一种数字音频功率放大器及电子设备制造技术

本发明专利技术提供的一种数字音频功率放大器及电子设备，主电流源中通过镜像电流模块镜像参考电流，实现低底噪的数字音频功率放大器。且通过辅助电流产生电路为第一积分器和第二积分器的输入端提供对应的辅助拉电流，避免了主电流源和积分器相应功放环路没有足够的电压余量支持电路正常工作的情况出现。辅助电流产生电路的第一辅助状态和第二辅助状态交替运行，避免了辅助电流产生电路制作工艺失配等非理想因素导致的电源抑制比下降的情况出现。

【技术实现步骤摘要】
一种数字音频功率放大器及电子设备
本专利技术涉及数字音频功放
，更为具体地说，涉及一种数字音频功率放大器及电子设备。
技术介绍
目前D类音频功率放大器因其超过80％的高效率而获得了广泛的应用。特别是在手机等电子设备领域，高效率的音频功率放大器不仅能够延长电子设备的工作时间、减小电子设备的发热量，而且能够获得更大的音量和更好的音质。D类音频功率放大器主要分两类，一类为模拟音频功率放大器，另一类为数字音频功率放大器。由于音频信号能够通过数字音频功率放大器进行数字信号传输，具有极高的抗RF干扰性能和较低的底噪，因此，目前数字音频功率放大器的应用较为广泛。但是，现有技术中的数字音频功率放大器在输出电压达到较高电压值(例如10V)时，会出现由于数字音频功率放大器的电流源和积分器相应的功放环路没有足够的电压余量，而使得数字音频功率放大器无法正常工作的情况。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术提供了一种数字音频功率放大器及电子设备，能够有效的解决现有技术存在的技术问题。为实现上述目的，本专利技术提供的技术方案如下：一种数字音频功率放大器，包括：D类数字调制器、主电流源、辅助电流产生电路、第一积分器和第二积分器；所述D类数字调制器用于将接收的音频数字信号转换为PWMP信号和PWMN信号；所述主电流源包括参考电流模块、第一侧镜像电流模块和第二侧镜像电流模块，所述参考电流模块用于生成参考电流，且控制所述第一侧镜像电流模块镜像所述参考电流为第一拉电流或第一灌电流，及控制所述第二侧镜像电流模块镜像所述参考电流为第二拉电流或第二灌电流；所述第一侧镜像电流模块用于根据所述PWMP信号的控制为所述第一积分器的输入端提供所述第一拉电流或所述第一灌电流，所述第二侧镜像电流模块用于根据所述PWMN信号的控制为所述第二积分器的输入端提供所述第一拉电流或所述第一灌电流；所述辅助电流产生电路包括交替运行的第一辅助状态和第二辅助状态，其中，所述辅助电流产生电路在所述第一辅助状态时为所述第一积分器的输入端提供第一辅助拉电流，且为所述第二积分器的输入端提供第二辅助拉电流；以及，所述辅助电流产生电路在所述第二辅助状态时为所述第二积分器的输入端提供第一辅助拉电流，且为所述第一积分器的输入端提供第二辅助拉电流，其中，所述第一积分器和所述第二积分器分别用于对其输入端接入信号进行积分求和。相应的，本专利技术还提供了一种电子设备，所述电子设备包括上述的数字音频功率放大器。可选的，所述电子设备为终端设备或音响设备。相较于现有技术，本专利技术提供的技术方案至少具有以下优点：本专利技术提供的一种数字音频功率放大器及电子设备，主电流源中通过镜像电流模块镜像参考电流，使得拉电流和灌电流均等于参考电流，进而能够改善主电流源中的1/f噪声的影响，实现低底噪的数字音频功率放大器。且通过辅助电流产生电路为第一积分器和第二积分器的输入端提供对应的辅助拉电流，降低了在数字音频功率放大器输出电压较高时，对积分器内涉及的参考电压较大的需求，进而避免了主电流源和积分器相应功放环路没有足够的电压余量支持电路正常工作的情况出现。其次，辅助电流产生电路在第一辅助状态时为第一积分器的输入端提供第一辅助拉电流，且为第二积分器的输入端提供第二辅助拉电流；以及，辅助电流产生电路在第二辅助状态时为第二积分器的输入端提供第一辅助拉电流，且为第一积分器的输入端提供第二辅助拉电流，进而通过辅助电流产生电路的第一辅助状态和第二辅助状态交替运行，使得向第一积分器和第二积分提供的辅助拉电流为辅助电流产生电路的电流均值，避免了辅助电流产生电路制作工艺失配等非理想因素导致的电源抑制比下降的情况出现，保证音频负载的发声效果优良。