片，芯片中形成有上述第一方面中的任意一种共模电压控制电路。
附图说明
19.为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
20.图1根据本技术的实施例示出了一种高压d类放大器的结构示意图；
21.图2根据本技术的实施例示出了一种共模电压控制电路的技术框图；
22.图3根据本技术的实施例示出了一种共模电压控制电路的电路结构示意图；
23.图4根据本技术的实施例示出了另一种高压d类放大器的结构示意图。
具体实施方式
24.本技术的说明性实施例包括但不限于一种共模电压控制电路、高压d类放大器、芯片和电子设备。
25.为使本技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本技术实施例中的技术方案进行清楚、详尽的描述。
26.如前所述，高压d类放大器通常包括：积分器电路、驱动功率级电路和反馈电路，各个电路的供电电源的电压值不同。例如，积分器电路由电压值较低的电源(如模拟电源avdd)供电，驱动功率级电路由电压值较高的电源(如高压功率电源pvdd)供电。为了保证电路工作的性能，电路中的差分信号的共模电压通常为对应电路的供电电源的电压值的一半。
27.例如，假设积分器电路由电压值为v
avdd
的模拟电源avdd供电，驱动功率级电路由电压值为v
pvdd
的高压功率电源pvdd供电，则积分器电路中的差分信号的共模电压的电压值为v
avdd
/2，驱动功率级电路中的差分信号的共模电压的电压值为v
pvdd
/2。
28.反馈电路根据驱动功率级电路中的输出节点的输出差分信号，确定反馈差分信号(简称反馈信号)，即，反馈信号为输出差分信号经过反馈电路后得到的；积分器电路将输入节点的输入差分信号和反馈信号叠加，得到反馈节点信号。输入差分信号的共模电压等于积分器电路的供电电源电压值的一半，输出差分信号的共模电压等于驱动功率级电路的供
电电源电压值的一半，反馈节点信号的共模电压介于二者之间，即，反馈节点信号的共模电压与积分器电路的供电电源电压值的一半不相等。若直接将反馈节点信号输入至积分器电路的运算放大器中，可能会影响放大器的正常工作。因此，为了保证电路的工作性能，需要将反馈节点信号的共模电压调整为积分器电路对应的共模电压(例如，积分器电路的供电电源电压值的一半)。
29.示例性地，图1根据本技术的实施例示出了一种高压d类放大器的结构示意图。
30.如图1所示，高压d类放大器10包括：积分器电路11、脉宽调制电路12、驱动功率级电路13和反馈电路(图1中的反馈电阻rf)。
31.积分器电路11用于将输入到高压d类放大器10的输入节点vip和输入节点vin的差分信号v
ip
和v
in
、以及反馈电路的反馈信号叠加，得到输入积分器电路11的差分输入端inp(即反馈节点inp)和inn(即反馈节点inn)的差分信号，并通过积分操作对该差分信号进行滤波，滤除高压d类放大器工作带宽以外的噪声信号。
32.可以理解，本技术实施例中，积分器电路的差分输入端inp和反馈节点inp表示相同的节点，输入积分器电路的差分输入端inp的信号与输入反馈节点inp的信号为相同的信号；积分器电路的差分输入端inn和反馈节点inn表示相同的节点，输入积分器电路的差分输入端inn的信号与输入反馈节点inn的信号为相同的信号。
33.脉宽调制电路12用于将积分器电路11输出的差分信号调制为pwm信号pwm_p和pwm_n，调制方式为将积分器电路11输出的差分信号分别与一个三角波信号比较，比较器输出对应的pwm信号。
34.驱动功率级电路13是由驱动器和功率管构成的全桥电路，通过晶体管半桥的交替工作将pwm信号的功率放大，得到输出差分信号v
op
和v
on
，其中，v
