[发明专利]D类放大器及用于执行D类放大的方法

说明书

本发明提供了一种D类放大器，该D类放大器包括：回路滤波器、脉宽调制(PWM)电路、输出电路，以及共模控制电路。回路滤波器用于接收所述D类放大器的输入信号，以产生滤波信号。脉宽调制电路用于将非脉宽调制信号转换成脉宽调制信号，其中，所述非脉宽调制信号是至少由所述滤波信号得到的。输出电路用于根据所述脉宽调制信号产生所述D类放大器的输出信号。共模控制电路用于监测所述输出信号的共模电平，以产生用于脉宽调制共模控制的共模控制信号。相应地，本发明还提供了一种用于执行D类放大的方法。采用本发明，可以提高电源抑制比和线性度。

技术领域

本发明涉及一种放大器的设计，更特别地，涉及一种具有脉宽调制(pulse-widthmodulation，PWM)共模(common-mode，CM)控制的D类(class-D)放大器及用于执行D类放大的方法。

背景技术

D类放大器基本上是一个开关放大器。它具有接近100％的功率效率。也就是说，被供应给D类放大器的绝大多数功率均被传送至负载。通常，采用具有高电源抑制比(powersupply rejection ratio，PSRR)的低压差(low-dropout，LDO)稳压器来供应清洁电力(clean power)给D类放大器。此LDO稳压器用于减轻通过电源管理电路或者由电源管理电路产生的噪声耦合，该电源管理电路可以包括降压/升压转换器。然而，此LDO稳压器会造成额外的功率损耗以及降低整个系统的能量效率。因此，为了避免这种不希望的功率损耗，D类放大器的供给电压优选为由电源(例如，电池)供电，而不使用LDO稳压器供电，其中，LDO稳压器重点强调D类音频放大器的电源抑制比(PSRR)。因此，对于音频应用的高性能来说，需要一种具有高电源抑制比(PSRR)和高线性度(例如，低的总谐波失真与噪声(TotalHarmonic Distortion with Noise，THD+N))的新颖的D类放大器(class-D amplifier，CDA)的设计。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的之一在于提供一种D类放大器及用于执行D类放大的方法，以解决上述问题。

根据本发明的第一方面，公开了一种示例性的D类放大器。该示例性的D类放大器包括：回路滤波器、脉宽调制(PWM)电路、输出电路，以及共模控制电路。回路滤波器用于接收所述D类放大器的输入信号，以产生滤波信号。脉宽调制电路用于将非脉宽调制信号转换成脉宽调制信号，其中，所述非脉宽调制信号是至少由所述滤波信号得到的。输出电路用于根据所述脉宽调制信号产生所述D类放大器的输出信号。共模控制电路用于监测所述输出信号的共模电平，以产生用于脉宽调制共模控制的共模控制信号。其中，所述脉宽调制共模控制体现在用于控制所述脉宽调制信号的共模电平上。

根据本发明的第二方面，公开了一种示例性的D类放大器。该示例性的D类放大器包括：回路滤波器、组合电路、输入前馈电路、脉宽调制(PWM)电路，以及输出电路。回路滤波器用于接收所述D类放大器的输入信号，以产生滤波信号。组合电路用于至少组合所述滤波信号和所述输入信号，以产生非脉宽调制信号，其中，所述组合电路仅由无源元件构成。输入前馈电路用于将所述输入信号馈送给所述组合电路。脉宽调制电路用于将所述非脉宽调制信号转换成脉宽调制信号。输出电路用于根据所述脉宽调制信号产生所述D类放大器的输出信号。

根据本发明的第三方面，公开了一种用于执行D类放大的示例性方法，所述执行D类放大的方法用于D类放大器。该示例性方法包括以下步骤：对所述D类放大器的输入信号执行回路滤波操作，以产生滤波信号；执行脉宽调制操作，以将非脉宽调制信号转换成脉宽调制信号，其中，所述非脉宽调制信号是至少从所述滤波信号得到的；根据所述脉宽调制信号产生所述D类放大器的输出信号；以及，监测所述输出信号的共模电平，以产生用于脉宽调制共模控制的共模控制信号。其中，所述脉宽调制共模控制体现在用于控制所述脉宽调制信号的共模电平上。