專利名稱：D類放大器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及適于作為音頻系統(tǒng)功率放大器的D類放大器。
背景技術(shù)：
D類放大器是一種生成脈沖序列并通過脈沖序列驅(qū)動(dòng)負(fù)載的放大器，脈沖序列的 脈沖寬度或時(shí)間密度被根據(jù)輸入信號(hào)進(jìn)行調(diào)制。D類放大器常常用作驅(qū)動(dòng)音頻系統(tǒng)中揚(yáng)聲 器的功率放大器。在此類型的功率放大器中，在輸入信號(hào)的電平超過適當(dāng)?shù)姆秶鷷r(shí)在輸出 信號(hào)波形中出現(xiàn)削波。必須防止這樣的削波，因?yàn)橐坏┫蜃鳛樨?fù)載的揚(yáng)聲器發(fā)出削波時(shí)，那 么該削波從揚(yáng)聲器輸出為令人不快的聲音。在現(xiàn)有技術(shù)中，在功率放大器之前布置電平調(diào) 整器，以優(yōu)化功率放大器輸入信號(hào)的幅度，從而防止出現(xiàn)削波。此技術(shù)在JP-A-2003-332867 中的“背景技術(shù)”作為示例公開。在現(xiàn)有技術(shù)中，功率放大器輸入信號(hào)的幅度根據(jù)其電平進(jìn)行壓縮，從而防止削波。 問題是輸入功率放大器的信號(hào)伴隨有由電平調(diào)整器的非線性特性導(dǎo)致的非線性失真，并且 在輸出信號(hào)波形上出現(xiàn)的非線性失真降低通過揚(yáng)聲器再現(xiàn)的聲音質(zhì)量。根據(jù)在JP-B-3，130，919中公開的技術(shù)，在D類放大器的PWM(脈沖寬度調(diào)制)調(diào) 制器的前級(jí)中提供可變?cè)鲆娣糯笱b置。如果可能生成削波的輸入信號(hào)被發(fā)到PWM調(diào)制器， 那么在該P(yáng)WM放大器之后布置的開關(guān)放大級(jí)的源電壓被切換至高電壓，并且降低PWM調(diào)制 器之前的可變?cè)鲆娣糯笱b置的增益以防止削波。專利文獻(xiàn)1中公開的技術(shù)的問題在于需要 控制開關(guān)放大級(jí)來防止削波，這樣導(dǎo)致較大的電路。當(dāng)可能發(fā)生削波時(shí)，專利文獻(xiàn)1中公開 的技術(shù)將開關(guān)放大級(jí)的源電壓切換至高電壓。從而，D類放大器輸出信號(hào)的峰值電平可能 變得不必要地高。這并未完全滿足對(duì)于以適當(dāng)?shù)囊袅亢徒档偷氖д嬖佻F(xiàn)音頻的需要。

發(fā)明內(nèi)容
考慮到前述情況完成了本發(fā)明。本發(fā)明的目標(biāo)是提供一種能夠防止出現(xiàn)削波而不 生成非線性失真的D類放大器。本發(fā)明的另一目標(biāo)是提供一種能夠在輸入信號(hào)動(dòng)態(tài)范圍的整個(gè)區(qū)域上降低失真 地放大輸入信號(hào)并且獲得適當(dāng)電平的輸出信號(hào)的D類放大器。為了實(shí)現(xiàn)上面的目標(biāo)，本發(fā)明的特征在于具有下面的布置。(1) 一種D類放大器，包括放大器，根據(jù)輸入信號(hào)生成驅(qū)動(dòng)負(fù)載的數(shù)字信號(hào)；衰減器，根據(jù)衰減命令信號(hào)衰減所述輸入信號(hào)；以及削波防止控制器，當(dāng)所述數(shù)字信號(hào)進(jìn)入削波狀態(tài)或者近削波狀態(tài)時(shí)，該削波防止 控制器輸出衰減命令信號(hào)以間歇地衰減所述輸入信號(hào)。
(2)根據(jù)⑴的D類放大器，其中所述放大器根據(jù)周期同步信號(hào)輸出具有對(duì)應(yīng)于所述輸入信號(hào)的脈沖寬度的所述數(shù)字信號(hào)，以及所述削波防止控制器根據(jù)所述同步信號(hào)輸出所述衰減命令信號(hào)。(3)根據(jù)(2)的D類放大器，還包括用于輸出周期三角波信號(hào)的三角波發(fā)生器，其中所述放大器包括用于積分并輸出所述輸入信號(hào)和所述數(shù)字信號(hào)之間誤差的 誤差積分器，以及用于輸出根據(jù)所述誤差積分器的輸出信號(hào)電平并基于所述誤差積分器的 輸出信號(hào)與所述三角波信號(hào)之間的比較進(jìn)行脈沖寬度調(diào)制的數(shù)字信號(hào)的脈沖寬度調(diào)制器， 以及其中當(dāng)所述誤差積分器的輸出信號(hào)超過參考電平時(shí)，所述削波防止控制器認(rèn)為所 述數(shù)字信號(hào)處于削波狀態(tài)或者近削波狀態(tài)，并且輸出所述衰減命令信號(hào)。(4)根據(jù)(3)的D類放大器，其中所述削波防止控制器包括用于生成處于某電平的 比較電壓的比較電壓發(fā)生器，其中當(dāng)所述誤差積分器的輸出信號(hào)超過所述參考電平時(shí)所述 比較電壓與所述三角波信號(hào)相交，并且包括用于比較所述比較電壓與所述三角波信號(hào)以輸 出所述衰減命令信號(hào)的比較器。(5)根據(jù)(3)的D類放大器，其中所述削波防止控制器根據(jù)所述三角波信號(hào)的峰值 時(shí)刻或者就在峰值時(shí)刻之前的所述數(shù)字信號(hào)的電平來檢測(cè)所述數(shù)字信號(hào)處于所述削波狀 態(tài)或者近削波狀態(tài)。(6)根據(jù)(3)的D類放大器，其中所述削波防止控制器保持表示所述脈沖寬度調(diào)制 器中所述誤差積分器的輸出信號(hào)與所述三角波信號(hào)的峰值時(shí)刻或者就在所述峰值時(shí)刻之 前的三角波信號(hào)之間的比較結(jié)果的信號(hào)，并且根據(jù)所述保持的信號(hào)檢測(cè)所述數(shù)字信號(hào)處于 所述削波狀態(tài)或者近削波狀態(tài)。(7)根據(jù)(1)至(6)中任一的D類放大器，其中所述輸入信號(hào)是模擬信號(hào)。(8)根據(jù)(1)至(6)中任一的D類放大器，其中所述輸入信號(hào)是數(shù)字信號(hào)。(9) 一種D類放大器，包括放大器，根據(jù)輸入信號(hào)生成驅(qū)動(dòng)負(fù)載的數(shù)字信號(hào)；增益控制器，根據(jù)所述輸入信號(hào)的電平增加來降低所述放大器的增益，使得當(dāng)所 述數(shù)字信號(hào)進(jìn)入削波狀態(tài)或者近削波狀態(tài)時(shí)，所述數(shù)字信號(hào)波形的峰值電平保持在預(yù)定電平。(10)根據(jù)(9)的D類放大器，其中所述增益控制器包括衰減器，根據(jù)衰減命令信號(hào)衰減所述輸入信號(hào)，所述衰減器提供在所述放大器的 輸入部分；以及削波防止控制器，通過監(jiān)控所述放大器中預(yù)定節(jié)點(diǎn)的信號(hào)來檢測(cè)所述數(shù)字信號(hào)進(jìn) 入所述削波狀態(tài)或者近削波狀態(tài)，并且輸出所述衰減命令信號(hào)。(11)根據(jù)(10)的D類放大器，其中所述放大器根據(jù)周期同步信號(hào)輸出具有對(duì)應(yīng)于所述輸入模擬信號(hào)的脈沖寬度的 數(shù)字信號(hào)，以及所述削波防止控制器根據(jù)所述同步信號(hào)輸出所述衰減命令信號(hào)。(12)根據(jù)(11)的D類放大器，還包括輸出周期三角波信號(hào)的三角波發(fā)生器，
其中所述放大器包括用于積分并輸出所述輸入模擬信號(hào)和所述數(shù)字信號(hào)之間誤 差的誤差積分器，以及用于輸出根據(jù)所述誤差積分器的輸出信號(hào)電平并基于所述誤差積分 器的輸出信號(hào)與所述三角波信號(hào)之間的比較進(jìn)行脈沖寬度調(diào)制的數(shù)字信號(hào)的脈沖寬度調(diào) 制器，以及其中當(dāng)所述誤差積分器的輸出信號(hào)超過參考電平時(shí)，所述削波防止控制器認(rèn)為所 述數(shù)字信號(hào)處于削波狀態(tài)或者近削波狀態(tài)，并且輸出所述衰減命令信號(hào)。
(13)根據(jù)(12)的D類放大器，其中所述削波防止控制器包括用于生成處于某電平 的比較電壓的比較電壓發(fā)生器，其中當(dāng)所述誤差積分器的輸出信號(hào)超過參考電平時(shí)所述比 較電壓與所述三角波信號(hào)相交，并且包括用于比較所述比較電壓與所述三角波信號(hào)以輸出 所述衰減命令信號(hào)的比較器。(14)根據(jù)(12)的D類放大器，其中所述削波防止控制器根據(jù)所述三角波信號(hào)的峰 值時(shí)刻或者就在峰值時(shí)刻之前的所述數(shù)字信號(hào)的電平來檢測(cè)所述數(shù)字信號(hào)處于所述削波 狀態(tài)或者近削波狀態(tài)。(15)根據(jù)(12)的D類放大器，其中所述削波防止控制器保持表示所述脈沖寬度調(diào) 制器中所述誤差積分器的輸出信號(hào)與所述三角波信號(hào)的峰值時(shí)刻或者就在所述峰值時(shí)刻 之前的三角波信號(hào)之間的比較結(jié)果的信號(hào)，并且根據(jù)所述保持的信號(hào)來檢測(cè)所述數(shù)字信號(hào) 處于所述削波狀態(tài)或者近削波狀態(tài)。