[发明专利]带载波可调模块的D类音频功放及其载波调制方法

说明书

技术领域

本发明涉及D类音频功放技术领域，具体涉及一种带载波可调模块的D 类音频功放及其载波调制方法。

背景技术

D类功放(功率放大器)的输出信号为大电流且高频率的脉宽调制(PWM) 开关信号，此PWM开关信号传递至喇叭时生成电磁波辐射而产生电磁干扰 (EMI)。所述EMI含有宽广的频谱，不同的频段干扰不同的接收器。当前，降 低EMI对接收器(喇叭等)干扰的方法有两种，第一种是降低干扰信号的强 度，第二种是改变干扰频率。

降低干扰信号的强度的方法有：(1)缩短D类功放的喇叭线可以降低喇 叭线的发射效率，以降低干扰辐射波的强度。(2)使用电感电容滤波器(LC Filter)将D类功放的开关信号滤波而取出其音频信号，再经喇叭线传至喇叭。 如此喇叭线的传递信号为音频信号而高频的开关信号已被大幅衰减；由于D 类功放在便携式电子产品的应用上其喇叭线的长度相对的短，故可使用磁珠 (Bead)针对某些特别高次谐波作滤波，无须使用电感电容滤波器即可达到降 低EMI的技术效果。

改变干扰频率的方法主要有：(1)扩谱(展频)的方法；展频的方式是 将D类功放的高频载波频率随着时间做变更，如此则干扰信号即被分布在某 几个频率区而非全部集中在一个频率区。如果高频载波频率平均轮换于10个 频率则理论上EMI即可降低10db。(2)跳频的方法；除了降低高频的辐射信 号之外，还有一个方法可以避免干扰的是使用跳频的方式；如果接收机在接 收某个频率时被D类功放的高频开关信号所干扰，则可将D类功放的高频开 关频率跳至另一频率；只要此开关频率不在接收机的带通滤波器(Bandpass Filter)范围内，接收机即可有效的抑制干扰信号。

当前的扩谱方法中，通过D类功放脉宽调制可以使EMI信号的频率分布 展宽。在其D类功放脉宽调制方法主要有(1)固定载波频率来调制的方法； (2)随机产生载波频率的调制方法。美国专利申请号为 US20040232978、US20040232979的专利公布了一种随机产生载波频率的调制 方法，它主要通过利用载波频率生产一个伪随机逻辑，因为其载波频率的改 变也是随机的，这样，载波频率在频谱上表现为分散的而非集中的类似白噪 声分布(功率谱密度在整个频域内均匀分布的噪声)，调制产生的脉宽调制开 关波形(含音频信号)的EMI大幅度降低。该方案的载波频率与输入音频信 号无关，在输入音频的高次谐波处，可能会因为载波频率不够高而对其干扰。 因此高频性能会受到随机载波变化方式的影响。如果提高总体载波频率变化 范围，则会带来EMI和功耗的上升。本发明提供另一种通过载波频率变化来 调制的扩谱方法，来降低EMI。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种通过载波频率随音频信号频率变化 来实现调制的D类音频功放及其调制方法，提高其高频性能和低频性能。

为解决上述技术问题，本发明提供的带载波可调模块的D类音频功放， 包括前置放大模块、比较器，所述前置放大模块接收音频信号后经放大输出 至比较器的第一端，所述比较器用于实现音频信号的脉冲宽度调制，其特征 在于，所述D类音频功放还包括载波可调模块，所述载波可调模块接收前置 放大模块输出的音频信号、并根据输入的不同频率的音频信号输出的不同频 率的载波信号，所述载波信号输入至比较器的第二端。

根据本发明提供的带载波可调模块的D类音频功放，其中，所述载波可 调模块包括接收前置放大模块输出音频信号的频率检测器和用于产生载波的 载波发生器，所述频率检测器取样音频信号的谐波频率、并向载波发生器发 出频率变化控制信号。

作为较佳技术方案，所述载波可调模块包括接收前置放大模块输出音频 信号的频率检测器、用于产生载波的载波发生器和波形转换器，所述波形转 换器用于取样载波发生器输出的载波信号并转换为方波信号输入至频率检测 器，所述频率检测器利用波形转换器输出的方波取样音频信号的谐波频率、 并向载波发生器发出频率变化控制信号。

根据本发明提供的带载波可调模块的D类音频功放，其中，所述载波发 生器为三角波发生器，所述载波为三角波。所述载波发生器通过电流源对电 容充电产生一定周期的三角波。所述载波信号的频率随音频信号频率的增大 而增大，所述载波信号的频率随音频信号频率的减小而减小。