[發明專利]實現消除音頻功率放大器開關噪聲的電路結構及其方法

在審

• 申請號: 201310333350.5
• 申請日: 2013-08-01
• 公開（公告）號: CN104348422A
• 公開（公告）日: 2015-02-11
• 發明（設計）人: 張殿軍;程學農;呂永康;韋林軍;孔美萍
• 申請（專利權）人: 無錫華潤矽科微電子有限公司
• 主分類號: H03F1/26
• 分類號: H03F1/26
• 代理公司: 上海智信專利代理有限公司 31002
• 代理人: 王潔

技術領域

本發明涉及音頻功率放大器領域，尤其涉及優化音頻功率放大器領域，具體是指一種實現消除音頻功率放大器開關噪聲的電路結構及其方法。

背景技術

所謂音頻功率放大器開關噪聲，即與音頻功放連接的揚聲器端發出的瞬態噪聲，通常在對音頻功率放大器進行以下四種操作情況時產生：上電、掉電、開啟、關斷。這四種操作過程中，直流偏置都會變化，不管是建立或是消退均會在音頻功放內部產生短暫的共模壓差。像放大普通音頻交流輸入信號一樣，驅動級對這種瞬間直流電壓的變化也會響應，或者是驅動級工作狀態由于電源電壓與內部直流偏置電壓的異常變化不能正常響應，因而引起開關噪聲。這顯然是非理想的情況，所以要加以處理、消除。

現有技術提供了很多解決方案，但僅僅是針對個別電路，缺乏通用性，很難同時做到成本低廉、結構簡單、通用性好。而且因為現有技術的解決方案多數只能抑制而不能消除開關噪聲，不能帶來理想的用戶體驗。

現有技術1：CN101127510A（差分輸入D類放大器）提出了一種用于其差分輸入D類音頻功率放大器的開關噪聲抑制技術，將開關噪聲的頻率移至高于人類聽覺范圍的范圍中。

現有技術2：CN101309071A（一種抑制音頻功率放大器瞬態噪聲的裝置）公開一種抑制音頻功率放大器瞬態噪聲的裝置，降低或消除音頻功率放大器上掉電荷進入與退出待機模式的時候，在揚聲器中所產生的咔嗒噪聲。其發明點在于采用了減小隔直電容與揚聲器連接端的電壓變化幅度和通過減少揚聲器端的電阻來減小時間常數的兩種方式抑制瞬態噪聲。

現有技術3：CN201315565Y（一種功放電路及多媒體播放設備）提出了一種功放電路及多媒體播放設備，所述功放電路包括對信號進行功率放大的功放芯片，所述功放芯片的電源端與電源之間連接有一單向導電器件。其功放電路設置有單向導電器件，它將功放芯片電源端與外部電源所帶的其它負載隔離開看，發生掉電后，功放芯片的電源端的電壓下降速度可控，從而有效防止了關機開關噪聲的產生。

與本發明最相近的實現方案：現有技術4：CN101499776A（一種減少放大器開關噪聲的電路和方法）提出一種降低放大器開關噪聲的方法和電路，將開關噪聲減到人耳不敏感的程度。其內部偏置電壓的建立時間大于音頻范圍，采用交疊時鐘，防止放大器在切換期間工作在開環狀態，從而減小切換引起的沖擊，從而降低整個開關過程的開關噪聲。

現有技術之所以能夠抑制開關噪聲，總結起來就是改變電路原有時序，控制電源、偏置電壓、輸出電壓等參數的變化，將開關噪聲頻率移至高于人耳所能察覺到的范圍，或者是將開關噪聲能量降低到一定的程度使之不容易被察覺。此外，還有將音頻功放音量調至最小后再關閉等方法。總體來說，現有技術對于開關噪聲問題均是一定程度上的抑制，而非徹底的根除。

開啟、關斷過程中，電源電壓沒有變化，電路的工作狀態、時序容易控制和改變，通常采用現有技術均可以有效的抑制其間產生的開關噪聲，雖然不能完全消除，但已經普通人的聽覺已經可以接受了。而上電、掉電過程中，由于內部電路受電源電壓沒有達到正常工作點的影響，現有技術所設計的時序控制功能（邏輯級）難以準確執行，所以更多的是依靠調整外圍器件參數（物理級）來實現一定程度上的開關噪聲抑制。所以，當前開關噪聲依然是音頻功率放大器領域內一個技術問題，現有技術無法從根本上克服該問題，特別是對電路在上電、掉電過程中，而掉電時開關噪聲更為明顯。

發明內容

本發明的目的是克服了上述現有技術的缺點，提供了一種能夠實現完全去除音頻功率放大器開關噪聲、結構簡單、使用方便、應用范圍廣泛的實現消除音頻功率放大器開關噪聲的電路結構及其方法。

為了實現上述目標，本發明的實現消除音頻功率放大器開關噪聲的電路結構及其方法具有如下構成：

該用于消除音頻功率放大器開關噪聲的電路結構，其主要特點是，所述的電路結構包括：

功放狀態檢測模塊，用以檢測并判斷所述的音頻功率放大器的電路是否處于工作狀態突變的過程；

功放工作控制模塊，連接于所述的功放狀態檢測模塊與所述的音頻功率放大器之間，該功放工作控制模塊用以根據所述的功放狀態檢測模塊傳輸的控制信號控制所述的音頻功率放大器的動作。

較佳地，所述的功放狀態檢測模塊包括：

上電狀態檢測模塊，與所述的功放工作控制模塊相連接，該上電檢測模塊用以檢測并判斷所述的音頻功率放大器的電路是否處于從未供電到電源上電的過程，若是則輸出一個控制信號至功放工作控制模塊；