静音启动D类放大器制造技术

一种D类放大器包括预放大器，其具有被配置为接收在启动时以高速率形成斜坡的放大器基准电压信号。积分器具有被配置为从预放大器接收输入信号的第一输入以及被配置为接收在启动时以较低速率形成斜坡的积分器基准电压信号。调制器具有耦合至该积分器的输出的输入。该调制器生成经脉冲宽度调制的输出信号。在启动时通过施加作为积分器基准电压信号的缓慢斜坡信号以及作为放大器基准电压信号的快速斜坡信号而控制D类放大器的操作，以使得经脉冲宽度调制的输出信号响应于积分器基准电压信号的升高的电压而表现出占空比的增大变化，并且在启动时并不引入“砰声”。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及放大器电路，尤其涉及一种包括静音启动功能的D类类型放大器。 静音启动D类放大器
技术介绍
参考图1，其图示了可进行操作以将输入信号12(例如，音频信号）转化为高频脉 冲14的常规D类放大器10的电路图。典型的D类放大器利用脉冲宽度调制器18生成其 宽度作为输入信号12的幅度的函数而变化的高频脉冲14。脉冲宽度调制器18通常可以 包括比较器19,其具有接收输入信号12的第一（正）输入以及接收锯齿（或三角）波形 基准21的第二（负）输入。从脉冲宽度调制器18输出的宽度变化的脉冲由驱动逻辑电路 20进行处理而产生相反相位脉冲的控制信号22,以便施加于以半桥（half-bridge)配置进 行部署的晶体管开关16的控制端子。晶体管桥的输出通过低通滤波器24 (具有DC阻塞电 容器）耦合至负载26 (在这种情况下，在输入信号是音频信号时被图示为扬声器）。低通滤 波器24将脉冲转换回输入信号的放大版本以便施加于负载。在一种实施方式中，虽然在需 要的情况下能够使用更为复杂的滤波电路，但是滤波器24由常规电感/电容电路所形成。 虽然脉冲宽度调制器18被图示为将输入信号转换为高频脉冲的电路，但是利用 其它脉冲调制电路来处理音频输入信号是本领域已知的。例如，可以使用脉冲密度调制器。 参考图2,常规的D类放大器10可以进一步包括积分器电路30。积分器电路30 包括运算放大器32,其具有耦合以通过输入电阻器Rin接收输入信号12的第一（负）输 入。运算放大器32的第二（正）输入接收固定的基准电压Vref。该运算放大器的输出耦 合至脉冲宽度调制器18的输入，并且进一步在反馈电路中通过反馈电容器Cfb耦合至运算 放大器32的负输入。提供至运算放大器32的正输入的固定电压Vref通常被设置为等于 运算放大器32的供电电压Vdd的一半。供电电压Vdd通常与晶体管桥所使用的供电电压 Vcc分隔开来并且与其处于不同的电压电平。 在操作中，晶体管桥处的开关功率晶体管的方波输出与运算放大器32的负输入 处的音频输入相加以提供负反馈。在低通滤波器24之前（而不是之后）取得该负反馈，以 避免在反馈回路中需要复杂的补偿网络来处理由低通滤波器所引起的相移。反馈电阻器 Rfb因此耦合在晶体管桥的输出和运算放大器32的负输入之间。 晶体管桥的方波输出与音频输入同步，但重要的是要去除音频输入信号的载波。 积分器电路30用来将方波输出与音频输入信号相加。积分器电路30将所产生的误差信号 送入占空比调制器18的正输入。调制器18的比较器电路因此将三角波形基准与该误差信 号进行比较并且产生作为方波的调制输出，其占空比与音频输入信号的幅度成比例。 为了适当驱动晶体管桥电路，驱动逻辑20将调制输出转换为驱动信号以便对该 晶体管桥的处于逆相位关系的高低功率开关进行驱动。驱动逻辑20因此将把该桥的一个 开关驱动为饱和而该桥的其它开关则被切断（反之亦然）。