專利名稱：減少噪聲之音頻放大器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種減少噪聲之音頻放大器，其待機(jī)耗電量(stand-by current)極低，且能夠消除開機(jī)/關(guān)機(jī)時之突波噪聲。
技術(shù)背景圖1以示意電路圖顯示公開技術(shù)之音頻放大器的大致結(jié)構(gòu)。如圖 所示，此種已知的音頻放大器利用兩組放大器11、 12串聯(lián)得到所需要 之功率輸出，但是由于兩級放大器反應(yīng)時間不同，如圖2所示，在開 機(jī)與關(guān)機(jī)期間，輸出端VOUT+及VOUT-之電位無法保證相同；在不平 衡的狀態(tài)下，會有噪聲產(chǎn)生，導(dǎo)致負(fù)載端之揚(yáng)聲器會產(chǎn)生爆音或雜音 (pops and clicks)。針對上述缺點(diǎn)，在美國專利第5642074號中提出改進(jìn)，如圖3所 示，藉由比較器130的作用，于開機(jī)時使開關(guān)122導(dǎo)通構(gòu)成短路，旁 通電阻RF1，意圖藉此使輸出端VOUT+及VOUT-之電位在開機(jī)時維持 平衡。此外，在該案中設(shè)有待機(jī)控制，當(dāng)音頻放大器進(jìn)入靜止?fàn)顟B(tài)時， 可通過輸入待機(jī)控制訊號143，切換開關(guān)142，以在待機(jī)狀態(tài)時，減少 自供應(yīng)電壓V+經(jīng)過電阻R3、 R4接地流失的電能耗損，并關(guān)閉放大器 11、 12。該案中亦揭示了如圖4所示的另一個實(shí)施例，其為圖3電路 的變化，僅改變開關(guān)的設(shè)置位置而己，原理相似。上述公開技術(shù)之同一申請人，在同一概念下，又獲得了美國專利 第5648742， 5703529， 5939938及6346854號，其電路結(jié)構(gòu)均十分 相似。然而，上述公開技術(shù)并未能完全解決突波噪聲的問題。詳言之，
第一級放大器11之增益由電阻RF1和電阻RIl之比值RF1/RI1來決定， 在集成電路應(yīng)用中，此增益值是由使用者來設(shè)定， 一般使用RF1/RI1-1 到10。但上述公開技術(shù)僅在增益比值設(shè)定為1時，才能確實(shí)得到如圖 5所示之平滑電位上升圖形而不致產(chǎn)生噪聲，當(dāng)增益比值設(shè)定大于1時 則不然。此因，該公開技術(shù)通過開關(guān)122的切換，來控制開機(jī)初期 VOUT-的變化，在電源啟動后的初始階段，令開關(guān)122導(dǎo)通，此時電 阻RF1被旁通而不發(fā)生作用，第一級放大器11之增益為l(unitgain); 之后當(dāng)電路進(jìn)入正常工作狀態(tài)時，比較器130切斷開關(guān)122而令電阻 RF1成為有效回路，此時第一級放大器11之增益由RF1/RI1的比值決 定，而當(dāng)此比值不為l時，例如為5，則在開關(guān)122切換之時，第一級 放大器ll之增益由l瞬間改變?yōu)?，此時仍會產(chǎn)生突波噪聲，如圖6。 此噪聲仍會使負(fù)載揚(yáng)聲器產(chǎn)生雜音，且增益愈大時，情況愈嚴(yán)重，尤 其是可攜式之耳機(jī)放大器中，更為惡劣。除上述缺點(diǎn)外，在待機(jī)狀態(tài)中，上述公開技術(shù)仍有一條自供應(yīng)電 壓V+經(jīng)過電阻R5、 R6接地的耗電路徑存在，且比較器130不能關(guān)閉， 否則將影響開關(guān)122的正確性，因此當(dāng)音頻放大器進(jìn)入靜止?fàn)顟B(tài)時， 其耗電之控制并不為最佳。而低耗電對于可攜式產(chǎn)品應(yīng)用而言極為重 要。發(fā)明內(nèi)容有鑒于以上所述，本實(shí)用新型的目的便是要提出較佳之電路結(jié)構(gòu)， 以解決上述兩項(xiàng)問題。 .根據(jù)上述目的，本實(shí)用新型乃提出一種減少噪聲之音頻放大器，其 包含第一級與第二級放大器，其輸出分別供應(yīng)給一揚(yáng)聲器；與第一級 放大器并聯(lián)之第一電阻，及與第一級放大器之一輸入串聯(lián)之第二電阻； 與第二級放大器并聯(lián)之第三電阻，及與第二級放大器之一輸入串聯(lián)之第 四電阻，其中該第一級放大器之輸出亦與此第四電阻連接；以及與第一 電阻并聯(lián)之可變電阻，此可變電阻與第一電阻構(gòu)成一可變電阻值并聯(lián)回
路，且此可變電阻具有至少三種之電阻值，并以電阻值可以連續(xù)變化為 佳。該可變電阻于電路啟動初期為低阻值，當(dāng)供應(yīng)電壓進(jìn)入正常工作區(qū) 時(包括同時或之后)，該可變電阻之電阻值上升，使該并聯(lián)回路之電 阻值接近或等于第一電阻之電阻值。上述可變電阻可以包括彼此串聯(lián)的一個開關(guān)和一個可變電阻元件， 且音頻放大器中可更包含一比較器，其輸出儲存于一拴鎖電路中，并以 該拴鎖電路之輸出控制所述開關(guān)；如此，在電路待機(jī)時，便可關(guān)閉該比 較器。在其中一個實(shí)施型態(tài)中，該比較器之輸出，根據(jù)兩訊號之比較而得， 該兩訊號其一為供應(yīng)電壓之一分壓，另一為該供應(yīng)電壓之另一分壓，加上對一電容器充電之電壓值。以下將通過對具體實(shí)施例詳加說明，當(dāng)更容易了解本實(shí)用新型之目 的、技術(shù)內(nèi)容、特點(diǎn)及其所達(dá)成之功效。


圖l為示意電路圖，顯示公開技術(shù)之音頻放大器的大致結(jié)構(gòu)。 圖2為波形圖，用以說明公開技術(shù)之缺點(diǎn)。 圖3與圖4分別示出公開技術(shù)之兩種電路結(jié)構(gòu)。 圖5與圖6為波形圖，用以說明公開技術(shù)之缺點(diǎn)。圖7與圖8為示意電路圖，說明本實(shí)用新型之概念。 圖9為本實(shí)用新型之具體實(shí)施例之示意電路圖。 圖10為波形圖，用以說明電壓Va、 Vb與開關(guān)711之作動關(guān)系。圖中符號說明11 第一級放大器12 第二級放大器 71 可變電阻 711 開關(guān)712 可變電阻(PMOS晶體管)72 控制訊號73 并聯(lián)回路75 比較器76 拴鎖電路 761 正反器78 待機(jī)控制訊號122 開關(guān)130 比較器142 開關(guān)143 待機(jī)控制訊號 CB, CC 電容 RF1,RI1，RF2，RI2電阻R3， R4， R5, R6, R01, R02, R03， R04， R05電阻具體實(shí)施方式
首先就本實(shí)用新型的概念來加以說明，請先參閱圖7,本實(shí)用新型 改良公開技術(shù)之第一處在于，控制第一級放大器ll之增益，使其瞬間變 化不致過大。其概念如圖所示，將公開技術(shù)中之開關(guān)122，改以可變電阻 71來取代，此可變電阻71應(yīng)不只具有0和固定電阻值之兩階段變化，而 至少應(yīng)具有三種以上的電阻值變化，且以能夠連續(xù)變化為更佳?？勺冸娮?1之電阻值受控制訊號72所控制，在電路啟動時，電阻值由O或較 低值逐漸上升，直至可變電阻71之電阻值遠(yuǎn)大于電阻RF1之電阻值，換 言之，可變電阻71和電阻RF1所構(gòu)成的并聯(lián)回路73，其電阻值由較低 值逐漸上升至等于或接近電阻RF1之電阻值。由于第一級放大器11之增 益等于并聯(lián)回路73之電阻值除以電阻RI1之電阻值，故并聯(lián)回路73電 阻值之漸進(jìn)變化，表示第一級放大器ll之增益漸進(jìn)變化，如此即可消除 噪聲。
可變電阻71和控制訊號72的實(shí)施方式，有多種作法可行，后文將 在圖9中，舉一更具體實(shí)施例加以說明。
