本发明专利技术公开了一种抑制音频功率放大器瞬态噪声的装置，降低或消除音频功率放大器上下电和进入与退出待机模式的时候，在扬声器中所产生的咔嗒噪音。其技术方案为：该装置包括：噪声抑制控制信号产生模块，第一输入端接收待机使能信号，第二输入端接收电源电压，第一输出端连接该音频功率放大器的输出级，输出待机信号至音频功率放大器输出级，第二输出端输出控制时序信号；噪声抑制模块，输入端连接噪声抑制控制信号产生模块的第二输出端以接收控制时序信号，第一输出端连接在音频功率放大器和隔直电容之间，第二输出端连接在扬声器和隔直电容之间，抑制音频功率放大器所输出的音频瞬变信号在扬声器中产生的瞬态噪声。本发明专利技术应用于音频播放领域。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及音频放大器件，尤其涉及一种对音频功率放大器件产生的瞬态噪 声加以抑制的装置。
技术介绍
用于驱动扬声器(耳机或喇叭)的单电源音频功率放大器的打开或关闭过程 中，音频瞬变信号在扬声器中会产生"呻嗒"声或其他奇怪的瞬态噪声。随着人们 对产品性能期望值的提高，无瞬态杂音成为人们选择产品的一项重要指标，因而也 是便携式音频设备的关键卖点。一般的音频设备的上下电过程并不会被反复操作，然而在便携式应用中，降 低功耗是延长电池使用时间的关键，当不需要某些功能模块工作时， 一般会禁用这 些模块，这种功能有可能会进一步突出"咔嗒，，声这一不利因素。在便携式音频设备中造成放大器瞬变噪声的因素主要分为两大类四种情况A类上电(接通电源) 和断电(关掉电源)；B类退出待机模式(以前已经加电)和强行进入待机模式 (电源已接通)。通常，器件进入待机模式时的杂音非常小，但是退出待机模式时，听到的杂 音却极其明显。这是由同时发生的两个事件引起的向上偏置到适当电平的输入与 输出偏置电平的变化。因为单电源音频功率放大器的输出具有一个直流偏压，需要 用大容量输出耦合电容将这个直流电压与扬声器隔开。否则，就会有大量直流电流 流入扬声器，造成不必要的功耗，并可能损坏扬声器和音频功率放大器。输出耦合 电容是产生咔嗒声与噼噗声的主要来源。将器件置于待机模式时，输入和输出偏压都会緩慢下降，下降幅度经常是几 百毫伏或更大。如果器件待机时间足够长，甚至可能下降到和地电平相等同的程度。 然而，当设备返回工作状态时，输入和输出偏压会迅速回到其额定值，待机时的输 入和输出偏压与额定值之间的差距越大，返回工作状态时产生的瞬时杂音就越大。图1示出了现有的音频功率放大器与扬声器连接的结构图，下面参见图1说明开关机呻嗒噪声的产生过程。音频功率放大器101与电源电压vcc连接，包括用 于接收输入信号Vin的负向输入端和共模参考电压Vcm的正向输入端以及输出信号 的输出端Vx。音频功率放大器101通过反馈电阻R2和电阻Rl对输入信号Vin实 现放大或衰减后，得到的输出信号Vx接在隔直电容Cout上，以阻挡输出信号Vx 中的直流分量，隔直电容Cout的另一端Vy接在扬声器IIO上。为了描述方便，将输入与输出阶段的额定直流偏压设定为VCC/2,即Vcm-Vx =VCC/2。这样设置后，输出信号Vx就能在正向和负向上都有较高的输出幅度，而 不会发生一边被另一边限幅的情况。同时参考图2，假设设备的工作电压VCC=5V， 则当音频功率放大器突然上电或下电时，输出信号端Vx的直流偏压的最大变化将 达到2. 5V,由于隔直电容Cout的两端电压不能突变，这些电压突增将传到扬声器 110上，产生极大的瞬时杂音。发生这种情况的原因是电压的变化太快，以至于隔 直电容Cout无法辨认出这是直流电发生的变化，因此允许信号通过。从图2可以 看到，上电时隔直电容的Vy端的电压将产生一个正向阶跃，然后以RLxCout(这 里的RL是扬声器110的阻值，Cout是隔直电容的电容值)为时间常数进行指数衰 减，这个过程将维持tl，同样的，下电时噪音将存在时间t2。在扬声器110上产生的杂音是源于音频功率放大器101进入待机模式时输入 直流偏压Vcm和输出直流偏压Vx明显降低引起的。传统的解决方法是在音频功率 放大器101处于任何状态时都强制输入和输出偏压保持在额定值上。产生该额定偏 置电压的一种简单可行的方案，就是在输入和输出电路中分别加入一个电阻分压 器，以便从电源电压VCC上获得偏压，同时，为了防止偏置电阻对输入和输出信号 的影响，需要增加额外的控制开关，使得设备处于正常工作状态时，这个外接源就 会被断开。然而，这并不是一个好的解决方案。因为它要求在输入和输出设备端上 分别永久地安装两个电阻，这将造成额外的功率损耗。