应用于D类音频放大器的三角波产生方法及电路技术

本发明专利技术根据与D类音频放大器的输出级的电源电压成比例的反馈参量和一预定值的第一电压形成第一参考电压和第二参考电压，使所述第一参考电压的值和第二参考电压的值分别为所述第一电压的值和一与电源电压成比例的第二电压的值的差值和和值；然后再用充电电流和放电电流分别对一充放电电容充电和放电，使得所述第一参考电压和第二参考电压分别为所述充放电电容上的电压的波谷和波峰，最后在所述充放电电容两端获得了共模电压恒定为所述第一电压以及幅值与所述电源电压成比例的三角波。因此本发明专利技术所产生的三角波应用于D类音频放大器时可确保PWM信号输出的准确性和在不牺牲功耗和面积性能的条件下可保证环路的稳定性，不会造成生产成本的提高。

【技术实现步骤摘要】
应用于D类音频放大器的三角波产生方法及电路
本专利技术涉及电子领域，尤其涉及一种应用于D类音频放大器的三角波产生方法及电路。
技术介绍
在D类音频放大器中，需要用到脉冲宽度调制技术，即PWM(Pulse-WidthModulation)技术，音频信号经过PWM调制后输出用于控制D类音频放大器的输出级中的开关管的开关状态的脉冲信号。如图1(a)和图1(b)所示，音频信号Vin与三角波产生电路输出的三角波信号Vtri通过比较器Comp进行比较，产生输出脉冲宽度与输入至比较器Comp的音频信号的幅度成正比的PWM信号。因此，PWM调制中不可缺少的一个部分是三角波产生电路。现有技术中产生的三角波信号如图2所示，三角波的幅值(Vph-Vpl的值)固定，且三角波的共模电压在整个PWM调制的过程中不是一个固定的值，如不同时间段所对应的共模电压Vcm1、Vcm2及Vcm3等为不同的值。现有技术中这种共模电压会变化的三角波信号在输入至比较器时，若其共模电压变化至超过比较器的共模电压输入范围，则会使得比较器无法进行比较或者输出错误的PWM信号，从而影响了D类音频放大器的性能。此外，PWM调制传输函数Gpwm的值为输出的PWM信号的幅值和三角波信号Vtri的幅值的比值，Gpwm需要恒定不变才能确保D类音频放大器的稳定性，而在实际应用中由于输出级中的开关管的开关作用导致电流的瞬变在实际应用中会对输出级电路的电源电压VDD(输出级电路的供电电压)造成比较大的影响，使得电源电压VDD会产生波动，即PWM信号的幅值会发生变化。因此，图2所示的这种幅值恒定的三角波信号无法使Gpwm恒定而确保D类音频放大器环路的稳定性，这就需要牺牲D类音频放大器的功耗和面积来提高环路的稳定性，同时还会因此而增加的生产成本。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术提供一种应用于D类音频放大器的三角波产生方法及电路，以确保D类音频放大器的比较器能够准确的比较而输出正确的PWM信号，同时使PWM调制传输函数的值保持恒定，无需牺牲D类音频放大器的功耗和面积来提高环路的稳定性，而不会造成生产成本的提高。第一方面，提供一种应用于D类音频放大器的三角波产生方法，所述D类音频放大器包括输出级电路，所述方法包括：获取与所述输出级电路的电源电压成比例的至少一个反馈参量；根据所述反馈参量和一预定值的第一电压生成第一参考电压和第二参考电压，使所述第一参考电压的值为所述第一电压的值和第二电压的值的差值，所述第二参考电压的值为所述第一电压的值和所述第二电压的值的和值，所述第二电压与所述电源电压成比例；当一充放电电容上的电压等于所述第一参考电压时，用充电电流对所述充放电电容充电，当所述充放电电容上的电压等于所述第二参考电压时，用放电电流对所述充放电电容放电，所述充放电电容上的电压信号作为应用于所述D类音频放大器的三角波信号。进一步的，所述反馈参量包括第一反馈参量和第二反馈参量。进一步的，其特征在于，所述第二反馈参量的值为所述第一反馈参量的值的两倍。进一步的，所述第二电压的值等于所述第一反馈参量的值。