請?jiān)賲㈤唸D8，本實(shí)用新型改良公開技術(shù)之第二處在于，利用不同 的方式控制比較器130,使其在待機(jī)時得以關(guān)閉，且不必維持一條耗電的 參考電壓路徑。其概念如圖所示，系將公開技術(shù)中之比較器130，改為比 較器75與栓鎖電路76，將比較器75之輸出鎖定在栓鎖電路76，如此即 可在待機(jī)時關(guān)閉比較器75，并同時關(guān)閉比較器75的參考電壓輸入。以上概念的具體實(shí)施方式
，舉一例如圖9，但須說明的是，此僅為 本實(shí)用新型之音頻放大器的其中一個電路實(shí)施例，在前述實(shí)用新型概念 下，熟悉本技術(shù)者可以思及各種變化方式，均應(yīng)屬于本實(shí)用新型之權(quán)利 范圍。
在圖9所示實(shí)施例中，上方第一級放大器11之并聯(lián)回路73內(nèi)，除 電阻RF1的路徑外，設(shè)有另一條并聯(lián)路徑，此路徑上設(shè)置有開關(guān)711和 可變電阻712。開關(guān)711和可變電阻712 二者，即相等于圖7中之可變電 阻71。如圖所示，開關(guān)711和可變電阻712均可使用PMOS晶體管來制 作，此為最簡便的實(shí)施方式，但當(dāng)然，亦可釆用其它方式來制作，仍屬 本實(shí)用新型之權(quán)利范圍。
可變電阻712之控制訊號72，由供應(yīng)電壓V+經(jīng)分壓產(chǎn)生，因此， 在電路啟動階段，PMOS晶體管712的柵極電壓呈連續(xù)變化，故可使第 一級放大器ll之增益漸進(jìn)變化，不致產(chǎn)生噪聲。電路下方，比較器75之輸出，傳送至正反器761的設(shè)定輸入端(S)， 將比較器75之輸出鎖定在正反器761之內(nèi)。比較器75之輸入電壓分別 為Va與Vb，電壓值Vb由供應(yīng)電壓V+經(jīng)分壓而得，電壓值Va由供應(yīng) 電壓V+經(jīng)分壓后，加上對電容器CB充電之電壓值而得。藉由對電阻 R01-R05的適當(dāng)阻值安排、及電容CB的電容值設(shè)計，可令電路啟動時，
電壓值Va低于電壓值Vb，但隨著電容器CB的充電，電壓值Va將上升 超過電壓值Vb，于是比較器75之輸出改變狀態(tài)，切斷開關(guān)711。電壓值 Va、 Vb和開關(guān)711的切換關(guān)系，請參閱圖IO。藉由電阻R01-R03的適當(dāng)阻值安排，可設(shè)定在PMOS晶體管712的 柵極電壓等于(V+)(R02+R03)/(R01+R02+R03)時(V+為供應(yīng)電壓正常工作 時之電壓值)，使PMOS晶體管712的電阻值遠(yuǎn)大于電阻RF1之電阻值， 換言之在開關(guān)711切斷的時點(diǎn)，并聯(lián)回路73的電阻值已經(jīng)接近或等于電 阻RF1之電阻值，故當(dāng)開關(guān)711切斷時，第一級放大器11之增益僅有微 小甚至無變化，不致產(chǎn)生噪聲。除上述特點(diǎn)外，請注意在待機(jī)階段，不論是比較器75本身，或其輸 入電壓Va與Vb之訊號產(chǎn)生路徑，都可以關(guān)閉或切斷。如圖所示，待機(jī) 控制訊號78不但關(guān)閉了比較器75，也切斷了自供應(yīng)電壓V+至R01-R03 和自供應(yīng)電壓V+至R01、 R04、 R05、 CB的兩條路徑。因此，與公開技 術(shù)相較，可更進(jìn)一步降低電路中不必要的耗電。以上已針對較佳實(shí)施例來說明本實(shí)用新型，唯以上所述者，僅系為 使熟悉本技術(shù)者易于了解本實(shí)用新型的內(nèi)容而已，并非用來限定本實(shí)用 新型之權(quán)利范圍。熟悉本技術(shù)者，當(dāng)可在本實(shí)用新型概念之內(nèi)，立即思 及各種等效變化。