專(zhuān)利名稱(chēng)：D類(lèi)音頻功率放大器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及音頻功率放大技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種D類(lèi)音頻功率放大器。
背景技術(shù)：
D類(lèi)音頻功率放大器以高效率，低功耗，產(chǎn)生熱量較小等優(yōu)點(diǎn)，在手機(jī)，MP3等便攜式電子產(chǎn)品中得到越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。其工作原理是D類(lèi)音頻功率放大器將輸入音頻信號(hào)與載波信號(hào)(三角波輸出信號(hào))比較以產(chǎn)生包含有輸入音頻信號(hào)信息的PWM(脈沖寬度調(diào)制)信號(hào)，PWM信號(hào)通過(guò)功率開(kāi)關(guān)來(lái)驅(qū)動(dòng)揚(yáng)聲器，而揚(yáng)聲器將音頻信號(hào)還原?；蛘咭部梢詫WM信號(hào)在輸出端輸出，在后端加濾波器將音頻信號(hào)還原后再驅(qū)動(dòng)揚(yáng)聲器。如圖1所示，現(xiàn)有技術(shù)中的D類(lèi)音頻功率放大器包含有前級(jí)放大模塊10、積分器 20、比較器30、驅(qū)動(dòng)模塊40、反饋回路50和固定峰峰值的三角波發(fā)生器60?，F(xiàn)有技術(shù)中的 D類(lèi)音頻功率放大器的三角波輸出信號(hào)的頻率和幅值是固定的，當(dāng)輸入音頻信號(hào)的幅值過(guò)大時(shí)，輸入音頻信號(hào)與三角波輸出信號(hào)比較產(chǎn)生的PWM信號(hào)的脈沖寬度將不能準(zhǔn)確包含輸入音頻信號(hào)的幅值信息，此時(shí)會(huì)在還原的音頻信號(hào)上產(chǎn)生飽和失真。因此，本領(lǐng)域的技術(shù)人員致力于開(kāi)發(fā)一種D類(lèi)音頻功率放大器的系統(tǒng)以克服上述缺陷。

實(shí)用新型內(nèi)容有鑒于現(xiàn)有技術(shù)的上述缺陷，本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種D類(lèi)音頻功率放大器，以降低現(xiàn)有技術(shù)中的D類(lèi)音頻功率放大器會(huì)由于輸入的音頻信號(hào)的幅值過(guò)大而導(dǎo)致輸出的音頻信號(hào)產(chǎn)生飽和失真。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型提供了一種D類(lèi)音頻功率放大器，包括前級(jí)放大模塊、三角波發(fā)生器、積分器、反饋回路、比較器和驅(qū)動(dòng)模塊；還包括幅值檢測(cè)器，用于檢測(cè)輸入音頻信號(hào)的電壓幅值，所述幅值檢測(cè)器的輸入電壓幅值在OV 2V范圍內(nèi)；所述前級(jí)放大模塊的輸出端與所述幅值檢測(cè)器和所述積分器的輸入端連接，所述輸入音頻信號(hào)從通過(guò)所述前置放大模塊的輸出端輸出到所述幅值檢測(cè)器和所述積分器的輸入端；所述幅值檢測(cè)器的輸出端與所述三角波發(fā)生器的輸入端連接，所述幅值檢測(cè)器的檢測(cè)輸出信號(hào)通過(guò)所述幅值檢測(cè)器的輸出端輸出到所述三角波發(fā)生器的輸入端；所述比較器的輸入端與所述積分器和所述三角波發(fā)生器的輸出端連接；所述檢測(cè)輸出信號(hào)的電壓幅值隨著所述輸入音頻信號(hào)的電壓幅值的增大而增大；所述三角波輸出信號(hào)的電壓峰峰值隨著所述檢測(cè)輸出信號(hào)的電壓幅值的增大而增大。較佳地，所述幅值檢測(cè)器的輸入電壓幅值在OV 1. 5V范圍內(nèi)。較佳地，所述三角波輸出信號(hào)的電壓峰峰值在2V 4V范圍內(nèi)?？