专利名称：一种新型丁类功率放大器的利记博彩app
技术领域：
本发明主要涉及一种功率放大器，尤其涉及一种新型丁类功率放大器。
背景技术：
目前，丁类功率放大器的效率比线性放大器如AB类放大器高，由于其输出部分在 开关模式下工作，因此将功率消耗最小化，由输出功率电路产生的方波可以用于对负载如 扬声器供电，通常，在输出功率电路和负载扬声器之间会添加额外的滤波器，滤波后的信号 即是放大后的输入信号，现有技术的丁类功率放大器，多有因需要三角波发生器或锯齿波 发生器来产生载波而带来的芯片尺寸较大、易产生总谐波畸变的问题。
发明内容
为了解决现有技术需要三角波发生器或锯齿波发生器来产生载波而带来的芯片 尺寸较大、易产生总谐波畸变的问题，本发明提供了一种新型丁类功率放大器，该新型丁类 功率放大器结构简单，无需三角波发生器或锯齿波发生器，同时极大削弱由载波的非线性 引起的总谐波畸变。本发明解决其技术问题所采用的技术方案是该新型丁类功率放大器包括放大器 输入端、积分器、方波输出电路、反馈回路、门极控制电路、输出功率电路、放大器输出端；所 述积分器包括两个输入端和一个输出端，该输出端与所述方波输出电路的输入端连接；所 述方波输出电路的输出端与所述门极控制电路输入端连接；所述门极控制电路的输出端与 所述输出功率电路的输入端连接；所述输出功率电路的输出端与所述输出端连接；所述反 馈回路连接于所述积分器的一个输入端和所述放大器输出端之间。所述反馈回路包括连接于所述输出端和所述积分器的输入端之间的电阻。所述方波输出电路包括第一比较器、第二比较器、直流偏置电路和逻辑电路，其中 所述直流偏置电路的两个输出端分别与第一比较器的同向输入端和所述第二比较器的反 相输入端连接；所述第一比较器的反相输入端和第二比较器的同向输入端连接后作为所述 方波输出电路的输入端，且与所述积分器的输出端连接，所述第一比较器的输出端和所述 第二比较器的输出端分别与逻辑电路的两个输入端连接；所述逻辑电路的输出端与所述门 极控制电路的输入端连接。所述逻辑电路包括第一与非门和第二与非门，第一与非门的一个输入端与第二与 非门的输出端连接，第一与非门的另一个输入端与第一比较器的输出端连接；第二与非门 的一个输入端与第一与非门的输出端连接，第二与非门的另一个输入端与第二比较器的输 出端连接；第一与非门的输出端与门极控制电路的输入端连接。所述直流偏置电路包括直流信号源、第一直流偏移源和第二直流偏移源；所述第 一直流偏移源的正端与第一比较器的同相输入端连接；所述第二直流偏移源的负端与第二 比较器的反相输入端连接；所述第一直流偏移源的负端和第二直流偏移源的正端与所述直 流信号源的正端连接；所述直流信号源的负端接地。
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所述积分器包括运算放大器、电容和电阻，电容、电阻并联连接于运算放大器的输 出端和反相输入端之间，所述运算放大器的反相输入端同时接收、经由反馈回路反馈回来 的放大器输出端的输出信号，所述运算放大器的同相输入端连接放大器输入端。所述直流偏置电路包括直流去耦电路、直流偏置电源和直流偏置及电平移位电 路，直流去耦电路的一个输入端与放大器输入端连接，其输出端与直流偏置及电平移位电 路连接，直流偏置及电平移位电路的另一个输入端与直流偏置源连接，直流偏置及电平移 位电路的两个输出端分别与第一比较器的同相输入端和第二比较器的反相输入端连接。所述积分器的运算放大器的同相输入端与直流基准信号源连接。本发明的有益效果该新型丁类功率放大器结构简单无需三角波发生器或锯齿波 发生器，因此该丁类功率放大器集成在芯片内部时，芯片尺寸将会很小，而且利用反馈回路 调整精度高速度快，同时由载波的非线性引起的总谐波畸变也被极大削弱。