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。图1为现有技术中一种数字音频功率放大器的结构示意图；图2为本专利技术实施例提供的一种数字音频功率放大器的结构示意图；图3为本专利技术实施例提供的一种主电流源的结构示意图；图4为本专利技术实施例提供的一种积分器的结构示意图；图5为本专利技术实施例提供的一种共模电压产生模块的结构示意图；图6为本专利技术实施例提供的一种辅助电流产生电路的结构示意图；图7为本专利技术实施例提供的第一电容的充放电波形图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。正如
技术介绍
所述，现有技术中的数字音频功率放大器在输出电压达到较高电压值(例如10V)时，会出现由于数字音频功率放大器的电流源和积分器相应的功放环路没有足够的电压余量，而使得数字音频功率放大器无法正常工作的情况。参考图1所示，为现有技术中一种数字音频功率放大器的结构示意图，其中，数字音频功率放大器包括第一侧电流源、第二侧电流源、第一积分器和第二积分器，第一积分器和第二积分器任意一积分器包括共模电压产生模块、运算放大器、电容C、功放环路驱动模块、反馈电阻Rfb、晶体管P和晶体管N。当然，在实际应用中，数字音频功率放大器还包括数字调制器等，在此不再赘述。数字调制器接入I2S等数字音频信号，而后对数字音频信号进行采样、delta-sigma噪声整形和BD调制后，输出由delta-sigma整形的同相信号和反相信号分别与三角波信号比较后得到的PWMP和PWMN两个脉冲宽度调制信号。第一侧电流源根据PWMP信号向第一积分器提供拉电流或灌电流，第第二侧电流源根据PWMN信号向第二积分器提供拉电流或灌电流。在工作过程中，以第一积分器为例，为了维持第一积分器中功放环路的稳定性，Vop电压在等于功率电源PVDD的电压时注入Vip节点的电流值，必须等于Vop电压在等于0时从Vip节点抽取的电流值。这就意味着参考电压VREF等于PVDD的电压的一半。而当数字音频功率放大器为高压数字音频功率放大器而输出较高电压时，例如10V时，就要求积分器中的共模电压产生模块提供的参考电压的值VREF为5V。而由于第一侧电流源和第一积分器相应功放环路能够支持的最大工作电压即为5V，此时数字音频功率放大器的第一侧电流源和第一积分器相应的功放环路没有足够的电压余量，而使得数字音频功率放大器无法正常工作的情况。基于此，本专利技术实施例提供了一种数字音频功率放大器及电子设备，能够有效的解决现有技术存在的技术问题。为实现上述目的，本专利技术实施例提供的技术方案如下，具体参考图2至图7对本专利技术实施例提供的技术方案进行详细的描述。参考图2所示，为本专利技术实施例提供的一种数字音频功本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种数字音频功率放大器，其特征在于，包括：D类数字调制器、主电流源、辅助电流产生电路、第一积分器和第二积分器；/n所述D类数字调制器用于将接收的音频数字信号转换为PWMP信号和PWMN信号；/n所述主电流源包括参考电流模块、第一侧镜像电流模块和第二侧镜像电流模块，所述参考电流模块用于生成参考电流，且控制所述第一侧镜像电流模块镜像所述参考电流为第一拉电流或第一灌电流，及控制所述第二侧镜像电流模块镜像所述参考电流为第二拉电流或第二灌电流；所述第一侧镜像电流模块用于根据所述PWMP信号的控制为所述第一积分器的输入端提供所述第一拉电流或所述第一灌电流，所述第二侧镜像电流模块用于根据所述PWMN信号的控制为所述第二积分器的输入端提供所述第一拉电流或所述第一灌电流；/n所述辅助电流产生电路包括交替运行的第一辅助状态和第二辅助状态，其中，所述辅助电流产生电路在所述第一辅助状态时为所述第一积分器的输入端提供第一辅助拉电流，且为所述第二积分器的输入端提供第二辅助拉电流；以及，所述辅助电流产生电路在所述第二辅助状态时为所述第二积分器的输入端提供第一辅助拉电流，且为所述第一积分器的输入端提供第二辅助拉电流，其中，所述第一积分器和所述第二积分器分别用于对其输入端接入信号进行积分求和。/n...

