[发明专利]用于音频应用的基于磁阻的信号整形电路

说明书

一种用于音频应用的基于磁阻的信号整形电路（100），包括：场发射设备（4），被配置用于从音频信号源接收输入电流信号（41）并用于根据输入电流信号（41）生成磁场（42），第一磁电阻元件（10），具有第一电阻（R_b1）并串联电连接到具有第二电阻（R_b2）的第二磁阻元件（11）；基于磁阻的信号整形设备（100），当跨串联的第一和第二磁阻元件（10，11）施加输入电压（V_dd）时，跨第二磁阻元件（11）提供输出信号（V_out）；输出信号（V_out），是电阻（R_b1，R_b2）的函数并产生动态范围压缩效应；第一和第二电阻（R_b1，R_b2）以相反的方式随磁场（42）变化。

技术领域

本发明涉及一种用于音频应用的基于磁阻的信号整形电路。

相关技术的描述

尽管具有多个缺点，但真空管非常普遍地用于高端音频应用中的信号放大。当真空管的输入信号超过阈值时，真空管就被过驱动（overdriven），导致在该阈值之上的输出增益的逐渐降低。这将引起被称为“软限幅”的输出电压的非线性饱和。在应用中是期望的此类饱和是例如在高增益仪器放大器中追求的输入信号的显著失真。最值得注意的是，“软限幅”引入了被认为产生更丰富声音的低功率/低阶谐波。

另一方面，依赖于晶体管技术的固态放大器不显示平滑的“软限幅”饱和。代之以，当超过输入阈值时，突然对固态放大器输出斩波，导致“硬限幅”饱和。该硬限幅行为对原始信号引起高功率/高阶谐波，所述高功率/高阶谐波被认为是刺耳的和令耳朵不舒服的（由于心理声学现象）。

可以实现使用固态技术的该软限幅的仿真，但是使用固态技术的该软限幅的仿真通常需要复杂的拓扑或使用昂贵的数字信号处理器（DSP）。

因此，尽管具有多个缺点和弱点，但真空管仍然被广泛使用。 实际上，真空管需要大的操作电压才能正常运转，通常高于300 V。这些电压需要既昂贵又笨重的电力变压器。电源中还需要大电容器，这可以使用户暴露于潜在致命的电压放电。正常运转需要管子通常在200-300°C范围中的加热。该加热意味着恒定的电流消耗、几分钟的加热和冷却时间以及针对加热器的特定电源的设计。此外，该热量需要适当的底座通风并且可以是相邻部件的过早老化的原因。真空管的高阻抗需要针对诸如音频扬声器之类的低阻抗负载的匹配输出变压器。真空管是易碎的并且在处理期间、尤其是在热的时候容易损坏。真空管还依赖于热电子发射来操作，这意味着阴极电子发射材料在操作期间会被用尽。结果，真空管寿命是有限的且不可预测。

此外，真空管必须被包在玻璃泡中，这可以促进寄生的麦克风行为。真空管体积庞大，与它们所需的高电压/高温相结合使得它们不适于便携、节能的应用。它们的制造需要相当大比例的手工作业，导致其特性的大可变性和昂贵的生产成本（通常为每单位若干美元）。此外，在可以达到真空管的最佳性能之前，真空管需要磨合时期。

发明内容

本公开涉及一种用于音频应用的基于磁阻的信号整形电路，包括：场发射设备，被配置用于从音频信号源接收输入电流信号并用于根据输入电流信号生成磁场，第一磁阻元件，串联电连接至第二磁阻元件，第一磁阻元件包括具有第一电阻的至少一个磁阻单元并且第二磁电阻元件包括具有第二电阻的至少一个磁阻单元，第一和第二电阻两者随磁场变化；基于磁阻的信号整形设备在跨串联的第一和第二磁阻元件施加输入电压时跨第二磁阻元件提供输出信号；该输出信号是电阻的函数并且产生动态范围压缩效应；其中磁阻单元包括磁隧道结（magnetic tunnel junction）；并且其中第一电阻和第二电阻以相反的方式随磁场变化。

附图说明

借助通过示例的方式给出的和通过附图图示的实施例的描述，将更好地理解本发明，在附图中：

图1表示根据实施例的用于音频应用的基于磁阻的信号整形电路；