D类音频放大器及其自适应脉宽调整方法、电子设备技术

本申请公开一种D类音频放大器及其脉宽调整方法、一种电子设备，所述脉宽调制模块，用于对输入信号进行脉宽调制，输出第一脉宽调制信号和第二脉宽调制信号；脉宽调整模块，用于根据输出至负载的第一输出信号和第二输出信号，对所述第二脉宽调制信号和所述第一脉宽调制信号之间的相对延迟量进行控制，形成相应的第一延迟信号和第二延迟信号；驱动模块，用于根据第一延迟信号和第二延迟信号产生输出至负载的第一输出信号和第二输出信号，所述第一输出信号和所述第二输出信号的脉宽随所述相对延迟量变化。上述D类音频放大器能够自适应调整输出信号的脉宽，在特定应用下能够降低功耗的同时，不会引入静态底噪问题。不会引入静态底噪问题。不会引入静态底噪问题。

【技术实现步骤摘要】
D类音频放大器及其自适应脉宽调整方法、电子设备


[0001]本申请涉及集成电路
，具体涉及一种D类音频放大器及其自适应脉宽调整方法、电子设备。

技术介绍

[0002]D类音频放大器是一种常用的用于放大音频信号的高效放大器，在使用D类放大器的系统中，模拟输入信号被转换成具有不同脉冲宽度的一系列脉冲调制信号，以驱动音频扬声器。
[0003]D类音频放大器的输出一般为全波调制，通常具有两个输出端，分别连接至负载的两端，静态输出下的两个输出端信号均为50％占空比方波信号。考虑到应用在LC负载情况下，功耗与输出占空比成正相关，在相同条件下，占空比越小，功耗越低，因此50％占空比输出调节方式无疑会比窄脉宽输出调节方式功耗大。由于D类音频放大器广泛应用于手机、智能音箱等电子音频设备上，随着便携式电子音频设备的普及，对于音频功放的功耗要求也越来越高，因此，降低输出脉宽的方式也越来越多的被采用到音频功放中。
[0004]由于电路中器件工艺的偏差容易造成较窄脉宽在传输过程中消失，导致采用窄脉宽调制时，带来底噪及失真问题。
[0005]因此，如何在保证总谐波失真正常的情况下，尽可能降低输出脉宽是目前亟待解决的问题。

