音频放大器的调制选择电路及其方法技术

本发明专利技术涉及一种音频放大器的调制选择电路及其方法，该调制选择电路包含一信号产生电路、一脉冲产生电路和一选择电路。该信号产生电路用以产生一三元调制信号和一四元调制信号。该脉冲产生电路用以产生多个具有有限占空比的脉冲。该选择电路用以选择输出一四元调制信号、一三元调制信号和多个具有有限占空比的脉冲的其中之一至该音频放大器的一输出级。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种音频放大器的调制选择电路及其方法，尤其是一种音频放大器运行于三元调制模式与四元调制模式的信号选择电路及其输出方法。
技术介绍
D类放大器由于具有高效率及低功耗的优点，近年来已成为音频功率放大器的主流。一般的D类放大器需要一输出滤波器。该输出滤波器增加了系统的体积以及成本，因此限制了其在手持装置上的应用。近年来无滤波器(filterless)式D类放大器由于省去输出滤波器，却仍可保留原本高效率的优点，故在市场上日益受到重视。无滤波器式D类放大器可运行于一四元调制(quaternarymodulation)模式或一三元调制(ternarymodulation)模式。在四元调制模式下D类放大器的输出级会有四种操作形式，D类放大器的输出级在此模式下的开关方式可参考美国专利US6262632的说明。D类放大器根据音源输入讯号会以四种输出级的操作形式来驱动如喇叭等负载。相较于四元调制模式，D类放大器的输出级在三元调制模式下会有三种操作形式(此模式下负载的两端不会同时连接至电源端)。D类放大器的三元调制运行对大讯号来说具有较高的效率和较好的电磁干扰(EMI,ElectroMagneticInterference)表现，而D类放大器的四元调制运行对小讯号来说具有较好的总谐波失真(THD,TotalHarmonicDistortion)和较低的噪声底(noisefloor)。因此，根据输入信号的振幅适当切换无滤波器式D类放大器的运行模式整体上可获得较佳的效果。当D类放大器由三元调制模式进入四元调制模式时或是当D类放大器启动时，会产生浪涌电流(inrushcurrent)而对元件造成损害。图1为传统D类放大器在运行时发生浪涌电流的波形图。如图1所示，当D类放大器启动时，输出(OUTP/OUTN)的前几个脉冲会有接近50％占空比(dutycycle)的状况。当D类放大器由三元调制模式进入四元调制模式时，输出的前几个脉冲会由低占空比进到高占空比，因此，浪涌电流会在这两个状况发生。
技术实现思路
根据本专利技术的一种音频放大器的调制选择电路，包含一信号产生电路、一脉冲产生电路和一选择电路。该信号产生电路用以产生一三元调制信号和一四元调制信号。该脉冲产生电路用以产生多个具有有限占空比的脉冲。该选择电路用以选择输出一四元调制信号、一三元调制信号和多个具有有限占空比的脉冲的其中之一至该音频放大器的一输出级。根据本专利技术的一种音频放大器的调制选择方法，包含以下步骤：产生一三元调制信号和一四元调制信号；产生多个具有有限占空比的脉冲；以及选择性地输出该四元调制信号、该三元调制信号和这些具有有限占空比的脉冲的其中之一至该音频放大器的一输出级。附图说明图1为传统D类放大器在运行时发生浪涌电流的波形图。图2显示结合本专利技术一实施例的具有调制选择电路的音频放大器的方块示意图。图3显示结合本专利技术一实施例的该检测电路运行时的波形图。图4A显示结合本专利技术一实施例的该调制选择电路的电路示意图。图4B显示结合本专利技术一实施例的该脉冲产生电路的电路图。图5显示结合本专利技术一实施例的该调制选择电路的该脉冲产生电路的波形图。图6显示结合本专利技术的一实施例的输出级的一波形图。图7A显示结合本专利技术另一实施例的一检测电路和一脉冲产生电路的方块示意图。图7B显示借助该检测电路和该脉冲产生电路抑制过电流的一波形示意图。图8显示根据本专利技术一实施例的音频放大器的调制选择方法的流程图。附图符号说明200音频放大器201调制选择电路202检测电路210增益级220积分器230输出级261,262滤波器402脉冲产生电路4021固定占空比脉冲产生电路4022计数电路410,420,440比较器430三元调制信号产生电路4301一般三元调制信号产生电路4302AND门4303NOR门4304反相器450比较器4601AND门4602,4603计数器4604D型触发器4605反相器4701反相器4702,4703AND门4704D型触发器480第一选择电路4801,4802多工器490第二选择电路4901,4902多工器701检测电路702脉冲产生电路R1,R2电阻800,802,804步骤具体实施方式在说明书及权利要求书当中使用了一些词汇来指代特定的元件。本领域技术人员应可理解，制造商可能会用不同的名称来称呼同样的元件。本说明书及权利要求书并不以名称的差异来作为区分元件的方式，而是以元件在功能上的差异来作为区分的准则。在通篇说明书及权利要求书当中所提及的「包含」为一开放式的用语，故应解释成「包含但不限定于」。