具有低通濾波器裝置的放大器設(shè)備的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及具有權(quán)利要求1的前序部分的特征的用于放大音頻信號(hào)的放大器設(shè) 備。
【背景技術(shù)】
[0002] 放大器用于將音頻輸入信號(hào)放大成音頻輸出信號(hào)，其中，音頻輸出信號(hào)的幅度高 于音頻輸入信號(hào)的幅度。除了許多模擬放大器外，所謂的D類放大器由于其所需的部件數(shù) 目少及效率高也已投放市場。在D類放大器中將進(jìn)入的音頻信號(hào)轉(zhuǎn)換為經(jīng)脈寬調(diào)制的信 號(hào)，接著將其放大，其方式是，通過經(jīng)脈寬調(diào)制的信號(hào)來斷開和閉合開關(guān)裝置。由此產(chǎn)生的 經(jīng)放大的、經(jīng)脈寬調(diào)制的信號(hào)通過低通濾波器的使用轉(zhuǎn)換成經(jīng)放大的音頻信號(hào)。
[0003] 出版文獻(xiàn)DE 11 2006 003 184T5--該文獻(xiàn)基于WO 2007/063490并且可構(gòu)成最 接近的現(xiàn)有技術(shù)一一公開了一種D類的全橋式功率放大器。該全橋式功率放大器的放大部 分通過各具有兩個(gè)可控開關(guān)的兩個(gè)開關(guān)支路實(shí)現(xiàn)。這些開關(guān)支路分別構(gòu)造為一個(gè)連接端， 通過該連接端可連接負(fù)載、尤其揚(yáng)聲器。在這些連接點(diǎn)與負(fù)載之間分別設(shè)有一個(gè)低通濾波 器，所述低通濾波器具有一個(gè)線圈和一個(gè)電容器。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 在本發(fā)明的范疇內(nèi)提出一種具有權(quán)利要求1的特征的放大器設(shè)備。本發(fā)明的優(yōu)選 的或有利的實(shí)施方式可由從屬權(quán)利要求、以下的說明書及附圖得出。
[0005] 根據(jù)本發(fā)明提出一種放大器設(shè)備，其適合于和/或構(gòu)造用于將音頻輸入信號(hào)放大 成音頻輸出信號(hào)。該音頻輸入信號(hào)例如可源于話筒或其他音頻源。該音頻輸入信號(hào)尤其構(gòu) 造為模擬信號(hào)。
[0006] 放大器設(shè)備包括PWM模塊，該模塊構(gòu)造用于將音頻輸入信號(hào)轉(zhuǎn)換成經(jīng)脈沖寬度調(diào) 制（PWM)的中間信號(hào)。PWM模塊例如可構(gòu)造為子開關(guān)組件，其中，比較器將進(jìn)入的音頻輸入 信號(hào)與三角形電壓進(jìn)行比較并根據(jù)該結(jié)果輸出高信號(hào)或低信號(hào)。由此產(chǎn)生的經(jīng)脈寬調(diào)制的 中間信號(hào)具有三角形電壓的頻率，音頻輸入信號(hào)被調(diào)制到該頻率上，其中，音頻輸入信號(hào)通 過高信號(hào)段的或低信號(hào)段的不同時(shí)長調(diào)制在經(jīng)脈寬調(diào)制的中間信號(hào)上。也能夠?qū)崿F(xiàn)用于產(chǎn) 生經(jīng)脈寬調(diào)制的中間信號(hào)的其他可能性。
[0007] 放大器設(shè)備具有以全橋配置的開關(guān)設(shè)備，其具有第一及第二半橋。兩個(gè)半橋相互 并聯(lián)電連接并且分別延伸在電壓電源的第一與第二供電線路之間。供電線路也可稱為干線 電壓（Rail-Spannung)。電壓電源尤其構(gòu)造為浮動(dòng)的電壓電源。第一及第二半橋分別具有 兩個(gè)電路裝置，從而以全橋配置的該開關(guān)設(shè)備總共包括四個(gè)電路裝置。在第一半橋中兩個(gè) 電路裝置串聯(lián)連接，在第二半橋中兩個(gè)電路裝置同樣串聯(lián)連接。在第一半橋中第一負(fù)載輸 出點(diǎn)位于所述電路裝置之間并且在第二半橋中第二負(fù)載輸出點(diǎn)位于所述電路裝置之間。經(jīng) 放大的、經(jīng)脈寬調(diào)制的中間信號(hào)處于這兩個(gè)負(fù)載輸出點(diǎn)上。
