[發明專利]用于輸出音頻信號的方法和設備

有效

• 申請號: 201280062488.X
• 申請日: 2012-10-17
• 公開（公告）號: CN104011999B
• 公開（公告）日: 2017-11-14
• 發明（設計）人: 樸海光;文元亨
• 申請（專利權）人: 三星電子株式會社
• 主分類號: H03F3/217
• 分類號: H03F3/217;H04R3/00
• 代理公司: 北京銘碩知識產權代理有限公司11286
• 代理人: 張云珠,韓明星

技術領域

本發明構思涉及一種用于輸出音頻信號的方法和設備。更具體地講，本發明構思涉及一種用于輸出音頻信號的方法和設備，借此可提高音頻信號的音質。

本發明構思還涉及一種用于輸出音頻信號的方法和設備，借此可減少在開關放大操作期間會發生的噪聲和誤差。

背景技術

A類放大器、B類放大器、AB類放大器和D類放大器被用作音頻功率放大器，其中，所述音頻功率放大器可響應于音頻信號輸出聽覺上可被識別的信號。在這些放大器之中，由于D類放大器降低發生在A級放大器、B類放大器和AB類放大器上的放大效率退化，因此D類放大器被廣泛使用。

D類放大器是數字放大器，其中，所述數字放大器將以模擬形式輸入的音頻信號轉換為數字信號，對經數字轉換的音頻信號執行信號處理(諸如噪聲消除等)，并對經數字轉換的音頻信號進行放大。經數字轉換的音頻信號被放大為處于高壓電平的信號。這里，由開關放大器執行放大操作。處于高壓電平和低壓電平的電源被提供給開關放大器。開關放大器根據輸入到開關放大器的數字信號來執行開關操作，從而分別輸出處于高壓電平的音頻信號和處于低壓電平的音頻信號。

數字放大器具有高放大效率。然而，輸出音頻信號的聲音是生硬的而不是柔和的。例如，“生硬的聲音”相應于機械聲音或具有單調聲調的聲音，“柔和的聲音”相應于諧音或具有柔和聲調的聲音。另外，由于由數字放大器產生的諧波分量可發生聲音的簡單失真。

另外，當由開關放大器執行開關操作時，發生開關噪聲。此外，開關噪聲造成開關放大器的信噪比(SNR)降低。此外，電源噪聲(諸如漣波)存在于提供給開關放大器的電源中。電源噪聲也造成SNR降低。另外，在開關放大期間發生的開關損耗和開關驅動信號的下降時間和上升時間的延遲造成輸出音頻信號的非線性。

因此，需要提供一種可解決涉及單調聲音、SNR降低和非線性的問題的方法和設備。

發明內容

技術問題

本發明構思提供一種用于輸出音頻信號的方法和設備，其中，所述方法和設備可提高音頻信號的音質。

本發明構思還提供一種用于輸出音頻信號的方法和設備，其中，所述方法和設備可實現與真空管相應的聲音并可同時執行高速開關放大操作。

本發明構思還提供一種用于輸出音頻信號的方法和設備，其中，所述方法和設備可實現與真空管相應的聲音并可同時降低可在開關放大操作期間發生的噪聲和非線性，借此提高音頻信號的音質。

解決方案

根據本發明構思的一方面，提供一種用于輸出音頻信號的設備，所述設備包括：調制和放大單元，用于對輸入音頻信號進行脈沖調制和開關放大并產生與輸入音頻信號相應的放大的信號；真空管放大單元，將真空管信號輸入到調制和放大單元，其中，通過對放大的信號進行衰減并將真空管的諧波添加到放大的信號來產生所述真空管信號。

真空管放大單元可包括：真空關衰減器，通過將預定負增益值和二次諧波兩者施加到放大的信號來產生真空管信號。

真空管衰減器可包括：真空管放大器，具有預定負增益值，并通過施加預定負增益值來對放大的信號進行負放大并輸出負放大的信號。

調制和放大單元可包括：脈沖信號產生單元，接收輸入音頻信號并通過脈沖調制來產生與輸入音頻信號相應的調制的信號；驅動器，產生與調制的信號相應并控制開關放大操作的驅動信號；功率開關放大單元，用于通過響應于驅動信號執行開關放大操作來輸出放大的信號。

脈沖信號產生單元可通過從輸入音頻信號減去真空管信號來產生校正后的音頻信號，并可通過對校正后的音頻信號進行脈沖調制來產生調制的信號。

脈沖信號產生單元可包括：三角積分調制器(SDM)，用于通過對輸入音頻信號進行三角積分調制來輸出調制的信號。

三角積分調制器(SDM)可包括：加法器，用于從輸入音頻信號減去真空管信號；環路濾波器，用于接收加法器的輸出信號，對加法器的輸出信號進行積分和輸出；量化單元，用于對環路濾波器的輸出信號進行量化并輸出調制的信號。

SDM可還包括高階1比特單回路SDM。

功率開關放大單元可包括響應于驅動信號被打開或關閉的放大器，并可包括用于執行開關放大操作的至少一個開關元件。

至少一個開關元件可包括從由氮化鎵(GaN)晶體管、砷化鎵(GaAs) 晶體管和碳化硅(SiC)晶體管組成的組選擇的至少一個。