op
信号由输出节点vop输出，v
on
信号由输出节点von输出。
35.反馈电路用于根据驱动功率级电路13中的输出节点vop和输出节点von输出的输出差分信号v
op
和v
on
，确定反馈信号；将反馈信号输入到积分器电路11的差分输入端inp和inn中。
36.可以理解，积分器电路11和脉宽调制电路12由avdd供电，驱动功率级电路13由pvdd供电。输入高压d类放大器10的输入节点vip和输入节点vin的输入差分信号v
ip
和v
in
的共模电压的电压值为v
avdd
/2；驱动功率级电路13中的输出节点vop和输出节点von的输出差分信号v
op
和v
on
的电压值为v
pvdd
/2；反馈信号的共模电压与输出差分信号的共模电压相等，为v
pvdd
/2。电源avdd与电源pvdd的电压值不同，若直接将反馈信号输入积分器电路11的差分输入端inp和inn，会产生共模电平偏移问题，影响高压d类放大器的正常工作。
37.为了保证高压d类放大器10的工作性能，需要将积分器电路11的差分输入端inp和inn的共模电压调整为目标共模电压或调整到接近目标共模电压的电压值，消除共模电平偏移问题，进而降低电平转移对高压d类放大器的工作性能的影响。可以理解，目标共模电压可以为积分器电路11的供电电源的电压值的一半，即v
avdd
/2。
38.为了解决上述问题，本技术实施例提供了一种共模电压控制电路，应用于高压d类放大器，具体包括：输出共模检测电路、共模反馈控制电路和共模电流源电路。
39.输出共模检测电路，用于获取高压d类放大器的输出共模电压，根据输出共模电压和目标共模电压生成第一偏置电压，并基于第一偏置电压对共模电流源电路中的第一电流
源输出的第一电流和第二电流源输出的第二电流进行第一调节，以使得，高压d类放大器的反馈节点共模电压等于目标共模电压。
40.共模反馈控制电路，用于根据反馈节点共模电压和目标共模电压，生成第二偏置电压，并基于第二偏置电压控制对共模电流源电路中的第三电流源输出的第三电流和第四电流源输出的第四电流进行第二调节，以使得，反馈节点共模电压与目标共模电压相等。
41.本技术实施例提供的共模电压控制电路，通过输出共模检测电路对共模电流源电路中的第一电流源输出的第一电流和第二电流源输出的第二电流进行第一调节，通过共模反馈控制电路对共模电流源电路中的第三电流源输出的第三电流和第四电流源输出的第四电流进行第二调节，将反馈节点共模电压锁定在目标共模电压，通过两次调节，可以减小反馈节点共模电压与目标共模电压的误差，共模电压的锁定更准确。同时，输出共模检测电路根据高压d类放大器的输出共模电压和目标共模电压生成第一偏置电压，并进一步调节第一电流和第二电流，当输出共模电压变化时，第一偏置电压也会相应变化，因此，可以满足更宽范围变化的输出共模电压。
42.在一些实施例中，共模反馈控制电路基于第一偏置电压调节第一电流，以使得，第一电流等于输出共模电压与目标共模电压的差值与高压d类放大器的反馈电阻的比值；基于第一偏置电压调节第二电流，以使得，第二电流等于输出共模电压与目标共模电压的差值与高压d类放大器的反馈电阻的比值。
43.在一些实施例中，共模反馈控制电路确定反馈节点共模电压；当反馈节点共模电压大于目标共模电压时，调节第三电流与第四电流增大，以使得，反馈节点共模电压与目标共模电压相等；当反馈节点共模电压小于或等于目标共模电压时，调节第三电流与第四电流减小，以使得，反馈节点共模电压与目标共模电压相等。
44.在一些实施例中，输出共模检测电路包括：第一电阻和第二电阻、运算放大器和nmos器件m8。其中，第一电阻和第二电阻的阻值与高压d类放大器的反馈电阻的阻值相等；运算放大器的负向输入端接入目标共模电压，输出端生成偏置电压vb1(作为第一偏置电压)；nmos器件m8(作为第八mos器件)的尺寸为w8/l8。
