本发明专利技术公开了一种应用于D类音频放大器中的双阈值自动增益控制电路，主要解决现有单阈值峰值检测出现的增益抖动现象和输出音频质量不高的问题。该控制电路包括可编程增益放大器(1)、双阈值产生电路(2)、双阈值峰值检测模块(3)和反馈式增益控制模块(4)；双阈值峰值检测模块将经可编程增益放大器初步放大的音频信号与双阈值产生电路产生的阈值信号进行比较，输出锁存信号PD；该锁存信号控制反馈式增益控制模块进行逻辑判决，输出增益选择信号d23~d0；该增益选择信号控制可编程增益放大器根据需要上调增益、下调增益或保持增益。本发明专利技术有效地提高了音频输出的质量，实现了增益的准确调节，而且避免了增益抖动的产生。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于电子电路
，涉及模拟集成电路，特别是一种用于D类音频放大器中的可获最佳增益的双阈值自动增益控制电路。
技术介绍
随着人们对音频功率放大器的深入研究和不断开发，工作于开关模式的D类音频放大器以效率高，信号失真小等优点，逐渐替代了线性放大器，占领了音频功放市场。与A类、B类和AB类等线性音频功放不同，D类音频放大器是一款工作于开关模式的数字音频放大器，将经过积分放大器放大后的输入音频信号与载波信号进行比较，完成模数转换，得到一系列宽度不同的脉冲信号，完成音频信号幅度信息向脉宽信息的转化。该脉宽信息控制桥式负载电路工作，桥电路的输出经外部LC滤波器处理后完成了数模转换，得到放大后的 音频信号。但是，若由于某种原因，引起输入音频信号幅度过大或载波信号幅度变小，积分放大器的输出经模数转换后会输出直流信号。该直流信号控制桥式电路一直处于单向开启状态，在桥电路和喇叭负载中产生较大的直流成分，对芯片和喇叭负载造成致命损伤。可见设计一款既能抑制该直流成分的产生，又能保证总体输出功率水平的D类音频放大器势在必行。图I给出了传统的自动增益控制电路控制电路，其输入信号为音频信号Vin，该输入信号经可编程放大器电路音频信号的初步放大，输出信号Vott ;该输出信号Vtot即为D类音频放大器中模数转换器的一个输入信号；输出信号Vott也作为单阈值峰值检测电路的一个输入信号，单阈值峰值检测电路的另一个输入信号为阈值电平Vkef;单阈值峰值检测电路的输出连接增益控制模块，作为其唯一输入信号；增益控制模块中的综合单阈值峰值检测电路输出一系列增益选择信号，控制可编程放大增益器进行增益调节，同时输出清零信号，清除单阈值峰值检测电路检测到的信息。图2给出了当输入信号幅度过大时传统的自动增益控制电路的控制过程；当输出信号的最大幅度Vott MX>VKEF时，单阈值峰值检测电路输出为低电平信号，增益控制模块中的综合单阈值峰值检测电路综合该低电平信号输出新的增益选择信号，同时在完成增益调节后输出一个低电平清零信号到单阈值峰值检测模块，清除单阈值峰值检测电路所检测的幅度信息；新的增益选择信号控制可编程放大增益器在现有增益的基础上降低一步增益；当输出信号的最大幅度VTOT—mx〈VKEF时，单阈值峰值检测电路输出为高电平信号，增益控制模块中的综合单阈值峰值检测电路综合该高电平信号输出新的增益选择信号，同时在完成增益调节后输出一个低电平清零信号到单阈值峰值检测模块，清除单阈值峰值检测电路所检测的幅度信息；新的增益选择信号控制可编程放大增益器在现有增益的基础上增加一步增益。由于单阈值峰值检测电路只有一个阈值电压，这样在增益调节过程中，当可编程增益放大器的输出最大幅度接近与阈值电平压VREF时，难免会出现增益在临界状态来回调节即增益抖动现象，引起信号失真，严重影响D类音频放大器输出的音频质量。
技术实现思路
本发 明的目的在于针对现有的自动增益控制电路的不足，提出一种应用于D类音频放大器中的双阈值自动增益控制电路，以消除增益调节过程中出现的增益抖动现象，提高D类音频放大器输出的音频质量。为实现上述目的，本专利技术包括用于对输入音频信号进行初步放大的可编程增益放大器I，其特征在于还包括双阈值产生电路2、双阈值峰值检测模块3和反馈式增益控制模块4 ；所述双阈值产生电路2用于产生阈值电压Vkefi和VKEF2，并连接到双阈值峰值检测模块3，为其提供阈值电压；所述双阈值峰值检测模块3,设有7个输入端u、e、f、g、h、k、s和I个输出端m;其输入端u与可编程增益放大器I的输入的音频信号Vtot相连，用于最大信号幅度的检测；其输入端e与D类音频放大器内部产生的时钟信号CK相连；其输入端f和输入端g分别与双阈值产生电路2输入的阈值电压Vkefi和Vkef2相连；其输入端h、输入端k和输入端s分别与反馈式增益控制模块4输入的清零信号RSET、控制信号CTRLl和控制信号CTRL2相连；其输出端m输出锁存信号PD，并连接到反馈式增益控制模块4，为其提供幅度信息；所述反馈式增益控制模块4,设有I个输入端η, 4个输出端o、p、q、z ;其输入端η与双阈值峰值检测模块3输入的锁存信号F1D相连；其输出端O、输出端P和输出端q，分别输出清零信号RSET、控制信号CTRLl和控制信号CTRL2，并连接到双阈值峰值检测模块3 ；其输出端z连接到可编程增益放大器I ;反馈式增益控制模块4采用逻辑判决调节增益的方式输出上调增益、下调增益和保持增益三类信号，并通过这三类信号控制可编程增益放大器1，以实现增益的自动调节和消除增益的抖动现象。 