进一步的，所述充电电流和所述放电电流均与所述电源电压成比例。第二方面，提供一种应用于D类音频放大器的三角波产生电路，所述D类音频放大器包括输出级电路，其特征在于，包括反馈参量生成电路、参考电压生成电路、充放电电流生成电路、充放电电容、充电电路、放电电路和充放电控制电路；其中，所述反馈参量生成电路用于获取与所述输出级电路的电源电压成比例的至少一个反馈参量；所述参考电压生成电路用于根据所述反馈参量和一预定值的第一电压生成第一参考电压和第二参考电压，使得所述第一参考电压的值为所述第一电压的值和第二电压的值的差值，所述第二参考电压的值为所述第一电压的值和所述第二电压的值的和值，与所述第二电压与所述电源电压成比例；所述充放电电流生成电路用于生成充电电流和放电电流；当所述充放电电容上的电压等于所述第一参考电压时，所述充放电控制电路控制所述充电电路导通，所述充电电流通过所述充电电路对所述充放电电容充电，当所述充放电电容上的电压等于所述第二参考电压时，所述充放电控制电路控制所述放电电路导通，所述放电电流通过所述放电电路对所述充放电电容放电；所述充放电电容上的电压作为所述三角波产生电路产生的三角波信号。进一步的，所述反馈参量生成电路包括至少由三个串联在所述电源电压和地之间的电阻组成的电阻分压器，所述电阻分压器的多个节点中包括第一节点和第二节点，所述第一节点处为所述第一反馈参量输出端，在所述第二节点处为所述第二反馈参量的输出端，所述节点为所述电阻分压器中的电阻与电阻的相连处。进一步的，所述反馈参量生成电路还包括第一电压跟随器和第二电压跟随器，分别用于接收所述第一反馈参量和第二反馈参量以在各自的输出端分别输出与所述第一反馈参量和第二反馈参量相等的电压。进一步的，所述第二反馈参量的值为所述第一反馈参量的值的两倍。进一步的，所述第二电压的值等于所述第一反馈参量的值。进一步的，所述参考电压生成电路包括第一平均值电路、第二平均值电路、第三平均值电路、第四平均值电路、第一运算放大器和第二运算放大器；所述第一平均值电路用于向所述第一运算放大器的一个输入端输出所述第一电压和接地端电压的平均值；所述第二平均值电路用于向所述第一运算放大器的另一个输入端输出所述第一反馈参量和所述第一运算放大器的输出电压的平均值；所述第一运算放大器的输出电压为所述第一反馈参量；所述第三平均值电路用于向所述第二运算放大器的一个输入端输出所述第二反馈参量和所述第一电压的平均值；所述第四平均值电路用于向所述第二运算放大器的另一个输入端输出所述第一反馈参量和所述第二运算放大器的输出电压的平均值；所述第二运算放大器的输出电压为所述第二反馈参量。进一步的，所述充电电流和所述放电电流均与所述电源电压成比例。进一步的，所述第充放电电流生成电路包括电压电流转换电路和电流镜电路；所述电压电流转换用于接收一与所述电源电压成比例的第三电压，并将所述第三电压转换成一偏置电流；所述电流镜电路用于根据所述偏置电流镜像输出所述充电电流和所述放电电流。进一步的，所述充放电控制电路包括第一比较器、第二比较器和SR触发器；所述第一比较器用于比较所述充放电电容上的电压和所述第一参考电压，所述第二比较器用于比较所述充放电电容上的电压和所述第二参考电压；所述SR触发器的输入端分别接收所述第一比较器和第二比较器的输出信号，并输出用于控制所述充电电路和放电电路导通和断开的控制信号。由上可见，本专利技术根据与D类音频放大器的输出级的电源电压成比例的反馈参量和一预定值的第一电压形成第一参考电压和第二参考电压，使所述第一参考电压的值和第二参考电压的值分别为所述第一电压的值和一与电源电压成比例的第二电压的值的差值和和值；然后再用大小相同的第一电流和第二电流分别对一充放电电容充电和放电，使得所述第一参考电压的值和第二参考电压的值分别为所述充放电电容上的电压的下限值和上限值，最后在所述充放电电容两端获得了共模电压恒定为所述第一电压以及幅值与所述电源电压成比例的三角波。