45.在一些实施例中，共模反馈控制电路包括：pmos器件m1(作为第一mos器件)、pmos器件m2(作为第二mos器件)、pmos器件m3(作为第三mos器件)、nmos器件m4(作为第四mos器件)、nmos器件m5(作为第五mos器件)和第一基准电流源，第一基准电流源的电流为ib。其中，pmos器件m1的尺寸w1/l1等于pmos器件m2的尺寸与pmos器件m3的尺寸之和w2/l2+w3/l3；pmos器件m1的漏极产生偏置电压vb2(作为第二偏置电压)。
46.在一些实施例中，共模电流源电路包括：nmos器件m6(作为第六mos器件)、nmos器件m7(作为第七mos器件)、nmos器件m9(作为第九mos器件)、nmos器件m10(作为第十mos器件)、第二基准电流源和第三基准电流源。其中，nmos器件m9的尺寸w9/l9和nmos器件m10的尺寸w10/l10相等，并且等于nmos器件m8的尺寸的一半，即，第二基准电流源和第三基准电流源的电流相等，且等于第一基准电流源的电流的二分之一，即，第二基准电流源和第三基准电流源的电流为ib/2。
47.可以理解，本技术实施例提供的共模电压控制电路，由一个运算放大器和多个mos管器件组成，电路设计简单，占用面积小，进而降低电路的功耗。
48.为了更好地理解本技术实施例的技术方案，下面结合附图对本技术的一些技术方案进行详细介绍。
49.图2根据本技术的实施例示出了一种共模电压控制电路的技术框图。如图2所示，共模电压控制电路140包括：输出共模检测电路141、共模反馈控制电路142和共模电流源电路143。
50.输出共模检测电路141，用于获取高压d类放大器的输出节点outp(作为第一输出节点)、输出节点outn(作为第二输出节点)的输出共模电压根据输出共模电压和目标共模电压vcm(例如avdd/2)，生成偏置电压vb1；基于偏置电压vb1控制共模电流源电路143中的电流源ib1_p(作为第一电流源)和电流源ib1_n(作为第二电流源)，以使得，反馈节点inp(作为第一反馈节点)和反馈节点inn(作为第二反馈节点)的共模电压(作为反馈节点共模电压)等于目标共模电压vcm。
51.可以理解，反馈节点inp和反馈节点inn的共模电压，即反馈节点共模电压，表示输入高压d类放大器的输入差分信号和输入反馈节点inp和反馈节点inn的反馈信号叠加得到的反馈节点信号的共模电压，也就是，输入高压d类放大器中的积分器的差分信号的共模电压。
52.可以理解，目标共模电压vcm可以是预设的共模电压值，例如积分器电路的供电电压的一半，本技术对此不做限制。
53.在一些实施例中，电流源ib1_p的电流为i
b1_p
(作为第一电流)，电流源ib1_n的电流为i
b1_n
(作为第二电流)。
54.在一些实施例中，反馈节点inp和inn的共模电压vm等于高压d类放大器的输出节点outp、输出节点outn的共模电压与高压d类放大器的反馈电路的压降之差，使反馈节点inp和反馈节点inn的共模电压等于目标共模电压vcm，即vm＝vcm。即，其中，vm表示反馈节点inp和反馈节点inn的共模电压，即反馈节点共模电压；表示输出节点outp和输出节点outn的共模电压，即输出共模电压；ib1表示流经高压d类放大器的反馈电阻的总电流；rf表示反馈电阻的阻值。
55.在一些实施例中，电流i
b1_p
和电流i
b1_n
的关系式可以参考如下关系式：的关系式可以参考如下关系式：
56.共模反馈控制电路142，用于根据反馈节点inp和反馈节点inn的共模电压和目标共模电压vcm，生成偏置电压vb2；基于偏置电压vb2控制共模电流源电路143中的电流源ib2_p(作为第三电流源)和电流源ib2_n(作为第四电流源)，以使得，反馈节点inp和inn的共模电压和目标共模电压vcm相等。