上述双阈值自动增益控制电路，其中双阈值产生电路2，包括误差放大器201，202、电流镜电路203，204、晶体管Ml和电阻R0 R4 ；所述晶体管Ml的栅极与第一误差放大器201的输出端相连；其漏极与第一电流镜电路203的第一端相连；其源极通过电阻RO与第二电流镜电路204的第一端相连；所述第一误差放大器201的同相输入端连接D类音频放大器内部产生的共模电平V ，其反相输入端连接到晶体管Ml和电阻RO的公共端；所述电阻Rl的一端与第一电流镜电路203的第二端相连；电阻Rl的另一端串联单组R2、R3和R4到第二电流镜电路204的第二端；电阻Rl和R2的公共端作为双阈值产生电路2的第一输出端，输出阈值电压Vkefi ;电阻R2和R3的公共端作为双阈值产生电路2的第二输出端，输出阈值电压Vkef2 ；所述第二误差放大器202的反相输入端与自身的输出端相连，构成单位增益放大电路；其同相输入端连接D类音频放大器内部产生的共模电平Vqi ;其输出端与电阻R3和R4的公共端相连，用于确定阈值电压Vkefi和Vkef2的共模水平。上述的双阈值自动增益控制电路，其中双阈值峰值检测模块3，包括比较器301，302、二输入或非门303，304，305和锁存器306 ；所述第一比较器301的同相输入端与第二比较器302的同相输入端相连，作为双阈值峰值检测模块3的输入端U，连接可编程增益放大器I输入的音频信号Vtot ;第一比较器301的反相输入端作为双阈值峰值检测模块3的输入端f，连接双阈值产生电路2输入的阈值电Svkefi ;其输出端输出比较信号ovi,并与二输入或非门303的第二输入端相连；所述第二比较器302的反相输入端作为双阈值峰值检测模块3的输入端g，连接双阈值产生电路2输入的阈值电压Vkef2 ;其输出端输出比较信号0V2，并与二输入或非门304的第一输入端相连；所述二输入或非门303的第一输入端作为双阈值峰值检测模块3的输入端k，连接反馈式增益控制模块4输入的控制信号CTRLl ;其输出端连接到二输入或非门305的第一输入端；所述二输入或非门304的第二输入端作为双阈值峰值检测模块3的输入端S，连接反馈式增益控制模块4输入的控制信号CTRL2 ;其输出端连接到二输入或非门305的第二输入端；所述锁存器306的数据输入端与二输入或非门305的输出端相连；其时钟输入端 作为双阈值峰值检测模块3的输入端e，连接D类音频放大器内部产生的时钟信号CK，用于数据信息的采集；其清零端作为双阈值峰值检测模块3的输入端h，连接清零信号RST，用于数据本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种应用于D类音频放大器中的双阈值自动增益控制电路，包括用于对输入音频信号进行初步放大的可编程增益放大器（1），其特征在于：还包括双阈值产生电路（2）、双阈值峰值检测模块（3）和反馈式增益控制模块（4）；所述双阈值产生电路（2）用于产生阈值电压VREF1和VREF2，并连接到双阈值峰值检测模块（3），为其提供阈值电压；所述双阈值峰值检测模块（3），设有7个输入端u、e、f、g、h、k、s和1个输出端m；其输入端u与可编程增益放大器（1）的输入的音频信号VOUT相连，用于最大信号幅度的检测；其输入端e与D类音频放大器内部产生的时钟信号CK相连；其输入端f和输入端g分别与双阈值产生电路（2）输入的阈值电压VREF1和VREF2相连；其输入端h、输入端k和输入端s分别与反馈式增益控制模块（4）输入的清零信号RSET、控制信号CTRL1和控制信号CTRL2相连；其输出端m输出锁存信号PD，并连接到反馈式增益控制模块（4），为其提供幅度信息；所述反馈式增益控制模块（4），设有1个输入端n，4个输出端o、p、q、z；其输入端n与双阈值峰值检测模块（3）输入的锁存信号PD相连；其输出端o、输出端p和输出端q，分别输出清零信号RSET、控制信号CTRL1和控制信号CTRL2，并连接到双阈值峰值检测模块（3）；其输出端z连接到可编程增益放大器（1）；反馈式增益控制模块（4）采用逻辑判决调节增益的方式输出上调增益、下调增益和保持增益三类信号，并通过这三类信号控制可编程增益放大器（1），以实现增益的自动调节和消除增益的抖动现象。...
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：来新泉，叶强，邵丽丽，张震，章华，
申请(专利权)人：西安启芯微电子有限公司，
类型：发明
国别省市：
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