(16)根據(jù)(9)的D類放大器，其中所述放大器包括脈沖發(fā)生器，用于輸出具有通過調(diào)制信號(hào)調(diào)制的脈沖寬度或者脈 沖密度的脈沖作為所述數(shù)字信號(hào)，所述增益控制器形成所述放大器的一部分，并且包括動(dòng)態(tài)范圍壓縮器，用于對(duì)從 前級(jí)給出的壓縮目標(biāo)信號(hào)執(zhí)行動(dòng)態(tài)范圍壓縮，以向所述脈沖發(fā)生器輸出產(chǎn)生的信號(hào)作為所 述調(diào)制信號(hào)，所述動(dòng)態(tài)范圍壓縮器在所述壓縮目標(biāo)信號(hào)的峰值電平低于預(yù)定門限的線性區(qū)內(nèi) 利用預(yù)定增益放大所述壓縮目標(biāo)信號(hào)，并且根據(jù)所述壓縮目標(biāo)信號(hào)的峰值電平的增加來降 低所述增益，使得輸出至所述脈沖發(fā)生器的所述調(diào)制信號(hào)的峰值電平保持在所述壓縮目標(biāo) 信號(hào)的峰值電平超過所述預(yù)定門限的飽和區(qū)中的預(yù)定電平。(17)根據(jù)(16)的D類放大器，其中所述增益控制器包括布置在所述動(dòng)態(tài)范圍壓縮器的前級(jí)中的可變?cè)鲆娣糯笃?，?及所述可變?cè)鲆娣糯笃骼脤?duì)應(yīng)于從外部提供的音量調(diào)整信號(hào)的增益放大所述輸 入信號(hào)，并且向所述動(dòng)態(tài)范圍壓縮器輸出產(chǎn)生的信號(hào)作為所述壓縮目標(biāo)信號(hào)。(18)根據(jù)(9)至(17)中任一的D類放大器，其中所述輸入信號(hào)是模擬信號(hào)。(19)根據(jù)(9)至(17)中任一的D類放大器，其中所述輸入信號(hào)是數(shù)字信號(hào)。根據(jù)本發(fā)明，生成衰減命令信號(hào)以在數(shù)字信號(hào)進(jìn)入削波或者近削波狀態(tài)時(shí)間歇地 衰減輸入模擬信號(hào)。結(jié)果，放大器部分的輸入模擬信號(hào)在時(shí)間軸上間歇地弱化，從而防止數(shù) 字信號(hào)的削波。此時(shí)，該輸入模擬信號(hào)被間歇地弱化，但是它的波形基本不變。這防止削波 而不產(chǎn)生波形失真。進(jìn)一步地，根據(jù)本發(fā)明，當(dāng)數(shù)字信號(hào)進(jìn)入削波或者近削波狀態(tài)時(shí)，增益控制裝置根據(jù)輸入信號(hào)電平中的增加降低放大器的增益，因此該數(shù)字信號(hào)所示波形的峰值電平將保持在特定電平。從而可以在輸入信號(hào)動(dòng)態(tài)范圍的整個(gè)區(qū)域上降低失真地放大輸入信號(hào)，并且 獲得處于適當(dāng)電平的輸出信號(hào)。


圖1是表示根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的D類放大器配置的電路圖。圖2是表示根據(jù)第一實(shí)施例的電流輸出比較器的示例配置的電路圖。圖3是表示第一實(shí)施例操作的波形圖。圖4A和4B是表示第一實(shí)施例操作的波形圖。圖5是表示根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的D類放大器配置的電路圖。圖6是表示根據(jù)本發(fā)明第三實(shí)施例的D類放大器配置的電路圖。圖7A和7B是表示第三實(shí)施例操作的波形圖。圖8是表示根據(jù)本發(fā)明第四實(shí)施例的D類放大器配置的電路圖。圖9是表示第四實(shí)施例操作的波形圖。圖10是表示根據(jù)本發(fā)明第五實(shí)施例的D類放大器配置的框圖。圖11是表示第五實(shí)施例操作的波形圖。圖12是表示根據(jù)本發(fā)明第六實(shí)施例的D類放大器配置的框圖。圖13是表示第六實(shí)施例操作的波形圖。
具體實(shí)施例方式將參考

本發(fā)明的實(shí)施例。第一實(shí)施例圖1是表示根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的D類放大器配置的電路圖。D類放大器大致包 括放大器部分100、削波防止控制器200以及三角波發(fā)生器300。三角波發(fā)生器300是生成 恒定周期的三角波信號(hào)TR的電路，該信號(hào)的形狀為線性斜率并且在OV至+VB的電壓范圍 之間變化，該三角波發(fā)生器300還向放大器部分100和削波防止控制器200提供該三角波 信號(hào)TR。放大器部分100是根據(jù)輸入模擬信號(hào)生成數(shù)字信號(hào)以驅(qū)動(dòng)負(fù)載的器件。具體地， 放大器部分100是用于生成正相數(shù)字信號(hào)VOp和負(fù)相數(shù)字信號(hào)VOn并且從輸出端子102p 和102η輸出數(shù)字信號(hào)的電路，其中根據(jù)提供至輸入端子IOlp和IOln的正相模擬輸入信號(hào) VIp和負(fù)相模擬輸入信號(hào)VIn的電平對(duì)正相數(shù)字信號(hào)VOp和負(fù)相數(shù)字信號(hào)VOn進(jìn)行脈沖寬 度調(diào)制。削波防止控制器200是用于監(jiān)控從放大器部分100中的預(yù)定節(jié)點(diǎn)取得的信號(hào)的電 路。當(dāng)信號(hào)電平偏離預(yù)定范圍時(shí)，削波防止控制器200認(rèn)為輸出信號(hào)VOp或者Von處于削 波或者近削波狀態(tài)，并且生成衰減命令信號(hào)SW以命令間歇地衰減輸入模擬信號(hào)，并且向放 大器部分100提供該衰減命令信號(hào)SW。三角波信號(hào)TR用作同步信號(hào)，以確定數(shù)字信號(hào)VOp 和Von的生成定時(shí)，以及放大器部分100和削波防止控制器200中衰減命令信號(hào)SW的生成 定時(shí)。下面將按照此順序說明放大器部分100和削波防止控制器200的配置。在放大器部分100中，電阻器R1、R3、R5串聯(lián)在輸入端子IOlp和輸出端子102r!之 間。電阻器R2、R4、R6串聯(lián)在輸入端子IOln和輸出端子102p之間。電阻器R3和R5的公 共連接點(diǎn)連接至誤差積分器110的正相輸入端子lllp。電阻器R4和R6的公共連接點(diǎn)連接至誤差積分器110的負(fù)相輸入端子111η。利用MOSFET(由金屬氧化物半導(dǎo)體構(gòu)成的場(chǎng)效應(yīng)晶體管)的130插入在電阻器Rl和R3的公共連接點(diǎn)與電阻器R2和R4的公共連接點(diǎn)之 間。開關(guān)130起到根據(jù)從削波防止控制器200提供的衰減命令信號(hào)SW間歇地衰減輸入模 擬信號(hào)的衰減器的作用。開關(guān)130和削波防止控制器200起到根據(jù)輸入信號(hào)VIp和VIn的 每一個(gè)的電平增加來降低放大器部分100的整個(gè)增益的增益控制器的作用，以使當(dāng)數(shù)字信 號(hào)VOp或Von進(jìn)入削波或者近削波狀態(tài)時(shí)，數(shù)字信號(hào)VOp或Von所示波形的峰值電平將保 持在特定電平。在誤差積分器110中，正相輸入模擬信號(hào)VIp通過電阻器Rl和R3被提供至正相輸 入端子lllp，而負(fù)相輸入模擬信號(hào)VIn通過電阻器R2和R4被提供至正相輸入端子llln。 負(fù)相數(shù)字信號(hào)VOn被反饋至誤差積分器110的正相輸入端子lllp。正相數(shù)字信號(hào)VOp被反 饋至誤差積分器110的負(fù)相輸入端子llln。誤差積分器110是用于積分這樣提供的輸入模 擬信號(hào)VIp和VIn以及數(shù)字信號(hào)VOp和VOn之間的誤差并且分別從正相輸出端子112p和 負(fù)輸出端子112η輸出正相信號(hào)VDp和負(fù)相信號(hào)VDn的電路。可使用各種類型的誤差積分 器110。所示示例使用二階誤差積分器110，包括差分放大器113、四個(gè)電容器Cl至C4以 及兩個(gè)電阻器Rll和R12。差分放大器113的正相輸入端子(正輸入端子)和負(fù)相輸入端 子(負(fù)輸入端子)分別起到誤差積分器110的正相輸入端子Illp和負(fù)相輸入端子Illn的 作用。差分放大器113的正相輸出端子(正輸出端子)和負(fù)相輸出端子(負(fù)輸出端子)分 別起到誤差積分器110的正相輸出端子112ρ和負(fù)相輸出端子112η的作用。用于積分誤差 的電容器Cl和C2串聯(lián)插入在差分放大器113的正相輸入端子和負(fù)相輸出端子之間。這些 電容器的公共連接點(diǎn)通過電阻器Rll接地。用于積分誤差的電容器C3和C3串聯(lián)插入在差 分放大器113的負(fù)相輸入端子和正相輸出端子之間。這些電容器的公共連接點(diǎn)通過電阻器 Rl2接地。脈沖寬度調(diào)制器120的正相輸入端子121ρ和負(fù)相輸入端子121η分別連接至誤差 放大器Iio的正相輸出端子112ρ和負(fù)相輸出端子112η。從三角波發(fā)生器300輸出的三角 波信號(hào)TR被提供至脈沖寬度調(diào)制器120的三角波輸入端子。脈沖寬度調(diào)制器120的正相 輸出端子123ρ和負(fù)相輸出端子123η分別起到放大器部分100的輸出端子102ρ和102η的 作用。脈沖寬度調(diào)制器120是用于利用提供至三角波輸入端子122的三角波信號(hào)TR生成 具有對(duì)應(yīng)于誤差積分器110的輸出信號(hào)VDp和VDn電平的脈沖寬度的正相數(shù)字信號(hào)VOp和 負(fù)相數(shù)字信號(hào)VOn并且用于從正輸出端子123ρ和負(fù)輸出端子123η輸出這些數(shù)字信號(hào)的電 路?？梢允褂酶鞣N類型的脈沖寬度調(diào)制器120。