一種d類音頻功放的輸入級全差分運(yùn)算放大器的制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種D類音頻功放的輸入級全差分運(yùn)算放大器，包括第一輸入電阻、第二輸入電阻、第一反饋電阻、第二反饋電阻、放大電路、第一數(shù)字傳輸門、第二數(shù)字傳輸門、數(shù)字傳輸門控制比較器，其中，還包括單位增益負(fù)反饋電路、第一開關(guān)、第二開關(guān)、第三開關(guān)、第四開關(guān)、第五開關(guān)、第六開關(guān)、開關(guān)控制比較器和反相器。本實(shí)用新型的D類音頻功率放大器輸入級全差分運(yùn)算放大器降低了靜音時(shí)輸出端的噪聲，加快了放大器啟動(dòng)到正常所需的工作點(diǎn)的速度，同時(shí)大大放大器啟動(dòng)時(shí)的‘click?and?pop’噪聲以及靜音時(shí)吱吱的底噪聲。
【專利說明】—種D類音頻功放的輸入級全差分運(yùn)算放大器
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種輸入級全差分運(yùn)算放大器，尤其涉及一種D類音頻功放的輸入級全差分運(yùn)算放大器。
【背景技術(shù)】
[0002]D類音頻功率放大器最大的優(yōu)勢在于其轉(zhuǎn)換效率很高，理論上可以達(dá)到100%，而實(shí)際效率也可以達(dá)到85%以上。D類音頻功率放大器系統(tǒng)一般采用全差分運(yùn)算放大器做為輸入級。前置全差分運(yùn)算放大器的功能是調(diào)節(jié)整個(gè)芯片的增益，要求能夠得到盡可能大的線性度和盡可能低的噪聲。D類音頻功率放大器啟動(dòng)或靜音時(shí)，輸入級全差分運(yùn)算放大器工作在關(guān)斷狀態(tài)。
[0003]如圖1所示，現(xiàn)有技術(shù)中的D類音頻功放的輸入級全差分運(yùn)算放大器包含有放大電路、數(shù)字傳輸門控制比較器、數(shù)字傳輸門、輸入電阻和反饋電阻。在D類音頻功率放大器啟動(dòng)或靜音時(shí)，數(shù)字傳輸門導(dǎo)通，運(yùn)算放大器工作在關(guān)斷狀態(tài)。但是，數(shù)字傳輸門導(dǎo)通和關(guān)斷時(shí)，運(yùn)算放大器的輸出端產(chǎn)生高頻、大幅度的紋波，最終在D類功率放大器的輸出端產(chǎn)生噪聲，特別是放大器啟動(dòng)時(shí)的‘click and pop’噪聲以及靜音時(shí)吱吱的底噪聲。
[0004]因此，本領(lǐng)域的技術(shù)人員致力于開發(fā)一種D類音頻功放的輸入級全差分運(yùn)算放大器以克服上述缺陷。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0005]有鑒于現(xiàn)有技術(shù)的上述缺陷，本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種D類音頻功放的輸入級全差分運(yùn)算放大器，以降低現(xiàn)有技術(shù)中的D類音頻功率放大器由于輸入級全差分運(yùn)算放大器中的數(shù)字傳輸門導(dǎo)通或關(guān)斷而導(dǎo)致輸出的噪聲，同時(shí)加快放大器啟動(dòng)到正常所需的工作點(diǎn)的速度，大大降低放大器啟動(dòng)時(shí)的‘click and pop’噪聲以及靜音時(shí)吱吱的底噪聲。
