一种集成数字输入的音频放大器系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种集成数字输入的音频放大器系统，包括控制器芯片和音频放大器芯片，所述控制器芯片向所述音频放大器芯片传输数字信号，所述音频放大器芯片包括级联连接的数模转换器和音频放大器。本实用新型专利技术将数字模拟转换器集成到升压音频放大器芯片中，使系统方案集成度更高，系统成本更低。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及到功能放大器的
，特别涉及到一种集成数字输入的音频放大器系统。
技术介绍
音频放大器常已经有快要一个世纪的历史了，最早的电子管放大器的第一个应用就是音频放大器。而随着科学技术和智能化电子产品的不断发展，音频放大器的技术也在不断地更新、发展、前进，其广泛应用于需要声音输出的应用场合，比如蓝牙音箱、对讲机等。音频放大器是一种将低功率音频信号放大至适合于驱动扬声器的水平的功率放大器。音频放大器用于音频播放链的末级中，以放大用于在扬声器上播放的音频信号，所述扬声器可以是耳机或移动装置上的扬声器。音频信号是带有语音、音乐和音效的有规律的声波的频率、幅度变化信息载体。根据声波的特征，可把音频信息分类为规则音频和不规则声音。其中规则音频又可以分为语音、音乐和音效。规则音频是一种连续变化的模拟信号，可用一条连续的曲线来表示，称为声波。但随着电子智能化的进程，控制器(MCU)也趋向数字应用，从数字应用中生成数字域音频信号。但由于现有技术中音频放大器通常都配置为模拟输入接口，所以数字域音频信号多采用数字模拟转换器(DAC)转换为模拟域音频信号，并通过模拟接口连接传统音频放大器输出，而控制器(MCU)、数字模拟转换器(DAC)、音频放大器除了需要设置输入输出接口外，还都需要独立的供电电路。但电子产品随着消费水平的递增，人们对电子产品有着更高的要求，需要电子的功能越来越多，体积却要越来越小。由此需要对音频放大器系统的设计提出了更高的要求，在满足功能化的同时，需要更精简的设计。而上述设计显然不能满足现有人们的需求。
技术实现思路
本技术的目的在于提出一种集成数字输入的音频放大器系统，将数字模拟转换器集成到升压音频放大器芯片中，使系统方案集成度更高，系统成本更低。为此，本技术采用以下技术方案：一种集成数字输入的音频放大器系统，包括控制器芯片和音频放大器芯片，所述控制器芯片向所述音频放大器芯片传输数字信号，所述音频放大器芯片包括级联连接的数模转换器和音频放大器。优选地，所述数模转换器为权电阻网络数模转换器，其包括：基准电源、由多个权电阻并联连接形成的权电阻网络、与所述权电阻的个数匹配的多个模拟开关、以及求和放大器，其中，各所述权电阻的一端通过与其对应的所述模拟开关连接到所述基准电源、另一端连接到所述求和放大器的输入端，各所述模拟开关分别受所述数字信号的各位数码控制。具体地，所述求和放大器包括运算放大器和反馈电阻，所述反馈电阻连接在所述运算放大器的输出端和反相输入端之间，所述运算放大器的正相输入端接地、反相输入端与各所述权电阻的所述另一端连接。本技术采用以上技术方案，将数字模拟转换器集成到升压音频放大器芯片中，直接采用内部走线，而无需通过芯片封装引脚接出使系统方案集成度更高，系统成本更低。附图说明图1为本技术的集成数字输入的音频放大器系统的结构示意图；图2为本技术的集成数字输入的音频放大器芯片的数模转换器的电路结构示意图；图3为图2的一个实施例的电路结构示意图。具体实施方式为了使本技术的目的、特征和优点更加的清晰，以下结合附图及实施例，对本技术的具体实施方式做出更为详细的说明，在下面的描述中，阐述了很多具体的细节以便于充分的理解本技术，但是本技术能够以很多不同于描述的其他方式来实施。因此，本技术不受以下公开的具体实施的限制。一种集成数字输入的音频放大器系统，如图1所示，包括控制器芯片100和音频放大器芯片200，控制器芯片100向音频放大器芯片200传输数字信号Dn＝dn-1…d1d0，数字信号Dn为音频放大器芯片200的数字输入信号。音频放大器芯片200包括级联连接的数模转换器210和音频放大器220，其中，数模转换器210将输入的数字信号Dn转换为模拟信号并传输给音频放大器220，音频放大器220对该模拟信号进行放大然后输出。