一种用于d类功率放大器的反馈电路及电子设备的利记博彩app
【专利摘要】本发明公开了一种用于D类功率放大器的反馈电路及电子设备，涉及功率放大器【技术领域】，用以解决现有D类功率放大器的反馈电路设计复杂、成本高的问题。其中，反馈电路包括取样电路；取样电路的输入端与供电电源连接，输出端与波形发生器的输入端连接，波形发生器的输出端与比较器的第一输入端连接，信号发生器与比较器的第二输入端连接，比较器的输出端与功率放大电路的输入端连接，功率放大电路的输出端用于输出信号；其中，取样电路用于对供电电源输出的电压进行滤波和分压，滤波和分压后的电压调节波形发生器所产生波形的幅度。本发明提供的电路可用于采用D类功率放大器的电子设备中。
【专利说明】—种用于D类功率放大器的反馈电路及电子设备
【技术领域】
[0001]本发明涉及功率放大器【技术领域】，尤其涉及一种用于D类功率放大器的反馈电路及电子设备。
【背景技术】
[0002]D类功率放大器(简称D类功放)是指D类音频功率放大器，如图1所示，D类功率放大器包括波形发生器101、比较器102、功率放大电路103、第一滤波电路104、供电电源105和信号发生器106，其中，供电电源105用于向功率放大电路103提供工作电压。
[0003]具体的,信号发生器106产生的音频输入信号U1和波形发生器101输出信号U2经过比较器102后输出脉冲宽度调制(Pulse Width Modulat1n，简称PWM)信号U3，PWM信号U3经过功率放大电路103的放大后输出放大后的PWM信号U4,放大后的PWM信号U4经过第一滤波电路104后得到音频输出信号U。，示例的，上述各个信号的波形可以是如图2所示的波形。其中，音频输出信号U0的功率取决于放大后的PWM信号U4的占空比和功率放大电路103的供电电源105的幅值，所以在功率放大电路103的供电电源105波动时，由于比较器102之前输入的音频输入信号U1和波形发生器101输出信号U2不变,故比较器102输出的PWM信号U3的占空比保持不变，经过放大后的PWM信号U4的占空比也保持不变，但放大后的PWM信号U4的幅值却随着功率放大电路103的供电电源105的波动而发生变化，最终导致音频输出信号U0的输出功率发生变化，也即导致音频输出信号U0失真，使得用户听到的声音忽大忽小，降低了用户体验。
[0004]为了解决这一问题，现有技术中通常采用的方法是在D类功率放大器中引入反馈电路，如图3所示，图3中虚线框内电路为现有技术中采用的反馈电路107，包括采样电路、第三滤波电路和累加器。该反馈电路通过对功率放大电路103输出的放大后的PWM信号U4进行取样得到取样后的PWM信号U5,对取样后PWM信号U5进行滤波得到该取样后的PWM信号U5的模拟信号U6,再经过累加器将该模拟信号U6与音频输入信号U1进行累加，以调整音频输入信号U1的幅度，再通过与波形发生器U2的输出进行比较，进而使得比较器102输出的PWM信号U3的占空比和功率放大电路103输出的放大的PWM信号U4的占空比也随之发生改变，达到抑制功率放大电路103的供电电源105的波动对音频输出信号U0的功率的影响，改善D类功率放大器的输出音质。该反馈电路中，第三滤波电路将取样后PWM信号U5转化为模拟信号时，既需要滤除杂波，又需要对转化后的模拟信号的相位偏移进行校正，以便能够和音频输入信号进行叠加，因此需要通过复杂的参数设计才能实现，且该反馈电路中还引入了有源器件，如累加器，导致电路成本的增加。
【发明内容】
[0005]本发明的实施例提供一种用于D类功率放大器的反馈电路及电子设备，用以解决现有D类功率放大器的反馈电路设计复杂、成本高的问题。
[0006]为达到上述目的，本发明的实施例采用如下技术方案:
[0007]本发明实施例提供了一种用于D类功率放大器的反馈电路，所述D类功率放大器包括:波形发生器、信号发生器、比较器、功率放大电路和供电电源，所述反馈电路包括:取样电路；
[0008]所述取样电路的输入端与所述供电电源连接，输出端与所述波形发生器的输入端连接，所述波形发生器的输出端与所述比较器的第一输入端连接，所述信号发生器与所述比较器的第二输入端连接，所述比较器的输出端与所述功率放大电路的输入端连接，所述功率放大电路的输出端用于输出信号；其中，所述取样电路用于对所述供电电源输出的电压进行滤波和分压，滤波和分压后的电压调节所述波形发生器所产生波形的幅度，所述供电电源用于向所述功率放大电路提供工作电压。
[0009]可选的，所述D类功率放大器还包括:第一滤波电路；所述第一滤波电路的输入端与所述功率放大电路的输出端连接，所述第一滤波电路的输出端用于输出信号。
