[發明專利]D類放大器

有效

• 申請號: 201010147558.4
• 申請日: 2006-09-28
• 公開（公告）號: CN101807887A
• 公開（公告）日: 2010-08-18
• 發明（設計）人: 前島利夫;巖松正幸
• 申請（專利權）人: 雅馬哈株式會社
• 主分類號: H03F3/217
• 分類號: H03F3/217;H03F1/32
• 代理公司: 中原信達知識產權代理有限責任公司 11219
• 代理人: 李佳;穆德駿

本申請是分案申請，原案申請號為200610141503.6，申請日為2006 年9月28日，發明名稱為“D類放大器”。

技術領域

本發明涉及適于作為音頻系統功率放大器的D類放大器。

背景技術

D類放大器是一種生成脈沖序列并通過脈沖序列驅動負載的放大 器，脈沖序列的脈沖寬度或時間密度被根據輸入信號進行調制。D類 放大器常常用作驅動音頻系統中揚聲器的功率放大器。在此類型的功 率放大器中，在輸入信號的電平超過適當的范圍時在輸出信號波形中 出現削波。必須防止這樣的削波，因為一旦向作為負載的揚聲器發出 削波時，那么該削波從揚聲器輸出為令人不快的聲音。在現有技術中， 在功率放大器之前布置電平調整器，以優化功率放大器輸入信號的幅 度，從而防止出現削波。此技術在JP-A-2003-332867中的“背景技術” 作為示例公開。

在現有技術中，功率放大器輸入信號的幅度根據其電平進行壓縮， 從而防止削波。問題是輸入功率放大器的信號伴隨有由電平調整器的 非線性特性導致的非線性失真，并且在輸出信號波形上出現的非線性 失真降低通過揚聲器再現的聲音質量。

根據在JP-B-3,130,919中公開的技術，在D類放大器的PWM(脈 沖寬度調制)調制器的前級中提供可變增益放大裝置。如果可能生成 削波的輸入信號被發到PWM調制器，那么在該PWM放大器之后布置 的開關放大級的源電壓被切換至高電壓，并且降低PWM調制器之前的 可變增益放大裝置的增益以防止削波。專利文獻1中公開的技術的問 題在于需要控制開關放大級來防止削波，這樣導致較大的電路。當可 能發生削波時，專利文獻1中公開的技術將開關放大級的源電壓切換 至高電壓。從而，D類放大器輸出信號的峰值電平可能變得不必要地 高。這并未完全滿足對于以適當的音量和降低的失真再現音頻的需要。

發明內容

考慮到前述情況完成了本發明。本發明的目標是提供一種能夠防 止出現削波而不生成非線性失真的D類放大器。

本發明的另一目標是提供一種能夠在輸入信號動態范圍的整個區 域上降低失真地放大輸入信號并且獲得適當電平的輸出信號的D類放 大器。

為了實現上面的目標，本發明的特征在于具有下面的布置。

(1)一種D類放大器，包括：

放大器，根據輸入信號生成驅動負載的數字信號；

衰減器，根據衰減命令信號衰減所述輸入信號；以及

削波防止控制器，當所述數字信號進入削波狀態或者近削波狀態 時，該削波防止控制器輸出衰減命令信號以間歇地衰減所述輸入信號。

(2)根據(1)的D類放大器，其中

所述放大器根據周期同步信號輸出具有對應于所述輸入信號的脈 沖寬度的所述數字信號，以及

所述削波防止控制器根據所述同步信號輸出所述衰減命令信號。

(3)根據(2)的D類放大器，還包括用于輸出周期三角波信號 的三角波發生器，

其中所述放大器包括用于積分并輸出所述輸入信號和所述數字信 號之間誤差的誤差積分器，以及用于輸出根據所述誤差積分器的輸出 信號電平并基于所述誤差積分器的輸出信號與所述三角波信號之間的 比較進行脈沖寬度調制的數字信號的脈沖寬度調制器，以及

其中當所述誤差積分器的輸出信號超過參考電平時，所述削波防 止控制器認為所述數字信號處于削波狀態或者近削波狀態，并且輸出 所述衰減命令信號。

(4)根據(3)的D類放大器，其中所述削波防止控制器包括用 于生成處于某電平的比較電壓的比較電壓發生器，其中當所述誤差積 分器的輸出信號超過所述參考電平時所述比較電壓與所述三角波信號 相交，并且包括用于比較所述比較電壓與所述三角波信號以輸出所述 衰減命令信號的比較器。

(5)根據(3)的D類放大器，其中所述削波防止控制器根據所 述三角波信號的峰值時刻或者就在峰值時刻之前的所述數字信號的電 平來檢測所述數字信號處于所述削波狀態或者近削波狀態。

(6)根據(3)的D類放大器，其中所述削波防止控制器保持表 示所述脈沖寬度調制器中所述誤差積分器的輸出信號與所述三角波信 號的峰值時刻或者就在所述峰值時刻之前的三角波信號之間的比較結 果的信號，并且根據所述保持的信號檢測所述數字信號處于所述削波 狀態或者近削波狀態。