所示示例使用一種脈沖寬度調(diào)制器，包括 比較器124ρ和124η，它們的正相輸入端子接收三角波信號(hào)TR，而它們的負(fù)相輸入端子從誤 差積分器110分別接收正輸出信號(hào)VDp和負(fù)輸出信號(hào)VDn ；倒相器125ρ和125η，用于將比 較器124ρ和124η的輸出信號(hào)VEp和Ven的每一個(gè)的電平進(jìn)行倒相，并且輸出產(chǎn)生的信號(hào)； NAND門126ρ，向其輸入比較器124η的輸出信號(hào)VEn和倒相器125ρ的輸出信號(hào)；NAND門 126η,向其輸入比較器124ρ的輸出信號(hào)VEp和倒相器125η的輸出信號(hào)；以及倒相器127ρ 和127η，用于將NAND門126ρ和126η的輸出信號(hào)的每一個(gè)的電平進(jìn)行倒相，并且從正相輸 出端子123ρ和負(fù)相輸出端子123η輸出產(chǎn)生的信號(hào)作為信號(hào)VOp和VOn。現(xiàn)在結(jié)束對(duì)于放大器部分100配置的說明。下面將說明削波防止控制器200的配置。電流輸出比較器201是用于比較誤差積分器110的輸出信號(hào)VDp和VDn的每一個(gè)的電平與參考電平VLEV并且在輸出信號(hào)VDp和 VDn中至少一個(gè)超過參考電平VLEV的情況下向電容器C21和電阻器R21的并聯(lián)電路輸出恒 定電流的電路。參考電平VLEV被設(shè)置為三角波信號(hào)TR的峰值電壓VB或者略低于VB的電 壓。在此示例中，為了不使數(shù)字輸出信號(hào)VOp和Von產(chǎn)生削波，通常將參考電平VLEV設(shè)置 為三角波信號(hào)TR的高峰值電壓或者略低于該高峰值電壓的電壓。根據(jù)該實(shí)施例的削波防 止控制器200將輸出信號(hào)VDp (或者VDn)的高峰值電壓與參考電平VLEV進(jìn)行比較，并且根 據(jù)比較結(jié)果生成用于削波防止的衰減命令信號(hào)SW，因此如上所述設(shè)置參考電平VLEV。削波 防止控制器200可比較輸出信號(hào)VDp (或者VDn)的低峰值電壓與參考電平VLEV，并且根據(jù) 該比較結(jié)果生成用于削波防止的衰減命令信號(hào)SW。在這種情況下，參考電平VLEV被設(shè)置 為三角波信號(hào)TR的低峰值電壓或者略高于該低峰值電壓的電壓?？梢愿鶕?jù)輸出數(shù)字信號(hào) VOp和VOn的脈沖寬度調(diào)制因子的變化范圍來設(shè)置參考電平VLEV。在有必要最大化輸出數(shù) 字信號(hào)VOp和VOn的脈沖寬度調(diào)制因子的變化范圍的情況下，那么必須將參考電平VLEV設(shè) 置得盡可能接近VB或者0V。否則，可將參考電平VLEV設(shè)置得遠(yuǎn)離VB或者0V。為了使削 波防止特征生效，可在VB/2 < VLEV < VB或者OV < LVEV < VB的范圍內(nèi)任意設(shè)置參考電 平 VLEV。 圖2是表示電流輸出比較器201的示例配置的電路圖。在圖2中，N溝道FET 221 使其源極接地，并且使其漏極和柵極連接至恒流源220。N溝道FET 222至224使它們的源 極接地，并且使它們的柵極獲得與N溝道FET 221相同的柵電壓。也就是，N溝道FET 221 至224構(gòu)成電流反射鏡。與流經(jīng)N溝道FET 221的漏電流成比例的漏電流流經(jīng)N溝道FET 222 至 224。N溝道FET 231和232使它們的漏極連接至電壓+VB的電源。每一柵極獲得來自 誤差積分器110的輸出信號(hào)VDp和VDn。源極共同連接至N溝道FET 222的漏極。也就是， N溝道FET 231和232構(gòu)成源極跟隨器，它們的公共負(fù)載是N溝道FET 222。在N溝道FET 222的漏極生成比來自N溝道FET 231和232的柵極電壓VDp和VDn中的較大一個(gè)低預(yù)定 量(對(duì)應(yīng)于N溝道FET門限的電壓)的電壓。N溝道FET 233使其漏極連接至電壓+VB的 電源，使其柵極獲得參考電平VLEV并且使其源極連接至N溝道FET 224的漏極。N溝道FET 233構(gòu)成源極跟隨器，它的負(fù)載是N溝道FET 224。在N溝道FET 224的漏極生成比柵電壓 VLEV低預(yù)定量的電壓。N溝道FET 241和242形成FET對(duì)，該FET對(duì)與N溝道FET 223 一起構(gòu)成差分放大 器。N溝道FET 241通過P溝道FET 243使其漏極連接至電壓+VB的電源，并且使其柵極獲 得N溝道FET 222的漏電壓。N溝道FET 242使其漏極直接連接至電壓+VB的電源，并且 使其柵極獲得N溝道FET 224的漏電壓。N溝道FET 241和242的源極共同連接至N溝道 FET 223的漏極。P溝道FET 243使其源極直接連接至電壓+VB的電源，并且使其漏極和柵極連接至 N溝道FET 241的漏極。P溝道FET 250使其柵極獲得與P溝道FET 243相同的柵電壓，并 且使其源極直接連接至電壓+VB的電源。電容器C21和電阻器R21的并聯(lián)電路插入在其漏 極和地線之間。也就是，P溝道FET 243和250構(gòu)成電流反射鏡并且與P溝道!7ET 243的 漏電流成比例的漏電流流經(jīng)P溝道FET 250。在此配置中，如果誤差積分器110的輸出信號(hào)VDp和VDn的每一個(gè)低于參考電平VLEV,那么N溝道FET 242的柵極偏置大于N溝道FET的柵極偏置，并且在N溝道FET 241 處于OFF時(shí)N溝道FET 242處于ON。從而，當(dāng)P溝道FET 250處于OFF時(shí)P溝道FET 243 處于OFF。如果誤差積分器110的輸出信號(hào)VDp和VDn中的至少一個(gè)超過參考電平VLEV， 那么N溝道FET 241的柵極偏置大于N溝道FET 242的柵極偏置，并且當(dāng)N溝道FET 242 處于OFF時(shí)N溝道FET 241處于ON。從而，當(dāng)P溝道FET 250也處于ON時(shí)P溝道FET 243 處于ON。流經(jīng)P溝道FET 250的漏電流與流經(jīng)P溝道FET 243和P溝道FET 223的漏電流 成比例，也就是，與恒流源220的輸出電流成比例。
參考圖1，從電流輸出比較器201至比較器204和205的前級(jí)的部分構(gòu)成用于生成 比較電壓的比較電壓發(fā)生器，該比較電壓具有當(dāng)誤差積分器110的輸出信號(hào)超過參考電平 VLEV時(shí)，該輸出信號(hào)與三角波信號(hào)TR相交的電平。為了更加精確，包括電容器C21和電阻 器R21的并聯(lián)電路構(gòu)成用于對(duì)從電流輸出比較器201輸出的電流進(jìn)行積分的積分器21。運(yùn) 算放大器202構(gòu)成電壓跟隨緩沖器，它的輸出端子和負(fù)相輸入端子短接，并且該電壓跟隨 緩沖器從積分器21向后級(jí)發(fā)送輸出信號(hào)VCl作為第一比較電壓。從電壓跟隨緩沖器輸出 的第一比較電壓VCl經(jīng)過電阻器R22被提供至運(yùn)算放大器203的負(fù)相輸入端子。與電阻器 22具有相同電阻值的電阻器23插入在運(yùn)算放大器203的負(fù)相輸入端子和輸出端子之間。 向運(yùn)算放大器203的正相輸入端子提供參考電壓+VB/2。假設(shè)運(yùn)算放大器203的輸出電壓 是VC2，那么可以得到下式(VCl+VC2)/2 = VB/2 (1)對(duì)上式解出VC2，得到VC2 = VB-VCl(2)也就是，包括電阻器R22、R23以及運(yùn)算放大器203的電路當(dāng)作反相放大器，用于 當(dāng)從運(yùn)算放大器202輸出第一比較電壓VCl時(shí)，輸出比電壓VB低電壓VCl的第二比較電壓 VC2。比較器204比較第一比較電壓VCl和三角波信號(hào)TR。如果后者高于前者，那么比 較器204輸出高電平(High signal)。否則，比較器204輸出低電平(Low signal)。比較 器205比較第二比較電壓VC2和三角波信號(hào)TR。如果后者高于前者，那么比較器205輸出 高電平(Highsignal)。否則，比較器205輸出低電平(Low signal)。當(dāng)比較器204和205 的輸出中的至少一個(gè)是低電平(Low signal)，低激活OR門206輸出被設(shè)置為High (激活) 的衰減命令信號(hào)SW?，F(xiàn)在結(jié)束對(duì)于根據(jù)本發(fā)明的D類放大器的詳細(xì)說明。下面將說明實(shí)施例的操作。圖3是表示放大器100每一部分波形的波形圖。誤差 積分器110對(duì)放大器100的輸入模擬信號(hào)與輸出模擬信號(hào)之間的誤差進(jìn)行積分。從而，輸 出信號(hào)VDp和VDn的波形類似輸入模擬信號(hào)VIp和VIn的波形，具有對(duì)應(yīng)于疊加其上的輸 出數(shù)字信號(hào)的波紋。脈沖寬度調(diào)制器120比較誤差積分器110的輸出信號(hào)VDp和VDn與三 角波信號(hào)TR。在VDp > VDn的時(shí)段中，如圖3的左半部所示，在從三角波信號(hào)TR的電平超 過信號(hào)VDn的電平時(shí)至三角波信號(hào)TR的電平到達(dá)信號(hào)VDp的電平時(shí)的時(shí)段，以及在從三角 波信號(hào)TR的電平低于信號(hào)VDp的電平時(shí)至三角波信號(hào)TR的電平降低至信號(hào)VDn的電平時(shí) 的時(shí)段，數(shù)字信號(hào)VOp保持High，而數(shù)字信號(hào)VOn —直保持Low。