[发明专利]降低数字放大器中弹出式噪声的电路和方法

说明书

相关申请的交叉引用

本申请根据35 U.S.C.§119要求于2006年10月16日向韩国知识产权局提交的韩国专利申请No.10-2006-0100242的优先权，通过引用将其全部公开内容结合于此。

技术领域

本发明涉及数字放大器，更具体地说涉及降低数字放大器中弹出式(pop-up)噪声的电路和方法。

背景技术

音频放大器一般根据音频放大器的驱动电路，即输出级，划分为A类、B类、AB类或者D类。

在A类输出级中，偏置电压在没有信号输出的静音状态下施加到输出晶体管，并且在静音状态下偏置电流流经输出晶体管。因此A类输出级具有高热耗散和低热效率。B类输出级被配置为在静音状态下阻止偏置电流。然而，当输出信号通过参考电压，也就是当输出晶体管被关断的时候，B类输出级会产生显著的交越(crossover)失真。为了实现A类配置的较低失真和B类配置的较高效率，AB类输出级被配置为在静音状态下具有小偏置电流。然而，在AB类输出级中，交越失真仍然存在，同时需要高能力的散热装置(heatsink)。

D类输出级包括用作导通/关断(ON/OFF)开关的晶体管。晶体管的导通电阻相对较小，因此D类输出级具有高效率。根据IEC(InternationalElectrotechnical Commission，国际电工委员会)标准，D类放大器被定义为任何这样的放大器，“在这种放大器中，每个供应负载的有源设备中的电流由经调制后传递有用信号的载波信号从零切换到最大值。”因此，D类输出级包括所有的输出级，即，不管接收到模拟输入还是数字输入，并且无论使用何种内部信号处理，驱动电路都通过开关放大来操作。

包括这样的D类输出级或者D类驱动电路的音频放大器被称为数字放大器。

图1是传统数字放大器的图例。

参考图1，数字放大器100包括脉宽调制(PWM)信号发生器10、D类驱动电路20、低通滤波器30耦合电容器C2。声波通过耦合在输出节点NA和地电极之间的输出负载RL产生。输出负载RL是包括在耳机中的扬声器70的负载。

PWM信号发生器10接收模拟或数字类型的音频信号，调制所接收到的音频信号以输出PWM信号。所述PWM信号是数字信号，其中音频信号的电平被变换成为脉宽的时间信息。

D类驱动电路20接收并放大PWM信号，并输出放大后的PWM信号。D类驱动电路20可以被划分为半桥或者全桥，在全桥中组合了两个半桥。在相同的电源电压下，全桥能提供比半桥大两倍的功率。所述功率可以由单个电源电压或两个电源电压提供。如果半桥和单个电源电压一起使用，则对应于电源电压一半的DC电压被输出，因此需要高电容的耦合电容器。

在其中P沟道晶体管和N沟道晶体管组合的互补型功率金属氧化物场效应半导体晶体管(MOSFET)被广泛地用作D类驱动电路的开关元件。D类驱动电路20可以包括用于提高PWM信号参考电平的电平转换器(shifter)、用于阻止两个功率MOSFET同时导通的停滞时间(dead time)电路、以及用作浮动电源的自举电路。

低通滤波器30平均D类驱动电路输出信号的电平，并消除高带宽噪声，以输出模拟信号给扬声器70的输出负载RL。

当数字放大器开电(power on)或关电(power off)时，可能由于内部电路不稳定等原因产生浪涌(surge)脉冲，并且浪涌脉冲会被驱动电路放大。被放大后的浪涌脉冲导致噪声，即通过扬声器的不悦耳的声音，这种噪声被称为弹出式噪声。

在由单个电源电压供电的数字放大器100中，通过在低通滤波器20和输出负载RL之间耦合继电器(relay)，以使继电器处于打开状态直到数字放大器稳定，可以降低弹出式噪声。然而，用于降低弹出式噪声的继电器会增加数字放大器100的大小。因此继电器对移动设备不是特别合适。

PCT专利公开文件No.2006/031304中公开了一种数字放大器，其中由电荷泵或者DC-DC转换器基于电源电压(VDD)产生负电源电压(-VDD)。所述数字放大器的驱动电路通过两个电源电压操作，即VDD和-VDD，因此可以不需要耦合电容器。在这样的没有耦合电容器的数字放大器中，继电器对于降低弹出式噪声来说用处很小。

发明内容

本发明的一些示例实施例提供了一种用于降低数字放大器开电或关电时产生的弹出式噪声的电路。

本发明的一些示例实施例提供了一种包括用于降低弹出式噪声的电路的数字放大器。