一种减少放大器开关噪声的电路和方法技术

本发明专利技术公开了一种减少放大器开关噪声的电路，包括一放大器，其特征在于，所述电路进一步包括：一充放电电路，为所述放大器提供一偏置电压；一静音开关；一控制电路，通过所述静音开关向所述放大器提供交叠时钟信号进行切换；其中，所述偏置电压的建立时间大于一音频范围。本发明专利技术采用交叠时钟，防止放大器在切换期间工作在开环状态，从而减小切换引起的冲击，从而降低整个开关过程的开关噪声。

Circuit and method for reducing amplifier switching noise

The invention discloses a method for reducing noise of the amplifier circuit comprises a switch, amplifier, which is characterized in that the circuit further includes a charge discharge circuit, a bias voltage to the amplifier; a mute switch; a control circuit, the mute switch to the amplifier to provide overlapping clock signals among them, the establishment of the time switch; the bias voltage is greater than a range of audio. The invention adopts an overlapping clock to prevent the amplifier from operating in the open-loop state during switching, thereby reducing the switching induced impact, thereby reducing switching noise in the entire switching process.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及放大器领域，尤其是在音频功率放大器领域中用以消除开关时的噗噗 声的电路和方法。
技术介绍
图l示出了一种常用的差动音频功率放大器电路结构。如图l所示，电阻R1、R2、 电容Cb设置放大器ll和放大器12的直流工作点；其中，Ci为输入隔直电容，隔离 输入直流信号；电阻Rml、 Rm2和放大器11构成第一级放大；电阻Rsl、 Rs2和放大 器12构成第二级放大。放大器11和放大器12输出反相，其差动输出作为整个放大 器的输出。启动时，电容Cb和Ci需要充电到一定值以建立工作点；关断时，该电容 上的电荷需要放到零。在音频应用中，人耳能听到的声音频率范围为20Hz 20kHz。开关时，如果电容 Cb快速充电到工作点电压或者快速放电到零，则由于电容Ci上电压与电容Cb不可 能一致，而且放大器11和12的输出也不可能跟上输入电压的变化，导致输出有一个 差动电压存在，从而引起开关噪声。因此为了在开关时时听不到音频噪声，要求启动 时电容Cb和电容Ci需要缓慢充电，放大器ll和12的共模电压缓慢上升，而在关断 时电容Cb和电容Ci缓慢放电，放大器ll和12的共模电压缓慢下降到零。保持两个 输出电压一致，不产生差动电压输出，并且单端电压的变化速度很慢，使其频谱分量 低于20Hz，从而消除开关噪声。
技术实现思路
本专利技术的目的在于找出一种降低放大器开关噪声的方法和电路，将开关噪声减到 人耳不敏感的程度。为了实现上述，本专利技术提供的一种减少放大器开关噪声的电路，包括一放大器， 其特征在于，所述电路进一步包括 一充放电电路，为所述放大器提供一偏置电压； 一静音开关； 一控制电路，通过所述静音开关向所述放大器提供交叠时钟信号进行切换；其中，所述偏置电压的建立时间大于一音频范围。比较好的是，所述静音开关包括两个串联的第一、二开关，所述交叠时钟信号分 别控制所述第一、二开关，其中，在偏置电压建立时，第一开关断开，第二开关闭合； 在切换时，所述第一、二开关同时导通。比较好的是，所述控制电路进一步包括一比较器，与所述充放电电路的输出端相 连，当所述偏置电压达到一定值时进行翻转。比较好的是，所述音频范围包括20Hz 20kHz。比较好的是，所述交叠时钟信号控制所述静音开关降低切换时的电压差。 比较好的是，所述音频范围包括20Hz 20kHz。附图说明下面，参照附图，对于熟悉本