另外，「耦接」一词在此包含任何直接及间接的电连接手段。因此，若文中描述一第一装置耦接于一第二装置，则代表该第一装置可直接电连接于该第二装置，或通过其他装置或连接手段间接地电连接至该第二装置。图2显示结合本专利技术一实施例的具有调制选择电路201的音频放大器200的方块示意图。在本实施例中，该音频放大器200为一D类放大器，且该音频放大器200包含一增益级210、一积分器220、一调制选择电路201、一检测电路202、一输出级230、两个反馈电阻R1和R2和两滤波器261和262。该调制选择电路201用以选择输出一四元调制信号、一三元调制信号和至少一个具有有限占空比的脉冲的其中之一。该检测电路202用以检测该增益级210的输出信号VOP/VON，并根据输出信号VOP/VON以产生信号S2至该调制选择电路201，以决定输出至该输出级230的信号。图3显示结合本专利技术一实施例的该检测电路202运行时的波形图。如图3所示，如果该检测电路202检测到该增益级210的输出信号VOP/VON小于一第一临界值，例如一冲击值(attacklevel)，代表该音频放大器的输入信号为一大信号。其后，在该增益级210的输出信号VOP/VON到达一零交越点(zerocrossingpoint)值时，该检测电路202会产生逻辑0的信号S2，使该调制选择电路201输出该三元调制信号。接着，当该检测电路202检测到该增益级210的输出信号VOP/VON大于一第二临界值，例如一释放值(releaselevel)，代表该音频放大器的输入信号为一小信号。其后，在该增益级210的输出信号VOP/VON到达该零交越点(zerocrossingpoint)值在一延迟时间(例如1秒)后，该检测电路202会产生逻辑1的信号S2，使该调制选择电路201输出该四元调制信号。在本专利技术一实施例中，该检测电路202可由电压比较器所构成。图4A显示结合本专利技术一实施例的该调制选择电路201的电路示意图。该调制选择电路201包含一信号产生电路、一脉冲产生电路402和一选择电路，其中该信号产生电路包含多个比较器410、420和440以及一三元调制信号产生电路430。这些比较器410和420用以比较该积分器220的该输出信号和一三角波信号以产生一四元调制信号，该四元调制信号包含一正四元调制信号QP和一负四元调制信号QN。该三元调制信号产生电路430包含一一般三元调制信号产生电路4301。该一般三元调制信号产生电路4301用以根据该正四元调制信号QP和该负四元调制信号QN产生一一般三元调制波。该比较器440用以比本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种音频放大器的调制选择电路，包括：一信号产生电路，用以产生一三元调制信号和一四元调制信号；一脉冲产生电路，用以产生多个具有有限占空比的脉冲；以及一选择电路，用以选择输出该四元调制信号、该三元调制信号和这些具有有限占空比的脉冲的其中之一至该音频放大器的一输出级。

【技术特征摘要】
1.一种音频放大器的调制选择电路，包括：一信号产生电路，用以产生一三元调制信号和一四元调制信号；一脉冲产生电路，用以产生多个具有有限占空比的脉冲；以及一选择电路，用以选择输出该四元调制信号、该三元调制信号和这些具有有限占空比的脉冲的其中之一至该音频放大器的一输出级。2.根据权利要求1的调制选择电路，其中当该音频放大器启动时，该选择电路输出所述具有有限占空比的脉冲至该音频放大器的该输出级。3.根据权利要求1的调制选择电路，其中当该音频放大器在由一三元调制模式进入一四元调制模式时，该选择电路输出所述具有有限占空比的脉冲至该音频放大器的该输出级。4.根据权利要求1的调制选择电路，其中当该音频放大器的一负载电流大于一预定值时，该选择电路输出所述具有有限占空比的脉冲至该音频放大器的该输出级。5.根据权利要求1的调制选择电路，其中该选择电路包括：一第一选择电路，用以根据一第一选择信号选择性地输出该四元调制信号或多个具有有限占空比的脉冲；以及一第二选择电路，用以根据一第二选择信号选择性地输出该三元调制信号或该第一选择电路的一输出信号。6.根据权利要求5的调制选择电路，其中该脉冲产生电路包括：一第一比较器，用以比较一三角波信号和一设定电压，由此产生具有多个固定占空比的脉冲；一计数单元，耦接至该第一比较器，其中当该选择电路开始输出所述具有有限占空比的脉冲至该输出级时，该计数单元计数该选择电路所输出的脉冲的数目；以及一控制电路，耦接至该计数单元，该控制电路用以产生该第一选择信号至该第一选择电路以在该选择电路所输出的脉冲的数目超过一预定值时，使该选择电路停止输出这些脉冲。7.根据权利要求6的调制选择电路，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴顺达，陈彦均，
申请(专利权)人：晶豪科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：中国台湾;71