[发明专利]具有二阶噪声滤除电路的D类放大器

说明书

技术领域

本发明关于一种D类放大器，尤指一种具有二阶噪声滤除电路的D类放大器。

背景技术

一般来说，输出级的放大电路概包含有A类、B类、AB类及D类等放大器，早期较常见的为AB类放大器，但随着半导体制程的成熟，具有较低消耗功率的D类放大器渐为常见。

D类放大器与AB类放大器最大差异即是输出脉宽调变信号推动电感性负载，而并非以线性信号推动；其中该脉宽调变信号包含有声音信号以及脉宽调变开关信号和谐波信号。由于D类放大器输出脉宽调变信号，使得输出级开关电路的各开关自高阻抗切换至极低阻抗，且导通时间短，使得导通电流流经导通电阻时间相对缩短，而较AB类放大器更有效率，且消耗功率更小。

请参阅图5所示，为一种现有开回路的D类放大器70，该D类放大器70包含有一增益放大器71、一PWM调变器72、一内部振荡器73及一H型桥式开关电路74；其中该增益放大器71输入端接收外部模拟声音信号(Vi+，Vi-)，并将该外部模拟声音信号予以放大后，由该PWM调变器72依据内部振荡器73输出的振荡信号输出脉宽调变信号，并将该脉宽调变信号输出至H桥式开关电路74，以控制该H桥式开关电路74各开关的导通时间及导通回路。

由于上述D类放大器70属于开回路的差分电路，加上该增益放大器71包含有一差分放大器701，而该差分放大器701本身包含有噪声基准(Noise Floor)，其中该噪声基准属于动态噪声的一种，因此当声音信号输入至该增益放大器71时，该动态噪声会并入放大后的声音信号中，造成电感性负载还原的声音信号失真，相对具有较差的信号失真噪声比(SDNR)。

因此，请参阅图7所示，为一种闭反馈回路的D类放大器70a的电路方块图，其包含有：

一增益调整电路711，其包含有一组模拟输入端(Vi+，Vi-)，供连接声音信号；

一第一差分放大器712，其输入端分别连接至该增益调整电路711的模拟输入端(Vi+，Vi-)，通过增益调整电路711调整该第一差分放大器712的增益值；

一阶积分电路75，包含有一第二差分放大器751及二组RC电路，其中二组RC电路分别连接于D类放大器的二差分输出端(D0+，D0-)及该第二差分放大器751的同相输入端(+，-)之间，将D类放大器70a输出的差分输出信号与第一差分放大器712输出放大声音信号予以合并后再予以输出；

二比较器76，各比较器76的其中一输入端连接至对应该一阶积分电路75的第二差分放大器751的差分输出端，又二比较器76的各另一输入端则共同连接至一三角波产生器77，因此各比较器76将一阶积分电路75的输出信号与三角波信号进行比对，如图8所示，由于一阶积分电路75输出为弦波信号(Vi+，Vi-)，经与三角波信号S2比对后，即输出脉宽调变信号；及

一逻辑电路78，其输入端连接至该二比较器76的输出端，依据二组脉宽调变信号决定二组驱动信号；及

一H型桥式开关电路74，包含有二半桥开关电路741构成，二半桥开关电路741的二串接节点供一电感性负载60连接，而该二半桥开关电路741的控制端连接至该逻辑电路78的输出端，以受该逻辑电路78输出的二组驱动信号而启闭。

在上述D类放大器70a架构中，因为第二差分放大器751与二组RC电路构成一阶反馈回路，故输入至比较器76的信号是由第二差分放大器751产生的误差信号(error signal)合并第一差分放大器712所放大输入声音信号与真实输出信号(高压方波)而得，而第一差分放大器712所放大的输入声音信号包含有一些非线性项(non-linear terms)，如差分放大器的频率限制、放大器噪声、参考电压噪声、增益/频宽乘积限制，以及含有三角波发生器的非线性值的反馈输出信号等。而该些非线性元件通过一阶反馈回路加以消除。

然而，上述一阶反馈回路仅由单一的第二差分放大器将声音信号予以合成后作差分放大，因此整体的开回路增益相当有限。

发明内容

有鉴上述问题，本发明的主要目的为提供一种具有二阶噪声滤除电路的D类放大器，能提高整体开回路增益及提供较佳的噪声失真信号比。

欲达上述目的所使用的主要技术手段令该D类放大器包含有一增益调整电路、二阶积分器、二比较器、一逻辑电路及一H型桥式开关电路；其中该二阶积分器包含有：

一第一差分放大器，包含有一正向输入端、一反向输入端、一反向差分输出端及一正向差分输出端，其中该正向输入端连接至该增益调整电路，以调整该第一差分放大器的增益；