数字功放电路结构和方法技术

本发明专利技术涉及一种数字功放电路结构，包括数字包络检测电路模块，用于检测音频信号的幅值；数模转换模块，用于将数字信号转换为模拟信号；反馈控制电路模块，用于对信号进行反馈和调节；DC‑DC电路模块，用于进行电压转换；功放电路模块，所述的功放电路模块的输入端与所述的DC‑DC电路模块的输出端相连接，用于调节信号大小的动态变化。本发明专利技术还涉及一种基于该电路结构实现省电功能的方法。采用了该电路结构和方法，数字功放由于是数字电路，一致性比较好，调试方便。整体方案比较合理、简单、容易实现，还可以通过增加通道延迟模块，调节电源电压和输出信号的同步，保证不因瞬间音量变化带来失真。

Structure and method of digital power amplifier circuit

【技术实现步骤摘要】
数字功放电路结构和方法
本专利技术涉及音频处理领域，尤其涉及电路结构改进的音频处理领域，具体是指一种数字功放电路结构和方法。
技术介绍
D类功放电源电压越低，相同输出功率条件下的效率就越高，也就意味着更省电。通常功放所连接的电源电压是固定不变的，因而一旦选定了电源电压、负载，效率的高低就取决于输出功率的大小。输出功率越大，效率也就越高。因此，在现有电源电压固定不变的情况下，输出功率不变，D类功放的效率就不会提高。如果要提升效率，在功放电路已经选定的情况下，就需要降低电源电压来实现。现有技术的省电策略是，根据输入音频信号的大小，动态的调整电源电压，使得输出电压始终略低于电源电压。理想情况下，这样既不会引起削波失真，又能将效率做到最大化。然而现有技术需要比较复杂的设计才能实现上述方式电源电压的降低，复杂度、成本偏高、一致性差，还存在电源电压与输出信号不能保持很好同步，音频信号瞬间变大容易引起削波失真的问题。一种现有技术，需要将音频信号源接入专用电路或器件组合进行解析，得到与音频信号包络大小成正比的信号，再控制DC-DC电路的电压输出，从而实现功放的电源电压随音频信号大小作相应的改变。一种现有技术：《一种音频自适应升压电路、BOOST芯片及音频设备》现有技术缺点在于实现该功能需要较多额外的电路模块用于解析音频信号源、得到与音频信号包络大小一致的模拟信号，再控制DC-DC电路的输出，供给功放模块作为电源电压。需要额外增加电路，可能还包括封装，至少需要对原有设计进行比较大的设计改动才可以实现。如果考虑到电源电压与输出信号同步的问题，还需要做更多、更复杂的设计才能很好的实现。此外，对于模拟电路来说，一致性通常也比数字电路要差很多。现有技术的实施例如图2所示，说明如下：1)该实施例中用于控制DC-DC的FB端口的线路是用模拟电路搭建，需要的结构是左、右声道信号运放线路(取最大值)、信号包络提取运放线路、电压转换电流运放线路，共三个模块，全部采用模拟线路实现。2)采用的方法是：左、右声道模拟输入经过运算放大后取其中的最大值，然后将信号包络(峰值包络)检出，转换为电流信号去改变FB端的电压值。包络电压值低的时候，电流小，FB端电压增大，输出电压按电阻比例减小；包络电压值大的时候，电流大，FB端电压减小，输出电压按电阻比例增大。正好对应信号小，电压低，信号大，电压高。
技术实现思路
本专利技术的目的是克服了上述现有技术的缺点，提供了一种满足电路简单、省电、成本低的数字功放电路结构和方法。为了实现上述目的，本专利技术的数字功放电路结构和方法如下：该数字功放电路结构，其主要特点是，所述的电路结构包括：数字包络检测电路模块，用于检测音频信号的幅值；数模转换模块，所述的数模转换模块的输入端与所述的数字包络检测电路模块的输出端相连接，用于将数字信号转换为模拟信号；反馈控制电路模块，所述的反馈控制电路模块的输入端与所述的数模转换模块的输出端相连接，用于对信号进行反馈和调节；DC-DC电路模块，所述的DC-DC电路模块的输入端与所述的反馈控制电路的输出端相连接，用于进行电压转换；功放电路模块，所述的功放电路模块的输入端与所述的DC-DC电路模块的输出端相连接，用于调节信号大小的动态变化；所述的数模转换模块包括：PCM转PWM单元，所述的PCM转PWM单元的输入端与所述的数字包络检测电路模块的输出端相连接，用于将离散的数字信号转变为连续的模拟信号；低通滤波电路单元，所述的低通滤波电路单元的输入端与所述的PCM转PWM单元的输出端相连接，所述的低通滤波电路单元的输出端均与所述的反馈控制电路模块的输入端和功放电路模块的输入端相连接，用于滤除信号的高频分量。较佳地，所述的电路结构还包括通道延迟模块，所述的通道延迟模块的输入端与数字音频输入信号相连接，所述的通道延迟模块的输出端与所述的数模转换模块的输入端相连接，用于调节功放电源电压和输出电压的相位关系。较佳地，所述的电路结构还包括模拟包络检测电路，所述的模拟包络检测电路的输入端与所述的数模转换模块的输出端相连接，所述的模拟包络检测电路的输出端与所述的反馈控制电路的输入端相连接。较佳地，所述的低通滤波电路包括RC滤波电、LC滤波电路、一阶滤波电路和多阶滤波电路。该基于上述的电路结构实现省电功能的方法，其主要特点是，所述的方法包括以下步骤：(1)所述的数字包络检测电路模块检测数字音频信号的幅值；(2)所述的数模转换模块将所述的数字信号转换为模拟信号；(3)所述的电路结构对信号进行电压转换；(4)所述的DC-DC电路调节DC-DC的反馈端并控制DC-DC输出。较佳地，所述的步骤(1)具体包括以下步骤：(1.1)所述的通道延迟模块选择合适的延迟；(1.2)所述的数字包络检测电路模块检测数字音频信号的幅值。较佳地，所述的数模转换模块包括PCM转PWM单元和低通滤波电路单元，所述的步骤(2)具体包括以下步骤：(2.1)所述的PCM转PWM单元将幅值的数字信号转换为PWM信号；(2.2)所述的低通滤波电路滤除高频分量。采用了本专利技术的数字功放电路结构和方法，利用数字功放本身数字音频信号处理带有的音频信号幅度检测功能模块和PCM-PWM功能模块，只需要外加低通滤波电路，将输出连接到DC-DC电路的FB端，就可以实现上述动态省电功能。保护点是音频信号幅度检测后利用PCM转PWM功能，再通过RC滤波器(不限于此方式)转换成可以控制DC-DC电路反馈端的电压信号。该信号反映了当前音频信号的幅度，同时用于控制DC-DC电路的反馈端。另外，数字功放由于是数字电路，一致性比较好，调试方便。整体方案比较合理、简单、容易实现，还可以通过增加通道延迟模块，调节电源电压和输出信号的同步，保证不因瞬间音量变化带来失真。附图说明图1为现有技术的电路示意图。图2为现有技术的实施例原理图。图3为现有技术的反馈控制电路的实施例的连接图。图4为本专利技术的数字功放电路结构的电路结构图。图5为本专利技术的数字功放的方法的流程图。图6为本专利技术的数字功放电路结构的低通滤波电路连接到DC-DC电路的连接图。图7为本专利技术的数字功放电路结构的动态省电功能的效果图。图8为本专利技术的数字功放电路结构的实施例1的电路结构图。图9为本专利技术的数字功放电路结构的实施例1的方法流程图。图10为本专利技术的数字功放电路结构的实施例2的电路结构图。图11为本专利技术的数字功放电路结构的实施例2的方法流程图。图12为本专利技术的数字功放电路结构的实施例3的电路结构图。图13为本专利技术的数字功放电路结构的实施例3的方法流程图。图14为本专利技术的数字功放电路结构的实施例4的电路结构图。图15为本专利技术的数字功放电路结构的实施例4的方法流程图。图16为本专利技术的数字功放电路结构的实施例5本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种数字功放电路结构，其特征在于，所述的电路结构包括：/n数字包络检测电路模块，用于检测音频信号的幅值；/n数模转换模块，所述的数模转换模块的输入端与所述的数字包络检测电路模块的输出端相连接，用于将数字信号转换为模拟信号；/n反馈控制电路模块，所述的反馈控制电路模块的输入端与所述的数模转换模块的输出端相连接，用于对信号进行反馈和调节；/nDC-DC电路模块，所述的DC-DC电路模块的输入端与所述的反馈控制电路的输出端相连接，用于进行电压转换；/n功放电路模块，所述的功放电路模块的输入端与所述的DC-DC电路模块的输出端相连接，用于调节信号大小的动态变化；/n所述的数模转换模块包括：/nPCM转PWM单元，所述的PCM转PWM单元的输入端与所述的数字包络检测电路模块的输出端相连接，用于将离散的数字信号转变为连续的模拟信号；/n低通滤波电路单元，所述的低通滤波电路单元的输入端与所述的PCM转PWM单元的输出端相连接，所述的低通滤波电路单元的输出端均与所述的反馈控制电路模块的输入端和功放电路模块的输入端相连接，用于滤除信号的高频分量。/n