【技术特征摘要】
1.一种数字音频功率放大器，其特征在于，包括：D类数字调制器、主电流源、辅助电流产生电路、第一积分器和第二积分器；
所述D类数字调制器用于将接收的音频数字信号转换为PWMP信号和PWMN信号；
所述主电流源包括参考电流模块、第一侧镜像电流模块和第二侧镜像电流模块，所述参考电流模块用于生成参考电流，且控制所述第一侧镜像电流模块镜像所述参考电流为第一拉电流或第一灌电流，及控制所述第二侧镜像电流模块镜像所述参考电流为第二拉电流或第二灌电流；所述第一侧镜像电流模块用于根据所述PWMP信号的控制为所述第一积分器的输入端提供所述第一拉电流或所述第一灌电流，所述第二侧镜像电流模块用于根据所述PWMN信号的控制为所述第二积分器的输入端提供所述第一拉电流或所述第一灌电流；
所述辅助电流产生电路包括交替运行的第一辅助状态和第二辅助状态，其中，所述辅助电流产生电路在所述第一辅助状态时为所述第一积分器的输入端提供第一辅助拉电流，且为所述第二积分器的输入端提供第二辅助拉电流；以及，所述辅助电流产生电路在所述第二辅助状态时为所述第二积分器的输入端提供第一辅助拉电流，且为所述第一积分器的输入端提供第二辅助拉电流，其中，所述第一积分器和所述第二积分器分别用于对其输入端接入信号进行积分求和。


2.根据权利要求1所述的数字音频功率放大器，其特征在于，所述参考电流模块包括参考电流源、第一主运算放大器、第二主运算放大器、第三主P型晶体管、两个第一主电阻和一个第二主电阻；所述第一侧镜像电流模块包括第一主P型晶体管、第一主N型晶体管、一个第一主电阻和一个第二主电阻；所述第二侧镜像电流模块包括第二主P型晶体管、第二主N型晶体管、一个第一主电阻和一个第二主电阻；
所述第一主P型晶体管、所述第二主P型晶体管和所述第三主P型晶体管的栅极均连接所述第一主运算放大器的输出端，所述第一主P型晶体管的第一端、所述第二主P型晶体管的第一端、所述第三主P型晶体管的第一端和所述第一主运算放大器的同相端分别连接各自相应第一主电阻的第一端，所述第一主电阻的第二端连接工作电压端，所述第一主运算放大器的反相端连接所述第三主P型晶体管的第一端，所述参考电流源电连接所述第一主运算放大器的同相端，其中，所述第一主P型晶体管的第二端用于输出所述第一灌电流，及所述第二主P型晶体管的第二端用于输出所述第二灌电流；
以及，所述第三主P型晶体管、所述第一主N型晶体管和所述第二主N型晶体的第二端分别连接各自相应第二主电阻的第一端，所述第二主电阻的第二端连接接地端，所述第一主N型晶体管和所述第二主N型晶体的栅极均连接所述第二主运算放大器的输出端，所述第二主运算放大器的同相端连接所述第三主P型晶体管的第二端，所述第二主运算放大器的反相端连接所述第一主N型晶体管的第一端，其中，所述第一主N型晶体管的第一端用于输出所述第一拉电流，及所述第二主N型晶体管的第一端用于输出所述第二拉电流。


3.根据权利要求1所述的数字音频功率放大器，其特征在于，所述第一积分器和所述第二积分器中任意一积分器包括：第一运算放大器、共模电压产生模块、第一电容、反馈电阻、功放环路驱动模块、P型晶体管和N型晶体管；
所述第一运算放大器的反相端为所述积分器的输入端，所述第一运算放大器的反相端、所述第一电容的第一极...

【专利技术属性】
技术研发人员：周佳宁，
申请(专利权)人：上海艾为电子技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31