在VDn > Vdp的時(shí)段中， 如圖3的右半部所示，在從三角波信號(hào)TR的電平超過信號(hào)VDp的電平時(shí)至三角波信號(hào)TR的電平到達(dá)信號(hào)VDn的電平時(shí)的時(shí)段，以及在從三角波信號(hào)TR的電平低于信號(hào)VDn的電平 時(shí)至三角波信號(hào)TR的電平降低至信號(hào)VDp的電平時(shí)的時(shí)段，數(shù)字信號(hào)VOn保持High，而數(shù) 字信號(hào)VOp —直保持Low。按照這種方式，脈沖寬度調(diào)制器120生成數(shù)字信號(hào)VOp和VOn， 這些數(shù)字信號(hào)具有與誤差積分器110的正相和負(fù)相輸出信號(hào)VDp和VDn之間的電平差成比 例的脈沖寬度。在此實(shí)施例中，三角波信號(hào)在OV和+VB間的范圍變化。為了獲得輸出信號(hào)VOp和 VOn作為脈沖序列而不生成削波，誤差積分器110的兩個(gè)輸出信號(hào)VDp和VDn必須處于端子 輸出與三角波信號(hào)TR相交的信號(hào)的范圍內(nèi)。如果輸入模擬信號(hào)VIp和VOn的幅度處于適 當(dāng)?shù)姆秶鷥?nèi)，那么誤差積分器110的輸出信號(hào)VDp和VDn落入三角波信號(hào)TR的幅度范圍。 如果幅度相當(dāng)大地偏離該適當(dāng)范圍的輸入模擬信號(hào)VlP和VOn被提供至D類放大器，那么 誤差積分器110的輸出信號(hào)VDp或者VDn偏離三角波信號(hào)TR的幅度范圍，從而導(dǎo)致輸出數(shù) 字信號(hào)VOp或者VOn持續(xù)保持High的削波狀態(tài)。注意，在此實(shí)施例中，通過削波防止控制 器200防止了削波。將參考圖4A和4B說明此操作。順便提及，輸入模擬信號(hào)VIp和VIn的 適當(dāng)幅度范圍是在輸出數(shù)字信號(hào)VOp和VOn處不出現(xiàn)削波的范圍，并且是小于通過將D類 放大器輸出部分(例如，圖1的反相器127p和127η)電壓的一半除以該D類放大器增益獲 得的值的范圍。如圖4Α所示，如果輸入模擬信號(hào)VIp和VIn的每一個(gè)的幅度處于適當(dāng)?shù)姆秶鷥?nèi)并 且輸出信號(hào)VDp和VDn的每一個(gè)的最大值低于參考電平VLEV，那么電流輸出比較器201的 輸出電流是0，第一比較電壓VCl是0V，并且第二比較電壓VC2是+VB。從而，三角波信號(hào)TR 并未與比較電壓VCl和VC2相交，并且衰減命令信號(hào)SW被持續(xù)地設(shè)置為作為未激活電平的 Low。因此，開關(guān)130保持OFF。開關(guān)130的端子處的模擬信號(hào)VIp’和VIn’的波形類似于 圖4A中所示的輸入模擬信號(hào)VIp和VIn的波形。如圖4B所示，如果輸入模擬信號(hào)VIp和VIn的每一個(gè)的幅度增加，并且誤差積分 器110的輸出信號(hào)VDp和VDn中的至少一個(gè)超過參考電平VLEV，那么在VDp和VDn超過參 考電平VLEV的同時(shí)從電流輸出比較器201輸出恒定電流。該恒定電流對(duì)電容器C21進(jìn)行 充電。每次信號(hào)VDp或者VDn超過參考電平時(shí)，由電流輸出比較器201進(jìn)行恒定電流的輸 出和電容器C21的充電。結(jié)果，第一比較電壓VCl以下述脈動(dòng)形式變化。當(dāng)信號(hào)VDp或者 VDn已超過參考電平時(shí)，第一比較電壓VCl升高。以后，隨著存儲(chǔ)的電荷通過電阻器R21放 電，第一比較電壓VCl降低，直到信號(hào)VDp或者VDn下一次超過參考電平。由于第一比較電 壓VCl表現(xiàn)出這樣的方式，所以第二比較電壓VC2( = VB-VC1)從VB降低，并且與電壓VCl 重復(fù)相同的脈動(dòng)。結(jié)果，三角波信號(hào)TR與比較電壓VCl和VC2相交。從低激活OR門206 輸出衰減命令信號(hào)SW，該衰減命令信號(hào)SW在三角波信號(hào)TR低于電壓VCl的時(shí)段以及三角 波信號(hào)TR高于電壓VC2的時(shí)段中被設(shè)置為High。當(dāng)衰減命令信號(hào)SW處于Low時(shí)開關(guān)130變?yōu)?FF，而當(dāng)衰減命令信號(hào)SW處于High 時(shí)變?yōu)?N。在衰減命令信號(hào)SW處于Low的時(shí)段中，開關(guān)130的端子處的模擬信號(hào)VIp’和 VIn’表現(xiàn)出對(duì)應(yīng)于原始輸入模擬信號(hào)VIp和VIn的信號(hào)值。在衰減命令信號(hào)SW處于High 的時(shí)段中，模擬信號(hào)VIp’和VIn’是0V。如所示，模擬信號(hào)VIp’和VIn’在預(yù)定時(shí)間間隔內(nèi) 表現(xiàn)出弱化的波形。輸入至誤差積分器110的模擬信號(hào)得到相當(dāng)?shù)厮p，并且誤差積分器 110的輸出信號(hào)電平落入OV至+VB的適當(dāng)范圍內(nèi)，從而防止在輸出數(shù)字信號(hào)VOp和VOn上的削波。具體地，在輸入模擬信號(hào)VIp和Vin的幅度大并且進(jìn)行這樣的弱化的情形中，隨著 輸入模擬信號(hào)VIp和Vin幅度的增大，并且誤差積分器100的輸出信號(hào)VDp和VDn也相應(yīng) 地變大，弱化率增加而整個(gè)D類放大器的增益降低，也就是，進(jìn)行所謂的負(fù)反饋控制。作為 這種負(fù)反饋控制的結(jié)果，輸入模擬信號(hào)VlP和VIn被放大，而不生成失真。當(dāng)輸入模擬信號(hào) VIp和VIn均達(dá)到峰值電平時(shí)，將整個(gè)D類放大器的增益調(diào)整至優(yōu)化值，使得輸出數(shù)字信號(hào) VOp或者VOn的脈沖寬度調(diào)制因子將達(dá)到特定上限值。從而，在此實(shí)施例中，在輸入模擬信 號(hào)VIp和VIn的幅度大于適當(dāng)范圍的區(qū)域中，給予負(fù)載的輸出信號(hào)波形(對(duì)輸出數(shù)字信號(hào) VOp和VOn進(jìn)行積分得到的波形)并未失真，并且即使在輸入模擬信號(hào)VIp和Vin幅度已經(jīng) 增加的情況下，該輸出信號(hào)波形的峰值也可保持在一定值。輸出數(shù)字信號(hào)VOp或者VOn的脈沖調(diào)制因子的上限值取決于參考電平VLEV。原因 如下所述。在此實(shí)施例的D類放大器中，根據(jù)誤差積分器110的輸出信號(hào)VDp和VDn的每 一個(gè)的電平確定輸出數(shù)字信號(hào)VOp和VOn的每一個(gè)的脈沖調(diào)制因子。當(dāng)誤差積分器110的 輸出信號(hào)VDp和VDn超過參考電平VLEV時(shí)，生成處于與三角波信號(hào)TR相交的電平的比較 電壓，并且然后生成用于弱化的衰減命令信號(hào)SW。這抑制誤差積分器110的輸出信號(hào)VDp 和VDn的電平增加以及脈沖寬度調(diào)制因子的對(duì)應(yīng)增加。通過調(diào)整電容器C21的電容值和電阻器R21的電阻值可以在此實(shí)施例中調(diào)整對(duì)于 削波的響應(yīng)特性。當(dāng)有必要響應(yīng)削波的出現(xiàn)而在短時(shí)間內(nèi)生成衰減命令信號(hào)SW時(shí)，電容器 C21的較小電容值是有用的。當(dāng)有必要延長(zhǎng)時(shí)間直到在消除削波后停止衰減命令信號(hào)SW 時(shí)，電阻器R21的較大電阻值是有用的。如上所述，根據(jù)本實(shí)施例，如果D類放大器的輸入模擬信號(hào)的幅度增大，并且偏離 適當(dāng)?shù)姆秶鷷r(shí)，輸入至誤差積分器110的模擬信號(hào)在時(shí)間軸上間歇地弱化，從而防止出現(xiàn) 削波。在這種情況下，輸入至誤差積分器110的模擬信號(hào)僅被間歇地弱化，使得形成的波形 基本不變。按照這種方式，根據(jù)此實(shí)施例，可以防止削波的出現(xiàn)而不生成非線性失真。在此實(shí)施例中，如上所述，通過在輸入模擬信號(hào)的幅度大于適當(dāng)范圍的區(qū)域中執(zhí) 行弱化來進(jìn)行負(fù)反饋控制。理想地，即使輸入模擬信號(hào)VIp和VIn的幅度達(dá)到無限大，也可 以放大該輸入模擬信號(hào)VlP和Vin，而不削波輸出信號(hào)波形。但實(shí)際上，如果D類放大器被 實(shí)現(xiàn)為半導(dǎo)體集成電路，那么需要提供輸入保護(hù)電路。如果輸入模擬信號(hào)VIp和VIn的幅度 超過源電壓范圍，那么當(dāng)這些信號(hào)通過輸入保護(hù)電路時(shí)，輸入模擬信號(hào)VIp和VIn被削波。 此時(shí)，D類放大器放大削波的輸入模擬信號(hào)VIp和VIn。與此同時(shí)，D類放大器通過基于弱 化的負(fù)反饋控制執(zhí)行放大，使得D類放大器沒有向輸入模擬信號(hào)VIp和VIn引入額外的失 直
