專利名稱：一種音頻功放啟動(dòng)充電電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種音頻功放啟動(dòng)充電電路。
背景技術(shù)：
音頻功放在工作狀態(tài)與休眠狀態(tài)之間切換的時(shí)刻，由于外圍電路中電容的充電不 平衡，會(huì)在揚(yáng)聲器上產(chǎn)生瞬態(tài)輸出，表現(xiàn)為人耳可聽(tīng)到的短暫破音。目前的防破音技術(shù)，即 在功放啟動(dòng)電路中包含一個(gè)啟動(dòng)充電電路，在功放狀態(tài)切換的時(shí)刻，啟動(dòng)電路首先控制該 啟動(dòng)充電電路對(duì)外圍電路中電容快速充電；快速充電過(guò)程結(jié)束后，啟動(dòng)電路控制功放共模 偏置電路對(duì)外圍電路中電容精確充電；精確充電過(guò)程穩(wěn)定一段時(shí)間之后，啟動(dòng)電路取消對(duì) 功放功率輸出的禁止，通過(guò)以上過(guò)程，保證在外圍電路電容充電穩(wěn)定之前功放不會(huì)有功率 輸出，從而達(dá)到防破音的效果。 然而，現(xiàn)有的防破音技術(shù)需要較長(zhǎng)的啟動(dòng)時(shí)間來(lái)達(dá)到無(wú)明顯破音的效果，尤其是 精確充電過(guò)程需要消耗較長(zhǎng)的時(shí)間，一個(gè)主要的因素是快速充電過(guò)程的精度有限，比較典 型的是，快速充電過(guò)程結(jié)束時(shí)，外圍電路中電容電壓與最終穩(wěn)定狀態(tài)相差幾百毫伏到幾伏 不等。提高快速充電過(guò)程的精度依賴于對(duì)外圍電路中電容電壓的監(jiān)測(cè)，由于應(yīng)用中電容總 與電阻串聯(lián)在充電回路中，充電電流在電阻上產(chǎn)生壓降疊加在電容電壓上，使檢測(cè)電路無(wú) 法監(jiān)測(cè)實(shí)際電容電壓，因而無(wú)法提高快速充電過(guò)程的精度，也因此無(wú)法縮短啟動(dòng)時(shí)間。另 外，現(xiàn)有的防破音技術(shù)的效果依賴于具體的外圍電路結(jié)構(gòu)，外圍電路中電阻電容的結(jié)構(gòu)以 及取值會(huì)影響充電過(guò)程，從而影響實(shí)際防破音的效果。因此，現(xiàn)有的防破音技術(shù)已越來(lái)越不 能滿足用戶的需要。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本發(fā)明旨在提供一種音頻功放啟動(dòng)充電電 路，實(shí)現(xiàn)在快速充電過(guò)程中準(zhǔn)確地監(jiān)測(cè)外圍電路中電容的電壓，提高快速充電過(guò)程的精度， 從而縮短啟動(dòng)時(shí)間的目的，并且能夠適應(yīng)不同的外部電阻電容網(wǎng)絡(luò)，達(dá)到同樣的防破音效果。 本發(fā)明所述的一種音頻功放啟動(dòng)充電電路，所述的充電電路包括充電模塊和檢測(cè) 模塊， 所述充電模塊接收外部的第一控制信號(hào)，輸出一動(dòng)態(tài)充電電壓； 所述檢測(cè)模塊接收外部的參考電壓和第二控制信號(hào)以及所述充電模塊輸出的動(dòng)
態(tài)充電電壓，比較所述的參考電壓和動(dòng)態(tài)充電電壓的大小，并輸出相應(yīng)的比較信號(hào)。 在上述的音頻功放啟動(dòng)充電電路中，所述的檢測(cè)模塊還接收外部的置位信號(hào)和復(fù)
位信號(hào)，并設(shè)定所述比較信號(hào)的輸出電平。 在上述的音頻功放啟動(dòng)充電電路中，所述的充電模塊包括充電支路和具有兩個(gè)信
號(hào)端和一個(gè)控制端的第一開(kāi)關(guān)， 所述充電支路輸出一靜態(tài)充電電壓；
