[發明專利]一種音頻功率放大器及音頻功放模式切換方法

有效

• 申請號: 201010209833.0
• 申請日: 2010-06-22
• 公開（公告）號: CN102299688A
• 公開（公告）日: 2011-12-28
• 發明（設計）人: 熊江;唐曉
• 申請（專利權）人: 炬力集成電路設計有限公司
• 主分類號: H03F3/20
• 分類號: H03F3/20;H03K17/567
• 代理公司: 北京同達信恒知識產權代理有限公司 11291
• 代理人: 郭潤湘

技術領域

本發明涉及電子電路設計領域，尤其涉及一種集成電路音頻功率放大器以及采用該音頻功率進行音頻功放模式切換的方法。

背景技術

音頻功率放大器是音頻后端處理必不可少的設備，其主要功能是將音頻信號放大之后輸出給終端接收器，如耳機，揚聲器等。目前，音頻功率放大器根據工作模式劃分為兩大類：一類是Class?AB功率放大器，另一類是Class?D功率放大器。

Class?D功率放大器，如圖1所示，輸出的是離散信號，該Class?D功率放大器的功率管工作在開關狀態，采用該Class?D功率放大器來進行音頻功放具有很高的輸出效率，但是由于其輸出信號具有瞬態的大幅度電位變化，如切換頻率在200kHz以上，因此，采用Class?D功率放大器進行音頻功放具有較大的高頻能量，即EMI(Electro?Magnetic?Interference，電磁干擾)較大，不適用于對EMI較敏感的便攜式音頻電子系統中。

Class?AB功率放大器，如圖1所示，輸出的是連續信號，該Class?AB功率放大器的功率管工作在連續狀態，輸出的音頻帶內的連續信號，無高頻能量，因此EMI很小；但是由于功率管工作在連續狀態下，所以很大部分能量耗散在功率管上，因此，采用Class?AB功率放大器進行音頻功放的輸出效率較低。

綜上，該兩類功率放大器的工作狀態不同，目前該兩類功率放大器采取獨立設計，分別設計成獨立的集成電路。在便攜式音頻電子系統中，音頻后端設備根據需要要么選取Class?AB功率放大器來進行音頻功放，要么選取Class?D功率放大器進行音頻功放。采用該種方式的缺陷是，針對某一音頻電子產品可能具有多種功能，不同的功能對功耗、EMI的要求都不同。如，便攜式多媒體音頻系統中，對存儲介質(如Flash)上的音頻數據文件解碼后，音樂播放要求盡量低功耗、時間長，此時對EMI要求不嚴格；而該多媒體音頻系統進行FM(Frequency?Modulation，調頻)收音時，為獲得較為清晰的音頻信號，需要較低的EMI，以避免高頻干擾影響FM接收的靈敏度；因此，若在該便攜式多媒體音頻系統中設置Class?D功率放大器進行音頻功放，雖可以滿足音樂播放模式下對功耗、EMI的要求，但是由于Class?D功率放大器的EMI較大，因此并不能滿足FM模式下對功耗、EMI的要求；同理，若在該便攜式多媒體音頻系統中設置Class?AB功率放大器，雖然能夠滿足FM模式下對功耗、EMI的要求，但是由于Class?AB功率放大器的輸出效率較低，因此并不能滿足音樂播放模式下對功耗、EMI的要求。

目前，在實際的音頻產品具備有種類繁多且較為復雜的功能(如便攜式多媒體音箱、便攜式MP3等)，在不同的功能下對EMI、功耗的要求都不一樣，若針對該類電子產品，選擇Class?AB功率放大器或Class?D功率放大器進行音頻功放處理，可能會滿足部分功能對EMI、功耗的要求，而對于其他功能對EMI、功耗的要求則不滿足。

發明內容

本發明提供一種音頻功率放大器及音頻功放模式切換的方法，以實現功放模式切換，滿足電子產品在不同的功能模式下對功耗、EMI的要求。

一種音頻功率放大器，包括：

前置放大單元，用于對接收到的單端音頻電壓信號進行差分放大處理，得到兩路雙端差分信號并輸出；

外部邏輯控制端口，與開關陣列單元連接，用于根據所述音頻功率放大器所在的設備當前所處的功能模式對功耗、電磁干擾EMI的要求，輸出控制信號，以指示所述開關陣列單元接通Class?AB驅動單元或Class?D調制單元；

開關陣列單元，分別與所述前置放大單元、外部邏輯控制端口連接，用于根據所述外部邏輯控制端口輸出的控制信號，接通Class?AB驅動單元或Class?D調制單元；并將所述前置放大單元輸出的差分信號轉換成與接通的Class?AB驅動單元或Class?D調制單元對應的第一差分信號或第二差分信號；

Class?AB驅動單元，與所述開關陣列單元連接，用于在所述開關陣列單元接通該Class?AB驅動單元時，對所述開關陣列單元輸出的第一差分信號進行音頻功放處理，并輸出音頻功放處理之后的第一差分信號；

Class?D調制單元，與所述開關陣列單元相連接，用于在所述開關陣列單元接通該Class?D調制單元時，對所述開關陣列單元輸出的第二差分信號進行音頻功放處理，并輸出音頻功放處理之后的第二差分信號；