本技术的集成数字输入的音频放大器系统，将数模转换器集成到升压音频放大器芯片中，直接采用内部走线，而无需通过芯片封装引脚接出使系统方案集成度更高，系统成本更低。优选地，本技术的集成数字输入的音频放大器系统中的数模转换器210为权电阻网络数模转换器。参照图2，权电阻网络数模转换器包括：基准电源VREF、由多个权电阻R0,R1,…,Rn-1并联连接形成的权电阻网络、与权电阻的个数n匹配的多个模拟开关S0,S1,…,Sn-1、以及求和放大器。其中，每个权电阻R0,R1,…,Rn-1的一端通过与其对应的模拟开关S0,S1,…,Sn-1连接到基准电源VREF，每个权电阻R0,R1,…,Rn-1的另一端连接到求和放大器的输入端。每个模拟开关S0,S1,…,Sn-1分别受音频放大器芯片200的数字输入信号Dn＝dn-1…d1d0的各位数码d0,d1,…,dn-1的控制。进一步地，如图2所示，求和放大器为接成负反馈形式的运算放大器，其包括运算放大器和反馈电阻RF，反馈电阻RF连接在运算放大器的输出端VO和反相输入端V-之间；运算放大器的正相输入端V+接地、反相输入端V-与权电阻网络中的各个权电阻R0,R1,…,Rn-1的支路相连接。图3为图2的一个实施例的电路结构示意图，其中所示的数模转换器为4位权电阻网络数模转换器。以下以其为例进行说明原理：如图3所示，音频放大器芯片中的数模转换器的权电阻网路包括4条并联连接的支路，其中各个支路中的权电阻R0,R1,…,Rn-1的阻值依次按8：4：2：1的比例配置，即R0＝8R、R1＝4R、R2＝2R、R3＝R。每个模拟开关S0,S1,S2,S3的开关状态分别受音频放大器芯片的4位数字输入信号D4的各位数码d0,d1,d2,d3的控制，当D4的某位di上的二进制数的值为1时，即di＝1时，di对应的模拟开关Si闭合，使得与该模拟开关Si对应的权电阻Ri接通到参考电源VREF上，此时有支路电流Ii流向求和放大器。而D4的某位di＝0时，模拟开关Si对应的权电阻网络中的支路断开，此时该支路的电流Ii为零。按照运放的“虚地”原理，有V-≈V+＝0。因此，当模拟开关S0,S1,S2,S3闭合时，流经权电阻网络的各个支路的电流分别是VREF/8R、VREF/4R、VREF/2R和VREF/R。而这些各个支路的电流是否存在则取决各个支路中模拟开关的闭合状态，而各个模拟开关的闭合状态又取决于输入的数字信号的各个比特的值。由于VO/RF＝I0+I1+I2+I3，因此，运算放大器的输出电压VO为：VO＝(d0/8R+d1/4R+d2/2R+d3/R)×VREF×RF。基于d0,d1,d2,d3是输入的数字信号D4的二进制的相应位，其取值分别为0或1。由上式可见，当D4＝d3d2d1d0在0000-1111范围内变化时，运算放大器的输出电压VO也随之发生变化。这样，数字量的变化就转化成了电压(模拟量)的变化了。所以采用以上技术方案，将数字模拟转换器集成到升压音频放大器芯片中，直接采用内部走线，不需要单独安装数字模拟转换器并通过芯片封装引脚接出，且仅需一个电源供电即可，使使系统方案集成度更高，系统成本更低。以上所述仅为本技术的较佳实施例而已，并不用以限制本技术，凡在本技术的精神和原则之内所作的任何修本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种集成数字输入的音频放大器系统，其特征在于，包括控制器芯片和音频放大器芯片，所述控制器芯片向所述音频放大器芯片传输数字信号，所述音频放大器芯片包括级联连接的数模转换器和音频放大器。

【技术特征摘要】
1.一种集成数字输入的音频放大器系统，其特征在于，包括控制器芯片和音频放大器芯片，所述控制器芯片向所述音频放大器芯片传输数字信号，所述音频放大器芯片包括级联连接的数模转换器和音频放大器。2.根据权利要求1所述的一种集成数字输入的音频放大器系统，其特征在于，所述数模转换器为权电阻网络数模转换器，其包括：基准电源、由多个权电阻并联连接形成的权电阻网络、与所述权电阻的个数匹配的多个模拟开关、以及求和放大...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘伟吉，
申请(专利权)人：厦门傅里叶电子有限公司，
类型：新型
国别省市：上海;31