一種d類音頻放大器的制造方法
【專利摘要】本申請?zhí)峁┮环ND類音頻放大器，包括載波產(chǎn)生電路、驅(qū)動流產(chǎn)生電路、偽隨機信號產(chǎn)生電路和時鐘信號發(fā)生電路。通過偽隨機信號產(chǎn)生電路產(chǎn)生一組偽隨機信號，并根據(jù)所述偽隨機信號來產(chǎn)生一頻率偽隨機變化的載波信號，使得通過該載波信號獲得的PWM信號也為一頻率偽隨機變化的信號。同時，還根據(jù)所述偽隨機信號產(chǎn)生一大小偽隨機變化的驅(qū)動電流。頻率偽隨機變化的PWM信號和大小偽隨機變化的驅(qū)動電流使得功率開關(guān)管的開關(guān)頻率在一定范圍內(nèi)變化，以及開關(guān)管的開啟時間和關(guān)斷時間在第一范圍內(nèi)變化，從而打散了開關(guān)頻率及其倍頻處的頻譜能量，降低了峰值能量，使得D類音頻放大器在低頻段和高頻段均具有較好的EMI抑制性能。
【專利說明】一種D類音頻放大器

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電力電子【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種D類音頻放大器。

【背景技術(shù)】
[0002]Class D音頻放大器由于具有高效率、低功耗的優(yōu)點，被越來越多地應(yīng)用在諸如PDA、手機、MP3等便攜式設(shè)備中。
[0003]在傳統(tǒng)的D類音頻放大器中，先通過將音頻輸入信號與高頻固定頻率的載波信號比較形成固定頻率的PWM信號，再將形成的固定頻率的PWM信號經(jīng)過高壓功率的MOSFET進(jìn)行放大，放大后的PWM信號再經(jīng)過低通濾波器去掉載頻，便可恢復(fù)出原始的基帶音頻信號。
[0004]這種傳統(tǒng)的D類音頻放大器雖然具有較高的工作效率，然而，由其功率器件的開關(guān)頻率固定(控制功率器件開關(guān)狀態(tài)的PWM信號的頻率固定)，造成頻率中的能量集中在開關(guān)頻率及其倍頻處，會產(chǎn)生大量的輻射EMI (電磁干擾)，影響了 EMI性能。此外，由于用于控制功率器件開關(guān)速度的驅(qū)動電流相對固定，即功率器件的開啟時間和關(guān)斷時間相對固定，使得在頻譜中，對應(yīng)的頻率點出現(xiàn)峰值，這對高頻輻射的EMI性能也具有較大的影響。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]有鑒于此，本發(fā)明提供一種D類音頻放大器，以解決現(xiàn)有技術(shù)中的D類音頻放大器由于開關(guān)頻率固定且開關(guān)速率固定而造成的EMI抑制性能得不到改善的問題。
[0006]一種D類音頻放大器，包括載波產(chǎn)生電路、驅(qū)動電流產(chǎn)生電路、偽隨機信號產(chǎn)生電路和時鐘信號發(fā)生電路；
[0007]所述時鐘信號發(fā)生電路根據(jù)所述載波產(chǎn)生電路輸出的載波信號產(chǎn)生時鐘信號；
[0008]所述偽隨機信號產(chǎn)生電路根據(jù)所述時鐘信號產(chǎn)生偽隨機信號；
[0009]所述載波產(chǎn)生電路根據(jù)所述偽隨機信號及所述時鐘信號產(chǎn)生所述載波信號，所述載波信號的頻率偽隨機變化；
[0010]所述驅(qū)動電流產(chǎn)生電路根據(jù)所述偽隨機信號產(chǎn)生大小偽隨機變化的驅(qū)動電流。
[0011]優(yōu)選的，所述時鐘信號發(fā)生電路包括一第一比較器和一基準(zhǔn)電壓源；
[0012]所述第一比較器的輸入端分別接收所述載波信號和所述基準(zhǔn)電壓源輸出的基準(zhǔn)電壓信號，輸出端輸出所述時鐘信號。
[0013]優(yōu)選的，所述偽隨機信號產(chǎn)生電路為一個由η個移位寄存器和異或反饋電路組成的m序列產(chǎn)生電路，η為自然數(shù)；
