[发明专利]耳机放大器电路

说明书

背景信息

本发明总体上涉及放大器电路，并且更具体地涉及便携式电子设备中的耳机放大器电路。

在诸如便携式CD播放器和MP3播放器的便携式电子设备中，通过耳机放大器放大音频信号。通常由两个电源外部地偏置耳机放大器以精确地呈现输入信号。然而，便携式电子设备通常使用单个电源(例如，电池)作为唯一的电源。在图1所示的现有技术耳机放大器电路中，耳机放大器101和102的正电源端耦接至正电源VDD并且，它们的负电源端耦接至地，并且因此被偏置在半轨(VDD/2)处。由于放大器101和102的输出处于相对于地更高的DC电压，因此需要相对大的电容器103和104来防止高电流流经耳机。这类大的电容器使得便携式电子设备的小型化困难。

在图2所示的另一种现有技术耳机放大器电路中，放大器201和202的正电源端耦接至VDD，它们的负电源端耦接至-VDD，并且被偏置在地(0伏)电势上。尽管避免了大的DC阻隔电容器，但图2所示的放大器电路为AB类放大器，并且具有低功率效率。

另一种现有技术方案是使用D类放大器，其具有比AB类放大器更好的功率效率，但具有高EMI(电磁干扰)，这可能是个问题。

因此，可能期望提供可以有助于节电并且避免音频削波的耳机放大器电路。

附图说明

为了能够理解本发明的特征，下面描述了多个附图。然而，注意到附图仅仅例示了本发明的具体实施例并且因此不被认为是对本发明范围的限制，因为本发明可以包含其它等效实施例。

图1例示了现有技术耳机放大器电路。

图2例示了另一种现有技术耳机放大器电路。

图3例示了根据本发明一个实施例的耳机放大器电路。

图4A例示了根据本发明一个实施例的耳机放大器的两幅值阶跃电源的波形。

图4B例示了根据本发明一个实施例的耳机放大器的三幅值阶跃电源的波形。

图5例示了根据本发明一个实施例的耳机放大器电路。

图6例示了根据本发明一个实施例的耳机放大器电路中使用电荷泵的架构。

图7例示了根据本发明一个实施例的耳机放大器电路中使用的电荷泵的有限状态机(FSM)。

图8A-图8C例示了根据本发明一个实施例的处于各种运行状态的电荷泵的电路图。

图9例示了根据本发明一个实施例的耳机放大器电路中使用的电荷泵的有限状态机(FSM)。

图10A-图10C例示了根据本发明一个实施例的处于各种运行状态的电荷泵的电路图。

图11例示了根据本发明一个实施例的耳机放大器。

图12例示了根据本发明一个实施例的信号电平检测器的响应速度控制器。

图13是根据本发明一个实施例的对耳机放大器供电的方法的流程图。

具体实施方式

本发明的实施例提供具有提高的功率效率以及低EMI的G类耳机放大器电路。实施例可以使用自动信号电平检测器来检测输入信号的信号电平以及动态地调整耳机放大器的正和负电源。电压发生器可以生成可变幅值的多对差分输出电压，并且向耳机放大器提供由自动信号电平检测器所确定的幅值。作为结果，耳机放大器接收处于与输入信号电平对应的电压电平的电源，这可以提高功率效率并且避免信号削波。

图3例示了根据本发明一个实施例的耳机放大器电路。电路300包括自动信号电平检测器302、电压发生器303和一对放大器304、305。电平检测器302可以比较将要被放大的输入信号和一个或更多个电压阈值并且可以导致电压发生器303响应于该比较而动态地调整输出电压VPOS和VNEG。输出电压VPOS和VNEG可以作为电源被输入至放大器304、305。以这种方式，电路300将放大器304、305的电源调整至与输入信号的幅值匹配并且节省能量的电平。

具体地，耳机放大器电路可以在节点1耦接电源VDD，并且可以经由电容器C1接收左输入信号以及经由电容器C2接收右输入信号。自动信号电平检测器302可以比较输入信号和阈值VTH，并且针对输入信号，选择目标(或者基准)正电源VREFP和目标负电源VREFN(VREFP＝-VREFN)。在一个实施例中，自动信号电平检测器302可以将左输入信号和右输入信号中较高的一个与阈值VTH1进行比较，并且确定正和负目标电源的幅值。在一个实施例中，自动信号电平检测器302可以比较(多个)输入信号和多个阈值；可以在存储器中存储与阈值和它们对应的正和负电源有关的数据，并且自动信号电平检测器302可以针对阈值和目标值而访问存储器。