D类放大器和抑制D类放大器噪声的方法技术

公开了一种D类放大器和抑制D类放大器噪声的方法。本发明专利技术通过分析发现D类放大器的“POP”噪声主要由D类放大器的差分网络中的电容器件不平衡导致的容性失配和电阻器件不平衡导致的阻性失配引起，通过延迟差分网络中的电容的启动时间，使得电容在其它部件启动后，电流相对稳定较小时再开始工作，可以有效减小由于电容不平衡导致的差分信号失配，抑制由于容性失配导致的“POP”噪声。同时，通过在积分电路中使用带有电压修整电路的运算放大器，并根据预先测量的差分信号失配幅度控制电压修整电路产生修整电压，以补偿差分信号阻性失配，由此可以抑制由于阻性失配导致的“POP”噪声。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电子电路技术，具体涉及一种D类放大器和抑制D类放大器噪声的方法。
技术介绍
D类放大器电路是一种开关型的功放电路，其与线性功放电路相比，具有效率高、发热少的特点，因此被广泛应用于智能电视、手机等消费电子产品领域。图1是现有的D类放大器的电路示意图。如图1所示，现有技术中的D类放大器通常包括积分电路1、脉宽调制电路2、驱动功率级电路3和反馈电路(图1中的反馈电阻R3和R4)。通过向积分电路1输入差分音频信号，积分电路将差分音频信号和反馈电路的反馈信号叠加并通过积分操作进行滤波，滤除D类放大器工作频段(例如音频)以外的噪声信号。脉宽调制电路2用于将积分电路1输出的差分信号调制为脉宽调制(Pulse Width Modulation，PWM)信号。脉宽调制电路2通常通过将一对差分信号分别与一个三角波信号比较，通过比较器输出对应的PWM信号。驱动功率级电路3采用如图2所示的两路放大电路构成的全桥电路，通过晶体管半桥的交替工作将PWM信号的功率放大。反馈电路用于将输出信号反馈到输入端。在应用为音频功率放大器时，由驱动功率级电路3输出的放大信号可以直接传输至扬声器还原为音频信号(扬声器本身具有一定的低通滤波能力)或经由低通滤波电路还原为音频信号传输至扬声器播放。通常，D类放大器还会在积分电路1的输入端连接滤波电容以进行第一级的滤波。现有的D类放大器在上电或关断瞬间，会在输出端产生“POP”噪声。在应用于音频系统时，“POP”噪声会使得扬声器在功率放大器上电或关断时产生爆破音。小的“POP”噪声可能让用户有不悦耳的感觉，而大的“POP”噪声更可能损坏扬声器。因此，抑制D类放大器的“POP”噪声非常重要。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术提供一种D类放大器和抑制D类放大器噪声的方法，以抑制D类放大器的“POP”噪声。第一方面，提供一种D类放大器，包括：积分电路，包括运算放大器和积分电容，所述积分电路输入差分信号输出经修正后的差分信号；脉宽调制电路，用于输入修正后的差分信号生成第一脉宽调制信号和第二脉宽调制信号；驱动功率级电路，用于分别放大所述第一脉宽调制信号和第二脉宽调制信号；其中，在所述D类放大器上电后，所述积分电路的运算放大器和脉宽调制电路启动，在经过第一时延后所述驱动功率级电路启动，再经过第二时延后所述积分电容上电。优选地，所述控制电路还用于在所述D类放大器关闭时先控制所述积分电容与积分回路解耦合，在经过第三时延后关闭所述驱动功率级电路，再经过第四时延后关闭所述积分电路的运算放大器和所述脉宽调制电路。优选地，所述积分电路包括：运算放大器；第一积分电容，连接在所述运算放大器的第一输入端和第一输出端之间；第二积分电容，连接在所述运算放大器的第二输入端和第二输出端之间；状态切换电路，在第一状态下使得所述第一积分电容和第二积分电容接入到积分环路中，在第二状态下使得所述第一积分电容和第二积分电容与积分环路解耦合。优选地，所述状态切换电路包括：第一控制开关，与所述第一积分电容并联；以及第二控制开关，与所述第二积分电容并联；其中，所述第一控制开关和第二控制开关在第一状态下均受控关断，在第二状态下均受控导通。优选地，所述状态切换电路包括：第一控制开关和第三电阻，串联连接在所述运算放大器的第一输入端和第一输出端之间；以及第二控制开关和第四电阻，串联连接在所述运算放大器的第二输入端和第二输出端之间；其中，所述第一控制开关和第二控制开关在第一状态下均受控关断，在第二状态下均受控导通。优选地，所述第一控制开关和所述第二控制开关受控于上升沿和/或下降沿为斜坡的控制信号导通或关断。优选地，所述运算放大器包括电压修整电路，所述电压修整电路用于生成修整电压以补偿所述的D类放大器的阻性失配，所述修整电压根据预先测量的D类放大器的输出差分信号的幅度失配值设定。第二方面，提供一种D类放大器，包括：积分电路，输入差分信号输出经修正后的差分信号；脉宽调制电路，用于输入修正后的差分信号和三角波生成第一脉宽调制信号和第二脉宽调制信号；以及，驱动功率级电路，用于分别放大所述第一脉宽调制信号和第二脉宽调制信号；其中，所述积分电路包括运算放大器，所述运算放大器包括电压修整电路，所述电压修整电路用于生成修整电压以补偿所述的D类放大器的阻性失配，所述修整电压根据预先测量的D类放大器的输出差分信号的幅度失配值设定。第三方面，一种抑制D类放大器噪声的方法，所述D类放大器包括积分电路、脉宽调制电路和驱动功率级电路，所述积分电路包括运算放大器和积分电容，所述方法包括：在所述D类放大器上电后控制所述积分电路的运算放大器和脉宽调制电路启动；在经过第一时延后控制所述驱动功率级电路启动；再经过第二时延后控制所述积分电路的积分电容上电。