CN101540588A - D类音频放大器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种D类音频放大器，包含误差放大器、比较器、桥接电路、反馈电路以及静音启动电路。误差放大器是用以放大反馈信号及输入音频信号的差异，以产生误差信号。比较器是用以比较第一三角波信号及误差信号而产生第一脉冲宽度调制信号。桥接电路具有多个开关，且开关是交替地导通而使电流流入及流出负载。反馈电路是用以产生表示负载状态的反馈信号。静音启动电路则是对第一脉冲宽度调制信号及第二脉冲宽度调制信号进行AND逻辑运算，以产生第三脉冲宽度调制信号而控制桥接电路的开关，其中第二脉冲宽度调制信号具有渐增的工作周期。

Description

D类音频放大器
技术领域
本发明有关于一种音频放大器，且特别是有关于一种D类音频放大器。
背景技术
一般的音频***通常是由三个主要部分所组成。第一个部分主要为音频来源，例如：录音带播放器、光盘播放器或射频调谐器(RF tuner)等，用以撷取音频信息，并且将其转换为电子信号。音频***的第二个部分主要为扬声器，用以将电子信号转换为声波，供使用者聆听。而音频***的第三个部分则主要为功率放大器，将由音频来源转换而来的电子信号放大，并且供给所需的电流而驱动扬声器。
然而，当电源开启而使得音频功率放大器启动时，音频***中经常会有过大的直流电流瞬间产生，并因此流入负载(如：扬声器)中。所以，负载可能会因为瞬间产生的直流电流而损坏，且瞬间产生的直流电流也同时会影响负载并造成气爆杂音(popping noise)。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于提供一种D类音频放大器，用以解决瞬间电流所导致的负载损坏以及气爆杂音(popping noise)的问题。
为了实现上述目的，本发明提出一种D类音频放大器。该D类音频放大器包含一误差放大器、一比较器、一桥接电路、一反馈电路以及一静音启动电路。误差放大器是用以放大一反馈信号以及一输入音频信号的差异而产生一误差信号。比较器是用以比较一第一三角波信号以及误差信号而产生一第一脉冲宽度调制信号。桥接电路具有多个开关，且开关交替地导通使电流流入及流出一负载。反馈电路是用以产生表示负载的状态的反馈信号。静音启动电路则是对第一脉冲宽度调制信号以及一第二脉冲宽度调制信号进行AND逻辑运算，以产生一第三脉冲宽度调制信号而控制桥接电路的开关，其中第二脉冲宽度调制信号具有一渐增的工作周期。
根据本发明的技术内容，应用所述D类音频放大器可在音频放大器启动时，避免瞬间产生过大的直流电流，以防止负载损坏的情形，并减少气爆杂音的问题。
附图说明
图1是依照本发明实施例的一种D类音频放大器的示意图；
图2是如图1所示的静音启动电路的示意图；
图3是依照本发明实施例的一种D类音频放大器中第一、第二及第三脉冲宽度调制信号的波形示意图。
【主要组件符号说明】
100：D类音频放大器
102：误差放大器
104：比较器
106：静音启动电路
108：驱动器
110：桥接电路
112：反馈电路
114、210：三角波信号产生器
116：负载
120：开关
202：AND逻辑门
204：积分器
206：计数器
208：数字模拟转换器
具体实施方式
图1示出了依照本发明实施例的一种D类音频放大器的示意图。D类音频放大器100包括一误差放大器102、一比较器104、一静音启动电路(silentstart circuit)106、一驱动器108、一桥接电路(bridge circuit)110以及一反馈电路112。误差放大器102是用以将一反馈信号FS及一输入音频信号AS的信号差异放大，用以产生一误差信号ES。其中，输入音频信号AS可由一前置放大器120将一输入信号IS转换而得。比较器104是用以比较一第一三角波信号TW1以及误差信号ES，用以产生一第一脉冲宽度调制信号(pulsewidth modulation；PWM)P1。其中，第一三角波信号TW1可由一三角波信号产生器114所产生而得。静音启动电路106是对三角波信号产生器114所产生的第一脉冲宽度调制信号P1以及一第二脉冲宽度调制信号P2(如图2所示)两者进行AND逻辑运算，用以产生一第三脉冲宽度调制信号P3。桥接电路110具有多个开关120，且这些开关120交替地导通而使得电流可因此流入及流出一负载(如：扬声器)116。驱动器是由静音启动电路106产生的第三脉冲宽度调制信号P3所控制，用以控制桥接电路110中的开关120是否导通。反馈电路112则是用以产生表示负载116的状态的反馈信号FS，并将反馈信号FS传送至误差放大器102中。
图2示出了如图1所示的静音启动电路的示意图。静音启动电路106包括一AND逻辑门202、一积分器(integrator)204、一计数器(counter)206、一数字模拟转换器(DAC)208以及另一三角波信号产生器210。计数器206是用以产生一数字信号，并将数字信号传送至数字模拟转换器208。数字模拟转换器208则是用以将数字信号转换为一模拟信号ANS，并将模拟信号ANS传送至积分器204中。三角波信号产生器210是用以产生一第二三角波信号TW2，并将第二三角波信号TW2传送至积分器204中。积分器204则是对数字模拟转换器208所输出的模拟信号ANS以及三角波信号产生器210所产生的第二三角波信号TW2两者进行积分，用以产生第二脉冲宽度调制信号P2。其中，第二脉冲宽度调制信号P2具有一渐增的工作周期(duty ratio)，而积分器204则可为另一比较器，用以比较模拟信号ANS以及第二三角波信号TW2，以产生第二脉冲宽度调制信号P2。AND逻辑门202是对比较器104所产生的第一脉冲宽度调制信号P1以及积分器204所产生的第二脉冲宽度调制信号P2进行AND逻辑运算，用以产生第三脉冲宽度调制信号P3。在此，静音启动电路106中并不限定使用AND逻辑门202来进行AND逻辑运算，任何可对第一脉冲宽度调制信号P1以及第二脉冲宽度调制信号P2进行AND逻辑运算的运算电路或装置，均可用于静音启动电路106中。
图3示出了依照本发明实施例的一种D类音频放大器中第一、第二及第三脉冲宽度调制信号的波形示意图。如图3所示，由比较器104所产生的第一脉冲宽度调制信号P1具有不规则宽度的脉冲，由积分器204所产生的第二脉冲宽度调制信号P2具有一渐增的工作周期(duty ratio)，也即第二脉冲宽度调制信号P2的脉冲宽度是随时间变化而呈现规则且逐渐地增加，而由AND逻辑门202所产生的第三脉冲宽度调制信号P3则是第一脉冲宽度调制信号P1以及第二脉冲宽度调制信号P2在进行AND逻辑运算后的结果。
以第一脉冲宽度调制信号P1的第一脉冲S1以及第二脉冲宽度调制信号P2的第一脉冲S2两者所进行的AND逻辑运算为例，第三脉冲宽度调制信号P3的第一脉冲S3即是脉冲S1以及脉冲S2进行AND逻辑运算后的结果。由于第二脉冲宽度调制信号P2的脉冲宽度是随时间变化而呈现规则且逐渐地增加，因此第三脉冲宽度调制信号P3的脉冲宽度也会根据AND逻辑运算而呈现规则且逐渐地增加。
如此一来，当电源开启使得音频功率放大器100启动时，可因此产生具有渐增的工作周期的第三脉冲宽度调制信号P3，并将其传送至驱动器108中，以稳定地控制桥接电路110，使得桥接电路110不致造成瞬间过大的直流电流而损坏负载116，且也可因此降低由瞬间直流电流所产生的气爆杂音(popping noise)。
由上述本发明的实施例可知，应用该D类音频放大器可在音频放大器启动时，避免在其中产生瞬间过大的直流电流，以防止负载(如：扬声器)损坏的情形，并减少由瞬间过大的电流所造成的气爆杂音。
当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明做出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (7)

