本发明专利技术涉及一种用于将输入信号放大成输出信号的音频放大器（１），具有输出放大级（６），其中，所述输出放大级（６）被构造用于作为以开关运行方式工作的放大器将中间信号放大成所述输出信号，所述音频放大器（１）还具有限幅器装置（４），所述限幅器装置通过编程技术和／或电路技术构造用于基于所述输入信号产生所述中间信号，其中，根据可调节的最大功率和连接到和／或可连接到所述音频放大器上的负载阻抗或者等效参数极限，始终通过最大电平对所述中间信号的电平如此进行限幅，使得所述输出信号与所述输入信号无关地不超过在所述负载阻抗下的所述最大功率或者不超过所述等效参数极限。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种用于将输入信号放大成输出信号的音频放大器，具有输出放大级，其中，所述输出放大级被构造用于作为以开关运行方式工作的放大器将中间信号放大成输出信号。此外，本专利技术还涉及一种用于音频放大器的负载匹配的方法。
技术介绍
音频放大器用于将输入信号放大成输出信号，其中，输出信号通常通过扬声器以声音的方式辐射到周围环境中。例如，在所谓的家庭立体声设备中，或者在用于迪斯科舞厅、电影院等等或者也用于公共建筑物、中小学、大学等等以广播通知的扩音设备中，音频放大器是已知的。由通常的音频放大通过信号技术供给的扬声器的数量、负载阻抗和电负载能力可以几乎 任意地变化。为了可以为每个配置提供在总负载阻抗和所期望的输出功率方面调谐的音频放大器，在市场上通常提供具有离散分级的输出功率的不同音频放大器模型。
技术实现思路
本专利技术公开了一种具有权利要求1的特征的音频放大器以及一种具有权利要求 12的特征的方法。本专利技术的优选的或者有利的实施方式由从属权利要求、以下说明以及附图给出。根据本专利技术的音频放大器适用于和/或被构造用于将输入信号放大成输出信号。 所述音频放大器例如可以应用在音乐设备中，或者优选地应用在扩音设备中，尤其是应用在用于复杂区域的扩音的公共广播系统中。所述音频放大器尤其被构造为低欧姆的受控电压源。所述音频放大器的输出信号优选地定义为输出给机电的声转换器和/或扬声器的信号。所述输入信号优选地被构造为例如来自麦克风或者其他音频源的模拟信号。除其他可选部件外，音频放大器还包括至少一个输出放大级，所述至少一个输出放大级适用于和/或被构造用于将中间信号放大成输出信号。所述中间信号尤其被构造为基于输入信号产生的信号。输出放大级被实现为以开关运行方式工作的放大器，尤其是放大经脉宽调制的信号的放大器，所述经脉宽调制的信号是基于输入信号和/或中间信号产生的或者表示输入信号和/或中间信号。在本专利技术的范围内提出限幅器装置集成到音频放大器中，所述限幅器装置通过编程技术和/或电路技术被构造用于基于输入信号产生中间信号，其中，中间信号的电平根据可调节的最大功率和连接到和/或可连接到音频放大器上的负载阻抗或者——替代地——等效的参数极限始终如此地位于最大电平以下，使得输出信号与输入信号无关地不超过在恰好所述负载阻抗时的最大功率或者不超过等效参数极限。优选地，所述限幅器装置仅仅在由输出电压产生的功率由此高于经调节的或者经编程的输出功率时对所述中间信号进行限幅。在此，本专利技术的构思在于，提出一种音频放大器，其可灵活地匹配于不同的负载阻抗。通常，音频放大器的实际可实现的输出功率决定性地取决于三个因素输出放大级的内部运行电压U。、输出放大级的最大载流能力Ip以及负载的阻抗(例如，扬声器的阻抗)Rm。传统的音频放大器在最低阻抗Rm时达到最大功率，在所述最低阻抗时末级恰好工作在载流能力Ip的极限上。但这相反意味着，在较高阻抗时末级在输出功率方面不能被完全利用。放大器一尤其是放大器的电源在此情况下过大。为了克服所述缺点，通常提供具有离散分级的输出功率的不同放大器模型。相反，根据本专利技术的音频放大器被如此构造，使得它可以在任意的负载阻抗下在宽的功率范围中输出最大的和/或所期望的或者可预给定的输出功率一以下也统称为最大输出功率。因此，借助于本专利技术能够构造在输出功率、尤其是最大输出功率方面可以在宽的范围中变化的音频放大器。在此，例如不需要内部供电电压的转换，这简化了放大器的结构开销。本专利技术不限于确定的、离散的输出功率，优选地，可以无级地调节输出功率。本专利技术的可选有益优点是-可以在宽的范围内将放大器的最大可达到的输出功率输出到每个所期望的负载阻抗中；-可以在预给定的负载功率下在宽的范围内自由地调节放大器的输出功率。