音频电路、使用其的电子设备及车载音频系统技术方案

D级放大器电路(200)接收以第一基准电压(V

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】音频电路、使用其的电子设备及车载音频系统


[0001]本公开涉及驱动扬声器或耳机的音频放大器电路。

技术介绍

[0002]作为驱动扬声器或耳机等的电气音响转换元件的功率放大器，使用高效的D级放大器。图1是使用D级放大器的音频系统100R的框图。音频系统100R主要具备扬声器102、低通滤波器104以及音频电路900R。
[0003]音频电路900R具备D级放大器电路200R。D级放大器电路200R产生具有与模拟音频信号V
IN
对应的占空因数的输出脉冲信号S
OUT
。低通滤波器104除去D级放大器电路200R的输出脉冲信号S
OUT
的高频成分，供给至扬声器102。
[0004]D级放大器电路200R是带反馈的D级放大器，包括积分器210、周期电压产生电路220、PWM(Pulse Width Modulation：脉宽调制)比较器230、电桥电路240。
[0005]积分器210包括电阻R11、R12、电容器C11、误差放大器212。误差放大器212的反相输入端子(－)中，被经由第一电阻R11输入模拟音频信号V
IN
，并被经由第二电阻R12，输入与输出脉冲信号S
OUT
对应的反馈信号V
FB
。电容器C11被设置在误差放大器212的输出与反相输入端子之间，误差放大器212的非反相输入端子被输入基准电压V
COM
。该D级放大器电路200R的增益g
D
以R12/R11的方式给出。
[0006]周期电压产生电路220生成三角波或锯齿波的周期电压V
OSC
。周期电压V
OSC
是脉宽调制的载波。周期电压V
OSC
的频率为PWM频率，高于可听频带(20Hz～20kHz)，以几百kHz～几MHz的范围确定。PWM比较器230将积分器210的输出信号V
INT
和周期电压V
OSC
进行比较，生成根据比较结果而取高或低电平的PWM信号S
PWM
。
[0007]驱动器250根据PWM信号S
PWM
，互补地开关电桥电路240的高侧晶体管MH和低侧晶体管ML。驱动器250以高侧晶体管MH和低侧晶体管ML不会同时导通的方式，插入死区时间。
[0008]现有技术文献
[0009]专利文献
[0010]专利文献1：日本特许第5618776号公报