此外，这样做只能解决音频 功率放大器进入和退出待机模式时产生咔嗒噪声的问题，即B类问题，而对于A 类问题，即设备在开机和关机的时候，因为电池电压无以为续，电阻上的额定分压 并不能保持在VCC/2上，所以依然会产生咔嗒噪音，所以通常在开关机的时候，需 要通过一个小的电流源给扬声器的隔直电容Cout緩慢充电，直到音频功率放大器 101的输出端Vx达到VCC/2为止。为了防止隔直电容Cout对低频音频信号的抑制，假设扬声器电阻为32 Ohm， 一般需要采用220 uF的大电容才能达到让抑制频率下 降到20 Hz以下人耳不敏感的次声波频率，而给这个大电容Cou t充放电的时间是 相当漫长的，以扬声器上1 mV以下的电压突变为人耳不敏感的极限，那么给220 uF 的电容以恒定电流充电需要的时间以秒量级。所以，如果既希望待机模式时不消耗 功耗，又希望电路从待机模式切换到正常工作模式时，电路的响应速度足够快，那 么传统的解决途径便显得不合时宜了 。
技术实现思路
本专利技术的目的在于解决上述问题，提供了一种抑制音频功率放大器瞬态噪声 的装置，降低或消除音频功率放大器上下电和进入与退出待机模式的时候在扬声器 中所产生的^嗒噪音，同时电路响应速度足够快，并且使得音频功率放大器进入待 机模式时不消耗额外功耗。本专利技术的技术方案为本专利技术提出了一种抑制音频功率放大器瞬态噪声的装 置，抑制用于驱动扬声器的音频功率放大器所输出的音频瞬变信号在该扬声器中产 生的瞬态噪声，该音频功率放大器与该扬声器之间通过隔直电容相连，该装置包括噪声抑制控制信号产生模块，其第一输入端接收待机使能信号，第二输入端 接收电源电压，第一输出端连接该音频功率放大器的输出级，以输出由该待机使能 信号产生的待机信号至该音频功率放大器的输出级，第二输出端输出控制时序信 号；噪声抑制模块，其输入端连接该噪声抑制控制信号产生模块的第二输出端以 接收该控制时序信号，第一输出端连接在该音频功率放大器和该隔直电容之间，第 二输出端连接在该扬声器和该隔直电容之间，抑制该音频功率放大器所输出的音频 瞬变信号在该扬声器中产生的瞬态噪声。上述的抑制音频功率放大器瞬态噪声的装置，其中，该音频功率放大器的输 出级进一步包括拉电流源，其一端连接该电源电压端，另一端通过功放输出级第一开关连接 于放大器的输出端；灌电流源，其一端接地，另一端通过功放输出级第二开关连接于放大器的输出端；该功放输出级第一开关和该功放输出级第二开关的开合受该待机信号的控制。上述的抑制音频功率放大器瞬态噪声的装置，其中，该拉电流源、该灌电流源、该功放输出级第一开关和该功放输出级第二开关是场效应管；或者该功放输出 级第一开关和该功放输出级第二开关是三极管；或者该功率放大器的输出级或功放 本身是三极管。上述的抑制音频功率放大器瞬态噪声的装置，其中，该音频功率放大器的输 出级进一步包括第一PMOS管，其栅极连接放大器的前一级，漏极连接该电源电压端，源极 连接放大器的输出端；第二 PMOS管，连接在该第一 PMOS管的栅极和该电源电压端之间且该第二 PMOS管的栅极连接该待机信号；第一NMOS管，其栅极连接该放大器的前一级，漏极接地，源极连接放大器 的丰命出端；第二 NMOS管，连接在该第一 NMOS管的栅极和地之间且该第二 NMOS管的栅极连接该待机信号。上述的抑制音频功率放大器瞬态噪声的装置，本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种抑制音频功率放大器瞬态噪声的装置，抑制用于驱动扬声器的音频功率放大器所输出的音频瞬变信号在该扬声器中产生的瞬态噪声，该音频功率放大器与该扬声器之间通过隔直电容相连，该装置包括：噪声抑制控制信号产生模块，其第一输入端接收待机使能信号，第二输入端接收电源电压，第一输出端连接该音频功率放大器的输出级，以输出由该待机使能信号产生的待机信号至该音频功率放大器的输出级，第二输出端输出控制时序信号；噪声抑制模块，其输入端连接该噪声抑制控制信号产生模块的第二输出端以接收该控制时序信号，第一输出端连接在该音频功率放大器和该隔直电容之间，第二输出端连接在该扬声器和该隔直电容之间，抑制该音频功率放大器所输出的音频瞬变信号在该扬声器中产生的瞬态噪声。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：张洵，傅志军，
申请(专利权)人：展讯通信上海有限公司，
类型：发明
国别省市：31[中国|上海]
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