商鎿Q地，所述檢測(cè)輸出信號(hào)的電壓幅值隨著所述輸入音頻信號(hào)的電壓幅值的增大而減小，所述三角波輸出信號(hào)的電壓峰峰值隨著所述檢測(cè)輸出信號(hào)的電壓幅值的減小而增大。[0010]較佳地，所述三角波輸出信號(hào)的頻率在200KHZ以上。本實(shí)用新型提供的一種D類(lèi)音頻功率放大器有如下技術(shù)效果由于增設(shè)了幅值檢測(cè)器，幅值檢測(cè)器使得三角波輸出信號(hào)的電壓峰峰值隨著輸入音頻信號(hào)的電壓幅值的增大而增大。包含有輸入音頻信號(hào)的信息的積分器輸出信號(hào)與三角波輸出信號(hào)在比較器中比較，當(dāng)三角波輸出信號(hào)的電壓峰峰值大于積分器的輸出信號(hào)的電壓幅值時(shí)，比較器將輸出三角波輸出信號(hào)。由于比較器輸出的PWM信號(hào)的脈沖寬度準(zhǔn)確包含了輸入音頻信號(hào)的幅值信息，本實(shí)用新型的D類(lèi)音頻功率放大器降低了還原的音頻信號(hào)的飽和失真。PWM信號(hào)通過(guò)功率開(kāi)關(guān)來(lái)驅(qū)動(dòng)揚(yáng)聲器，而揚(yáng)聲器將音頻信號(hào)還原，由于PWM信號(hào)的脈沖寬度準(zhǔn)確包含了輸入音頻信號(hào)的幅值信息，本實(shí)用新型的D類(lèi)音頻功率放大器也提高了輸出音質(zhì)。以下將結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的構(gòu)思、具體結(jié)構(gòu)及產(chǎn)生的技術(shù)效果作進(jìn)一步說(shuō)明，以充分地了解本實(shí)用新型的目的、特征和效果。

圖1是現(xiàn)有技術(shù)的D類(lèi)音頻功率放大器的結(jié)構(gòu)框圖；圖2是本實(shí)用新型的D類(lèi)音頻功率放大器的一較佳實(shí)施例的結(jié)構(gòu)框圖。
具體實(shí)施方式
如圖2所示，根據(jù)本實(shí)用新型的D類(lèi)音頻功率放大器的一具體實(shí)施例，該D類(lèi)音頻功率放大器包括前級(jí)放大模塊100、三角波發(fā)生器300、積分器400、反饋回路700、比較器 500和驅(qū)動(dòng)模塊600。D類(lèi)音頻功率放大器還包括幅值檢測(cè)器200，用于檢測(cè)輸入音頻信號(hào)150的電壓幅值，幅值檢測(cè)器200通過(guò)輸入音頻信號(hào)150的電壓幅值來(lái)控制檢測(cè)輸出信號(hào)250。在本實(shí)施例中，幅值檢測(cè)器200的輸入電壓幅值在OV 1. 5V范圍內(nèi)。幅值檢測(cè)器200的輸入端與前級(jí)放大模塊100的輸出端連接，輸入音頻信號(hào)150 通過(guò)幅值檢測(cè)器200的輸入端輸入。幅值檢測(cè)器200的輸出端與三角波發(fā)生器300的輸入端連接，幅值檢測(cè)器200的檢測(cè)輸出信號(hào)250通過(guò)幅值檢測(cè)器200的輸出端輸出。比較器500的輸入端與積分器400和三角波發(fā)生器300的輸出端連接。輸入音頻信號(hào)150從前置放大模塊的輸出端輸出，輸入到幅值檢測(cè)器200和積分器400中。幅值檢測(cè)器200輸出檢測(cè)輸出信號(hào)250，檢測(cè)輸出信號(hào)250輸入三角波發(fā)生器300。三角波發(fā)生器300根據(jù)檢測(cè)輸出信號(hào)250控制三角波發(fā)生器300的三角波輸出信號(hào)350的電壓峰峰值。檢測(cè)輸出信號(hào)250的電壓幅值隨著輸入音頻信號(hào)150的電壓幅值的增大而增大；三角波輸出信號(hào)300的電壓峰峰值隨著檢測(cè)輸出信號(hào)250的電壓幅值的增大而增大。其中，輸入音頻信號(hào)150的電壓幅值與三角波輸出信號(hào)350的電壓峰峰值之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系如下當(dāng)輸入音頻信號(hào)150的電壓幅值在OV 0. 