[0006]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型提供了一種D類音頻功放的輸入級全差分運(yùn)算放大器，包括第一輸入電阻、第二輸入電阻、第一反饋電阻、第二反饋電阻、放大電路、第一數(shù)字傳輸門、第二數(shù)字傳輸門、數(shù)字傳輸門控制比較器，其中，還包括單位增益負(fù)反饋電路、第一開關(guān)、第二開關(guān)、第三開關(guān)、第四開關(guān)、第五開關(guān)、第六開關(guān)、開關(guān)控制比較器和反相器；其中，所述第一開關(guān)和第三開關(guān)的一端分別連接到所述放大電路的正負(fù)輸入端，所述放大電路的正負(fù)輸出端分別通過所述第二開關(guān)和第四開關(guān)連接到輸出信號VOP和VON ;所述第一數(shù)字傳輸門和第二數(shù)字傳輸門的一端分別連接到所述放大電路的正負(fù)輸入端，另一端分別通過所述第一反饋電阻和第二反饋電阻連接到所述第二開關(guān)和第四開關(guān)的一端；共模電平連接到所述放大電路，同時(shí)也連接到所述第五開關(guān)的一端，所述第五開關(guān)的另一端連接到所述單位增益負(fù)反饋電路的正輸入端，所述單位增益負(fù)反饋電路的負(fù)輸入端與輸出端相連接后再連接到所述第六開關(guān)的一端，第六開關(guān)的另一端分別連接到輸出信號VOP和VON ;所述開關(guān)控制比較器的輸出端連接到所述反相器的輸入端；所述數(shù)字傳輸門控制比較器與所述第一數(shù)字傳輸門和第二數(shù)字傳輸門連接。
[0007]根據(jù)上述的D類音頻功放的輸入級全差分運(yùn)算放大器，其中，輸入信號INP和INN分別通過所述第一輸入電阻和第二輸入電阻連接到所述第一開關(guān)和第三開關(guān)的另一端。
[0008]根據(jù)上述的D類音頻功放的輸入級全差分運(yùn)算放大器，其中，所述開關(guān)控制比較器和數(shù)字傳輸門控制比較器的正輸入端均與輸入控制信號Von相連接，負(fù)輸入端分別連接所述開關(guān)控制比較器的輸入?yún)⒖茧娖胶退鰯?shù)字傳輸門比較器的輸入?yún)⒖茧娖健?br> [0009]根據(jù)上述的D類音頻功放的輸入級全差分運(yùn)算放大器，其中，所述開關(guān)控制比較器和數(shù)字傳輸門控制比較器分別輸出控制信號用于控制所述第一開關(guān)、第二開關(guān)、第三開關(guān)、第四開關(guān)和所述第一數(shù)字傳輸門和第二數(shù)字傳輸門。
[0010]根據(jù)上述的D類音頻功放的輸入級全差分運(yùn)算放大器，其中，所述反相器輸出的控制信號用于控制所述第五開關(guān)和第六開關(guān)。
[0011]根據(jù)上述的D類音頻功放的輸入級全差分運(yùn)算放大器，其中，所述數(shù)字傳輸門控制比較器的輸出信號輸入所述第一數(shù)字傳輸門和第二數(shù)字傳輸門的控制端。
[0012]根據(jù)上述的D類音頻功放的輸入級全差分運(yùn)算放大器，其中，所述開關(guān)控制比較器的參考電平高于所述數(shù)字傳輸門控制比較器的參考電平。
[0013]因此，在本實(shí)用新型的D類音頻功放的輸入級全差分運(yùn)算放大器中，當(dāng)放大器在開機(jī)啟動(dòng)過程中時(shí)，輸入控制信號到開關(guān)控制比較器和數(shù)字傳輸門比較器，當(dāng)輸入控制信號低于開關(guān)控制比較器的參考電平時(shí)，開關(guān)控制比較器輸出低電平，輸入級運(yùn)算放大器接為單位增益負(fù)反饋結(jié)構(gòu)，數(shù)字傳輸門關(guān)斷，放大器輸出電壓逐漸上升到需要的共模電平。當(dāng)輸入控制信號高于數(shù)字傳輸門比較器的參考電平時(shí)，數(shù)字傳輸門比較器輸出高電平，數(shù)字傳輸門導(dǎo)通。當(dāng)輸入控制信號高于開關(guān)控制比較器參考電平時(shí)，開光控制比較器輸出高電平，數(shù)字傳輸門導(dǎo)通，單位增益負(fù)反饋結(jié)構(gòu)失效，輸入級運(yùn)算放大器進(jìn)入正常工作，接為全差分運(yùn)算放大器結(jié)構(gòu)。