[發明專利]音頻放大器

無效

• 申請號: 201110329327.X
• 申請日: 2011-10-26
• 公開（公告）號: CN102469195A
• 公開（公告）日: 2012-05-23
• 發明（設計）人: 簡·保盧斯·弗瑞爾克·胡伊塞爾
• 申請（專利權）人: NXP股份有限公司
• 主分類號: H04M1/60
• 分類號: H04M1/60;H03F3/20
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 王波波

技術領域

本發明涉及音頻放大器，具體地，涉及用于移動電話的音頻放大器。

背景技術

移動電話具有兩個揚聲器是普遍的。第一個(一般被稱作主揚聲器)是較高功率的揚聲器，用于播放高音量的聲音，使得即使當用戶離電話一定距離時，也能容易地聽見聲音。主揚聲器典型地用于手機鈴聲和免提功能。第二揚聲器(一般被稱作接收機揚聲器)是相對低功率的揚聲器，用作移動電話中的聽筒。

當前的放大器結構使用兩個獨立通道(比如，立體聲放大器或兩個獨立放大器)來驅動這兩個揚聲器。但是，因為在任何時間，在移動電話中僅使用所述通道中的一個通道，所以所述使用兩個獨立通道來驅動兩個揚聲器是浪費的。

發明內容

根據本發明的第一方面，提供了用于移動電話的音頻放大器，該音頻放大器包括第一和第二輸出級和切換電路，第一和第二輸出級中的每一個與第一和第二揚聲器中相應的一個耦合，切換電路適于響應切換信號，當切換信號處于第一狀態時，將來自公共輸入級的輸出信號切換到第一輸出級，而當切換信號處于第二狀態時，將來自公共輸入級的輸出信號切換到第二輸出級。

因此，本發明通過提供公共輸入級來克服上述問題，在需要的時候，可以通過切換電路將所述公共輸入級切換到第一輸出級或第二輸出級。因此，每個輸出級可以適于滿足在使用中與其耦合的相關聯揚聲器的需求，并將信號處理器電路保持最小化。這當然減少了成本和音頻處理電路占用的電路板區域。事實上，當與常規的單通道放大器相比時，這種解決方案僅包括少量的附加弱信號切換電路和弱輸出級(接收機揚聲器僅是低功率的，所以相關聯輸出級僅需要主揚聲器輸出級約1/8面積的晶體管)。

典型地，公共輸入級包括脈寬調制器，因此，輸出信號是用于驅動第一或第二輸出級的脈寬調制輸出信號。典型地，當公共輸入級包括脈寬調制器時，這種情況使用D類輸出級。但是，本發明可以使用任何其它類型的輸出級，比如AB類，G類或H類輸出級。

優選地，脈寬調制器包括轉換速率限制器，所述轉換速率限制器用于響應于轉換速率限制器使能信號而限制脈寬調制輸出信號的轉換速率。雖然這會稍微降低效率，但是對于減少脈寬調制輸出信號產生的電磁干擾(EMI)還是有用的。如果在輸出級和揚聲器之間存在長軌線(track)，那么EMI可能變得明顯。

典型地，公共輸入級還包括I²S接收機，所述I²S接收機適于接收數字數據流，并將數字數據流解碼以產生音頻輸入信號用于脈寬調制器調制。在其它實施例中，代替I²S接收機，公共輸入級可以包括用于脈沖密度調制(PDM)、Slimbus或時分多路復用信號的接口。事實上，本發明可以使用模擬輸入。

在第一實施例中，音頻放大器還包括命令解碼器，所述命令解碼器適于：監控與數字數據流相關聯的一個或多個時鐘信號，并且響應于在所述一個或多個時鐘信號上檢測到第一或第二預定模式之一，使得切換信號處于相應的第一或第二狀態。

在第二實施例中，音頻放大器還包括命令解碼器，所述命令解碼器適于：監控數字數據流以及與數字數據流相關聯的一個或多個時鐘信號，并且響應于在數字數據流上檢測到第一或第二預定模式之一以及檢測到所述一個或多個時鐘信號，使得切換信號處于相應的第一或第二狀態。

優選地，命令解碼器進一步適于：當切換信號處于預定的第一和第二狀態之一時，響應于在所述一個或多個時鐘輸入上或在數字數據流上檢測到第三預定模式以及檢測到所述一個或多個時鐘輸入，斷言轉換速率限制器使能信號。

在典型應用中，將高功率主揚聲器安置在靠近相關聯輸出級的地方以減少電路板軌線中由其包括的較高電流造成的損失，但是將較低功率接收機揚聲器安置在遠離它的輸出級的地方。因此，通常僅關注接收機揚聲器的EMI，并且優選的是保持主揚聲器放大器的效率。使用該優選實施例，可能的是：僅對接收機揚聲器使用轉換速率限制，從而減少與該揚聲器的脈寬調制信號相關聯的EMI，但對主揚聲器的脈寬調制信號保持高效率。

在另一實施例中，切換信號與輸入引腳耦合，用于與遠離音頻放大器的電路耦合，使得遠程電路可以控制切換信號處于第一或第二狀態的哪一個狀態中。

優選地，切換電路適于：當切換信號處于第一狀態時，將第一輸出級的輸出與脈寬調制器的反饋輸入耦合，當切換信號處于第二狀態時，將第二輸出級的輸出與脈寬調制器的反饋輸入耦合。

在該方式中，必要的是為兩個輸出級提供僅一個反饋環。