[0014]η個所述移位寄存器依次串聯(lián)，且第一個移位寄存器的輸入端與所述異或反饋電路輸出端相連，每一個所述移位寄存器的時鐘控制端均接收所述時鐘信號，以根據(jù)所述時鐘信號產(chǎn)生一個兀素信號；
[0015]所述異或反饋電路至少包括一個異或門，所述異或門的每一個輸入端接收一個所述元素信號，使所述η個移位寄存器輸出的η個所述元素信號組成m序列，η個所述元素信號組成的m序列作為所述偽隨機信號。
[0016]優(yōu)選的，所述載波產(chǎn)生電路包括第一偽隨機電流產(chǎn)生電路、第一電流源、充放電電容和充放電控制開關(guān)，
[0017]所述第一偽隨機電流產(chǎn)生電路根據(jù)所述偽隨機信號產(chǎn)生一大小為偽隨機變化的第一偽隨機電流；
[0018]所述第一電流源的輸出電流為預(yù)定值的第一電流；
[0019]所述充放電控制開關(guān)根據(jù)所述時鐘信號進(jìn)行導(dǎo)通和關(guān)斷；
[0020]所述第一偽隨機電流和所述第一電流疊加形成充放電電流，當(dāng)所述充放電控制開關(guān)關(guān)斷時，所述充放電電流對所述充放電電容充電，當(dāng)所述充放電控制開關(guān)導(dǎo)通時，所述充放電電流對所述充放電電容充電，所述充放電電容上的電壓信號為所述載波信號。
[0021]優(yōu)選的，所述第一偽隨機電流產(chǎn)生電路包括j個并聯(lián)的第一偽隨機電流支路，j為小于或等于η的自然數(shù)；
[0022]每一個所述第一偽隨機電流支路由一個所述元素信號控制輸出或者不輸一第一支路電流，輸出的所述第一支路電流疊加形成所述第一偽隨機電流。
[0023]優(yōu)選的，所述第一偽隨機電流支路包括第一輸出控制開關(guān)和第一支路電流源，所述第一支路電流的輸出電流為所述第一支路電流，所述第一輸出控制開關(guān)根據(jù)一個所述元素信號進(jìn)行導(dǎo)通和關(guān)斷；
[0024]當(dāng)所述第一輸出控制開關(guān)導(dǎo)通時，所述第一支路電流輸出到所述第一偽隨機電流支路的輸出端，當(dāng)所述第一輸出控制開關(guān)關(guān)斷時，所述第一支路電流不輸出到所述第一偽隨機電流支路的輸出端。
[0025]優(yōu)選的，所述驅(qū)動電流產(chǎn)生電路包括第二偽隨機電流產(chǎn)生電路和第二電流源；
[0026]所述第二偽隨機電流產(chǎn)生電路根據(jù)所述偽隨機信號產(chǎn)生大小為偽隨機變化的第二偽隨機電流；
[0027]所述第二電流源的輸出電流為預(yù)定值的第二電流；
[0028]所述第二偽隨機電流和所述第二電流疊加形成所述驅(qū)動電流。
[0029]優(yōu)選的，所述第二偽隨機信號電流產(chǎn)生電路包括i個并聯(lián)的第二偽隨機電流支路，i為小于或等于η的自然數(shù)；
[0030]每一個所述第二偽隨機電流支路由一個所述元素信號控制輸出或者不輸一第二支路電流，輸出的所述第二支路電流疊加形成所述第二偽隨機電流。
[0031]優(yōu)選的，所述第二偽隨機電流支路包括第二輸出控制開關(guān)和第二支路電流源，所述第二支路電流的輸出電流為所述第二支路電流，所述第二輸出控制開關(guān)根據(jù)一個所述元素信號進(jìn)行導(dǎo)通和關(guān)斷；
[0032]當(dāng)所述第二輸出控制開關(guān)導(dǎo)通時，所述第二支路電流輸出到所述第二偽隨機電流支路的輸出端，當(dāng)所述第二輸出控制開關(guān)關(guān)斷時，所述第二支路電流不輸出到所述第二偽隨機電流支路的輸出端。
[0033]優(yōu)選的，所述D類音頻放大器還包括比較器電路、驅(qū)動電路和輸出級電路；
[0034]所述比較器電路用于比較一輸入信號和所述載波信號，并輸出脈沖寬度調(diào)制信號;
[0035]所述驅(qū)動電路用于接收所述脈沖寬度調(diào)制信號和驅(qū)動電流，并輸出開關(guān)控制信號;
[0036]所述輸出級電路用于根據(jù)所述開關(guān)控制信號輸出一輸出電壓。
