专利名称：自适应d类音频功率放大电路结构的利记博彩app
技术领域：
本实用新型涉及音频功放技术领域，特别涉及D类音频功放技术领域，具体是指ー种自适应D类音频功率放大电路结构。
背景技术：
现有的D类音频功率放大电路在设计上的技术參数都趋向于固定參数，比如固定的载波频率、固定的频率响应、固定的增益设置(稳定工作吋)、固定的温度保护点、固定的驱动电流，等等。这样的设计比较简单，缺点是当电路外围条件发生变化时，或者是内部条件发生变化时，不能根据这些变化而相应的做出调整，因而性能无法在不同的条件下都达到最佳状态，有时还会出现ー些负面效应。*[0003]tヒ如，当电路工作温度由于外界条件的短暂变化导致不断升高到达温度保护点时，此时按照现有技术来说，由于设置了固定温度保护点的温度保护功能，那么电路就会暂时性的停止工作。对于听众来说，不出声音即使是短暂的也会感到不悦，更何况很多时候电路的温度保护设定会反复将电路重启造成断断续续的声音，或是直接使电路关闭还需要用户自行重启。又如，固定载波频率是现有技术通常所采用的(当不使用变频扩普技术来降低EMI的时候)，通过设置高于音频域10倍以上的频率，低些可以是200kHz，高些可以是600kHz。高频率的载波可以带来音频性能的提升，但相比低频率的载波而言，功耗及EMI会显著提升。再如，众所周知的，音频功放电路普遍存在频率响应性能上的差异，有的电路在低频范围声首表现出色，有的电路在闻频范围声首表现，有的电路中低频失真性能优异，有的电路中高频失真性能优异。当我们的电路參数固定下来之后，其频率响应也就固定下来。故而就所采用的电路结构、制造エ艺而言，已经无法兼顾各频率范围上的响应表现了。再如，D类音频功放的输出方波，很容易产生过冲现象，造成失真、功耗与EMI问题，这与输出级采用固定的驱动电流驱动是有关系的。综上所述，现有技术中的D类音频功率放大电路的固定參数设计难以适应在应用过程中的參数变化，其性能存在缺陷。
实用新型内容本实用新型的目的是克服了上述现有技术中的缺点，提供ー种具有温度自适应、载波自适应、频率自适应和驱动自适应中的ー种或多种的自适应电路，借以有效改善EMI、失真、功耗、频率响应、温度保护特性等诸多D类音频功放的性能，进而大幅提升用户体验，且结构简单，成本低廉，应用范围广泛的自适应D类音频功率放大电路结构。为了实现上述的目的，本实用新型的自适应D类音频功率放大电路结构具有如下构成该电路结构包括依次串接的运算放大器、脉宽调制器和驱动级，所述的运算放大器的输入端连接外部音频信号输出端，所述的驱动级的输出端连接喇叭，并通过反馈回路连接所述的运算放大器的输入端。且该电路结构还包括载波自适应电路，所述的载波自适应电路的输入端连接所述的外部音频信号输出端，所述的载波自适应电路的输出端连接所述的脉宽调制器的输入端。该自适应D类音频功率放大电路结构中，所述的载波自适应电路包括依次串接的幅度检测器和载波发生器，所述的幅度检测器的输入端连接所述的外部音频信号输出端，所述的载波发生器的输出端连接所述的脉宽调制器的输入端。该自适应D类音频功率放大电路结构中，所述的载波发生器为频率可调载波发生器。该自适应D类音频功率放大电路结构中，所述的电路结构还包括频率自适应电 路，所述的频率自适应电路的输入端连接所述的外部音频信号输出端，所述的频率自适应电路的输出端分别连接所述的运算放大器和反馈回路。该自适应D类音频功率放大电路结构中，所述的频率自适应电路包括依次串接的频率检测器和参数选择寄存器，所述的频率检测器的输入端连接所述的外部音频信号输出端，所述的参数选择寄存器的输出端分别连接所述的运算放大器和反馈回路。