專利名稱：差頻消除電路、脈沖寬度調(diào)制信號產(chǎn)生電路與放大器電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型關(guān)于一種多聲道的放大器電路，特別關(guān)于一種可消除不同聲道的差頻效應(yīng)的放大器電路。
技術(shù)背景 近年來，可攜式電子裝置(例如移動電話、個人數(shù)字助理PDA、平板電腦等)的技術(shù)快速地發(fā)展，使得可攜式電子裝置的相關(guān)產(chǎn)品越來越多元化，其中，多媒體影音服務(wù)已成為各產(chǎn)品中關(guān)鍵且不可或缺的主要功能之一。因此，一個省電且高效率音頻功率放大器是必然需要的。由于D類放大器的電路面積小，并且可達(dá)到90%以上的放大效率，很適合應(yīng)用于小型的電子產(chǎn)品，因此近年來D類放大器開始漸漸取代AB類功率放大器，而成為音頻功率放大器的主流。D類放大器又可稱數(shù)字式功率放大器，其可將輸入的模擬信號經(jīng)調(diào)制且放大后，產(chǎn)生數(shù)字式的放大輸出。圖I顯示一基本的D類放大器電路圖，其中輸入信號Vin經(jīng)由脈沖寬度調(diào)制器(Pulse Width Modulation) 101調(diào)制成數(shù)字信號后，傳送至驅(qū)動電路102與103，并由功率晶體管(Ql，Q2)放大輸出，再經(jīng)由低通濾波器104取出原輸入端的音頻信號送至喇叭105輸出。由于功率晶體管的輸入為數(shù)字信號，功率晶體管Ql與Q2工作于飽和與截止兩個狀態(tài)，因此功率晶體管Ql與Q2本身所消耗功率將非常小，提高整個放大器的效率，且可更進(jìn)一步使散熱裝置大幅減小，因此在元件的設(shè)計上可以大幅縮小D類放大器的體積。此外，一般而言，AB類功率放大器的放大效率僅約50%。然而，D類放大器可達(dá)到90%以上，甚至接近100%的放大效率。因此，D類放大器開始被廣泛應(yīng)用于音頻功率放大的領(lǐng)域中。然而，在多聲道音頻信號放大的應(yīng)用中，因不同聲道所調(diào)制后的數(shù)字信號可能具有不同的振蕩頻率，因而在不同聲道之間的音頻信號頻率差可能產(chǎn)生差頻(beatfrequency)的現(xiàn)象。假若頻率差距落在人耳可聽到的音頻范圍內(nèi)，在無音樂信號輸入時，這樣的差頻就會清楚的被使用者聽到，造成噪聲的困擾。因此，因差頻造成噪聲的現(xiàn)象為多聲道音頻信號放大的領(lǐng)域中極度需要被解決的問題。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型提供一種差頻消除電路，適用于一放大器電路，包括一耦合裝置，耦接于放大器電路的兩信號處理路徑之間，用以補(bǔ)償信號處理路徑的輸出信號間的差頻效應(yīng)。根據(jù)本實(shí)用新型所述的差頻消除電路，其中，該耦合裝置至少包括一電容。本實(shí)用新型另提供一種脈沖寬度調(diào)制信號產(chǎn)生電路，包括至少兩個脈沖寬度調(diào)制器以及至少一耦合裝置。每一個該脈沖寬度調(diào)制器分別根據(jù)于一信號輸入端接收的一輸入信號以產(chǎn)生一脈沖寬度調(diào)制信號。耦合裝置耦接于兩個該信號輸入端之間，用以同步兩個該信號輸入端間的輸入信號的振蕩頻率。[0010]根據(jù)本實(shí)用新型所述的脈沖寬度調(diào)制信號產(chǎn)生電路，其中，該耦合裝置交流耦合所述輸入信號。根據(jù)本實(shí)用新型所述的脈沖寬度調(diào)制信號產(chǎn)生電路，其中，該耦合裝置包括一電容。根據(jù)本實(shí)用新型所述的脈沖寬度調(diào)制信號產(chǎn)生電路路，其中，該脈沖寬度調(diào)制器包括一積分器電路，用以積分該輸入信號以產(chǎn)生一積分信號；以及一比較器電路，接收該積分信號與一參考信號，用以比較該積分信號與該參考信號的信號電平以產(chǎn)生該脈沖寬度調(diào)制信號。本實(shí)用新型另提供一種放大器電路，包括至少兩信號處理路徑以及耦合裝置。每一個該信號處理路徑具有一脈沖寬度調(diào)制信號產(chǎn)生電路，根據(jù)于信號處理路徑上的一信號輸入端接收的一輸入信號產(chǎn)生一脈沖寬度調(diào)制信號；一驅(qū)動級電路，稱接至脈沖寬度調(diào)制信號產(chǎn)生電路，根據(jù)脈沖寬度調(diào)制信號產(chǎn)生一驅(qū)動信號；一輸出級電路，耦接至驅(qū)動級電路，根據(jù)驅(qū)動信號產(chǎn)生一放大輸出信號。該耦合裝置耦合于兩信號處理路徑之間，用以同步·輸入信號的振蕩頻率。根據(jù)本實(shí)用新型所述的放大器電路，其中，該耦合裝置交流耦合所述輸入信號。根據(jù)本實(shí)用新型所述的放大器電路，其中，該耦合裝置包括一電容。根據(jù)本實(shí)用新型所述的放大器電路，其中，該耦合裝置包括串接的一電容與一電阻。本實(shí)用新型可減少輸出信號之間的差頻現(xiàn)象。

