一种D类功率放大器，包括切换电源部、同步信号生成部和D类功率放大部。同步信号生成部从切换电源部获得具有为第一频率的“n”倍的第二频率的时钟信号。D类功率放大部包括比较输入信号与反馈信号的比较器、切换从同步信号生成部馈送的电源的第二切换部、平滑来自第二切换部的输出信号的滤波器部和将延迟后的输出信号与来自同步信号生成部的时钟信号组合以生成反馈信号的组合部。当来自滤波器部的输出信号的电平为低时，D类功率放大部被调整成引起在与第二频率大致相同的频率的自振荡操作。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种D类功率放大器，并且更具体地，涉及一种使得能够减小拍频噪声(beat noise)并且适合于放大音频信号的功率的D类功率放大器。
技术介绍
迄今为止，已知的自激D类功率放大器包括集成电路；比较器，其接收来自集成电路的输出作为输入；切换电路，其由来自比较器的输出激活(activate)；和低通滤波器， 其连接至切换电路的输出侧。借助于第一反馈电路将反馈从低通滤波器的输出端子施加到比较器。借助于第二反馈电路将另一反馈从低通滤波器的输出端子施加到集成电路的输入端子(参见 JP-B-61-21007)。JP-A-2006-60580中描述了一种使用切换电源的D类功率放大器。当通过切换电源将电力馈送至D类放大电路时，D类放大电路的切换频率f 1与切换电源的切换频率f2之差，S卩Af = abs(fl-f2)，引起拍频噪声，其进而使音质劣化。鉴于此，使D类放大电路的切换频率与切换电源的切换频率彼此同步，从而减小拍频噪声。JP-A-2006-60580中描述的D类放大器(数字放大模块100)的脉冲调制器120包括逻辑电路(D触发器174)，其被设置在PWM回路中并且与时钟信号同步 (JP-A-2006-60580的图3)。在该构造中，由于D触发器174被插入到回路中的任意点，所以D类放大器不能与输入同步时钟信号不同步地执行操作。在JP-B-61-21007中描述的目前的自激D类放大器中，当放大器的输出电平变大时，自激的频率通常会减小，从而使输出的总谐波失真(THD)减小。同时，根据 JP-A-2006-60580中描述的技术，放大器不能与外部时钟信号不同步地执行操作。因此，当产生大的输出时，从输出端子到输入端子的负反馈量减小，并且THD变差。此外，需要将稳定的时钟信号馈送给JP-A-2006-60580中所描述的D触发器174。 为此，采用PLL电路176作为同步时钟信号发生器。然而，PLL电路具有复杂的构造并且由于电路的整个规模的增加而造成不便。
技术实现思路
本专利技术的目的是在不增大电路规模的情况下减小使用切换电源的D类功率放大器中的拍频噪声并且防止在输出电平为高时会引起的THD劣化。为了实现该目的，本专利技术的D类功率放大器包括切换电源部，包括第一切换部，其以第一频率切换具有预定电压的DC电源输出；变压器部，其将来自第一切换部的输出输入至其初级线圈，并且从其次级线圈获得转换后的输出；整流部，其对从变压器部的次级线圈获得的转换后的输出进行整流；和反馈部，其通过从整流部将反馈施加到第一切换部来控制第一切换部的切换，以使来自整流部的转换后的输出的电压保持恒定；同步信号生成部，其包括滤波器电路，该滤波器电路从切换电源部获得具有第二频率的时钟信号，该第二频率为第一频率的“η”倍，其中“η”为等于或大于2的整数；和D类功率放大部，包括比较器，其将输入信号与反馈信号进行比较；第二切换部，其根据来自比较器的输出切换从整流部馈送的电源；滤波器部，其平滑来自第二切换部的输出，以形成输出信号；和组合部，其延迟来自滤波器部的输出信号的相位，并且将延迟后的输出信号与来自同步信号生成部的时钟信号组合，以生成反馈信号，其中，D类功率放大部被调谐为引起在大致与第二频率相同的频率的自振荡操作， 其中来自滤波器部的输出信号的电平低于来自同步信号生成部的时钟信号的电平。优选地，同步信号生成部的滤波器电路为带通滤波器，其具有频率通带，该频率通带具有包括第二频率的预定频率。同步信号生成部能够通过使用带通滤波器获得具有第二频率的时钟信号。根据本专利技术，当来自滤波器部的输出信号的输出电平高于来自同步信号生成部的时钟信号的电平时，执行与同步于切换电源的时钟信号不同步的自激D类功率放大器的原始操作，从而防止了在高输出时将会引起的THD的劣化。当来自滤波器部的输出信号的输出电平低于来自同步信号生成部的时钟信号的电平时，D类功率放大部执行与同步于切换电源的时钟信号同步的操作(外部振荡操作)，从而能够防止可听拍频噪声的出现。由于人在扬声器的输出为低时会察觉到拍频噪声，所以防止在扬声器的输出为低电平时出现拍频噪声的能力是非常有利的。此外，根据本专利技术，既避免了使用具有高模拟质量的逻辑电路 (例如，结合JP-A-2006-60580描述的D触发器174)，又没有使用用作同步时钟发生器的 PLL电路。