[发明专利]BTL型差动式音频功率放大电路

说明书

技术领域

本发明涉及一种音频功率放大电路，特别涉及一种利用BTL（平衡桥式功放电路）对微弱音频信号进行差动放大的功率放大电路。

背景技术

BTL功率放大电路，是常见的功率放大电路。BTL（Balanced Transformer Less）电路，称为平衡桥式功放电路。它由两个对称的OTL（无输出变压器功率放大电路）或OCL（无输出电容直接耦合功率放大电路）组成。其中一个放大器的输出是另外一个放大器的镜像输出，也就是说加在负载两端的信号仅在相位上相差180°，负载上将得到原来单端输出的2倍电压，理论上来讲电路的输出功率将增加4倍。BTL电路能充分利用系统电压，因此BTL结构常应用于低电压系统或电池供电系统中。BTL形式不同于推挽形式，BTL的每一个放大器放大的信号都是完整的信号，只是两个放大器的输出信号反相而已。BTL电路的主要特点有：可采用单电源供电，两个输出端直流电位相等，有较强的电源共模抑制比，与OTL、OCL电路相比，在相同电源电压、相同负载情况下，BTL电路输出电压可增大一倍，输出功率可增大四倍，这意味着在较低的电源电压时也可获得较大的输出功率。但是，由于BTL的两个放大器不可能完全相同，两个放大器存在零点漂移，且零点漂移量不完全相同，经过多级放大后这种零点漂移被相应的放大，造成较大的失真。上述为一种基于运算放大器的BTL功率放大电路，如果直接用上述电路驱动如扬声器这样的负载会有以下问题。第一，零点时（即输入信号U_in为零）输出电压U_out1和U_out2实际值都不为零，这是由于零点漂移广泛存在于电子器件中，也包括运算放大器。解决这个问题的常用方案有两种：一是使用两种规格相同的集成运算放大器，使两个集成运算放大器的零点漂移相互抵消，但是让两个集成运算放大器完全相同是不可能的，所以零点漂移的影响总存在；二是在U_out1和U_out2之间接一滤波电容以过滤掉零点漂移带来的直流成分，但是串接电容也会带来失真问题，因为声音这种信号是直流成分和交流成分叠加的结果，交流成分又可分为基波和高次谐波。串接电容的引入不利于低音（低频波）的输出，造成失真。同时，BTL电路两输出端相对称，负载扬声器处于悬浮不接地状态，与OTL和OCL电路相比起来检修工作有更多不便。

发明内容

针对上述问题，本发明所涉及的一种基于BTL功率放大电路和差动式功率放大电路组成的组合功率的放大电路。在充分利用普通BTL功率放大器优势的基础上，结合差动式功率放大电路提供了一种改进方案，有效地解决了普通BTL功率放大器零点漂移、放大失真、扬声器悬浮不接地等问题。

本发明为了实现上述目的，可以使用以下方案：

本发明提供了一种音频功率放大电路，用于驱动负载扬声器，包括：第一电压放大器(A1)的同相输入端通过电阻器（R5）接入第二电压放大器(A2)的反相输入端，输入电压通过耦合电容（C5）输入到所述第一电压放大器(A1)，所述第一电压放大器（A1）的同相输入端连接电阻器(R1)并接地，所述第一电压放大器（A1）的反相输入端与输出端之间连接电阻器（R3），在所述第一电压放大器（A1）的反相输入端与电阻器（R3）之间通过电阻器(R2)接地，所述第二电压放大器（A2）的反相输入端与输出端之间连接电阻器（R6），组成平衡桥式放大器作为第一级放大电路(11)；其特征在于：第一电压放大器和（A1）第二电压放大器（A2）的输出端之间串联了电感(L1)与电阻器（R13）用以消除零点漂移，第二电压放大器（A2）的输出端通过电阻器（R7）与差动输入放大器（A3）的同相输入端相连，电阻器（R7）与差动输入放大器（A3）的同相输入端的节点之间通过连接电阻器（R10）接地，第一电压放大器（A1）的输出端通过电阻器（R9）与差动输入放大器（A3）的反相输入端相连，电阻器（R9）与差动输入放大器（A3）的反相输入端之间通过电阻器（R8）连接到差动输入放大器（A3）的输出端，组成第二级放大电路（12），第一电压放大器（A1）和第二电压放大器（A2）的输出信号通过第二级放大电路（12）进行差模放大后通过耦合电容(C6)驱动负载扬声器。

本发明所涉及的音频功率放大电路，电感（L1）采用200μH-220μH的贴片电感，电阻（R13）采用10Ω-30Ω的贴片电阻。