【技术实现步骤摘要】
用于实现D类放大器的高输出信号摆幅的方法及设备本申请要求于2015年9月11日提交的临时申请第62/217,596号以及于2016年7月14号提交的临时申请第62/362,347号的优先权,其全部内容通过引用合并到本文中。
本专利技术总体上涉及放大器,更具体地涉及D类放大器。
技术介绍
D类放大器或开关放大器是其中放大器件(其为晶体管,通常为场效应晶体管,即FET)作为电子开关操作而非如其他放大器中那样作为线性增益器件操作的电子放大器。本领域技术人员公知这样的放大器是可以实现高放大率以及高效率的架构。待放大的信号是一系列的恒定振幅脉冲,因此有源器件在其完全导通和完全不导通状态之间快速地来回切换。待放大的模拟信号在被施加至放大器之前通过脉冲宽度调制、脉冲密度调制或其他方法被转换成一系列数字脉冲。在放大之后,输出脉冲序列可以通过使其通过由电感器和电容器组成的无源低通滤波器来被转换回模拟信号。(在一些应用中,省略低通滤波器,并且诸如扬声器的固有带宽的换能器用作低通滤波器。)D类放大器的主要优点在于其较之相似的模拟放大器通常更高效并且在有源器件中被耗散为热的功率更小。诸如脉冲生成器中所使用的输出级的输出级为D类放大器的示例。然而,该术语主要应用于旨在再现具有远低于切换频率的带宽的信号的功率放大器。图1是基本单端输出或半桥设计中的D类放大器100的视图。输入信号102与三角波信号组合以产生固定振幅但是宽度和间隔变化的一系列方形脉冲104;信号的低频部分为待放大的信号,而高频部分使波形二元化。脉冲序列104被输出级106放大,导致具有相同频谱但具有较大振幅的脉冲序列1 ...
【技术保护点】
一种用于向负载提供一系列输出脉冲的D类放大器,所述输出脉冲表示输入信号,所述D类放大器包括:四个半桥切换电路,每个半桥切换电路具有PMOS晶体管和NMOS晶体管,所述PMOS晶体管和所述NMOS晶体管中的每个晶体管的栅极接收表示所述输入信号的一系列输入脉冲,每个PMOS晶体管的源极耦接至正电源,每个NMOS晶体管的源极耦接至负电源,并且每个半桥中的PMOS晶体管的漏极连接至同一半桥中的NMOS晶体管的漏极;第一半桥切换电路的两种晶体管的漏极连接至所述负载的一侧并且第二半桥切换电路的两种晶体管的漏极连接至所述负载的相对侧;第一电容器,所述第一电容器的正端子连接至所述第一半桥的两种晶体管的漏极并且所述第一电容器的负端子连接至第三半桥的两种晶体管的漏极;以及第二电容器,所述第二电容器的正端子连接至所述第二半桥的两种晶体管的漏极并且所述第二电容器的负端子连接至第四半桥的晶体管的漏极。
【技术特征摘要】
2015.09.11 US 62/217,596;2016.07.14 US 62/362,347;1.一种用于向负载提供一系列输出脉冲的D类放大器,所述输出脉冲表示输入信号,所述D类放大器包括:四个半桥切换电路,每个半桥切换电路具有PMOS晶体管和NMOS晶体管,所述PMOS晶体管和所述NMOS晶体管中的每个晶体管的栅极接收表示所述输入信号的一系列输入脉冲,每个PMOS晶体管的源极耦接至正电源,每个NMOS晶体管的源极耦接至负电源,并且每个半桥中的PMOS晶体管的漏极连接至同一半桥中的NMOS晶体管的漏极;第一半桥切换电路的两种晶体管的漏极连接至所述负载的一侧并且第二半桥切换电路的两种晶体管的漏极连接至所述负载的相对侧;第一电容器,所述第一电容器的正端子连接至所述第一半桥的两种晶体管的漏极并且所述第一电容器的负端子连接至第三半桥的两种晶体管的漏极;以及第二电容器,所述第二电容器的正端子连接至所述第二半桥的两种晶体管的漏极并且所述第二电容器的负端子连接至第四半桥的晶体管的漏极。2.根据权利要求1所述的D类放大器,还包括数字化电路,所述数字化电路具有用于接收输入信号的输入并且生成表示要施加至所述PMOS晶体管和所述NMOS晶体管的栅极的输入信号的幅值和频率的一系列输入脉冲,所述一系列输入脉冲的频率显著高于所述输入信号的频率。3.根据权利要求2所述的D类放大器,其中所述输入信号是音频信号并且所述负载是扬声器。4.一种用于向负载提供一系列输出脉冲的D类放大器,所述输出脉冲表示输入信号,所述D类放大器包括:四个半桥切换电路,每个半桥切换电路具有第一晶体管和第二晶体管,所述第一晶体管和所述第二晶体管中的每个晶体管的栅极接收表示所述输入信号的一系列输入脉冲,每个第一晶体管的源极耦接至正电源,每个第二晶体管的源极耦接至负电源,并且每个半桥中的第一晶体管的漏极连接至同一半桥中的第二晶体管的漏极;第一半桥切换电路的两种晶体管的漏极连接至所述负载的一侧并且第二半桥切换电路的两种晶体管的漏极连接至所述负载的相对侧;第一电容器,所述第一电容器的正端子连接至所述第一半桥的两种晶体管的漏极并且所述第一电容器的负端子连接至第三半桥的两种晶体管的漏极;以及第二电容器,所述第二电容器的正端子连接至所述第二半桥的两种晶体管的漏极并且所述第二电容器的负端子连接至第四半桥的晶体管的漏极。5.根据权利要求4所述的D类放大器,其中每个第一晶体管是PMOS晶体管。6.根据权利要求5所述的D类放大器,其中每个第二晶体管是NMOS晶体管。7.根据权利要求4所述的D类放大器,其中每个第二晶体管是NMOS晶体管。8.根据权利要求4所述的D类放大器,还包括数字化电路,所述数字化电路具有用于接收输入信号的输入并...
【专利技术属性】
技术研发人员:彼得·约翰·弗里思,松盛·驱,A·马丁·马林森,罗伯特·林恩·布莱尔,
申请(专利权)人:ESS技术有限公司,
类型:发明
国别省市:美国,US
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