[发明专利]放大器电路

说明书

放大器电路，其包括：输入端，其用于接收待放大的输入信号；前置放大器，其用于基于可变增益来放大输入信号；功率放大器，其用于放大从前置放大器输出的信号；以及可变压电源，其用于向功率放大器供应一个或多个电源电压。所述电源电压被基于该可变增益或该输入数字信号而调整。根据本发明的其他方面，放大器电路的电源使用时钟信号来定时，由此所述时钟信号具有根据音量信号或输入信号而变化的频率。

本申请是申请日为2008年8月4日、申请号为200880108519.4、名称为“放大器电路”的发明专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及放大器电路，具体地但不排他地，涉及包括功率放大器的放大器电路。

背景技术

图1示出了基础的AB类放大器10。双极(即，错层(split level))电源输出了电压V₊、V_-，且这些输出电压跨越放大器10而施加，放大器10放大了输入信号S_in并将以地为参考的放大输出信号S_out输出至负载20。假设被供应至放大器10的电压是足够的，则放大器10具有基本线性的放大行为(忽略交叉效应(crossover effect))。也就是说，从该电源输出的电压V₊、V_-必须是足够的，以避免输出信号“削波(clipping)”——即当该信号靠近、等于或超过从电源供应至放大器的电压V₊、V_-时发生的输出衰减。通过使最大输出信号S_outmax与电源导轨(rails)之间具有“净空(headroom)”避免了这种现象。

图2示出了当S_in是正弦波时的S_out。

在这一实施例中，V₊和V_-被设置得足够高，以使输入正弦波被线性地放大。也就是说，在V₊及V_-与最大输出信号之间有少量的净空，以使信号不被削波。

该图中的阴影区域代表在放大器10中浪费的功率；可以看到，当输出接近V₊或V_-时，放大器10十分高效，但是当输出接近0V(GND)时，放大器十分低效。也就是说，即使当输出信号S_out很小时，放大器10仍然消耗大量的功率。AB类放大器的最大理论效率是78.5％。

通过提供多于一组的电源导轨——即电源电压(supply voltage)，G类放大器克服了这一效率上的限制。也就是说，如图3所示，如果输出信号S_out合理地大，则该放大器产出(run off)一个电源V₊-V_-；如果输出信号S_out较小，则该放大器产出另一个较小的电源V_p-V_n。理想地，可以提供无限数量的电源导轨，以使被供应至该放大器的电压有效地“跟踪”输入信号，而总是提供刚好足够的电压，以避免削波的出现。

图4示出了G类放大器50的实施例。

待放大的数字信号S_in被输入至放大器50。该数字输入信号首先通过数模转换器(DAC)51被转换为模拟信号。所产生的模拟信号被馈送至包络检波器(envelope detector)52。包络检波器52检测DAC 51的模拟输出信号的包络的大小(size)，并将控制信号输出至开关式(switching)DC-DC转换器54。该控制信号指示DAC 51的模拟输出的包络的大小。接着，DC-DC转换器54通过分别对电容器58、60充电来将电压V₊和V_-供应至功率放大器56。由DC-DC转换器54供应的电压V₊和V_-随着来自包络检波器52的控制信号而变化，以使相对大的包络将导致相对高的电压被供应至功率放大器56；相反地，小的包络将导致相对小的电压被供应至功率放大器56，以使浪费较少的功率。