用于自激振荡差分反馈Ｄ－级放大器的方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了用于例如语音信号的输入信号的脉冲宽度调制（ＰＷＭ）的Ｄ－级自激振荡放大器的简单方法和装置。本发明专利技术的电路不要求参考输入信号，例如，三角形信号；电路的自激振荡器装置和延迟元件组合执行在更高频率下的脉冲宽度调制，同时，产生更小的噪声。其它的优点中，这些电路具有更短的响应时间、更小的失真、更好地消除电源脉动，更大的负反馈和更简单的结构。本发明专利技术推荐的Ｄ－级放大器能用扬声器，具有单端输入或微分输入。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及音频信号处理，特别涉及包括用于音频信号放大和其他音频信号处理的D-级放大器的系统。
技术介绍
通常规定用于放大音频信号的D-级开关放大器基本上类似于A-级、B-级和AB-级放大器，其主要差别是，提供给输出级的信号不同。在信号输入到输出级之前，D-级放大器，用例如脉冲占空因数调制(PDM)或脉冲宽度调制(PWM)等占空因数调制方法，将音频波形调制成“导通-断开”(on-off)脉冲，以此代替音频波形直接输入到输出级。用晶体管和半导体作为开关，而不是作为线性放大器，调制级用脉冲宽度迅速转换输出级的导通和断开状态，在脉冲宽度调制(PWM)的情况下，按音频信号的函数关系变化。随后，通过对信号滤波(通常用低通滤波器滤波转换信号)，在输出处还原声音，产生模拟输入信号的放大类型。D-级放大器通常用三角形参考波形作为调制对比信号。实际上，高频调制要求在扬声器处构成平滑波形。开关线路图使D-级放大器更有效和尺寸更小，具有更小的热能浪费和更小的供给电源。D-级放大器比非开关线性放大器更有效。D-级放大器在包括例如调制、反馈、失真、电源脉动断开、响应时间、隔离和最后级滤波等许多方面存在很多缺陷。用于调制的三角形波形本身会在D-级放大器中引起多个问题，例如，重叠的高频噪声是D-级放大器中失真源。D-级放大器中的另一个失真源是在1kHZ以上的频率情况下所产生的脉冲的暂时减幅。由于存在上述的各种问题和所指出的现有技术中的其他缺陷，必须改进D-级音频信号放大器，不用可以在几千赫兹频率范围内操作的三角形波形或其他波形的参考输入信号。
技术实现思路
综上所述，本专利技术提供一种用于输入信号的脉冲宽度调制的自激振荡器，包括至少两个比较器构成的网络；和反馈元件，包括至少两个电阻器和一个电容器，反馈元件与至少两个比较器构成的网络连接，和具有输入信号，使反馈元件引起网络的自激振荡，和至少一个电容器控制振荡频率。其中，所述的输入信号是单端信号、音频信号、微分输入信号或者DC分块信号。另外，输入信号也可以不是DC分块信号。所述的至少两个比较器的输出信号是互补信号，或者是低通滤波后的信号。另外，与上述技术方案相类似的，本专利技术还可以采用以下技术方案，即一种用于输入信号的脉冲宽度调制的自激振荡器，包括至少两个比较器构成的网络，用于产生两个互补的输出信号；和反馈元件，包括至少两个电阻器和一个电容器，反馈元件与至少两个比较器构成的网络连接，和与输入信号连接，使反馈元件引起网络的自激振荡，和至少一个电容器控制振荡频率。同样地，所述的输入信号是单端信号、音频信号、微分输入信号或者DC分块信号。另外，输入信号也可以不是DC分块信号。所述的至少两个比较器的输出信号是低通滤波后的信号。本专利技术的另一种技术方案为，提供一种用输入信号的脉冲宽度调制的D-级自激振荡放大器，包括至少两个比较器构成的网络，用于产生两个互补的输出信号；低通滤波器；和反馈元件，包括至少两个电阻器和一个电容器，反馈元件与至少两个比较器构成的网络连接，和与输入信号电容性连接，使反馈元件引起网络的自激振荡，和至少一个电容器控制振荡频率。本专利技术的又一种技术方案为提供一种用于输入信号的脉冲宽度调制的D-级自激振荡放大器，包括至少两个比较器构成的网络，用于产生两个互补的输出信号；低通滤波器；和反馈元件，包括至少两个电阻器和一个电容器，反馈元件与至少两个比较器构成的网络连接，和与输入信号电容性连接，使反馈元件引起网络的自激振荡，和至少一个电容器控制振荡频率。其中，所述的输入信号是单端信号、音频信号、微分输入信号或者DC分块信号。另外，输入信号也可以不是DC分块信号。