【技术特征摘要】
1.一种数字功放电路结构，其特征在于，所述的电路结构包括：
数字包络检测电路模块，用于检测音频信号的幅值；
数模转换模块，所述的数模转换模块的输入端与所述的数字包络检测电路模块的输出端相连接，用于将数字信号转换为模拟信号；
反馈控制电路模块，所述的反馈控制电路模块的输入端与所述的数模转换模块的输出端相连接，用于对信号进行反馈和调节；
DC-DC电路模块，所述的DC-DC电路模块的输入端与所述的反馈控制电路的输出端相连接，用于进行电压转换；
功放电路模块，所述的功放电路模块的输入端与所述的DC-DC电路模块的输出端相连接，用于调节信号大小的动态变化；
所述的数模转换模块包括：
PCM转PWM单元，所述的PCM转PWM单元的输入端与所述的数字包络检测电路模块的输出端相连接，用于将离散的数字信号转变为连续的模拟信号；
低通滤波电路单元，所述的低通滤波电路单元的输入端与所述的PCM转PWM单元的输出端相连接，所述的低通滤波电路单元的输出端均与所述的反馈控制电路模块的输入端和功放电路模块的输入端相连接，用于滤除信号的高频分量。


2.根据权利要求1所述的数字功放电路结构，其特征在于，所述的电路结构还包括通道延迟模块，所述的通道延迟模块的输入端与数字音频输入信号相连接，所述的通道延迟模块的输出端与所述的数模转换模块的输入端相连接，用于调节...

【专利技术属性】
技术研发人员：张殿军，孔美萍，王聪颖，周海澎，周景晖，
申请(专利权)人：无锡华润矽科微电子有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32