[发明专利]D级放大器

说明书

技术领域

本发明涉及一种D级放大器(Class-D amplifier)，尤其涉及一种可抵抗 共模(common mode)电压变动并以反馈补偿功率(duty)以补偿输出功率 衰减的D级放大器。

背景技术

放大器，例如功率放大器，常被运用于各种影音电子装置的多媒体接口， 以驱动扬声器等等播放设备；尤其是可携式影音电子装置，近年来已经成为 多媒体播放的主流之一。

为了符合影音电子装置的小型化趋势，用来驱动播放装置的放大器常被 整合在影音电子装置的控制/处理芯片中。控制/处理(譬如说是多媒体文件 的编码/译码、基带信号处理等等)等功能可用数字逻辑电路来实现，但驱动 播放设备的放大器则要以大功率、大布局面积的模拟电路来实现；要将两者 整合于同一芯片中(如一特殊应用集成电路，ASIC)，势必要在有限的布局 面积中尽量提升放大器的质量与功能。

发明内容

因此，本发明即是要提出一种高质量、高输出功率的放大器(譬如说是 一种D级放大器)，其可抵抗共模电压变动以提升信号质量，并能以反馈补 偿功率(duty)的方式补偿驱动电路与播放设备的非理想因素(如驱动电路 的电阻)，以补偿输出功率。本发明尤其适用于布局面积受限的应用。

本发明的目的之一是提供一种放大器(譬如说是D级放大器)，此放大 器中包括有至少一电路区块，每一电路区块中包括有一输入电路、一积分器、 一比较器、一驱动电路与两反馈电路。输入电路用来接收一数字输入，并将 其转换为两个差分的正输入信号与负输入信号；此数字输入可以是脉宽调制 (PWM，Pulse Width Modulation)的数字输入。积分器则可以是一个一阶或 一阶以上的积分器，其具有两个差分接收端、两个差分反馈端以及两个差分 输出端。其中，两个差分接收端耦接于输入电路，分别接收正输入信号及负 输入信号；两个差分反馈端分别接收一正反馈信号及一负反馈信号。积分器 会根据正输入信号及负反馈信号之和而提供一正误差信号，并根据负输入信 号及正反馈信号之和而提供一负误差信号，从两差分输出端分别输出差分的 正误差信号及负误差信号。比较器则耦接于积分器的两个差分输出端，用来 比较正误差信号及负误差信号的大小，并产生一对应的比较信号。驱动电路 耦接于比较器，以根据比较信号而于一驱动输出端产生一对应的驱动输出信 号。另外，每一反馈电路的一端耦接于驱动输出端，另一端则耦接两差分反 馈端的其中之一，以根据驱动输出信号分别提供前述的正反馈信号及负反馈 信号。

由以上描述可知，本发明是以双端差分的积分器来克服积分器的共模电 压问题。在以差分放大器实现积分器时，一种实施例是在差分放大器的一个 差分输入端接收欲积分的输入及反馈，另一个差分输入端则由一共模电压控 制。然而，此种以单端接收欲积分信号的实施例容易因为共模电压的变动/ 漂移而影响其驱动输出信号的质量，也需要以额外的电路来控制共模电压的 大小。相较之下，由于本发明的积分器是由双端来分别接收一对差分的欲积 分信号(也就是正/负输入信号的和与负/正反馈信号的和)，在以差分放大 器来实现本发明积分器时，差分放大器的两差分端可以分别接收差分的欲积 分信号，抵销共模电压的影响，增强本发明放大器对共模电压变动的抵抗力， 提升放大器的信号质量。

在本发明的一实施例中，前述电路区块中的两反馈电路会使正反馈信号 与负反馈信号互为差分/反相。譬如说，两反馈电路的其中之一根据驱动输出 信号的反相提供负反馈信号，而另一反馈电路则根据驱动输出信号的同相 (in-phase)而提供正反馈信号。

在本发明的一实施例中，两反馈电路中至少有一个反馈电路中包含有一 补偿电路，此补偿电路接收一指示信号以产生一反相的补偿信号，并使补偿 信号的信号电平范围追随驱动输出信号的信号电平范围。而反馈电路则根据 驱动输出信号向补偿电路提供指示信号，并依据补偿信号提供正反馈信号或 负反馈信号。