优选地，所述方法还包括：在所述D类放大器关闭时先控制所述积分电路的积分电容与积分环路解耦合；在经过第三时延后关闭所述驱动功率级电路；再经过第四时延后关闭所述积分电路的运算放大器和所述脉宽调制电路。优选地，通过控制所述积分电容的并联支路上的控制开关控制积分电路上电或与积分环路解耦合。优选地，所述运算放大器包括用于输出修整电压的电压修整电路，将所述修整电压设置为预先测量的D类放大器的输出差分信号的幅度失配值。本专利技术实施例通过分析发现D类放大器的“POP”噪声主要由D类放大器的差分网络中的电容器件不平衡导致的容性失配和电阻器件不平衡导致的阻性失配引起，通过延迟差分网络中的电容的启动时间，使得电容在其它部件启动后，电流相对稳定较小时再开始工作，可以有效减小由于电容不平衡导致的差分信号失配，抑制由于容性失配导致的“POP”噪声。同时，通过在积分电路中使用带有电压修整电路的运算放大器，并根据预先测量的差分信号失配幅度控制电压修整电路产生修整电压，以补偿差分信号失配，由此可以抑制由于阻性失配导致的“POP”噪声。附图说明通过以下参照附图对本专利技术实施例的描述，本专利技术的上述以及其它目的、特征和优点将更为清楚，在附图中：图1是现有的D类放大器的电路示意图；图2是半桥式驱动功率级电路其中一路的电路示意图；图3A是阻性失配的PWM信号的示意图；图3B是容性失配的PWM信号的示意图；图4A是本专利技术实施例的D类放大器的电路示意图；图4B是本专利技术实施例的D类放大器的另一个实施方式的电路示意图；图5是本专利技术实施例的D类放大器的控制时序图；图6是本专利技术实施例的D类放大器采用的运算放大器的电路示意图；图7是本专利技术实施例的抑制D类放大器噪声的方法的流程图。具体实施方式以下基于实施例对本专利技术进行描述，但是本专利技术并不仅仅限于这些实施例。在下文对本专利技术的细节描述中，详尽描述了一些特定的细节部分。对本领域技术人员来说没有这些细节部分的描述也可以完全理解本专利技术。为了避免混淆本专利技术的实质，公知的方法、过程、流程、元件和电路并没有详细叙述。此外，本领域普通技术人员应当理解，在此提供的附图都是为了说明的目的，并且附图不一定是按比例绘制的。同时，应当理解，在以下的描述中，“电路”是指由至少一个元件或子电路通过电气连接或电磁连接构成的导电回路。当称元件或电路“连接到”另一元件或称元件/电路“连接在”两个节点之间时，它可以是直接耦接或连接到另一元件或者可以存在中间元件，元件之间的连接可以本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种D类放大器，包括：积分电路，包括运算放大器和积分电容，所述积分电路输入差分信号输出经修正后的差分信号；脉宽调制电路，用于输入修正后的差分信号生成第一脉宽调制信号和第二脉宽调制信号；驱动功率级电路，用于分别放大所述第一脉宽调制信号和第二脉宽调制信号；其中，在所述D类放大器上电后，所述积分电路的运算放大器和脉宽调制电路启动，在经过第一时延后所述驱动功率级电路启动，再经过第二时延后所述积分电容上电。

【技术特征摘要】
1.一种D类放大器，包括：积分电路，包括运算放大器和积分电容，所述积分电路输入差分信号输出经修正后的差分信号；脉宽调制电路，用于输入修正后的差分信号生成第一脉宽调制信号和第二脉宽调制信号；驱动功率级电路，用于分别放大所述第一脉宽调制信号和第二脉宽调制信号；其中，在所述D类放大器上电后，所述积分电路的运算放大器和脉宽调制电路启动，在经过第一时延后所述驱动功率级电路启动，再经过第二时延后所述积分电容上电。2.根据权利要求1所述的D类放大器，其特征在于，所述控制电路还用于在所述D类放大器关闭时先控制所述积分电容与积分回路解耦合，在经过第三时延后关闭所述驱动功率级电路，再经过第四时延后关闭所述积分电路的运算放大器和所述脉宽调制电路。3.根据权利要求1或2所述的D类放大器，其特征在于，所述积分电路包括：运算放大器；第一积分电容，连接在所述运算放大器的第一输入端和第一输出端之间；第二积分电容，连接在所述运算放大器的第二输入端和第二输出端之间；状态切换电路，在第一状态下使得所述第一积分电容和第二积分电容接入到积分环路中，在第二状态下使得所述第一积分电容和第二积分电容与积分环路解耦合。4.根据权利要求3所述的D类放大器，其特征在于，所述状态切换电路包括：第一控制开关，与所述第一积分电容并联；以及第二控制开关，与所述第二积分电容并联；其中，所述第一控制开关和第二控制开关在第一状态下均受控关断，在第二状态下均受控导通。5.根据权利要求3所述的D类放大器，其特征在于，所述状态切换电路包括：第一控制开关和第三电阻，串联连接在所述运算放大器的第一输入端和第一输出端之间；以及第二控制开关和第四电阻，串联连接在所述运算放大器的第二输入端和第二输出端之间；其中，所述第一控制开关和第二控制开关在第一状态下均受控关断，在第二状态下均受控导通。6.根据权利要求4或5所述的D类放大器，其特征在于，所述第一控制开关和所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱华平，严一宇，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