该自适应D类音频功率放大电路结构中，所述的参数选择寄存器的输出端通过可调电容连接所述的运算放大器，并通过可调电阻连接所述的反馈回路。该自适应D类音频功率放大电路结构中，所述的电路结构还包括驱动自适应电路，所述的驱动自适应电路的输入端连接所述的驱动级的输出端，所述的驱动自适应电路的输出端连接所述的驱动级的输入端。该自适应D类音频功率放大电路结构中，所述的驱动自适应电路包括依次串接的边沿检测器和可调驱动电路，所述的边沿检测器的输入端连接所述的驱动级的输出端，所述的边沿检测器的输出端连接所述的可调驱动电路的输入端，所述的可调驱动电路还连接于所述的脉宽调制器的输出端和所述的驱动级的输入端之间。该自适应D类音频功率放大电路结构中，所述的电路结构还包括温度自适应电路，所述的温度自适应电路连接于所述的外部音频信号输出端和所述的运算放大器的输入端之间。该自适应D类音频功率放大电路结构中，所述的温度自适应电路包括依次串接的温度检测器、增益控制器和可调电路网络，所述的可调电路网络连接于所述的外部音频信号输出端和所述的运算放大器的输入端之间。该自适应D类音频功率放大电路结构中，所述的电路结构还包括频率自适应电路，所述的频率自适应电路的输入端连接所述的外部音频信号输出端，所述的频率自适应电路的输出端分别连接所述的运算放大器和反馈回路；驱动自适应电路，所述的驱动自适应电路的输入端连接所述的驱动级的输出端，所述的驱动自适应电路的输出端连接所述的驱动级的输入端；温度自适应电路，所述的温度自适应电路连接于所述的外部音频信号输出端和所述的运算放大器的输入端之间。采用了该实用新型的自适应D类音频功率放大电路结构，由于其还包括载波自适应电路、频率自适应电路、驱动自适应电路和温度自适应电路，能够使D类音频功率放大电路分别对输入信号的幅度、频率、外界的温度以及驱动级输出电流的变化作出及时的自动调节，从而有效改善EMI、失真、功耗、频率响应、温度保护特性等诸多D类音频功放的性能，进而大幅提升用户体验。且本实用新型的自适应D类音频功率放大电路结构，其结构简単，成本低廉，应用范围广泛。
图I为本实用新型的自适应D类音频功率放大电路结构示意图。图2为本实用新型的自适应D类音频功率放大电路结构中的载波自适应电路的电路结构不意图。图3为本实用新型的自适应D类音频功率放大电路结构中的频率自适应电路的电路结构不意图。图4为本实用新型的自适应D类音频功率放大电路结构中的驱动自适应电路的电路结构不意图。 图5为本实用新型的自适应D类音频功率放大电路结构中的温度自适应电路的电路结构不意图。
具体实施方式
为了能够更清楚地理解本实用新型的技术内容，特举以下实施例详细说明。请參阅图I所示,为本实用新型的自适应D类音频功率放大电路结构示意图。在一种实施方式中，所述的电路结构包括依次串接的运算放大器、脉宽调制器和驱动级，所述的运算放大器的输入端连接外部音频信号输出端，所述的驱动级的输出端连接喇叭，并通过反馈回路连接所述的运算放大器的输入端。该电路结构还包括载波自适应电路、频率自适应电路、驱动自适应电路和温度自适应电路中的ー种或多种。其中，所述的载波自适应电路的输入端连接所述的外部音频信号输出端，所述的载波自适应电路的输出端连接所述的脉宽调制器的输入端。所述的频率自适应电路的输入端连接所述的外部音频信号输出端，所述的频率自适应电路的输出端分别连接所述的运算放大器和反馈回路；所述的驱动自适应电路的输入端连接所述的驱动级的输出端，所述的驱动自适应电路的输出端连接所述的驱动级的输入端；所述的温度自适应电路连接于所述的外部音频信号输出端和所述的运算放大器的输入端之间。在一种较优选的实施方式中，如图2所示，所述的载波自适应电路包括依次串接的幅度检测器和载波发生器，所述的幅度检测器的输入端连接所述的外部音频信号输出端，所述的载波发生器的输出端连接所述的脉宽调制器的输入端。