ο第二實(shí)施例圖5是表示根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的D類放大器配置的電路圖。在第一實(shí)施例 (圖1)中，電流輸出比較器201的輸出電流用于生成在高壓側(cè)和低壓側(cè)上與三角波信號(hào)TR 相交的兩個(gè)比較電壓VCl和VC2。通過向比較器204提供第一比較電壓VCl和三角波信號(hào) TR并且向比較器205提供第二比較電壓VC2和三角波信號(hào)TR，生成衰減命令信號(hào)SW作為 脈沖序列。在此實(shí)施例中，第一實(shí)施例中的三角波發(fā)生器300被替換為用于輸出正相和負(fù)相三角波信號(hào)TRp和TRn的三角波發(fā)生器300A。相應(yīng)地，第一實(shí)施例中的脈沖寬度調(diào)制器120 被替換為用于利用正相和負(fù)相三角波信號(hào)TRp和TRn執(zhí)行脈沖寬度調(diào)制的脈沖寬度調(diào)制器 120A。在脈沖寬度調(diào)制器120A中，當(dāng)三角波信號(hào)TRp的瞬時(shí)值低于誤差積分器110的輸出 信號(hào)VDp的瞬時(shí)值時(shí)，比較器141p輸出High信號(hào)。當(dāng)三角波信號(hào)TRp的瞬時(shí)值高于誤差 積分器110的輸出信號(hào)VDn的瞬時(shí)值時(shí)，比較器142p輸出High信號(hào)。在比較器141p和 142p的輸出信號(hào)被設(shè)置為High，即VDp > VDn的時(shí)段中，AND門143p在從三角波信號(hào)TRp 的瞬時(shí)值超過信號(hào)VDn至它達(dá)到信號(hào)VDp的時(shí)段中，并且在從三角波TRp的瞬時(shí)值降低至 信號(hào)VDp之下至它到達(dá)VDn的時(shí)段中，將數(shù)字信號(hào)VOp保持在High。當(dāng)三角波信號(hào)TRn的 瞬時(shí)值低于誤差積分器110的輸出信號(hào)VDn的瞬時(shí)值時(shí)，比較器141η輸出High信號(hào)。當(dāng) 三角波信號(hào)TRn的瞬時(shí)值高于誤差積分器110的輸出信號(hào)VDn的瞬時(shí)值時(shí)，比較器142η輸 出High信號(hào)。在比較器141η和142η的輸出信號(hào)被設(shè)置為High，即VDn > VDp的時(shí)段中， AND門143η在從三角波信號(hào)TRn的瞬時(shí)值超過信號(hào)VDp至它達(dá)到信號(hào)VDn的時(shí)段中，并且 在從三角波信號(hào)TRn的瞬時(shí)值降低至信號(hào)VDn之下至它到達(dá)VDp的時(shí)段中，將數(shù)字信號(hào)VOn 保持在High。也就是，在脈沖寬度調(diào)制器120A中，與第一實(shí)施例中的脈沖寬度調(diào)制器120 相同，數(shù)字信號(hào)VOp和VOn均具有與誤差積分器110的正相和負(fù)相輸出信號(hào)VDp和VDn之 間電平差成比例的脈沖寬度。在此實(shí)施例中，由于引入了用于輸出正相和負(fù)相三角波信號(hào)TRp和TRn的三角波 信號(hào)發(fā)生器300A，所以第一實(shí)施例中的削波防止控制器200被替換為較簡(jiǎn)單的削波防止控 制器200A。在此實(shí)施例中，電流輸出比較器201的輸出電壓VC被給予比較器204和205的 反相輸入端子。比較器204的正相輸入端子被給予負(fù)相三角波信號(hào)TRn，而比較器205的正 相輸入端子被給予正相三角波信號(hào)TRp。通過此配置，當(dāng)誤差積分器110的輸出信號(hào)VDp或者VDn超過參考電平VLEV，并且 電流輸入比較器201的輸出電壓升高時(shí)，在三角波信號(hào)TRp的電平低于電壓VC的時(shí)段中將 比較器204的輸出信號(hào)設(shè)置為L(zhǎng)ow，而將衰減命令信號(hào)SW設(shè)置為High，并且在三角波信號(hào) TRn的電平低于電壓VC的時(shí)段中將比較器205的輸出信號(hào)設(shè)置為L(zhǎng)ow，而將衰減命令信號(hào) SW設(shè)置為High。這獲得與第一實(shí)施例相同的功效。第二實(shí)施例的優(yōu)勢(shì)在于，第一實(shí)施例中 為獲得兩個(gè)比較電壓VCl和VC2所需的放大器202、電阻器R22與R23以及放大器203不再 必需，并且電路尺寸可以相應(yīng)地減小。第三實(shí)施例圖6是表示根據(jù)本發(fā)明第三實(shí)施例的D類放大器配置的框圖。在此實(shí)施例中，第 一實(shí)施例中的削波防止控制器200被替換為削波防止控制器200B。在此實(shí)施例中，從三角 波發(fā)生器300向削波防止控制器200B提供脈沖成形定時(shí)信號(hào)S，具有在三角波信號(hào)TR處于 正峰值時(shí)的定時(shí)以及在三角波信號(hào)TR處于負(fù)峰值時(shí)的定時(shí)。如果不存在削波，如圖3所示，利用三角波信號(hào)TR處于正峰值的定時(shí)和三角波信 號(hào)TR處于負(fù)峰值的定時(shí)獲得的輸出數(shù)字信號(hào)VOp和VOn處于Low。當(dāng)出現(xiàn)削波時(shí)，利用三 角波信號(hào)TR處于正峰值的定時(shí)和三角波信號(hào)TR處于負(fù)峰值的定時(shí)獲得的輸出數(shù)字信號(hào) Vop或VOn處于High。根據(jù)此實(shí)施例的削波防止控制器200B使用這樣的方式基于輸出數(shù) 字信號(hào)VOp和VOn來檢測(cè)削波的存在/不存在，并且生成衰減命令信號(hào)SW，該信號(hào)在檢測(cè)到 削波時(shí)消除該削波。
圖7A和7B是表示此實(shí)施例操作的波形圖。在圖7A所示的示例中，生成定時(shí)信號(hào) S時(shí)獲得的輸出數(shù)字信號(hào)VOp和VOn處于Low。削波防止控制器200B從而確定不存在削 波，并且將衰減命令信號(hào)SW設(shè)置為L(zhǎng)ow。在圖7B所示的示例中，生成定時(shí)信號(hào)S時(shí)獲得的 輸出數(shù)字信號(hào)VOp或VOn處于High。削波防止控制器200B從而確定存在削波，并且輸出與 三角波信號(hào)TR同步的脈沖序列作為衰減命令信號(hào)SW。結(jié)果，與第一實(shí)施例相同，放大器部 分100的輸入模擬信號(hào)在時(shí)間軸上被間歇地弱化，從而防止出現(xiàn)削波。第三實(shí)施例可具有下面的變化。也就是，比三角波信號(hào)TR處于其正峰值和定時(shí)信 號(hào)S處于其負(fù)峰值略微提前地生成定時(shí)信號(hào)S，通過這種途徑，在削波出現(xiàn)于輸出數(shù)字信號(hào) VOp和VOn上之前，放大器部分100的輸入模擬信號(hào)在時(shí)間軸上被間歇地弱化，從而可靠地 防止削波的出現(xiàn)。第四實(shí)施例圖8是根據(jù)本發(fā)明第四實(shí)施例的D類放大器配置的框圖。在此實(shí)施例中，與第二實(shí) 施例(圖5)相同，使用用于生成正相和負(fù)相三角波信號(hào)TRp和TRn的三角波發(fā)生器300A。 放大器部分100中三角波發(fā)生器300A與脈沖寬度調(diào)制器120的連接與第二實(shí)施例中相同。 在此實(shí)施例中，第二實(shí)施例中的削波防止控制器200被替換為削波防止控制器200C。在削 波防止控制器200C中，削波防止控制器200A(圖5)中的電流輸出比較器201被替換為包 括恒流源261、開關(guān)262、觸發(fā)器263與264以及0R門265的電路，使得從恒流源261經(jīng)由 開關(guān)262提供的電流將對(duì)電容器C21進(jìn)行充電。時(shí)鐘CK被提供至觸發(fā)器263和264的每一時(shí)鐘端子。時(shí)鐘CK是用于定時(shí)三角 波發(fā)生器300A中三角波信號(hào)TRp和TRn的控制的信號(hào)。在時(shí)鐘CK的上升沿，三角波信號(hào) TRp (TRn)處于其正峰值(負(fù)峰值)。在時(shí)鐘CK的下降沿，三角波信號(hào)TRp (TRn)處于其負(fù) 峰值(正峰值)。觸發(fā)器263在時(shí)鐘CK的上升沿從脈沖寬度調(diào)制器120A中的比較器141p 取得并保持輸出信號(hào)VEpa。觸發(fā)器264在時(shí)鐘CK的下降沿從脈沖寬度調(diào)制器120A中的比 較器141n取得并保持輸出信號(hào)VEnp。當(dāng)由觸發(fā)器263和264保持的信號(hào)中的至少一個(gè)處 于Low時(shí)，0R門265導(dǎo)通開關(guān)261。圖9是表示此實(shí)施例操作的波形圖。在脈沖寬度調(diào)制器120A中，在三角波信號(hào) TRp超過信號(hào)VDn的電平的時(shí)段中將比較器142p的輸出信號(hào)VEpb設(shè)置為High。在三角波 信號(hào)TRp超過信號(hào)VDp的電平的時(shí)段中將比較器141p的輸出信號(hào)VEpa設(shè)置為L(zhǎng)ow。在脈 沖寬度調(diào)制器120A中，在三角波信號(hào)TRn超過信號(hào)VDp的電平的時(shí)段中將比較器142n的輸 出信號(hào)VEnb設(shè)置為High。在三角波信號(hào)TRp超過信號(hào)VDn的電平的時(shí)段中將比較器141n 的輸出信號(hào)VEna設(shè)置為L(zhǎng)ow。從而，如果誤差積分器110的輸出信號(hào)VDp和VDn的電平處于適當(dāng)?shù)姆秶⑶襐Dp > VDn，那么在脈沖寬度調(diào)制器120A中，AND門143p在從三角波信號(hào)TRp超過信號(hào)VDn至 它達(dá)到信號(hào)VDp的時(shí)段以及從三角波信號(hào)TRp降低到信號(hào)VDp之下至它達(dá)到信號(hào)VDn的時(shí) 段中，將數(shù)字信號(hào)VOp保持在High。