圖I顯示一基本的D類放大器電路圖。圖2顯示根據(jù)本實(shí)用新型的一實(shí)施例所述的放大器電路。圖3顯示根據(jù)本實(shí)用新型的另一實(shí)施例所述的放大器電路。圖4顯示根據(jù)本實(shí)用新型的又另一實(shí)施例所述的放大器電路。圖5顯示根據(jù)本實(shí)用新型的又另一實(shí)施例所述的放大器電路。圖6顯示根據(jù)本實(shí)用新型的又另一實(shí)施例所述的放大器電路。附圖中符號的簡單說明如下101 :脈沖寬度調(diào)制器；102、103、262、264 :驅(qū)動電路；104 :低通濾波器;105 :喇叭；200、300、400、500、600 :放大器電路；202、302、402、502、602 :耦合裝置；204 :PWM 信號產(chǎn)生電路；206 :驅(qū)動級電路；208 :輸出級電路；242、244 :脈沖寬度調(diào)制器；246、248 :積分器電路；250、252 :比較器電路；282、284 :輸出電路；C1、C2、C3、C4、C5、C6、C7、C8、C9 :電容；
QU Q2 :晶體管；R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8 :電阻；ref :參考電平;SDril、SDri2、Slntl, Slnt2,Spwmi、Spwm2> Slril> Slri2> Vin、Vin+、Vin_、Voutl、Vout2 :信號；+Vdd> -Vdd 電壓。
具體實(shí)施方式
為使本實(shí)用新型的制造、操作方法、目標(biāo)和優(yōu)點(diǎn)能更明顯易懂，下文特舉幾個較佳實(shí)施例，并配合所附圖式，作詳細(xì)說明如下圖2顯示根據(jù)本實(shí)用新型的一實(shí)施例所述的放大器電路。根據(jù)本實(shí)用新型的一實(shí)施例，放大器電路200可適用于雙聲道以上的音頻放大應(yīng)用，因此放大器電路200可具有至少兩信號處理路徑，其中一條信號處理路徑用以產(chǎn)生一放大輸出信號。在如圖2所示的雙聲道實(shí)施例中，放大器電路200根據(jù)差動輸入信號Vin+與Vin-于兩信號處理路徑上分別產(chǎn)生放大輸出信號Voutl與Vout2，而放大輸出信號Voutl與Vout2可進(jìn)一步被傳送至喇叭(圖未示)，用以產(chǎn)生立體聲效果。如圖所示，放大器電路200包括耦合裝置202、脈沖寬度調(diào)制(Pulse WidthModulation，簡稱PWM)信號產(chǎn)生電路204、驅(qū)動級電路206以及輸出級電路208。PWM信號產(chǎn)生電路204可包括脈沖寬度調(diào)制器242與244，各脈沖寬度調(diào)制器可分別包括一積分器電路246或248、以及一比較器電路250或252。積分器電路246與248用以于信號輸入端接收差動輸入信號Vin+與Vin-、參考電壓ref以及放大輸出信號Vout I與Vout2的反饋信號，并且積分所述信號以分別產(chǎn)生積分信號Slntl與SInt2。比較器電路250與252用以分別接收積分信號Slntl與Slnt2以及參考信號Smi與SM2，并且比較積分信號與參考信號的信號電平以產(chǎn)生脈沖寬度調(diào)制信號Spwmi與SPWM2。驅(qū)動級電路206可包括驅(qū)動電路262與264，用以根據(jù)脈沖寬度調(diào)制信號Spwmi與Spwm2分別產(chǎn)生驅(qū)動信號Smi與Sm2。輸出級電路208可包括輸出電路282與284，分別由驅(qū)·動信號Smi與Sm2所驅(qū)動，用以產(chǎn)生放大輸出信號Voutl與Vout2，以推動耦接的喇叭負(fù)載(圖未示)。值得注意的是，傳統(tǒng)的雙聲道或多聲道放大器電路的實(shí)施方式為耦接多個單聲道的放大器芯片以產(chǎn)生立體聲效果，其中各個單聲道的放大器芯片用以產(chǎn)生一放大輸出信號。