由此在一些情形中不需要必须提供不同功率等级的放大器，可以使放大器灵活地匹配于相应的应用情形。-在用于多路设备(例如，主音箱的放大器模块)的可能的专利技术构造中，可以使不同路径的输出功率几乎彼此独立地任意变化，而不必提供用于各个放大通道的不同的运行电压。例如，通常有意义的是，在中频和高频范围上选择比低频路径的功率更低的功率，因为这对应于语音和音乐信号的频率上的典型功率分布，或者因为低音扬声器的电负载能力通常比中音和高音扬声器的电负载能力高得多；-在多通道放大器的专利技术构造中，可以通道式地调节到在宽的范围中任意的负载阻抗上的任意的不同输出功率上。实际上，在此由电源提供的功率形成所有通道的总功率的上极限；-作为所连接的扬声器的过载保护，可以借助于限幅器装置——必要时暂时地或者持续地——进行或者调节输出功率的任意减小；-在根据本专利技术的放大器中，可选地不需要使用外部的限幅器以限制音频放大器的输出功率，因为所述功能由限幅器装置负责。在本专利技术的一个非常实际可行的实施方式中，限幅器装置被构造用于根据可调节的最大功率和连接到和/或可连接到音频放大器上的负载阻抗将中间信号的电平限制在最大电平以下。但在输出放大级的输出电压u。ut、输出功率P。ut和负载阻抗Rm通过方程Uout = ^Pout · Rlsp连接之后，可以替代地使用输入参数——输出电压和负载阻抗或者输出电压和输出功率。在本专利技术的一个优选的扩展方案中，设有控制单元，所述控制单元被构造用于接收最大功率的值、尤其是所期望的和/或可能的最大功率的值和/或负载阻抗的值和/或最大输出电压的值。通过传输装置将这些值输入到控制单元中，所述传输装置在一个替代方案中允许所需的值的手动输入。可以例如以模拟值或数字值的形式进行输入。在本专利技术的一个可能的替代方案或补充方案中，传输装置被构造用于自动地求得施加在音频放大器上的负载阻抗和/或输出功率和/或输出电压。替代和/或补充手动输入的值，自动地求得的值可以传输给控制单元并且用于限幅器装置的控制。在一个优选的实施方式中，输出放大级由仅仅一个唯一的双极的电压供给装置供电和/或被构造为D类放大器和/或具有恒定的增益。所述优选的实施方式突出本专利技术的以下优点可通过成本有利的电路表示音频放大器。输出放大级构造为D类放大器和/或具有恒定的增益基于这样的放大器在中间信号的输入电平的宽的范围上示出恒定的高效率。在本专利技术的一个扩展方案中，限幅器装置包括分析器单元和限幅器单元，其中，分析器单元基于施加的音频载波信号和最大电平将一个限幅信号输出给和/或反馈给限幅器单元。音频载波信号可以被构造为输入信号或者已经进一步处理的信号。分析器单元和限幅器单元形成调节回路，其中，如此设计调节，使得中间信号在小信号区域中不超过最大电平。在此，限幅器单元可以被构造为前置放大装置和/或衰减装置，所述前置放大装置的增益根据所反馈的限幅信号被调节，而所述衰减装置基于所反馈的限幅信号衰减施加的音频载波信号。可选地，分析器单元同样可以被构造为限幅器组件，使得限幅器装置以两级实施限幅，其中，在第一级中——在限幅器单元中——控制或调节增益，并且在第二级中——在分析器单元中——控制或调节衰减。在一个可能的实施方式中，限幅器装置连接在输出放大级前面，并且对模拟的音频载波信号进行分析或限幅，并且以此方式形成中间信号。在本专利技术的一个替代的实施方式中，限幅器装置通过电路技术如此集成，使得首先对音频载波信号进行脉宽调制并且随后对经脉宽调制的音频承载信号本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．用于将输入信号放大成输出信号的音频放大器（１），具有输出放大级（６），其中，所述输出放大级（６）被构造用于作为以开关运行方式工作的放大器将中间信号放大成所述输出信号，其特征在于限幅器装置（４），所述限幅器装置通过编程技术和／或电路技术构造用于基于所述输入信号产生所述中间信号，其中，根据可调节的最大功率和连接到和／或可连接到所述音频放大器上的负载阻抗或者等效参数极限，始终通过最大电平对所述中间信号的电平如此进行限幅，使得所述输出信号与所述输入信号无关地不超过在所述负载阻抗下的所述最大功率或者不超过所述等效参数极限。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：J·塔弗纳，
申请(专利权)人：罗伯特·博世有限公司，
类型：发明
国别省市：DE
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