D类音频功率放大器制造技术

Ｄ类音频功率放大器包括微处理器、功率放大器以及低通滤波器。微处理器用以对音频输入讯号进行取样，并输出ＰＷＭ时钟讯号。功率放大器用以将ＰＷＭ时钟讯号的功率放大，并输出功率放大讯号。低通滤波器则用以过滤功率放大讯号的高频讯号部份，并输出音频输出讯号。其方法包括对音频输入讯号进行取样，以得数字取样值；根据数字取样值与参考电平运算得出对应的责任周期值，并据以产生ＰＷＭ时钟讯号；对ＰＷＭ时钟讯号进行功率放大，以得到功率放大讯号；以及过滤功率放大讯号的高频讯号部份，以得到音频输出讯号。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种D类音频功率放大器(D-class Audio Power Amplifier)及其方法，且特别是涉及一种利用微处理器驱动的D类音频功率放大器及其方法。
技术介绍
相较于A类或线性功率放大器来说，D类音频功率放大器具有低热量且消耗功率更少的特性，在液晶电视中常被用来进行音频输入讯号的功率放大。请参考图1A，其示出了传统D类音频功率放大器的电路方块图。D类音频功率放大器100包括脉冲产生器110、调制器120、功率放大器130以及低通滤波器140。脉冲产生器110用以产生三角波WT。调制器120用以对音频输入讯号Sa以及三角波WT加以混频，并与参考电压Vf作比较后，输出脉宽调制(Pulse Width Modulation，PWM)讯号SP。功率放大器130对此PWM讯号进行功率放大后，并经由低通滤波器140过滤高频讯号部份，以输出音频放大讯号SO。而且功率放大器130一般是单电源操作，具有单一输入电压Vcc，并藉由电荷泵(Charge Pump)(未显示于图中)来产生另一个较高的操作电压(VDD)，以便控制功率放大器130的晶体管开关操作。另外，目前液晶电视在省电模式下的功率消耗大都要求在一瓦以下。因此，液晶电视的显示控制电路通常会使用一功能单纯且耗电量低的中央处理器(Central Processor Unit，CPU)，例如是含有8051处理器的集成电路，以便于省电模式时作为唤醒像素处理单元(Pixelworks)的控制电路。请参考图1B，其示出了已知液晶电视省电系统的电路结构方块图。当液晶电视正常操作时，8051处理器150处于闲置状态。而当液晶电视操作于省电模式时，除了处理器150处于操作状态之外，其它像像素处理单元160处于断电状态。此时，8051处理器150可接受外来讯号S(例如是遥控讯号)的控制，导通开关170，使得电源模块(Power Module)180的电源输入像素处理单元160，进而唤醒整个系统。然而，由于该耗电量低的CPU在平常系统操作时为闲置状态，若可充份利用该CPU来驱动D类放大器，势必有助于降低系统生产成本。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的是提供一种D类音频功率放大器及其方法，利用具有模拟/数字转换功能的微处理器来对音频输入讯号加以取样，以产生PWM讯号，并结合功率放大器及低通滤波器，以进行音频讯号的功率放大，可有效降低系统生产成本。根据本专利技术的目的，提出一种D类音频功率放大器，用以对音频输入讯号加以放大处理，并输出音频输出讯号。D类音频功率放大器包括微处理器、功率放大器以及低通滤波器。微处理器用以对音频输入讯号进行取样，并输出PWM时钟讯号。功率放大器用以将PWM时钟讯号的功率放大，并输出功率放大讯号。低通滤波器则用以过滤功率放大讯号的高频讯号部份，并输出音频输出讯号。微处理器包括模拟/数字转换器以及运算单元。模拟/数字转换器用以对音频输入讯号进行取样，并输出数字取样值。运算单元用以根据数字取样值与参考电平，运算得出对应的责任周期值，并据以输出PWM时钟讯号。运算单元根据数字取样值与参考电平的绝对差值大小得出对应责任周期值的大小，并根据数字取样值与参考电平相比较的大小决定PWM时钟讯号的电平。微处理器中预先以固件方式设定参数对照表，且参数对照表包括一栏取样比较值以及一栏对应责任周期值。运算单元计算数字取样值与参考电平的绝对差值，并对照参数对照表的栏取样比较值，得出适当的对应责任周期值。D类音频功率放大器使用于一液晶显示装置，且微处理器为液晶显示装置于省电模式下操作的低耗电CPU。