放大器电路及其放大方法技术

本发明专利技术提供一种真接地放大器电路，其中电压传感器感测输出电压并产生二进制输出，该二进制输出指示输出电压是否超过或低于阈值。可变增益反馈系统产生反馈信号用于与数字输入组合，从而提供偏移消除。在放大器电路的操作的初始期期间，可变增益随着时间减少以提供偏移消除。例如，在起动期间提供偏移消除。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及放大器电路，并且特别涉及用于提供扬声器信号(例如耳机)的偏移消除的放大器，并且特别地涉及真接地放大器电路。
技术介绍
在AC耦合系统中，扬声器可以通过电容器被连接到放大器。可选的，数字音频耳机放大器可以具有被直接连接到放大器的输出端的扬声器。放大器输出信号则参考地，并且该布置使用真接地放大器，如图1所示。放大器1从数字模拟转换器(DAC)2接收输入信号。DAC参考地，并且只在正电压域中操作。扬声器11连接在地和放大器输出端之间。DAC具有共模电流Idaccom和差模电流Idacdiff的差分输出。共模电流由通过虚接地电阻器3的传导确定放大器的一个输入端处的电压。电阻器被设置为使共模电流(实质上为常数)得到0.5Vdd的电压降。差模电流驱动放大器，放大器具有与虚接地电阻器3相同值的反馈电阻器4。在静音模式中，差模电流和共模电流相等，因此在反馈电阻器两端同样产生的0.5Vdd电压降，以及放大器输出是0。因此，放大器输出以零为中心，并且为此放大器需要正和负电压供给。放大器的偏移的组合，反馈和虚接地电阻器的失配，DAC正和负电流之间的失配及其他缺点导致在输出端跨过扬声器两端的DC补偿电压。电阻器和晶体管的适当匹配，可以实现少量毫伏的DC偏移，但即使1毫伏的DC偏移可以导致在接通／断开放大器时的咔哒和扑通声。已知的解决扑通声和咔哒问题的方法是使用软开关的方法，或者使用动态元件匹配和斩波放大器以保持低偏移。此外，使用模拟数字转换器用于数字化放大器输出并随后通过低通滤波器是一种可能的除去DC偏移的方法。这些已知的方法需要额外的电路和信号处理，这是不希望的。US2011／0116653披露了一种放大器，其中输出级被分为初级输出级和次级输出级。它还揭露了DC偏移补偿电路，在其中与真接地的比较被用于产生误差信号，误差信号被过滤和放大后从输入中被减去。控制这种DC偏移补偿电路的问题是需要在不同的时间使用不同的控制，以及当放大器在使用时这种控制希望不被用户发现。
技术实现思路
本专利技术通过权利要求限定。根据本专利技术，提供一种放大器电路包括：数字模拟转换器；放大器，所述放大器用于放大模拟信号，放大器具有反馈阻抗，放大器的输出端用于连接到输出负载，其中电路还包括：电压传感器，所述电压传感器用于感测输出电压并产生二进制输出，所述二进制输出指示输出是否超过或低于阈值；可变增益反馈系统，所述可变增益反馈系统产生反馈信号用于与数字输入组合，从而提供偏移消除。控制器，所述控制器用于控制可变增益，其中所述控制器适于随着时间减少增益使其至少在两个非零值之间变化，从而在放大器电路的操作的初始期间提供偏移消除。放大器可以是音频放大器。本专利技术提供一种反馈机制，该反馈机制以一种简单的方法测量输出电压(例如用单个比较器作为模拟元件)并用数字输入结合(例如减去)这个值。所有的对DC偏移有贡献的因素可以被消除。比较器可以具有0V阈值并因此测量放大器输出水平是否超过或低于地水平。反馈回路校准DC输入信号使输出信号被移动到0V。这个将在不使用负载的情况下工作(例如音乐用扬声器的形式播放到负载)，但它在使用负载时也可以工作(例如同时播放音乐)。随着时间，可以分析输出以确认当在输出信号中没有DC分量时(例如音乐)，在长时间内平均信号同样超过和低于零。数字模拟转换器可以具有差分输出，放大器被用于接收数字模拟转换器的差分输出信号的一个到一个输入以及接收另一个到另一个输入。差分信号之间的差异因此被放大。数字模拟转换器可以用于将数字输入信号转换为模拟共模电流信号和模拟差模电流信号。本专利技术提供一种自动化的可调节的环路增益，从而稳定速率在起动期间从快降到慢。在起动期间可以承受快速稳定而在使用期间采用慢速稳定，例如为了避免听得见的扑通声噪声。优选地，可变增益反馈系统包括增益元件和积分器，所述积分器用于累积增益元件的输出。然后电路可以依赖计数电路的时刻计算积分器周期并改变增益。在一种布置中，控制器适于改变计时点的增益，该计时点是当积分器输出是最小值和最大值输出电平之间的中点时。每隔预定数目的积分器输出的交叉口，所述控制器可以在计时点用最小值和最大值输出电平之间的中点改变增益。可变增益反馈系统可以具有固定数目的可变增益设置，例如2，3，4或者5。在一种布置中，具有初级和次级，其中初级在放大器布置的导通期间被禁用，和次级以累进的方式接通，其中初级只在偏移消除之后被使能(即在dc偏移被除去之后)。在起动期间，电压传感器和可变增益反馈系统是次级的一部分。在起动之后，电压传感器和可变增益反馈是初级的一部分。放大器电路可被用于扬声器电路。本专利技术还提供一种信号放大方法，包括：将数字信号转换为模拟信号；放大模拟信号；感测输出电压并产生二进制输出，所述二进制输出指示输出电压是否超过或低于阈值；产生反馈信号用于与数字输入组合，从而提供偏移消除；和至少在两个非零值之间控制反馈信号的可变增益，通过随着时间减少增益以在放大器电路的操作的初始期间内提供偏移消除。附图说明以下提供了关于附图的描述，仅作为示例，其中：图1示出了一种已知的真接地扬声器放大器；图2示出了本专利技术的真接地扬声器放大器的第一实施例；图3示出了用于图2的电路的一个可能的时间图；图4示出了本专利技术的真接地扬声器放大器的第二实施例；图5示出了用于图4的电路的一个可能的时间图；和图6示出了另一个已知的真接地扬声器放大器，其中可以应用本发明的控制。具体实施方式本专利技术提供真接地放大器电路，其中电压传感器感测输出电压并产生二进制输出，该二进制输出指示输出是否超过或低于阈值。可变增益反馈系统产生反馈信号用于与数字输入组合，从而提供偏移消除。在放大器电路的操作的初始期，可变增益随着时间减少以提供偏移消除。例如，这在起动周期提供偏移消除。增益至少在两个非零值之间调整，与DC偏移消除的不同速率相应。可以在不同的时间采用不同的速率，取决于在输出上的音响效果是否是可容忍的(例如在静音模式)。图2示出了本专利技术的电路的一个实施例。如图1所示，电路包括数字模拟转换器2，放大器1，接地电阻器3，反馈电阻器4以及扬声器11。另外，电路包括比较器5和积分器6，比较器5用于比较在扬声器对边的电压信号(即放大本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种放大器电路，其特征在于，包括：数字模拟转换器(2)；放大器(1)，所述放大器(1)用于放大模拟信号，放大器(1)具有反馈阻抗(4)，放大器(1)的输出端用于连接到输出负载(11)，其中所述电路还包括：电压传感器(5)，所述电压传感器(5)用于感测输出电压并产生二进制输出，所述二进制输出指示输出电压是否超过或低于阈值；可变增益反馈系统(6，7，8，9，10)，所述可变增益反馈系统(6，7，8，9，10)用于产生反馈信号，所述反馈信号用于与数字输入组合，从而提供偏移消除；和控制器，所述控制器用于控制可变增益，其中所述控制器适于随着时间减少增益使其至少在两个非零值之间变化，从而在放大器电路的操作的初始期提供偏移消除。