技术实现思路

[0011]专利技术要解决的技术问题
[0012]在图1的音频电路900R中，周期电压产生电路220产生的周期电压V
OSC
的振幅不依赖电源电压V
CC
而是固定的。
[0013]积分器210的输出电压V
INT
的电压范围需要包含在周期电压V
OSC
的波峰与波谷之间。因此，模拟音频信号V
IN
的最大振幅ΔV
MAX
因周期电压V
OSC
的振幅ΔV
OSC
而受到限制。具体而言，周期电压V
OSC
的振幅ΔV
OSC
例如被固定在2Vpp左右，模拟音频信号V
IN
的中间电平V
BIAS
以2.5V、其最大振幅ΔV
MAX
为5Vpp的方式决定。
[0014]即使在将图1的音频电路900R使用在电源电压V
CC
较大，换言之输出脉冲信号S
OUT
的
振幅较大的系统中的情况下，输入电压V
IN
的振幅(信号电平)也因周期电压V
OSC
而受到制约，并不能增大。
[0015]此外，在音频系统100R中，为了得到满程输出，D级放大器电路200R的增益g需要设计为(V
CC
/ΔV
MAX
)倍。V
CC
＝15V，ΔV
MAX
＝5V时，积分器210的增益g需要设为3倍。大的增益g是噪声特性变差的原因。
[0016]本公开是鉴于相关技术问题而得到的，其一方案的例示性的目的之一在于，提供一种能够根据电源电压，灵活设计信号电平的音频电路。
[0017]用于解决技术问题的方法
[0018]本公开的音频电路包括：D级放大器电路，接收将第一基准电压作为中间电平的模拟音频信号，输出具有与模拟音频信号对应的占空因数的输出脉冲信号；以及偏置电路，生成具有将第一基准电压和电源电压进行分压的电压电平的第二基准电压。D级放大器电路包括：积分器，接收模拟音频信号和与输出脉冲信号对应的反馈信号；周期电压产生电路，生成三角波或锯齿波的周期电压；PWM(Pulse Width Modulation：脉宽调制)比较器，比较积分器的输出和周期电压；电桥电路，供给电源电压；以及驱动器，根据PWM比较器的输出，驱动电桥电路。积分器包括：第一放大器，在非反相输入端子接收第二基准电压；第一电阻，在一端输入模拟音频信号，另一端与第一放大器的反相输入端子相连接；以及第二电阻，在一端输入反馈信号，另一端与第一放大器的反相输入端子相连接。周期电压产生电路生成具有与第二基准电压对应的振幅的周期电压。
[0019]此外，上述构成要素的任意组合、将本专利技术的表现在方法、装置等之间转换的方案作为本专利技术的方案也是有效的。并且，该项目(用于解决技术问题的方法)的记载并不说明本专利技术的不可或缺的所有特征，因此，所述的这些特征的子组合也可以作为本专利技术。
[0020]专利技术效果
[0021]根据本公开的一方案，能够根据电源电压，灵活设计信号电平。
附图说明
[0022]图1是使用D级放大器的音频系统的框图。
[0023]图2是具备实施方式的音频电路的音频系统的框图。
[0024]图3的(a)～(e)是说明图2的音频电路的动作的图。
[0025]图4是示出偏置电路的结构例的电路图。
[0026]图5是示出周期电压产生电路的构成例的电路图。
[0027]图6是示出音频电路的构成例的图。
[0028]图7是示出音频电路的其他构成例的图。
[0029]图8是利用实施方式的音频电路的车载音频系统的框图。
[0030]图9的(a)、(b)是示出利用实施方式的音频电路的电子设备的图。
具体实施方式
[0031](实施方式的概要)
[0032]说明本公开的几个例示性的实施方式的概要。该概要作为后续的详细说明的前言，以实施方式的基本性理解为目的，简要说明一个或多个实施方式的几个概念，并不在于
限定专利技术或公开的范围。此外，该概要并不是应考虑的所有的实施方式的统括性的概要，并不在于限定实施方式的不可或缺的构成要素。为了方便起见，“一实施方式”有时用作指示本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种音频电路，包括：D级放大器电路，接收以第一基准电压为中间电平的模拟音频信号，输出具有与所述模拟音频信号对应的占空因数的输出脉冲信号，以及偏置电路，生成具有将所述第一基准电压和电源电压分压后的电压电平的第二基准电压；所述D级放大器电路具备：积分器，接收所述模拟音频信号和与所述输出脉冲信号对应的反馈信号，周期电压产生电路，生成三角波或锯齿波的周期电压，PWM(Pulse Width Modulation：脉宽调制)比较器，比较所述积分器的输出与所述周期电压，电桥电路，供给所述电源电压，以及驱动器，根据所述PWM比较器的输出，驱动所述电桥电路；所述积分器包括：第一放大器，在非反相输入端子接收所述第二基准电压，第一电阻，一端被输入所述模拟音频信号，另一端与所述第一放大器的反相输入端子相连接，以及第二电阻，一端被输入所述反馈信号，另一端与所述第一放大器的反相输入端子相连接；所述周期电压产生电路生成具有与所述第二基准电压相应的振幅的周期电压。2.根据权利要求1所述的音频电路，所述周期电压产生电路包括：时钟产生电路，生成以所述第二基准电压的二倍的电压电平为振幅的第一时钟信号；以及三角波产生电路，根据所述第一时钟信号，生成所述周期电压。3.根据权利要求2所述的音频电路，所述时钟产生电路包括：电平移位电路，接收具有所述周期电压的二倍频率的第二时钟信号，将所述第二时钟信号的高电平电压电平移位至所述第二基准电压的二倍的电压电平；以及分...

【专利技术属性】
技术研发人员：酒井光辉，
申请(专利权)人：罗姆股份有限公司，
类型：发明
国别省市：