CN103684295A - 宽共模电流传感放大器的装置和方法 - Google Patents

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Abstract

装置和方法减小或增大差分放大器的共模范围。一种电路使用耦接到放大器的输入级的一个或多个浮动电源和一个或多个浮动接地来增大差分放大器的共模范围。所述浮动电源可配置以选择差分信号中的一个的电压电平和***电源高源中较大者。所述浮动接地可配置以选择所述差分信号中的一个的电压电平和***电源低源中较小者。

Description

宽共模电流传感放大器的装置和方法
技术领域
本揭露的实施方案涉及电子设备，且更具体说来，在一个或多个实施方案中，本揭露的实施方案涉及宽共模差分放大器。
背景技术
差分放大器是设计用来测量差分信号的专用放大器。差分放大器的一个特征是能够去除多余的共模信号。与大多数类型的放大器不同，差分放大器通常需要测量电源轨外的电压，且用于有大的dc或ac共模电压的应用中。差分放大器对于电流和电压监测是理想的。例如，它可用以放大串联放置在电源总线和某种形式的负载之间的电流分流电阻上的电压降。放大器在例如但不限于数字音频、医疗、汽车、电信或电源管理的各种应用中执行分流电阻上的电流测量。为了减小分流电阻的功率损耗，期望使电阻值保持较小。因此，电阻上的电压降通常较小，例如，几百毫伏（mV）或更小。然而，输入共模电压可取决于应用而改变很大。例如，为了测量大功率类D放大器的负载电流，共模电压可能是峰间电压为300V且频率高达20kHz的正弦波；在超音波影像***中，输入共模电压可能约为-120V；在远程通信***中，输入共模可能为-48V或+48V；且在汽车应用中，输入共模可能为在-2V到65V之间变化、频率高达20kHz且占空比在2%到98%之间变化的脉冲宽度调制信号。因此，需要通用差分放大器来处理所述宽共模输入范围以在各种应用中进行操作。
AC电流传感的传统的解决办法在由专用双电源供能的差分放大器的输入级中使用电阻分压器。所述电阻分压器配置以把输入共模电压衰减到可由例如双电源范围的输入放大器处理的输入范围。然而，这个方法有若干缺点。例如，需要双电源。电阻分压器增大了输入相关噪声、偏移和漂移，并减小了放大器的带宽。
发明内容
描述了一种电路或装置，所述电路或装置包括配置以接收第一电源电压和电压选择器输入信号且还配置以基于所述第一电源电压和所述电压选择器输入信号中较小者来产生第一内部轨道电压的电压选择器电路，其中所述电压选择器输入信号包括输入信号的非反信号和反输入信号中的至少一个。所述装置也包括配置以接收所述输入信号并至少基于所述第一电源电压输出所述输入信号的电压电平转移的信号的输入放大器电路，所述输入放大器电路的至少一部分耦接到所述第一内部轨道电压。
在一些实施方案中，所述电路还包括耦接到所述输入放大器电路且配置以接收所述电压电平转移的信号并输出输出电压的输出放大器。在一些实施方案中，所述电压选择器电路还配置以接收第二电源电压并基于所述第二电源电压和所述电压选择器输入信号中较大者来产生第二内部轨道电压。
在所述装置的某些实施方案中，所述第一电源电压接地，且所述第二电源电压是DC电源。在所述装置的一些实施方案中，所述电压选择器输入信号只包括所述输入信号的所述反信号和所述非反信号中的一个。在某些实施方案中，所述电压选择器输入信号包括所述输入信号的所述非反信号和所述反信号中较小者。在一些实施方案中，所述电压选择器输入信号包括所述输入信号的所述非反信号和所述反信号中较大者。在所述装置的某些实施方案中，所述电压选择器输入信号包括所述输入信号的所述反信号和所述非反信号的组合。在所述装置的一些实施方案中，所述电压选择器输入信号是所述输入信号的共模电压。
在上述装置的一些实施方案中，所述输入放大器电路包括电压电流转换器、电流转移块和电流电压转换器。所述电压电流转换器可配置以接收所述输入信号并把差分输入信号转换成一个或多个电流信号且拒绝共模输入信号。另外，所述电压电流转换器可耦接到所述第一内部轨道电压和所述第二内部轨道电压。所述电流转移块可包括一个或多个电流镜并配置以接收来自所述电压电流转换器的所述一个或多个电流信号。另外，所述电流转移块可耦接到所述第一内部轨道电压和所述第二内部轨道电压。所述电流电压转换器可配置以接收来自所述电流转移块的所述一个或多个电流信号并把所述一个或多个电流信号转换成与所述输入信号不同的第二信号。另外，所述电流电压转换器可耦接到所述第一电源电压和所述第二电源电压。
在上述装置的一些实施方案中，所述电压选择器电路可包括：与所述第一内部轨道电压和所述电压选择器输入信号电耦接的第一二极管；与所述第一内部轨道电压和所述第一电源电压电耦接的第二二极管；与所述第二电源电压和所述第二内部轨道电压电耦接的第三二极管；和与所述电压选择器输入信号和所述第二内部轨道电压电耦接的第四二极管。
在上述装置的某些实施方案中，所述电压选择器电路可包括：把所述电压选择器输入信号的电压电平与所述第一电源电压的电压电平比较的第一比较器；和把所述电压选择器输入信号的所述电压电平与所述第二电源电压的电压电平比较的第二比较器。
在某些实施方案中，所述电压选择器电路还配置以接收第二电源电压并产生第二内部轨道电压和第三内部轨道电压。在一些实施方案中，所述第二内部轨道电压和所述第三内部轨道电压基于所述电压选择器输入信号的电压电平。另外，所述第三内部轨道电压维持与所述第二内部轨道电压的相对稳定的电压差，且所述输入放大器电路的至少第一部分耦接到所述第二内部轨道电压和所述第三内部轨道电压。
在所述装置的包括第三内部轨道电压的一些实施方案中，所述输入级可包括电压电流转换器、电流转移块和电流电压转换器。在某些实施方案中，所述电压电流转换器可配置以接收所述输入信号并把所述差分输入信号转换成一个或多个电流信号且拒绝所述共模输入信号。另外，所述电压电流转换器可耦接到所述第二内部轨道电压和所述第三内部轨道电压。在一些实施方案中，所述电压电流转换器可配置以接收所述输入信号并把所述差分输入信号转换成一个或多个电流信号且拒绝所述共模输入信号。另外，所述电压电流转换器可耦接到所述第二内部轨道电压和所述第三内部轨道电压。在某些实施方案中，所述电压电流转换器可配置以接收所述输入信号并把所述差分输入信号转换成一个或多个电流信号且拒绝所述共模输入信号，其中所述电压电流转换器耦接到所述第二内部轨道电压和所述第三内部轨道电压。
在所述装置的包括第三内部轨道电压的某些实施方案中，所述电压选择器电路可包括：与所述第一内部轨道电压和所述电压选择器输入信号电耦接的第一二极管；与所述第一内部轨道电压和所述第一电源电压电耦接的第二二极管；与所述第二电源电压和所述第二内部轨道电压电耦接的第三二极管；与所述电压选择器输入信号和所述第二内部轨道电压电耦接的第四二极管；与所述第三内部轨道电压和所述电压选择器输入信号电耦接的第五二极管；与所述第三内部轨道电压和所述第一电源电压电耦接的第六二极管；和与所述第三内部轨道电压和所述第二内部轨道电压电耦接的钳位二极管。在一些实施方案中，所述钳位二极管可用其他类型的钳位电路或稳压器来代替。
在一些实施方案中，提供一种向输入级提供电源的方法。在某些实施方案中，所述方法可包括：接收第一电源电压；接收电压选择器输入信号，其中所述电压选择器输入信号包括输入信号的非反信号和反信号中的至少一个；和把所述第一电源电压和所述电压选择器输入信号的电压电平中较小者动态选择为运算放大器电路的输入级的内部轨道电压。
在某些实施方案中，所述方法还包括：接收第二电源电压；把所述第二电源电压和所述电压选择器输入信号的所述电压电平中较大者动态选择为所述运算放大器电路的所述输入级的第二内部轨道电压。