3V范圍內(nèi)時(shí)，幅值檢測(cè)器200將輸出檢測(cè)輸出信號(hào)250，檢測(cè)輸出信號(hào)250將控制三角波發(fā)生器300輸出電壓峰峰值為2V的三角波輸出信號(hào)350。當(dāng)輸入音頻信號(hào)150的電壓幅值在0. 3V 0. 6V范圍內(nèi)時(shí)，幅值檢測(cè)器200將輸出檢測(cè)輸出信號(hào)250，檢測(cè)輸出信號(hào)250將控制三角波發(fā)生器300輸出電壓峰峰值為2. 5V 的三角波輸出信號(hào)350。當(dāng)輸入音頻信號(hào)150的電壓幅值在0. 6V 0. 9V范圍內(nèi)時(shí)，幅值檢測(cè)器200將輸出檢測(cè)輸出信號(hào)250，檢測(cè)輸出信號(hào)250將控制三角波發(fā)生器300輸出電壓峰峰值為3V的三角波輸出信號(hào)350。當(dāng)輸入音頻信號(hào)150的電壓幅值在0.9V 1.2V范圍內(nèi)時(shí)，幅值檢測(cè)器200將輸出檢測(cè)輸出信號(hào)250，檢測(cè)輸出信號(hào)250將控制三角波發(fā)生器300輸出電壓峰峰值為3. 5V 的三角波輸出信號(hào)350。當(dāng)輸入音頻信號(hào)150的電壓幅值在1.2V 1.5V范圍內(nèi)時(shí)，幅值檢測(cè)器200將輸出檢測(cè)輸出信號(hào)250，檢測(cè)輸出信號(hào)250將控制三角波發(fā)生器300輸出電壓峰峰值為4V的三角波輸出信號(hào)350。由于增設(shè)了幅值檢測(cè)器200，幅值檢測(cè)器200使得三角波輸出信號(hào)300的電壓峰峰值隨著輸入音頻信號(hào)150的電壓幅值的增大而增大。包含有輸入音頻信號(hào)150的信息的積分器400輸出信號(hào)與三角波輸出信號(hào)350將輸入比較器500并在比較器500中比較。當(dāng)三角波輸出信號(hào)350的電壓峰峰值大于積分器400的輸出信號(hào)的電壓幅值時(shí)，比較器500將輸出三角波輸出信號(hào)350。由于比較器輸出的PWM信號(hào)的脈沖寬度準(zhǔn)確包含了輸入音頻信號(hào)150的幅值信息，本實(shí)用新型的D類(lèi)音頻功率放大器降低了還原的音頻信號(hào)的飽和失真。PWM信號(hào)通過(guò)功率開(kāi)關(guān)來(lái)驅(qū)動(dòng)揚(yáng)聲器，而揚(yáng)聲器將音頻信號(hào)還原，由于PWM信號(hào)的脈沖寬度準(zhǔn)確包含了輸入音頻信號(hào)150的幅值信息，本實(shí)用新型的D類(lèi)音頻功率放大器也提高了輸出音質(zhì)。在本實(shí)施例中，三角波輸出信號(hào)350的電壓幅值在2V 4V范圍內(nèi)，三角波輸出信號(hào)；350的頻率在200KHz以上。在其他實(shí)施例中，檢測(cè)輸出信號(hào)250的電壓幅值隨著輸入音頻信號(hào)150的電壓幅值的增大而減??；三角波輸出信號(hào)300的電壓峰峰值隨著檢測(cè)輸出信號(hào)250的電壓幅值的減小而增大。在其他實(shí)施例中，幅值檢測(cè)器200的輸入電壓幅值可根據(jù)輸入的音頻信號(hào)的最大幅值調(diào)整。一般的應(yīng)用中，幅值檢測(cè)器200的輸入電壓幅值在OV 2V范圍內(nèi)。在其他實(shí)施例中，通過(guò)三角波發(fā)生器300，三角波輸出信號(hào)350的峰峰值隨著檢測(cè)輸出信號(hào)250的電壓幅值的減小而增大。以上詳細(xì)描述了本實(shí)用新型的較佳具體實(shí)施例。應(yīng)當(dāng)理解，本領(lǐng)域的普通技術(shù)無(wú)需創(chuàng)造性勞動(dòng)就可以根據(jù)本實(shí)用新型的構(gòu)思作出諸多修改和變化。