【技术特征摘要】
2013.05.08 EP 13167118.21.一种放大器电路，其特征在于，包括：
数字模拟转换器(2)；
放大器(1)，所述放大器(1)用于放大模拟信号，放大器(1)具有反馈
阻抗(4)，放大器(1)的输出端用于连接到输出负载(11)，
其中所述电路还包括：
电压传感器(5)，所述电压传感器(5)用于感测输出电压并产生二进制
输出，所述二进制输出指示输出电压是否超过或低于阈值；
可变增益反馈系统(6，7，8，9，10)，所述可变增益反馈系统(6，7，
8，9，10)用于产生反馈信号，所述反馈信号用于与数字输入组合，从而
提供偏移消除；和
控制器，所述控制器用于控制可变增益，其中所述控制器适于随着
时间减少增益使其至少在两个非零值之间变化，从而在放大器电路的操
作的初始期提供偏移消除。
2.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，数字模拟转换器(2)
具有差分输出，以及放大器用于接收数字模拟转换器的差分输出信号中
的一个到放大器的一个输入端以及接收另一个差分输出信号到放大器的
另一个输入端。
3.根据权利要求2所述的电路，其特征在于，数字模拟转换器(2)
被用于将数字输入信号转换为模拟共模电流信号和模拟差模电流信号，
其中共模电流信号被提供到放大器的一个输入端和差模电流信号被提供
到放大器的另一个输入端。
4.根据前面任一权利要求所述的电路，其特征在于，可变增益反馈
系统包括增益元件(7)和积分器(6)，积分器(6)用于累积增益元件的输
出。
5.根据权利要求4所述的电路，其特征在于，所述电路还包括根据
计数电路的计时计算积分器周期和改变增益的电路(8，9，10)。
...

【专利技术属性】
技术研发人员：哈恩·马丁内斯·斯胡尔曼斯，马尔藤·威廉默斯·H·M·范多麦伦，
申请(专利权)人：NXP股份有限公司，
类型：发明
国别省市：荷兰;NL