下面结合附图及实施例对本发明作进一步说明。附图1为本发明的结构原理示意图；附图2为该新型丁类功率放大器输入信号的波形示意图；附图3为该新型丁类功率放大器负载输出电流的波形示意图；附图4该新型丁类功率放大器负载输出电压的波形示意具体实施例方式在图中，该新型丁类功率放大器包括放大器输入端1、积分器2、方波输出电路3、 反馈回路4、门极控制电路5、输出功率电路6、放大器输出端7，该新型丁类功率放大器有一 个由电阻R2、电容C和运算放大器UO组成的积分器2，电阻R2、电容C并联在运算放大器 UO的输出端与反相输入端之间。所述积分器2包括两个输入端和一个输出端，该输出端与所述方波输出电路3的 输入端连接；方波输出电路3的输出端与所述门极控制电路5的输入端连接；门极控制电 路5的输出端与所述输出功率电路6的输入端连接；输出功率电路6的输出端与所述放大 器输出端7连接；反馈回路4连接于所述积分器2的一个输入端和所述放大器输出端7之 间。运算放大器UO的同相输入端接收输入信号Vin，反相输入端接收经由反馈回路4反 馈回来的输出信号SW，反馈回路4包括连接在放大器输出端7和运算放大器UO的反相输入 端之间的电阻R1。反相输入端接收的信号和同相输入端接收的输入信号Vin的差分被运算 放大器UO放大积分在电容C上。方波输出电路3包括第一比较器U1、第二比较器U2、直流偏置电路31和逻辑电路 32，所述直流偏置电路31的两个输出端分别与所述第一比较器Ul的同相输入端和所述第 二比较器U2的反相输入端连接；第一比较器Ul的反相输入端和第二比较器U2的同相输入 端连接后作为所述方波输出电路3的输入端，与所述积分器2的输出端连接，所述第一比较 器Ul的输出端和所述第二比较器U2的输出端分别与逻辑电路32的两个输入端连接；逻辑 电路32的输出端与所述门极控制电路5的输入端连接。
直流偏置电路31包括直流信号源310、第一直流偏移源311和第二直流偏移源 312 ；其中第一直流偏移源311的正端与第一比较Ul器的同相输入端连接；第二直流偏移 源312的负端与第二比较器U2的反相输入端连接；第一直流偏移源311的负端和第二直流 偏移源312的正端和所述直流信号源310的正端连接；直流信号源310的负端接地。直流偏置电路31检测输入信号的直流分量来设置直流信号源310的直流偏置值 VT，使两者直流分量相同，以协同工作，同时，在直流偏置值VT上叠加两个偏移量，直流偏 置值VT叠加第一直流偏移源311的值为VTl的偏移量后连接至第一比较器Ul的同相输入 端；直流偏置值VT叠加第二直流偏移源312的值为VT2的偏移量后连接至第二比较器U2 的反相输入端，取VTl = 0. 1V，VT2 = -0. IV，偏移量可以是其他值，不限制本实施例所取的 值，第一比较器Ul的输出端连接至第一与非门U5的一个输入端；第二比较器U2的输出端 连接至第二与非门U6的一个输入端，第二与非门U6的输出端连接至第一与非门U5的另一 个输入端，第一与非门U5的输出端连接至第二与非门TO的另一个输入端，并且同时经由门 极控制电路5传送至由晶体管Ml与M2组成的放大器输出功率电路6，从而在放大器输出端 得到输出信号SW。晶体管Ml与M2的门极均连接于门极控制电路5，上管P沟道晶体管Ml 的源极连接于电源电压Vcc，其漏极连接于下管N沟道晶体管M2的漏极和放大器输出端7 ； 下管N沟道晶体管M2的源极连接于地，输出信号SW接着被由电感LF和电容CF组成的滤 波器8滤波，从而供应给负载9，如扬声器；或者无需滤波器而直接供应给感性负载。由于运算放大器UO的增益相当高，其同相输入端和反相输入端的电压可以看成 相等(虚短)，运算放大器UO同相输入端和反相输入端之间的差分被积分在电容C上，运 算放大器UO的输出和偏置点的差异反映了误差电压，误差主要由输出信号SW产生，然后第 一比较器Ul和第二比较器U2分别对运算放大器UO的输出和直流偏置电路输出的第一和 第二门限电平的信号进行比较来决定开关频率和占空比，即当运算放大器UO的输出小于 第二门限电平“VT+VT2”，第一比较器Ul输出为高，用“1”表示，第二比较器U2输出为低，用 “0”表示，于是第一与非门U5输出一个低电平至门极控制电路5，此时输出功率电路6的上 晶体管Ml导通，放大器输出端7处的电平VOUT = Vcc，使得输出信号SW变高，从而经过反 馈后运算放大器UO的输出也变高；当运算放大器UO的输出慢慢增大至介于第二门限电平 “VT+VT2”和第一门限电平“VT+VT/，之间时，第一比较器Ul输出为高，用“1”表示，第二比较 器U2输出也为高，用“1”表示，于是第一与非门TO保持它之前的输出状态，输出功率电路6 的两个晶体管的导通状态也保持不变；当运算放大器UO的输出继续增大以致大于第一门 限电平“VT+VT/’时，第一比较器Ul输出为低，用“0”表示，第二比较器U2输出为高，用“1” 表示，于是第一与非门U5输出一个高电平至门极控制电路5，此时输出功率电路6的下晶 体管M2导通，放大器输出端7处电平Vqut = 0，使得输出信号SW变低，从而经过反馈后运算 放大器UO的输出也变低；当运算放大器UO的输出慢慢减小至介于第二门限电平“VT+VT2” 和第一门限电平“VT+VT/，之间时，第一比较器Ul输出为高，用“1”表示，第二比较器U2输 出也为高，用“1”表示，于是第一与非门U5保持它之前的输出状态，输出功率电路6的两个 晶体管的导通状态也保持不变；当运算放大器UO的输出继续减小直至小于第二门限电平 “VT+VT2”，就重复上面的运行状态。