放大器的整个电路规模变小。附图说明通过参照附图对本专利技术的优选示例性实施例进行详细描述，本专利技术的以上目的和优点将更加明显，附图中图1是示出本专利技术的自激D类放大器的总体结构的总览的框图；以及图2是图1中所示的放大器的详细框图。具体实施例方式下面，将参照附图来描述本专利技术的实施例。图1示出了本专利技术的自激D类放大器的总体结构。D类放大器1包括自激D类功率放大部11、切换模式电源(切换电源)12和同步信号生成部13。外部装置2是用于馈送模拟声学信号(输入信号)的源。自激D类功率放大部11是高效率功率放大部，其通过切换电路对输入信号进行脉宽调制(PWM)并放大信号的功率。从外部装置2发送的模拟声学输入信号在功率放大部中被放大并且从扬声器4作为声音发出。切换模式电源部12是功率转换器，其通过使用反馈电路、切换元件、变压器等对市电电源(AC 100V等)3的电功率进行整流并将AC电源转换成DC电源，以馈送恒定电压。转换后的DC电源将电功率馈送至包括功率放大部11的D类功率放大器1中的各部。图2是示出图1中所示的D类放大器1的详细构造的框图。现在，描述自激D类功率放大部11。自激D类功率放大部11的操作的要点在于， 输入级放大器(积分器)21和比较器23将模拟声学信号转换成脉宽调制(PWM)信号，切换电路M通过PWM信号开启和断开。从切换电路M输出的放大的PWM信号通过低通滤波器 25解调成模拟声学信号。从低通滤波器25输出的模拟声学信号(输出信号)被输出至负载，例如扬声器。输入级放大器21包括差分放大器22以及布置在差分放大器22的输出端子与负输入端子之间的电容器Cl。来自外部装置2的输入信号被输入至差分放大器22的正输入端子。差分放大器22的负输入端子经由第二反馈电路27连接至低通滤波器25的输出端子。从输入级放大器21输出的输入级输出信号被输入至比较器23的正输入端子。从低通滤波器25的输出获得的反馈信号经由第一反馈电路沈输入至比较器23的负输入端子。比较器23比较经过比较器23的正输入端子的来自输入级放大器21的输入级输出信号与经过比较器23的负输入端子输入的反馈信号，并且基于比较器23的比较结果生成脉宽调制信号(PWM信号)。比较器23在输入级输出信号大于反馈信号期间输出高侧脉冲(具有正电压值)。而且，比较器23在输入级输出信号小于反馈信号期间输出低侧脉冲(具有负电压值)。包括比较器23、切换电路对、低通滤波器25和第一反馈路径沈的回路具有足够的增益并且以频率fo执行自振荡，在所述频率fo下，比较器23的输入与第一反馈路径 26的输出之间的相位滞后达到180°。在该回路中，由输入信号的电压幅值表示的电平信息被转换成由PWM信号的脉宽表示的时间信息，由此，与输入信号相当的PWM信号从比较器 23输出至切换电路M。从比较器23输出的PWM信号输入至切换电路M。切换电路M在本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．一种Ｄ类功率放大器，包括：切换电源部，所述切换电源部包括：第一切换部，所述第一切换部以第一频率切换具有预定电压的ＤＣ电源输出；变压器部，所述变压器部将来自所述第一切换部的输出输入至所述变压器部的初级线圈，并且从所述变压器部的次级线圈获得转换后的输出；整流部，所述整流部对从所述变压器部的所述次级线圈获得的所述转换后的输出进行整流；和反馈部，所述反馈部通过从所述整流部将反馈施加到所述第一切换部来控制所述第一切换部的切换，以使来自所述整流部的转换后的输出的电压保持恒定；同步信号生成部，所述同步信号生成部包括滤波器电路，所述滤波器电路从所述切换电源部获得具有第二频率的时钟信号，所述第二频率为所述第一频率的“ｎ”倍，其中“ｎ”为等于或大于２的整数；和Ｄ类功率放大部，所述Ｄ类功率放大部包括：比较器，所述比较器将输入信号与反馈信号进行比较；第二切换部，所述第二切换部根据来自所述比较器的输出切换从所述整流部馈送的电源；滤波器部，所述滤波器部平滑来自所述第二切换部的输出，以形成输出信号；和组合部，所述组合部延迟来自所述滤波器部的输出信号的相位，并且将延迟后的输出信号与来自所述同步信号生成部的时钟信号组合，以生成所述反馈信号，其中，所述Ｄ类功率放大部被调谐成引起在与所述第二频率大致相同的频率的自振荡操作，其中来自所述滤波器部的所述输出信号的电平低于来自所述同步信号生成部的所述时钟信号的电平。...
【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：黛敏朗，外川武史，
申请(专利权)人：雅马哈株式会社，
类型：发明
国别省市：JP
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