例如，比較器75可改使用磁滯比較器；電路中所示直 接連接的元件，可以在其中插入不影響訊號意義的其它元件；分壓元件 可以不一定要使用電阻，而可使用其它元件如各種二極管；等等。故凡 依本實(shí)用新型之概念與精神所為之均等變化或修飾，均應(yīng)包括于本實(shí)用 新型之申請專利范圍內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種減少噪聲之音頻放大器，其特征是，包含第一級與第二級放大器，其輸出分別供應(yīng)給一揚(yáng)聲器；與第一級放大器并聯(lián)之第一電阻，及與第一級放大器之一輸入串聯(lián)之第二電阻；與第二級放大器并聯(lián)之第三電阻，及與第二級放大器之一輸入串聯(lián)之第四電阻，其中該第一級放大器之輸出亦與此第四電阻連接；以及與第一電阻并聯(lián)之可變電阻，此可變電阻與第一電阻構(gòu)成一可變電阻值并聯(lián)回路，且此可變電阻具有至少三種電阻值。
2. 如權(quán)利要求l所述的減少噪聲之音頻放大器，其特征是，該可變電阻之電阻值可以連續(xù)變化。
3. 如權(quán)利要求l所述的減少噪聲之音頻放大器，其特征是，該音頻放大器接受一供應(yīng)電壓，且該可變電阻之電阻值受該供應(yīng)電壓之第一分 壓訊號控制而變化。
4. 如權(quán)利要求3所述的減少噪聲之音頻放大器，其特征是，當(dāng)該供 應(yīng)電壓進(jìn)入正常工作區(qū)時，該可變電阻之電阻值大于第一電阻之電阻值， 使該并聯(lián)回路之電阻值接近或等于第一電阻之電阻值。
5. 如權(quán)利要求4所述的減少噪聲之音頻放大器，其特征是，該可變 電阻包含彼此串聯(lián)的一個開關(guān)和一個可變電阻元件，于電路啟動初期，該開關(guān)導(dǎo)通，而當(dāng)該供應(yīng)電壓進(jìn)入正常工作區(qū)時，該開關(guān)切斷。
6. 如權(quán)利要求5所述的減少噪聲之音頻放大器，其特征是，更包含 有一比較器，其輸出儲存于一拴鎖電路中，該拴鎖電路的輸出控制前述 開關(guān)；當(dāng)該供應(yīng)電壓進(jìn)入正常工作區(qū)時，所述比較器的輸出訊號切斷該 開關(guān)。
7. 如權(quán)利要求6所述的減少噪聲之音頻放大器，其特征是，該比較器的兩個輸入，其一為該供應(yīng)電壓之第二分壓，另一為該供應(yīng)電壓之第 三分壓，加上對一電容器充電的電壓值。
8. 如權(quán)利要求7所述的減少噪聲之音頻放大器，其特征是，該比較 器于待機(jī)時關(guān)閉，且于待機(jī)時亦切斷產(chǎn)生上述第二分壓與第三分壓的路徑。
9. 如權(quán)利要求5所述的減少噪聲之音頻放大器，其特征是，該可 變電阻元件為PMOS晶體管，其柵極受控于前述第一分壓訊號。
專利摘要本實(shí)用新型提出一種減少噪聲之音頻放大器，其包含第一級與第二級放大器，其輸出分別供應(yīng)給一揚(yáng)聲器；與第一級放大器并聯(lián)之第一電阻，及與第一級放大器之一輸入串聯(lián)之第二電阻；與第二級放大器并聯(lián)之第三電阻，及與第二級放大器之一輸入串聯(lián)之第四電阻，其中該第一級放大器之輸出亦與此第四電阻連接；以及與第一電阻并聯(lián)之可變電阻，此可變電阻與第一電阻構(gòu)成一可變電阻值并聯(lián)回路，且此可變電阻具有至少三種之電阻值，并以電阻值可以連續(xù)變化為佳。該可變電阻于電路啟動初期為低阻值，當(dāng)供應(yīng)電壓進(jìn)入正常工作區(qū)時(包括同時或之后)，該可變電阻之電阻值上升，使該并聯(lián)回路之電阻值接近或等于第一電阻之電阻值。
文檔編號H03F3/30GK201018457SQ20072013964
公開日2008年2月6日 申請日期2007年3月19日 優(yōu)先權(quán)日2007年3月19日
發(fā)明者龔永庚 申請人:奇高電子股份有限公司