如果誤差積分器110的輸出信號(hào)VDp和VDn的電平處 于適當(dāng)?shù)姆秶⑶襐Dn > VDp，那么在脈沖寬度調(diào)制器120A中，AND門143n在從三角波信 號(hào)TRn超過信號(hào)VDp至它達(dá)到信號(hào)VDn的時(shí)段以及從三角波信號(hào)TRn降低到信號(hào)VDn之下 至它達(dá)到信號(hào)VDp的時(shí)段中，將數(shù)字信號(hào)VOn保持在High。如圖9的左部所示，當(dāng)誤差積分器110的輸出信號(hào)VDp的電平到達(dá)接近三角波信號(hào)TRp正峰值的電平VDp’時(shí)，信號(hào)VEpa使其脈沖寬度變窄，如圖中的信號(hào)VEpa’所示。當(dāng) 放大器100處于削波或者近削波狀態(tài)，并且在時(shí)鐘CK的上升沿將信號(hào)VEpa設(shè)置為High時(shí)， 從觸發(fā)器263輸出高電平信號(hào)(High signal) 0開關(guān)262導(dǎo)通，并且電容器C21的充電電壓 升高，如所示，并且輸出脈沖成形衰減命令信號(hào)SW，從而防止出現(xiàn)削波。如圖9的右部所示，當(dāng)誤差積分器110的輸出信號(hào)VDn的電平到達(dá)接近三角波信 號(hào)TRn正峰值的電平VDn’時(shí)，信號(hào)VEna使其脈沖寬度變窄，如圖中的信號(hào)VEna’所示。當(dāng) 放大器100處于削波或者近削波狀態(tài)，并且在時(shí)鐘CK的下降沿將信號(hào)VEna設(shè)置為High時(shí)， 從觸發(fā)器264輸出高電平信號(hào)(High signal) 0開關(guān)262導(dǎo)通，并且電容器C21的充電電壓 升高，如所示，并且輸出脈沖成形衰減命令信號(hào)SW，從而防止出現(xiàn)削波。此實(shí)施例與前述每一實(shí)施例獲得相同的功效。第四實(shí)施例可具有下面的變化。也 就是，相對(duì)于三角波信號(hào)TRp或者TRn的尖峰略為延遲提供至觸發(fā)器263和264的時(shí)鐘CK 的上升定時(shí)和下降定時(shí)。通過此途徑，就在出現(xiàn)削波之前，或者換言之，當(dāng)與三角波信號(hào)TRp 和TRn的峰值時(shí)刻同步的作為信號(hào)VEn和VEp的負(fù)脈沖的脈沖寬度變得極窄時(shí)，生成衰減 命令信號(hào)SW。這提前避免削波的出現(xiàn)。此時(shí)同樣，作為類似于前面實(shí)施例中負(fù)反饋的結(jié)果， 輸入模擬信號(hào)VIp和VIn被沒有失真地放大。當(dāng)輸入模擬信號(hào)VIp和VIn均到達(dá)峰值電平 時(shí)，將整個(gè)D類放大器的增益調(diào)整至優(yōu)化值，使得輸出數(shù)字信號(hào)VOp或者VOn的脈沖寬度調(diào) 制因子將達(dá)到略低于100%的一定上限值(就在出現(xiàn)削波前)。第五實(shí)施例圖10是表示本發(fā)明第五實(shí)施例的D類放大器配置的電路圖。圖11是表示第五實(shí) 施例操作的波形圖。在前述各實(shí)施例中，向D類放大器給予正相和負(fù)相輸入模擬信號(hào)VIp 和VIn。在此實(shí)施例中，如圖11所示，均為單比特?cái)?shù)字信號(hào)的正相和負(fù)相比特流作為輸入 信號(hào)VIp和VIn被給予D類放大器。在此實(shí)施例中，如圖10所示，為了適當(dāng)?shù)靥幚肀忍亓?VIp和VIn，向第一實(shí)施例的D類放大器添加同步電路310，用于將從三角波信號(hào)發(fā)生器300 輸出的三角波信號(hào)TR的相位與比特流VIp和VIn進(jìn)行同步。在此實(shí)施例中，如果輸入信號(hào)是比特流，那么誤差積分器110對(duì)輸出信號(hào)VOp和 VOn與輸入信號(hào)VIp和VIn之間的誤差進(jìn)行積分，并且脈沖寬度調(diào)制器120根據(jù)表明積分結(jié) 果的信號(hào)VDp和VDn，以類似于第一實(shí)施例的方式生成脈沖寬度調(diào)制數(shù)字信號(hào)VOp和VOn。 在此實(shí)施例中，可以向負(fù)載(未示出)施加具有與比特流VIp和VIn的模擬信號(hào)波形相同 波形的信號(hào)。在比特流VIp和VIn的信號(hào)波形峰值升高并且有可能發(fā)生削波的情況下，與 第一實(shí)施例一樣，第一比較電壓VCl和第二比較電壓VC2重復(fù)脈動(dòng)，并且間歇地生成衰減命 令信號(hào)SW。按照這種方式，給予至誤差積分器110的輸入信號(hào)VIp’和VIn’變?yōu)檩斎胄盘?hào) VIpln VIn’被比特流VIp和VIn弱化的信號(hào)，從而防止發(fā)生削波。盡管修改第一實(shí)施例的 D類放大器來形成此實(shí)施例的D類放大器，但是可可以類似地修改任何其它實(shí)施例的D類放 大器來形成此實(shí)施例的D類放大器。第六實(shí)施例圖12是表示根據(jù)本發(fā)明第六實(shí)施例的D類放大器配置的電路圖。該D類放大器 包括DSP (數(shù)字信號(hào)處理器)400，用于利用數(shù)字信號(hào)處理根據(jù)輸入信號(hào)生成脈沖寬度調(diào)制 數(shù)字信號(hào)；開關(guān)放大級(jí)410，通過從DSP 400輸出的數(shù)字信號(hào)進(jìn)行開關(guān)，用于根據(jù)電源+VB 提供的電力驅(qū)動(dòng)包括濾波器和揚(yáng)聲器的負(fù)載420。作為輸入信號(hào)，從音頻源獲得的模擬音頻信號(hào)可被給予A/D轉(zhuǎn)換器，并且從A/D轉(zhuǎn)換器獲得的數(shù)字信號(hào)可被給予DSP 400，或者從外 部設(shè)備接收的數(shù)字音頻信號(hào)可被直接給予DSP 400。DSP 400執(zhí)行可變?cè)鲆娣糯筇幚?01作為增益控制器，執(zhí)行DRC(動(dòng)態(tài)范圍壓縮) 處理402以獲得脈沖寬度調(diào)制數(shù)字信號(hào)，以及執(zhí)行PWM處理403作為脈沖發(fā)生器。這些處 理是屬于預(yù)定比特?cái)?shù)(例如m比特)的數(shù)字處理的信號(hào)處理。圖13表示具有各種峰值電平的正弦波信號(hào)Al至A6作為DSP 400的輸入信號(hào)時(shí)從可變?cè)鲆娣糯筇幚?01輸出的壓縮目標(biāo)信號(hào)Bl至B6以及由DRC處理402輸出的調(diào)制信號(hào) Cl至C6的波形。在圖13中，示出了模擬信號(hào)，其等于經(jīng)過DSP 400處理的數(shù)字信號(hào)。為了 防止復(fù)雜的說明，僅在半個(gè)周期上示出每一信號(hào)的波形。將參考圖13說明這些由DSP 400 執(zhí)行的處理。在可變?cè)鲆娣糯筇幚?01中，利用可變?cè)鲆娣糯筝斎胄盘?hào)，并將形成的信號(hào)傳遞 至DRC處理402。根據(jù)音量調(diào)整信號(hào)設(shè)置可變?cè)鲆娣糯筇幚?01中的增益，該音量調(diào)整信號(hào) 根據(jù)操作器的操作(例如音量控制)生成。通過可變?cè)鲆娣糯筇幚?01獲得的壓縮目標(biāo)信 號(hào)是m比特?cái)?shù)字信號(hào)，并且可由該信號(hào)表示的值具有上限。為了在可變?cè)鲆娣糯筇幚?01 中從輸入信號(hào)獲得無失真壓縮目標(biāo)信號(hào)，當(dāng)放大輸入信號(hào)時(shí)在輸入信號(hào)的峰值電平和所使 用的增益之間必須存在適當(dāng)?shù)年P(guān)系，使得輸入信號(hào)的放大結(jié)果將不超過由m比特?cái)?shù)字信號(hào) 表示的最大值，例如是由m比特全為“1”的數(shù)字信號(hào)表示的瞬時(shí)值。如果輸入信號(hào)的峰值 電平落入適于根據(jù)音量調(diào)整信號(hào)的增益集進(jìn)行放大的適當(dāng)范圍內(nèi)，那么輸入信號(hào)被無失真 地放大，并且獲得與輸入信號(hào)具有類似波形的壓縮目標(biāo)信號(hào)(在示出的示例中，壓縮目標(biāo) 信號(hào)Bl至B4對(duì)應(yīng)于輸入信號(hào)Al至A4)。如果輸入信號(hào)的峰值電平超過適當(dāng)?shù)姆秶?，那?通過可變?cè)鲆娣糯筇幚?01獲得的壓縮目標(biāo)信號(hào)將在由m比特?cái)?shù)字信號(hào)表示的最大值處飽 和并被相應(yīng)地削波(在示出的示例中，壓縮目標(biāo)信號(hào)B5和B6對(duì)應(yīng)于輸入信號(hào)A5和A6)。在DRC處理402中，通過作為前面處理的可變?cè)鲆娣糯筇幚?01獲得的壓縮目標(biāo) 信號(hào)經(jīng)歷動(dòng)態(tài)范圍壓縮，并且將產(chǎn)生的信號(hào)作為調(diào)制信號(hào)輸出至作為脈沖發(fā)生器的PWM處 理403。該調(diào)制信號(hào)是m比特?cái)?shù)字信號(hào)。該m比特?cái)?shù)字信號(hào)可在0至100%的范圍中表示 調(diào)制因子。在PWM處理403中，利用由調(diào)制信號(hào)表示的調(diào)制因子生成脈沖寬度調(diào)制信號(hào)，并 且將該脈沖作為數(shù)字信號(hào)輸出至開關(guān)放大級(jí)410。圖13表示作為給予至DRC處理402的壓縮目標(biāo)信號(hào)的峰值電平與通過DRC處理 402獲得的調(diào)制信號(hào)的峰值電平之間關(guān)系的輸入/輸出特性。