因此，凡本技術(shù)領(lǐng)域中技術(shù)人員依本實(shí)用新型的構(gòu)思在現(xiàn)有技術(shù)的基礎(chǔ)上通過(guò)邏輯分析、推理或者有限的實(shí)驗(yàn)可以得到的技術(shù)方案，皆應(yīng)在由權(quán)利要求書(shū)所確定的保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種D類(lèi)音頻功率放大器，包括前級(jí)放大模塊、三角波發(fā)生器、積分器、反饋回路、比較器和驅(qū)動(dòng)模塊，其特征在于還包括幅值檢測(cè)器，所述幅值檢測(cè)器的輸入電壓幅值在OV 2V范圍內(nèi)；所述前級(jí)放大模塊的輸出端與所述幅值檢測(cè)器和所述積分器的輸入端連接，所述輸入音頻信號(hào)從通過(guò)所述前置放大模塊的輸出端輸出到所述幅值檢測(cè)器和所述積分器的輸入端；所述幅值檢測(cè)器的輸出端與所述三角波發(fā)生器的輸入端連接，所述幅值檢測(cè)器的檢測(cè)輸出信號(hào)通過(guò)所述幅值檢測(cè)器的輸出端輸出到所述三角波發(fā)生器的輸入端；所述比較器的輸入端與所述積分器和所述三角波發(fā)生器的輸出端連接；所述檢測(cè)輸出信號(hào)的電壓幅值隨著所述輸入音頻信號(hào)的電壓幅值的增大而增大；所述三角波輸出信號(hào)的電壓峰峰值隨著所述檢測(cè)輸出信號(hào)的電壓幅值的增大而增大。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的D類(lèi)音頻功率放大器，其特征在于所述幅值檢測(cè)器的輸入電壓幅值在OV 1. 5V范圍內(nèi)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的D類(lèi)音頻功率放大器，其特征在于所述三角波輸出信號(hào)的電壓峰峰值在2V 4V范圍內(nèi)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1 3中的任一項(xiàng)所述的D類(lèi)音頻功率放大器，其特征在于所述檢測(cè)輸出信號(hào)的電壓幅值隨著所述輸入音頻信號(hào)的電壓幅值的增大而減小，所述三角波輸出信號(hào)的電壓峰峰值隨著所述檢測(cè)輸出信號(hào)的電壓幅值的減小而增大。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的D類(lèi)音頻功率放大器，其特征在于所述三角波輸出信號(hào)的頻率在200KHz以上。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種D類(lèi)音頻功率放大器。該D類(lèi)音頻功率放大器包括前級(jí)放大模塊、三角波發(fā)生器、積分器、反饋回路、比較器和驅(qū)動(dòng)模塊；還包括幅值檢測(cè)器，幅值檢測(cè)器的輸入電壓幅值在0V～2V范圍內(nèi)。由于增設(shè)了幅值檢測(cè)器，本實(shí)用新型的D類(lèi)音頻功率放大器降低了還原的音頻信號(hào)的飽和失真。PWM信號(hào)通過(guò)功率開(kāi)關(guān)來(lái)驅(qū)動(dòng)揚(yáng)聲器，而揚(yáng)聲器將音頻信號(hào)還原，由于PWM信號(hào)的脈沖寬度準(zhǔn)確包含了輸入音頻信號(hào)的幅值信息，本實(shí)用新型的D類(lèi)音頻功率放大器也提高了輸出音質(zhì)。
文檔編號(hào)H03F3/217GK202004728SQ201120148670
公開(kāi)日2011年10月5日 申請(qǐng)日期2011年5月11日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月11日
發(fā)明者代軍, 周長(zhǎng)勝, 張偉, 楊志飛, 殷明, 沈世龍, 趙玉月, 馬琳, 黃武康 申請(qǐng)人:嘉興禾潤(rùn)電子科技有限公司