所述第一開(kāi)關(guān)的控制端接收所述的第一控制信號(hào)，其一個(gè)信號(hào)端接收所述充電支 路輸出的靜態(tài)充電電壓，另一個(gè)信號(hào)端輸出所述的動(dòng)態(tài)充電電壓。 在上述的音頻功放啟動(dòng)充電電路中，所述的充電支路包括第一電阻，且該第一電 阻的一端與外部的電源連接，另一端輸出所述的靜態(tài)充電電壓。 在上述的音頻功放啟動(dòng)充電電路中，所述的充電支路還包括第二電阻，且該第二
電阻的一端接地，另一端與所述第一電阻輸出靜態(tài)充電電壓的一端連接。 在上述的音頻功放啟動(dòng)充電電路中，所述的第一開(kāi)關(guān)為NM0S器件，且該NMOS器件
的源極和漏極分別為一信號(hào)端。其柵極為控制端。 在上述的音頻功放啟動(dòng)充電電路中，所述的檢測(cè)模塊包括比較器、反相器和均具 有兩個(gè)信號(hào)端和一個(gè)控制端的第二開(kāi)關(guān)以及第三開(kāi)關(guān)， 所述比較器的反相輸入端接收所述的參考電壓，其輸出端輸出所述的比較信號(hào)；
所述第二開(kāi)關(guān)的一個(gè)信號(hào)端接收所述的動(dòng)態(tài)充電電壓，另一個(gè)信號(hào)端與所述比較 器的同相輸入端連接，其控制端與所述反相器的輸出端連接； 所述第三開(kāi)關(guān)的一個(gè)信號(hào)端與所述比較器的同相輸入端連接，另一個(gè)信號(hào)端接
地，其控制端接收所述的第二控制信號(hào)； 所述反相器的輸入端接收所述的第二控制信號(hào)。 在上述的音頻功放啟動(dòng)充電電路中，所述比較器還接收所述的置位信號(hào)和復(fù)位信 號(hào)。 在上述的音頻功放啟動(dòng)充電電路中，所述的第二開(kāi)關(guān)與第三開(kāi)關(guān)均為NMOS器件， 且所述NMOS器件的柵極為控制端，其源極和漏極分別為一信號(hào)端。 在上述的音頻功放啟動(dòng)充電電路中，所述的第一控制信號(hào)和第二控制信號(hào)為同一 個(gè)信號(hào)。 在上述的音頻功放啟動(dòng)充電電路中，所述的置位信號(hào)和所述的比較信號(hào)為同一個(gè)信號(hào)。 由于采用了上述的技術(shù)解決方案，本發(fā)明通過(guò)外部的第一控制信號(hào)和第二控制信 號(hào)分別控制充電模塊和檢測(cè)模塊輪流工作，使其分別獨(dú)立處理啟動(dòng)時(shí)間與防破音效果，從 而實(shí)現(xiàn)在快速充電過(guò)程準(zhǔn)確地監(jiān)測(cè)外圍電路中電容的電壓，提高快速充電過(guò)程的精度，從 而縮短啟動(dòng)時(shí)間，并且能夠適應(yīng)不同的外部電阻電容網(wǎng)絡(luò)，達(dá)到同樣的防破音效果。


圖1是本發(fā)明的音頻功放啟動(dòng)充電電路的較佳實(shí)施例的電路圖。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明的較佳實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。 如圖1所示，本發(fā)明，即一種音頻功放啟動(dòng)充電電路，包括充電模塊101和檢測(cè)模 塊102，其中 充電模塊101接收外部的第一控制信號(hào)ckl，并向功音頻放外部的電阻電容網(wǎng)絡(luò) (圖中未示)輸出一動(dòng)態(tài)充電電壓Vdyn ; 檢測(cè)模塊102接收外部的參考電壓Vref和充電模塊IOI輸出的動(dòng)態(tài)充電電壓Vdyn，同時(shí)接收外部的第二控制信號(hào)ck2，并在該第二控制信號(hào)ck2的控制下，比較參考電 壓Vref和動(dòng)態(tài)充電電壓Vdyn的大小，根據(jù)比較結(jié)果輸出相應(yīng)的比較信號(hào)Vcmp。另外，檢測(cè) 模塊102還接收外部的置位信號(hào)set和復(fù)位信號(hào)rst，并依照該置位信號(hào)set和復(fù)位信號(hào) rst直接設(shè)定比較信號(hào)Vcmp的輸出電平。 