如同所示，DRC處理402的輸 入/輸出特性被劃分為線性區(qū)和飽和區(qū)。線性區(qū)是壓縮目標(biāo)信號(hào)的峰值電平低于門限th 的區(qū)域。在線性區(qū)中，利用預(yù)定增益放大壓縮目標(biāo)信號(hào)，以生成具有與壓縮目標(biāo)信號(hào)的峰值 電平成比例的峰值電平的調(diào)制信號(hào)(在示出的示例中，調(diào)制信號(hào)Cl和C2對(duì)應(yīng)于壓縮目標(biāo) 信號(hào)Bl和B2)。在此實(shí)施例中，確定線性區(qū)中的增益使得可在給出具有對(duì)應(yīng)于門限th的峰 值電平的壓縮目標(biāo)信號(hào)時(shí)，可以獲得具有表示100%調(diào)制因子的峰值電平的調(diào)制信號(hào)。飽和 區(qū)是壓縮目標(biāo)信號(hào)的峰值電平等于或高于門限th的區(qū)域。在飽和區(qū)中，調(diào)制信號(hào)的峰值電 平達(dá)到表示100%調(diào)制因子的值。在DRC處理402中，放大壓縮目標(biāo)信號(hào)時(shí)采用的增益根據(jù) 該壓縮目標(biāo)信號(hào)峰值電平的增加而被降低，使得通過放大該壓縮目標(biāo)信號(hào)獲得的調(diào)制信號(hào) 的峰值電平保持在表示100%調(diào)制因子的值(在所示的示例中，調(diào)制信號(hào)C3至C6對(duì)應(yīng)于壓 縮目標(biāo)信號(hào)B3至B6)。為了更加精確，將通過使表明100%調(diào)制因子的調(diào)制信號(hào)的值除以壓縮目標(biāo)信號(hào)的峰值電平獲得的值用作放大壓縮目標(biāo)信號(hào)時(shí)使用的增益。在圖13所示的示例中，調(diào)制信號(hào)C5和C6均使其波形削波。該削波并不是在DRC處理402中產(chǎn)生，而是被給予DRC處理402的壓縮目標(biāo)信號(hào)B5和B6所固有。DRC處理402 利用對(duì)應(yīng)于將要輸入的壓縮目標(biāo)信號(hào)的峰值電平的適當(dāng)增益放大壓縮目標(biāo)信號(hào)，并且生成 與該壓縮目標(biāo)信號(hào)具有類似波形的調(diào)制信號(hào)。結(jié)果，DRC處理402并沒有帶來失真。在此實(shí)施例中，作為音量調(diào)整單元提供可變?cè)鲆娣糯筇幚?01。在普通的功率放大 器中，在功率放大器的最后一級(jí)中提供這樣的音量調(diào)整單元(在D類放大器的情況下，開關(guān) 放大級(jí)在PWM調(diào)制器之后)。在此實(shí)施例中。在DRC處理402之前提供作為音量調(diào)整單元 的可變?cè)鲆娣糯筇幚?01。這是此實(shí)施例的特征之一。在此實(shí)施例中，通過調(diào)整在DRC處理 402之前提供的可變?cè)鲆娣糯筇幚?01的增益，可以采用D類放大器執(zhí)行下述各種操作。(1)調(diào)整可變?cè)鲆娣糯筇幚?01的增益來允許利用線性區(qū)和飽和區(qū)進(jìn)行放大。通 過這樣調(diào)整增益，當(dāng)輸入信號(hào)的音量相對(duì)較小時(shí)，在線性區(qū)中執(zhí)行DRC處理402，并且通過 揚(yáng)聲器再現(xiàn)反映音量縮小的聲音。當(dāng)輸入信號(hào)的音量相對(duì)較大時(shí)，在飽和區(qū)中執(zhí)行DRC處 理402，通過揚(yáng)聲器以舒適的音量并且沒有削波地再現(xiàn)聲音。(2)在從來自多個(gè)源的音頻信號(hào)進(jìn)行選擇并且在D類放大器上再現(xiàn)音頻聲音時(shí)， 在將被再現(xiàn)的多個(gè)源之間進(jìn)行切換時(shí)增加/降低可變?cè)鲆娣糯筇幚?01的增益，使得當(dāng)再 現(xiàn)開始時(shí)在飽和區(qū)中進(jìn)行DRC處理402。通過這種途徑，不管目標(biāo)源的音頻信號(hào)，D類放大 器輸出信號(hào)的峰值電平保持恒定，因此吸收各個(gè)源之間的聲音水平差。(3)如果需要以一定程度的失真為代價(jià)來增強(qiáng)D類放大器的最大輸出，那么在可 變?cè)鲆娣糯筇幚?01中提高增益并且在可允許的范圍內(nèi)生成失真，以利用線性區(qū)和飽和區(qū) 使D類放大器執(zhí)行放大。此時(shí)，在給予PWM處理403的調(diào)制信號(hào)的波形以及最終從D類放 大器輸出的信號(hào)的波形上發(fā)生削波。那么D類放大器的輸出信號(hào)比沒有削波的信號(hào)具有更 高的能量。從而，D類放大器的最大輸出高于沒有發(fā)生削波的時(shí)候。同樣在根據(jù)第一至第五實(shí)施例的D類放大器中，當(dāng)輸入信號(hào)的峰值電平超過源電 壓的范圍時(shí)，在輸出波形上發(fā)生削波。從而，同樣在根據(jù)第一至第五實(shí)施例的D類放大器 中，以可允許范圍內(nèi)的失真為代價(jià)增強(qiáng)D放大器的最大輸出。(4)EIAJ(日本電子工業(yè)協(xié)會(huì))規(guī)定，當(dāng)失真因子在任意負(fù)載電阻時(shí)為10%時(shí)，放 大器呈現(xiàn)的輸出被表示為最大商用輸出。在由EIAJ規(guī)定的條件下，進(jìn)行測(cè)量以獲得D類放 大器的最大輸出。為了更加具體，IkHz的正弦波作為輸入信號(hào)給予D類放大器，并且調(diào)整可 變?cè)鲆娣糯筇幚?01的增益，使得壓縮目標(biāo)信號(hào)的失真因子將為10%，并且測(cè)量隨后獲得 的D類放大器的輸出。按照這種方式，根據(jù)此實(shí)施例，可以在由EIAJ規(guī)定的條件下測(cè)量D 類放大器的最大輸出，并且指示該測(cè)量的輸出。這向用戶提供關(guān)于D類放大器的最大輸出 的客觀的并且有說服力的信息?！雌渌鼘?shí)施例〉盡管已經(jīng)說明本發(fā)明第一至第六實(shí)施例，但是本發(fā)明具有下述其它實(shí)施例。盡管已經(jīng)說明本發(fā)明第一至第五實(shí)施例，但是本發(fā)明具有下述其它實(shí)施例。盡管已經(jīng)說明本發(fā)明第一至第四實(shí)施例，但是本發(fā)明具有下述其它實(shí)施例。(1)盡管本發(fā)明適用于前述實(shí)施例中輸出根據(jù)輸入模擬信號(hào)進(jìn)行脈沖寬度調(diào)制的 數(shù)字信號(hào)的D類放大器，但是本發(fā)明還適用于向輸入模擬信號(hào)應(yīng)用△ Σ調(diào)制以生成具有對(duì)應(yīng)于該輸入模擬信號(hào)電平的時(shí)間密度的脈沖寬度的D類放大器。(2)盡管本發(fā)明適用于前述實(shí)施例中的差分D類放大器，但是本發(fā)明還適用于非 差分D類放大器。(3)當(dāng)在第一實(shí)施例中時(shí)，電流輸出比較器201的源電壓是+VB(參見圖2)，并且 將參考電壓+VB/2給予運(yùn)算放大器203的正相輸入端子(參考圖1)。對(duì)于根據(jù)第一實(shí)施 例的D類放大器，至少三角波信號(hào)TR的中心電壓必須等于給予運(yùn)算放大器203的正相輸入 端子的電壓。電流輸出比較器201的源電壓和給予該正相輸入端子的電壓可分別具有任意值。(4)盡管在第五實(shí)施例中將單通道正相和負(fù)相比特流給予輸入端子IOlp和101η， 但是可以將多通道正相比特流給予輸入端子IOlp并且將多通道負(fù)相比特流給予輸入端子 IOln0從而可以提供具有混合特征的D類放大器。在這種情況下，這樣的配置是可以的，其 中在輸入端子IOlp和IOln之前布置對(duì)應(yīng)于多通道的可變電阻器，并且將每一通道上的比 特流通過對(duì)于特定通道的可變電阻器給予輸入端子IOlp和101η，并且在通過調(diào)整每一可 變電阻器的電阻值進(jìn)行混合時(shí)執(zhí)行每一通道上的加權(quán)。(5)盡管在第五實(shí)施例中將單比特正相和負(fù)相比特流給予輸入端子IOlp和101η， 但是可以將多比特正相比特流給予輸入端子IOlp并且將多比特負(fù)相比特流給予輸入端子 IOln0在這種情況下，這樣的配置是可以的，其中在輸入端子IOlp和IOln之前布置對(duì)應(yīng)于 多個(gè)比特的加權(quán)電阻器，并且可將每一比特的比特流通過對(duì)應(yīng)的加權(quán)電阻器給予輸入端子 IOlp 和 IOln0(6)可以采用任何形式利用D類放大器輸入部分處的開關(guān)130進(jìn)行弱化程度的控 制。盡管在上面的實(shí)施例中進(jìn)行負(fù)反饋控制，其中輸入模擬信號(hào)VIp和VIn的幅度變大，并 且誤差積分器的輸出信號(hào)電平增加，弱化率增加，但是可以采用除過負(fù)反饋控制之外的形 式進(jìn)行弱化率的控制。例如，這樣的形式可以的，其中提前確定弱化率以避免各種峰值電平 的輸入信號(hào)VIp和VIn上的削波，并且在D類放大器的操作中檢測(cè)輸入信號(hào)VIp和VIn的每 一個(gè)的峰值電平，并且選擇適當(dāng)?shù)娜趸蕘肀苊庠谔囟娖匠霈F(xiàn)削波，以弱化輸入信號(hào)VIp 和VIn。在弱化輸入模擬信號(hào)VIp和VIn的操作區(qū)中，如果輸入模擬信號(hào)VIp和Vin已增 力口，那么輸出數(shù)字信號(hào)VOp和VOn的每一個(gè)的脈沖寬度調(diào)制因子的上限值需要保持在某一 定值。例如，脈沖寬度調(diào)制因子的上限值可根據(jù)輸入模擬信號(hào)VIp和VIn的每一個(gè)的幅度 增加而略為降低。(7)盡管在第六實(shí)施例中DSP 400執(zhí)行PWM處理403，但是可以代之以執(zhí)行PDM (脈 沖密度調(diào)制)處理，以生成具有對(duì)應(yīng)于調(diào)制信號(hào)電平的時(shí)間密度的脈沖。 盡管在第六實(shí)施例中由DSP 400執(zhí)行可變?cè)鲆娣糯筇幚?01、DRC處理402以及 PWM處理403，但是可在開關(guān)放大級(jí)410之前布置用于分別執(zhí)行可變?cè)鲆娣糯筇幚?01、DRC 處理402以及PWM處理403的數(shù)字電路或模擬電路，而不是安排DSP 400。
