方波调制的D类音频放大器制造技术

本实用新型专利技术提供一种方波调制的Ｄ类音频放大器之控制载波频率或载波相位的设计，在半桥接方式下包含一可输入方波之ＰＷＭ调制器接收输入信号、一前置驱动器及一功率ＭＯＳ电路，由方波控制输出载波的调制频率，然后由其功率ＭＯＳ电路输出信号而推动一扬声器；在全桥接方式下，包含一可输入方波之ＰＷＭ调制器接收输入信号、二前置驱动器及二功率ＭＯＳ电路，由方波控制输出载波的调制，然后各自由其功率ＭＯＳ电路输出信号而共同推动一扬声器。本实用新型专利技术以简易的方波调制取代先前技术的三角波载波调制设计，并且使Ｄ类音频放大器设计所需线路简化，失真降低。（*该技术在2015年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及D类音频放大器的改良设计，尤其是涉及利用方波调制而控制载波频率或相位的D类音频放大器。
技术介绍
图1中所示的为一种传统D类音频放大器的电路示意图。音频信号Vin自左边两输入端a、b输入运算放大器1，运算放大器1则输出两路音频信号分别送至运算放大器2与3，然后分别经过前置驱动器(Predriver)4与5产生输出信号，推动其后的功率CMOS电路6、7而产生输出信号OUTA与OUTB。输出信号OUTA与OUTB共同推动扬声器8，这是一种推挽式(push-pull)电路，亦即所谓的BTL(Bridge Tied Load，桥接负载)设计。电阻器9、10用于反馈信号，电容器11、12是一种补偿电路，电感器13、14和电容器15、16是提供滤波之用的滤波电路。500KHz的三角波Vtriangular输入运算放大器2与3，目的在使输入运算放大器2与3的两路音频信号同步，结果使输出信号OUTA与OUTB的载波相位一致，如图2(a)所示；或使输出信号OUTA与OUTB的载波相位相差180°，如图2(b)所示。运算放大器1、2与3合称PWM调制器(Pulse Width Modulator脉宽调制器)。PWM调制器有各种设计，这里所显示的只是其中一种设计。上述电路的三角波Vtriangular必须另外设计三角波产生器，但三角波产生器较为复杂且不易产生精确的三角波，将复杂的三角波产生器引入IC设计中往往占据太多的电路空间，因而增加成本。三角波的同步设计对运算放大器2与3而言其实可以用方波方式简化，以降低制造成本。
技术实现思路
因此本技术的目的是提供一种方波调制的D类音频放大器的控制载波频率或载波相位的设计。在半桥接方式下，包含一接收输入信号及接收方波输入的PWM调制器(Pulse Width Modulator)、一前置驱动器及一功率MOS电路，由方波控制输出载波的调制频率，然后由功率MOS电路输出信号而推动一扬声器；在全桥接方式下，包含一接收输入信号及接收方波输入之PWM调制器(Pulse WidthModulator)、二前置驱动器及二功率MOS电路，形成两路信号，由方波控制两路输出载波的调制频率，然后二功率MOS电路分别输出信号而共同推动一扬声器。本技术以简易的方波调制取代先前技术的三角波载波调制设计，并且使D类音频放大器设计所需线路简化，失真降低。根据本技术的一个方面，一种方波调制的半桥接式D类音频放大器，该D类音频放大器包含一接收一输入信号并接收一方波输入的PWM调制器、一前置驱动器及一功率MOS电路，顺序相连；该功率MOS电路输出一输出信号推动一扬声器；该方波控制PWM调制器的载波频率和相位，进一步控制该D类音频放大器输出信号的载波频率和相位；且该功率MOS电路反馈一信号至该PWM调制器。根据本技术的另一个方面，一种方波调制的全桥接式D类音频放大器，该D类音频放大器包含一接收二输入信号并接收二方波输入之PWM调制器、两前置驱动器及两功率MOS电路；该PWM调制器输出两路信号，分别驱动其中一前置驱动器后再驱动其中一功率MOS电路；该二功率MOS电路各自经一滤波器而共同推动一扬声器；该二方波分别控制PWM调制器的两路载波频率和相位，进一步控制该D类音频放大器两路输出信号的载波频率及相位；且该二功率MOS电路分别反馈一信号至该PWM调制器。