具體地說(shuō)，充電模塊101包括充電支路201和具有兩個(gè)信號(hào)端和一個(gè)控制端的第 一開(kāi)關(guān)M1，其中 充電支路201包括第一電阻Rl和第二電阻R2，第一電阻Rl的一端與外部的電源 Vdd連接，另一端輸出一靜態(tài)充電電壓Vsta，第二電阻R2的一端接地，另一端與第一電阻輸 出靜態(tài)充電電壓Vsta的一端連接； 在本實(shí)施例中，第一開(kāi)關(guān)M1為NMOS器件，其柵極為控制端，用于接收第一控制信 號(hào)ckl，其源極和漏極分別為一信號(hào)端，分別用于接收充電支路201輸出的靜態(tài)充電電壓 Vsta以及輸出動(dòng)態(tài)充電電壓Vdyn。 具體地說(shuō)，檢測(cè)模塊102包括比較器202、反相器invl和均具有兩個(gè)信號(hào)端和一 個(gè)控制端的第二開(kāi)關(guān)M2以及第三開(kāi)關(guān)M3，在本實(shí)施例中，第二開(kāi)關(guān)M2與第三開(kāi)關(guān)M3均為 NMOS器件，且以NMOS器件的柵極為控制端，以其源極和漏極分別為一信號(hào)端；
比較器202的反相輸入端接收參考電壓Vref ，其輸出端輸出比較信號(hào)Vcmp，另外， 比較器202還用于接收置位信號(hào)set和復(fù)位信號(hào)rst ; 第二開(kāi)關(guān)M2的一個(gè)信號(hào)端接收動(dòng)態(tài)充電電壓Vdyn，另一個(gè)信號(hào)端與比較器202的 同相輸入端連接，其控制端與反相器invl的輸出端連接； 第三開(kāi)關(guān)M3的一個(gè)信號(hào)端與比較器202的同相輸入端連接，另一個(gè)信號(hào)端接地， 其控制端接收第二控制信號(hào)ck2 ; 反相器invl的輸入端接收第二控制信號(hào)ck2。 在本發(fā)明中，外部的第一控制信號(hào)ckl和第二控制信號(hào)ck2可以為同一個(gè)信號(hào)；外 部的置位信號(hào)set和比較信號(hào)Vcmp也可以為同一個(gè)信號(hào)。
本發(fā)明的工作原理如下 充電模塊101和檢測(cè)模塊102分別由外部的第一控制信號(hào)ckl和第二控制信號(hào) ck2控制，輪流工作，具體情況如下 當(dāng)?shù)谝豢刂菩盘?hào)ckl為高電平時(shí)，充電模塊101輸出動(dòng)態(tài)充電電壓Vdyn給外部的 電阻電容網(wǎng)絡(luò)充電；此時(shí)，動(dòng)態(tài)充電電壓Vdyn的值為充電電流在外部電阻上產(chǎn)生的壓降與 外部電容電壓的疊加，而并不能精確反映外部電容電壓的實(shí)際值。因此，此時(shí)可以設(shè)定第二 控制信號(hào)ck2也為高電平，從而使動(dòng)態(tài)充電電壓Vdyn不能傳遞到比較器202的同相輸入 端，并且通過(guò)控制第三開(kāi)關(guān)M3使比較器202的同相輸入端接地。 當(dāng)?shù)谝豢刂菩盘?hào)ckl為低電平時(shí)，第一開(kāi)關(guān)Ml斷開(kāi)，將靜態(tài)充電電壓Vsta與動(dòng)態(tài) 充電電壓Vdyn隔離，充電模塊101停止向外部的電阻電容網(wǎng)絡(luò)輸出充電電流；此時(shí)外部的 電阻電容網(wǎng)絡(luò)自然放電，由于其自然放電的時(shí)間常數(shù)遠(yuǎn)大于檢測(cè)模塊102的響應(yīng)速度，因 此可以忽略外部電阻上的壓降，S卩，動(dòng)態(tài)充電電壓Vdyn可以精確反映外部電容電壓的實(shí)際 值。此時(shí)，可以設(shè)定第二控制信號(hào)ck2也為低電平，使動(dòng)態(tài)充電電壓Vdyn傳遞到比較器202 的同相輸入端，比較器202比較動(dòng)態(tài)充電電壓Vdyn與參考電壓Vref的值的大小。