由于開關(guān)控制比較器參考電平高于數(shù)字傳輸門控制比較器參考電平，當(dāng)數(shù)字傳輸門導(dǎo)通或關(guān)斷時(shí)，運(yùn)算放大器仍接為單位增益負(fù)反饋結(jié)構(gòu)，放大器正負(fù)端輸出會被慢慢充電到所需的共模電平VCM，建立到所需的工作點(diǎn)，放大器差分輸出極小，抑制了在芯片開機(jī)瞬間大的‘click and pop’噪聲，同時(shí)在芯片靜音時(shí),放大器接成差分輸出為零的單位增益結(jié)構(gòu)，不會對輸入端的噪聲進(jìn)行放大，從而抑制了靜音時(shí)的吱吱噪聲。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]圖1是現(xiàn)有技術(shù)中D類音頻功放的輸入級全差分運(yùn)算放大器的電路結(jié)構(gòu)圖；
[0015]圖2是本實(shí)用新型的D類音頻功放的輸入級全差分運(yùn)算放大器的電路結(jié)構(gòu)圖。
【具體實(shí)施方式】
[0016]以下將結(jié)合附圖對本實(shí)用新型的構(gòu)思、具體結(jié)構(gòu)及產(chǎn)生的技術(shù)效果作進(jìn)一步說明，以充分地了解本實(shí)用新型的目的、特征和效果。
[0017]如圖2所示，本實(shí)用新型的D類音頻功放的輸入級全差分運(yùn)算放大器包括放大電路10、數(shù)字傳輸門控制比較器20、數(shù)字傳輸門TG20和TG30、輸入電阻Rin和反饋電阻Rf，單位增益負(fù)反饋電路40，開關(guān)Kl、K2、K3、K4、K5、K6，開關(guān)控制比較器30和反相器50。
[0018]輸入信號INP和INN分別通過電阻Rin連接到開關(guān)Kl和K3，開關(guān)Kl和K3分別連接到放大電路10的正負(fù)輸入端，放大電路10的正負(fù)輸出端分別通過開關(guān)K2和K4連接到輸出信號VOP和V0N。傳輸門TG20和TG30 —端分別連接到放大電路10的正負(fù)輸入端，另一端分別通過電阻Rf連接到開關(guān)K2和K4的一端。共模電平Vcm連接到放大電路10，同時(shí)也連接到開關(guān)K5 —端，開關(guān)K5的另一端連接到單位增益負(fù)反饋電路40正輸入端，單位增益負(fù)反饋電路40負(fù)輸入端與輸出端相連接成為單位增益放大器，單位增益負(fù)反饋電路40的輸出端連接到開關(guān)K6的一端，開關(guān)K6的另一端分別連接到輸出信號VOP和V0N。控制信號Von輸入到開關(guān)控制比較器30和數(shù)字傳輸門控制比較器20的正輸入端，開關(guān)控制比較器30和數(shù)字傳輸門控制比較器20負(fù)輸入端分別連接開關(guān)控制比較器30的輸入?yún)⒖茧娖絍refl和數(shù)字傳輸門比較器20的輸入?yún)⒖茧娖絍ref2，開關(guān)控制比較器30的輸出端經(jīng)由ctrl連接到反相器50輸入端,反相器50輸出控制信號ctr去控制開關(guān)K5、K6。開關(guān)控制比較器30和數(shù)字傳輸門控制比較器20分別輸出控制信號ctr和OE去控制開關(guān)K1、K2、K3、K4和數(shù)字傳輸門TG20、TG30。
[0019]其中，控制信號Von輸入數(shù)字傳輸門控制比較器20和開關(guān)控制比較器30，分別與數(shù)字傳輸門參考電平Vref2和開關(guān)控制比較器參考電平Vrefl進(jìn)行比較。數(shù)字傳輸門控制比較器20與數(shù)字傳輸門TG20、TG30連接，數(shù)字傳輸門控制比較器20的輸出信號輸入數(shù)字傳輸門TG20、TG30控制端，當(dāng)數(shù)字傳輸門控制比較器20輸出高電平時(shí)，數(shù)字傳輸門TG20、TG30導(dǎo)通；開關(guān)控制比較器30與反相器50和開關(guān)Kl、K2、K3、K4的開關(guān)控制端連接，開關(guān)控制比較器30的輸出信號輸入反相器50和開關(guān)K1、K2、K3、K4控制端ctrl，當(dāng)開關(guān)控制比較器30輸出高電平時(shí)，開關(guān)Kl、K2、K3、K4導(dǎo)通；反相器50與開關(guān)K5、K6連接，反相器50的輸出信號輸入開關(guān)K5、K6控制端，當(dāng)反相器50輸出高電平時(shí),開關(guān)K5、K6閉合。
