[發(fā)明專利]包括麥克風(fēng)前置放大器級的前置放大器電路

在審

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• 申請日: 2017-05-26
• 公開（公告）號: CN107438214A
• 公開（公告）日: 2017-12-05
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 塞巴斯蒂安·德弗里斯
• 申請（專利權(quán)）人: 迪芬尼香港有限公司
• 主分類號: H04R3/00
• 分類號: H04R3/00
• 代理公司: 北京康信知識產(chǎn)權(quán)代理有限責(zé)任公司11240
• 代理人: 梁麗超,劉彬

技術(shù)領(lǐng)域

本公開內(nèi)容涉及音頻應(yīng)用，且更具體地，涉及音頻放大器電路。

背景技術(shù)

常規(guī)音頻放大器通常需要提供低電流DC輸出或非常昂貴的可切換麥克風(fēng)線。此外，當(dāng)利用數(shù)字信號處理器時，實現(xiàn)模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)以將目標(biāo)模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號以由DSP處理。然而，ADC通常在其輸入端需要偏置電壓。因此，還實現(xiàn)了額外的偏置ADC電路，以向ADC提供偏置輸入電壓。

發(fā)明內(nèi)容

根據(jù)一個實施方式，提供了包括麥克風(fēng)前置放大器級的前置放大器電路。麥克風(fēng)前置放大器級包括提供高阻抗源信號的直接注入(DI,direct injection)單元和在沒有線路或麥克風(fēng)開關(guān)的情況下可操作的低阻抗XLR連接。前置放大器電路還包括對模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)的輸入進行偏置的自偏置輸入部件(例如，晶體管對)。以這種方式，提供了低成本、高電流DC耦合耳機輸出設(shè)備。

根據(jù)非限制性實施方式，麥克風(fēng)前置放大器電路包括被配置為生成輸入功率的幻象電源，以及被配置為基于輸入功率生成經(jīng)調(diào)節(jié)的輸入電壓(regulated input voltage，穩(wěn)定輸入電壓)的一對輸入晶體管電路。一對差分麥克風(fēng)放大器電路被配置為放大經(jīng)調(diào)節(jié)的輸入電壓，并將放大的電壓輸出到模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)。麥克風(fēng)前置放大器電路還包括與該對差分麥克風(fēng)放大器電路和ADC進行信號通信的直流(DC)偏置伺服電路。DC偏置伺服電路被配置為基于ADC的內(nèi)部公共電壓(VCOM)來控制該對差分麥克風(fēng)放大器電路。

根據(jù)另一個非限制性實施方式，一種操作麥克風(fēng)前置放大器電路的方法，包括：經(jīng)由幻象電源生成輸入功率，并且經(jīng)由一對輸入晶體管電路基于輸入功率生成經(jīng)調(diào)節(jié)輸入電壓。該方法還包括經(jīng)由一對差分麥克風(fēng)放大器電路放大經(jīng)調(diào)節(jié)輸入電壓，并將放大的電壓輸出到模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)。該方法還包括經(jīng)由直流(DC)偏置伺服電路基于ADC的內(nèi)部公共電壓(VCOM)控制該對差分麥克風(fēng)放大器電路。

附圖說明

為了更全面地了解本公開內(nèi)容，現(xiàn)在參考以下結(jié)合附圖和詳細描述的簡要描述，其中相同的附圖標(biāo)記表示相同的部分：

圖1是根據(jù)非限制性實施方式的包括具有高阻抗DI單元以及在沒有線路/麥克風(fēng)開關(guān)的情況下能夠操作的低阻抗XLR連接器的麥克風(fēng)前置放大器級的前置放大器電路的示意圖；

圖2是根據(jù)非限制性實施方式的麥克風(fēng)前置放大器級的示意圖；以及

圖3是ADC偏置電路的示意圖。

具體實施方式

典型的麥克風(fēng)前置放大器需要在40dB至70dB范圍內(nèi)的放大增益，以處理能在3Vrms至40Vrms范圍內(nèi)的電容式麥克風(fēng)小輸出電壓。然而，這些高增益可能導(dǎo)致不期望的放大噪聲和系統(tǒng)噪聲殘留。

例如，電容麥克風(fēng)的200歐姆源電阻的約翰遜噪聲約為129dBu。在施加70dB的增益之后，這個129dBu變?yōu)?9.6dBu。為了減少可能在專業(yè)音頻應(yīng)用中發(fā)生的源噪聲殘留，開發(fā)了一種已成為許多麥克風(fēng)前置放大器應(yīng)用的標(biāo)準(zhǔn)的“混合”方法。混合設(shè)計將差分平衡輸入轉(zhuǎn)換為單端信號。另外，混合設(shè)計中實現(xiàn)的輸入晶體管網(wǎng)絡(luò)經(jīng)受大的總諧波失真(THD+N)和高晶體管非線性。本公開內(nèi)容的至少一個實施方式通過提供偏置麥克風(fēng)前置放大器級中包括的輸入晶體管對電路對的自偏置差分MIC/線路前置放大器克服混合方法的不足。此外，輸入晶體管對并入由一對差分麥克風(fēng)放大器電路限定的反饋回路內(nèi)，這顯著地減少了失真和噪聲。

此外，數(shù)字信號處理器(DSP)可以實現(xiàn)音頻系統(tǒng)來操縱或執(zhí)行對源信號的數(shù)字信號處理。當(dāng)實現(xiàn)DSP時，采用模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)將模擬信號轉(zhuǎn)換成由DSP使用的數(shù)字信號。ADC可能要求輸入電壓在內(nèi)部公共電壓(VCOM)(例如2.5VDC)附近偏置。為了提供偏置的輸入電壓，ADC偏置電路可以連接到ADC的輸入端。

圖3中示出了ADC偏置電路300的實例。VCOM電壓142(例如，2.5Vdc)施加到電阻器網(wǎng)絡(luò)136(例如，串聯(lián)連接的10千歐姆電阻器)，并且分別傳送到雙重單位增益運算放大緩沖器153a和153b的非反相節(jié)點140a和140b。以這種方式，2.5Vdc偏置電壓出現(xiàn)在單位增益運算放大緩沖器153a和153b的輸出上，并出現(xiàn)在ADC 302的輸入引腳處，使得音頻信號偏置在大約2.5Vdc。另外，隔直電容器131a和131b防止VCOM電壓出現(xiàn)在“AIN+”和“AIN-”引腳處，并且電阻器網(wǎng)絡(luò)136(即，10千歐姆電阻器)設(shè)置單位增益運算放大緩沖器153a和153b的輸入阻抗。