放大器电路制造技术

放大器电路，其包括：输入端，其用于接收待放大的输入信号；前置放大器，其用于基于可变增益来放大输入信号；功率放大器，其用于放大从前置放大器输出的信号；以及可变压电源，其用于向功率放大器供应一个或多个电源电压。所述电源电压被基于该可变增益或该输入数字信号而调整。根据本发明专利技术的其他方面，放大器电路的电源使用时钟信号来定时，由此所述时钟信号具有根据音量信号或输入信号而变化的频率。

【技术实现步骤摘要】
【专利说明】放大器电路本申请是申请日为2008年8月4日、申请号为200880108519.4、名称为“放大器电路”的专利技术专利申请的分案申请。
本专利技术涉及放大器电路，具体地但不排他地，涉及包括功率放大器的放大器电路。
技术介绍
图1示出了基础的AB类放大器10。双极(即，错层(split level))电源输出了电压V+、V，且这些输出电压跨越放大器10而施加，放大器10放大了输入信号Sin并将以地为参考的放大输出信号S-输出至负载20。假设被供应至放大器10的电压是足够的，则放大器10具有基本线性的放大行为(忽略交叉效应(crossover effect))。也就是说，从该电源输出的电压V+、V必须是足够的，以避免输出信号“削波(clipping) ” 一一即当该信号靠近、等于或超过从电源供应至放大器的电压V+、V时发生的输出衰减。通过使最大输出信号Smto与电源导轨(rails)之间具有“净空(headroom) ”避免了这种现象。图2示出了当Sin是正弦波时的S在这一实施例中，V+和V被设置得足够高，以使输入正弦波被线性地放大。也就是说，在V+及V与最大输出信号之间有少量的净空，以使信号不被削波。该图中的阴影区域代表在放大器10中浪费的功率；可以看到，当输出接近V+或V时，放大器10十分高效，但是当输出接近OV(GND)时，放大器十分低效。也就是说，即使当输出信号S—很小时，放大器10仍然消耗大量的功率。AB类放大器的最大理论效率是78.通过提供多于一组的电源导轨--即电源电压(supply voltage), G类放大器克服了这一效率上的限制。也就是说，如图3所示，如果输出信号S-合理地大，则该放大器产出(run off) 一个电源^ ;如果输出信号S-较小，则该放大器产出另一个较小的电源Vp-Vn。理想地，可以提供无限数量的电源导轨，以使被供应至该放大器的电压有效地“跟踪”输入信号，而总是提供刚好足够的电压，以避免削波的出现。图4示出了 G类放大器50的实施例。待放大的数字信号Sin被输入至放大器50。该数字输入信号首先通过数模转换器(DAC)51被转换为模拟信号。所产生的模拟信号被馈送至包络检波器(envelopedetector) 52ο包络检波器52检测DAC 51的模拟输出信号的包络的大小(size)，并将控制信号输出至开关式(switching) DC-DC转换器54。该控制信号指示DAC 51的模拟输出的包络的大小。接着，DC-DC转换器54通过分别对电容器58、60充电来将电压VJPV供应至功率放大器56。由DC-DC转换器54供应的电压V+和V随着来自包络检波器52的控制信号而变化，以使相对大的包络将导致相对高的电压被供应至功率放大器56 ;相反地，小的包络将导致相对小的电压被供应至功率放大器56，以使浪费较少的功率。v+被供应至第一电容器58的一个接线端(terminal)，V被供应至第二电容器60的一个接线端。各电容器58、60的第二接线端接地。DC-DC转换器54以固定频率Fs被接通或断开，以使电容器58、60轮换地充电和放电，从而，假设模拟信号的包络不变化，则将近似恒定的电压施加至功率放大器56。图5是跨越电容器58、60之一的电压的示意图(在实践中，该电容器的充电和放电图线(profile)将是指数曲线)。在时刻t。，DC-DC转换器54被接通，从而该电容器开始充电。在时刻h，DC-DC转换器54被断开，从而该电容器开始放电。在时刻t2，DC-DC转换器54被接通，从而该电容器再次开始充电。该动作被重复，以使跨越该电容器的电压被维持在近似恒定的水平，带有被公知为“纹波电压”(ripple voltage)的少量变化。因此，t。与七2之间的时间段是1/FS。