57.在一些实施例中，电流源ib2_p的电流为i
b2_p
(作为第三电流)，电流源ib2_n的电流为i
b2_n
(作为第四电流)。
58.在一些实施例中，当反馈节点inp和反馈节点inn的共模电压大于目标共模电压vcm时，控制电流i
b2_p
和电流i
b2_n
增大，以使得，反馈节点inp和反馈节点inn的共模电压降低。
59.在另一些实施例中，当反馈节点inp和反馈节点inn的共模电压小于目标共模电压
vcm时，控制电流i
b2_p
和电流i
b2_n
减小，以使得，反馈节点inp和反馈节点inn的共模电压增大。
60.共模电流源电路143，用于根据电流源ib1_p的电流i
b1_p
和电流源ib1_n的电流i
b1_n
，对反馈节点inp和反馈节点inn的共模电压进行第一调节，根据电流源ib2_p的电流i
b2_p
和电流源ib2_n的电流i
b2_n
，对反馈节点inp和反馈节点inn的共模电压进行第二调节，以使得，反馈节点inp和反馈节点inn的共模电压等于目标共模电压vcm。
61.在一些实施例中，共模电流源电路143根据电流i
b1_p
和电流i
b2_p
，生成电流i
b_p
；根据电流i
b1_n
和电流i
b2_n
，生成电流i
b_n
。其中，电流i
b_p
表示流经反馈节点inp的电流，电流i
b_n
表示流经反馈节点inn的电流。
62.图3根据本技术的实施例示出了一种共模电压控制电路的电路结构示意图。
63.如图3所示，共模电压控制电路140包括：输出共模检测电路141、共模反馈控制电路142和共模电流源电路143。
64.输出共模检测电路141包括：两个电阻rf(第一电阻和第二电阻)、运算放大器opa和nmos器件m8。
65.第一电阻的一端与高压d类放大器的输出节点outp连接，另一端与第二电阻的一端、nmos器件m8的漏极连接，并接入运算放大器opa的正向输入端。
66.第二电阻的一端与高压d类放大器的输出节点outn连接，另一端与第一电阻的一端、nmos器件m8的漏极连接，并接入运算放大器opa的正向输入端。
67.运算放大器的opa的正向输入端与第一电阻、第二电阻和nmos器件m8的漏极连接，负向输入端接入目标共模电压vcm，输出端与nmos器件m8的栅极、共模电流源电路143的nmos器件m9的栅极、共模电流源电路143的nmos器件m10的栅极连接，运算放大器的opa的输出端生成偏置电压vb1。
68.nmos器件m8的栅极与运算放大器opa的输出端连接，漏极与运算放大器opa的正向输入端连接，源极接地。
69.在一些实施例中，电阻rf的阻值与高压d类放大器的反馈电阻的阻值相等；运算放大器opa，用于使反馈节点inp和反馈节点inn的共模电压等于目标共模电压vcm；nmos器件m8的尺寸为w8/l8。
70.可以理解，根据运算放大器的虚短原则，运算放大器opa的正向输入端输入的反馈节点inp和反馈节点inn的共模电压vm和负向输入端输入的目标共模电压vcm近似相等。
71.在一些实施例中，流经nmos器件m8的电流i
m8
等于流经反馈节点inp的电流和流经反馈节点inn的电流之和，即，ib1的两倍，i
m8
＝2
·
ib1。
72.共模反馈控制电路142包括：pmos器件m1、pmos器件m2、pmos器件m3、nmos器件m4、nmos器件m5和第一基准电流源。
73.第一基准电流源的一端与共模反馈控制电路142的供电电源avdd连接，另一端与pmos器件m1的源极、pmos器件m2的源极、pmos器件m3的源极连接。