在某些实施方案中，描述了一种包括电压选择器电路和输入放大器电路的装置。所述电压选择器电路可配置以接收电源电压和电压选择器输入信号且还配置以基于所述第二电源电压和所述电压选择器输入信号中较大者来产生内部轨道电压。另外，所述电压选择器输入信号可只包括输入信号的非反信号和反信号中的一个。
在一些实施方案中，所述电源电压是第二电源电压；所述内部轨道电压是第二内部轨道电压；且所述电压选择器电路还可配置以接收第一电源电压并基于所述第一电源电压和所述电压选择器输入信号中较小者来产生第一内部轨道电压。另外，所述输入放大器电路的至少一部分可耦接到所述第一内部轨道电压。
在所述装置的某些实施方案中，所述第一电源电压接地，且所述第二电源电压是DC电源。在一些实施方案中，所述电压选择器输入信号包括所述输入信号的所述非反信号和所述反信号中较大者。在某些实施方案中，所述电压选择器输入信号包括所述输入信号的所述非反信号和所述反信号中较小者。
在上述装置的一些实施方案中，所述输入放大器电路包括电压电流转换器、电流转移块和电流电压转换器。所述电压电流转换器可配置以接收所述输入信号并把所述差分输入信号转换成一个或多个电流信号且拒绝所述共模输入信号。另外，所述电压电流转换器可耦接到所述第一内部轨道电压和所述第二内部轨道电压。所述电流转移块可包括一个或多个电流镜并配置以接收来自所述电压电流转换器的所述一个或多个电流信号。另外，所述电流转移块可耦接到所述第一内部轨道电压和所述第二内部轨道电压。所述电流电压转换器可配置以接收来自所述电流转移块的所述一个或多个电流信号并把所述一个或多个电流信号转换成与所述第一输入信号不同的第二信号。另外，所述电流电压转换器可耦接到所述第一电源电压和所述第二电源接地。
在上述装置的一些实施方案中，电压选择器电路可包括：与所述第一内部轨道电压和所述电压选择器输入信号电耦接的第一二极管；与所述第一内部轨道电压和所述第一电源电压电耦接的第二二极管；与所述第二电源电压和所述第二内部轨道电压电耦接的第三二极管；和与所述电压选择器输入信号和所述第二内部轨道电压电耦接的第四二极管。
在上述装置的某些实施方案中，所述电压选择器电路可包括：把所述电压选择器输入信号的电压电平与所述第一电源电压的电压电平比较的第一比较器；和把所述电压选择器输入信号的所述电压电平与所述第二电源电压的电压电平比较的第二比较器。
在一些实施方案中，所述电源电压是第二电源电压；所述内部轨道电压是第二内部轨道电压；且所述电压选择器电路还可配置以接收第一电源电压，并产生第一内部轨道电压和第三内部轨道电压。所述第二内部轨道电压和所述第三内部轨道电压可基于所述电压选择器输入信号的电压电平。另外，所述第三内部轨道电压可维持与所述第二内部轨道电压的相对稳定的电压差。另外，所述输入放大器电路的至少第一部分可耦接到所述第二内部轨道电压和所述第三内部轨道电压。
在所述装置的包括第三内部轨道电压的一些实施方案中，所述输入级可包括电压电流转换器、电流转移块和电流电压转换器。在所述装置的某些实施方案中，所述电压电流转换器可配置以接收所述输入信号并把所述差分输入信号转换成一个或多个电流信号且拒绝所述共模输入信号。另外，所述电压电流转换器可耦接到所述第一内部轨道电压和所述第三内部轨道电压。在所述装置的一些实施方案中，所述电流转移块可包括一个或多个电流镜并配置以接收来自所述电压电流转换器的所述一个或多个电流信号。另外，所述电流转移块可耦接到所述第一内部轨道电压和所述第二内部轨道电压。在所述装置的某些实施方案中，所述电流电压转换器可配置以接收来自所述电流转移块的所述一个或多个电流信号并把所述一个或多个电流信号转换成第二输入信号。另外，所述电流电压转换器可耦接到所述第一电源电压和所述第二电源电压。
在所述装置的包括第三内部轨道电压的某些实施方案中，所述电压选择器电路可包括：与所述第一内部轨道电压和所述第一电源电压电耦接的第一二极管；与所述第一内部轨道电压和所述电压选择器输入信号电耦接的第二二极管；与所述第二电源电压和所述第二内部轨道电压电耦接的第三二极管；与所述电压选择器输入信号和所述第二内部轨道电压电耦接的第四二极管；与所述第二电源电压和所述第三内部轨道电压电耦接的第五二极管；与所述电压选择器输入信号和所述第三内部轨道电压电耦接的第六二极管；和与所述第一内部轨道电压和所述第三内部轨道电压电耦接的钳位二极管。在一些实施方案中，所述钳位二极管可用其他类型的钳位电路或稳压器来代替。
在一些实施方案中，提供一种向输入级提供电源的方法。在某些实施方案中，所述方法包括：接收电源电压；接收电压选择器输入信号。在一些实施方案中，所述电压选择器输入信号只包括输入信号的非反信号和反信号中的一个。所述方法还包括：把所述电源电压和所述电压选择器输入信号的电压电平中较大者动态选择为运算放大器电路的输入级的内部轨道电压。
在一些实施方案中，所述电源电压是第二电源电压，所述内部轨道电压是第二内部轨道电压，且所述方法还包括：接收第一电源电压；和把所述第一电源电压和所述电压选择器输入信号的电压电平中较小者动态选择为所述运算放大器电路的所述输入级的第一内部轨道电压。
描述了一种装置，所述装置包括配置以接收第一电源电压、第二电源电压和电压选择器输入信号的电压选择器电路。基于所述第一电源电压、第二电源电压和/或电压选择器输入信号，所述电压选择器电路产生与输入放大器电路（上文和下文描述了所述输入放大器电路的多个实施方案）耦接的多个内部轨道电压。在一些实施方案中，所述多个内部轨道电压包括至少两个浮动接地和一个浮动电源。在某些实施方案中，所述多个内部轨道电压包括至少两个浮动电源和一个浮动接地。
附图说明
图1A是测量并处理具有浮动接地的宽共模范围的***的一个实施方案的示意方块图。
图1B是示出产生共模电压的电路的实施方案的电路图。
图2是示出图1A的电子***的输入级的示意方块图。
图3是示出宽共模差分放大器电路的实施方案的方块图。
图4A和4B是示出浮动功率发生器的实施方案的电路图。
图5是示出当电压选择器输入改变时浮动电源和浮动接地的电压电平的图表。
图6是示出具有两个浮动接地的输入级的示意方块图。
图7是示出具有两个浮动接地的宽共模差分放大器电路的实施方案的方块图。
图8是示出可产生两个浮动接地的浮动功率发生器的实施方案的电路图。
图9是示出基于电压选择器输入的变化的浮动电源和两个浮动接地的电压的图表。
图10是示出具有两个浮动电源的输入级的示意方块图。
图11是示出具有两个浮动电源的宽共模差分放大器电路的实施方案的方块图。
图12是示出配置以产生两个浮动电源的浮动功率发生器的实施方案的电路图。
图13是示出基于电压选择器输入的变化的两个浮动电源和一个浮动接地的电压的图表。
图14A-14C是示出电压电流转换器的实施方案的电路图。
图15A-15D是示出电流转移块的实施方案的电路图。
图16A-16D是示出电流电压转换器的实施方案的电路图。
具体实施方式
某些实施方案的以下详细描述提供了本揭露的特定实施方案的各种描述。然而，本揭露的其他实施方案可用权利要求书中所定义和涵盖的许多不同方式来实施。在这个描述中，参考了附图，其中类似的参考数字指示类似元件。
图1A是测量差分输入信号并拒绝共模输入信号的***的实施方案的示意方块图。***100可包括浮动功率发生器102、输入级104、***电源高源106、***电源低源108和可选放大器块110。***100可拒绝宽范围的共模输入信号并放大差分输入信号。输入共模电压Vcm可定义为Vcm=(INP+INN)/2，且差分输入电压Vid可定义为Vid=(INP-INN)，其中INP和INN分别是输入信号的非反和反信号。在整个描述中，参考了INP和INN，所述INP和INN可代表输入信号的非反和反信号、***的非反和反信号，和/或***的特定组件或块的非反和反信号。
