[发明专利]D类放大器电路

说明书

技术领域

本发明涉及一种D类放大器电路，特别涉及一种其内部电路可调制循环电流以减少信号失真的D类放大器电路。

背景技术

D类放大器的载波频率(carrier frequency)，即脉冲宽度调制信号产生器的工作周期，一般是介于200kHz至2MHz之间。在最高输出功率下，整个周期内信号为高电平；在50％的最高输出功率下，信号有半周期的时间为高电平，且电平随所需音量(audio level)呈线性递减。因输出功率正比于输出脉冲宽度，故信号的失真程度也正比于误差大小，该误差大小是有效脉冲宽度与所需脉冲宽度相较下的误差大小。对于大信号的情形时，虽然误差较小，但小输入信号的情形时，误差便较大。以D类放大器所使用的传统CMOS工艺来说，最小可输出至约50±10纳秒的脉冲宽度。

另，因人耳听觉具有相当大的动态范围，若欲听到未失真的输出信号，总误差信号比(即所谓的总谐波失真加噪讯值(Total Harmonic DistortionPlus Noise，THD+N))需达到约-60dB。而脉冲宽度调制系统的最大脉冲宽度与最小脉冲宽度需具有1000∶1以上的线性比例才能达到上述表现，例如前者为2微秒时，后者需小至2纳秒。但如前所述，目前的工艺能力仅提供约50纳秒的最小脉冲宽度显然无法达到就人耳听觉的不失真标准。在一般的D类放大器中，未修正的大信号失真约在-35dB至-45dB之间，但失真率亦随着信号电平降低而迅速升高。目前已发展出数种技术来试图线性化输出级电路，以便减少失真并改善小信号的表现。三种主要的误差修正技术如下：

(a)从D类输出级馈至输入积分器的反馈技术；

(b)隐修正脉冲(dummy correction pulses)技术(例如：输出51纳秒的正脉冲及50纳秒的负脉冲而产生1纳秒的有效输出脉冲)；以及

(c)搭配反馈的积分三角式(Sigma-Delta)噪声整形(noise shaping)技术。

对输出级进行噪声整形以便使用较宽的脉冲时，信号中的误差分量遂可藉由噪声整形技术移至可闻频带(audible frequency band)以上。噪声重整技术一般能对信号的线性范围产生约20dB的改善幅度，优于仅利用脉冲宽度调制系统本身所能达到的改善幅度，且大信号的失真分量也可调整至介于-50dB至-60dB之间。

在由美国专利号第6,211,728号所揭露的脉冲宽度调制系统中，当系统处于第三及第四操作模式(state of operation)时，导通周期的脉冲宽度正比于信号强度，而关闭周期(Off period)中滤波电感器内部由导通脉冲所感应出的电流可在H型桥式电路的NMOS元件或PMOS元件其中一做循环，即分别为现有的低侧或高侧循环(Low/High side circulation)。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种D类放大器电路。

本发明揭露一种D类放大器电路，包含有第一及第二控制电路、负载以及第一至第六开关元件。第一至第六开关元件耦接负载。第一及第二控制电路分别用以提供第一及第二脉冲宽度调制信号。第一及第二开关元件各具有耦接第一电压电平的一第一端、耦接负载的一第二端及耦接第一控制电路的一控制端。第三及第四开关元件各具有耦接第二电压电平的一第一端、耦接负载的一第二端及耦接第一控制电路的一控制端。第五及第六开关元件各具有耦接参考电压电平的一第一端、耦接负载的一第二端及耦接第二控制电路的一控制端。

附图说明

图1是本发明第一实施例的D类放大器电路100的示意图。

图2是本发明第二实施例的D类放大器电路200的示意图。

附图符号说明

100、200D类放大器电路

110D类放大器

112第一控制电路

115负载

120、130调制电路

122、132第二控制电路

MN1-MN4、MP1-MP4晶体管。

具体实施方式