在一种进ー步优选的实施方式中，所述的载波发生器为频率可调载波发生器。在另ー种较优选的实施方式中，如图3所示，所述的频率自适应电路包括依次串接的频率检测器和參数选择寄存器，所述的频率检测器的输入端连接所述的外部音频信号输出端，所述的參数选择寄存器的输出端分别连接所述的运算放大器和反馈回路。在一种进ー步优选的实施方式中，所述的參数选择寄存器的输出端通过可调电容连接所述的运算放大器，并通过可调电阻连接所述的反馈回路。在又一种较优选的实施方式中，如图4所示，所述的驱动自适应电路包括依次串接的边沿检测器和可调驱动电路，所述的边沿检测器的输入端连接所述的驱动级的输出端，所述的边沿检测器的输出端连接所述的可调驱动电路的输入端，所述的可调驱动电路还连接于所述的脉宽调制器的输出端和所述的驱动级的输入端之间。在再一种较优选的实施方式中，如图5所示，所述的温度自适应电路包括依次串接的温度检测器、增益控制器和可调电路网络，所述的可调电路网络连接于所述的外部音频信号输出端和所述的运算放大器的输入端之间。在本实用新型的应用中，针对现有技术中存在的缺陷，本实用新型的自适应D类音频功率放大电路结构可以包括ー种或多种自适应电路。温度检测装置用来检测电路温度变化情况输出到增益控制模块，由增益控制模块调整前级放大器设置的増益。当电路由于外界因素导致温度上升时，如果上升速度过快并接近温度保护点吋，电路增益将逐步降低以减少发热，但并不立刻作关闭操作，除非降低增益后温度依然升高。之后，当温度降低并低于一定程度吋，电路增益回恢复到原设定值，若此时温度不再过快上升，则保持这个稳定状态，若此时温度再次过快上升，则返回上一次降 低后的増益，并维持不变。然后，当温度显著降低并持续一段时间吋，电路增益将再次恢复到原设定值。这样的机制避免了因临时性的温度升高导致电路因温度保护而关闭，改善了听众的体验。幅度检测装置检测来自输入信号的信号幅度，根据幅度大小控制载波发生器输出到脉宽调制器的载波频率。当输入幅度较小时，载波频率提高，当输入幅度较大时，载波频率降低。这样设置的好处是声音低的时候尽量提高音频质量，声音大的时候降低EMI和功耗。频率检测装置检测输入信号的频率，不同的频率决定了不同的频率响应回路參数，用来设置前级放大器及反馈回路各參数值。当输入信号在低频域比较丰富时，设置ー个频率响应偏重低频率的回路；当输入信号在高频域比较丰富时，设置ー个频率响应偏重高频率的回路。这样使得电路在全频带都有一个比较好的性能。边沿检测装置检测驱动级输出信号的上升或者下降沿变化，决定驱动电流何吋、如何改变。当正向驱动时，驱动电流不变直到接近电源电压后逐渐减小，当反向驱动时，驱动电流不变直到接近零电位后逐渐减小。这样设置的结果是避免了电压过冲，减小了失真、功耗与EMI。上述的四种自适应电路，温度自适应、载波自适应、频率自适应、驱动自适应，可以单独应用，也可以联合应用。具体而言，温度自适应电路结构包括温度检测器、增益控制器、可调电阻网络。利用电阻的正温度系数与三极管的负温度系数，结合比较器，可以实现在不同温度点产生有效的逻辑控制。增益控制器根据温度检测器的结果，控制可调电阻网络，其实现方式可以是多选ー的数据选择器。可调电阻网络是串、并联的电阻集合，根据增益控制器的输出，可以决定接入运放输入端的电阻值，进而调节整个电路的电压增益。