[0010]可选的，所述取样电路包括:第二滤波电路和分压电路；
[0011]所述第二滤波电路的输入端与所述供电电源连接，输出端与所述分压电路的输入端连接，所述分压电路的输出端与所述波形发生器的第一输入端连接；所述第二滤波电路用于对所述供电电源输出的电压进行滤波，所述分压电路用于对滤波后的电压进行分压。
[0012]可选的，所述第二滤波电路包括:第一电阻单元、电容单元；
[0013]所述第一电阻单元的第一端与所述供电电源连接，第二端与所述分压电路的输入端连接；所述电容单元的第一端与所述第一电阻单元的第二端连接，第二端与地连接。
[0014]可选的，所述分压电路包括:第二电阻单元、第三电阻单元；
[0015]所述第二电阻单元的第一端与所述第一电阻单元的第二端连接，第二端与所述波形发生器的第一输入端连接；所述第三电阻单元的第一端与所述第二电阻单元的第二端连接，第二端与地连接。
[0016]可选的，所述供电电源输出的电压与所述波形发生器所产生波形的幅度正相关。
[0017]可选的，所述波形发生器为三角波发生器或者锯齿波发生器。
[0018]本发明实施例提供了一种电子设备，包括D类功率放大器和上述所述的任一项用于D类功率放大器的反馈电路。
[0019]本发明实施例提供的一种用于D类功率放大器的反馈电路及电子设备，其中，D类功率放大器包括波形发生器、信号发生器、比较器、功率放大电路和供电电源，反馈电路包括取样电路；具体的，取样电路的输入端与供电电源连接，输出端与波形发生器的输入端连接，波形发生器的输出端与比较器的第一输入端连接，信号发生器与比较器的第二输入端连接，比较器的输出端与功率放大电路的输入端连接，功率放大电路的输出端用于输出信号。其中，取样电路用于对供电电源输出的电压进行滤波和分压，滤波和分压后的电压调节波形发生器所产生波形的幅度；由于对波形发生器所产生波形的幅度进行了调节，该经过幅度调节后的波形与信号发生器产生的输出信号经过比较器后，可以校正比较器输出的PWM信号的占空比，进而校正功率放大电路输出的PWM信号的占空比。通过幅度与占空比的调节，使得最终输出的音频信号保持稳定的功率，避免了因供电电源的波动而导致的输出音质变差的问题。与现有技术相比，本发明实施例所提供的反馈电路为对供电电源所产生的直流信号进行滤波，以滤除该直流信号的波动，而现有技术中反馈电路的滤波电路将PWM信号转化为模拟信号时，既需要滤除杂波，又需要对转化后的模拟信号的相位偏移进行校正，以便能够和音频输入信号进行叠加，因此现有技术中反馈电路的滤波电路需要通过复杂的设计才能实现。而本发明实施例提供的反馈电路设计简单，无需复杂的滤波电路，也无需添加有源器件，有效降低反馈电路的设计复杂度，节约电路成本，解决现有D类功率放大器的反馈电路设计复杂、成本高的问题。
【专利附图】
【附图说明】
[0020]为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0021]图1为现有技术提供的一种D类功率放大器的基本电路结构不意图；
[0022]图2为现有技术提供的一种D类功率放大器的信号波形示意图；
[0023]图3为现有技术提供的一种引入反馈电路的D类功率放大器的示意图；
[0024]图4为本发明实施例提供的一种用于D类功率放大器的反馈电路示意图；
[0025]图5为本发明实施例提供的另一种用于D类功率放大器的反馈电路示意图；
[0026]图6为本发明实施例提供的另一种用于D类功率放大器的反馈电路示意图；
[0027]图7为本发明实施例提供的另一种引入反馈电路的D类功率放大器的示意图；
[0028]图8为本发明实施例提供的一种具体的用于D类功率放大器的锯齿波发生器和取样电路的结构不意图；
[0029]图9为本发明实施例提供的锯齿波发生器的输出电压变化情况示意图；
[0030]图10为本发明实施例提供的采用图8所示的锯齿波发生器和取样电路的D类功率放大器的输出波形调节情况示意图。
【具体实施方式】
[0031]下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0032]首先需要说明的是，本发明实施例针对的D类功率放大器包括波形发生器101、比较器102、功率放大电路103、供电电源105和信号发生器106,对于上述各个器件的功能可以参考图1中与之相对应的器件。本发明针对上述D类功率放大器提供了一种反馈电路，如图4所示,该反馈电路包括取样电路202。