[0037]由上可見，本發(fā)明所公開的D類音頻放大器通過偽隨機信號產(chǎn)生電路產(chǎn)生偽隨機信號，并根據(jù)所述偽隨機信號來控制載波產(chǎn)生電路，使得載波產(chǎn)生電路產(chǎn)生一頻率偽隨機變化的載波信號，從而使得用該載波信號和一輸入信號比較，輸出的PWM信號也為一頻率偽隨機變化的信號。同時，還根據(jù)所述偽隨機信號來控制驅(qū)動電流產(chǎn)生電路，使其輸出一大小偽隨機變化的驅(qū)動電流。最后驅(qū)動電路接收根據(jù)頻率偽隨機變化的PWM信號和大小偽隨機變化的驅(qū)動電流，來驅(qū)動輸出級電路中的功率開關(guān)管，使得功率開關(guān)管的開關(guān)頻率在一定范圍內(nèi)變化，以及開關(guān)管的開啟時間和關(guān)斷時間在第一范圍內(nèi)變化，即開關(guān)速率在一定范圍內(nèi)變化，從而打散了開關(guān)頻率及其倍頻處的頻譜能量，降低了峰值能量。因此，本發(fā)明所公開的D類音頻放大器在低頻段和高頻段均具有較好的EMI抑制性能。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0038]為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)提供的附圖獲得其他的附圖。
[0039]圖1為本申請實施例公開的一種D類音頻放大器的結(jié)構(gòu)框圖；
[0040]圖2為本申請實施例所公開的D類音頻放大器的頻譜與傳統(tǒng)的D類音頻放大器的頻譜的對比圖；
[0041]圖3為圖1所示的D類音頻放大器中的時鐘信號發(fā)生電路的一個可選方式的電路示意圖；
[0042]圖4為圖1所示的D類音頻放大器中的偽隨機信號產(chǎn)生電路的一個可選方式的電路不意圖。
[0043]圖5為圖1所示的D類音頻放大器中的載波產(chǎn)生電路的一個可選方式的電路示意圖；
[0044]圖6為圖1所示的D類音頻放大器中的驅(qū)動電路產(chǎn)生電路的一個可選方式的電路示意圖；

【具體實施方式】
[0045]下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0046]圖1為本申請實施例公開的一種D類音頻放大器的結(jié)構(gòu)框圖。
[0047]請參考圖1，本申請實施例公開的D類音頻放大器包括時鐘信號發(fā)生電路01、偽隨機信號產(chǎn)生電路02、載波產(chǎn)生電路03和驅(qū)動電流產(chǎn)生電路04。
[0048]所述時鐘信號發(fā)生電路01根據(jù)所述載波產(chǎn)生電路03輸出的載波信號Vtai,以輸出一時鐘信號CLK ；
[0049]所述偽隨機信號產(chǎn)生電路02根據(jù)所述時鐘信號CLK產(chǎn)生偽隨機信號Qf Qn, η為自然數(shù)，其中偽隨機信號Q^-Qn可以為由η個元素信號組成的長度為η的m序列；
[0050]所述載波產(chǎn)生電路03根據(jù)所述偽隨機信號(V..Qn及所述時鐘信號產(chǎn)生所述載波信號，所述載波信號Vtai的頻率偽隨機變化，例如若所述偽隨機信號為由η個元素信號組成的長度為η的m序列時，所述載波產(chǎn)生電路03可以根據(jù)構(gòu)成所述偽隨機信號的η個元素信號中的至少一部元素信號產(chǎn)生所述載波信號；
[0051]所述驅(qū)動電流產(chǎn)生電路04根據(jù)所述偽隨機信號(^"Qn產(chǎn)生一大小偽隨機變化的驅(qū)動電流Ie，例如若所述偽隨機信號為由η個元素信號組成的長度為η的m序列時，所述驅(qū)動電流產(chǎn)生電路04可以根據(jù)構(gòu)成所述偽隨機信號的η個元素信號中的至少一部分元素信號產(chǎn)生所述驅(qū)動電流。
[0052]本實施例所公開的D類音頻放大器還包括比較器電路05、驅(qū)動電路06和輸出級電路07 ；
[0053]比較器電路05包括一個比較器，該比較器用于比較一輸入信號Vin (如音頻輸入信號)和所述載波信號Vtai,并輸出脈沖寬度調(diào)制信號PWM信號；