74.pmos器件m3的源极与第一基准电流源的一端连接，栅极与反馈节点inn连接，漏极与pmos器件m2的漏极、nmos器件m4的漏极连接。
75.pmos器件m2的源极与第一基准电流源的一端连接，栅极与反馈节点inp连接，漏极与pmos器件m1的漏极、nmos器件m4的漏极连接。
76.pmos器件m1的源极与第一基准电流源的一端连接，栅极与接入目标共模电压vcm，漏极与nmos器件m5的漏极、共模电流源电路143的nmos器件m6的栅极、共模电流源电路143的nmos器件m7的栅极连接；pmos器件m1的漏极生成偏置电压vb2。
77.nmos器件m4的漏极与nmos器件m4的栅极、pmos器件m2的漏极、pmos器件m3的漏极连接，栅极与nmos器件m4的漏极、nmos器件m5的栅极连接，源极接地。
78.nmos器件m5的栅极与nmos器件m4的栅极连接，漏极与pmos器件m1的漏极、共模电流源电路143的nmos器件m6的栅极、共模电流源电路143的nmos器件m7的栅极连接，源极接地。
79.在一些实施例中，第一基准电流源的电流为ib。
80.在一些实施例中，pmos器件m1的尺寸w1/l1等于pmos器件m2与pmos器件m3的尺寸之和w2/l2+w3/l3。
81.可以理解，反馈节点inp和反馈节点inn的共模电压可以表示为(v
inp
+v
inn
)/2，v
inp
和v
inn
表示输入反馈节点inp和反馈节点inn的反馈节点信号的电压值；反馈节点inp和反馈节点inn的共模电压与目标共模电压vcm相等。
82.在一些实施例中，流经pmos器件m1的电流等于流经pmos器件m2的电流与流经pmos器件m3的电流之和。pmos器件m1的尺寸w1/l1等于pmos器件m2的尺寸w2/l2与pmos器件m3的尺寸w3/l3之和，即，w1/l1＝w2/l2+w3/l3。
83.共模电流源电路143包括：nmos器件m6、nmos器件m7、nmos器件m9、nmos器件m10、第二基准电流源和第三基准电流源。
84.nmos器件m6的漏极与第二基准电流源的一端、nmos器件m9的漏极连接，栅极与共模反馈控制电路142的pmos器件m1的漏极、共模反馈控制电路142的nmos器件m5的漏极连接，源极接地。
85.nmos器件m7的漏极与第三基准电流源的一端、nmos器件m10的漏极连接，栅极与共模反馈控制电路142的pmos器件m1的漏极、共模反馈控制电路142的nmos器件m5的漏极连接，源极接地。
86.nmos器件m9的漏极与第二基准电流源的一端、nmos器件m6的漏极连接，栅极与输出共模检测电路141的运算放大器opa的输出端连接，源极接地。
87.nmos器件m10的漏极与第三基准电流源的一端、nmos器件m7的漏极连接，栅极与输出共模检测电路141的运算放大器opa的输出端连接，源极接地。
88.在一些实施例中，第二基准电流源的电流与第三基准电流源的电流相等，并且，第二基准电流源的电流与第三基准电流源的电流均等于第一基准电流源的电流的二分之一。即，第二基准电流源的电流与第三基准电流源的电流均为ib/2。
89.在一些实施例中，nmos器件m6和第二基准电流源构成电流源ib1_p，nmos器件m7和第三基准电流源构成电流源ib1_n，nmos器件m9构成电流源ib2_p，nmos器件m10构成电流源ib2_n。即，流经nmos器件m6的电流i
m6
为i
b1_p
，流经所nmos器件m7的电流i
m7
为i
b1_n
，流经nmos器件m9的电流i
m9
为i
b2_p
；流经nmos器件m10的电流i
m10
为i
b2_n
。在一些实施例中，流经反馈节点inp的电流i
b_p
等于流经nmos器件m6的电流、流经nmos器件m9的电流之和与第二偏置电流源的电流之差，即，i