浮动功率发生器102可把以下接收为输入：来自输入信号的电压选择器输入信号112、来自***电源高源106的电压，和来自***电源低源108的电压。浮动功率发生器102可把与输入级104耦接的一个或多个浮动电源和一个或多个浮动接地产生为输出。浮动电源和浮动接地在本文中也称为内部轨道电压，且浮动功率发生器也可称为电压选择器电路。
浮动功率发生器102可基于来自输入信号的电压选择器输入信号112和/或***电源高源106的电压电平来产生一个或多个浮动电源。输入信号除了具有差分输入电压信号之外还可具有DC型波形、AC型波形或切换型波形的共模电压。然而，由于电压选择电路，所以无论***电源高源或输入电压信号，只要是合适的，都可选择来供能输入级。
类似地，浮动功率发生器102可基于电压选择器输入信号112和/或***电源低源108的电压电平来产生一个或多个浮动接地。在一些实施方案中，浮动功率发生器102只使用来自输入信号的非反信号或反信号中的一个作为电压选择器输入信号112来产生浮动电源和/或浮动接地。例如，反或非反信号中只有一个可与电压选择器输入信号耦接，或者浮动功率发生器可在非反信号或反信号的较大者或较小者之间选择。在某些实施方案中，浮动功率发生器102使用来自输入信号的非反信号或反信号的组合。例如，输入共模电压（或某个其他组合）可用作电压选择器输入信号112来产生浮动电源和/或浮动接地。
如上所述，浮动功率发生器102可基于电压选择器输入信号112、***电源高源106和/或***电源低源108来产生一个或多个浮动电源和一个或多个浮动接地。因此，当输入信号的共模电压电平改变时，浮动电源和/或浮动接地的电压电平也可改变。在一些实施方案中，浮动功率发生器102配置以把浮动电源产生为大约是来自输入信号和***电源高源106的电压选择器输入信号112中较大者。在某些实施方案中，浮动功率发生器102配置以产生粗略等于电压选择器输入信号112和***电源低源108中较小者的浮动接地。
在一些实施方案中，例如，在下文参看图6-9更详细描述的实施方案中，浮动功率发生器102配置以产生至少两个浮动接地和一个浮动电源。例如，浮动功率发生器102可产生追踪电压选择器输入信号112的电压电平的浮动电源、粗略等于电压选择器输入信号112和***电源低源108中较小者的第一浮动接地，和也追踪电压选择器输入信号112并维持与浮动电源的相对稳定的差的第二浮动接地。
在某些实施方案中，例如，在下文参看图10-13更详细描述的实施方案中，浮动功率发生器102可产生至少两个浮动电源和一个浮动接地。例如，浮动功率发生器102可产生粗略等于电压选择器输入信号112的电压电平和***电源高源106中较大者的第一浮动电源、追踪电压选择器输入信号112的电压电平的第二浮动电源，和也追踪电压选择器输入信号112并维持与第二浮动电源的相对稳定的差的浮动接地。
如下文将参看图2、6和10更详细地描述，浮动功率发生器102所产生的浮动电源和浮动接地可与输入级104的一个或多个组件耦接。输入级104也可称为输入放大器电路。另外，应理解，浮动功率发生器102可配置以如所需地产生更少或更多的浮动电源和/或浮动接地。
浮动功率发生器102可使用一个或多个二极管、钳位二极管（例如，齐纳二极管等）、开关、比较器、BJT、MOSFET等来实施。应理解，“MOSFET”可具有金属以外的材料制成的门，例如，多晶硅制成的门，且可具有氧化硅以外的电介质制成的电介质“氧化物”区域，例如，氮化硅或高-k电介质制成的电介质“氧化物”区域。将参看图4A、4B、8和12更详细地描述浮动功率发生器102的各种实施方案。
如将参看图2、6和10更详细地描述，输入级104配置以接收输入信号的非反和反信号、处理输入信号并执行输入信号的电压电平转移，且输出电压电平转移的信号。输入信号的电压电平转移可受益于浮动电源和浮动接地。更具体来说，在一些实施方案中，输入级104可用来帮助拒绝宽范围的（在一些实例中，时变）共模输入电压信号并放大差分输入电压信号。输入级104除了相对稳定的共模电压之外还可输出放大差分电压信号，所述放大差分电压信号与可选缓冲放大器块110的共模输入范围相容，或与例如数据转换器、筛选器、信号处理器的耦接到输入级104的输出的任何其他电路相容。为了实现电压电平转移，输入级104的不同组件可与浮动电源、浮动接地、***电源高源106和***电源低源108耦接。
***电源高源106和***电源低源108可为向例如包括差分放大器的芯片的芯片供能的***高电压和***低电压。在某些实施方案中，***电源高源106是正DC电压，且***电源低源108接地。
可选放大器块110可配置以接收来自输入级104的电压转移信号并基于电路配置放大差分。在一些实施方案中，放大器块110可由***电源高源106、***电源低源108和/或浮动电源和浮动接地供能。在一些实施方案中，放大器块110可用以驱动重电阻性和/或电容性负载。
图1B是示出产生电压选择器输入信号112的电路的实施方案的电路图，电压选择器输入信号112可被浮动功率发生器102用以产生浮动电源和浮动接地。在一些实施方案中，如输入脚线150和152所示出，电压选择器输入信号112可只基于输入信号的反信号INN或非反信号INP中的一个。例如，电压选择器输入信号112可只与输入信号的反信号INN或非反信号INP中的一个电耦接。虽然图1B中未示出，但是可包括另外的电路组件，例如电阻、晶体管、电容、电感器等。
另外，电压选择器输入信号112可基于反信号INN或非反信号INP之间的选择。例如，可选择具有更大电压或更小电压的信号作为电压选择器输入信号。电路170示出了基于反信号INN和非反信号INP中较大者来产生电压选择器输入信号112的实施方案。作为电路170的部分，二极管172可与反信号INN和电压选择器输入信号112电耦接。二极管172的阳极可与反信号INN电耦接，且二极管172的阴极可与电压选择器输入信号112电耦接。第二二极管174可与非反信号INP和电压选择器输入信号112电耦接，其中阳极与非反信号INP电耦接，且阴极与电压选择器输入信号112电耦接。
应理解，可使用各种电路来实施在反信号INN和非反信号INP之间的各种选择以产生电压选择器输入信号112。例如，可实施另一电路，使得反信号INN和非反信号INP中较小者被用作电压选择器输入信号112等。
在某些实施方案中，输入信号的反信号INN和非反信号INP的组合可用作电压选择器输入信号112。例如，共模电压（或平均电压）、较大电压、较小电压或反信号INN和非反信号INP的某个其他组合可用作电压选择器输入信号112。
电路160示出了基于例如共模电压（或平均电压）的输入信号的反信号INN和非反信号INP的组合来产生电压选择器输入信号112的实施方案。为了产生输入信号的共模电压，可使用电压平均电路。例如，电阻120可与输入信号的非反信号INP和电压选择器输入信号112电耦接，且电阻122可与输入信号的反信号INN和电压选择器输入信号122电耦接。两个电阻之间的所得电压可用作共模电压且用作电压选择器输入信号112。在一些实施方案中，电阻120和122可具有相同电阻；然而，也可使用其他配置。
应理解，可使用各种电路来实施反信号INN和非反信号INP的各种组合以产生电压选择器输入信号112。