功率放大器包括第一操作电压以及第二操作电压，且第一操作电压以及第二操作电压皆由液晶显示装置的系统电压提供。因此，利用微处理器产生PWM时钟讯号，以进行音频讯号的功率放大，可有效降低系统生产成本。根据本专利技术的目的，提出一种D类音频功率放大器，包括对音频输入讯号进行取样，以获得数字取样值；根据数字取样值与参考电平运算得出对应的责任周期值，并据以产生PWM时钟讯号；对PWM时钟讯号进行功率放大，以得到功率放大讯号；以及过滤功率放大讯号的高频讯号部份，以得到音频输出讯号。D类音频功率放大方法利用模拟/数字转换器对音频输入讯号进行取样。产生PWM时钟讯号的步骤包括根据数字取样值与参考电平的绝对差值大小，得出对应责任周期值的大小；以及根据数字取样值与参考电平相比较的大小决定PWM时钟讯号的电平。D类音频功率放大方法预先以固件方式设定参数对照表，且参数对照表包括一栏取样比较值以及一栏对应责任周期值。得出对应责任周期值的大小的步骤包括计算数字取样值与参考电平的绝对差值，并对照参数对照表中取样比较值，得出适当的对应责任周期值。因此，对音频输入讯号取样并利用固件方式加以运算产生PWM时钟讯号，以进行音讯功率的放大，可降低系统生产成本。为使本专利技术的上述目的、特征、和优点能更明显易懂，下文特举一较佳实施例，并结合附图详细说明如下。附图说明图1A示出了传统D类音频功率放大器的线路方块图；图1B示出了已知液晶电视省电系统的电路结构方块图；图2示出了依照本专利技术一较佳实施例D类音频功率放大器的线路方块图；图3A示出了依照本专利技术一较佳实施例D类音频功率放大方法流程图；图3B示出了图3A中对音频输入讯号取样以得到对应PWM时钟讯号责任周期值的讯号时序图；以及图4示出了依照本专利技术一较佳实施例D类音频功率放大方法中以固件方式设定的参数对照表。附图标号说明100、200D类音频功率放大器110脉冲产生器120调制器130、220功率放大器 140、230低通滤波器1508051处理器160像素处理单元170开关180电源模块210微处理器212模拟/数字转换器214运算单元具体实施方式请参考图2，其示出了依照本专利技术一较佳实施例D类音频功率放大器的电路方块图。D类音频功率放大器200用以对音频输入讯号Sa加以放大处理，并输出音频输出讯号SO。D类音频功率放大器200包括微处理器210、功率放大器220以及低通滤波器230。微处理器210用以对音频输入讯号Sa进行取样，并输出PWM时钟讯号SP。功率放大器220用以将PWM时钟讯号SP的功率放大，并输出功率放大讯号SPA。低通滤波器230则用以过滤功率放大讯号SPA的高频讯号部份，并输出音频输出讯号SO。微处理器210包括模拟/数字转换器212以及运算单元214。模拟/数字转换器212用以对音频输入讯号Sa进行取样，并输出多个数字取样值VS。运算单元214则用以根据数字取样值VS与参考电平Vf，运算得出对应的责任周期值(Duty Circle)，并据以输出PWM时钟讯号SP。运算单元212根据数字取样值VS与参考电平Vf的绝对差值|VS-Vf|大小得出对应责任周期值的大小，并根据数字取样值VS与参考电平Vf相比较的大小决定PWM时钟讯号SP的电平。如上所述，D类音频功率放大器200例如是使用于一液晶电视，且微处理器210为液晶电视于省电模式下操作的一低耗电CPU，例如是上述的8051处理器。当液晶电视处于正常操作状态时，原本闲置的8051处理器即可用作D类音频功率放大器200的微处理器210，接收音频输入讯号Sa并提供所需的PWM时钟讯号SP。不需要使用额本文档来自技高网...

【技术保护点】
一电子装置的Ｄ类音频功率放大器，用以对一音频输入讯号加以放大处理，并输出一音频输出讯号，该Ｄ类音频功率放大器包括：一微处理器，用以对该音频输入讯号进行取样，并输出一ＰＷＭ时钟讯号；一功率放大器，用以将该ＰＷＭ时钟讯号的功率放 大，并输出一功率放大讯号；以及一低通滤波器，用以过滤该功率放大讯号的高频讯号部份，并输出该音频输出讯号其中该微处理器为该电子装置于省电模式下操作的一低耗电ＣＰＵ。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：陈专助，
申请(专利权)人：明基电通股份有限公司，
类型：发明
国别省市：71[中国|台湾]