b_p
＝i
m9
+i
m6-ib/2。
90.在一些实施例中，流经反馈节点inn的电流i
b_n
等于流经nmos器件m7的电流、流经
nmos器件m10的电流之和与第三偏置电流源的电流之差，即，i
b_n
＝i
m10
+i
m7-ib/2。
91.在一些实施例中，nmos器件m9的尺寸w9/l9和nmos器件m10的尺寸w10/l10相等，以使得，流经nmos器件m9的电流等于流经nmos器件m10的电流；nmos器件m8的尺寸w8/l8等于nmos器件m9的尺寸w9/l9或nmos器件m10的尺寸w10/l10的两倍，以使得，流经nmos器件m8的电流等于流经nmos器件m9的电流与流经nmos器件m10的电流之和。即，
92.综上所述，本技术实施例提供的共模电压控制电路，通过输出共模检测电路对共模电流源电路中的第一电流源输出的第一电流和第二电流源输出的第二电流进行第一调节，通过共模反馈控制电路对共模电流源电路中的第三电流源输出的第三电流和第四电流源输出的第四电流进行第二调节，将反馈节点共模电压锁定在目标共模电压，通过两次调节，可以减小反馈节点共模电压与目标共模电压的误差，共模电压的锁定更准确。同时，输出共模检测电路根据高压d类放大器的输出共模电压和目标共模电压生成第一偏置电压，并进一步调节第一电流和第二电流，当输出共模电压变化时，第一偏置电压也会相应变化，因此，可以满足更宽范围变化的输出共模电压。此外，本技术实施例提供的共模电压控制电路，由一个运算放大器和多个mos管器件组成，电路设计简单，占用面积小，进而降低电路的功耗。
93.图4根据本技术的实施例示出了另一种高压d类放大器的结构示意图。
94.如图4所示，高压d类放大器100包括：积分器电路110、脉宽调制电路120、驱动功率级电路130、共模电压控制电路140和反馈电路(图4中的反馈电阻rf)。
95.其中，积分器电路110，用于获取输入高压d类放大器100的输入节点vip和vin的输入差分信号和反馈电路的反馈信号，将输入差分信号和反馈电路的反馈信号叠加，得到反馈节点信号，并对反馈节点信号通过积分操作进行滤波，滤除高压d类放大器100工作带宽以外的噪声信号。
96.脉宽调制电路120，用于将积分器电路110输出的差分信号调制为pwm信号。脉宽调制电路120用于将差分信号分别与一个三角波信号vtri比较，通过比较器camp_a和camp_b输出对应的pwm信号pwm_p和pwm_n。
97.驱动功率级电路130，采用两路放大电路构成的全桥电路，通过晶体管半桥的交替工作将pwm信号的功率放大，得到输出差分信号。
98.反馈电路，用于根据驱动功率级电路的输出差分信号确定反馈电路的反馈信号，将反馈电路的反馈信号发送到积分器电路的反馈节点inp和反馈节点inn。
99.共模电压控制电路140，用于将将反馈节点inp和反馈节点inn的反馈节点共模电压锁定在目标共模电压。共模电压控制电路140的具体结构和工作原理可以参考上述实施例的相关描述，本技术在此不做赘述。
100.本技术的实施例还提供了一种芯片，芯片中形成有共模电压控制电路。共模电压控制电路的具体结构和工作原理可以参考上述实施例的相关描述，本技术在此不做赘述。
101.本技术的实施例还提供了一种电子设备，电子设备包括芯片，芯片中形成有共模电压控制电路。共模电压控制电路的具体结构和工作原理可以参考上述实施例的相关描述，本技术在此不做赘述。
102.在附图中，可以以特定布置和/或顺序示出一些结构或方法特征。然而，应该理解，可能不需要这样的特定布置和/或排序。而是，在一些实施例中，这些特征可以以不同于说明性附图中所示的方式和/或顺序来布置。另外，在特定图中包括结构或方法特征并不意味着暗示在所有实施例中都需要这样的特征，并且在一些实施例中，可以不包括这些特征或者可以与其他特征组合。