图2是示出与浮动电源202和浮动接地204耦接的图1的电子***100的输入级104的组件的实施方案的示意方块图。如上文参照图1更详细描述，输入级104的不同组件可与浮动功率发生器102的输出耦接。为了方便的目的，图2示出的浮动功率发生器102被分为两个部分。然而，应理解，浮动功率发生器102可如所需地实施为单一电路，或实施为多个电路。
输入级104可包括电压电流转换器206、电流转移块208和电流电压转换器210。电压电流转换器206可把输入级104处接收的输入信号转换成电流信号。在一些实施方案中，电压电流转换器206与浮动电源202和浮动接地204耦接，以使电压电流转换器206能够适于宽范围（在一些实例中，时变）的共模电压。这样，即使输入共模电压电平可能比***电源高源高得多或比***电源低源低得多，也可适当供能并偏压电压电流转换器206。如下文将参看图14A-14C更详细地描述，电压电流转换器206可使用晶体管（例如，FET、BJT等）、电流源等来实施。
电流转移块208把来自电压电流转换器206的电流信号提供为电流电压转换器210的输入。电流转移块208可充当传入输入信号和内部电路和/或***之间的缓冲。注意，传入输入信号除了期望的差分信号之外还可含有多余的宽范围时变共模信号，且内部电路和/或***通常具有基于***电源高源和低源的固定电压范围。在示出的实施方案中，电流转移块208与浮动电源202和浮动接地204耦接。这样，即使输入共模电压电平可能比***电源高源高得多或比***电源低源低得多，也可适当供能并偏压电流转移块208。另外，通过把电流转移块与浮动电源和/或浮动接地耦接，单电源或***电源高源可被使用，且可处理完全对称共模输入（例如，+/-300V等），而不会衰减输入信号。如下文将参看图15A-15D更详细地描述，电流转移块208可使用晶体管（例如，FET、BJT等）来实施。在一些实施方案中，电流转移块208使用一个或多个电流镜来实施。
在一些实施方案中，电流电压转换器210可以是输入级104的末级。电流电压转换器210可把从电流转移块208接收的电流信号转换成放大器块（未示出）和/或电路的剩余部分的电压信号。电流电压转换器210可与***电源高源106和***电源低源108耦接，以使得电流电压转换器210的输出电压能够与电路的***电压或***电源相容。如下文将参看图8更详细地描述，电流电压转换器可使用晶体管（例如，FET、BJT等）、电压源、电流源等来实施。
如上文更详细地描述，***电源高源106和***电源低源108可与浮动功率发生器102耦接，且可被浮动功率发生器102用以决定浮动电源202和浮动接地204的电压电平。另外，如上文提及，***电源高源106和***电源低源108可耦接到电流电压转换器210，以确保电流电压转换器210的输出处的信号与***电压相容。
如所提及，浮动功率发生器102可包括耦接到输入级104的电压电流转换器206和电流转移块208的浮动电源202和浮动接地204。浮动电源202和浮动接地204允许电压电流转换器206和电流转移块208适于传入输入信号的电压电平。如之前所提及，当电压选择器输入信号112具有***电源高源和/或***电源低源之外的电压时，浮动电源202和浮动接地204可基于***电源高源、***电源低源和电压选择器输入信号112（例如，输入信号或输入共模电压的信号中的一个）而改变。在图2示出的实施方案中，浮动电源202粗略等于电压选择器输入信号112的电压电平和***电源高源106中较大者。另外，在示出的实施方案中，浮动接地204粗略等于电压选择器输入信号112的电压电平和***电源低源108中较小者。
图3是示出宽共模差分放大器电路300的实施方案的方块图。电路300包括图2示出的组件，以及另外的组件。除了浮动功率发生器102、输入级104、***电源高源106和***电源低源108之外，电路300还包括输入电路302、可选放大器304和反馈电阻305。如所示出，输入电路302可包括输入信号的反信号INN和非反信号INP、电阻308、310、312和偏压314。***增益可由分流电阻306和/或电阻305与电阻308的比和电阻312与电阻306的比来设定。
现将更详细描述输入信号的信号路径。具有反信号和非反信号（INN、INP）的输入信号通过电阻308、310，并进入输入级104上的电压电流转换器206。电压电流转换器206由因为浮动电源202和浮动接地204而电压至少与输入信号相同范围的电源供能，电压电流转换器206把输入信号转换成两个电流信号并把电流信号输出到电流转移块208。由于浮动电源202和浮动接地204而也具有输入信号范围的电压电平的电流转移块把电流信号提供为电流电压转换器210的输入。电流电压转换器210基于它耦接到的***电源高源106和***电源低源108把电流信号转换成电压信号。在一些实施方案中，因为***电源高源和低源是固定的，且浮动电源和接地204可随输入信号而改变，所以电流转移块可充当桥接器以耦接电压电流转换器206和电流电压转换器210。可选放大器304可用以如所需地放大来自电流电压转换器210的电压信号的反和非反信号或差分信号之间的差。
图4A和4B是示出浮动功率发生器102的实施方案的电路图。示出的实施方案可用以产生粗略等于电压选择器输入信号112和***电源高源106的电压中较大者的浮动电源电压，且产生粗略等于电压选择器输入信号112和***电源低源108中较小者的浮动接地。
在图4A示出的实施方案中，浮动功率发生器102使用多个二极管402、404、406、408来实施。在一些实施方案中，为了产生浮动电源202，第一二极管402与***电源高源106和浮动电源202电耦接（例如，阳极与***电源高源106电耦接而阴极与浮动电源202电耦接），而第二二极管404与电压选择器输入信号112和浮动电源202电耦接（例如，阳极与电压选择器输入信号112电耦接而阴极与浮动电源202电耦接）。这种配置下，浮动电源202可粗略等于电压选择器输入信号112和***电源高源106的电压中较大者。
浮动功率发生器102也可基于二极管406和408来产生浮动接地204。二极管406与浮动接地204和电压选择器输入信号112电耦接（例如，阳极与浮动接地204电耦接而阴极与电压选择器输入信号112电耦接），而二极管408与浮动接地和***电源低源108电耦接（例如，阳极与浮动接地电耦接而阴极与***电源低源108电耦接），在一些实施方案中，它们也可接地。这种配置下，浮动接地204可粗略等于电压选择器输入信号112和***电源低源108的电压中较小者。
图4B是示出使用比较器450和452、电流源和反相器来实施电压选择的浮动功率发生器102的另一实施方案的电路图。如所示出，比较器中每一个可使用例如但不限于FET、BJT等的一个或多个开关来实施。这种配置下，浮动电源202可粗略等于***电源高源106和电压选择器输入信号112中较大者，且浮动接地204可粗略等于电压选择器输入信号112和***电源低源108中较小者。
在示出的实施方案中，比较器450比较电压选择器输入信号112和***电源高源106的电压。如果电压选择器输入信号112小于***电源高源106的电压，那么比较器打开把浮动电源202连接到***电源高源106的开关420并关闭开关422。如果电压选择器输入信号112大于***电源高源的电压，那么比较器打开把浮动电源202设定为粗略等于电压选择器输入信号112的开关422并关闭开关420。
