[发明专利]D级放大器

说明书

技术领域

本发明涉及一种D级放大器，尤其是驱动线圈等负载的进行脉冲 宽度调制(PWM：Pulse Width Modulation)的放大器。

背景技术

D级放大器是对输入信号进行脉冲宽度调制，进行电力放大的放 大器，例如作为便携电话等声频放大器而被广泛使用。这种D级放大 器将输入的模拟信号和其差动信号分别与三角波传送波信号相当进行 比较，输出进行了脉冲宽度调制的正相及反相的输出脉冲信号。D级 放大器能够以低饱和的脉冲状的电压驱动输出脉冲信号，因此与线性 放大器相比，具有低消耗的特点。

在例如专利文献1、2中公开了这种D级放大器。图7是表示专利 文献1中公开的D级放大器的结构的框图。在图7中，比较器140、 142分别比较AUDIO IN输入、由电压反馈用的积分放大器124、126 分别生成的差动信号、由三角波信号发生器123生成的三角波信号 RAMP、反转三角波信号RAMPB。作为比较器140的比较结果的进行 了脉冲宽度调制的脉冲信号在半桥128被放大，输出到输出端子 OUTP。并且，作为比较器142的比较结果的进行了脉冲宽度调制的脉 冲信号在半桥130被放大，输出到输出端子OUTN。在输出端子OUTP、 OUTN之间连接有负载131。输出端子OUTP，作为反馈路径，经由电 阻器Rfb2连接有积分放大器124，电容C102连接在该积分放大器124 的输入输出间。输出端子OUTN，作为反馈路径，经由电阻器Rfb1连 接有积分放大器126，电容C101连接在该积分放大器126的输入输出 间。这种结构的D级放大器通过正侧电路121和负侧电路122将分别 被进行了脉冲宽度调制的正相及反相的输出脉冲信号输出到负载131 的两端。

并且，图8是表示专利文献2中公开的D级放大器的结构的框图。 在图8中，D级放大器具有：电压控制电流源电路F1，其将输入的声 音电压信号Sin电流转换成极性不同的两个信号；积分用电容元件 C101、C102，其分别存储被电流转换了的各信号和反馈信号的电荷； PWM转换用磁滞比较器COMP1、COMP2，分别比较积分用电容元件 C101、C102的电位与基准电位Vcom；输出缓冲器B1、B2，分别将其 输出放大；以及定电流源反馈电路I1、I2，分别将其输出反馈。

将输入信号Sin转换成极性反转的差动电流，利用电容器C1、C2 将反馈电流Ifb和电流振荡器电路2的电流相加，与基准电压Vcom进 行比较，从而向输出端子OUTP、OUTN输出进行了脉冲宽度调制的脉 冲信号。在图8的电路结构的情况下，并不利用三角波传送波，利用 电流振荡器的电流，作为传送波，但能够过电容器合成差动电流与传 送波脉冲电流的差分，通过基准电压Vcom进行比较，与通过三角波传 送波电压比较差动电压的情况具有同样的效果。

专利文献1  美国专利第6262632号说明书

专利文献2  日本特开2005-303814号公报

发明内容

以下的分析在本发明中可以得到。

图9表示说明专利文献1、2等现有的D级放大器中的放大动作的 框图。在图9中，由输入到输入端子IN的输入信号s1生成作为二值信 号的输出信号x1及输出信号x2，驱动连接在输出端子OUTP和输出端 子OUTN之间的负载。对于输入信号s1与以系数器102a(系数β)对 输出信号x1进行了反馈的信号的差，通过放大器101a(增益A1)进 行放大并输出输出信号x1。并且，对于输入信号s1的反转信号(通过 差动电路104而增益-1的信号)与以系数器102b(系数β)对输出信 号x2进行了反馈的信号的差，通过放大器101b(增益A2)进行放大 并输出输出信号x2。在此，放大器101a、101b相当于由积分器及比较 器构成的电路。

在这里，假设放大器101a、101b各自的输出中混入有噪声信号d1、 d2。在这种条件下，下述式子成立。

x1＝A1(s-β·x1)+d1

x2＝A2(-s-β·x2)+d2

∴x1-x2＝A1·s/(1+A1·β)+A2·s/(1+A2·β)+d1/(1+A1·β)- d2/(1+A2·β)