[发明专利]自扩频调制D类音频功率放大器

说明书

本发明涉及D类音频功率放大器，具体涉及一种具备自扩频调制功能的D类音频功率放大器。其特征在于：所述自扩频调制D类音频功率放大器由自扩频调制电路、功率输出电路和扬声器构成。所述自扩频调制电路由前级放大电路、全波整流电路、扩频三角波发生电路以及调制电路构成。采用音频自扩频的方法对音频进行调制，调制后的信号仅包含载波信号和音频信号，信号成分纯净，避免引入与音频无关的信号作为扩频信号，减少信号失真的可能。同时，利用扬声器的等效模型并根据人耳的自然滤波特性，采用免滤波器的输出方式，从而降低电路的功耗、面积开销和制备成本。

技术领域

本发明涉及D类音频功率放大器，具体涉及一种自扩频调制D类音频功率放大器。

背景技术

与输出级偏置于线性工作状态的A类、B类和AB类等传统音频功率放大器不同，D类功放的输出级只工作于开关状态，这种工作方式决定了D类功放具备极高的工作效率。D类音频放大器的高效率可以大大延长电池的使用时间，因而被广泛引用于依赖电池供电的便携式影音设备中。对于便携式设备而言，应用扩频调制技术可以有效地抑制电磁干扰，同时也更降低成本和节能。

D类功放扩频调制的主要短板，来自于D类功放是开关型功放，往往需要外接庞大的滤波器还原音频信号并减小电磁辐射，但对于应用在便携式数码产品上的D类功放，庞大的滤波器必然会增加PCB的面积，产生的额外功耗也不容忽视，应尽力免去滤波器的使用。当D类功放免去滤波器的使用后，功率输出级所产生的电磁辐射会影响到自身系统性能和周边设备工作，使D类功放无法通过电磁兼容验证标准，导致产品无法推出市场。另外，基于伪随机码的扩频调制方法由于扩频信号包含了有效的信息成分，这些信息成分会进入音频范围，最终使输出的音频信号失真。

发明内容

有鉴于此，本发明提出一款具有自扩频调制D类音频功率放大器，用以解决以上问题。

本发明提出一款具有自扩频调制D类音频功率放大器，其特征在于：所述自扩频调制D类音频功率放大器由自扩频调制电路、功率输出电路和扬声器构成；所述自扩频调制电路由前级放大电路、全波整流电路、扩频三角波发生电路以及调制电路构成；所述前级放大电路对音频信号进行预放大，预放大后的音频信号被所述全波整流电路整流，得到自扩频信号，自扩频信号用于控制扩频时钟的频率，使扩频时钟的频率跟随音频信号变化；所述扩频时钟后接一阶RC积分电路，将扩频时钟信号转换为扩频三角波信号；与此同时，音频信号和扩频后的三角波信号被接入到调制电路，最终经调制后得到信号只包含音频信号和载波信号。

进一步地，所述扬声器由音圈电感L_C，音圈电阻R_C，以及扬声器自身机械构件在电学上反映出的等效电学元件构成；所述等效电学元件包括反映悬置柔软度（力顺）等效电感L_CES，反映振膜和音圈惯性的等效电容C_MEC以及反映维持悬置电能损耗的等效电阻R_EC。

进一步地，所述前级放大电路采用双通道接法。

进一步地，所述全波整流电路主要是利用二极管的箝位作用而获得全波整流效果的。

进一步地，所述三角波产生电路由扩频时钟，反相器，限流电阻R_saw以及电荷泵电容C_saw构成。

进一步地，所述调制电路主要由积分运算电路构成。