1、一种D类音频放大器，其特征在于，包含：
一误差放大器，用以放大一反馈信号以及一输入音频信号的差异而产生一误差信号；
一比较器，用以比较一第一三角波信号以及该误差信号而产生一第一脉冲宽度调制信号；
一桥接电路，具有多个开关，所述开关交替地导通使电流流入及流出一负载；
一反馈电路，用以产生表示该负载的状态的该反馈信号；以及
一静音启动电路，对该第一脉冲宽度调制信号以及一第二脉冲宽度调制信号进行AND逻辑运算，以产生一第三脉冲宽度调制信号而控制该桥接电路的所述开关，其中该第二脉冲宽度调制信号具有一渐增的工作周期。
2、根据权利要求1所述的D类音频放大器，其特征在于，该静音启动电路还包含：
一AND逻辑门，对该第一脉冲宽度调制信号以及该第二脉冲宽度调制信号进行AND逻辑运算。
3、根据权利要求1所述的D类音频放大器，其特征在于，该静音启动电路还包含：
一积分器，对一模拟信号以及一第二三角波信号进行积分，以产生该第二脉冲宽度调制信号。
4、根据权利要求3所述的D类音频放大器，其特征在于，该积分器为一第二比较器，用以比较该模拟信号以及该第二三角波信号，以产生该第二脉冲宽度调制信号。
5、根据权利要求3所述的D类音频放大器，其特征在于，该静音启动电路还包含：
一数字模拟转换器，用以将一数字信号转换为该模拟信号。
6、根据权利要求5所述的D类音频放大器，其特征在于，该静音启动电路还包含：
一计数器，用以产生该数字信号。
7、根据权利要其1所述的D类音频放大器，其特征在于，还包含：
一驱动器，由该第三脉冲宽度调制信号控制，用以控制该桥接电路的所述开关。
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