[0054]驅(qū)動電路06接收所述PWM信號和所述驅(qū)動電流I,，并輸出開關(guān)控制信號Ve ；
[0055]所述輸出級電路07包括功率開關(guān)管，所述功率開關(guān)管由開關(guān)控制信號Ve控制進(jìn)行開關(guān)動作，使得所述輸出級電路輸出一輸出電壓。其中，所述功率開關(guān)管可以包括一功率開關(guān)管和第二功率開關(guān)管，則所述開關(guān)控制信號包括控制第一開關(guān)管的第一開關(guān)控制信號和控制第二開關(guān)管的第二開關(guān)控制信號。
[0056]在本申請實施例所公開的D類音頻放大器中，通過偽隨機信號產(chǎn)生電路02產(chǎn)生偽隨機信號Q^..Qn，然后根據(jù)偽隨機信號Q^..Qn來控制載波產(chǎn)生電路03,使得載波產(chǎn)生電路03產(chǎn)生的載波信號Vtai為一個頻率偽隨機變化的信號，該載波信號為三角波信號或鋸齒波信號，所述偽隨機信號用于控制所述載波信號的頻率，使之偽隨機變化，將這樣的載波信號通過比較器電路05與諸如音頻信號的輸入信號進(jìn)行比較后，所產(chǎn)生的PWM信號的頻率也是偽隨機變化的，則驅(qū)動電路06根據(jù)頻率偽隨機變化的PWM信號產(chǎn)生用于控制輸出級電路07中開關(guān)管的開關(guān)信號Ve的頻率也隨即變化，即輸出級電路07中的開關(guān)管的開關(guān)頻率偽隨機變化，從而可使開關(guān)頻率及其倍頻處的能量被打散，可有效的改善低頻段的EMI抑制性能。同時，還根據(jù)偽隨機信號Q^“Qn來控制驅(qū)動電流產(chǎn)生電路04,使其輸出一個大小偽隨機變化的驅(qū)動電流Ie，即通過一組偽隨機信號來控制驅(qū)動電路06的驅(qū)動能力，從而改變輸出級電路07中開關(guān)管的開關(guān)速度，即使所述開關(guān)管的開啟時間和關(guān)斷時間不再像傳統(tǒng)的D類音頻放大器中那樣保持固定，而是在一定的范圍內(nèi)偽隨機變化，使得該范圍內(nèi)的頻譜能量均勻分布，降低了對應(yīng)頻率點的峰值能量，可有效的改善高頻段的EMI抑制性能。
[0057]圖2為本申請實施例所公開的D類音頻放大器的頻譜與傳統(tǒng)的D類音頻放大器的頻譜的對比圖，圖中虛線部分表示傳統(tǒng)的開關(guān)頻率fs固定且開關(guān)速率固定的D類音頻放大器的頻譜，實線部分表示本申請實施例所公開的D類音頻放大器的頻譜。從圖中可以看出，傳統(tǒng)的D類音頻放大器的開關(guān)頻率fs及其倍頻處的能量集中且峰值較大，容易輻射EMI，而本申請實施例所述公開的D類音頻放大器的開關(guān)頻率在fsl?fs2這個范圍內(nèi)偽隨機變化且開關(guān)速率也偽隨機變化，使得能量被打散而均勻分布于該范圍內(nèi)，且能量峰值降低。
[0058]圖3為圖1所示的D類音頻放大器中的時鐘信號發(fā)生電路的一個可選方式的電路示意圖。
[0059]請參考圖3，時鐘信號發(fā)生電路包括一第一比較器011和一基準(zhǔn)電壓源012。
[0060]第一比較器011的兩個輸入端分別接收載波產(chǎn)生電路輸出的頻率偽隨機變化的載波信號Vtai和基準(zhǔn)電壓源的輸出電壓信號vMf，通過對這兩個輸入端接收的信號進(jìn)行比較，以在輸出端輸出一時鐘信號CLK,由于輸入端的一輸入信號為頻率偽隨機變化的載波信號Vtai，另一輸入信號為恒定值的電壓信號，則通過如圖3所示的時鐘信號發(fā)生電路輸出的時鐘信號CLK也為一頻率偽隨機變化的信號。
[0061]圖4為圖1所示的D類音頻放大器中的偽隨機信號產(chǎn)生電路的一個可選方式的電路不意圖。
[0062]請參考圖4，偽隨機信號產(chǎn)生電路為一個由η個移位寄存器021和異或反饋電路022組成的m序列產(chǎn)生電路，η為自然數(shù)。
