[發(fā)明專利]可編程配置的開關(guān)模式音頻放大器

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810244398.1
• 申請(qǐng)日: 2014-01-09
• 公開（公告）號(hào): CN108390652B
• 公開（公告）日: 2021-09-17
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 巴特瑞克·H·奎爾特;曼尼·羅德里格斯
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: QSC公司
• 主分類號(hào): H03F1/02
• 分類號(hào): H03F1/02;H03F3/187;H03F3/217;H03F3/68;H03F3/72
• 代理公司: 北京商專永信知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11400
• 代理人: 鄔玥;方挺

多通道開關(guān)音頻放大器(50)由可編程的處理器(52)配置，使得每個(gè)通道(72,74,76,78)驅(qū)動(dòng)單獨(dú)的負(fù)載，被并聯(lián)連接或被配置為橋接模式以及它們的組合。在一實(shí)施方式中，被并聯(lián)連接的放大器通道具有被來自單個(gè)調(diào)制器的信號(hào)驅(qū)動(dòng)的功率放大器。來自一通道的反饋電路和誤差放大器控制被施加到每個(gè)并聯(lián)連接的放大器通道上的調(diào)制信號(hào)。通過嚴(yán)格控制功率放大器輸出級(jí)的切換的定時(shí)，用于被并聯(lián)連接的放大器通道的電流反饋電路被除去。

技術(shù)領(lǐng)域

本文所公開的技術(shù)涉及開關(guān)模式音頻放大器，尤其涉及可驅(qū)動(dòng)在各種配置中的揚(yáng)聲器的開關(guān)模式放大器。

背景技術(shù)

不像通常被設(shè)計(jì)為在單個(gè)揚(yáng)聲器的配置中操作的家庭音頻設(shè)備，商用音頻設(shè)備通常被設(shè)計(jì)為在若干揚(yáng)聲器的配置中操作，以驅(qū)動(dòng)具有寬范圍阻抗的揚(yáng)聲器。商用放大器，其可以產(chǎn)生500-20,000瓦的功率，往往被設(shè)計(jì)成能夠驅(qū)動(dòng)并聯(lián)的多個(gè)揚(yáng)聲器或驅(qū)動(dòng)單個(gè)揚(yáng)聲器(如低音揚(yáng)聲器)到高聲壓級(jí)。因?yàn)樵O(shè)計(jì)單個(gè)的放大器通道來驅(qū)動(dòng)每一個(gè)不同類型的負(fù)載到相同的功率級(jí)是不符合成本效益的，因此許多商用放大器都設(shè)計(jì)為在不同的模式下進(jìn)行操作。這些模式可以包括使用一個(gè)通道來驅(qū)動(dòng)一個(gè)或多個(gè)揚(yáng)聲器，結(jié)合并聯(lián)的兩個(gè)或多個(gè)放大器通道的輸出端來驅(qū)動(dòng)一個(gè)或多個(gè)揚(yáng)聲器或連接兩個(gè)或多個(gè)通道以驅(qū)動(dòng)橋接負(fù)載的揚(yáng)聲器或一種如并聯(lián)橋接負(fù)載的組合。

為了減少在放大器中的功率損耗，許多商用音頻放大器采用開關(guān)放大器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，如D類設(shè)計(jì)。當(dāng)任何放大器通道被并聯(lián)連接時(shí)，就很難確保每個(gè)通道對(duì)輸送到負(fù)載的電流的同等貢獻(xiàn)。為了防止這種情況，多通道放大器設(shè)計(jì)通常采用特殊的電流監(jiān)控反饋電路，其操作以確保由每個(gè)通道輸送的電流是相同的。這種反饋電路不僅增加了放大器設(shè)計(jì)的成本，而且如果放大器中的每個(gè)反饋電路不能正常工作，則其會(huì)成為錯(cuò)誤的潛在來源。

商用音頻放大器的用戶所面對(duì)的另一個(gè)問題是獲知將他們的揚(yáng)聲器連接至放大器的最好方式。許多用戶會(huì)希望驅(qū)動(dòng)具有不同阻抗的揚(yáng)聲器的各種組合。用戶通常需要查看羅列了放大器通道的電流和電壓容量、各種揚(yáng)聲器的負(fù)載阻抗以及其它因素的表格或圖表，以確定驅(qū)動(dòng)他們的揚(yáng)聲器負(fù)載的最佳方式。用戶需要使用這個(gè)信息以選擇揚(yáng)聲器配置，然后確定如何配置放大器并將他們的揚(yáng)聲器連接到具有所選配置的放大器。

鑒于這些問題，需要一種制造便宜的多通道放大器設(shè)計(jì)，可以處理放大級(jí)驅(qū)動(dòng)并聯(lián)負(fù)載的電流分配問題，并且可以幫助用戶確定如何最好地將其揚(yáng)聲器連接至放大器。

概述

如將在下面進(jìn)一步詳細(xì)討論的，所公開的技術(shù)涉及一種多通道開關(guān)模式功率放大器，其中每個(gè)通道可以驅(qū)動(dòng)單獨(dú)的揚(yáng)聲器負(fù)載，可以與一個(gè)或多個(gè)其它通道組合以驅(qū)動(dòng)并聯(lián)的負(fù)載，或者可以被配置為橋接負(fù)載配置或這些配置的組合。每個(gè)通道包括誤差放大器、調(diào)制器和功率放大級(jí)。若干信號(hào)開關(guān)被設(shè)置在每個(gè)通道內(nèi)，以用于選擇性地連接或斷開調(diào)制器的輸出與在通道內(nèi)的功率放大級(jí)的連接。還提供信號(hào)開關(guān)以將功率放大級(jí)的輸出端捆綁并聯(lián)在一起。當(dāng)并聯(lián)操作時(shí)，該信號(hào)開關(guān)由一個(gè)或多個(gè)可編程的處理器配置以將來自主通道的調(diào)制器的輸出端連接到一個(gè)或多個(gè)從通道的功率放大級(jí)，以及斷開在從通道中的調(diào)制器的連接。單個(gè)反饋控制電路被用來控制用于主通道的調(diào)制器的輸出并且從通道的單獨(dú)的反饋控制是不需要的。

根據(jù)本發(fā)明的另一方面，可編程的處理器被配置為從用戶處接收關(guān)于用放大器驅(qū)動(dòng)的揚(yáng)聲器負(fù)載的類型和數(shù)量的輸入。該處理器訪問數(shù)據(jù)庫，其可以存儲(chǔ)被驅(qū)動(dòng)的多種類型的揚(yáng)聲器的規(guī)格。如果該數(shù)據(jù)庫沒有包括被驅(qū)動(dòng)的特定類型的揚(yáng)聲器的規(guī)格，則處理器提示用戶輸入規(guī)格信息。然后該處理器確定最佳的驅(qū)動(dòng)用戶的揚(yáng)聲器的放大器通道的配置。該處理器打開或閉合在放大器中的一個(gè)或多個(gè)信號(hào)開關(guān)以獲得所確定的配置，并向用戶提供關(guān)于如何將他們的揚(yáng)聲器連接至放大器的指令。

附圖說明

圖1是根據(jù)所公開的技術(shù)的實(shí)施方式的可編程配置的開關(guān)模式功率放大器的框圖；

圖2示出了根據(jù)公開的技術(shù)的實(shí)施方式的由可編程的處理器可選擇地打開或閉合的放大器通道內(nèi)和放大器通道之間的若干信號(hào)開關(guān)；