[0020]開關(guān)Kl與輸入電阻Rin、放大電路10輸入端、數(shù)字傳輸門TG20連接；開關(guān)K3與輸入電阻Rin、放大電路10輸入端、數(shù)字傳輸門TG30連接；開關(guān)K2、K4與反饋電阻Rf、放大電路10輸出端連接。
[0021]開關(guān)K5與單位增益負(fù)反饋電路40輸入端連接，輸入共模電平Vcm通過開關(guān)K5輸入單位增益負(fù)反饋電路40輸入端，開關(guān)K6與單位增益負(fù)反饋電路40輸出端連接，單位增益負(fù)反饋電路40輸出共模電平通過開關(guān)K6分別輸出運(yùn)算放大器的兩個(gè)輸出信號VON和VOP。
[0022]在芯片啟動(dòng)或靜音時(shí),輸入控制信號Von低于開關(guān)控制比較器30的輸入?yún)⒖茧娖絍refl時(shí)，開關(guān)控制比較器30輸出低電平，開關(guān)K5、K6閉合，輸入級運(yùn)算放大器接為單位增益負(fù)反饋結(jié)構(gòu)，輸出信號VOP、VON會逐漸上升到共模電平Vcm，建立好工作點(diǎn)，放大器差分輸出極小，抑制了在芯片開機(jī)瞬間大的‘click and pop’噪聲，同時(shí)在芯片靜音時(shí),放大器接成差分輸出為零的單位增益結(jié)構(gòu)，放大器不會對輸入端的噪聲進(jìn)行放大，抑制了靜音時(shí)的吱吱噪聲。
[0023]當(dāng)芯片啟動(dòng)好，進(jìn)入正常工作狀態(tài)時(shí)，輸入控制信號Von高于數(shù)字傳輸門比較器20的輸入?yún)⒖茧娖絍ref2時(shí)，數(shù)字傳輸門比較器20輸出高電平，數(shù)字傳輸門TG20、TG30導(dǎo)通；當(dāng)輸入控制信號Von高于開關(guān)控制比較器30的輸入?yún)⒖茧娖絍refl時(shí)，開關(guān)控制比較器30輸出高電平，開關(guān)Kl、K2、K3、K4閉合，開關(guān)K5、K6關(guān)斷，輸入級運(yùn)算放大器接為全差分運(yùn)算放大器，分別輸出放大信號VOP、V0N,進(jìn)入放大工作狀態(tài)。
[0024]開關(guān)控制比較器30的輸入?yún)⒖茧娖絍refl高于數(shù)字傳輸門控制比較器20的輸入?yún)⒖茧娖絍ref2，當(dāng)數(shù)字傳輸門TG20、TG30導(dǎo)通或關(guān)斷時(shí)，運(yùn)算放大器仍接為單位增益負(fù)反饋結(jié)構(gòu)，輸出信號VOP、VON會逐漸上升到共模電平Vcm，建立好工作點(diǎn)，放大器差分輸出極小，抑制了在芯片開機(jī)瞬間大的‘click and pop’噪聲，同時(shí)在芯片靜音時(shí),放大器接成差分輸出為零的單位增益結(jié)構(gòu)，放大器不會對輸入端的噪聲進(jìn)行放大，抑制了靜音時(shí)的吱吱噪聲。抑制了輸出端大幅度、高頻紋波的產(chǎn)生，降低了 D類音頻功率放大器由于輸入級全差分運(yùn)放中數(shù)字傳輸門導(dǎo)通或關(guān)斷而導(dǎo)致輸出的噪聲。
[0025]以上詳細(xì)描述了本實(shí)用新型的較佳具體實(shí)施例。應(yīng)當(dāng)理解，本領(lǐng)域的普通技術(shù)無需創(chuàng)造性勞動(dòng)就可以根據(jù)本實(shí)用新型的構(gòu)思作出諸多修改和變化。