[發明專利]音頻信號放大電路和使用了它的電子設備

無效

• 申請號: 200580048376.9
• 申請日: 2005-12-22
• 公開（公告）號: CN101124724A
• 公開（公告）日: 2008-02-13
• 發明（設計）人: 胸永秀樹;小野寺武志
• 申請（專利權）人: 羅姆股份有限公司
• 主分類號: H03F3/217
• 分類號: H03F3/217;H03F1/26;H03F3/68
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所
• 代理人: 邸萬奎

技術領域

本發明涉及音頻信號的放大技術，特別涉及驅動揚聲器或者耳機的音頻信號放大電路。

背景技術

隨著近年來LSI技術的發展，在以CD播放器、MD播放器等為代表的數字音頻中，對于數字信號處理及其放大采用1位DAC(Digital?AnalogConverter：數模轉換器)。在該1位DAC中，使用ΔΣ調制器對聲音信號進行噪聲整形(noise?shaping)，作為被脈沖寬度調制PWM(Pulse?WidthModulation)了的1位PWM信號進行輸出。

該1位PWM信號為驅動作為負載的揚聲器而被放大到預定的電平，對此采用具有高效率的D級放大器。被放大了的1位PWM信號通過后置低通濾波器變成模擬再現信號，從揚聲器作為聲音被再現出來。例如在專利文獻1中，公開了一種使用了D級放大器的放大數字音頻信號的驅動電路(以下，在本說明書中稱為信號放大電路)。

在這樣的信號放大電路中，如專利文獻1的圖3所記載的那樣，在濾波器和揚聲器的驅動路徑上設有防止直流用的電容(以下稱為DC隔離電容)。通過該DC隔離電容，模擬的音頻信號的直流分量被除去，揚聲器被施加以接地電位為中心值的交流分量的電壓。

在這樣的使用了D級放大器的信號放大電路中，在所謂的無音狀態下，需要將輸入到D級放大器的被脈沖寬度調制了的1位PWM信號的占空比固定為恒定值。這是因為占空比被固定后，后置低通濾波器的輸出電壓成為直流電壓，因而通過DC隔離電容將直流分量除去，施加給揚聲器的電壓被固定在接地電位。通常，對于在無音狀態下所應固定的占空比，為使施加給揚聲器的電壓正負相等而將其設為50％。

專利文獻1：特開2001-223537號公報

發明內容

〔發明所要解決的課題〕

在這樣的使用了D級放大器的信號放大電路中，在通過固定占空比來實現無音狀態時，存在因從D級放大器產生的開關噪聲等而使S/N比無法提高的問題。為解決該問題，考慮了在揚聲器的輸入端子和接地電位間設置靜噪(mute)晶體管，在無音狀態下使該靜噪晶體管導通的方法。

然而，在該方法中，需要另行設置靜噪晶體管，所以存在電路規模變大的問題。

本發明是鑒于這樣的情況而設計的，其目的之一在于提供一種不需要靜噪晶體管地降低無音狀態的噪聲的音頻信號放大器。

〔用于解決課題的手段〕

本發明的一個方案涉及一種音頻信號放大電路。該音頻信號放大電路包括：放大音頻信號的主放大器；與主放大器并聯設置，且驅動能力被設定得比主放大器低的副放大器；控制主放大器的開啟和關斷的控制部。控制部在音頻信號被判斷為是無音狀態時，關斷主放大器。

所謂“音頻信號是無音狀態”，是指所再現的音頻信號中不包含關于聲音的有意義的信號的狀態等，例如包括音軌與音軌的間隔、設定在音軌的開頭和結尾的空白等。基于該方案，在無音狀態下關斷主放大器，僅由驅動能力低的副放大器驅動作為負載的揚聲器，從而能夠降低從揚聲器輸出的噪聲。

副放大器可以包括與其輸出端子串聯連接的輸出電阻。

通過與輸出端子串聯地設置輸出電阻，從副放大器輸出的信號被分壓地施加給揚聲器，所以能夠適當地降低副放大器的負載驅動能力。

輸出電阻的電阻值可以是被作為負載連接的揚聲器的阻抗的2倍至25倍范圍。通過根據揚聲器的阻抗來調節輸出電阻的電阻值，能夠調節驅動能力，能夠降低無音狀態下的噪聲。

構成副放大器的晶體管的尺寸可以是構成主放大器的晶體管的尺寸的1/1.5倍至1/10倍范圍。通過減小構成副放大器的晶體管的尺寸，電流供給能力下降，所以能夠降低負載驅動能力，能夠基于晶體管尺寸的調節來調節噪聲電平。

音頻信號可以是從ΔΣ調制器輸出的被脈沖寬度調制了的信號，主放大器和副放大器可以是D級放大器。在主放大器、副放大器是D級放大器時，在無音狀態下也以固定占空比進行開關動作，所以雖然產生開關噪聲，但通過在無音狀態下關斷主放大器，開關噪聲降低，能夠降低從揚聲器輸出的噪聲。

這里的所謂“脈沖寬度調制”，除使頻率固定、使接通和斷開的占空比變化的脈沖寬度調制外，還包括使脈沖的發生次數變化的脈沖密度調制等，所謂“被脈沖寬度調制了的信號”，是指時間平均值與模擬信號的振幅相對應的信號。

音頻信號放大電路可以還包括用于生成被脈沖寬度調制了的信號的ΔΣ調制器。