CN100459423C

CN100459423C - 音频放大器

Info

Publication number: CN100459423C
Application number: CNB2003801057153A
Authority: CN
Inventors: 大栗一敦; 增田稔彦
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 2002-12-20
Filing date: 2003-12-12
Publication date: 2009-02-04
Anticipated expiration: 2023-12-12
Also published as: WO2004057757A1; US7209002B2; EP1575162A1; JP4078543B2; US20050285670A1; KR101015724B1; KR20050089158A; EP1575162A4; JP2004201185A; CN1723616A; EP1575162B1

Abstract

公开了一种音频放大器。在具有D类功率放大器的音频放大器中，在静噪时噪声被抑制。提供了采样率转换器电路(23)，用于将数字音频信号(S11)的采样率转换为数字音频信号(S23)，ΔΣ调制电路(14)，用于将数字音频信号(S23)重新量化为位减缩的数字音频信号(S14)。此外，还提供了PWM调制电路(15)，用于将数字音频信号(S14)转换为PWM信号(S15)，D类功率放大器(16)，将向该功率放大器(16)提供PWM信号(S15)。此外，还提供了抖动信号形成电路(18)，用于将抖动信号SDI重叠在数字音频信号(S23)中，异步检测电路(19)，用于形成静噪信号(SDET)。在静噪时，采样率转换器电路(23)的输入端被静噪信号(SDET)停止。

Description

音频放大器

技术领域

本发明涉及音频放大器。

背景技术

在音频放大器中，如果最后一级的功率放大器被配置有所谓的D类放大器，整体能够被数字化，并能够被配置为数字音频放大器。

图3显示了这样数字音频放大器的一个示例。即，数字音频信号S11从输入端子11被提供到过度采样电路12，其采样频率被过度采样到8倍的数字信号S12，此数字信号S12被通过可变衰减器电路13提供到Δ∑调制电路14，以便进行音量控制，并被重新量化到位减缩的数字信号S14。此外，此数字信号S14被提供到PWM调制电路15，并转换为PWM信号S15，然后，此PWM信号S15被提供到在D类操作的功率放大器16。

此功率放大器16配置有开关电路，该电路用于通过根据PWM信号S15切换电源电压进行功率放大，以及低通滤波器，用于通过平滑化切换输出来输出经过D/A转换的和功率放大的模拟音频信号。此外，通过功率放大器16，功率放大的音频信号被通过输出端子17提供到扬声器30。

此外，在系统控制器(未显示)中，形成音量控制信号SVOL，并将此信号SVOL作为控制信号提供到可变衰减器电路13。相应地，当操作音量控制的开关时，改变可变衰减器电路13的衰减级别，改变从扬声器30输出的再现声音的音量。

此外，在此情况下，Δ∑调制电路14包括针对量化误差的反馈回路，以便即使从可变衰减器电路13提供到Δ∑调制电路14的数字信号S12的含量为零，具有某个值的数字信号S14被相应地从Δ∑调制电路14输出，并且数字信号S14被相应地从扬声器30作为具有指定的频率的噪声输出。

因此，在抖动信号形成电路18中，形成微小级别的抖动信号SDI，此抖动信号SDI被提供到Δ∑调制电路14，并在重新量化时重叠在数字信号S12中。相应地，甚至在从可变衰减器电路13输出的数字信号S12的含量为零的情况下，Δ∑调制电路15的实际含量不变为零，以便它被抑制以输出噪声。

此外，在被提供到输入端子11的数字信号S11通过切换提供数字信号S11的源设备被切换或断开连接的情况下，数字信号S11的同步化被临时干扰，同步化的此干扰被相应地从扬声器30作为噪声输出。

因此，提供到输入端子11的数字信号S11被提供到异步检测电路19，并检测到S11的同步化的干扰。此外，此检测信号SDET被作为静音信号提供到电路12到14，当数字信号S11的同步化被干扰时，信号S12和S14的含量被设置为零，结果，从扬声器30输出的再现的声音。

上面是其中最后一级中的功率放大器17被配置有D类放大器的音频放大器的一个示例(参见日本公开专利申请OP2002-158543)。

顺便提一下，在如图3所示的音频放大器情况下，当由异步检测电路19的检测信号SDET执行静噪时，不仅数字信号S12被静噪，而且抖动信号SDI在Δ∑调制电路14中同时被静噪。相应地，抖动信号SDI在静噪时被突然切断，由于此突然的切断生成了噪声信号，以便此噪声信号作为噪声从扬声器30输出。

