[发明专利]D类音频功率放大器及其音频信号处理方法

说明书

技术领域

本发明涉及音频功率放大技术领域，尤其涉及一种D类音频功率放大器及其音频信号处理方法。

背景技术

在现有技术的大功率D类音频功率放大器中，一般功率输出电路采用功率电源电压，前级模拟电路采用低压供电电压。

如图1所示，现有技术的D类的放大器包括输入音频信号1、参考波产生器2、脉冲宽度调制器3、高压功率开关4、低通滤波器5、电平移位器6、反馈网络7和输出音频信号9。现有技术的D类的放大器利用电平移位器6将功率输出级的功率电源电压降压到低压供电电压级电压。一般低压供电电压是内部LDO产生的一个恒定的电压。电平移位器6相当一个直流增益为低压供电电压/功率电源电压的降压器，其直流增益会随着供电电压的变化而变化，从而导致D类音频功率放大器的系统直流增益的变化。这种电路结构为D类音频功率放大器带来了不确定因素，影响电路工作的稳定性。

参考波产生器2产生三角波作为参考波。三角波易受到波谷和波峰附近的尖峰影响而产生错误的信号，对D类放大器的音质有很大的影响。

并且，当音频输入信号过大，或者电源工作电压降低时，放大器的输出将会出现削顶失真，出现让人烦躁的爆破音，使得D类放大器的音质变差。

因此，本领域的技术人员致力于开发一种D类音频功率放大器及其音频信号处理方法以克服上述缺陷。

发明内容

有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明所要解决的技术问题是提供一种D类音频功率放大器及其音频信号处理方法，以保证D类音频功率放大器的系统环路稳定，直流增益恒定，其直流增益不受电源电压的影响，并且还能抑制放大器输出的削顶失真。

为实现上述目的，本发明提供了一种D类音频功率放大器，包括前置放大器、积分器、比较器、驱动回路、功率开关管，及反馈回路，其特征在于：

还包括用于产生方波的方波产生器，所述方波产生器的输出端与所述积分器的输入端连接；

还包括用于为所述前置放大器提供共模电压的共模电压产生器，所述共模电压产生器的输出端与所述前置放大器的输入端连接；所述共模电压产生器包括运算放大器；参考电压输入所述运算放大器的同相输入端，所述参考电压为低压供电电压的二分之一；第八电阻、第九电阻串联在所述运算放大器的反相输入端与所述驱动电路的输入端之间；所述第九电阻、第七电阻串联在所述运算放大器的反相输入端和地之间；第十电阻并联在所述运算放大器的反相输入端和输出端之间；

还包括抗削顶失真回路和加法器，所述抗削顶失真回路用于产生抑制削顶失真的衰减增益，所述加法器用于将所述抗削顶失真回路产生的所述衰减增益加入到所述前置放大器的输出信号中；所述抗削顶回路包括D触发器、分频器和比较器；

所述抗削顶失真回路的输入端与所述比较器的输出端相连，所述抗削顶失真回路的输出端和所述前置放大器的输出端与所述加法器的输入端连接，所述加法器的输出端与所述积分器连接；

所述反馈回路包括用于将所述功率开关管的输出端信号降压后反馈回所述积分器中的分压器、反馈电阻；所述分压器包括第一分压电阻、第二分压电阻；所述第一分压电阻的第一端与所述功率开关管的输出端连接，所述第一分压电阻的第二端与所述反馈电阻连接；所述第二分压电阻的第一端接地，所述第二分压电阻的第二端与所述反馈电阻连接；同时所述第一分压电阻的第二端与所述第二分压电阻的第二端连接。

较佳地，所述共模电压产生器产生的所述共模电压为：

Vcm=(1+R10R9)Vref-R7R8+R7*R10R9]]>