[发明专利]具有平面电感器的多通道D类音频放大器

说明书

技术领域

本发明涉及音频放大器，并且特别涉及D类放大器。

背景技术

因为其高效率，D类放大器对于便携式和紧凑型音频应用（诸如在汽车应用中）是特别有用的。

典型的D类放大器系统10（在图1中示出）以D类音频放大器12为特征，D类音频放大器12将输入音频信号14（其可以是模拟的或数字的）变换成该输入信号的放大的、脉冲编码的表示（以下称为放大器输出16）。重构滤波器22将该放大器输出16转换成相应的模拟音频信号20，模拟音频信号20然后可以用来驱动扬声器18。该过程由重构滤波器22来执行。该重构滤波器22的重要组件是电感器。

廉价的和耦合的或非耦合的紧凑型平面电感器24（诸如图2中所示出的）可以用于D类放大器系统10的重构滤波器22中。平面电感器24通常包括印刷电路板26，印刷电路板26具有起电感器的绕组的作用的同心线路（trace）28。位于印刷电路板的相对侧的第一低磁阻结构和第二低磁阻结构30、32起电感器24的铁心（core）的作用。典型的低磁阻结构30、32通常包括但不限于铁磁材料（诸如铁粉或铁氧体）。为了使电感的变化线性化为频率的函数，这样的结构通常包括空气间隙（air gap）。这些空气间隙可以导致由附近的电感器之间的磁链造成的串扰。

发明内容

本发明基于如下认识：附近的平面电感器之间的串扰可以通过适当的反馈而显著减轻。结果，本发明使得可能构造具有带有廉价的平面电感器的小型封装的放大器。

在一个方面，本发明以一种用于提供音频信号以驱动扬声器系统的装置为特征。这样的装置包括第一音频通道和第二音频通道。第一音频通道具有用于接收输入信号的第一D类放大器以及用于接收来自第一D类放大器的输出并且由此重构用于驱动扬声器系统的输出音频信号的第一重构滤波器。第二音频通道具有用于接收输入音频信号的第二D类放大器以及用于接收来自第二D类放大器的输出并且由此重构用于驱动扬声器系统的输出音频信号的第二重构滤波器。第一重构滤波器和第二重构滤波器具有相应的第一平面电感器和第二平面电感器，同时第二平面电感器磁耦合至第一平面电感器。

该装置的一些实施例还包括用于将来自第一重构滤波器的输出的信号往回提供至第一D类放大器的第一反馈回路。在这些实施例当中有那些实施例，其还包括用于将来自第二重构滤波器的输出的信号往回提供至第二D类放大器的第二反馈回路。

还有其它实施例进一步包括用于减少由于第一平面电感器和第二平面电感器之间的磁耦合所产生的失真的部件。在这些实施例当中有那些实施例，其中用于减少失真的部件包括用于将来自第一重构滤波器的反馈提供至第一D类放大器的部件。后面的这些实施例还包括那些实施例，其中用于减少失真的部件进一步包括用于将来自第二重构滤波器的反馈提供至第二D类放大器的部件。

该装置的实施例当中还包括那些实施例，其中第一D类放大器包括用于提供第一信号的第一输出、用于提供与第一信号异相调制的第二信号的第二输出、第一反馈输入以及第二反馈输入。在这些实施例中，重构滤波器包括分别用于接收第一信号和第二信号的第一LC电路和第二LC电路。这些实施例还包括第一反馈回路和第二反馈回路。第一反馈回路将第一LC电路的输出连接至第一反馈输入。第二反馈回路将第二LC电路的输出连接至第二反馈输入。

还有该装置的其它实施例包括第一印刷电路板和第二印刷电路板。D类放大器安装于第一印刷电路板上，而平面电感器安装于第二印刷电路板上。这些印刷电路板彼此垂直定向。

在一些实施例中，第一音频通道和第二音频通道被配置以使得第一通道和第二通道之间的串扰在10kHz处低于第一音频通道的信号水平至少54dB。

在该装置的实施例当中有那些实施例，其中第一电感器和第二电感器中的每个电感器的中心轴被分开不超过一个体长。

在一些实施例中，其中第一平面电感器和第二平面电感器安装于在第一平面电感器和第二平面电感器之间具有导电线路的印刷电路板上。在这些实施例中，第一平面电感器具有第一边沿，并且第二平面电感器具有第二边沿，第二边沿面向第一边沿并且与其分开不超过导电线路的宽度。

在一些实施例中，第一D类放大器被配置为以BD方式操作。在这些实施例当中有那些实施例，其中第一音频通道被配置为在音频频率处以差模方式操作并且在高于音频频率的频率处以共模方式操作。