类似地，比较器452比较电压选择器输入信号112和***电源低源108的电压。如果电压选择器输入信号112大于***电源低源108，那么比较器打开把浮动接地204连接到***电源低源108的开关424并关闭开关426。如果电压选择器输入信号112小于***电源低源108，那么比较器打开把浮动接地204设定为粗略等于电压选择器输入信号112的开关426并关闭开关424。
图5是示出当电压选择器输入信号112改变时使用图4A和4B示出的任一电路实施的浮动电源202和浮动接地204的电压电平的图表。图表500的x轴代表电压选择器输入信号112的电压从-18伏到18伏之间改变。虽然示出为-18伏到18伏，但是应理解，电压选择器输入信号112的电压的变化可更大。图表500的y轴代表浮动电源202和浮动接地204的所得电压电平。
如所示出，且如之前所述，浮动电源202的电压粗略等于***电源高源106的电压和电压选择器输入信号112的电压中较大者。应理解，在一些实施方案中，可动态改变输入信号，且上文结合图4A和4B描述的电压选择电路可从电压选择器输入信号112和***电源高源中动态地选择一个来源以形成浮动电源，并从电压选择器输入信号112和***电源低源中选择一个来源以形成浮动接地。在示出的实例中，***电源高源是5伏。参看代表浮动电源202的电压电平的线502，可看出，当电压选择器输入信号112小于5伏时，浮动电源的电压粗略等于5伏（***电源高源106的电压）。当电压选择器输入信号112超过5伏时，线502（浮动电源）变得粗略等于电压选择器输入信号112。
类似地，如之前所述，浮动接地204的电压粗略等于***电源低源108的电压和电压选择器输入信号112中较小者。在示出的实例中，***电源低源108接地（0伏）。因此，如线504示出，当电压选择器输入信号112小于0伏时，线504（浮动接地）粗略等于电压选择器输入信号112。当电压选择器输入信号112超过0伏时，线504（浮动接地）粗略等于0伏。
图6是示出***100的输入级104的另一实施方案的示意方块图。在图6示出的实施方案中，浮动功率发生器102产生第一浮动接地204和第二浮动接地214。在示出的实施方案中，浮动功率发生器102可配置以产生浮动电源202，使得浮动电源202追踪电压选择器输入信号112。第一浮动接地可配置以粗略等于电压选择器输入信号112和***电源低源108中较小者，且第二浮动接地214可配置以当浮动电源202追踪电压选择器输入信号112时维持与浮动电源202的相对稳定的电压差。
如所示出，电压电流转换器206可与浮动电源202和第二浮动接地214耦接。这样，输入电压信号的电压在电压电流转换器206的输入范围中。另外，电流转移块208可与浮动电源202和第一浮动接地204耦接。因此，电流转移块208可充当桥接器以把来自电压电流转换器206的信号传递到电流电压转换器210或由***电源高源和低源供能的通常是固定的任何电路，所述信号的电压电平也可随浮动电源和浮动接地移动。另外，通过把电压电流转换器206的接地与电流转移块208的接地分开，电压电流转换器206可设计具有低电压设备来达到更好的性能、更低的成本和更紧密的芯片尺寸。例如，如下文将参看图9更详细地描述，电压电流转换器206可与浮动电源202和第二浮动接地214耦接，且第二浮动接地214和浮动电源202之间的电压差可小于5.4V。
另外，电流电压转换器210可耦接到***电源高源106和***电源低源108。这样，电流电压转换器210的输出的共模电压可粗略等于***的电压或与***的电压相容。在这个实施方案中，第二浮动接地214可增大***100的输入共模范围，并使得能够使用低电压设备，从而改善性能并降低成本。
图7是示出包括两个浮动接地204、214的宽共模差分放大器电路300的另一实施方案的方块图。图7示出的实施方案在很多方面类似于图3示出的实施方案。然而，图7示出的实施方案包括两个浮动接地204、214。如上文参看图3更详细地描述，电路300包括用于接收输入信号并把输入信号提供到输入级104的电压电流转换器206的输入电路302。另外，电路300包括用于放大从输入级104接收的输入信号的反和非反信号之间的差的输出放大器304。如上文参看图6更详细地描述，在示出的实施方案中，电路300包括分别耦接到电流转移块208和电压电流转换器206的两个浮动接地204、214。
图8是示出可使用二极管、钳位二极管、电流源和一个或多个MOSFET来产生两个浮动接地204、214的浮动功率发生器102的实施方案的电路图。在图8示出的实施方案中，浮动功率发生器102包括二极管802、804、806、808、810、812；钳位二极管814、电流镜816、818；和电流源820。二极管802可与电流镜816和浮动电源202的输出电耦接（例如，阳极与电流镜816电耦接而阴极与浮动电源202电耦接），且二极管804可与电压选择器输入信号112和浮动电源202电耦接（例如，阳极与电压选择器输入信号112电耦接而阴极与浮动电源202电耦接）。这样，浮动电源202可配置以追踪电压选择器输入信号112的电压电平。
二极管806可与第二浮动接地214和电压选择器输入信号112电耦接（例如，阳极与第二浮动接地214电耦接而阴极与电压选择器输入信号112电耦接），且二极管808可与第二浮动接地214和第二电流镜818的输出电耦接（例如，阳极与第二浮动接地214电耦接而阴极与第二电流镜818的输出电耦接）。第二浮动接地214可配置以基于二极管806和808并使用在一些实施方案中可能为齐纳二极管的钳位二极管814来追踪电压选择器输入信号112并维持与浮动电源202的相对稳定的电压差。钳位二极管814可与第二浮动接地214和浮动电源202电耦接（例如，阳极与第二浮动接地214电耦接而阴极与浮动电源202电耦接）。钳位二极管814可配置以调节第二浮动接地214和浮动电源202之间的电压差，并可维持第二浮动接地214和浮动电源202之间的更恒定的电压差。虽然示出为钳位二极管，但是应理解，也可使用其他调节器电路来调节第二浮动接地214和浮动电源202之间的电压差。
二极管810可与第一浮动接地204和电压选择器输入信号112电耦接（例如，阳极与第一浮动接地204电耦接而阴极与电压选择器输入信号112电耦接），且二极管812可与第一浮动接地204和***电源低源108电耦接（例如，阳极与第一浮动接地204电耦接而阴极与***电源低源108电耦接）。这样，第一浮动接地204可配置以粗略等于电压选择器输入信号112和***电源低源108中较小者。
第一电流镜816可位于***电源高源106附近，且第二电流镜818可位于***电源低源108附近。另外，电流源820可设立第一电流镜816和第二电流镜818的偏置电流。应理解，电流镜816、818可使用例如但不限于FET、BJT等的晶体管来实施。
图9是浮动电源202、第一浮动接地204和第二浮动接地214的电压电平的图表。图表900的x轴代表输入的电压电平从-240伏到240伏之间改变，且y轴代表第一浮动电源202、第一浮动接地204和第二浮动接地214的电压电平。线902、904、906分别代表当电压选择器输入信号112改变时第一浮动电源202、第一浮动接地204和第二浮动接地214的电压。如之前所讨论，在一些实施方案中，浮动电源202可随电压选择器输入信号112（线902）改变，第一浮动接地可粗略等于电压选择器输入信号112和***电源低源中较小者，在这个实例中为0伏（线904），且第二浮动接地可追踪电压选择器输入信号112并维持与浮动电源202相对稳定的差（线906）。