換言之，舉例而言，傳統(tǒng)若是要實(shí)施雙聲道放大器電路，就必須耦接兩個單聲道的放大器芯片，各用以處理一條信號處理路徑上的信號，以產(chǎn)生一放大輸出信號。然而，根據(jù)本實(shí)用新型的一實(shí)施例，如圖2所示的放大器電路200被整合于同一芯片上。不同于傳統(tǒng)使用多個單聲道的放大器芯片的技術(shù)，其中不同放大器芯片的參考信號Smi與Sm2各自獨(dú)立，不會互相干擾。然而，在如圖2所示的將兩信號處理路徑整合于同一芯片上時，則會遭遇到參考信號Smi與Sm2的振蕩頻率會因芯片內(nèi)的互相干擾而產(chǎn)生頻率差的問題，導(dǎo)致輸出的聲音信號有差頻(beat frequency)現(xiàn)象。假若此頻率差距落在人耳可聽到的音頻的范圍內(nèi)，在無音樂信號輸入時，這樣的頻率差就會清楚的被使用者聽到，造成噪聲的困擾。因此，為了消除放大輸出信號的差頻問題，根據(jù)本實(shí)用新型的一實(shí)施例，放大器電路200還包括一耦合裝置202耦接于信號輸入端之間，用以通過同步信號輸入端上的多個輸入信號的振蕩頻率補(bǔ)償輸出信號間的差頻效應(yīng)，使得所述信號的振蕩頻率大體相同。根據(jù)本實(shí)用新型的一實(shí)施例，耦合裝置202用以于高頻時交流耦合信號輸入端上的信號，補(bǔ)償上述信號的頻率差異，進(jìn)而達(dá)到振蕩頻率的同步，改善差頻現(xiàn)象。例如，根據(jù)本實(shí)用新型的一實(shí)驗(yàn)結(jié)果，在同步前，放大輸出信號Voutl與Vout2的振蕩頻率可分別為574. 2kHz以及564. 7kHz，其中頻率差高達(dá)9. 5kHz，通過耦合裝置同步后，可兩信號的振蕩頻率可調(diào)整為573. 7kHz。根據(jù)本實(shí)用新型的一實(shí)施例，耦合裝置202可包括電容Cl與C2，耦接于放大器電路200的信號輸入端，用以交流耦合信號輸入端上的信號。如此一來，即使放大器電路200的參考信號Smi與Sfti2的振蕩頻率有差異，也可減少脈沖寬度調(diào)制信號Spwmi與Spwm2之間、以及放大輸出信號Voutl與Vout2之間的差頻現(xiàn)象。[0034]圖3顯示根據(jù)本實(shí)用新型的另一實(shí)施例所述的放大器電路。圖3所示的放大器電路300的大部分元件與圖2所示的放大器電路200相同，因此相關(guān)介紹可參考圖2，并不再贅述。在此實(shí)施例中，耦合裝置302可包括串接的電容與電阻，例如C3與Rl以及C4與R2，耦接于放大器電路300的信號輸入端，其中電容用以交流耦合信號輸入端上的信號，電阻則是用以限制一信號處理路徑上的信號通過電容C3與C4流到另一信號處理路徑。圖4顯示根據(jù)本實(shí)用新型的又另一實(shí)施例所述的放大器電路。圖4所示的放大器電路400的大部分元件與圖2所示的放大器電路200相同，因此相關(guān)介紹可參考圖2，并不再贅述。在此實(shí)施例中，耦合裝置402可包括串接的電容與電阻，例如C5與R3以及C6與R4，耦接于放大器電路400的信號輸入端，其中電容用以交流耦合信號輸入端上的信號，電阻則是用以限制一信號處理路徑上的信號通過電容C5與C6流到另一信號處理路徑。圖5顯示根據(jù)本實(shí)用新型的又另一實(shí)施例所述的放大器電路。圖5所示的放大器電路500的大部分元件與圖2所示的放大器電路200相同，因此相關(guān)介紹可參考圖2，并不再贅述。在此實(shí)施例中，耦合裝置502可包括串接的電容與電阻，例如R5、C7、R7以及R6、CS、R8，耦接于放大器電路500的信號輸入端，其中電容用以交流耦合信號輸入端上的信 號，電阻則是用以限制一信號處理路徑上的信號通過電容C7與CS流到另一信號處理路徑。圖6顯示根據(jù)本實(shí)用新型的又另一實(shí)施例所述的放大器電路。圖6所示的放大器電路600的大部分元件與圖2所示的放大器電路200相同，因此相關(guān)介紹可參考圖2，并不再贅述。在此實(shí)施例中，放大器電路600于各信號處理路徑上分別包括一半橋式耦接的D類放大器。耦合裝置602包括電容C9，耦接于用以接收輸入信號Vin的兩信號輸入端之間，用以交流耦合信號輸入端上的信號。值得注意的是，耦合裝置602也可包括如圖4至圖6所示的限流電阻，用以限制一信號處理路徑上的信號通過電容流到另一信號處理路徑。