2010-09-14_发明授权_US07795960B2 Low power, low noise amplifier system_+++A_C_E_F_N_O+++.docx

**对比文件名称:** 2010-09-14_发明授权_US07795960B2 Low power, low noise amplifier system

**目标专利名称:** 用于D类音频放大器的积分器CN106464214B

**模型名称:** 本次调用未提供具体模型名称。

### **特征比对表格**

技术特征描述及公开性判断结果对比文件原文引用公开性论述
**A. 包括:电压至电流转换电路,所述电压至电流转换电路包括具有差分输出的第一电压至电流转换器和第二电压至电流转换器,《直接公开》**说明书第[0023]段:“...differential transconductance amplifier 18...”。 图1中示出了放大器18具有差分输入(50, 52)和差分输出(58, 60)。对比文件公开了差分跨导放大器(differential transconductance amplifier)18。本领域技术人员公知,跨导放大器(transconductance amplifier)的核心功能就是将输入电压转换为输出电流,即电压至电流转换器。放大器18具有差分输入和差分输出,因此是一个“具有差分输出的电压至电流转换器”。目标专利说明书([0029]-[0031]段)描述的输入转换器310和反馈转换器312、313的功能正是将差分电压信号转换为差分电流信号。因此,对比文件中的“差分跨导放大器18”直接对应于目标专利中具有差分输出的电压至电流转换器。虽然对比文件未明确将放大器18划分为“第一”和“第二”,但其在整个电路中所起的作用(作为核心的增益和V-I转换单元)与目标专利中由输入转换器和反馈转换器共同构成的“电压至电流转换电路”在整体功能上相同,都是实现信号处理(放大、积分)的核心V-I转换环节。因此,特征A被直接公开。
**B. 所述第二电压至电流转换器包括第一反馈电压至电流转换器和第二反馈电压至电流转换器,《未公开》**说明书第[0023]段:“...feedback capacitors 24 and 26...”。 说明书第[0027]段:“The feedback circuit in FIG. 1, including feedback capacitors 24 and 26, may further include feedback resistors 80, 82 in parallel with feedback capacitors 24 and 26.”对比文件公开了反馈电路,该电路包含反馈电容24、26,并可选择性地包含并联的反馈电阻80、82。这些元件构成了从放大器18的输出到输入的反馈网络。然而,该反馈网络是被动元件(电容、电阻)网络,其功能是提供反馈信号并设定增益,其本身并非一个主动的“电压至电流转换器”。目标专利中的“第一反馈电压至电流转换器”和“第二反馈电压至电流转换器”(对应图3的312、313,图4的412)是包含运算放大器和晶体管的有源电路,其功能是主动地将反馈电压信号转换为电流信号。对比文件未公开任何具有此特定结构和功能的独立反馈电压至电流转换器。因此,特征B未被公开。
**C. 其中所述第一电压至电流转换器包括第一差分运算放大器,《直接公开》**说明书第[0023]段:“...differential transconductance amplifier 18...”。如特征A所述,对比文件中的“差分跨导放大器18”就是一个差分放大器。本领域技术人员知晓,“差分跨导放大器”是差分运算放大器的一种具体类型或实现方式,其核心是一个具有高增益的差分输入对。目标专利说明书([0039]段)描述输入转换器310包括“第一差分运算放大器406”。因此,对比文件公开的“差分跨导放大器18”直接对应于目标专利中的“第一差分运算放大器”。特征C被直接公开。
**D. 并且所述第二电压至电流转换器包括第二差分运算放大器,《未公开》**说明书第[0023]段、[0027]段(同上)。如特征B所述,对比文件中的反馈网络由无源元件(电容、电阻)构成,并未包含任何差分运算放大器。目标专利中的第二电压至电流转换器(即反馈转换器)明确包括“第二差分运算放大器408”(参见说明书[0041]段)。对比文件没有公开这样的结构。因此,特征D未被公开。
**E. 以及电容器,所述电容器耦合到所述第一电压至电流转换器并且耦合到所述第二电压至电流转换器。