[0008] 電路裝置通過經(jīng)脈寬調(diào)制的中間信號(hào)如此控制，使得至少在理論上同時(shí)地啟用及 停用兩個(gè)半橋的相互對(duì)角地布置的電路裝置。電路裝置例如構(gòu)造為MOSFET，其中，在相互對(duì) 角地布置的電路裝置的柵極上分別施加相同信號(hào)。尤其在一對(duì)相互對(duì)角地布置的電路裝置 上施加經(jīng)脈寬調(diào)制的中間信號(hào)的線路并且在另外兩個(gè)電路裝置上施加經(jīng)脈寬調(diào)制的中間 信號(hào)的另一線路。所述電路裝置通過中間信號(hào)如此控制，使得在第一狀態(tài)一一該狀態(tài)例如 相當(dāng)于經(jīng)脈寬調(diào)制的中間信號(hào)的"高態(tài)" 一一中這些半橋的各一個(gè)電路裝置導(dǎo)電連接而其 他電路裝置阻斷地連接，從而第一負(fù)載輸出點(diǎn)與第一供電線路導(dǎo)電連接并且第二負(fù)載輸出 點(diǎn)與第二供電線路導(dǎo)電連接。在第二狀態(tài)一一例如在經(jīng)脈寬調(diào)制的中間信號(hào)的"低態(tài)"一一 中另外的電路裝置分別導(dǎo)電連接或阻斷地連接，從而第一負(fù)載輸出點(diǎn)與第二供電線路導(dǎo)電 連接并且第二負(fù)載輸出點(diǎn)與第一供電線路導(dǎo)電連接。
[0009] 負(fù)載輸出點(diǎn)通過低通濾波器裝置與負(fù)載、尤其揚(yáng)聲器連接和/或可連接。
[0010] 低通濾波器裝置包括第一及第二扼流圈。這些扼流圈尤其構(gòu)造為線圈。第一扼流 圈布置在第一負(fù)載輸出端與負(fù)載之間并且第二扼流圈布置在第二負(fù)載輸出端與所述負(fù)載 之間。
[0011] 在本發(fā)明的范疇內(nèi)提出，第一及第二扼流圈相互尤其磁耦合，從而兩個(gè)扼流圈的 總電感大于這兩個(gè)扼流圈的單個(gè)電感的總和的一倍并且同時(shí)小于或等于這兩個(gè)扼流圈的 單個(gè)電感的總和的1. 95倍。替代地或附加地聲明，經(jīng)耦合的扼流圈的漏電感大于或等于第 一或第二扼流圈的單個(gè)電感的百分之十。特別優(yōu)選地，扼流圈組件的耦合系數(shù)小于0.95和 /或大于0. 7,優(yōu)選大于0. 8。特別優(yōu)選地，第一和/或第二扼流圈構(gòu)造為柱形線圈。
[0012] 該構(gòu)型也可如以下所述：
[0013] 耦合系數(shù)k如下地計(jì)算：
[0014]
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種用于放大音頻輸入信號(hào)（AES)的放大器設(shè)備（I)，所述放大器設(shè)備 具有用于將所述音頻輸入信號(hào)（AES)轉(zhuǎn)換成經(jīng)脈寬調(diào)制的中間信號(hào)（ZS)的PWM模塊 (2)； 具有以全橋配置的開關(guān)設(shè)備（3)，其具有第一及第二半橋（HI，H2); 其中，這兩個(gè)半橋（Hl，H2)相互并聯(lián)連接在電壓電源的第一與第二供電線路（VI，V2) 之間，其中，所述半橋（H1，H2)中的每一個(gè)具有兩個(gè)電路裝置（H1S1，H1S2，H2S1，H2S2)，K 述兩個(gè)電路裝置串聯(lián)連接在所述供電線路（VI，V2)之間； 其中，在所述第一半橋（Hl)中在所述電路裝置（H1S1，H1S2)之間構(gòu)造有第一負(fù)載輸 出點(diǎn)（LI)，而在所述第二半橋中在所述電路裝置（H2S1，H2S2)之間構(gòu)造有第二負(fù)載輸出點(diǎn) (L2)； 其中，所述電路裝置（H1S1，H1S2,H2S1，H2S2)通過所述中間信號(hào)（ZS)如此控制，使 得在第一狀態(tài)中所述半橋（H1，H2)的各一個(gè)電路裝置（H1S1，H2S2)導(dǎo)電連接，從而所述第 一負(fù)載輸出點(diǎn)（LI)與所述第一供電線路（Vl)導(dǎo)電連接并且所述第二負(fù)載輸出點(diǎn)（L2)與 所述第二供電線路（V2)導(dǎo)電連接，而在第二狀態(tài)中所述半橋（Hl，H2)的另外的開關(guān)裝置 (H1S2,H2S1)分別導(dǎo)電連接，從而所述第一負(fù)載輸出點(diǎn)（LI)與所述第二供電線路（V2)導(dǎo) 電連接并且所述第二負(fù)載輸出點(diǎn)（L2)與所述第一供電線路（Vl)導(dǎo)電連接； 其中，所述負(fù)載輸出點(diǎn)（L1，L2)通過低通濾波器裝置（4)通向或能夠通向負(fù)載（4)，其 中，所述低通濾波器裝置（4)具有第一及第二扼流圈（Dl，D2)，其中，所述第一扼流圈（Dl) 布置在所述第一負(fù)載輸出端（LI)與所述負(fù)載（L)之間并且所述第二扼流圈（D2)布置在所 述第二負(fù)載輸出端（L2)與所述負(fù)載（L)之間； 其特征在于，所述第一及第二扼流圈（Dl，D2)相互耦合，從而這兩個(gè)扼流圈（DB)的總 電感大于這兩個(gè)扼流圈（Dl，D2)的單個(gè)電感的總和的一倍并且同時(shí)小于或等于這兩個(gè)扼 流圈（D1，D2)的單個(gè)電感的總和的1.95倍。