此夕卜，值得注意的是，以上介紹的雙聲道實(shí)施例僅用以清楚闡述本實(shí)用新型的精神，并非用以限定本實(shí)用新型的范圍，本實(shí)用新型所提出的放大器電路當(dāng)可應(yīng)用在其它多聲道音頻信號放大的領(lǐng)域，并且如上所述，通過本實(shí)用新型所提出的耦合裝置同步后，各聲道的信號的振蕩頻率可大體相等。以上所述僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例，然其并非用以限定本實(shí)用新型的范圍，任何熟悉本項技術(shù)的人員，在不脫離本實(shí)用新型的精神和范圍內(nèi)，可在此基礎(chǔ)上做進(jìn)一步的改進(jìn)和變化，因此本實(shí)用新型的保護(hù)范圍當(dāng)以本申請的權(quán)利要求書所界定的范圍為準(zhǔn)。
權(quán)利要求1.一種差頻消除電路，其特征在于，適用于一放大器電路，包括 一耦合裝置，耦接于該放大器電路的兩信號處理路徑之間，用以補(bǔ)償所述信號處理路徑的輸出信號間的差頻效應(yīng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的差頻消除電路，其特征在于，該耦合裝置至少包括一電容。
3.一種脈沖寬度調(diào)制信號產(chǎn)生電路，其特征在于，包括 至少兩個脈沖寬度調(diào)制器，每一個該脈沖寬度調(diào)制器分別根據(jù)于一信號輸入端接收的一輸入信號以產(chǎn)生一脈沖寬度調(diào)制信號；以及 至少一耦合裝置，耦接于兩個該信號輸入端之間，用以同步兩個該信號輸入端間的該輸入信號的振蕩頻率。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的脈沖寬度調(diào)制信號產(chǎn)生電路，其特征在于，該耦合裝置交流耦合所述輸入信號。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的脈沖寬度調(diào)制信號產(chǎn)生電路，其特征在于，該耦合裝置包括一電容。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的脈沖寬度調(diào)制信號產(chǎn)生電路，其特征在于，該脈沖寬度調(diào)制器包括 一積分器電路，用以積分該輸入信號以產(chǎn)生一積分信號；以及一比較器電路，接收該積分信號與一參考信號，用以比較該積分信號與該參考信號的信號電平以產(chǎn)生該脈沖寬度調(diào)制信號。
7.一種放大器電路，其特征在于，包括 至少兩信號處理路徑，其中每一個該信號處理路徑具有 一脈沖寬度調(diào)制信號產(chǎn)生電路，根據(jù)于該信號處理路徑上的一信號輸入端接收的一輸入信號產(chǎn)生一脈沖寬度調(diào)制信號； 一驅(qū)動級電路，耦接至該脈沖寬度調(diào)制信號產(chǎn)生電路，根據(jù)該脈沖寬度調(diào)制信號產(chǎn)生一驅(qū)動信號；以及 一輸出級電路，耦接至該驅(qū)動級電路，根據(jù)該驅(qū)動信號產(chǎn)生一放大輸出信號；以及 一耦合裝置，耦合于該至少兩信號處理路徑之間，用以同步所述輸入信號的振蕩頻率。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的放大器電路，其特征在于，該耦合裝置交流耦合所述輸入信號。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的放大器電路，其特征在于，該耦合裝置包括一電容。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的放大器電路，其特征在于，該耦合裝置包括串接的一電容與一電阻。
專利摘要一種差頻消除電路、脈沖寬度調(diào)制信號產(chǎn)生電路與放大器電路，該差頻消除電路適用于一放大器電路，包括一耦合裝置，耦接于該放大器電路的兩信號處理路徑之間，用以補(bǔ)償所述信號處理路徑的輸出信號間的差頻效應(yīng)。本實(shí)用新型可減少輸出信號之間的差頻現(xiàn)象。
文檔編號H03F1/06GK202586876SQ20122008402
公開日2012年12月5日 申請日期2012年3月7日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月8日
發(fā)明者黃俊仁, 饒建奇, 汪信宏 申請人:普誠科技股份有限公司