103.需要说明的是，本技术各设备实施例中提到的各单元/模块都是逻辑单元/模块，在物理上，一个逻辑单元/模块可以是一个物理单元/模块，也可以是一个物理单元/模块的一部分，还可以以多个物理单元/模块的组合实现，这些逻辑单元/模块本身的物理实现方式并不是最重要的，这些逻辑单元/模块所实现的功能的组合才是解决本技术所提出的技术问题的关键。此外，为了突出本技术的创新部分，本技术上述各设备实施例并没有将与解决本技术所提出的技术问题关系不太密切的单元/模块引入，这并不表明上述设备实施例并不存在其它的单元/模块。
104.需要说明的是，在本专利的示例和说明书中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
105.虽然通过参照本技术的某些优选实施例，已经对本技术进行了图示和描述，但本领域的普通技术人员应该明白，可以在形式上和细节上对其作各种改变，而不偏离本技术的精神和范围。

技术特征：
1.一种共模电压控制电路，应用于高压d类放大器，其特征在于，包括：输出共模检测电路、共模反馈控制电路和共模电流源电路；所述输出共模检测电路，用于获取所述d类放大器的输出共模电压，根据所述输出共模电压和目标共模电压生成第一偏置电压，并基于所述第一偏置电压对所述共模电流源电路中的第一电流源输出的第一电流和第二电流源输出的第二电流进行第一调节，以使得，所述d类放大器的反馈节点共模电压等于所述目标共模电压；所述共模反馈控制电路，用于根据所述反馈节点共模电压和所述目标共模电压，生成第二偏置电压，并基于所述第二偏置电压对所述共模电流源电路中的第三电流源输出的第三电流和第四电流源输出的第四电流进行第二调节，以使得，所述反馈节点共模电压与所述目标共模电压相等。2.根据权利要求1所述的共模电压控制电路，其特征在于，所述基于所述第一偏置电压对所述共模电流源电路中的第一电流源输出的第一电流和第二电流源输出的第二电流进行第一调节，包括：基于所述第一偏置电压调节所述第一电流源输出的所述第一电流，以使得，所述第一电流等于所述输出共模电压与所述目标共模电压的差值与所述d类放大器的反馈电阻的比值；基于所述第一偏置电压调节所述第二电流源输出的所述第二电流，以使得，所述第二电流等于所述输出共模电压与所述目标共模电压的差值与所述d类放大器的反馈电阻的比值。3.根据权利要求1所述的共模电压控制电路，其特征在于，所述基于所述第二偏置电压对所述共模电流源电路中的第三电流源输出的第三电流和第四电流源输出的第四电流进行第二调节，包括：确定所述反馈节点共模电压；当所述反馈节点共模电压大于所述目标共模电压时，调节所述第三电流源输出的第三电流与所述第四电流源输出的第四电流增大，以使得，所述反馈节点共模电压与所述目标共模电压相等；当所述反馈节点共模电压小于或等于所述目标共模电压时，调节所述第三电流源输出的第三电流与所述第四电流源输出的第四电流减小，以使得，所述反馈节点共模电压与所述目标共模电压相等。4.根据权利要求1所述的共模电压控制电路，其特征在于，所述共模反馈控制电路包括：第一mos器件、第二mos器件、第三mos器件和第一基准电流源；所述第一mos器件的栅极连接所述目标共模电压，源极与所述第一基准电流源连接，漏极生成所述第二偏置电压；所述第二mos器件的栅极连接第一反馈节点，源极与所述第一基准电流源连接；所述第三mos器件的栅极连接第二反馈节点，源极与所述第一基准电流源连接；所述第三mos器件的尺寸为所述第一mos器件的尺寸与所述第二mos器件的尺寸之和。5.根据权利要求4所述的共模电压控制电路，其特征在于，所述共模电流源电路包括：第六mos器件、第七mos器件、第九mos器件、第十mos器件；