充電模塊101和檢測(cè)模塊102按照上述的過(guò)程交替工作， 一方面，當(dāng)檢測(cè)模塊102檢測(cè)到動(dòng)態(tài)充電電壓Vdyn的值大于參考電壓Vref的值時(shí)，則輸出的比較信號(hào)Vcmp變?yōu)楦?電平，指示快速充電完成。此時(shí)可以設(shè)定置位信號(hào)set為高電平，鎖定比較信號(hào)Vcmp為高 電平，使檢測(cè)模塊102停止對(duì)動(dòng)態(tài)充電電壓Vdyn的監(jiān)測(cè)，這個(gè)鎖定的過(guò)程也可以通過(guò)令比 較信號(hào)Vcmp和置位信號(hào)set為同一信號(hào)來(lái)實(shí)現(xiàn)；另一方面，當(dāng)比較信號(hào)Vcmp變?yōu)楦唠娖?時(shí)，可以設(shè)定第一控制信號(hào)ckl為低電平，停止充電模塊lOl向外部的電阻電容網(wǎng)絡(luò)輸出充 電電流，也可以通過(guò)斷開(kāi)動(dòng)態(tài)充電電壓Vdyn與外部電阻電容網(wǎng)絡(luò)之間的開(kāi)關(guān)(圖中未示) 停止向外部電阻電容網(wǎng)絡(luò)輸出充電電流。 當(dāng)快速充電過(guò)程結(jié)束時(shí)，快速充電的精度主要取決于檢測(cè)模塊102的精度，即主 要是比較器202的精度和響應(yīng)速度，對(duì)于普通CMOS工藝，以上快速充電的精度可以小于10 毫伏，對(duì)于部分應(yīng)用來(lái)說(shuō)，這個(gè)精度已經(jīng)可以滿足防破音的要求，因此可以省去精確充電過(guò) 程以及精確充電電路。另外，快速充電的精度與充電模塊101以及外部電阻電容網(wǎng)絡(luò)基本 無(wú)關(guān)，這就使防破音的效果不依賴于具體應(yīng)用電路中的外部電阻電容網(wǎng)絡(luò)。
決定啟動(dòng)充電時(shí)間長(zhǎng)短有兩個(gè)主要因素一個(gè)因素是動(dòng)態(tài)充電電壓Vdyn的驅(qū)動(dòng) 電壓值，以及其輸出阻抗與外部電阻電容網(wǎng)絡(luò)等效阻抗的比值，因此，提高動(dòng)態(tài)充電電壓 Vdyn的值可以縮短啟動(dòng)時(shí)間，減小輸出阻抗，即減小第一電阻R1與第二電阻R2的值也可 以縮短啟動(dòng)時(shí)間；另一個(gè)因素是第一控制信號(hào)ckl與第二控制信號(hào)ck2的占空比，增加一 個(gè)周期內(nèi)第一控制信號(hào)ckl為高電平的時(shí)間，可以縮短啟動(dòng)時(shí)間，例如可以設(shè)定占空比為 99. 9%，使檢測(cè)模塊102消耗的時(shí)間小到可以忽略。 至此，充電模塊101和檢測(cè)模塊102分別獨(dú)立處理啟動(dòng)時(shí)間與防破音效果，可以同 時(shí)優(yōu)化兩個(gè)參數(shù)，而不必像傳統(tǒng)充電電路中，必須對(duì)互相關(guān)聯(lián)的啟動(dòng)時(shí)間和防破音效果做 出折衷取舍。
另外，本發(fā)明可以分別放置在音頻功放的反相輸入端、同相輸入端、共模輸入端， 對(duì)多個(gè)輸入端分別獨(dú)立地充電與監(jiān)測(cè)，不必像傳統(tǒng)充電電路中對(duì)各輸入端相互關(guān)聯(lián)地充 電，這也保證了對(duì)于不同輸入端不同外圍電阻電容網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用條件下都可以達(dá)到同樣的防破 音效果。 在本發(fā)明中，檢測(cè)模塊102還可以接收外部的復(fù)位信號(hào)rst，當(dāng)復(fù)位信號(hào)rst為高 電平時(shí)，不論置位信號(hào)set是否為高電平，都使比較器202復(fù)位，使比較信號(hào)Vcmp為低電 平，進(jìn)而使置位信號(hào)set為低電平，取消鎖定狀態(tài)。