《直接公开》**说明书第[0023]段:“...input capacitors 20 and 22 and feedback capacitors 24 and 26. The gain of amplifier 18 is a function of the ratio of capacitor 20 to capacitor 24 and capacitor 22 to capacitor 26.” 图1明确显示了电容20、22、24、26与放大器18输入/输出端的连接。对比文件明确公开了电容器(20, 22, 24, 26)。输入电容20、22耦合在输入斩波电路12和放大器18的输入之间,反馈电容24、26耦合在放大器18的输出和输入之间。这些电容器与作为“第一电压至电流转换器”的放大器18相耦合。虽然对比文件的反馈路径是直接通过电容耦合,而目标专利是通过反馈转换器耦合,但电容器本身与放大器(即V-I转换器)的耦合关系是明确存在的。目标专利中电容器314同样耦合在转换器电路之间(参见图3、4)。因此,特征E被直接公开。
**F. 其中所述第一电压至电流转换器和所述第二电压至电流转换器被配置为对所述电容器选择性地充电和放电。《直接公开》**说明书第[0024]段描述了输入信号被斩波后通过电容20、22送至放大器18,放大器18的输出通过反馈电容24、26反馈。结合跨导放大器的工作原理,其输出电流会对与其输入节点相连的电容(20, 22, 24, 26)进行充放电,这是实现积分或滤波功能的必然过程。对比文件中的放大器系统10是一个电容增益放大器,其核心工作原理涉及通过跨导放大器18的输出电流对输入电容20、22和反馈电容24、26进行充放电,以建立输入电压与输出电压之间的关系(增益由电容比决定)。这种充放电过程是电路实现信号放大和处理的固有方式。目标专利中,输入转换器和反馈转换器的输出电流在节点N1、N2处组合,从而对电容器314进行选择性充放电(参见说明书[0033]段)。两者在“通过对电容器充放电实现信号处理”这一根本功能上是相同的。因此,本领域技术人员能够毫无疑义地从对比文件得出该技术特征。特征F被直接公开。
**G. 其中所述第二电压至电流转换器被配置为将来自一对比较器的电压信号转换成电流信号。《未公开》**对比文件全文未提及“比较器”(comparator)或用于生成脉冲宽度调制(PWM)信号的比较器电路。目标专利中的“第二电压至电流转换器”(反馈转换器)的输入信号明确来自“一对比较器”(即图3、4中的差分放大器306、308,其功能是比较积分器输出与三角波以生成PWM信号,参见[0026]-[0027]段)。对比文件描述的是一个连续时间、闭环的电容反馈放大器系统,其反馈信号直接来自放大器的输出端,并非来自用于生成开关信号的比较器。对比文件的应用场景(低噪声、低功耗放大)和技术手段(斩波稳定)与目标专利的D类音频放大器(PWM调制)有本质区别。因此,特征G未被公开。
**H. 其中所述第一电压至电流转换器的第一差分输出耦合到第一节点并且所述第一反馈电压至电流转换器的输出耦合到所述第一节点,并且其中所述第一电压至电流转换器的第二差分输出耦合到第二节点并且所述第二反馈电压至电流转换器的输出耦合到所述第二节点。《未公开》**对比文件图1显示了放大器18的差分输出(58, 60)连接至反馈电容24、26,并最终连接到其差分输入(50, 52)。但并未公开如目标专利图4所示的、由输入转换器310的输出晶体管430、432的漏极(即差分输出)以及反馈转换器412的输出晶体管434、436的源极分别连接到特定“第一节点(N1)”和“第二节点(N2)”的精确节点配置。特征H限定了输入转换器和两个反馈转换器输出电流在具体节点(N1, N2)汇合并共同驱动电容器的特定连接方式。这是目标专利积分器电路实现电流加和与积分操作的关键拓扑结构。对比文件虽然也有信号在放大器输入节点的汇合(通过电容反馈),但其电路拓扑完全不同:它使用的是单个差分跨导放大器,其输出通过电容直接反馈到输入节点,没有独立的、输出为电流源的反馈转换器,也没有明确区分出如N1、N2这样的、专用于电流加和的独立节点。因此,对比文件未公开该具体的连接配置。
**I. 进一步包括:第一比较器,被配置为将所述电容器的正端子处的电压电平与信号的电压电平进行比较。《未公开》**对比文件全文未提及用于将电容器电压与参考信号(如三角波)进行比较以生成PWM信号的“比较器”。其核心放大器18是一个跨导放大器,用于线性放大,而非比较功能。如特征G所述,目标专利的积分器是D类放大器PWM调制环路的一部分,其中明确包含第一比较器(差分放大器306),用于比较积分器输出(电容器正端子电压)与三角波信号(参见[0045]段)。对比文件的放大器系统是一个线性放大器,不具有此PWM调制环节,因此没有此类比较器。特征I未被公开。
**J. 以及第二比较器,被配置为将所述电容器的负端子处的电压电平与所述信号的所述电压电平进行比较。《未公开》**同上。对比文件未公开此类比较器。理由同特征I。