[發明專利]D類放大器及用于執行D類放大的方法

有效

• 申請號: 201610813662.X
• 申請日: 2016-09-09
• 公開（公告）號: CN107046404B
• 公開（公告）日: 2021-06-25
• 發明（設計）人: 王文杰;林育信
• 申請（專利權）人: 聯發科技股份有限公司
• 主分類號: H03F1/26
• 分類號: H03F1/26;H03F1/32;H03F3/217
• 代理公司: 北京市萬慧達律師事務所 11111
• 代理人: 白華勝;王蕊

本發明提供了一種D類放大器，該D類放大器包括：回路濾波器、脈寬調制(PWM)電路、輸出電路，以及共模控制電路。回路濾波器用于接收所述D類放大器的輸入信號，以產生濾波信號。脈寬調制電路用于將非脈寬調制信號轉換成脈寬調制信號，其中，所述非脈寬調制信號是至少由所述濾波信號得到的。輸出電路用于根據所述脈寬調制信號產生所述D類放大器的輸出信號。共模控制電路用于監測所述輸出信號的共模電平，以產生用于脈寬調制共模控制的共模控制信號。相應地，本發明還提供了一種用于執行D類放大的方法。采用本發明，可以提高電源抑制比和線性度。

技術領域

本發明涉及一種放大器的設計，更特別地，涉及一種具有脈寬調制(pulse-widthmodulation，PWM)共模(common-mode，CM)控制的D類(class-D)放大器及用于執行D類放大的方法。

背景技術

D類放大器基本上是一個開關放大器。它具有接近100％的功率效率。也就是說，被供應給D類放大器的絕大多數功率均被傳送至負載。通常，采用具有高電源抑制比(powersupply rejection ratio，PSRR)的低壓差(low-dropout，LDO)穩壓器來供應清潔電力(clean power)給D類放大器。此LDO穩壓器用于減輕通過電源管理電路或者由電源管理電路產生的噪聲耦合，該電源管理電路可以包括降壓/升壓轉換器。然而，此LDO穩壓器會造成額外的功率損耗以及降低整個系統的能量效率。因此，為了避免這種不希望的功率損耗，D類放大器的供給電壓優選為由電源(例如，電池)供電，而不使用LDO穩壓器供電，其中，LDO穩壓器重點強調D類音頻放大器的電源抑制比(PSRR)。因此，對于音頻應用的高性能來說，需要一種具有高電源抑制比(PSRR)和高線性度(例如，低的總諧波失真與噪聲(TotalHarmonic Distortion with Noise，THD+N))的新穎的D類放大器(class-D amplifier，CDA)的設計。

發明內容

有鑒于此，本發明的目的之一在于提供一種D類放大器及用于執行D類放大的方法，以解決上述問題。

根據本發明的第一方面，公開了一種示例性的D類放大器。該示例性的D類放大器包括：回路濾波器、脈寬調制(PWM)電路、輸出電路，以及共模控制電路。回路濾波器用于接收所述D類放大器的輸入信號，以產生濾波信號。脈寬調制電路用于將非脈寬調制信號轉換成脈寬調制信號，其中，所述非脈寬調制信號是至少由所述濾波信號得到的。輸出電路用于根據所述脈寬調制信號產生所述D類放大器的輸出信號。共模控制電路用于監測所述輸出信號的共模電平，以產生用于脈寬調制共模控制的共模控制信號。其中，所述脈寬調制共模控制體現在用于控制所述脈寬調制信號的共模電平上。

根據本發明的第二方面，公開了一種示例性的D類放大器。該示例性的D類放大器包括：回路濾波器、組合電路、輸入前饋電路、脈寬調制(PWM)電路，以及輸出電路。回路濾波器用于接收所述D類放大器的輸入信號，以產生濾波信號。組合電路用于至少組合所述濾波信號和所述輸入信號，以產生非脈寬調制信號，其中，所述組合電路僅由無源元件構成。輸入前饋電路用于將所述輸入信號饋送給所述組合電路。脈寬調制電路用于將所述非脈寬調制信號轉換成脈寬調制信號。輸出電路用于根據所述脈寬調制信號產生所述D類放大器的輸出信號。

根據本發明的第三方面，公開了一種用于執行D類放大的示例性方法，所述執行D類放大的方法用于D類放大器。該示例性方法包括以下步驟：對所述D類放大器的輸入信號執行回路濾波操作，以產生濾波信號；執行脈寬調制操作，以將非脈寬調制信號轉換成脈寬調制信號，其中，所述非脈寬調制信號是至少從所述濾波信號得到的；根據所述脈寬調制信號產生所述D類放大器的輸出信號；以及，監測所述輸出信號的共模電平，以產生用于脈寬調制共模控制的共模控制信號。其中，所述脈寬調制共模控制體現在用于控制所述脈寬調制信號的共模電平上。