因此本专利技术所产生的三角波可确保PWM信号输出的准确性和在不牺牲功耗和面积性能的条件下可保证环路的稳定性，不会造成生产成本的提高。附图说明为了更清本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种应用于D类音频放大器的三角波产生方法，所述D类音频放大器包括输出级电路，所述方法包括：获取与所述输出级电路的电源电压成比例的至少一个反馈参量；根据所述反馈参量和一预定值的第一电压生成第一参考电压和第二参考电压，使所述第一参考电压的值为所述第一电压的值和第二电压的值的差值，所述第二参考电压的值为所述第一电压的值和所述第二电压的值的和值，所述第二电压与所述电源电压成比例；当一充放电电容上的电压等于所述第一参考电压时，用充电电流对所述充放电电容充电，当所述充放电电容上的电压等于所述第二参考电压时，用放电电流对所述充放电电容放电，所述充放电电容上的电压信号作为应用于所述D类音频放大器的三角波信号。

【技术特征摘要】
1.一种应用于D类音频放大器的三角波产生方法，所述D类音频放大器包括输出级电路，所述方法包括：获取与所述输出级电路的电源电压成比例的至少一个反馈参量；根据所述反馈参量和一预定值的第一电压生成第一参考电压和第二参考电压，使所述第一参考电压的值为所述第一电压的值和第二电压的值的差值，所述第二参考电压的值为所述第一电压的值和所述第二电压的值的和值，所述第二电压与所述电源电压成比例；当一充放电电容上的电压等于所述第一参考电压时，用充电电流对所述充放电电容充电，当所述充放电电容上的电压等于所述第二参考电压时，用放电电流对所述充放电电容放电，所述充放电电容上的电压信号作为应用于所述D类音频放大器的三角波信号，所述三角波信号的共模电压不随所述电源电压变化，且恒定为所述第一电压。2.根据权利要求1所述的三角波产生方法，其特征在于，所述反馈参量包括第一反馈参量和第二反馈参量。3.根据权利要求2所述的三角波产生方法，其特征在于，所述第二反馈参量的值为所述第一反馈参量的值的两倍。4.根据权利要求3所述的三角波产生方法，其特征在于，所述第二电压的值等于所述第一反馈参量的值。5.根据权利要求1所述的三角波产生方法，其特征在于，所述充电电流和所述放电电流均与所述电源电压成比例。6.一种应用于D类音频放大器的三角波产生电路，所述D类音频放大器包括输出级电路，其特征在于，包括反馈参量生成电路、参考电压生成电路、充放电电流生成电路、充放电电容、充电电路、放电电路和充放电控制电路；其中，所述反馈参量生成电路用于获取与所述输出级电路的电源电压成比例的至少一个反馈参量；所述参考电压生成电路用于根据所述反馈参量和一预定值的第一电压生成第一参考电压和第二参考电压，使得所述第一参考电压的值为所述第一电压的值和第二电压的值的差值，所述第二参考电压的值为所述第一电压的值和所述第二电压的值的和值，与所述第二电压与所述电源电压成比例；所述充放电电流生成电路用于生成充电电流和放电电流；当所述充放电电容上的电压等于所述第一参考电压时，所述充放电控制电路控制所述充电电路导通，所述充电电流通过所述充电电路对所述充放电电容充电，当所述充放电电容上的电压等于所述第二参考电压时，所述充放电控制电路控制所述放电电路导通，所述放电电流通过所述放电电路对所述充放电电容放电；所述充放电电容上的电压作为所述三角波产生电路产生的三角波信号，所述三角波信号的共模电压不随所述电源电压变化，且恒定为所述第一电压。7.根据权利要求6所述的三角波产生电路，其特征在于，所述反...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱华平，孙振国，王楠，吴其昌，
申请(专利权)人：矽力杰半导体技术杭州有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33