流经所述第六mos器件的电流为所述第一电流；流经所述第七mos器件的电流为所述第二电流；流经所述第九mos器件的电流为所述第三电流；流经所述第十mos器件的电流为所述第四电流。6.根据权利要求5所述的共模电压控制电路，其特征在于，所述共模电流源电路还包括：第二基准电流源和第三基准电流源；所述第二基准电流源的电流与所述第三基准电流源的电流均等于所述第一基准电流源的电流的二分之一。7.根据权利要求6所述的共模电压控制电路，其特征在于，所述输出共模检测电路，包括：第一电阻、第二电阻、运算放大器和第八mos器件；所述第一电阻的一端连接第一输出节点，另一端连接所述第八mos器件的漏极；所述第二电阻的一端连接第二输出节点，另一端连接所述第八mos器件的漏极；所述第一电阻与所述第二电阻的阻值等于所述d类放大器的反馈电阻的阻值；所述运算放大器的正向输入端与所述第八mos器件的漏极连接，负向输入端接入所述目标共模电压，输出端与所述第八mos器件的栅极、所述第九mos器件的栅极、所述第十mos器件的栅极连接；所述运算放大器的输出端生成所述第一偏置电压。8.根据权利要求7所述的共模电压控制电路，其特征在于，所述第九mos器件的尺寸与所述第十mos器件的尺寸相等；所述第八mos器件的尺寸为所述第九mos器件的尺寸或所述第十mos器件的尺寸的两倍。9.根据权利要求7所述的共模电压控制电路，其特征在于，流经所述第一反馈节点的电流等于所述第一电流、所述第三电流之和与所述第二基准电流源的电流之差；流经所述第二反馈节点的电流等于所述第二电流、所述第四电流之和与所述第三基准电流源的电流之差。10.一种高压d类放大器，其特征在于，包括：权利要求1至9任一项所述的共模电压控制电路。11.根据权利要求10所述的高压d类放大器，所述高压d类放大器还包括：积分器电路，脉宽调制电路，驱动功率级电路，以及反馈电路；所述积分器电路，用于获取输入所述高压d类放大器的输入差分信号和反馈电路的反馈信号，将所述输入差分信号和所述反馈电路的反馈信号叠加，得到反馈节点信号，并通过积分操作对所述反馈节点信号进行滤波；所述脉宽调制电路，用于将所述积分器电路输出的差分信号调制为第一调制信号和第二调制信号；所述驱动功率级电路，用于将所述第一调制信号和第二调制信号进行功率放大，得到输出差分信号；
所述反馈电路，用于根据所述驱动功率级电路的输出差分信号确定所述反馈电路的反馈信号，将所述反馈电路的反馈信号发送到所述积分器电路的第一反馈节点和第二反馈节点。12.一种芯片，其特征在于，所述芯片中形成有如权利要求1至9任一项所述的共模电压控制电路。13.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括芯片，所述芯片中形成有如权利要求1至9任一项所述的共模电压控制电路。

技术总结
本申请涉及电子电路技术领域，公开了一种共模电压控制电路、高压D类放大器、芯片和电子设备。共模电压控制电路包括：输出共模检测电路，用于获取D类放大器的输出共模电压，根据输出共模电压和目标共模电压生成第一偏置电压，并基于第一偏置电压对共模电流源电路中的第一电流源输出的第一电流和第二电流源输出的第二电流进行第一调节；共模反馈控制电路，用于根据反馈节点共模电压和目标共模电压，生成第二偏置电压，并基于第二偏置电压控制对共模电流源电路中的第三电流源输出的第三电流和第四电流源输出的第四电流进行第二调节；以及共模电流源。通过两次调节，将反馈节点共模电压锁定在目标共模电压，可以减小误差，锁定的电压更准确。电压更准确。电压更准确。


技术研发人员：程立
受保护的技术使用者：上海艾为电子技术股份有限公司
技术研发日：2023.05.18
技术公布日：2023/8/16