[0063]如圖4所不,在一個可選方式中，η個移位寄存器021分別為D觸發(fā)器D1' DfDn,η個移位寄存器DpDfDn依次串聯(lián),前一個移位寄存器的輸出端與后一個移位寄存器的輸入端相連，即D觸發(fā)器Dlri的輸出端與D觸發(fā)器Dh的輸入端相連，2^h^n,且每一個移位寄存器的時鐘控制端均接收時鐘信號發(fā)生電路01所產(chǎn)生的時鐘信號CLK，以根據(jù)所述時鐘信號CLK產(chǎn)生一個兀素信號,則η個移位寄存器輸出η個兀素信號QfQn ；
[0064]所述異或反饋電路022至少包括一個異或門N0R，所述異或門NOR的每一個輸入端接收一個元素信號Qw，I = w = η，以使所述η個移位寄存器021輸出的η個所述元素信號Qf Qn組成m序列，η個所述元素信號(V..Qn組成的m序列作為所述偽隨機信號。
[0065]圖5為圖1所示的D類音頻放大器中的載波產(chǎn)生電路的一個可選方式的電路示意圖。
[0066]請參考圖5，載波產(chǎn)生電路包括第一偽隨機電流產(chǎn)生電路031、第一電流源032、充放電電容033和充放電控制開關(guān)034。
[0067]第一偽隨機電流產(chǎn)生電路011根據(jù)圖4所示的偽隨機信號電路所述產(chǎn)生的偽隨機信號Qi…Qn生成一大小偽隨機變化的第一偽隨機電流lxl。
[0068]繼續(xù)參考圖5，在一個可選方式中，第一偽隨機電流產(chǎn)生電路031包括j個并聯(lián)的第一偽隨機電流支路0311，j為小于或等于η的自然數(shù)，即每一個這樣的電流支路的支路電流輸出端相連，j個并聯(lián)的第一偽隨機電流支路0311中的每一個支路由構(gòu)成偽隨機信號QfQn的一個兀素信號控制輸出或者不輸出一第一支路電流到該支路電流的輸出端，即j個并聯(lián)的第一偽隨機電流支路0311分別由j個兀素信號Q/“QZ控制，輸出的第一支路電流疊加形成第一偽隨機電流Ixl。
[0069]再參考圖5,在一個可選方式中，第一偽隨機電流支路0311包括第一輸出控制開關(guān)和第一支路電流源，第一輸出控制開關(guān)如圖5中Sn、S12...Slj所不,第一支路電流源如圖5中的輸出電流分別為In、I12-1lj的電流源所示，即j個并聯(lián)的第一偽隨機電流支路0311中的第一個偽隨機電流支路包括第一輸出控制開關(guān)S11和輸出電流為I11的支路電流源，第X個偽隨機電流支路包第一輸出控制開關(guān)Slx和輸出電流為Ilx的支路電流源，其中I ^ X ^ jo第一支路電流源輸出的電流，如I11JfIljS每一個第一偽隨機電流支路0311的支路電流Sn、S12…Slj中的每一個第一輸出控制開關(guān)均根據(jù)j個所述兀素信號QfQz中一個元素信號進(jìn)行導(dǎo)通和關(guān)斷。當(dāng)?shù)谝惠敵隹刂崎_關(guān)Slx導(dǎo)通時，支路電流Ilx輸出到第一偽隨機電流支路0311的輸出端，當(dāng)?shù)谝惠敵隹刂崎_關(guān)Slx關(guān)斷時，支路電流Ilx不輸出到第一偽隨機電流支路0311的輸出端，其中I f X f j。
[0070]如圖5所不，第一電流源032為一個輸出電流為第一電流I1的電流源，該電流源與j個并聯(lián)的第一偽隨機電流支路0311并聯(lián)，即第一電流源的電流輸出端與第一偽隨機電流支路0311的輸出端相連。第一電流I1的大小為根據(jù)D類音頻放大器需要滿足的各項性能所預(yù)先設(shè)定的一個值，即其為一個預(yù)定值，例如第一電流I1根據(jù)最小開關(guān)頻率設(shè)定，其需要使得最小開關(guān)頻率應(yīng)大于最大音頻20kHz，且第一電流I1的設(shè)定還需滿足D類音頻放大器的輸出濾波器的設(shè)計要求和總諧波失真(THD)要求。第一電流源I1與第一偽隨機電流產(chǎn)生電路011輸出的第一偽隨機電流Ixl疊加形成充放電電流It。