技术实现思路

[0006]鉴于此，本申请提供一种D类音频放大器及其自适应脉宽调整方法、电子设备，以在保证总谐波失真正常的情况下，尽可能降低输出脉宽，减小功耗。
[0007]本专利技术的技术方案提供的一种D类音频放大器，包括：脉宽调制模块，用于对输入信号进行脉宽调制，输出第一脉宽调制信号和第二脉宽调制信号；脉宽调整模块，用于根据输出至负载的第一输出信号和第二输出信号，对所述第二脉宽调制信号和所述第一脉宽调制信号之间的相对延迟量进行控制，形成相应的第一延迟信号和第二延迟信号；驱动模块，用于根据第一延迟信号和第二延迟信号产生输出至负载的第一输出信号和第二输出信号，所述第一输出信号和所述第二输出信号的脉宽随所述相对延迟量变化。
[0008]可选的，所述脉宽调整模块包括：电平转换单元，耦合于所述驱动模块的输出端，用于对所述第一输出信号和所述第二输出信号进行电平转换，将所述第一输入信号和所述第二输出信号从第二电压域转换至第一电压域，形成第一转换信号和第二转换信号，其中，所述第一延迟信号和所述第二延迟信号对应于第一电压域，第一输出信号和所述第二输出信号对应于第二电压域；脉宽检测单元，用于检测所述第一转换信号和第二转换信号是否存在脉冲，并输出对应的控制信号；延迟控制单元，用于根据所述控制信号，调整所述第二脉宽调制信号和所述第一脉宽调制信号之间的相对延迟量。
[0009]可选的，所述脉宽调整模块还包括：固定延迟单元，用于对所述第一脉宽调制信号
进行固定量的延迟，形成所述第一延迟信号；所述延迟控制单元用于对所述第二脉宽调制信号进行可变量的延迟。
[0010]可选的，所述延迟控制单元包括：计数单元和控制电路；所述计数单元用于根据所述控制信号改变计数值；所述控制电路用于根据所述计数值调整对所述第二脉宽调制信号的延迟量。
[0011]可选的，所述控制信号包括加信号和减信号，加信号为高电平时用于增加计数值，减信号为高电平时用于减小计数值；所述控制电路包括充电结构，用于根据所述计数值调整所述充电结构的充电时间，从而调整所述延迟量。
[0012]可选的，所述计数单元用于输出n位信号；所述控制电路包括n个并联的充电电容，每个充电电容通过一开关接地，由所述n位信号控制各个开关的通断，n为大于等于2的整数。
[0013]可选的，所述计数单元用于输出n位信号，所述控制电路包括充电电容和n个并联的充电电流源，分别通过一开关接地，并耦合至充电电容，由所述n位信号控制各个开关的通断，n为大于等于2的整数。
[0014]可选的，所述脉宽检测单元用于在检测到无脉冲时，输出控制信号控制所述计数单元增加计数值，逐渐增大所述延迟量，提高所述脉宽；所述脉宽检测单元用于在检测到有脉冲时，输出控制信号控制所述计数单元减少计数值，逐渐减小所述延迟量，减小所述脉宽。
[0015]可选的，所述脉宽检测单元包括：与非运算电路、加信号通路和减信号通路；所述与运算电路用于对所述第一转换信号和所述第二转换信号进行与运算，并输出与信号；所述加信号通路包括第一D触发器和第二D触发器，所述第一D触发器和第二D触发器的复位端连接于所述与运算电路的输出端，时钟信号端输入加时钟信号，第一D触发器的Q端连接至第二D触发器的D端，所述第二D触发器的Q端作为加信号输出端；所述减信号通路包括第三D触发器和第四D触发器，所述第三D触发器和第四D触发器的时钟信号端输入减时钟信号，所述加信号输出端通过一反相器连接至所述第三D触发器和所述第四D触发器的复位端，第三D触发器的Q端连接至第四D触发器的D端，所述第四D触发器的Q端作为减信号输出端。
[0016]可选的，所述驱动模块包括差分逻辑单元和两路驱动输出单元；所述差分逻辑单元用于对所述第一延迟信号和所述第二延迟信号进行差分运算，输出两路差分运算信号；所述两路驱动输出单元用于根据所述两路差分运算信号输出所述第一输出信号和所述第二输出信号。
[0017]本专利技术的技术方案还提供一种D类音频放大器的自适应脉宽调整方法，包括：对输入信号进行脉宽调制，产生第一脉宽调制信号和第二脉宽调制信号；根据输出至负载的第一输出信号和第二输出信号，对所述第二脉宽调制信号和所述第一脉宽调制信号之间的相对延迟量进行控制，形成相应的第一延迟信号和第二延迟信号；根据第一延迟信号和第二延迟信号产生所述输出至负载的第一输出信号和第二输出信号，所述第一输出信号和所述第二输出信号的脉宽随所述相对延迟量变化。
[0018]可选的，根据输出至负载的第一输出信号和第二输出信号，对所述第二脉宽调制信号和所述第一脉宽调制信号之间的相对延迟量进行控制的方法包括：对所述第一输出信号和所述第二输出信号进行电平转换，将所述第一输入信号和所述第二输出信号从第二电
