[发明专利]D类音频放大器及其输出非线性改善方法

权利要求书

1.一种D类音频放大器，其包括脉宽调制单元以及功率放大单元以及通过补偿的方法消除死区时间导致的输出信号非连续性的补偿单元，所述功率放大 单元包括在输入信号正半周导通以输出信号的第一开关电路以及在输入信号负 半周导通以输出信号的第二开关电路；其中第一开关电路的第一端连接于第一 电源，第二端连接于输出节点，并由前述脉宽调制单元输出的脉宽调制信号控 制导通与关断，第二开关电路的第一端连接于第二电源，第二端连接于输出节 点，并由前述脉宽调制单元输出的脉宽调制信号控制，其特征在于：该音频放 大器的功率放大单元还包括一个第三开关电路，其第一端连接于前述第一电源 和第二电源的中间电压点，第二端连接于第一开关电路与第二开关电路的输出 节点，该第三开关电路由前述脉宽调制单元输出的脉宽调制信号控制，在第一 开关电路与第二开关电路发生切换时导通。

2.如权利要求1所述的D类音频放大器，其特征在于：前述第三开关电路 为一个晶体管，其包括第一端、第二端和控制端，其第一端连接于前述第一电 源和第二电源的中间电压点，第二端连接于第一开关电路与第二开关电路的输 出节点，控制端由前述脉宽调制单元输出的脉宽调制信号控制，在第一开关电 路与第二开关电路发生切换时导通。

3.如权利要求1所述的D类音频放大器，其特征在于：前述第三开关电路 包括第一晶体管(M2)、第二晶体管(M5)、第三晶体管(M3)以及第四晶体 管(M6)，每一晶体管均包括第一端、第二端和控制端；其中第一晶体管的第一 端连接于第一开关电路的输出端，第二端连接于前述第一电源和第二电源的中 间电压点，控制端由前述脉宽调制单元输出的脉宽调制信号控制导通与关断； 第二晶体管第一端连接于第一开关电路的输出端，第二端连接于功率放大单元 的输出端，控制端由前述脉宽调制单元输出的脉宽调制信号控制导通与关断； 第三晶体管的第一端连接于第二开关电路的输出端，第二端连接于前述第一电 源和第二电源的中间电压点，控制端由前述脉宽调制单元输出的脉宽调制信号 控制导通与关断；第四晶体管第一端连接于第二开关电路的输出端，第二端连 接于功率放大单元的输出端，控制端由前述脉宽调制单元输出的脉宽调制信号 控制导通与关断；前述第一开关电路与第二开关电路切换时存在一段第一开关 电路与第二开关电路均截止的死区时间，前述第一开关电路截止时，前述第三 开关电路的第一晶体管和第三晶体管同时导通，第二晶体管导通至前述死区时 间的一半，然后第四晶体管导通至第二开关电路导通，在前述第二开关电路截 止时，前述第三开关电路的第一晶体管和第三晶体管同时导通，第四晶体管导 通至前述死区时间的一半，然后第二晶体管导通至第一开关电路导通。

4.如权利要求1所述的D类音频放大器，其特征在于：前述第一电源与第 二电源为电压相等极性相反的电源，前述第一电源和第二电源的中间电压点为0 电压点。

5.一种改善D类音频放大器输出非线性的方法，其中前述D类音频放大 器包括脉宽调制单元以及功率放大单元，所述功率放大单元包括在输入信号正 半周导通以输出信号的第一开关电路以及在输入信号负半周导通以输出信号的 第二开关电路；其中第一开关电路的第一端连接于第一电源，第二端连接于输 出节点，并由前述脉宽调制单元输出的脉宽调制信号控制导通与关断，第二开 关电路的第一端连接于第二电源，第二端连接于输出节点，并由前述脉宽调制 单元输出的脉宽调制信号控制；其特征在于：该方法包括如下步骤：

首先将由死区时间导致的脉宽非连续性控制在输入信号为零电压时，即在 前述功率放大单元中增加一个第三开关电路，其第一端连接于前述第一电源和 第二电源的中间电压点，第二端连接于第一开关电路与第二开关电路的输出节 点，该第三开关电路由前述脉宽调制单元输出的脉宽调制信号控制，在第一开 关电路与第二开关电路发生切换时导通；

然后通过补偿的方法消除死区时间导致的输出信号非连续性。