[發(fā)明專利]一種邊沿斜率控制的D類音頻功率放大器的功率管柵極驅(qū)動器

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310306452.8
• 申請日: 2013-07-19
• 公開（公告）號: CN103338013A
• 公開（公告）日: 2013-10-02
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 趙野;周玉梅
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院微電子研究所
• 主分類號: H03F3/217
• 分類號: H03F3/217;H03F1/32
• 代理公司: 上海旭誠知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31220
• 代理人: 樂艷

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及音頻功率放大技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種D類音頻功率放大器的驅(qū)動電路及其驅(qū)動信號處理方法。

背景技術(shù)

D類音頻功率放大器的驅(qū)動電路的功率輸出級采用開關(guān)工作模式，靜態(tài)功耗很小，能夠?qū)崿F(xiàn)較高的效率。D類音頻功率放大器的驅(qū)動電路的音頻輸出信號為占空比隨音頻輸入信號變化的梯形波。由于人耳只能夠聽到20～20Khz的音頻信號，因此不需要額外的濾波器來從音頻輸出信號中提取音頻信號。

現(xiàn)有技術(shù)中的D類音頻功率放大器的驅(qū)動電路在對輸出功率管采用恒定尺寸的MOS管進(jìn)行線性電流源驅(qū)動時，在不同的負(fù)載電流條件下會使音頻輸出信號的電壓有不同的上升斜率和下降斜率，這也就導(dǎo)致了在不同的輸出功率條件下有不同的電磁干擾輻射和諧波失真情況。

當(dāng)驅(qū)動電路只滿足最大驅(qū)動能力的要求時，在較小負(fù)載時能使音頻輸出信號產(chǎn)生較快的變化，但會導(dǎo)致系統(tǒng)出現(xiàn)較強(qiáng)的電磁干擾。雖然音頻輸出信號中的電磁干擾是聽不到的，但是該電磁干擾會通過傳導(dǎo)、輻射來干擾系統(tǒng)其他電路的正常工作，尤其會干擾收音機(jī)的工作。

當(dāng)驅(qū)動電路只滿足最小驅(qū)動能力的要求時，則會導(dǎo)致D類音頻功率放大器的驅(qū)動電路在較大負(fù)載時，音頻輸出信號變化得太緩慢，使得音頻輸出信號產(chǎn)生較大的諧波失真。

電磁干擾和諧波失真成為了限制D類音頻功率放大器的驅(qū)動電路應(yīng)用的因素。

因此，本領(lǐng)域的技術(shù)人員致力于開發(fā)一種D類音頻功率放大器的驅(qū)動電路的系統(tǒng)以克服上述缺陷。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于現(xiàn)有技術(shù)的上述缺陷，本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種D類音頻功率放大器的驅(qū)動電路及其驅(qū)動信號處理方法，以保證D類音頻功率放大器的驅(qū)動電路在設(shè)計時不需要在電磁干擾和諧波失真之間折中，使D類音頻功率放大器的驅(qū)動電路實現(xiàn)低電磁干擾的同時實現(xiàn)低諧波失真。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種D類音頻功率放大器的驅(qū)動電路，至少包括功率開關(guān)元件、驅(qū)動器；所述驅(qū)動器的輸出端與功率開關(guān)元件驅(qū)動端連接，其特征在于：

所述驅(qū)動器至少包括第一組開關(guān)元件、第二組開關(guān)元件、第三組開關(guān)元件和第四組開關(guān)元件；所述第一組開關(guān)元件、所述第二組開關(guān)元件、所述第三組開關(guān)元件和所述第四組開關(guān)元件都至少包括兩個開關(guān)元件；

所述驅(qū)動電路還包括三個邏輯控制器：第一邏輯控制器、第二邏輯控制器和第三邏輯控制器；所述第一邏輯控制器用于控制所述第一驅(qū)動器的驅(qū)動能力；所述第二邏輯控制器用于控制所述第二驅(qū)動器的驅(qū)動能力；所述第三邏輯控制器用于控制輸入信號；

所述輸入信號輸入所述第三邏輯控制器的輸入端；所述第三邏輯控制器的兩個輸出端分別于所述第一邏輯控制器和所述第二邏輯控制器的輸入端連接，所述驅(qū)動器的輸出端還分別與所述第一控制邏輯器和所述第二控制邏輯器的反饋端連接；

所述第一邏輯控制器的輸出端與所述第一組開關(guān)元件和所述第二組開關(guān)元件驅(qū)動端連接；所述第一組開關(guān)元件的輸入端與高電平連接，所述第二組開關(guān)元件的輸入端與低電平連接；所述第一組開關(guān)元件和所述第二組開關(guān)元件的輸出端與所述功率開關(guān)元件驅(qū)動端連接；所述第一組開關(guān)元件和所述第二組開關(guān)元件的輸出端還與所述第二邏輯控制器的反饋端連接；

所述第二邏輯控制器的輸出端與所述第三組開關(guān)元件和所述第四組開關(guān)元件驅(qū)動端連接；所述第三組開關(guān)元件的輸入端與高電平連接，所述第四組開關(guān)元件的輸入端與低電平連接；所述第三組開關(guān)元件和所述第四組開關(guān)元件的輸出端與所述功率開關(guān)元件驅(qū)動端連接；所述第三組開關(guān)元件和所述第四組開關(guān)元件的輸出端還與所述第一邏輯控制器的反饋端連接；

所述第一組開關(guān)元件和所述第三組開關(guān)元件控制所述驅(qū)動信號與所述高電平連接；所述第二組開關(guān)元件和所述第四組開關(guān)元件控制所述驅(qū)動信號與所述低電平連接。

較佳地，所述第一組開關(guān)元件所包括的至少兩個開關(guān)元件是相同的；所述第二組開關(guān)元件所包括的至少兩個開關(guān)元件是相同的；所述第三組開關(guān)元件所包括的至少兩個開關(guān)元件是相同的；所述第四組開關(guān)元件所包括的至少兩個開關(guān)元件是相同的。

較佳地，所述第一組開關(guān)元件、所述第二組開關(guān)元件、所述第三組開關(guān)元件和所述第四組開關(guān)元件所至少包括的兩個所述開關(guān)元件都是各不相同的。較佳地，所述第一開關(guān)元件與所述第三開關(guān)元件相同；所述第二開關(guān)元件與所述第四開關(guān)元件相同。

較佳地，所述第一組開關(guān)元件、所述第二組開關(guān)元件、所述第三組開關(guān)元件和所述第四組開關(guān)元件都為MOS管或TG傳輸門。