与上述的包络检波平行地，图4中DAC 51的模拟输出信号通过模拟时延器(delay) 62被馈送至前置放大器(preamplifier) 63，前置放大器63通常是可编程增益放大器(PGA)，其通过根据所接受的控制信号(即，音量)的增益设置来放大经时延的信号。来自前置放大器63的输出被馈送至功率放大器56，在功率放大器56中被放大并输出至负载64。模拟时延器62是有必要的，以使由包络检波实现的功率调制同步于功率放大器56的信号的到达。但是，模拟时延经常导致信号失真；需要的时延越长，经时延的信号的失真就越严重。通常，为使该效应最小化，必须使包络检波和功率调制尽可能快地运行；也就是说，DC-DC转换器54必须对输入信号的变化作出迅速反应。但是，这一方法也存在缺陷。例如，在使用功率放大器56放大音频信号时，运行在降低信号失真所需的频率的DC-DC转换器本身可以产生用户可听见的噪音。在实践中，在信号失真和电源产生的噪声之间需要实现一个折衷。
技术实现思路
根据本专利技术的一个方面，提供了放大器电路，其包括:输入端，其用于接收待放大的输入信号；前置放大器，其用于基于可变增益(variable gain)来放大该输入信号；功率放大器，其用于放大从该前置放大器输出的信号；可变压电源，其用于向该功率放大器供应功率，所述功率被基于该可变增益而调整。根据本专利技术的一个相关方面，提供了放大信号的方法，其包括以下步骤:接收输入信号；在前置放大器中基于可变增益来放大该输入信号；从可变压电源向功率放大器供应功率；以及在该功率放大器中放大该模拟信号，其中该可变压电源被基于该输入信号和该可变增益而控制。根据本专利技术的另一个方面，提供了放大器电路，其包括:输入端，其用于接收待放大的输入数字信号；时延块(delay block)，其用于使该输入数字信号发生时延并输出模拟信号，该时延块包括用于接收该数字信号并将该数字信号转换为模拟信号的数模转换器；功率放大器，其用于放大该模拟信号；以及可变压电源，其用于向该功率放大器供应至少一个供应电压，其中由该可变压电源供应的该至少一个电源电压被基于该输入数字信号而控制。根据本专利技术的一个相关方面，提供了放大信号的方法。该方法包括以下步骤:接收输入数字信号；将经时延的数字信号转换为模拟信号；从可变压电源向功率放大器供应至少一个电源电压；以及在该功率放大器中放大该模拟信号，其中由该可变压电源供应的该至少一个电源电压被基于该输入数字信号而控制。根据本专利技术的另一个方面，提供了放大器电路，其包括:输入端，其用于接收待放大的输入信号；前置放大器，其用于基于音量信号来放大该输入信号；功率放大器，其用于放大从该前置放大器输出的信号；时钟发生器，其用于产生时钟信号，该时钟信号具有根据该音量信号而变化的频率；以及开关电源(switched power supply)，其用于接收所述时钟信号、以所述时钟信号频率来切换、并向该功率放大器供应至少一个电源电压。根据本专利技术的一个相关方面，提供了放大信号的方法。该方法包括以下步骤:接收输入信号；在前置放大器中根据音量信号来放大该输入信号；从开关电源向功率放大器供应至少一个电源电压；以及在该功率放大器中放大从该前置放大器输出的信号，其中该开关电源以根据该音量信号而变化的频率来切换。根据本专利技术的另一个方面，提供了放大器电路，其包括:输入端，其用于接收待放大的输入信号；功率放大器，其用于放大该本文档来自技高网...

【技术保护点】
音频放大器电路，其包括：第一输入端，其用于接收待放大的音频输入信号；放大器，其用于放大该音频输入信号；时钟发生器，其用于产生时钟信号，该时钟信号具有根据该音频输入信号而变化的频率；以及电荷泵，其具有用于接收所述时钟信号的第二输入端，所述电荷泵向该放大器供应至少一个电源电压，其中所述电荷泵包括一个控制器，所述控制器以一个开关状态的序列来运行所述电荷泵，且所述电源电压的量值由所述开关状态的序列来限定；其中所述至少一个电源电压经由各自的电容器被供应至该放大器，该时钟信号控制该电荷泵的切换以控制所述电容器充电和放电的频率，从而控制所述电源电压的电压纹波。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：J·P·莱索，
申请(专利权)人：思睿逻辑国际半导体有限公司，
类型：发明
国别省市：英国;GB