[發(fā)明專利]用于抑制噪聲的D類音頻功率放大器及其音頻信號(hào)處理方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310322717.3
• 申請(qǐng)日: 2013-07-29
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103346740A
• 公開(kāi)（公告）日: 2013-10-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 趙野;黑勇
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)科學(xué)院微電子研究所
• 主分類號(hào): H03F1/26
• 分類號(hào): H03F1/26;H03F3/217
• 代理公司: 上海旭誠(chéng)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31220
• 代理人: 樂(lè)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，尤其涉及一種用于抑制噪聲的D類音頻功率放大器及其音頻信號(hào)處理方法。

背景技術(shù)

如圖1所示，D類音頻放大器采用載有音頻輸入信號(hào)Vin的高頻方波調(diào)制來(lái)控制功率開(kāi)關(guān)元件。該功率開(kāi)關(guān)元件驅(qū)動(dòng)負(fù)載揚(yáng)聲器發(fā)聲?，F(xiàn)有技術(shù)中的D類音頻放大器中使用的功率開(kāi)關(guān)元件一般尺寸很大，由于其尺寸很大其柵極寄生電容也很大，導(dǎo)致小的音頻輸入信號(hào)Vin會(huì)產(chǎn)生很大的失真?；蛘咴谝纛l輸入信號(hào)Vin為零時(shí)，由于功率開(kāi)關(guān)元件的同時(shí)開(kāi)關(guān)而產(chǎn)生串?dāng)_噪聲。

如圖2所示，在音頻輸入信號(hào)Vin為零時(shí)，由于該改進(jìn)型的D類音頻放大器在驅(qū)動(dòng)H橋式輸出級(jí)的兩路PWM調(diào)制信號(hào)之間增加了一定的延時(shí)Δt，在一定程度上該改進(jìn)型的D類音頻放大器抑制了過(guò)零失真和在音頻輸入信號(hào)Vin為零時(shí)D類音頻放大器發(fā)出的串?dāng)_噪聲。但是這種改進(jìn)型D類音頻放大器設(shè)計(jì)的固定延時(shí)Δt，在芯片啟動(dòng)后一直存在，Δt雖然減小了小信號(hào)時(shí)的信號(hào)失真，可是在較大信號(hào)輸入時(shí)，失真和電源噪聲在一定程度上加重了；同時(shí)這種改進(jìn)也導(dǎo)致了D類音頻放大器在開(kāi)機(jī)和掉電的瞬間，開(kāi)關(guān)機(jī)噪聲（POP?and?CLICK）增大。

因此，本領(lǐng)域的技術(shù)人員致力于開(kāi)發(fā)一種D類音頻功率放大器的系統(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(wèn)題是提供一種用于抑制噪聲的D類音頻功率放大器及其音頻信號(hào)處理方法，以保證在抑制D類音頻功率放大器的過(guò)零失真和串?dāng)_噪聲的同時(shí)，抑制D類音頻功率放大器的開(kāi)關(guān)機(jī)噪聲（POP?and?CLICK）。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種用于抑制噪聲的D類音頻功率放大器，至少包括積分器、比較器、驅(qū)動(dòng)器、功率開(kāi)關(guān)元件，及反饋網(wǎng)絡(luò)，其特征在于：還包括用于控制信號(hào)延時(shí)的壓控延時(shí)電路和用于產(chǎn)生所述壓控延時(shí)電路的控制信號(hào)的信號(hào)幅度檢測(cè)模塊；所述信號(hào)幅度檢測(cè)模塊的輸出端與所述壓控延時(shí)電路的控制輸入端連接；所述信號(hào)幅度檢測(cè)模塊的輸入信號(hào)來(lái)自于所述D類音頻功率放大器的通路，通過(guò)預(yù)先設(shè)定信號(hào)幅度參考值，自動(dòng)檢測(cè)所述信號(hào)幅度檢測(cè)模塊輸入信號(hào)并與所述信號(hào)幅度參考值比較，獲得所述控制信號(hào)；

所述壓控延時(shí)電路的輸入端輸入作為參考波的方波，所述壓控延時(shí)電路的控制端輸入所述信號(hào)幅度檢測(cè)模塊輸出的所述控制信號(hào)，所述壓控延時(shí)電路的輸出端輸出延時(shí)方波，所述延時(shí)方波為產(chǎn)生了一個(gè)延時(shí)的所述方波；所述方波輸入所述積分器的第一參考波輸入端，所述延時(shí)方波輸入所述積分器的第二參考波輸入端；所述積分器的第一輸出端與第一比較器的同相輸入端連接，所述積分器的第二輸出端與第二比較器的同相輸入端連接，參考電壓輸入所述第一比較器、所述第二比較器的反相輸入端；

或所述壓控延時(shí)電路的輸入端輸入作為參考波的三角波，所述壓控延時(shí)電路的控制端輸入所述信號(hào)幅度檢測(cè)模塊輸出的所述控制信號(hào)，所述壓控延時(shí)電路的輸出端輸出延時(shí)三角波，所述延時(shí)三角波為產(chǎn)生了一個(gè)延時(shí)的所述三角波；所述三角波輸入所述第一比較器的反相輸入端，所述延時(shí)方波輸入所述第二比較器的反相輸入端；所述積分器的第一輸出端與第一比較器的同相輸入端連接，所述積分器的第二輸出端與第二比較器的同相輸入端連接；

或所述壓控延時(shí)電路的輸入端與所述第一比較器的輸出端連接，所述壓控延時(shí)電路的控制端輸入所述信號(hào)幅度檢測(cè)模塊輸出的所述控制信號(hào)，所述壓控延時(shí)電路的輸出端與第一驅(qū)動(dòng)器的輸入端連接；所述第二比較器的輸出端與第二驅(qū)動(dòng)器的輸入端連接。

較佳地，所述壓控延時(shí)電路包括延時(shí)電阻、延時(shí)電容，當(dāng)所述D類音頻功率大器工作時(shí)，所述延時(shí)的大小與所述延時(shí)電阻及所述延時(shí)電容相關(guān)：

Δt=2*Rd*Cdln2]]>

Δt為所述延時(shí)、Rd為所述延時(shí)電阻、Cd為所述延時(shí)電容；當(dāng)所述D類音頻功率放大器開(kāi)啟/關(guān)閉時(shí)，所述延時(shí)近似為零。

較佳地，所述壓控延時(shí)電路還包括第一開(kāi)關(guān)元件，所述第一開(kāi)關(guān)元件與所述延時(shí)電阻并聯(lián)；當(dāng)所述壓控延時(shí)電路的控制端為低電平時(shí)，所述第一開(kāi)關(guān)元件關(guān)閉，使所述延時(shí)電阻短路；當(dāng)所述壓控延時(shí)電路的控制端為高電平時(shí)，所述第一開(kāi)關(guān)元件打開(kāi)，使所述延時(shí)電阻開(kāi)路。