可以设置温度检测器的温度保护点阈值(简称保护阈值)，当温度超过此温度保护点阈值时，进入温度保护状态，使电路停止工作；可以设置温度检测器输出给增益控制器有效逻辑信号的触发阈值(简称启动阈值)，当温度上升达到阈值时，启动增益控制器，其输出控制可调电阻网络的电阻值升高，降低电路的増益；可以设置温度检测器输出给増益控制器关闭逻辑信号的触发阈值(简称关闭阈值)，当温度降低达到该阈值吋，关闭增益控制器，使得可调电阻网络的电阻值设置回复到原始值；当电路工作时温度維持在增益控制器启动与关闭的触发阈值之间时，温度检测器控制增益控制器，使得可调电阻网络的电阻值维持在増益降低后的值不变，直到温度降低到超过关闭阈值一定的温度(恢复阈值)才恢复原始电阻值和増益。由此产生的结果是当电路温度升高吋，并不马上关闭，而是降低増益(降低音量)尝试使电路在低増益(低音量)状态下继续工作，直到电路温度恢复到正常状态。载波自适应电路结构包括幅度检测器、可调频率载波发生器。幅度检测器用比较器构成，比较器的一端是输入信号，另一端是ー组预设的电压之一，每个电压与可调频率载波发生器可生成的载波频率相对应。一般载波发生器可以是环形振荡电路构成，而可调频率载波发生器将决定频率的电阻、电容參数变成可变的达到可调的目的。
预设的电压从高到低逐次与输入信号相比较一段时间，如果预设电压高于输入信号电压，则将预设电压降低再进行比较，直到比较器输出结果翻转。此时对应的预设电压则用来控制可调频率载波发生器产生相应快慢的载波。幅度检测器检测到输入信号幅度较小的时候，控制可调频率载波发生器的输出载波频率偏快，幅度检测器检测到输入信号幅度较大的时候，控制可调频率载波发生器的输出载波频率偏慢。频率自适应电路结构包括频率检测器、參数选择寄存器、參数可调运放及可调电阻、可调电容。频率检测器可以由高通滤波器、积分器、低通滤波器和比较器组成。输入信号经过高通滤波器、积分器将高频分量与低通滤波器的低频分量由比较器进行比较，判断高、低频成分多或少，再由參数选择寄存器决定參数可调运放、可调电阻、可调电容中各项參数的数值，由输入信号的频率分布高低来动态优化低频或者高频的性能。当高频分量多则优化高频性能，当低频分量多则优化低频性能。驱动自适应电路结构包括边沿检测器、可调驱动电路。边沿检测器检测输出信号的上升或者下降的变化，使之与比较器的另一端电压(预设置)相比较，其结果用来控制可调驱动电路。信号上升(低电平转高电平)到预设置值时，可调驱动电路的驱动电流由大转小，这样输出信号有ー个快速的上升沿和一个缓慢的尖冲，同理，当信号下降(高电平转低电平)到预设置值时，可调驱动电路的驱动电流由大转小，输出信号有ー个快速的下降沿和一个缓慢的尖冲，其它时间驱动电流大小保持原设置。采用了该实用新型的自适应D类音频功率放大电路结构，由于其还包括载波自适应电路、频率自适应电路、驱动自适应电路和温度自适应电路，能够使D类音频功率放大电路分别对输入信号的幅度、频率、外界的温度以及驱动级输出电流的变化作出及时的自动调节，从而有效改善EMI、失真、功耗、频率响应、温度保护特性等诸多D类音频功放的性能，进而大幅提升用户体验。且本实用新型的自适应D类音频功率放大电路结构，其结构简単，成本低廉，应用范围广泛。在此说明书中，本实用新型已參照其特定的实施例作了描述。但是，很显然仍可以作出各种修改和变换而不背离本实用新型的精神和范围。因此，说明书和附图应被认为是说明性的而非限制性的。
权利要求1.ー种自适应D类音频功率放大电路结构，所述的电路结构包括依次串接的运算放大器、脉宽调制器和驱动级，所述的运算放大器的输入端连接外部音频信号输出端，所述的驱动级的输出端连接喇叭，并通过反馈回路连接所述的运算放大器的输入端，其特征在于，所述的电路结构还包括载波自适应电路，所述的载波自适应电路的输入端连接所述的外部音频信号输出端，所述的载波自适应电路的输出端连接所述的脉宽调制器的输入端。