因此，第一与非门TO的输出给门极控制电路5提供了 一个电平高低变化的信号。相应地，晶体管Ml和M2随着PWM信号而开通或者关断。这样， 在放大器输出端7处得到了一个方波。一方面，放大器输出端7处的输出信号SW经由滤波
5器8被送至负载；另一方面，输出信号SW经反馈回路4被反馈至运算放大器UO的反相输入 端，反馈信号的可听部分和输入信号Vin抵消。如上所述，运算放大器UO的同相输入端和反 相输入端近乎相等。反馈信号的高频部分被电容C所积分得到的高频调制信号与第一比较 器Ul和第二比较器U2的门极电平进行比较得到PWM波。从而，在不需要任何三角波发生 器或者锯齿波发生器的条件下，放大器采用滞回调制得到了 PWM信号。
如上所述，看出滞环电压值VHY = VT1-VT2，理想情况下，滞环电压值代表输出信号 SW与输入信号Vin所得误差积分后的范围，如果忽略高频调制信号的影响，输出信号SW的电 压Vott应该由输入信号Vin决定，运算放大器UO的输出等于直流偏置值VT，它应该和输入信 号Vin的直流分量Vtw也相等，假设运算放大器UO的增益足够大，则运算放大器UO的同相 输入端和反相输入端相等，运算放大器UO输出的微小信号应该成比例于输入的微小信号。
权利要求
一种新型丁类功率放大器，该新型丁类功率放大器包括放大器输入端1、积分器2、方波输出电路3、反馈回路4、门极控制电路5、输出功率电路6、放大器输出端7，其特征是该新型丁类功率放大器有一个由电阻R2、电容C和运算放大器U0组成的积分器2，电阻R2、电容C并联在运算放大器U0的输出端与反相输入端之间，所述积分器2包括两个输入端和一个输出端，该输出端与所述方波输出电路3的输入端连接；方波输出电路3的输出端与所述门极控制电路5的输入端连接；门极控制电路5的输出端与所述输出功率电路6的输入端连接；输出功率电路6的输出端与所述放大器输出端7连接；反馈回路4连接于所述积分器2的一个输入端和所述放大器输出端7之间。
2.根据权利要求1所述的一种新型丁类功率放大器，其特征是反馈回路4包括连接 在放大器输出端7和运算放大器UO的反相输入端之间的电阻Rl。
3.根据权利要求1所述的一种新型丁类功率放大器，其特征是方波输出电路3包括 第一比较器U1、第二比较器U2、直流偏置电路31和逻辑电路32，所述直流偏置电路31的 两个输出端分别与所述第一比较器Ul的同相输入端和所述第二比较器U2的反相输入端连 接；第一比较器Ul的反相输入端和第二比较器U2的同相输入端连接后设为所述方波输出 电路3的输入端，与所述积分器2的输出端连接，所述第一比较器Ul的输出端和所述第二 比较器U2的输出端分别与逻辑电路32的两个输入端连接；逻辑电路32的输出端与所述门 极控制电路5的输入端连接。
4.根据权利要求1所述的一种新型丁类功率放大器，其特征是所述直流偏置电路31 包括直流信号源310、第一直流偏移源311和第二直流偏移源312 ；所述第一直流偏移源 311的正端与第一比较Ul器的同相输入端连接；第二直流偏移源312的负端与第二比较器 U2的反相输入端连接；第一直流偏移源311的负端和第二直流偏移源312的正端和所述直 流信号源310的正端连接；直流信号源310的负端接地。
全文摘要
本发明涉及一种新型丁类功率放大器。该新型丁类功率放大器包括放大器输入端、积分器、方波输出电路、反馈回路、门极控制电路、输出功率电路、放大器输出端。该新型丁类功率放大器结构简单无需三角波发生器或锯齿波发生器，因此该丁类功率放大器集成在芯片内部时，芯片尺寸将会很小，而且利用反馈回路调整精度高速度快，同时由载波的非线性引起的总谐波畸变也被极大削弱。
文档编号H03F3/217GK101980442SQ20101050386
公开日2011年2月23日 申请日期2010年10月8日 优先权日2010年10月8日
发明者庄磊 申请人:徐州泰思电子科技有限公司