的人员而言，从对本专利技术的详细描述中， 本专利技术的上述和其他目的、特征和优点将显而易见。 图1是一种常用的音频功率放大器的原理图； 图2是本专利技术的降低开关噪声的较佳实例的流程图； 图3是本专利技术开关过程中偏置电压变化示意图； 图4是本专利技术的降低开关噪声的较佳实例的原理图； 图5是本专利技术的交叠时钟信号的示意图。具体实施例方式下面结合附图和实例对本专利技术作进一步的描述。图4示出了本专利技术的减少放大器开关噪声的电路。该电路包含4个部分运算放 大器301、静音开关302、充放电电路303、控制电路304。以下逐一进行介绍运算放大器301包括电容Ci、电阻Rml、 Rra2、 Rsl、 Rs2、放大器31、 32以及负 载扬声器30组成。其中电容Ci、电阻Rml、 Rm2和放大器31组成主放大器，电阻Rsl、 Rs2和放大器32组成从放大器。电容Ci的第一端连接信号源Vs，第二端连接电阻 Rml的第一端，电阻Rml的第二端与电阻Rm2相连于Nl点，电阻Rm2的另一端与放 大器31的输出端、电阻Rsl的第一端、扬声器30的输入端相连于运算放大器301的 反相输出端vol，电阻Rsl的第二端与电阻Rs2的第一端以及放大器32的反相输入 端相连，电阻Rs2的第二端与放大器32的输出端、扬声器30的输入端相连于运算放 大器301的同相输出端vo2，放大器31、 32的同相输入端相连于N3点，放大器31的反相输入端为N2。放大器31和32的使能信号接SD2。静音开关302包括开关S1和S2，开关S1导通、开关S2关断时放大信号，开关 Sl关断、开关S2导通时静音。开关S1—端连接N1点，另一端与开关S2、放大器 31的反相输入端相连于N2点，开关S2的另一端连接放大器31的输出端vo1。开关 Sl的控制端连接信号phl，开关S2的控制端连接信号ph2。充放电电路303包括四个开关S3、 S4、 S5、 S6、三个电阻R1、 R2、 R6、电容Cb、 两个放大器33、 34。开关S6—端接电源， 一端接电阻R1，电阻R1的另一端接电阻 R2及放大器33、 34的同相输入端，电阻R2的另一端接地，放大器33的反相输入端 接其输出端及开关S3的一端，开关S3的另一端接节点N1，放大器34的反相输入端 接其输出端及开关S4的一端，开关S4的另一端接节点N3及电容Cb、电阻R6的一 端，电容Cb的另一端接地，电阻R6的另一端接开关S5的一端，开关S5的另一端接 地，开关S3的控制端接nnfin的反相信号Nrmfin,开关S4的控制端接mute的反相 信号Nmute，开关S5的控制端接SD1的反相信号NSD1，开关S6的控制端接SD1信号， 放大器33、 34的使能端接SD1。控制电路304包括三个电阻R3、 R4、 R5、两个比较器35、 36、延时器37、与门 38、交叠时钟发生器39。电阻R3—端接电源，另一端接电阻R4及比较器35的反相 输入端，电阻R4的另一端接电阻R5及比较器36的反相输入端，电阻R5的另一端接 地；比较器35、 36的同相输入端接N3，比较器36的输出端SD2，比较器35的输出 端rmfin接延时器37的输入，延时器37的输出端mute接与门38的一个输入端，与 门38的另一输入端接SD1，与门38的输出端接交叠时钟发生器39的输入端，交叠 时钟发生器39的两个输出端分别为phl和ph2。上述的开关S1 S6，在控制信号为1时开关导通，在控制信号为0时开关 断开。图2示出了本专利技术减少放大器开关噪声方法的流程图，下面结合附图4的电路， 对减少噪声的流程作详细描述。步骤l:充放电电路303中，当启动信号SD1由0变为1，整个电路启动， 进入图3所示的充电区。此时，缓冲器33和34分别给电容Ci和Cb充电，节点N3 电压缓慢上升。此时rmfin=mute= 0 ， Nrmfin=Nmute= 1 ， phl= 0 ， ph2 = 1 ， NSD1=0，开关S1和S5断开，而开关S2、 S3和S4闭合。反相输入端和 同相输入端的电压vol和vo2跟随节点N3电压缓慢上升，vo = vol — vo2 = 0V，信号 源Vs对vol和vo2电压没有影响。步骤2:当节点N3电压上升到一定值时，比较器35翻转，rmfin从0变为1, Nrmfin=0,开关S3断开，电容Ci的充放电由电容Cb的电压来决定，此时系统处于静 音区。在静音区，通过电容Cb的电压来控制Ci的充放电，可以提高电容Cb和电容 Ci充电的一致性，减小开关时由于两个电容充电不一致引起的冲击。步骤3:延时器37对rmfin进行一段延时后，mute也从0变为1 ， Nmute 变为0，开关S4也断开。由于交叠时钟发生器39的作用，如图5所示，phl先 变为1，然后ph2再变为0，即先合上开关S1再断开开本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种减少放大器开关噪声的电路，包括一放大器，其特征在于，所述电路进一步包括：　一充放电电路，为所述放大器提供一偏置电压；　一静音开关；　一控制电路，通过所述静音开关向所述放大器提供交叠时钟信号进行切换；　其中，所述偏 置电压的建立时间大于一音频范围。

【技术特征摘要】
1、一种减少放大器开关噪声的电路，包括一放大器，其特征在于，所述电路进一步包括一充放电电路，为所述放大器提供一偏置电压；一静音开关；一控制电路，通过所述静音开关向所述放大器提供交叠时钟信号进行切换；其中，所述偏置电压的建立时间大于一音频范围。2、 根据权利要求l所述的电路，其特征在于， 所述静音开关包括两个串联的第一、二开关，所述交叠时钟信号分别控制所述第一、二开关，其中，在偏置电压建立时，第一开关断开，第二开关闭合； 在切换时，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵新江，王磊，刘晨，王觅，
申请(专利权)人：华润矽威科技上海有限公司，
类型：发明
国别省市：31[中国|上海]