[0071]請繼續(xù)參考圖5，所述充放電控制開關(guān)034根據(jù)時鐘信號發(fā)生電路產(chǎn)生的時鐘信號CLK進(jìn)行導(dǎo)通和關(guān)斷，在一個可選擇方式中，所述充放電控制開關(guān)034包括開關(guān)St，即開關(guān)St的導(dǎo)通和關(guān)斷由時鐘信號CLK進(jìn)行控制，開關(guān)St與第一電流源并聯(lián)連接，且與充放電電容034也并聯(lián)連接。當(dāng)充放電控制開關(guān)034關(guān)斷，即開關(guān)St關(guān)斷時，充放電電流It對充放電電容033充電，當(dāng)充放電控制開關(guān)034導(dǎo)通，即開關(guān)St導(dǎo)通時，充放電電流It對充放電電容033放電，所述充放電電容034在圖5中如Ct所示，其與第一電流源并聯(lián)連接，電容Ct上的電壓即充放電電容033上的電壓信號即為如圖5所示的載波產(chǎn)生電路所產(chǎn)生的頻率偽隨機變化的載波信號Vtai。
[0072]圖6為圖1所示的D類音頻放大器中的驅(qū)動電路產(chǎn)生電路的一個可選方式的電路示意圖。
[0073]請參考圖6，驅(qū)動電路產(chǎn)生電路包括第二偽隨機電流產(chǎn)生電路041和第二電流042。
[0074]第二偽隨機電流產(chǎn)生電路041根據(jù)如圖4所示的隨即信號產(chǎn)生電路所產(chǎn)生的偽隨機信號Qr..Qn產(chǎn)生一大小偽隨機變化的第二偽隨機電流Ix2。
[0075]繼續(xù)參考圖6，在一個可選方式中，第二偽隨機電流產(chǎn)生電路041包括i個并聯(lián)的第二偽隨機電流支路0411，即每一個這樣的電流支路的支路電流輸出端相連，i個并聯(lián)的第一偽隨機電流支路0411中的每一個支路由構(gòu)成偽隨機信號QfQn的η個兀素信號中的一個元素信號控制輸出或者不輸出一第二支路電流到該支路電流的輸出端，即j個并聯(lián)的第二偽隨機電流支路0411分別由j個元素信號Q^-Qb控制，輸出的第二支路電流疊加形成第二偽隨機電流Ix2。
[0076]再參考圖6，在一個可選方式中，第二偽隨機電流支路0411包括第而輸出控制開關(guān)和第二支路電流源，第二輸出控制開關(guān)如圖6中S21、S22…S2i所示，第二支路電流源如圖6中的輸出電流分別為121、I22-12i的電流源所示，即i個并聯(lián)的第二偽隨機電流支路0411中的第一個偽隨機電流支路包括第二輸出控制開關(guān)S21和輸出電流為I21的支路電流源，第k個偽隨機電流支路包第二輸出控制開關(guān)S2k和輸出電流為I2k的支路電流源，其中I i。第二支路電流源輸出的電流，如121、12^121為每一個第二偽隨機電流支路0411的支路電流S21、S22…S2i中的每一個第二輸出控制開關(guān)均根據(jù)i個兀素信號Qz^Qb中一個元素信號進(jìn)行導(dǎo)通和關(guān)斷。當(dāng)?shù)诙敵隹刂崎_關(guān)S2k導(dǎo)通時，支路電流12,輸出到第二偽隨機電流支路0411的輸出端，當(dāng)?shù)诙敵隹刂崎_關(guān)S2k關(guān)斷時，支路電流I2k不輸出到第二偽隨機電流支路0411的輸出端，其中I = k = i。
[0077]如圖6所示，第二電流源042為一個輸出電流為第二電流I2的電流源，該電流源與i個并聯(lián)的第二偽隨機電流支路0411并聯(lián)，即第二電流源的電流輸出端與第二偽隨機電流支路0411的輸出端相連。第二電流I2的大小為根據(jù)D類音頻放大器需要滿足的各項性能所預(yù)先設(shè)定的一個值，即其為一個預(yù)定值，例如第二電流I1使開關(guān)頻率要滿足D類音頻放大器總諧波失真(THD)要求。第二電流源I2與第二偽隨機電流產(chǎn)生電路041輸出的第二偽隨機電流Ix2疊加形成驅(qū)動電流Ie。
