[发明专利]一种音频功率放大器及音频功放模式切换方法

说明书

技术领域

本发明涉及电子电路设计领域，尤其涉及一种集成电路音频功率放大器以及采用该音频功率进行音频功放模式切换的方法。

背景技术

音频功率放大器是音频后端处理必不可少的设备，其主要功能是将音频信号放大之后输出给终端接收器，如耳机，扬声器等。目前，音频功率放大器根据工作模式划分为两大类：一类是Class AB功率放大器，另一类是Class D功率放大器。

Class D功率放大器，如图1所示，输出的是离散信号，该Class D功率放大器的功率管工作在开关状态，采用该Class D功率放大器来进行音频功放具有很高的输出效率，但是由于其输出信号具有瞬态的大幅度电位变化，如切换频率在200kHz以上，因此，采用Class D功率放大器进行音频功放具有较大的高频能量，即EMI(Electro Magnetic Interference，电磁干扰)较大，不适用于对EMI较敏感的便携式音频电子系统中。

Class AB功率放大器，如图1所示，输出的是连续信号，该Class AB功率放大器的功率管工作在连续状态，输出的音频带内的连续信号，无高频能量，因此EMI很小；但是由于功率管工作在连续状态下，所以很大部分能量耗散在功率管上，因此，采用Class AB功率放大器进行音频功放的输出效率较低。

综上，该两类功率放大器的工作状态不同，目前该两类功率放大器采取独立设计，分别设计成独立的集成电路。在便携式音频电子系统中，音频后端设备根据需要要么选取Class AB功率放大器来进行音频功放，要么选取Class D功率放大器进行音频功放。采用该种方式的缺陷是，针对某一音频电子产品可能具有多种功能，不同的功能对功耗、EMI的要求都不同。如，便携式多媒体音频系统中，对存储介质(如Flash)上的音频数据文件解码后，音乐播放要求尽量低功耗、时间长，此时对EMI要求不严格；而该多媒体音频系统进行FM(Frequency Modulation，调频)收音时，为获得较为清晰的音频信号，需要较低的EMI，以避免高频干扰影响FM接收的灵敏度；因此，若在该便携式多媒体音频系统中设置Class D功率放大器进行音频功放，虽可以满足音乐播放模式下对功耗、EMI的要求，但是由于Class D功率放大器的EMI较大，因此并不能满足FM模式下对功耗、EMI的要求；同理，若在该便携式多媒体音频系统中设置Class AB功率放大器，虽然能够满足FM模式下对功耗、EMI的要求，但是由于Class AB功率放大器的输出效率较低，因此并不能满足音乐播放模式下对功耗、EMI的要求。

目前，在实际的音频产品具备有种类繁多且较为复杂的功能(如便携式多媒体音箱、便携式MP3等)，在不同的功能下对EMI、功耗的要求都不一样，若针对该类电子产品，选择Class AB功率放大器或Class D功率放大器进行音频功放处理，可能会满足部分功能对EMI、功耗的要求，而对于其他功能对EMI、功耗的要求则不满足。

发明内容

本发明提供一种音频功率放大器及音频功放模式切换的方法，以实现功放模式切换，满足电子产品在不同的功能模式下对功耗、EMI的要求。

一种音频功率放大器，包括：

前置放大单元，用于对接收到的单端音频电压信号进行差分放大处理，得到两路双端差分信号并输出；

外部逻辑控制端口，与开关阵列单元连接，用于根据所述音频功率放大器所在的设备当前所处的功能模式对功耗、电磁干扰EMI的要求，输出控制信号，以指示所述开关阵列单元接通Class AB驱动单元或Class D调制单元；

开关阵列单元，分别与所述前置放大单元、外部逻辑控制端口连接，用于根据所述外部逻辑控制端口输出的控制信号，接通Class AB驱动单元或Class D调制单元；并将所述前置放大单元输出的差分信号转换成与接通的Class AB驱动单元或Class D调制单元对应的第一差分信号或第二差分信号；

Class AB驱动单元，与所述开关阵列单元连接，用于在所述开关阵列单元接通该Class AB驱动单元时，对所述开关阵列单元输出的第一差分信号进行音频功放处理，并输出音频功放处理之后的第一差分信号；

Class D调制单元，与所述开关阵列单元相连接，用于在所述开关阵列单元接通该Class D调制单元时，对所述开关阵列单元输出的第二差分信号进行音频功放处理，并输出音频功放处理之后的第二差分信号；