[发明专利]双音圈喇叭D类数字功放系统及其信号处理方法

说明书

技术领域

本发明涉及D类数字功放技术与电声喇叭，尤其涉及一种双音圈喇叭D类数字功放系统及其信号处理方法。

背景技术

随着技术的发展和人们生活水平的提高，音响产品几乎已经遍及我们每一个家庭及个人的音乐产品中，但当前能源紧缺和地球环境的日益恶化，绿色节能产品迅速得到了各国政府的大力支持，同时也得到了人们的认可，因此近些年音响产品中数字功放也得到了非常快速的发展，目前已经从小到人们手随身听、手机的音乐播放，家庭音响中的电视音响、家庭影院，专业音响领域的大功率专业功放等等，都有数字功放的身影；且基本也得到了绝大多数用户的认可，但是由于数字功放技术的限制，目前从音质上与线性功放相比，还是有一定的差距，这主要是由于数字功放的调制技术与数模转换技术的缺陷产生的，比如在数模转换上，目前几乎所有的数字功放都是采用低通滤波器来滤除高频调制载波以还原模拟音频信号的方式，但由于不可能有理想化的滤波器，在滤波后一定还会有部分残余载波信号叠加在模拟音频信号上，从而影响了数字功放的性能。

因此就需要一种不同的信号调制方式和输出技术来消除残余载波信号对传统数字功放性能的影响，实现提高数字功放性能的目的。

发明内容

本发明的目的在于提供一种双音圈喇叭D类数字功放系统及其信号处理方法，消除音频信号中的残余载波信号，提升数字功放性能。

为达到上诉目的，本发明是通过以下技术方案实现的。

本发明提出了一种双音圈喇叭D类数字功放系统，包括：

用于采集外部的音频信号并输出的音频信号采集单元；

用于对所述音频信号进行差分双PWM调制后输出两路PWM调制信号的DSP差分PWM调制单元；

用于接收PWM调制信号并对其进行功率放大后输出的第一PWM驱动单元和第二PWM驱动单元；

用于将所接收的两路PWM调制信号混合叠加后还原成声音信号的双音圈喇叭单元；

所述音频信号采集单元的输出端连接至DSP差分PWM调制单元的输入端；DSP差分PWM调制单元包括两路输出，一路输出端连接至第一PWM驱动单元的输入端、另一路输出端连接至第二PWM驱动单元的输入端；第一PWM驱动单元的输出端连接至双音圈喇叭单元的一个音圈，第二PWM驱动单元的输出端连接至双音圈喇叭单元的另一个音圈。

其中，所述双音圈喇叭单元的两个音圈可以单端的方式分别连接至第一PWM驱动单元和第二PWM驱动单元的输出端，两个音圈的另一端分别连接至参考地。

在采用单端连接方式时，上述系统还可包括：用于滤除PWM调制信号中载波的第一低通滤波单元和第二低通滤波单元；

所述第一PWM驱动单元的输出端通过第一低通滤波单元连接至双音圈喇叭单元的一个音圈，所述第二PWM驱动单元的输出端通过第二低通滤波单元连接至双音圈喇叭单元的另一个音圈。

其中，所述双音圈喇叭单元的两个音圈还可通过BTL（Bridge-Tied-load，桥接式负载）方式连接至PWM驱动单元，此时上述系统还应包括：用于接收反向PWM调制信号并对其进行功率放大后输出的第三PWM驱动单元和第四PWM驱动单元；

所述 DSP差分PWM调制单元还用于在对所述音频信号进行差分双PWM调制输出两路PWM调制信号的同时，调制输出两路反向PWM调制信号，其中一路输出端至第三PWM驱动单元的输入端、另一路输出端至第四PWM驱动单元的输入；

所述双音圈喇叭单元的一个音圈的两端分别与第一PWM驱动单元的输出端和第三PWM驱动单元的输出端连接；另一个音圈的两端分别与第二PWM驱动单元的输出端和第四PWM驱动单元的输出端连接。

在采用BTL连接方式时，上述系统还可包括：用于滤除PWM调制信号中载波的第一低通滤波单元和第二低通滤波单元，用于滤除反向PWM调制信号中载波的第三低通滤波单元和第四低通滤波单元；

所述第一PWM驱动单元的输出端、第三PWM驱动单元的输出端分别通过第一低通滤波单元、第三低通滤波单元连接至双音圈喇叭单元的一个音圈的两端，所述第二PWM驱动单元的输出端、第四PWM驱动单元的输出端分别通过第二低通滤波单元、第四低通滤波单元连接至双音圈喇叭单元的另一个音圈的两端。

相应地，本发明还提出了一种上述系统的信号处理方法，包括步骤：

采集外部的音频信号；

对所述音频信号进行差分双PWM调制，输出两路PWM调制信号；

对所述两路PWM调制信号分别进行功率放大处理；