目标专利中的第二比较器(差分放大器308)用于比较电容器负端子电压与三角波信号。对比文件中不存在此结构。特征J未被公开。
**K. 其中所述第一比较器基于所述比较生成第一脉冲宽度调制信号,并且其中所述第二比较器基于所述比较生成第二脉冲宽度调制信号。《未公开》**对比文件全文未提及“脉冲宽度调制(PWM)信号”。其输出是经过滤波的、放大后的连续时间模拟信号。生成PWM信号是D类放大器的核心特征。对比文件涉及的是低噪声、低功耗的线性放大器系统,其输出并非PWM信号。因此,特征K未被公开。
**L. 进一步包括:第一功率开关,被耦合以接收所述第一脉冲宽度调制信号。《未公开》**对比文件未提及“功率开关”。功率开关是D类放大器中用于根据PWM信号驱动负载的典型部件。对比文件的放大器系统不包含此类开关元件。特征L未被公开。
**M. 以及第二功率开关,被耦合以接收所述第二脉冲宽度调制信号。《未公开》**对比文件未提及“功率开关”。理由同特征L。特征M未被公开。
**N. 进一步包括共模电路,所述共模电路耦合到所述电容器的第一端子并且耦合到所述电容器的第二端子。《直接公开》**说明书第[0028]段:“The amplifier system may further include a common mode feedback and offset cancellation circuit for setting the input common mode independently of the output common mode levels of the amplifier and compensating for the amplifier offset.” 图3、4、5、6详细示出了共模反馈和偏移消除电路90、90a、140、142,它们连接到放大器18的差分输入端(即与输入电容20、22相连的节点,这些节点与电容器的端子功能等效)。对比文件明确公开了“共模反馈和偏移消除电路”(common mode feedback and offset cancellation circuit),其目的包括设置输入共模电平(参见[0028], [0031]段)。该电路(如图3中的90)通过电平设置电阻114、116连接到放大器18的差分输入端子,这些端子通过输入电容20、22与斩波电路相连。在目标专利中,共模电路(图5中的502、504)同样耦合到积分电容314的两个端子以控制共模电压。两者都是用于稳定放大器/积分器工作点的共模控制电路。因此,特征N被直接公开。
**O. 其中所述电压至电流转换电路和所述电容器被包括在积分器中。《直接公开》**说明书第[0023]段将包含放大器18、输入电容20、22和反馈电容24、26的电路16描述为“capacitive gain amplifier circuit”。具有电容反馈的放大器本质上构成一个积分器(或具有积分特性的电路)。图1所示的整个系统10是一个用于处理低频和直流信号的放大器,其电容反馈网络赋予了电路积分行为。目标专利中的“积分器”是一个功能模块,其核心包含电压至电流转换电路和积分电容器。对比文件中的“电容增益放大器电路16”同样包含作为V-I转换器的跨导放大器18和电容20、22、24、26,这些元件共同作用,使电路具有积分特性(尤其对于反馈电容而言)。本领域技术人员能够理解,带有电容反馈的放大器可以视为一种积分器或包含积分功能的电路。因此,对比文件公开的技术方案实质上包括了积分器这一功能实体。特征O被直接公开。
**P. 进一步包括前馈偏置电路,所述前馈偏置电路被耦合以生成前馈电流,所述前馈电流被提供给所述积分器的输出以减小所述积分器的所述输出处的电压摆幅。《未公开》**对比文件全文未提及“前馈偏置电路”(feed-forward bias circuit)或用于减小积分器输出摆幅的“前馈电流”(feed-forward current)。目标专利说明书([0057]-[0060]段,图6、7)详细描述了一种专门的前馈偏置电路(如电流源610、620及关联电路),用于生成前馈电流(650, 652)以抵消反馈电流,从而主动减小积分器输出的电压摆幅,改善线性度。这是目标专利的一个特定改进点。对比文件未公开任何此类电路或技术手段。因此,特征P未被公开。
**Q. 其中所述积分器的所述输出为差分输出,并且其中所述前馈电流包括第一前馈电流和第二前馈电流,所述第一前馈电流被提供给所述差分输出的第一输出,所述第二前馈电流被提供给所述差分输出的第二输出。《未公开》**对比文件未提及“前馈电流”。由于特征P所依赖的“前馈偏置电路”和“前馈电流”未被对比文件公开,因此该前馈电流的具体差分配置特征Q自然也未被公开。

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