因此，凡本【技術(shù)領(lǐng)域】中技術(shù)人員依本實(shí)用新型的構(gòu)思在現(xiàn)有技術(shù)的基礎(chǔ)上通過邏輯分析、推理或者有限的實(shí)驗(yàn)可以得到的技術(shù)方案，皆應(yīng)在由權(quán)利要求書所確定的保護(hù)范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種D類音頻功放的輸入級全差分運(yùn)算放大器,包括第一輸入電阻、第二輸入電阻、第一反饋電阻、第二反饋電阻、放大電路、第一數(shù)字傳輸門、第二數(shù)字傳輸門、數(shù)字傳輸門控制比較器，其特征在于，還包括單位增益負(fù)反饋電路、第一開關(guān)、第二開關(guān)、第三開關(guān)、第四開關(guān)、第五開關(guān)、第六開關(guān)、開關(guān)控制比較器和反相器；其中，所述第一開關(guān)和第三開關(guān)的一端分別連接到所述放大電路的正負(fù)輸入端，所述放大電路的正負(fù)輸出端分別通過所述第二開關(guān)和第四開關(guān)連接到輸出信號VOP和VON ;所述第一數(shù)字傳輸門和第二數(shù)字傳輸門的一端分別連接到所述放大電路的正負(fù)輸入端，另一端分別通過所述第一反饋電阻和第二反饋電阻連接到所述第二開關(guān)和第四開關(guān)的一端；共模電平連接到所述放大電路，同時(shí)也連接到所述第五開關(guān)的一端，所述第五開關(guān)的另一端連接到所述單位增益負(fù)反饋電路的正輸入端，所述單位增益負(fù)反饋電路的負(fù)輸入端與輸出端相連接后再連接到所述第六開關(guān)的一端，第六開關(guān)的另一端分別連接到輸出信號VOP和V0N;所述開關(guān)控制比較器的輸出端連接到所述反相器的輸入端；所述數(shù)字傳輸門控制比較器與所述第一數(shù)字傳輸門和第二數(shù)字傳輸門連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的D類音頻功放的輸入級全差分運(yùn)算放大器，其特征在于，輸入信號INP和INN分別通過所述第一輸入電阻和第二輸入電阻連接到所述第一開關(guān)和第三開關(guān)的另一端。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的D類音頻功放的輸入級全差分運(yùn)算放大器，其特征在于，所述開關(guān)控制比較器和數(shù)字傳輸門控制比較器的正輸入端均與輸入控制信號Von相連接，負(fù)輸入端分別連接所述開關(guān)控制比較器的輸入?yún)⒖茧娖胶退鰯?shù)字傳輸門比較器的輸入?yún)⒖茧娖健?br> 4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的D類音頻功放的輸入級全差分運(yùn)算放大器，其特征在于，所述開關(guān)控制比較器和數(shù)字傳輸門控制比較器分別輸出控制信號用于控制所述第一開關(guān)、第二開關(guān)、第三開關(guān)、第四開關(guān)和所述第一數(shù)字傳輸門和第二數(shù)字傳輸門。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的D類音頻功放的輸入級全差分運(yùn)算放大器，其特征在于，所述反相器輸出的控制信號用于控制所述第五開關(guān)和第六開關(guān)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的D類音頻功放的輸入級全差分運(yùn)算放大器，其特征在于，所述數(shù)字傳輸門控制比較器的輸出信號輸入所述第一數(shù)字傳輸門和第二數(shù)字傳輸門的控制端。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的D類音頻功放的輸入級全差分運(yùn)算放大器，其特征在于，所述開關(guān)控制比較器的參考電平高于所述數(shù)字傳輸門控制比較器的參考電平。
【文檔編號】H03F3/217GK203537330SQ201320395328
【公開日】2014年4月9日 申請日期:2013年7月3日 優(yōu)先權(quán)日:2013年7月3日
【發(fā)明者】馬琳, 黃武康, 楊志飛, 代軍, 湛衍, 姚遠(yuǎn), 張偉, 潘慧君, 楊小波, 殷明 申請人:嘉興禾潤電子科技有限公司