權(quán)利要求
一種D類放大器，包括放大器，所述放大器基于輸入信號(hào)生成用于驅(qū)動(dòng)負(fù)載的數(shù)字信號(hào)；衰減器，所述衰減器根據(jù)衰減命令信號(hào)來衰減所述輸入信號(hào)；削波防止控制器，所述削波防止控制器在所述數(shù)字信號(hào)進(jìn)入削波狀態(tài)或者近削波狀態(tài)時(shí)輸出所述衰減命令信號(hào)，以衰減所述輸入信號(hào)，以及三角波發(fā)生器，用于輸出三角波信號(hào)，其中所述放大器包括誤差積分器，所述誤差積分器用于對(duì)所述輸入信號(hào)與所述數(shù)字信號(hào)之間的誤差進(jìn)行積分并且輸出指示積分誤差的輸出信號(hào)；和脈沖寬度調(diào)制器，所述脈沖寬度調(diào)制器用于基于來自所述誤差積分器的所述輸出信號(hào)與所述三角波信號(hào)之間的比較來輸出所述數(shù)字信號(hào)，所述數(shù)字信號(hào)是根據(jù)來自所述誤差積分器的所述輸出信號(hào)的電平而被脈沖寬度調(diào)制的，以及其中在來自所述誤差積分器的所述輸出信號(hào)超過參考電平時(shí)，所述削波防止控制器檢測(cè)所述數(shù)字信號(hào)進(jìn)入削波狀態(tài)或近削波狀態(tài)。
2.如權(quán)利要求1所述的D類放大器，其中所述削波防止控制器包括比較電壓發(fā)生器，所述比較電壓發(fā)生器用于生成處于下 述電平的比較電壓，在該電平處所述比較電壓與所述三角波信號(hào)相交；和比較器，所述比較 器用于比較所述比較電壓與所述三角波信號(hào)，以輸出所述衰減命令信號(hào)。
3.如權(quán)利要求1所述的D類放大器，其中所述衰減器由連接到所述放大器的開關(guān)構(gòu)成，并且所述衰減器通過根據(jù)所述衰減 命令信號(hào)使所述開關(guān)導(dǎo)通來衰減所述輸入信號(hào)。
4.如權(quán)利要求3所述的D類放大器， 其中所述開關(guān)是晶體管。
5.如權(quán)利要求3所述的D類放大器，其中所述開關(guān)經(jīng)由電阻器連接到所述誤差積分器。
6.如權(quán)利要求1所述的D類放大器，其中其中所述衰減器通過根據(jù)所述衰減命令信號(hào)以預(yù)定的時(shí)間間隔間歇地使所述輸入信 號(hào)變?yōu)?V，來衰減所述輸入信號(hào)。
7.如權(quán)利要求1所述的D類放大器，其中所述放大器包括向所述誤差積分器提供正相信號(hào)的第一電阻器和向所述誤差積分器 提供負(fù)相信號(hào)的第二電阻器，以及所述衰減器連接在所述第一電阻器與所述第二電阻器之間。
8.如權(quán)利要求1所述的D類放大器，其中所述削波防止控制器連接到所述放大器中的預(yù)定節(jié)點(diǎn)，以從所述放大器中的所述預(yù)定 節(jié)點(diǎn)接收所述輸出信號(hào)。
9.如權(quán)利要求8所述的D類放大器，其中所述削波防止控制器根據(jù)來自所述放大器中所述預(yù)定節(jié)點(diǎn)的信號(hào)來輸出所述衰減命 令信號(hào)。
10.如權(quán)利要求8所述的D類放大器，其中 所述預(yù)定節(jié)點(diǎn)是所述誤差積分器的輸出端子。
11.如權(quán)利要求1所述的D類放大器，其中在所述數(shù)字信號(hào)進(jìn)入削波狀態(tài)或近削波狀態(tài)時(shí)，間歇地衰減所述輸入信號(hào)。
12.如權(quán)利要求1 11中任何一項(xiàng)所述的D類放大器， 其中所述輸入信號(hào)是模擬信號(hào)或數(shù)字信號(hào)。
13.—種D類放大器，包括放大器，所述放大器基于輸入信號(hào)生成用于驅(qū)動(dòng)負(fù)載的數(shù)字信號(hào)； 衰減器，所述衰減器根據(jù)衰減命令信號(hào)來衰減所述輸入信號(hào)； 削波防止控制器，所述削波防止控制器在所述數(shù)字信號(hào)進(jìn)入削波狀態(tài)或者近削波狀態(tài) 時(shí)輸出所述衰減命令信號(hào)，以衰減所述輸入信號(hào)；以及 三角波發(fā)生器，用于輸出三角波信號(hào)，其中所述放大器包括誤差積分器，所述誤差積分器用于對(duì)所述輸入信號(hào)與所述數(shù)字 信號(hào)之間的誤差進(jìn)行積分并且輸出指示積分誤差的輸出信號(hào)；和脈沖寬度調(diào)制器，所述脈 沖寬度調(diào)制器用于基于來自所述誤差積分器的所述輸出信號(hào)與所述三角波信號(hào)之間的比 較來輸出所述數(shù)字信號(hào)，所述數(shù)字信號(hào)是根據(jù)來自所述誤差積分器的所述輸出信號(hào)的電平 而被脈沖寬度調(diào)制的，以及其中所述削波防止控制器保持表示所述脈沖寬度調(diào)制器中在所述三角波信號(hào)的峰值 時(shí)刻或者所述峰值時(shí)刻的周邊時(shí)刻來自所述誤差積分器的輸出信號(hào)與三角波信號(hào)之間的 比較結(jié)果的信號(hào)，并且基于所保持的信號(hào)來檢測(cè)所述數(shù)字信號(hào)處于所述削波狀態(tài)或者近削 波狀態(tài)。
14.如權(quán)利要求13所述的D類放大器，其中所述削波防止控制器包括比較電壓發(fā)生器，用于基于所保持的信號(hào)來檢測(cè)所述數(shù)字信號(hào)進(jìn)入削波狀態(tài)或近削波 狀態(tài)，并且生成處于下述電平的比較電壓，在該電平處所述比較電壓與所述三角波信號(hào)相 交，以及比較器，用于比較所述比較電壓與所述三角波信號(hào)，以輸出所述衰減命令信號(hào)。
15.如權(quán)利要求13所述的D類放大器，其中所述衰減器由連接到所述放大器的開關(guān)構(gòu)成，并且所述衰減器通過根據(jù)所述衰減 命令信號(hào)導(dǎo)通所述開關(guān)來衰減所述輸入信號(hào)。
16.如權(quán)利要求15所述的D類放大器， 其中所述開關(guān)是晶體管。
17.如權(quán)利要求15所述的D類放大器，其中所述開關(guān)經(jīng)由電阻器連接到所述誤差積分器。
18.如權(quán)利要求13所述的D類放大器，其中所述衰減器通過根據(jù)所述衰減命令信號(hào)以預(yù)定的時(shí)間間隔間歇地使所述輸入信號(hào)變 為0V，來衰減所述輸入信號(hào)。
19.如權(quán)利要求13所述的D類放大器，其中所述放大器包括向所述誤差積分器提供正相信號(hào)的第一電阻器和向所述誤差積分器 提供負(fù)相信號(hào)的第二電阻器，以及所述衰減器連接在所述第一電阻器與所述第二電阻器之間。
20.如權(quán)利要求13所述的D類放大器，其中所述削波防止控制器連接到所述脈沖寬度調(diào)制器中的預(yù)定節(jié)點(diǎn)，以從所述脈沖寬度調(diào) 制器中的所述預(yù)定節(jié)點(diǎn)接收所述信號(hào)。
21.如權(quán)利要求20所述的D類放大器，其中所述削波防止控制器根據(jù)來自所述脈沖寬度調(diào)制器中的所述預(yù)定節(jié)點(diǎn)的所述信號(hào)來 輸出所述衰減命令信號(hào)。
22.如權(quán)利要求21所述的D類放大器，其中所述脈沖寬度調(diào)制器包括比較器，所述比較器比較來自所述誤差積分器的所述輸 出信號(hào)與所述三角波信號(hào)，以及其中所述預(yù)定節(jié)點(diǎn)是所述比較器的輸出端子。
23.如權(quán)利要求21所述的D類放大器，其中所述脈沖寬度調(diào)制器包括比較器，所述比較器比較來自所述誤差積分器的所述輸 出信號(hào)與所述三角波信號(hào)，以及其中所述削波防止控制器接收所述比較器的輸出信號(hào)作為所述信號(hào)。
24.如權(quán)利要求13所述的D類放大器，其中在所述數(shù)字信號(hào)進(jìn)入削波狀態(tài)或近削波狀態(tài)時(shí)，間歇地衰減所述輸入信號(hào)。
25.如權(quán)利要求13 24中任何一項(xiàng)所述的D類放大器， 其中所述輸入信號(hào)是模擬信號(hào)或數(shù)字信號(hào)。
全文摘要
一種D類放大器，包括根據(jù)輸入信號(hào)生成驅(qū)動(dòng)負(fù)載的數(shù)字信號(hào)的放大器；根據(jù)衰減命令信號(hào)衰減輸入信號(hào)的衰減器；以及當(dāng)數(shù)字信號(hào)進(jìn)入削波狀態(tài)或者近削波狀態(tài)時(shí)，輸出衰減命令信號(hào)以間歇地衰減輸入信號(hào)的削波防止控制器。
文檔編號(hào)H03F3/217GK101807887SQ201010147558
公開日2010年8月18日 申請(qǐng)日期2006年9月28日 優(yōu)先權(quán)日2005年9月28日
發(fā)明者前島利夫, 巖松正幸 申請(qǐng)人:雅馬哈株式會(huì)社