此外，尽管抖动信号SDI具有微小的级别，但是，是否存在抖动信号SDI能够被认为是噪声电平中的差。因此，当静噪被设置为开启时，噪声电平改变，因为抖动信号SDI被静噪，但是在输入数字信号S11的含量为零(或微小级别)的情况下，噪声电平中的变化被识别，这会导致不舒服的感觉。

本发明将解决上述问题。

发明内容

根据本发明，音频放大器被配置为包括，例如，采样率转换器电路，用于执行具有同步的第一时钟和具有预先确定的频率的第二时钟的第一数字音频信号到与第二时钟同步的第二数字音频信号的采样率转换，Δ∑调制电路，用于将第二数字音频信号重新量化为具有缩小的位数的第三数字音频信号，PWM调制电路，用于将第三数字音频信号转换为PWM信号，D类功率放大器，将向该功率放大器提供从PWM调制电路输出的PWM信号，抖动信号形成电路，用于通过将抖动信号提供到Δ∑调制电路，将抖动信号重叠在第三数字音频信号中，静噪信号形成电路，其中，采样率转换器电路的输入端在静噪时被静噪信号停止。

相应地，抖动信号甚至在静噪过程中被连续地提供到Δ∑调制电路，在转换成PWM信号之后，包括抖动信号的数字音频信号被提供到D类功率放大器。

附图说明

图1是表示本发明的一种模式的系统框图。

图2是描述本发明的图表。

图3是描述本发明的系统框图。

具体实施方式

图1显示了根据本发明的数字音频放大器10的一个示例，数字音频信号S11通过输入端子11被提供到过度采样电路12。此外，来自输入端子11的数字信号S11被提供到PLL 21，形成与数字信号S11同步的并具有其采样频率的n倍的频率的时钟SPLL，如此生成的时钟SPLL作为过度采样的时钟被提供到过度采样电路12。在此情况下，过度采样的放大率n被设置为对应于数字信号S11的采样频率的图2所示的值。

如此，在过度采样电路12中，提供到此的数字信号S11被过度采样到与信号S11同步并具有采样频率的n倍的频率的数字信号S12。

并且，此数字信号S12被作为转换输入提供到采样率转换器电路23。此外，来自PLL 21的时钟SPLL被作为用于转换输入端的时钟提供到采样率转换器电路23。

此外，时钟形成电路22被配置有晶体振荡电路，除法电路，具有稳定频率和相位并具有49.152MHz(＝48kHzx1024)的时钟SGEN是从此时钟形成电路22派生而来的。然后，此时钟SGEN被作为转换输出端的时钟提供到采样率转换器电路23。如此，在采样率转换器电路23中，提供到此的数字信号S12被转换为具有采样频率(频率为384kHz(＝48kHzx8))，并具有稳定频率和相位的数字信号S23。

然后，采样率被转换的数字信号S23被提供到可变衰减器电路13，以便进行音量控制，其级别被来自系统控制器(未显示)的控制信号SVOL进行控制，级别被控制的数字信号S23被提供到Δ∑调制电路14，并被重新量化为位减缩的数字信号S14。顺便提一下，在抖动信号形成电路18中，此时形成微小级别的抖动信号SDI，此抖动信号SDI被重叠在将提供到Δ∑调制电路14的数字信号S23。

然后，被Δ∑调制电路14重新量化的数字信号S14被提供到PWM调制电路15，并被转换为PWM信号S15。然后，此PWM信号S15被提供到在D类操作的功率放大器16，进行功率放大，然后，如此放大的输出被通过输出端子17提供到扬声器30。

此时，来自时钟形成电路22的时钟SGEN被作为它们的时钟提供到电路13到15，以及18。相应地，采样率转换器电路23的输出端以及电路13到15，以及18将与时钟SGEN同步地操作。

此外，提供到输入端子11的数字信号S11被提供到异步检测电路19，具有等于输入数字信号S11的采样频率的频率并与其同步的时钟由PLL 21派生而来，此时钟被提供到异步检测电路19，提供到输入端子11的数字信号S11的同步化的干扰被检测。