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的放大器設(shè)備（1)，其特征在于，所述低通濾波器⑷具有電容 器（C)，其中，所述電容器（C)與所述負(fù)載（L)并聯(lián)地布置。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的放大器設(shè)備（1)，其特征在于，所述低通濾波器裝置（4) 具有大于30kHz的截止頻率。
4. 根據(jù)以上權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的放大器設(shè)備（1)，其特征在于，所述扼流圈（D1， D2)的單個(gè)電感相同大小或其差別小于15%。
5. 根據(jù)以上權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的放大器設(shè)備（1)，其特征在于，所述總電感在所 述扼流圈（Dl，D2)的單個(gè)電感平均值的3倍與3. 9倍之間。
6. 根據(jù)以上權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的放大器設(shè)備（1)，其特征在于，所述第一扼流圈 (Dl)和所述第二扼流圈（D2)布置在一個(gè)共同的扼流圈芯（5)上，其中，在所述第一及第二 扼流圈（D1，D2)之間設(shè)有用于使所述扼流圈（D1，D2)間隔開和/或去耦合的分隔裝置（I)。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的放大器設(shè)備（1)，其特征在于，所述扼流圈芯（5)構(gòu)造為鐵氧 體芯。
8. 根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的放大器設(shè)備（1)，其特征在于，所述扼流圈芯（5)構(gòu)造為 E芯或PQ芯。
9. 根據(jù)以上權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的放大器設(shè)備（1)，其特征在于，所述第一及第二 扼流圈（D1，D2)構(gòu)成一個(gè)共同的扼流圈組件（DB)，其中，所述扼流圈組件（DB)構(gòu)造為具有 四個(gè)連接端（6)的部件。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的放大器設(shè)備（1)，其特征在于，所述連接端構(gòu)造為連接管腳 (6) 〇
11. 根據(jù)以上權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的放大器設(shè)備（1)，其特征在于，所述負(fù)載（L)上 的輸出功率大于10瓦地構(gòu)造。
【專利摘要】放大器用于將音頻輸入信號(hào)放大成音頻輸出信號(hào)，其中，所述音頻輸出信號(hào)的幅度高于所述音頻輸入信號(hào)的幅度。除了許多模擬放大器外，所謂的D類放大器由于其所需的少的部件數(shù)目及效率高也已投放市場。在本發(fā)明的范疇內(nèi)提出一種D類結(jié)構(gòu)方式的放大器設(shè)備，所述放大器設(shè)備具有低通濾波器裝置4，所述低通濾波器裝置具有第一及第二扼流圈D1、D2，其中，所述第一扼流圈D1布置在第一負(fù)載輸出點(diǎn)L1與負(fù)載L之間并且所述第二扼流圈D2布置在第二負(fù)載輸出點(diǎn)L2與所述負(fù)載L之間；其中，所述第一及第二扼流圈D1、D2相互耦合，從而所述兩個(gè)扼流圈DB的總電感大于所述兩個(gè)扼流圈D1、D2的單個(gè)電感的總和的一倍并且同時(shí)小于或等于所述兩個(gè)扼流圈D1、D2的單個(gè)電感的總和的1.95倍。
【IPC分類】H03F3-217
【公開號(hào)】CN104796099
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510025687
【發(fā)明人】J·普拉格, P·恩格爾, T·施泰因
【申請(qǐng)人】羅伯特·博世有限公司
【公開日】2015年7月22日
【申請(qǐng)日】2015年1月19日
【公告號(hào)】DE102014200964A1, US20150207473