[实用新型]静音启动D类放大器

说明书

技术领域

本实用新型涉及放大器电路，尤其涉及一种包括静音启动功能的D类类型放大器。

背景技术

参考图1，其图示了可进行操作以将输入信号12(例如，音频信号)转化为高频脉冲14的常规D类放大器10的电路图。典型的D类放大器利用脉冲宽度调制器18生成其宽度作为输入信号12的幅度的函数而变化的高频脉冲14。脉冲宽度调制器18通常可以包括比较器19，其具有接收输入信号12的第一(正)输入以及接收锯齿(或三角)波形基准21的第二(负)输入。从脉冲宽度调制器18输出的宽度变化的脉冲由驱动逻辑电路20进行处理而产生相反相位脉冲的控制信号22，以便施加于以半桥(half-bridge)配置进行部署的晶体管开关16的控制端子。晶体管桥的输出通过低通滤波器24(具有DC阻塞电容器)耦合至负载26(在这种情况下，在输入信号是音频信号时被图示为扬声器)。低通滤波器24将脉冲转换回输入信号的放大版本以便施加于负载。在一种实施方式中，虽然在需要的情况下能够使用更为复杂的滤波电路，但是滤波器24由常规电感/电容电路所形成。

虽然脉冲宽度调制器18被图示为将输入信号转换为高频脉冲的电路，但是利用其它脉冲调制电路来处理音频输入信号是本领域已知的。例如，可以使用脉冲密度调制器。

参考图2，常规的D类放大器10可以进一步包括积分器电路30。积分器电路30包括运算放大器32，其具有耦合以通过输入电阻器Rin接收输入信号12的第一(负)输入。运算放大器32的第二(正)输入接收固定的基准电压Vref。该运算放大器的输出耦合至脉冲宽度调制器18的输入，并且进一步在反馈电路中通过反馈电容器Cfb耦合至运算放大器32的负输入。提供至运算放大器32的正输入的固定电压Vref通常被设置为等于运算放大器32的供电电压Vdd的一半。供电电压Vdd通常与晶体管桥所使用的供电电压Vcc分隔开来并且与其处于不同的电压电平。

在操作中，晶体管桥处的开关功率晶体管的方波输出与运算放大器32的负输入处的音频输入相加以提供负反馈。在低通滤波器24之前(而不是之后)取得该负反馈，以避免在反馈回路中需要复杂的补偿网络来处理由低通滤波器所引起的相移。反馈电阻器Rfb因此耦合在晶体管桥的输出和运算放大器32的负输入之间。

晶体管桥的方波输出与音频输入同步，但重要的是要去除音频输入信号的载波。积分器电路30用来将方波输出与音频输入信号相加。积分器电路30将所产生的误差信号送入占空比调制器18的正输入。调制器18的比较器电路因此将三角波形基准与该误差信号进行比较并且产生作为方波的调制输出，其占空比与音频输入信号的幅度成比例。

为了适当驱动晶体管桥电路，驱动逻辑20将调制输出转换为驱动信号以便对该晶体管桥的处于逆相位关系的高低功率开关进行驱动。驱动逻辑20因此将把该桥的一个开关驱动为饱和而该桥的其它开关则被切断(反之亦然)。如本领域技术人员所知的，晶体管桥的开关和导通损失的组合定义了放大器效率的上界。经调制的输出的方波使得桥开关尽可能快地改变状态。快速开关是所期望的，因为其限制了桥开关在线性操作区域中所耗费的时间，由此提高了效率并减少了热量产生。

低通滤波器24用来过滤掉晶体管桥的功率开关所生成的高频方波。由此仅留下了输入音频信号的放大版本以驱动负载。

本领域技术人员认识到，D类放大器在针对放大器的功率首先开启时在扬声器处产生可被注意到的“砰声(pop)”。重要的是要关于输入音频信号保留输入信号中的保真度。输出信号中诸如启动时的“砰声”之类的任意假象的出现都是不可接受的。

虽然本领域已知针对启动假象问题的多种解决方案，但是这些解决方案中的许多是昂贵、过于复杂的，或者会引入其它问题(包括假象)。本领域需要为与常规D类放大器相关联的启动假象问题提供一种廉价且有效的解决方案。

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