图10是示出具有两个浮动电源的***100的输入级104的实施方案的示意方块图。图10在很多方面类似于图2和6。然而，在图10示出的实施方案中，浮动功率发生器102产生第一浮动电源202和第二浮动电源212。第一浮动电源202可配置以粗略等于电压选择器输入信号112和***电源高源106中较大者。第二浮动电源212可配置以维持与浮动接地204的更恒定的电压差。浮动接地204可配置以追踪电压选择器输入信号112的电压电平。
如所示出，电压电流转换器206可与第二浮动电源212和浮动接地204耦接。这样，输入电压信号的电压在电压电流转换器206的输入范围中。另外，电流转移块208充当桥接器以把来自电压电流转换器206的信号传递到电流电压转换器210或由***电源高源和低源供能的通常是固定的任何电路，所述信号的电压电平也可随浮动电源和浮动接地移动。另外，通过把电压电流转换器206的电源与电流转移块208的电源分开，电压电流转换器206可设计具有低电压设备来达到更好的性能、更低的成本和更紧密的芯片尺寸。例如，如下文将参看图13更详细地描述，电压电流转换器206可与第二浮动电源212和浮动接地204耦接，且浮动接地204和第二浮动电源212之间的电压差可小于5.4V。
另外，电流电压转换器210可耦接到***电源高源106和***电源低源108。这样，电流电压转换器210的输出的共模电压可与***中的其他电路相容。在这个实施方案中，第二浮动电源212可增大***100的共模范围，并使得能够使用低电压设备，从而改善性能并降低成本。
图11是示出包括两个浮动电源202、212的宽共模差分放大器电路300的另一实施方案的方块图。图11示出的实施方案在很多方面类似于图3示出的实施方案。然而，图11示出的实施方案包括两个浮动电源202、212。如上文参看图3更详细地描述，电路300包括用于接收输入信号并把输入信号传递到输入级104的电压电流转换器206的输入电路302。另外，电路300包括用于放大从输入级104接收的输入信号之间的差的输出放大器304。如上文参看图10更详细地描述，在示出的实施方案中，电路300包括分别耦接到电流转移块208和电压电流转换器206的两个浮动电源202、212。
图12是示出可使用二极管、钳位二极管、电流源和一个或多个MOSFET来产生两个浮动电源202、212的浮动功率发生器102的实施方案的电路图。如之前所讨论，图12示出的实施方案可用以实施第一浮动电源202、第二浮动电源212和浮动接地204的期望的电压电平。
在图12示出的实施方案中，浮动功率发生器102包括二极管1202、1204、1206、1208、1210、1212；钳位二极管1214、电流镜1216、1218；和电流源1220。二极管1202可与***电源高源106和第一浮动电源202电耦接（例如，阳极与***电源高源106电耦接而阴极与第一浮动电源202电耦接），且二极管1204可与电压选择器输入信号112和第一浮动电源202电耦接（例如，阳极与电压选择器输入信号112电耦接而阴极与第一浮动电源202电耦接）。这样，第一浮动电源202的电压可配置以粗略等于***电源高源106的电压和电压选择器输入信号112中较大者。
二极管1206可与第二浮动电源212和电压选择器输入信号112电耦接（例如，阳极与第二浮动电源212电耦接而阴极与第二浮动电源212电耦接），且二极管1208可与电流镜1216的输出和第二浮动电源212电耦接（例如，阳极与电流镜1216电耦接而阴极与第二浮动电源212电耦接）。钳位二极管1214可与浮动接地204和第二浮动电源212电耦接（例如，阳极与浮动接地204电耦接而阴极与第二浮动电源212电耦接）且可充当限制器以维持浮动接地204和第二浮动电源212之间更恒定的电压差。虽然示出为钳位二极管，但是应理解，也可使用其他调节器电路来调节浮动接地204和第二浮动电源212之间的电压差。
二极管1210可与浮动接地204和电压选择器输入信号112电耦接（例如，阳极与浮动接地204电耦接而阴极与电压选择器输入信号112电耦接），且二极管1212可与浮动接地204和第二电流镜1218的输出电耦接（例如，阳极与浮动接地204电耦接而阴极与第二电流镜1218电耦接）。这样，浮动接地204可配置以追踪电压选择器输入信号112。
第一电流镜1216可位于***电源高源106附近，且第二电流镜1218可位于***电源低源108附近。另外，电流源1220可向第一电流镜1216和第二电流镜1218提供偏置电流。应理解，电流镜1216、1218可使用例如但不限于FETS、BJT等的晶体管来实施。
图13是第一浮动电源202、第二浮动电源212和第一浮动接地204的电压电平的图表。图表1300的x轴代表输入的电压电平从-240伏到240伏之间改变，且y轴代表第一浮动电源202、第二浮动电源212和第一浮动接地204的电压电平。线1302、1304、1306分别代表当电压选择器输入信号112改变时第一浮动电源202、第二浮动电源212和浮动接地204的电压。
如之前所讨论，浮动电源202的电压粗略等于电压选择器输入信号112和***电源高源106的电压中较大者。在示出的实例中，***电源高源106等于5伏。因此，当电压选择器输入信号小于5伏时，线1302粗略等于5伏，且当电压选择器输入信号112大于5伏时，线1302粗略等于电压选择器输入信号112。也如所讨论，浮动接地204追踪电压选择器输入信号112（线1306），且第二浮动电源212追踪电压选择器输入信号112并维持与浮动接地204更恒定的差（线1304）。
图14A-14C是示出参看图2、3、6、7、10、11的电压电流转换器206的实施方案的电路图。一般说来，输入信号的反信号INN和非反信号INP可与晶体管（例如，FETS、BJT等）耦接。电压选择器输入信号112的电压的改变可造成晶体管处检测的电流的对应改变。晶体管处检测的电流可用作电压电流转换器206的输出。
在图14A示出的实施方案中，输入信号的反和非反信号可与两个独立的NMOS晶体管1402、1404的门耦接。除了NMOS晶体管1402、1404之外，电压电流转换器206可包括电流源1406、1408、1410。电流源1406、1408可分别与浮动电源（第一浮动电源或第二浮动电源）和NMOS晶体管1402、1404的漏极耦接。电流源1410可与NMOS晶体管1402、1404两者的源极和浮动接地（第一浮动接地或第二浮动接地）耦接。
当差分输入信号改变时，可在NMOS晶体管中每一个的漏极检测到电流的相应改变。NMOS晶体管中每一个的漏极上的电流电平可用作电压电流转换器206的输出。因此，基于NMOS晶体管1402、1404和电流源1406、1408、1410的配置，输入信号的反和非反信号被转换成电流信号。应理解，可使用替代性的组件来取代NMOS晶体管。例如，可使用其他FET、MOSFETS，例如，PMOS晶体管、BJT和/或其他晶体管。另外，应理解，输入INP、INN以及输出OUTP、OUTN可彼此切换。
图14B示出使用PMOS晶体管1422、1424和电流源1426、1428、1430的电压电流转换器206的另一实施方案。电流源1426、1428可分别与浮动电源（第一浮动电源或第二浮动电源）和PMOS晶体管1422、1424的漏极耦接。电流源1430可与PMOS晶体管1422、1424两者的源极和浮动接地（第一浮动接地或第二浮动接地）耦接。