所述的负载是扬声器。本专利技术还提供一种用于例如音频信号的输入信号的脉冲宽度调制和放大方法，该方法包括接收输入信号；经过至少两个电阻器构成的网络和一个电容器反馈两个比较器或两个运算放大器的输出来产生自激振荡，其中，一个比较器或一个运算放大器的输出信号是另一个比较器或另一个运算放大器的输出信号的分量；输入信号连接到自激振荡装置的反馈回路；和按输入信号的函数关系改变比较器或运算放大器的输出信号的固有脉冲宽度。本专利技术还提供用于一种例如音频信号的输入信号的脉冲宽度调制和放大方法，方法包括接收输入信号；经过至少两个电阻器构成的网络和一个电容器反馈两个比较器或两个运算放大器的输出来产生自激振荡，其中，一个比较器或一个运算放大器的输出信号是另一个比较器或另一个运算放大器的输出信号的分量；输入信号连接到自激振荡装置的反馈回路；按输入信号的函数关系改变比较器或运算放大器的输出信号的固有脉冲宽度；对两个比较器或运算放大器的输出滤波；和用滤波后的输出信号驱动负载。上述方法中，所述的滤波是通过两个低通滤波器来执行的，所述的负载是扬声器，输入信号是音频信号。附图说明通过以下结合附图的详细描述，可以更好地理解所述的本专利技术的技术方案和本专利技术的许多附加优点。附图中图1是按照本专利技术的一个实施例的自激振荡差分反馈D-级放大器的电路图；图2是按照本专利技术的另一个实施例的自激振荡差分反馈D-级放大器的电路图；图3是按照本专利技术的又一个实施例的自激振荡差分反馈D-级放大器的电路图；图4是按照本专利技术的又一个实施例的自激振荡差分反馈D-级放大器的电路图；图5是按照本专利技术的另一个实施例的自激振荡差分反馈D-级放大器的电路图；图6是按照本专利技术的另一个实施例的自激振荡差分反馈D-级放大器的电路图；图7是按照本专利技术的另一个实施例的自激振荡差分反馈D-级放大器的电路图；图8是图1所显示的自激振荡差分反馈D-级放大器的测试结果曲线图；和图9是按照本专利技术一个实施例的脉冲宽度调制和放大方法的流程图。具体实施例方式以下详细描述用于例如语音信号的输入信号的D-级放大器和脉冲宽度调制(PWM)的方法和装置的实施例。本专利技术所提出的电路不要求参考输入信号，例如，三角形信号。在比传统的D-级电路的频率高的频率下，电路的自激振荡器装置和延迟元件执行脉冲宽度调制(PWM)，同时，产生比较小的噪声。以下的描述中，通过对本专利技术的多个实施例的了解来提供某些具体的细节，例如电路元件的实例值。但是，本行业的技术人员应了解，本专利技术的实践中不限于一个或多个具体的细节，可以用其他的各种方法、元件或材料等来实践本专利技术。换句话说，为了避免本专利技术的技术方案不清楚，本文中没有详细显示或描述公知的结构、材料或操作。参见说明书全文，“一个实施例”或“实施例”是指结合在本专利技术的至少一个实施例中所包括的实例所描述的具体的特征、结构或特性。因此，在本说明书全文中各处所用的短语“在一个实施例中”或“在实施例中”不必都参见同一个实施例。而且，在一个或多个实施例中，可以用任何适当的方式组合具体的特征、结构或特性。图1是按照本专利技术的一个实施例的自激振荡差分反馈D-级放大器的电路图。电路100包括两个比较器101和102，多个电阻器和电容器，和两个外部的低通滤波器103和104，在信号进入扬声器105之前还原原始信号。本实施例中，输入插口106是任何可以将信号输入到本电路的一个例子。为了便于说明，输入信号的电压范围是0到1V，而Vcc是24V。而且，本实施例中，电阻R12提高放大器的增益。正如本行业技术人员公知的，R12不是本电路操作所必需的。电阻R8和电容本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于输入信号的脉冲宽度调制的自激振荡器，包括：至少两个比较器构成的网络；和反馈元件，包括至少两个电阻器和一个电容器，反馈元件与至少两个比较器构成的网络连接，和具有输入信号，使反馈元件引起网络的自激振荡，和至少一个电容器控制振荡频率。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：高岸秀人，
申请(专利权)人：美国芯源系统股份有限公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]