然后，检测信号SDET被作为静噪信号提供到过度采样电路12，采样率转换器电路23的输入端，以及可变衰减器电路13，当数字信号S11的同步化被干扰，信号S12的含量被设置为零，采样率转换器电路23中的输入端的操作被停止。

根据上文所提及的配置，提供到输入端子11的数字音频信号S11，不管其采样频率如何，采样频率被采样率转换器电路23转换为具有384kHz的采样频率的数字信号，然后，在被转换为PWM信号S15之后，它经过功率放大，然后提供到扬声器30。

此外，作为通过切换提供数字信号S11的源设备而切换或断开要提供到输入端子11的数字信号S11的结果，数字信号S11的同步化被临时干扰，同步化的此干扰被异步检测电路19，以及检测信号SDET检测，过度采样电路12和采样率转换器电路23的输入端被停止。相应地，数字信号S12将在检测信号SDET的时间间隔内被关闭。

然而，甚至在检测信号SDET的时间间隔内采样率转换器电路23中的输入端的操作被停止，数字信号S23被连续地从采样率转换器电路23输出，因为给其输出端提供了时钟SGEN，并且操作是连续的。

然而，在此情况下，随着采样率转换器电路23中的输入端的操作被停止，检测信号SDET还提供到可变衰减器电路13，从可变衰减器电路13输出的数字信号S23的含量被零。

然后，这样数字信号S23被提供到Δ∑调制电路14，检测信号SDET不被提供到Δ∑调制电路14，在检测信号SDET的时间间隔内，从Δ∑调制电路14输出其含量为零的数字信号S14，此数字信号S14被提供到PWM调制电路15。相应地，在检测信号SDET的时间间隔内，对输入音频信号S11激活静噪。即，检测信号SDET的时间间隔是静噪时间间隔。

如上所述，图1所示的数字音频放大器，然而，甚至在静噪时间间隔内，执行静噪，抖动信号SDI被提供到AS调制电路14，相应地，即使提供到其的数字信号S23的含量被零，从Δ∑调制电路14输出将变成特定频率的噪声的信号分量的情况决不会发生。

此外，甚至在静噪时间间隔内，抖动信号SDI被提供到AS调制电路14，噪声电平在静噪被关闭时和静噪被开启时相等。相应地，在输入数字信号S11的含量为零(或微小级别)的情况下，如果激活了静噪，噪声电平中的变化被识别并且产生不舒服的感觉的可能性不大。

此外，当从静噪被关闭的状态改变为静噪被开启的状态时，以及当从静噪被开启的状态改变为静噪被关闭的状态时，抖动信号SDI始终在持续，因此，生成噪声信号的可能性不大，从扬声器30输出噪声的可能性也不大。

(此说明书中使用的缩略语表)

D/A：数字-模拟

PLL：锁相回路

PWM：脉宽调制

工业实用性

根据本发明，即使当输入数字音频信号的含量为零或微小级别时静噪被开启，由于识别噪声电平中的变化而产生的不舒服的感觉的可能性不大。此外，当静噪从静噪关闭状态变为开启时，或当静噪从静噪开启状态被释放时，生成噪声信号的可能性不大，从扬声器输出噪声的可能性也不大。

Claims

1，一种音频放大器，包括：

采样率转换器电路，用于将带有同步的第一时钟和具有稳定且预先确定的频率的第二时钟的第一数字音频信号采样率转换为与第二时钟同步的第二数字音频信号；

Δ∑调制电路，用于将第二数字音频信号重新量化为位减缩的第三数字音频信号；

PWM调制电路，用于将第三数字音频信号转换为PWM信号；

D类功率放大器，向该功率放大器提供从PWM调制电路输出的PWM信号；

抖动信号形成电路，用于通过将抖动信号提供到Δ∑调制电路，将抖动信号重叠在第三数字音频信号中；以及

静噪信号形成电路；其中

采样率转换器电路的输入端的操作在静噪时被静噪信号停止。

2.根据权利要求1所述的音频放大器，其中：

当第一数字音频信号变成异步状态时，静噪信号形成电路被设置为用于检测它的异步检测电路，此异步检测电路的检测信号被设置为静噪信号。