类似于参看图14A描述的实施方案，输入信号的传入反和非反信号可与PMOS晶体管1422、1424的门耦接。当差分输入信号改变时，可在PMOS晶体管1422、1424中每一个的漏极检测到电流的相应改变。PMOS晶体管1422、1424中每一个的漏极上的电流电平可用作电压电流转换器206的输出。因此，基于PMOS晶体管1422、1424和电流源1426、1428、1430的配置，输入信号的反和非反信号被转换成电流信号。应理解，可使用替代性的组件来取代PMOS晶体管。例如，可使用其他FET、MOSFETS，例如，NMOS晶体管、BJT和/或其他晶体管。另外，应理解，输入INP、INN以及输出OUTP、OUTN可彼此切换。
图14C示出了是图14A和14B示出的实施方案的混合的电压电流转换器206的实施方案。图14C示出的实施方案具有轨到轨输入共模范围，使得输入信号的反和非反信号可在浮动电源和浮动接地之间或甚至之外的任何位置。如所示出，电压电流转换器206可包括NMOS晶体管1452、1454、PMOS晶体管1456、1458、电流源1460、1462、1464、电流镜1466、1468、1470、参考电压1472和PMOS晶体管1474。当差分输入信号改变时，输出处的电流也可改变。
在一个实施方案中，电流源1460可与浮动电源（第一浮动电源或第二浮动电源）和PMOS晶体管1458、1456的源极耦接。电流源1462、1464可与浮动电源（第一浮动电源或第二浮动电源）和NMOS晶体管1452、1454的漏极耦接。电流镜1466、1468、1470可与浮动接地（第一浮动接地或第二浮动接地）耦接。另外，电流镜1466的输入可与PMOS晶体管1450的漏极耦接。类似地，电流镜1468的输入可与PMOS晶体管1456的漏极耦接。NMOS晶体管1452、1454的源极可与电流镜1470的输出耦接。电压电流转换器的输出可与NMOS晶体管1452、1454的漏极并与电流镜1466、1468的输出耦接。另外，应理解，输入INP、INN以及输出OUTP、OUTN可彼此切换。
图15A-15D是示出参看图2、3、6、7、10、11的电流转移块208的实施方案的电路图。如所示出，电流转移块208可使用例如但不限于PMOS晶体管、NMOS晶体管、FET、BJT等的一个或多个开关或晶体管来实施。另外，偏置电压可用以确保晶体管以适当的模式操作。如所示出，电流转移块的组件可与浮动电源（第一浮动电源或第二浮动电源）和浮动接地（第一浮动接地或第二浮动接地）耦接。如之前所提及，电流转移块208可用作电压电流转换器206和电流电压转换器210之间的缓冲或桥接器。
图15A示出了使用PMOS晶体管1502、1504、NMOS晶体管1506、1508、1510、1512和偏置电压1514来实施的电流转移块208的实施方案。NMOS晶体管1506、1508和1510、1512可分别配置为电流镜。图15B示出了使用PMOS晶体管1520、1522、NMOS晶体管1524、1526、1528、1530、1532、1534和偏压1536、1538来实施的电流转移块208的实施方案。NMOS晶体管1528、1530和1532、1534可分别配置为电流镜。图15C示出了使用NMOS晶体管1542、1544、PMOS晶体管1546、1548、1550、1552和偏置电压1554来实施的电流转移块208的实施方案。PMOS晶体管1546、1548和1550、1552可分别配置为电流镜。图15D示出了使用NMOS晶体管1560、1562、PMOS晶体管1564、1566、1568、1570、1572、1574和偏压1576、1578来实施的电流转移块208的实施方案。PMOS晶体管1568、1570和1572、1574可分别配置为电流镜。另外，如之前所提及，应理解，输入INP、INN以及输出OUTP、OUTN可彼此切换。
图16A-16D是示出参看图2、3、6、7、10、11的电流电压转换器210的实施方案的电路图。如所示出，电流电压转换器210可使用例如PMOS晶体管、NMOS晶体管、FETS、BJT等的一个或多个晶体管来实施。另外，电流电压转换器可使用一个或多个电流源和电压源。在一些实施方案中，电流电压转换器210可与***电源高源106和***电源低源108耦接。如之前所提及，电流电压转换器210可用以把来自电流转移块208的电流信号转换成将被电路使用的电压信号。基于电流电压转换器210的配置，电流电压转换器210的输入处的电流变化可导致输出处的电压电平的变化。这样，电流电压转换器可把输出处的电流信号转换成输出处的电压信号。
图16A和16B示出了使用PMOS晶体管1602、1604、电流源和偏压1606的电流电压转换器210的实施方案。图16A示出的实施方案包括耦接到PMOS晶体管1602、1604的漏极的两个电流源1608、1610，且图16B示出的实施方案包括耦接到PMOS晶体管的源极和漏极的四个电流源1608、1610、1612、1614。另外，如所示出，应理解，输入INP、INN以及输出OUTP、OUTN可彼此切换。
图16C和16D示出了使用NMOS晶体管1620、1622、电流源和偏压1624的电流电压转换器的实施方案。图16C示出的实施方案包括耦接到NMOS晶体管1620、1622的漏极的两个电流源1626、1628，且图16D示出的实施方案包括耦接到NMOS晶体管的源极和漏极的四个电流源1624、1626、1628、1630。应理解，可使用各种替代性实施方案来实施使用各种不同配置的电流电压转换器210。另外，如所示出，应理解，输入INP、INN以及输出OUTP、OUTN可彼此切换。
技术人员应理解，实施方案的配置和原理可适于任何电子***。使用上述配置的电路可实施到各种电子设备或集成电路中。电子设备的实例可包括但不限于消费性电子产品、消费性电子产品的部件、电子测试设备等。另外，电子设备可包括半成品。另外，可在不脱离本描述的精神和范围的情况下，在芯片上离散地或集成地实施上述各种拓扑、配置和实施方案。
以上描述和权利要求书可把元件或特征称为“连接”或“耦接”在一起。如本文所使用，除非另有明确说明，否则“连接”意指一个元件/特征直接或间接连接到另一元件/特征，且不一定是机械地连接。同样，除非另有明确说明，否则“耦接”意指一个元件/特征直接或间接耦接到另一元件/特征，且不一定是机械地耦接。因此，虽然附图中示出的各种示意图描述了元件和组件的示范性设置，但是在实际实施方案中可存在另外的中间的元件、设备、特征或组件（假定所述电路的功能并不受到不利影响）。
虽然已参看某些实施方案描述了本揭露，但是对于本领域一般技术人员显而易见的包括并不提供本文阐述的所有特征和优势的实施方案的其他实施方案也属于本揭露的范围。另外，可组合上述各种实施方案以提供进一步的实施方案。另外，在一个实施方案的上下文中示出的某些特征也可并入其他实施方案。因此，本揭露的范围仅参考所附权利要求书来定义。

Claims (26)

1.一种装置，包括：
配置以接收第一电源电压和电压选择器输入信号且还配置以基于所述第一电源电压和所述电压选择器输入信号中较小者来产生第一内部轨道电压的电压选择器电路，其中所述电压选择器输入信号包括输入信号的非反信号和反信号中的至少一个；和
配置以接收所述输入信号并至少基于所述第一电源电压输出所述输入信号的电压电平转移的信号的输入放大器电路，所述输入放大器电路的至少一部分耦接到所述第一内部轨道电压。
2.如权利要求1所述的装置，其中所述电压选择器电路还配置以接收第二电源电压并基于所述第二电源电压和所述电压选择器输入信号中较大者来产生第二内部轨道电压，且所述输入放大器电路的至少一部分耦接到所述第二内部轨道电压。
3.如权利要求1所述的装置，其中所述第一电源电压接地，且所述第二电源电压是DC电源。
4.如权利要求1所述的装置，其中所述电压选择器输入信号只包括所述输入信号的所述反信号和所述非反信号中的一个。