[0033]其中，所述取样电路202的输入端与所述供电电源105连接，输出端与所述波形发生器101的输入端连接，所述波形发生器101的输出端与所述比较器102的第一输入端连接，所述信号发生器106与所述比较器102的第二输入端连接，所述比较器102的输出端与所述功率放大电路103的输入端连接，所述功率放大电路103的输出端用于输出信号；其中，所述取样电路202用于对所述供电电源105输出的电压进行滤波和分压，滤波和分压后的电压调节所述波形发生器101所产生波形的幅度，所述供电电源105用于向所述功率放大电路103提供工作电压。
[0034]其中，信号发生器106输出的信号U1和波形发生器101产生的信号U2，经过比较器102之后输出PWM信号U3,P丽信号U3经过功率放大电路103的放大后输出放大后的PWM信号U4 ;波形发生器101可以为三角波发生器或者锯齿波发生器。
[0035]可选的，如图5所示，所述D类功率放大器还包括:第一滤波电路104 ;所述第一滤波电路104的输入端与所述功率放大电路103的输出端连接，所述第一滤波电路104的输出端用于输出信号。
[0036]结合图4所示，图5中的第一滤波电路104对功率放大电路103输出的放大后的PWM信号U4进行滤波后，得到输出信号％。当然，对于通过其他方式，对功率放大电路103输出的放大后的PWM信号U4进行处理得到输出信号U0的方法都属于本发明实施例所要保护的范围。
[0037]可选的，如图6所示，所述取样电路202包括:第二滤波电路203和分压电路204。
[0038]所述第二滤波电路203的输入端与所述供电电源105连接，输出端与所述分压电路204的输入端连接，所述分压电路204的输出端与所述波形发生器101的第一输入端连接；所述第二滤波电路203用于对所述供电电源105输出的电压进行滤波，所述分压电路204用于对滤波后的电压进行分压。
[0039]如图6所示，所述第二滤波电路203包括:第一电阻单元301、电容单元302 ;所述分压电路204包括:第二电阻单元303、第三电阻单元304。
[0040]具体的，所述第一电阻单元301的第一端与所述供电电源105连接，第二端与所述第二电阻单元303的第一端连接；所述电容单元302的第一端与所述第一电阻单元301的第二端连接，第二端与地连接。所述第二电阻单元303的第二端与所述波形发生器101的第一输入端连接；所述第三电阻单元304的第一端与所述第二电阻单元303的第二端连接，第二端与地连接。
[0041]其中，第二滤波电路203除了采用上述包含第一电阻单元301和电容单元302的RC滤波器外，还可以采用LC滤波器等其他类型的滤波器，本发明对滤波器的具体类型不做限定，只要是能起到滤波作用即可。
[0042]可选的，所述供电电源105输出的电压与所述波形发生器101所产生波形的幅度正相关。
[0043]也就是说，当供电电源105输出的电压变大时，波形发生器101所产生的波形的幅度也随之变大；当供电电源105输出的电压变小时，波形发生器101所产生的波形的幅度也随之变小。
[0044]需要说明的是，供电电源105还可以为所述D类功率放大器中的所有的有源器件提供工作电压。
[0045]本发明实施例提供的用于D类功率放大器的反馈电路中，取样电路通过对供电电源输出的电压进行滤波和分压，滤波和分压后的电压输入到波形发生器的输入端，调节调节波形发生器所产生波形的幅度；由于对波形发生器所产生波形的幅度进行了调节，该经过幅度调节后的波形与信号发生器产生的输出信号经过比较器后，可以校正比较器输出的PWM信号的占空比，进而校正功率放大电路输出的PWM信号的占空比。通过幅度与占空比的调节，使得最终输出的音频信号保持稳定的功率，避免了因供电电源的波动而导致的输出音质变差的问题。与现有技术相比，本发明实施例所提供的反馈电路为对供电电源所产生的直流信号进行滤波，以滤除该直流信号的波动，而现有技术中反馈电路的滤波电路将PWM信号转化为模拟信号时，既需要滤除杂波，又需要对转化后的模拟信号的相位偏移进行校正，以便能够和音频输入信号进行叠加，因此现有技术中反馈电路的滤波电路需要通过复杂的设计才能实现。而本发明实施例提供的反馈电路设计简单，无需复杂的滤波电路，也无需添加有源器件，有效降低反馈电路的设计复杂度，节约电路成本，解决现有D类功率放大器的反馈电路设计复杂、成本高的问题。