压域转换至第一电压域，形成第一转换信号和第二转换信号，其中，所述第一延迟信号和所述第二延迟信号对应于第一电压域，第一输出信号和所述第二输出信号对应于第二电压域；检测所述第一转换信号和第二转换信号是否存在脉冲并输出对应的控制信号；根据所述控制信号，调整所述相对延迟量。
[0019]可选的，调整所述相对延迟量的方法包括：通过所述第二脉宽调制信号对充放电结构进行充放电，而将信号延迟后输出，形成第二延迟信号；通过控制对所述充放电结构的充电时间，对所述第二延迟信号相对于所述第二脉宽调制信号的延迟量进行调整，充电时间越长，延迟量越大。
[0020]可选的，根据有无脉冲相应的增加或减少减计数单元的计数值，通过所述计数值调整所述充电结构的充电电容和/或充电电流，以实现对所述延迟量的调整。
[0021]可选的，无脉冲时，增加计数值；有脉冲时，减少计数值。
[0022]可选的，通过所述计数值选择多个可选择性并联的电流源内的一个或多个电流源作为充电电本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种D类音频放大器，其特征在于，包括：脉宽调制模块，用于对输入信号进行脉宽调制，输出第一脉宽调制信号和第二脉宽调制信号；脉宽调整模块，用于根据输出至负载的第一输出信号和第二输出信号，对所述第二脉宽调制信号和所述第一脉宽调制信号之间的相对延迟量进行控制，形成相应的第一延迟信号和第二延迟信号；驱动模块，用于根据第一延迟信号和第二延迟信号产生所述输出至负载的第一输出信号和第二输出信号，所述第一输出信号和所述第二输出信号的脉宽随所述相对延迟量变化。2.根据权利要求1所述的D类音频放大器，其特征在于，所述脉宽调整模块包括：电平转换单元，耦合于所述驱动模块的输出端，用于对所述第一输出信号和所述第二输出信号进行电平转换，将所述第一输入信号和所述第二输出信号从第二电压域转换至第一电压域，形成第一转换信号和第二转换信号，其中，所述第一延迟信号和所述第二延迟信号对应于第一电压域，第一输出信号和所述第二输出信号对应于第二电压域。脉宽检测单元，用于检测所述第一转换信号和第二转换信号是否存在脉冲，并输出对应的控制信号；延迟控制单元，用于根据所述控制信号，调整所述第二脉宽调制信号和所述第一脉宽调制信号之间的相对延迟量。3.根据权利要求2所述的D类音频放大器，其特征在于，所述脉宽调整模块还包括：固定延迟单元，用于对所述第一脉宽调制信号进行固定量的延迟，形成所述第一延迟信号；所述延迟控制单元用于对所述第二脉宽调制信号进行可变量的延迟。4.根据权利要求2所述的D类音频放大器，其特征在于，所述延迟控制单元包括：计数单元和控制电路；所述计数单元用于根据所述控制信号改变计数值；所述控制电路用于根据所述计数值调整对所述第二脉宽调制信号的延迟量。5.根据权利要求4所述的D类音频放大器，其特征在于，所述控制信号包括加信号和减信号，加信号为高电平时用于增加计数值，减信号为高电平时用于减小计数值；所述控制电路包括充电结构，用于根据所述计数值调整所述充电结构的充电时间，从而调整所述延迟量。6.根据权利要求5所述的D类音频放大器，其特征在于，所述计数单元用于输出n位信号；所述控制电路包括n个并联的充电电容，每个充电电容通过一开关接地，由所述n位信号控制各个开关的通断，n为大于等于2的整数。7.根据权利要求5所述的D类音频放大器，其特征在于，所述计数单元用于输出n位信号，所述控制电路包括充电电容和n个并联的充电电流源，分别通过一开关接地，并耦合至充电电容，由所述n位信号控制各个开关的通断，n为大于等于2的整数。8.根据权利要求5所述的D类音频放大器，其特征在于，所述脉宽检测单元用于在检测到无脉冲时，输出控制信号控制所述计数单元增加计数值，逐渐增大所述延迟量，提高所述脉宽；所述脉宽检测单元用于在检测到有脉冲时，输出控制信号控制所述计数单元减少计数值，逐渐减小所述延迟量，减小所述脉宽。9.根据权利要求5所述的D类音频放大器，其特征在于，所述脉宽检测单元包括：与非运
算电路、加信号通路和减信号通路；所述与运算电路用于对所述第一转换信号和所述第二转换信号进行与运算，并输出与信号；所述加信号通路包括第一D触发器和第二D触发器，所述第一D触发器和第二D触发器的复位端连接于所述与运算电路的输出端，时钟信号端输入加时钟信号，第一D触发器的Q端连接至第二D触发器的D端，所述第二D触发器的Q端作为加信号输出端；所述减信号通路包括第三D触发器和第四D触发器，...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘凯，
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：