[0078]由上可見，本發(fā)明所公開的D類音頻放大器通過偽隨機信號產(chǎn)生電路產(chǎn)生偽隨機信號，并根據(jù)所述偽隨機信號來控制載波產(chǎn)生電路，使得載波產(chǎn)生電路產(chǎn)生一頻率偽隨機變化的載波信號，從而使得用該載波信號和一輸入信號比較，輸出的PWM信號也為一頻率偽隨機變化的信號。同時，還根據(jù)所述偽隨機信號來控制驅(qū)動電流產(chǎn)生電路，使其輸出一大小偽隨機變化的驅(qū)動電流。最后驅(qū)動電路接收根據(jù)頻率偽隨機變化的PWM信號和大小偽隨機變化的驅(qū)動電流，來驅(qū)動輸出級電路中的功率開關(guān)管，使得功率開關(guān)管的開關(guān)頻率在一定范圍內(nèi)變化，以及開關(guān)管的開啟時間和關(guān)斷時間在第一范圍內(nèi)變化，即開關(guān)速率在一定范圍內(nèi)變化，從而打散了開關(guān)頻率及其倍頻處的頻譜能量，降低了峰值能量。因此，本發(fā)明所公開的D類音頻放大器在低頻段和高頻段均具有較好的EMI抑制性能。
[0079]本說明書中各個實施例采用遞進(jìn)的方式描述，每個實施例重點說明的都是與其他實施例的不同之處，各個實施例之間相同或相似部分互相參見即可。
[0080]對所公開的實施例的上述說明，使本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)或使用本發(fā)明。對這些實施例的多種修改對本領(lǐng)域的專業(yè)技術(shù)人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本發(fā)明的精神或范圍的情況下，在其它實施例中實現(xiàn)。因此，本發(fā)明將不會被限制于本文所示的這些實施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點相一致的最寬的范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種D類音頻放大器，包括載波產(chǎn)生電路、驅(qū)動電流產(chǎn)生電路、偽隨機信號產(chǎn)生電路和時鐘信號發(fā)生電路； 所述時鐘信號發(fā)生電路根據(jù)所述載波產(chǎn)生電路輸出的載波信號產(chǎn)生時鐘信號； 所述偽隨機信號產(chǎn)生電路根據(jù)所述時鐘信號產(chǎn)生偽隨機信號； 所述載波產(chǎn)生電路根據(jù)所述偽隨機信號及所述時鐘信號產(chǎn)生所述載波信號，所述載波信號的頻率偽隨機變化； 所述驅(qū)動電流產(chǎn)生電路根據(jù)所述偽隨機信號產(chǎn)生大小偽隨機變化的驅(qū)動電流。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的D類音頻放大器，其特征在于，所述時鐘信號發(fā)生電路包括一第一比較器和一基準(zhǔn)電壓源； 所述第一比較器的輸入端分別接收所述載波信號和所述基準(zhǔn)電壓源輸出的基準(zhǔn)電壓信號，輸出端輸出所述時鐘信號。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的D類音頻放大器，所述偽隨機信號產(chǎn)生電路為一個由η個移位寄存器和異或反饋電路組成的m序列產(chǎn)生電路，η為自然數(shù)； η個所述移位寄存器依次串聯(lián)，且第一個移位寄存器的輸入端與所述異或反饋電路輸出端相連，每一個所述移位寄存器的時鐘控制端均接收所述時鐘信號，以根據(jù)所述時鐘信號產(chǎn)生一個兀素信號； 所述異或反饋電路至少包括一個異或門，所述異或門的每一個輸入端接收一個所述元素信號，使所述η個移位寄存器輸出的η個所述元素信號組成m序列，η個所述元素信號組成的m序列作為所述偽隨機信號。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的D類音頻放大器，其特征在于，所述載波產(chǎn)生電路包括第一偽隨機電流產(chǎn)生電路、第一電流源、充放電電容和充放電控制開關(guān)， 所述第一偽隨機電流產(chǎn)生電路根據(jù)所述偽隨機信號產(chǎn)生一大小為偽隨機變化的第一偽隨機電流； 所述第一電流源的輸出電流為預(yù)定值的第一電流； 所述充放電控制開關(guān)根據(jù)所述時鐘信號進(jìn)行導(dǎo)通和關(guān)斷； 所述第一偽隨機電流和所述第一電流疊加形成充放電電流，當(dāng)所述充放電控制開關(guān)關(guān)斷時，所述充放電電流對所述充放電電容充電，當(dāng)所述充放電控制開關(guān)導(dǎo)通時，所述充放電電流對所述充放電電容充電，所述充放電電容上的電壓信號為所述載波信號。