根据本技术的再一个方面，一种方波调制设计的全桥接式D类音频放大器，该D类音频放大器包含一接收二输入信号并接收一方波输入之PWM调制器、两前置驱动器及两功率MOS电路；PWM调制器输出两路信号，分别驱动其中一前置驱动器后再驱动其中一功率MOS电路；该二功率MOS电路各自经一滤波器而共同推动一扬声器；该方波控制PWM调制器的载波频率和相位，进一步控制该D类音频放大器输出信号的载波频率及相位；且该二功率MOS电路分别反馈一信号至该PWM调制器。本技术的方波调制的D类音频放大器省略了复杂的三角波产生器，方波电路设计远比三角波电路设计简单和容易，节省了集成电路设计中的电路空间，因而降低了成本附图说明图1为一般D类音频放大器的电路示意图。图2(a)和2(b)为一般D类音频放大器的输出信号示意图。图3为本技术半桥接式D类音频放大器的方块图。图4为本技术半桥接式D类音频放大器的电路图。图5为本技术全桥接式D类音频放大器的方块图。图6为本技术全桥接式D类音频放大器的电路图。图7为本技术另一种全桥接式D类音频放大器的电路图。具体实施方式请参考图3本技术半桥接式D类音频放大器的方块图。音频Vin自左边输入端a输入PWM调制器20，并将方波信号Vsquare1输入PWM调制器20，如图所示。PWM调制器20输出的音频信号送入前置驱动器(Predriver)21，后者产生信号推动其后的功率CMOS电路22而产生输出信号OUT C。输出信号OUT C则经过电感器23和电容器24的滤波电路而推动扬声器25，这是一种半桥接式D类音频放大器设计。请参考图4的本技术半桥接式D类音频放大器的电路图，音频信号Vin自左边输入端a输入运算放大器201，运算放大器201则输出音频信号至运算放大器202，然后经过前置驱动器(Predriver)21产生信号推动其后的功率CMOS电路22而产生输出信号OUTC。输出信号OUTC则经过电感器23和电容器24的滤波电路而推动扬声器25，这是一种半桥接式D类音频放大器设计。电阻器203用于反馈信号，电容器204是一种补偿电路，电感器23和电容器24是提供滤波之用的滤波电路。运算放大器201及运算放大器202形成所谓的PWM调制器(Pulse Width Modulator)。且将方波信号Vsquare1输入f点，作为调制信号。Vsquare1是固定或不固定频率的方波。PWM调制器有各种设计，这里所显示的只是其中一种设计。图4电路最大的特点就是以方波Vsquare1取代图1中500KHz的三角波Vtriangular，而且Vsquare1可以控制输出信号OUTC的载波频率。这种电路设计省略了复杂的三角波产生器，方波电路设计远比三角波电路设计简单和容易，节省了IC设计中的电路空间，因而降低了成本。请参考图5本技术全桥接式D类音频放大器的方块图，音频Vin自左边两输入端a、b输入PWM调制器30，同时输入一方波或二方波至PWM调制器30。PWM调制器30则输出两路音频信号分别送至前置驱动器(Predriver)31与32，前置驱动器31和32产生信号推动其后的功率CMOS电路33、34而产生输出信号OUTC与OUTD。输出信号OUTC与OUTD则分别经过电感器35、36和电容器37、38之两滤波电路而共同推动扬声器39，这是一种推挽式(push-pull)电路，亦即所谓之BTL(Bridge Tied Load，桥接负载)设计。请参考图6本技术全桥接式D类音频放大器的电路图，其中详细展示了图5的PWM调制器30电路，其余则与第五图相同。PWM调制器30中分成两路，一路含运算放大器301、302，另一路含运算放大器303、304，各自从a、b点接受音频Vin，并各自从c、d点接受方波信号Vsqua本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种方波调制的半桥接式Ｄ类音频放大器，其特征为该Ｄ类音频放大器包含一接收一输入信号并接收一方波输入的ＰＷＭ调制器、一前置驱动器及一功率ＭＯＳ电路，顺序相连；该功率ＭＯＳ电路输出一输出信号推动一扬声器；该方波控制ＰＷＭ调制器的载波频率和相位，进一步控制该Ｄ类音频放大器输出信号的载波频率和相位；且该功率ＭＯＳ电路反馈一信号至该ＰＷＭ调制器。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：陈敏雄，钟尚书，
申请(专利权)人：普诚科技股份有限公司，
类型：实用新型
国别省市：71[中国|台湾]