[0046]下面以图7所示的一种用于D类功率放大器的反馈电路为例，对如何调节D类功率放大器音频信号的输出功率进行详细说明。其中，图5所示的第一滤波电路104可以是图7所示的低通滤波电路107，图1所示的波形发生器101可以为图7所示的锯齿波发生器100，图7所示电路中取样电路202和锯齿波发生器100的具体电路结构如图8所示。具体的，该锯齿波发生器100包含两个运算放大器Tl和T2，三个电阻Rl、R2和R3，以及一个电容Cl ;本发明实施例所述取样电路中，以滤波电路203是RC滤波器为例进行说明。在该RC滤波器中，第一电阻单兀301包含一个电阻R4、电容单兀302包含一个电容C2,在所述分压电路204中，第二电阻单元303包含一个电阻R5，第三电阻单元304包含一个电阻R6，图7和图8中所不的VCC表不供电电源105, Vref表不取样电路的输出电压，Vo表不运算放大器Tl的输出电压，运算放大器Tl的最大输出电压和最小输出电压分别为VoH和VoL，Vout表示运算放大器T2的输出电压，也即锯齿波发生器100的输出电压，运算放大器T2的最大输出电压和最小输出电压分别为VoutH和VoutL。
[0047]在图7所不的电路中，a表不音频输入信号，b表不锯齿波发生器100的输入信号，c表不比较器102的输出信号，d表不功率放大电路103的输出信号，e表不低通滤波电路107的输出信号。其中，音频输入信号a的波形为正弦信号，比较器102和功率放大电路103的输出信号c和d的波形为PWM信号，低通滤波电路107的输出信号e的波形为正弦信号。
[0048]在图8所示的电路中，锯齿波发生器100的输出电压Vout取决于运算放大器Tl反相端的输入电压Vref，由运算放大器的特性可知，当运算放大器Tl的同相输入端与反相输入端的电压值相等时，运算放大器T2的输出可以达到其最大值VoutH或最小值VoutL。具体的，可分为以下两种情况。
[0049]情况一、当运算放大器Tl的输出为高电平时，不断给Cl充电，此时运算放大器T2的输出电压降低到最低点，运算放大器Tl的同相输入端和反相输入端的输入电压相等，即:
【权利要求】
1.一种用于D类功率放大器的反馈电路，所述D类功率放大器包括:波形发生器、信号发生器、比较器、功率放大电路和供电电源，其特征在于，所述反馈电路包括:取样电路； 所述取样电路的输入端与所述供电电源连接，输出端与所述波形发生器的输入端连接，所述波形发生器的输出端与所述比较器的第一输入端连接，所述信号发生器与所述比较器的第二输入端连接，所述比较器的输出端与所述功率放大电路的输入端连接，所述功率放大电路的输出端用于输出信号；其中，所述取样电路用于对所述供电电源输出的电压进行滤波和分压，滤波和分压后的电压调节所述波形发生器所产生波形的幅度，所述供电电源用于向所述功率放大电路提供工作电压。
2.根据权利要求1所述的用于D类功率放大器的反馈电路，其特征在于，所述D类功率放大器还包括:第一滤波电路； 所述第一滤波电路的输入端与所述功率放大电路的输出端连接，所述第一滤波电路的输出端用于输出信号。
3.根据权利要求1或2所述的用于D类功率放大器的反馈电路，其特征在于，所述取样电路包括:第二滤波电路和分压电路； 所述第二滤波电路的输入端与所述供电电源连接，输出端与所述分压电路的输入端连接，所述分压电路的输出端与所述波形发生器的第一输入端连接；所述第二滤波电路用于对所述供电电源输出的电压进行滤波，所述分压电路用于对滤波后的电压进行分压。
4.根据权利要求3所述的用于D类功率放大器的反馈电路，其特征在于，所述第二滤波电路包括:第一电阻单元、电容单元； 所述第一电阻单元的第一端与所述供电电源连接，第二端与所述分压电路的输入端连接；所述电容单元的第一端与所述第一电阻单元的第二端连接，第二端与地连接。
5.根据权利要求4所述的用于D类功率放大器的反馈电路，其特征在于，所述分压电路包括:第二电阻单元、第三电阻单元； 所述第二电阻单元的第一端与所述第一电阻单元的第二端连接，第二端与所述波形发生器的第一输入端连接；所述第三电阻单元的第一端与所述第二电阻单元的第二端连接，第二端与地连接。
6.根据权利要求1所述的用于D类功率放大器的反馈电路，其特征在于，所述供电电源输出的电压与所述波形发生器所产生波形的幅度正相关。
7.根据权利要求1所述的用于D类功率放大器的反馈电路，所述波形发生器为三角波发生器或者锯齿波发生器。
8.一种电子设备，其特征在于，包括D类功率放大器和权利要求1-7任一项所述的用于D类功率放大器的反馈电路。
【文档编号】H03F3/217GK104201996SQ201410438799
【公开日】2014年12月10日 申请日期:2014年8月29日 优先权日:2014年8月29日
【发明者】孙学斌, 刘进 申请人:青岛海信电器股份有限公司