音频功率放大器装置和方法制造方法及图纸

提供一种音频功率放大装置和方法，该装置包括第一至第Ｂ功率放大终端，对输入的交流音频输入信号进行功率放大并输出，第ｂ终端（１≤ｂ≤Ｂ）中的前置放大器将音频输入信号分成为正和负部分、以分别进行功率放大，并且输出经功率放大的正和负部分。电源提供具有不同电平的第一至第Ｍ正和负电压。功率放大器在第一至第Ｍ正（及负）电压中选择一个具有与经功率放大的正（及负）部分的电平成正比的电平的正（及负）电源电压，响应选择的正和负电源电压再次分别放大正和负部分并输出。信号合成器将两部分进行合成，输出合成结果。该装置和方法降低制造成本并缩小芯片尺寸，防止高频噪声，减少失真，并且容易增加可以选择的电源电压的电平数目。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及音频信号处理，更具体地说，涉及一种用于放大音频信号的功率的装置和方法。
技术介绍
用于放大音频输入信号的功率的众多音频功率放大器中的一个示例是AF Power Amplifier(音频功率放大器)(分裂式电源)，诸如由三洋(Sanyo)电器有限公司制造的厚模混合集成电路(IC)SK411-200功率放大器(以后称为“常规音频功率放大器”)。常规音频功率放大器在输入的音频信号为高电平时使用高电源电压，而在该信号为低电平时使用低电源电压，以便降低放大该音频信号所必需的功率消耗。为此，必须要单独的比较器确定输入的音频信号的电平。因此，常规音频功率放大器的造价较贵，使经放大的音频信号严重失真并且由于该比较器的切换噪声而引起产生高频噪声，其中切换噪声可能在关于每个输入的音频信号切换和输出不同的比较结果的情况下出现。虽然上面描述的这种常规音频功率放大器根据音频信号的电平将电源电压切换成仅两种电平，但该放大器可以将电源电压切换成两种以上的电平。在这种情况下，需要更多的附加比较器，而这些比较器的存在使得上述问题更加恶化。
技术实现思路
为了解决上述问题，本专利技术的第一个目的是提供一种音频功率放大装置，其能够线性地选择具有与音频输入信号的电平成正比的电平的电源电压而不使用比较器，并且能够使用所选择的电源电压放大音频输入信号的功率。本专利技术的第二个目的是提供一种由该音频功率放大装置执行的音频功率放大方法。为了实现第一个目的，本专利技术提供一种音频功率放大装置，它包括第一至第B功率放大终端(terminal)，每终端对一个从外部输入的交流(AC)音频输入信号进行功率放大，并将该功率放大的结果作为音频输出信号输出。音频功率放大装置的第b终端(1≤b≤B)最好包括前置放大器，该前置放大器将音频输入信号分成为正和负部分、以对该正和负部分进行功率放大，并且输出经功率放大的正和负部分；电源，用于提供具有不同电平的第一至第M正和负电压；功率放大器，它在第一至第M正电压中选择一个具有与经功率放大的正部分的电平成正比的电平的正电源电压并在第一至第M负电压中选择一个具有与经功率放大的负部分的电平成正比的电平的负电源电压，响应所选择的正和负电源电压再次分别放大经功率放大的正和负部分，并且输出经放大的正和负部分；信号合成器，它将从该功率放大器输出的正和负部分进行合成，并将合成结果作为音频输出信号输出。为了实现第二目的，本专利技术提供一种音频功率放大方法，该方法由音频功率放大装置的第b终端(1≤b≤B)执行，该音频功率放大装置包括第一至第B功率放大终端，每终端功率对一个从外部输入的交流(AC)音频输入信号进行功率放大，并将该功率放大的结果作为音频输出信号输出。该音频功率放大方法最好包括步骤(a)将音频输入信号分成为正和负部分、以对该正和负部分进行功率放大并得到经放大的正和负部分；(b)在从外部提供的、具有不同电平的第一至第M正电压中，选择一个具有与步骤(a)中经放大的正部分的电平成正比的电平的正电源电压，在从外部提供的、具有不同电平的第一至第M负电源电压中，选择一个具有与步骤(a)中经放大的负部分的电平成正比的电平的负电源电压，响应所选择的正和负电压再次分别放大步骤(a)中经放大的正和负部分；以及(c)将步骤(b)中经放大的正和负部分进行合成，并将合成结果确定为音频输出信号。附图说明通过参考附图详细描述本专利技术的优选实施例，本专利技术的上述目的和优点将会更容易理解，在这些附图中图1是根据本专利技术的音频功率放大装置的示意方框图；图2是图1的第b功率放大终端的方框图；图3是根据本专利技术的、由图2的第b功率放大终端执行的音频功率放大方法的流程图； 图4是表示根据本专利技术的图2的前置放大器、功率放大器和信号合成器的实施例的电路图；以及图5是解释图4的音频功率放大装置的示范性工作的曲线图。