如本领域技术人员所知的，晶体 管桥的开关和导通损失的组合定义了放大器效率的上界。经调制的输出的方波使得桥开关 尽可能快地改变状态。快速开关是所期望的，因为其限制了桥开关在线性操作区域中所耗 费的时间，由此提高了效率并减少了热量产生。 低通滤波器24用来过滤掉晶体管桥的功率开关所生成的高频方波。由此仅留下 了输入音频信号的放大版本以驱动负载。 本领域技术人员认识到，D类放大器在针对放大器的功率首先开启时在扬声器处 产生可被注意到的砰声（pop) 。重要的是要关于输入音频信号保留输入信号中的保真度。 输出信号中诸如启动时的砰声之类的任意假象的出现都是不可接受的。 虽然本领域已知针对启动假象问题的多种解决方案，但是这些解决方案中的许多 是昂贵、过于复杂的，或者会引入其它问题（包括假象）。本领域需要为与常规D类放大器 相关联的启动假象问题提供一种廉价且有效的解决方案。
技术实现思路
在一个实施例中，一种D类放大器电路包括：积分器，其具有被配置为接收输入信 号的第一输入以及被配置为接收基准电压信号的第二输入；第一斜坡生成器，其被配置为 在放大器启动时生成积分器斜坡信号，所述积分器斜坡信号作为基准电压信号施加于积分 器的第二输入；调制器电路，其具有耦合至积分器的输出的输入；晶体管桥电路，其被配置 为响应于从调制器电路输出的调制信号而被驱动；和反馈回路，其将晶体管桥的输出耦合 至积分器的第一输入。该放大器进一步包括预放大器电路，其被配置为生成所述输入信号， 其中该预放大器电路具有被配置为对从其中导出输入信号的信号进行接收的第一输入，并 且具有被配置为接收基准电压信号的第二输入，以及被配置为在放大器启动时生成放大器 斜坡信号的第二斜坡生成器，所述放大器斜坡信号作为基准电压信号施加于预放大器电路 的第二输入。 在一个实施例中，给出了一种用于在放大器启动时操作D类放大器的方法。该D类 放大器包括积分器，其具有被配置为接收输入信号的第一输入以及被配置为接收基准电压 信号的第二输入。该方法包括：在放大器启动时生成积分器斜坡信号；并且将所述积分器 斜坡信号作为基准电压信号施加于积分器的第二输入。该方法进一步包括在放大器启动时 生成放大器斜坡信号并且将所述放大器斜坡信号作为基准电压信号施加于预放大器电路。 在一个实施例中，一种D类放大器电路包括：积分器，其具有被配置为接收输入信 号的第一输入以及被配置为接收积分器基准电压信号的第二输入；调制器电路，其具有耦 合至积分器的输出的输入，所述调制器电路生成经脉冲宽度调制的输出信号；以及启动电 路，其被配置为响应于放大器启动而斜升积分器基准电压信号以使得所述经脉冲宽度调制 的输出信号响应于积分器基准电压信号的电压升高而表现出占空比的增大变化。该电路进 一步包括预放大器电路，其被配置为生成所述输入信号，其中该预放大器电路具有被配置 为对从其中导出输入信号的信号进行接收的第一输入，并且具有被配置为接收放大器基准 电压信号的第二输入，该启动电路进一步被配置为使得放大器基准电压信号以比积分器基 准电压信号更快的速率斜升。 在一个实施例中，一种用于操作D类放大器的方法包括：利用积分器电路对输入 信号进行积分，该积分器电路具有被配置为接收积分器基准电压信号的输入；对积分输入 信号进行调制以生成经脉冲宽度调制的输出信号；并且通过使得积分器基准电压信号斜升 而在启动电路对D类放大器进行操作，以使得所述经脉冲宽度调制的输出信号响应于积分 器基准电压信号的升高的电压而表现出占空比的增大变化。该方法进一步包括利用放大器 对信号进行预放大以生成所述输入信号，所述放大器具有被配置为接收放大器基准电压信 号的输入，并且通过以比积分器基准电压信号更快的速率斜升放大器基准电压信号而在启 动电路进一步对D类放大器进行操作。 