當(dāng)復(fù)位信號(hào)rst由高電平變?yōu)榈碗娖綍r(shí)， 檢測(cè)模塊102恢復(fù)對(duì)動(dòng)態(tài)充電電壓Vdyn的監(jiān)測(cè)。 在本發(fā)明中，充電支路201還可以包括與第一電阻R1、第二電阻R2串聯(lián)的開(kāi)關(guān) (圖中未示)，且該開(kāi)關(guān)的控制端接收比較信號(hào)Vcmp，當(dāng)比較信號(hào)Vcmp為高電平時(shí)開(kāi)關(guān)斷 開(kāi)，使充電支路201在充電結(jié)束后不消耗靜態(tài)電流；充電支路201也可以是由M0S管構(gòu)成的 電流源結(jié)構(gòu)(圖中未示)，取代第一電阻R1，用以產(chǎn)生恒定的充電電流，這并不影響本發(fā)明 的實(shí)施。 以上結(jié)合附圖實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)說(shuō)明，本領(lǐng)域中普通技術(shù)人員可根據(jù)上 述說(shuō)明對(duì)本發(fā)明做出種種變化例。因而，實(shí)施例中的某些細(xì)節(jié)不應(yīng)構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的限定，本 發(fā)明將以所附權(quán)利要求書(shū)界定的范圍作為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
一種音頻功放啟動(dòng)充電電路，其特征在于，所述的充電電路包括充電模塊(101)和檢測(cè)模塊(102)，所述充電模塊(101)接收外部的第一控制信號(hào)(ck1)，輸出一動(dòng)態(tài)充電電壓(Vdyn)；所述檢測(cè)模塊(102)接收外部的參考電壓(Vref)和第二控制信號(hào)(ck2)以及所述充電模塊(101)輸出的動(dòng)態(tài)充電電壓(Vdyn)，比較所述的參考電壓(Vref)和動(dòng)態(tài)充電電壓(Vdyn)的大小，并輸出相應(yīng)的比較信號(hào)(Vcmp)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的音頻功放啟動(dòng)充電電路，其特征在于，所述的檢測(cè)模塊(102) 還接收外部的置位信號(hào)(set)和復(fù)位信號(hào)(rst)，并設(shè)定所述比較信號(hào)(Vcmp)的輸出電平。
3. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的音頻功放啟動(dòng)充電電路，其特征在于，所述的充電模塊(101) 包括充電支路(201)和具有兩個(gè)信號(hào)端和一個(gè)控制端的第一開(kāi)關(guān)(Ml)，所述充電支路(201)輸出一靜態(tài)充電電壓(Vsta);所述第一開(kāi)關(guān)(Ml)的控制端接收所述的第一控制信號(hào)(ckl)，其一個(gè)信號(hào)端接收所 述充電支路(201)輸出的靜態(tài)充電電壓(Vsta)，另一個(gè)信號(hào)端輸出所述的動(dòng)態(tài)充電電壓 (Vdyn)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的音頻功放啟動(dòng)充電電路，其特征在于，所述的充電支路(201) 包括第一電阻(Rl)，且該第一電阻(Rl)的一端與外部的電源(Vdd)連接，另一端輸出所述 的靜態(tài)充電電壓(Vsta)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的音頻功放啟動(dòng)充電電路，其特征在于，所述的充電支路(201) 還包括第二電阻(R2)，且該第二電阻(R2)的一端接地，另一端與所述第一電阻(Rl)輸出靜 態(tài)充電電壓(Vsta)的一端連接。
6. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的音頻功放啟動(dòng)充電電路，其特征在于，所述的第一開(kāi)關(guān)(Ml) 為NMOS器件，且該NMOS器件的源極和漏極分別為一信號(hào)端。其柵極為控制端。
7. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的音頻功放啟動(dòng)充電電路，其特征在于，所述的檢測(cè)模塊(102) 包括比較器(202)、反相器(invl)和均具有兩個(gè)信號(hào)端和一個(gè)控制端的第二開(kāi)關(guān)(M2)以及 第三開(kāi)關(guān)(M3)，所述比較器(202)的反相輸入端接收所述的參考電壓(Vref)，其輸出端輸出所述的比較信號(hào)(V卿)；所述第二開(kāi)關(guān)(M2)的一個(gè)信號(hào)端接收所述的動(dòng)態(tài)充電電壓(Vdyn)，另一個(gè)信號(hào)端與 所述比較器(202)的同相輸入端連接，其控制端與所述反相器(invl)的輸出端連接；所述第三開(kāi)關(guān)(M3)的一個(gè)信號(hào)端與所述比較器(202)的同相輸入端連接，另一個(gè)信號(hào) 端接地，其控制端接收所述的第二控制信號(hào)(ck2);所述反相器(invl)的輸入端接收所述的第二控制信號(hào)(ck2)。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的音頻功放啟動(dòng)充電電路，其特征在于，所述比較器(202)還接 收所述的置位信號(hào)(set)和復(fù)位信號(hào)(rst)。
9. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的音頻功放啟動(dòng)充電電路，其特征在于，所述的第二開(kāi)關(guān)(M2) 與第三開(kāi)關(guān)(M3)均為NMOS器件，且所述NMOS器件的柵極為控制端，其源極和漏極分別為一信號(hào)端。
10. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的音頻功放啟動(dòng)充電電路，其特征在于，所述的第一控制 信號(hào)(ckl)和第二控制信號(hào)(ck2)為同一個(gè)信號(hào)。
11.根據(jù)權(quán)利要求2所述的音頻功放啟動(dòng)充電電路，其特征在于，所述的置位信號(hào) (set)和所述的比較信號(hào)(Vcmp)為同一個(gè)信號(hào)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種音頻功放啟動(dòng)充電電路，所述的充電電路包括充電模塊和檢測(cè)模塊，所述充電模塊接收外部的第一控制信號(hào)，輸出一動(dòng)態(tài)充電電壓；所述檢測(cè)模塊接收外部的參考電壓和第二控制信號(hào)以及所述充電模塊輸出的動(dòng)態(tài)充電電壓，比較所述的參考電壓和動(dòng)態(tài)充電電壓的大小，并輸出相應(yīng)的比較信號(hào)。本發(fā)明能夠在快速充電過(guò)程中準(zhǔn)確地監(jiān)測(cè)外圍電路中電容的電壓，提高快速充電過(guò)程的精度，從而縮短啟動(dòng)時(shí)間，并且適應(yīng)不同的外部電阻電容網(wǎng)絡(luò)，達(dá)到同樣的防破音效果。
文檔編號(hào)H03F1/30GK101764575SQ200910199289
公開(kāi)日2010年6月30日 申請(qǐng)日期2009年11月24日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月24日
發(fā)明者李淼 申請(qǐng)人:上海貝嶺股份有限公司