[发明专利]适于无线应用的AB类音频放大器中输出级的切换方法和拓扑

说明书

技术领域

本发明涉及适用于无线电话和手持式设备的音频放大器电路。

技术背景

无线蜂窝式电话和手持式设备的许多制造商都在他们的电话产品中支持手持和免提的功能。在便携式蜂窝式电话中通常使用外接插入式耳机和话筒。支持手持终端扬声器和插入式耳机的无线蜂窝式电话通常包括两个单独的放大器。因为手持扬声器和插入式耳机必须单独工作并且具有不同的负载，所以通常需要两个放大器。例如，手持终端扬声器的负载可以是8欧姆，而耳机负载可以是32欧姆。

在使用外接插入式耳机/话筒的正常操作中，当使用外接插入式耳机/话筒时，就关闭手持终端话筒和扬声器。由于使用手持话筒和使用插入式耳机的功能是分别使用的，因此在一个放大器运行时另一个放大器保持不工作。通常很难只使用单个放大器，因为两个负载不能永久并联连接。负载必须单独工作；在放大器输出和负载之间使用外接开关会降低音频质量或者增加失真。

图1示出了支持手持终端扬声器和外接插入式耳机的开关选择电路和放大器的典型现有技术配置。选择开关10将音频输入信号20路由到扬声器放大器电路30或者耳机放大器电路40。放大器电路30和40通常包括一个用于驱动扬声器或者负载的输出放大级32、42和一个前置放大器级33、43。放大器电路30、40通常包括反馈环路31、41，用于减小畸变和提高音频质量。

例如，在授予Kim等人的题为“用于控制便携式无线终端中的内装式耳机-话筒连接的器件(Device for Controlling the Connection of a Built-In TypeEar-Microphone for Portable Radio Terminal)”的美国专利No.6,396,087中，连接到扬声器放大器的音频处理路径可切换到另一个用于驱动免提耳机的独立放大器。然而，Kim所提供的技术方案仍存在着下列的一个或多个缺陷：使用两个分开单独的放大器，包括用于手持终端扬声器和插入式耳机的前置放大器和输出放大器，这就在无线蜂窝式电话电路中引入了冗余，额外增加了成本，增加了蜂窝式电话的大小和重量，并增加了功耗。

发明内容

本发明的一个示例性实施例提供了一种可单独选择的音频放大器输出级，它仅使用单个前置放大器级(单个内核放大器或者单个驱动级)。前置放大器输出可在不降低输出信号性能的情况下选择性地与多个音频放大器输出级之一相耦合。开关电路或者开关方法选择性地将前置放大器级的输出与选定放大器输出级相耦合，并且也在选定放大器输出级和前置放大器级之间耦合反馈信号。耦合电路或者耦合方法可同时采用反馈环路或者在耦合方法中采用延迟将前置放大器级与选定输出级相耦合。

在一个实施例中，可实现一种专用的集成电路，该集成电路在硅片大小上大约可减小30％。本发明可用于许多类型的通信设备和音频设备。

本发明的其它优点包括去除了冗余的前置放大器或者驱动电路，从而减小蜂窝式电话的大小和重量，并降低了总功耗。

附图的简要说明

图1是具有双放大器的现有技术电话电路的框图。

图2是具有单个内核前置放大器或者驱动电路的示例性电路的框图。

图3是图2的示例性放大器输出级和选择器件的电路图。

图4是适于控制图3中电路的示例性控制和时序图。

图5是适于控制图3中电路的示例性数字控制和时序电路。

图6是另一种适于控制图3中电路的示例性控制和时序图。

具体实施方式

本发明使用选择性地耦合到多个放大器输出级之一的单个前置放大器(放大器内核或者驱动电路)。例如，第一输出级可驱动8欧姆负载，而第二输出级可驱动32欧姆负载。选择或开关电路也可耦合或者切换与选定输出级相对应的反馈环路，从而使得放大器的整体性能不会下降。

本发明的一种典型应用是在无线设备或者蜂窝式电话中用于放大音频信号并驱动音频传感器，诸如扬声器或者耳机。然而，如对本领域技术人员容易显而易见的，本发明也可应用于其它产品领域，用于放大音频信号、其它模拟信号或者包括载波信号的非模拟信号。

参看图2，示例性音频放大器电路100包括前置放大器110级(放大器内核或者驱动电路)，它具有可以是差分输入的音频输入112。通常，前置放大器100级提供电压增益。然而，前置放大器11可包括单个或者多个放大级，用于例如放大电流和/或电压。一般来说，音频输入112经由输入电阻器130、131与前置放大器输入132、133相耦合。