【附图说明】 为了更好地理解实施例，现在将仅以示例方式参考附图，其中： 图1和2图示了常规D类放大器电路配置； 图3是具有静音启动的D类放大器的电路图； 图4图示了放大器斜坡电压基准的电路图； 图5图示了积分器斜坡电压基准的电路图；并且 图6图示了图3的放大器的启动操作的波形。 【具体实施本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种D类放大器电路，包括：积分器，其具有被配置为接收输入信号的第一输入以及被配置为接收基准电压信号的第二输入；第一斜坡生成器，其被配置为在放大器启动时生成积分器斜坡信号，所述积分器斜坡信号作为基准电压信号被施加于积分器的第二输入；调制器电路，其具有耦合至积分器的输出的输入；晶体管桥电路，其被配置为响应于从调制器电路输出的调制信号而被驱动；以及反馈回路，其将晶体管桥的输出耦合至积分器的第一输入。

【技术特征摘要】
1. 一种D类放大器电路，包括： 积分器，其具有被配置为接收输入信号的第一输入以及被配置为接收基准电压信号的 第二输入； 第一斜坡生成器，其被配置为在放大器启动时生成积分器斜坡信号，所述积分器斜坡 信号作为基准电压信号被施加于积分器的第二输入； 调制器电路，其具有耦合至积分器的输出的输入； 晶体管桥电路，其被配置为响应于从调制器电路输出的调制信号而被驱动；以及 反馈回路，其将晶体管桥的输出耦合至积分器的第一输入。2. 根据权利要求1所述的D类放大器电路，其中积分器斜坡信号具有数十毫秒量级的 达到最大值的上升时间。3. 根据权利要求1所述的D类放大器电路，进一步包括： 预放大器电路，其被配置为生成所述输入信号，该预放大器电路具有被配置为对从其 导出出输入信号的信号进行接收的第一输入，并且具有被配置为接收基准电压信号的第二 输入；以及 第二斜坡生成器，其被配置为在放大器启动时生成放大器斜坡信号，所述放大器斜坡 信号作为基准电压信号被施加于预放大器电路的第二输入。4. 根据权利要求3所述的D类放大器电路，其中积分器斜坡信号具有比放大器斜坡信 号的上升时间更长的上升时间。5. 根据权利要求3所述的D类放大器电路，其中积分器斜坡信号具有数十毫秒的量级 的达到最大值的上升时间。6. 根据权利要求5所述的D类放大器电路，其中放大器斜坡信号具有数微秒量级的达 到最大值的上升时间。7. 根据权利要求6所述的D类放大器电路，其中放大器斜坡信号的最大值从晶体管桥 的高供电电压所导出。8. 根据权利要求7所述的D类放大器电路，其中积分器斜坡信号的最大值从积分器的 高供电电压所导出。9. 一种用于在放大器启动时操作D类放大器的方法，其中所述D类放大器包括积分器， 该积分器具有被配置为接收输入信号的第一输入以及被配置为接收基准电压信号的第二 输入，该方法包括： 在放大器启动时生成积分器斜坡信号；以及 将所述积分器斜坡信号作为基准电压信号施加于积分器的第二输入。10. 根据权利要求9所述的方法，其中积分器斜坡信号具有数十毫秒量级的达到最大 值的上升时间。11. 根据权利要求9所述的方法，其中该D类放大器进一步包括预放大器电路，其被配 置为生成所述输入信号，该预放大器电路具有被配置为对从其导出输入信号的信号进行接 收的第一输入，并且具有被配置为接收基准电压信号的第二输入，该方法进一步包括： 在放大器启动时生成放大器斜坡信号；以及 将所述放大器斜坡信号作为基准电压信号施加于预放大器电路。12. ...

【专利技术属性】
技术研发人员：杜如峰，刘启宇，
申请(专利权)人：意法半导体研发深圳有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44