5.如权利要求1所述的装置，其中所述电压选择器输入信号包括所述输入信号的所述反信号和所述非反信号的组合。
6.如权利要求4所述的装置，其中所述电压选择器输入信号是所述输入信号的共模电压。
7.如权利要求2所述的装置，其中所述输入放大器电路包括：
配置以接收所述输入信号并把所述输入信号转换成一个或多个电流信号的电压电流转换器，其中所述电压电流转换器耦接到所述第一内部轨道电压和所述第二内部轨道电压；
包括一个或多个电流镜并配置以接收来自所述电压电流转换器的所述一个或多个电流信号的电流转移块，其中所述电流转移块耦接到所述第一内部轨道电压和所述第二内部轨道电压；和
配置以接收来自所述电流转移块的所述一个或多个电流信号并把所述一个或多个电流信号转换成与所述输入信号不同的第二信号的电流电压转换器，其中所述电流电压转换器耦接到所述第一电源电压和所述第二电源接地。
8.如权利要求2所述的装置，其中所述电压选择器电路包括：
与所述第一内部轨道电压和所述电压选择器输入信号电耦接的第一二极管；
与所述第一内部轨道电压和所述第一电源电压电耦接的第二二极管；
与所述第二电源电压和所述第二内部轨道电压电耦接的第三二极管；和
与所述电压选择器输入信号和所述第二内部轨道电压电耦接的第四二极管。
9.如权利要求2所述的装置，其中所述电压选择器电路包括：
把所述电压选择器输入信号的电压电平与所述第一电源电压的电压电平比较的第一比较器；和
把所述电压选择器输入信号的所述电压电平与所述第二电源电压的电压电平比较的第二比较器。
10.如权利要求1所述的装置，其中所述电压选择器电路还配置以接收第二电源电压并产生第二内部轨道电压和第三内部轨道电压。
11.如权利要求10所述的装置，其中所述第二内部轨道电压和所述第三内部轨道电压基于所述电压选择器输入信号的电压电平，其中所述第三内部轨道电压维持与所述第二内部轨道电压的相对稳定的电压差，其中所述输入放大器电路的至少第一部分耦接到所述第二内部轨道电压和所述第三内部轨道电压。
12.如权利要求10所述的装置，其中所述输入放大器电路包括：
配置以接收所述差分信号并把所述差分信号转换成一个或多个电流信号的电压电流转换器，其中所述电压电流转换器耦接到所述第二内部轨道电压和所述第三内部轨道电压；
包括一个或多个电流镜并配置以接收来自所述电压电流转换器的所述一个或多个电流信号的电流转移块，其中所述电流转移块电耦接到所述第一内部轨道电压和所述第二内部轨道电压；和
配置以接收来自所述电流转移块的所述一个或多个电流信号并把所述一个或多个电流信号转换成第二差分信号的电流电压转换器，其中所述电流电压转换器耦接到所述第一电源电压和所述第二电源电压。
13.如权利要求10所述的装置，其中所述电压选择器电路包括：
与所述第一内部轨道电压和所述电压选择器输入信号电耦接的第一二极管；
与所述第一内部轨道电压和所述第一电源电压电耦接的第二二极管；
与所述第二电源电压和所述第二内部轨道电压电耦接的第三二极管；
与所述电压选择器输入信号和所述第二内部轨道电压电耦接的第四二极管；
与所述第三内部轨道电压和所述电压选择器输入信号电耦接的第五二极管；
与所述第三内部轨道电压和所述第一电源电压电耦接的第六二极管；和
与所述第三内部轨道电压和所述第二内部轨道电压电耦接的钳位二极管。
14.如权利要求1所述的装置，还包括耦接到所述输入放大器电路且配置以接收所述电压电平转移的信号并输出输出电压的输出放大器。
15.一种向输入级提供电源的方法，所述方法包括：
接收第一电源电压；
接收电压选择器输入信号，其中所述电压选择器输入信号包括差分信号的非反信号和反信号中的至少一个；和
把所述第一电源电压和所述电压选择器输入信号的电压电平中较小者动态选择为运算放大器电路的输入级的内部轨道电压。
16.如权利要求15所述的方法，还包括：
接收第二电源电压；和
把所述第二电源电压和所述电压选择器输入信号的所述电压电平中较大者动态选择为所述运算放大器电路的所述输入级的第二内部轨道电压。
17.一种装置，包括：
配置以接收电源电压和电压选择器输入信号且还配置以基于所述电源电压和所述电压选择器输入信号中较大者来产生内部轨道电压的电压选择器电路，其中所述电压选择器输入信号只包括差分信号的非反信号和反信号中的一个；和
具有配置以接收所述差分信号的输入和耦接到产生输出电压的输出放大器的输入的输出的输入放大器电路，所述输入放大器电路的至少一部分耦接到所述内部轨道电压。
18.如权利要求17所述的装置，其中
所述电源电压是第二电源电压；
所述内部轨道电压是第二内部轨道电压；
所述电压选择器电路还配置以接收第一电源电压，且还配置以基于所述第一电源电压和所述电压选择器输入信号中较小者来产生第一内部轨道电压；且
所述输入放大器电路的至少一部分耦接到所述第一内部轨道电压。
19.如权利要求17所述的装置，其中所述电压选择器输入信号包括所述差分信号的所述非反信号和所述反信号中较大者。
20.如权利要求17所述的装置，其中所述电压选择器输入信号包括所述差分信号的所述非反信号和所述反信号中较小者。
21.如权利要求17所述的装置，其中
所述电源电压是第二电源电压；
所述内部轨道电压是第二内部轨道电压；且
所述电压选择器电路还配置以接收第一电源电压，且还配置以产生第一内部轨道电压和第三内部轨道电压。
22.如权利要求21所述的装置，其中所述第一内部轨道电压和所述第三内部轨道电压基于所述电压选择器输入信号的电压电平，其中所述第三内部轨道电压维持与所述第一内部轨道电压的相对稳定的电压差，其中所述输入放大器电路的至少第一部分耦接到所述第二内部轨道电压和所述第三内部轨道电压。
23.如权利要求21所述的装置，其中所述输入放大器电路包括：
配置以接收所述差分信号并把所述差分信号转换成一个或多个电流信号的电压电流转换器，其中所述电压电流转换器耦接到所述第一内部轨道电压和所述第三内部轨道电压；
包括一个或多个电流镜并配置以接收来自所述电压电流转换器的所述一个或多个电流信号的电流转移块，其中所述电流转移块耦接到所述第一内部轨道电压和所述第二内部轨道电压；和
配置以接收来自所述电流转移块的所述一个或多个电流信号并把所述一个或多个电流信号转换成第二差分信号的电流电压转换器，其中所述电流电压转换器耦接到所述第一电源电压和所述第二电源电压。
24.如权利要求21所述的装置，其中所述电压选择器电路包括：
与所述第一内部轨道电压和所述第一电源电压电耦接的第一二极管；
与所述第一内部轨道电压和所述电压选择器输入信号电耦接的第二二极管；
与所述第二电源电压和所述第二内部轨道电压电耦接的第三二极管；
与电压选择器输入信号和所述第二内部轨道电压电耦接的第四二极管；
与所述第二电源电压和所述第三内部轨道电压电耦接的第五二极管；
与电压选择器输入信号和所述第三内部轨道电压电耦接的第六二极管；和
与所述第一内部轨道电压和所述第三内部轨道电压电耦接的钳位二极管。
25.一种向输入级提供电源的方法，所述方法包括：
接收电源电压；
接收电压选择器输入信号，其中所述电压选择器输入信号只包括差分信号的非反信号和反信号中的一个；和
把所述电源电压和所述电压选择器输入信号的电压电平中较大者动态选择为运算放大器电路的输入级的内部轨道电压。
26.如权利要求25所述的方法，其中所述电源电压是第二电源电压，所述内部轨道电压是第二内部轨道电压，且所述方法还包括：
接收第一电源电压；和
把所述第一电源电压和所述电压选择器输入信号的电压电平中较小者动态选择为所述运算放大器电路的所述输入级的第一内部轨道电压。
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