2.根据权利要求I所述的自适应D类音频功率放大电路结构，其特征在于，所述的载波自适应电路包括依次串接的幅度检测器和载波发生器，所述的幅度检测器的输入端连接所述的外部音频信号输出端，所述的载波发生器的输出端连接所述的脉宽调制器的输入端。
3.根据权利要求2所述的自适应D类音频功率放大电路结构，其特征在于，所述的载波发生器为频率可调载波发生器。
4.根据权利要求I所述的自适应D类音频功率放大电路结构，其特征在于，所述的电路结构还包括频率自适应电路，所述的频率自适应电路的输入端连接所述的外部音频信号输出端，所述的频率自适应电路的输出端分别连接所述的运算放大器和反馈回路。
5.根据权利要求4所述的自适应D类音频功率放大电路结构，其特征在于，所述的频率自适应电路包括依次串接的频率检测器和參数选择寄存器，所述的频率检测器的输入端连接所述的外部音频信号输出端，所述的參数选择寄存器的输出端分别连接所述的运算放大器和反馈回路。
6.根据权利要求5所述的自适应D类音频功率放大电路结构，其特征在于，所述的參数选择寄存器的输出端通过可调电容连接所述的运算放大器，并通过可调电阻连接所述的反馈回路。
7.根据权利要求I所述的自适应D类音频功率放大电路结构，其特征在于，所述的电路结构还包括驱动自适应电路，所述的驱动自适应电路的输入端连接所述的驱动级的输出端，所述的驱动自适应电路的输出端连接所述的驱动级的输入端。
8.根据权利要求7所述的自适应D类音频功率放大电路结构，其特征在于，所述的驱动自适应电路包括依次串接的边沿检测器和可调驱动电路，所述的边沿检测器的输入端连接所述的驱动级的输出端，所述的边沿检测器的输出端连接所述的可调驱动电路的输入端，所述的可调驱动电路还连接于所述的脉宽调制器的输出端和所述的驱动级的输入端之间。
9.根据权利要求I所述的自适应D类音频功率放大电路结构，其特征在于，所述的电路结构还包括温度自适应电路，所述的温度自适应电路连接于所述的外部音频信号输出端和所述的运算放大器的输入端之间。
10.根据权利要求9所述的自适应D类音频功率放大电路结构，其特征在于，所述的温度自适应电路包括依次串接的温度检测器、增益控制器和可调电路网络，所述的可调电路网络连接于所述的外部音频信号输出端和所述的运算放大器的输入端之间。
11.根据权利要求I所述的自适应D类音频功率放大电路结构，其特征在于，所述的电路结构还包括 频率自适应电路，所述的频率自适应电路的输入端连接所述的外部音频信号输出端，所述的频率自适应电路的输出端分别连接所述的运算放大器和反馈回路； 驱动自适应电路，所述的驱动自适应电路的输入端连接所述的驱动级的输出端，所述的驱动自适应电路的输出端连接所述的驱动级的输入端；温度自适应电路，所述的温度自适应电路连接于所述的外部音频信号输出端和所述的运算放大器的输入端之间。
专利摘要本实用新型涉及一种自适应D类音频功率放大电路结构，包括依次串接的运算放大器、脉宽调制器和驱动级，运算放大器的输入端连接外部音频信号输出端，驱动级的输出端连接喇叭，并通过反馈回路连接运算放大器的输入端，该电路结构还包括载波自适应电路、频率自适应电路、驱动自适应电路和温度自适应电路中的一种或多种自适应电路。采用了本实用新型的自适应D类音频功率放大电路结构能分别对输入信号的幅度、频率、外界的温度以及驱动级输出电流的变化作出及时的自动调节，从而改善EMI、失真、功耗、频率响应、温度保护特性等诸多D类音频功放的性能，进而大幅提升用户体验，且该电路结构，其结构简单，成本低廉，应用范围广泛。
文档编号H03F3/217GK202444468SQ20122006540
公开日2012年9月19日 申请日期2012年2月27日 优先权日2012年2月27日
发明者吕永康, 张殿军, 韦林军 申请人:无锡华润矽科微电子有限公司