[發明專利]耳機放大器電路

有效

• 申請號: 200980141679.3
• 申請日: 2009-10-21
• 公開（公告）號: CN102204086A
• 公開（公告）日: 2011-09-28
• 發明（設計）人: 葉菁華;沈慧;李丹
• 申請（專利權）人: 美國亞德諾半導體公司
• 主分類號: H03F1/02
• 分類號: H03F1/02;H03F3/21;H03F3/30
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所 11038
• 代理人: 申發振

背景信息

本發明總體上涉及放大器電路，并且更具體地涉及便攜式電子設備中的耳機放大器電路。

在諸如便攜式CD播放器和MP3播放器的便攜式電子設備中，通過耳機放大器放大音頻信號。通常由兩個電源外部地偏置耳機放大器以精確地呈現輸入信號。然而，便攜式電子設備通常使用單個電源(例如，電池)作為唯一的電源。在圖1所示的現有技術耳機放大器電路中，耳機放大器101和102的正電源端耦接至正電源VDD并且，它們的負電源端耦接至地，并且因此被偏置在半軌(VDD/2)處。由于放大器101和102的輸出處于相對于地更高的DC電壓，因此需要相對大的電容器103和104來防止高電流流經耳機。這類大的電容器使得便攜式電子設備的小型化困難。

在圖2所示的另一種現有技術耳機放大器電路中，放大器201和202的正電源端耦接至VDD，它們的負電源端耦接至-VDD，并且被偏置在地(0伏)電勢上。盡管避免了大的DC阻隔電容器，但圖2所示的放大器電路為AB類放大器，并且具有低功率效率。

另一種現有技術方案是使用D類放大器，其具有比AB類放大器更好的功率效率，但具有高EMI(電磁干擾)，這可能是個問題。

因此，可能期望提供可以有助于節電并且避免音頻削波的耳機放大器電路。

附圖說明

為了能夠理解本發明的特征，下面描述了多個附圖。然而，注意到附圖僅僅例示了本發明的具體實施例并且因此不被認為是對本發明范圍的限制，因為本發明可以包含其它等效實施例。

圖1例示了現有技術耳機放大器電路。

圖2例示了另一種現有技術耳機放大器電路。

圖3例示了根據本發明一個實施例的耳機放大器電路。

圖4A例示了根據本發明一個實施例的耳機放大器的兩幅值階躍電源的波形。

圖4B例示了根據本發明一個實施例的耳機放大器的三幅值階躍電源的波形。

圖5例示了根據本發明一個實施例的耳機放大器電路。

圖6例示了根據本發明一個實施例的耳機放大器電路中使用電荷泵的架構。

圖7例示了根據本發明一個實施例的耳機放大器電路中使用的電荷泵的有限狀態機(FSM)。

圖8A-圖8C例示了根據本發明一個實施例的處于各種運行狀態的電荷泵的電路圖。

圖9例示了根據本發明一個實施例的耳機放大器電路中使用的電荷泵的有限狀態機(FSM)。

圖10A-圖10C例示了根據本發明一個實施例的處于各種運行狀態的電荷泵的電路圖。

圖11例示了根據本發明一個實施例的耳機放大器。

圖12例示了根據本發明一個實施例的信號電平檢測器的響應速度控制器。

圖13是根據本發明一個實施例的對耳機放大器供電的方法的流程圖。

具體實施方式

本發明的實施例提供具有提高的功率效率以及低EMI的G類耳機放大器電路。實施例可以使用自動信號電平檢測器來檢測輸入信號的信號電平以及動態地調整耳機放大器的正和負電源。電壓發生器可以生成可變幅值的多對差分輸出電壓，并且向耳機放大器提供由自動信號電平檢測器所確定的幅值。作為結果，耳機放大器接收處于與輸入信號電平對應的電壓電平的電源，這可以提高功率效率并且避免信號削波。

圖3例示了根據本發明一個實施例的耳機放大器電路。電路300包括自動信號電平檢測器302、電壓發生器303和一對放大器304、305。電平檢測器302可以比較將要被放大的輸入信號和一個或更多個電壓閾值并且可以導致電壓發生器303響應于該比較而動態地調整輸出電壓VPOS和VNEG。輸出電壓VPOS和VNEG可以作為電源被輸入至放大器304、305。以這種方式，電路300將放大器304、305的電源調整至與輸入信號的幅值匹配并且節省能量的電平。

具體地，耳機放大器電路可以在節點1耦接電源VDD，并且可以經由電容器C1接收左輸入信號以及經由電容器C2接收右輸入信號。自動信號電平檢測器302可以比較輸入信號和閾值VTH，并且針對輸入信號，選擇目標(或者基準)正電源VREFP和目標負電源VREFN(VREFP＝-VREFN)。在一個實施例中，自動信號電平檢測器302可以將左輸入信號和右輸入信號中較高的一個與閾值VTH1進行比較，并且確定正和負目標電源的幅值。在一個實施例中，自動信號電平檢測器302可以比較(多個)輸入信號和多個閾值；可以在存儲器中存儲與閾值和它們對應的正和負電源有關的數據，并且自動信號電平檢測器302可以針對閾值和目標值而訪問存儲器。