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的D類音頻放大器，其特征在于，所述第一偽隨機電流產(chǎn)生電路包括j個并聯(lián)的第一偽隨機電流支路，j為小于或等于η的自然數(shù)； 每一個所述第一偽隨機電流支路由一個所述元素信號控制輸出或者不輸一第一支路電流，輸出的所述第一支路電流疊加形成所述第一偽隨機電流。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的D類音頻放大器，其特征在于，所述第一偽隨機電流支路包括第一輸出控制開關(guān)和第一支路電流源，所述第一支路電流的輸出電流為所述第一支路電流，所述第一輸出控制開關(guān)根據(jù)一個所述元素信號進(jìn)行導(dǎo)通和關(guān)斷； 當(dāng)所述第一輸出控制開關(guān)導(dǎo)通時，所述第一支路電流輸出到所述第一偽隨機電流支路的輸出端，當(dāng)所述第一輸出控制開關(guān)關(guān)斷時，所述第一支路電流不輸出到所述第一偽隨機電流支路的輸出端。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的D類音頻放大器，其特征在于，所述驅(qū)動電流產(chǎn)生電路包括第二偽隨機電流產(chǎn)生電路和第二電流源； 所述第二偽隨機電流產(chǎn)生電路根據(jù)所述偽隨機信號產(chǎn)生大小為偽隨機變化的第二偽隨機電流； 所述第二電流源的輸出電流為預(yù)定值的第二電流； 所述第二偽隨機電流和所述第二電流疊加形成所述驅(qū)動電流。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的D類音頻放大器，其特征在于，所述第二偽隨機信號電流產(chǎn)生電路包括i個并聯(lián)的第二偽隨機電流支路，i為小于或等于η的自然數(shù)； 每一個所述第二偽隨機電流支路由一個所述元素信號控制輸出或者不輸出一第二支路電流，輸出的所述第二支路電流疊加形成所述第二偽隨機電流。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的D類音頻放大器，其特征在于，所述第二偽隨機電流支路包括第二輸出控制開關(guān)和第二支路電流源，所述第二支路電流的輸出電流為所述第二支路電流，所述第二輸出控制開關(guān)根據(jù)一個所述元素信號進(jìn)行導(dǎo)通和關(guān)斷； 當(dāng)所述第二輸出控制開關(guān)導(dǎo)通時，所述第二支路電流輸出到所述第二偽隨機電流支路的輸出端，當(dāng)所述第二輸出控制開關(guān)關(guān)斷時，所述第二支路電流不輸出到所述第二偽隨機電流支路的輸出端。
10.根據(jù)權(quán)利要求1?9中任一所述的D類音頻放大器，其特征在于，還包括比較器電路、驅(qū)動電路和輸出級電路； 所述比較器電路用于比較一輸入信號和所述載波信號，并輸出脈沖寬度調(diào)制信號； 所述驅(qū)動電路用于接收所述脈沖寬度調(diào)制信號和驅(qū)動電流，并輸出開關(guān)控制信號； 所述輸出級電路用于根據(jù)所述開關(guān)控制信號輸出一輸出電壓。
【文檔編號】H03F3/217GK104201997SQ201410440955
【公開日】2014年12月10日 申請日期:2014年9月1日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月1日
【發(fā)明者】曹何金生 申請人:矽力杰半導(dǎo)體技術(shù)(杭州)有限公司