[发明专利]单片集成的防破音D类音频功率放大器

说明书

技术领域

本发明涉及音频功率放大，更具体地讲，涉及一种能够通过消除破音以提高输出音质并对后级声学元件进行保护的D类音频功率放大器。

背景技术

D类音频功率放大器(以下简称D类放大器)将输入的音频信号放大，通过PWM调制产生脉冲信号，最后经由输出级驱动和滤波，还原输入的音频信号。D类放大器主要作用就是放大输入的音频信号，改善输入音频信号的音质，并在声学元件上高效和高保真地恢复输入的音频信号。

然而，信号源输入信号幅度的不可预知性对芯片和后级电路产生了不可预知的后果，因此，如果输入音频信号幅度超过规定的范围，则会导引如下问题。第一，信号失真将会增加，这必然导致信噪比变差，直接影响输出音频的音质，其宏观的表现就是刺耳声音的出现。第二，由于输出功率管持续的大电流输出引起芯片的温度上升，因此会损坏芯片，并且导致后级声学元件(如扬声器)长时间的大功率工作，也会造成声学元件的损害。因此，设计能够根据输入信号的幅度自动对芯片的输出功率进行调节的音频功率放大芯片，已经成为了迫切的需求。

发明内容

在下面的描述中将部分地阐明本发明另外的方面和/或优点，通过描述，其会变得更加清楚，或者通过实施本发明可以了解。

根据本发明的一方面，提供一种D类音频功率放大器，包括：前置放大器，对输入的音频信号进行放大；PWM调制电路，将放大的音频信号调制为脉冲信号；逻辑控制及驱动电路，对从PWM调制电路输出的脉冲信号进行逻辑控制和驱动，以输出驱动信号；输出功率级电路，通过使用驱动信号来驱动声学元件；防破音模块，根据前置放大器放大的音频信号进行自动增益控制以改变前置放大器的增益，其中，所述防破音模块包括：缓冲器，用于对前置放大器放大的音频信号进行缓冲；阈值电平产生电路，用于产生破音阈值和复位阈值；第一比较器，其正相端接收缓冲器的输出，负相端接收阈值电平产生电路输出的破音阈值电平；第二比较器，其正相端接收阈值电平产生电路输出的复位阈值电平，负相端接收缓冲器的输出；毛刺消除电路，根据第一比较器的输出产生脉冲信号；延时单元，根据第二比较器的输出产生复位信号；自动增益控制电路，根据毛刺消除电路输出的脉冲信号自动调节D类音频功率放大器的增益，并且当接收到延时单元输出的复位信号时，将D类音频功率放大器的增益复位为初始值。

附图说明

通过下面结合附图对实施例进行的描述，本发明的这些和/或其他方面和优点将会变得清楚和更易于理解，其中：

图1示出根据本发明实施例的D类放大器的框图；

图2示出根据本发明实施例的图1所示的D类放大器中的防破音模块的框图；

图3示出根据本发明实施例的图2所示的防破音模块中的毛刺消除电路的示意图；

图4示出根据本发明实施例的图2所示的防破音模块中的自动增益控制电路的示意图；

图5示出根据本发明实施例的图4所示的自动增益控制电路中的译码器的输出波形的示例；

图6示出根据本发明实施例的图1所示的D类放大器中的防破音模块工作时的波形图。

具体实施方式

现在对本发明实施例进行详细的描述，其示例表示在附图中，其中，相同的标号始终表示相同部件。下面通过参照附图对实施例进行描述以解释本发明。

图1是根据本发明实施例的D类放大器的框图。根据本发明实施例的D类放大器包括前置放大器101、PWM调制电路102、防破音模块103、逻辑控制及驱动级电路104和功率输出级电路105。此外，根据本发明实施例的D类放大器还可包括保护电路106。参照图1，输入的音频信号通过全差分前置放大器101放大后被输出到PWM调制电路102。放大的音频信号在PWM调制电路102中经过三角波调制，被调制成占空比大小不一的脉冲信号。经过PWM调制的脉冲信号被输出到逻辑控制及驱动级电路104。逻辑控制及驱动电路104对输入的脉冲信号进行逻辑控制和驱动，并将驱动信号输出到功率输出级电路105，从而通过功率输出级电路105来驱动后级声学元件(例如，扬声器)。另一方面，防破音模块103接收前置放大器101输出的音频信号，根据该音频信号进行自动增益控制以改变前置放大器101的增益，从而改变音频信号传播链路上的增益。此外，保护电路106可对芯片的温度进行监视，当有温度过高现象发生时，切断整个D类放大器中电路的工作。保护电路106可由常用的过流保护或过热保护器件来实现。