具体实施例方式参考图1，音频功率放大装置包括第一至第B放大终端10、...、和12。第一至第B放大终端10、...、和12中的每一个都对一个经由输入终端IN从外部接收的AC音频输入信号的功率进行放大，并将功率放大的结果作为音频输出信号通过相应的输出终端OUT1、...、或OUTB输出到扬声器(未示出)。例如，第b功率放大终端10、...、或12对一个经由输入终端IN从外部接收的AC音频输入信号的功率进行放大，并将功率放大的结果作为音频输出信号经由输出终端OUTB输出，其中1≤b≤B。现在参考图2和3描述根据本专利技术的第b功率放大终端10、...、或12的配置和工作，以及根据本专利技术的、由第b功率放大终端10、...、或12执行的音频功率放大方法。图2根据本专利技术的图1中所示第b功率放大终端10、...、或12的方框图。参考图2，第b功率放大终端10、...、或12包括前置放大器20、电源22、功率放大器24和信号合成器26。图3是由图2的第b功率放大终端执行的、根据本专利技术的音频功率放大方法的流程图。参考图3，根据本专利技术的音频功率放大方法包括将音频输入信号分成为正和负部分、以放大该正和负部分；按照放大的结果的电平对经放大的正和负部分进行功率放大(步骤40-42)；并合成功率放大的结果和得到音频输出信号。在步骤40，图2的第b功率放大终端10、...、或12的前置放大器20将经由输入终端IN从外部接收的AC音频输入信号分成为正和负部分，对所分成的正和负部分进行放大，并将经放大的正和负部分30和32作为经前置放大的正和负部分输出到功率放大器24。在这种情况下，前置放大器20可以响应信号合成器26反馈的音频输出信号改变放大倍数。在步骤40之后，功率放大器24在从电源22输出的第一至第M正电压+V1至+VM(M≥3)中，选择一个具有与经功率放大的正部分30的电平成正比的电平的正电源电压，并在第一至第M负电压-V1至-VM中，选择一个具有与经功率放大的负部分32的电平成正比的电平的负电源电压。此外，功率放大器24还响应所选择的正和负电源电压再次分别放大经功率放大的正和负部分30和32，并将经放大的正和负部分作为经功率放大的正和负部分34和36输出到信号合成器26(步骤42)。为了实现这一点，电源22向功率放大器24输出具有不同电平的第一至第M正电压+V1至+VM和具有不同电平的第一至第M负电压-V1至-VM。这种情况下，各电源电压的电平|VA|(1≤A≤M)按第一至第M电压的顺序依次降低。也就是说，|V1|＞|V2|＞|V3|＞...＞|VM-2|＞|VM-1|＞|VM|。在步骤42之后，信号合成器26合成经功率放大的正和负部分34和36，并将合成结果作为音频输出信号、经由输出终端OUTb输出(步骤44)。因此，根据图2中所示的本专利技术的音频功率放大装置和方法，分别使得音频输入信号的功率能够以推挽式进行放大。现在描述根据本专利技术的图2的第b功率放大终端10、...、或12的一个优选实施例的配置和工作。图4是分别图示根据本专利技术的图2的前置放大器20、功率放大器24和信号合成器26的优选实施例20A、24A和26A的电路图。参考图4，该电路包括前置放大器20A、功率放大器24A和信号合成器26A。前置放大器20A包括电阻器R1′-R13′、电容器C1-C4、运算放大器50、齐纳二极管ZD和晶体管本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种音频功率放大装置，它包括第一至第Ｂ功率放大终端，每个功率放大终端对一个从外部输入的交流（ＡＣ）音频输入信号进行功率放大，并将该功率放大的结果作为音频输出信号输出，其中第ｂ终端（１≤ｂ≤Ｂ）包括： 前置放大器，该前置放大器将音频输入信号分成为正和负部分、以对该正和负部分进行功率放大，并且输出经功率放大的正和负部分； 电源，用于提供具有不同电平的第一至第Ｍ正和负电压； 功率放大器，它在第一至第Ｍ正电压中选择一个具有与经功率放大的正部分的电平成正比的电平的电源正电压并在第一至第Ｍ负电压中选择一个具有与经功率放大的负部分的电平成正比的电平的负电源电压，响应所选择的正和负电源电压再次分别对经功率放大的正和负部分进行放大，并且输出经放大的正和负部分；以及 信号合成器，它将从该功率放大器输出的经放大的正和负部分进行合成，并将合成结果作为音频输出信号输出。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：宜保正雄，孙元硕，
申请(专利权)人：布陆泰科株式会社，
类型：发明
国别省市：KR[韩国]