CN101136610A

CN101136610A - 放大器装置和方法

Info

Publication number: CN101136610A
Application number: CNA2007101476180A
Authority: CN
Inventors: T·拉希德
Original assignee: Wolfson Microelectronics PLC
Current assignee: Cirrus Logic International UK Ltd
Priority date: 2006-08-31
Filing date: 2007-08-31
Publication date: 2008-03-05
Also published as: US20080170720A1; GB0617201D0; GB2441363B; GB2441363A; TW200830703A

Abstract

提供了一种用于降低音频电路中瞬态信号的放大器启动装置，该音频电路包括用于产生参考电压的参考电压发生器电路，该参考电压发生器电路包括用于将参考电压维持在期望水平的电容器。该放大器启动装置包括用于控制参考电压发生器电路加电期间操作的充电控制电路。该充电控制电路包括用于控制电容器充电的开关器件，其中该开关器件是由脉冲信号控制的。该脉冲信号是脉宽调制信号(PWM)，其中脉冲宽度与正产生的参考电压的电压水平成比例。可进一步调整该放大器启动装置，以包括用于控制电容器加电操作期间放电的放电控制电路。

Description

放大器装置和方法

技术领域

本发明涉及用于降低不需要的瞬态信号的放大器装置和方法，并且更具体地涉及用于降低由音频放大器电路中瞬态信号产生的不需要的可听信号的放大器启动装置和方法。本申请与已经同时提交的共同未决申请ID-06-018相关。

背景技术

“喀嗒”和“噼啪”是用于描述当启动或禁用音频放大器的时候，在耳机或扬声器中听到的不需要的音频瞬态信号的术语。

在便携式音频应用中，功率消耗是关键问题，这就意味着当不需要的时候，诸如音频放大器的电路元件常常被禁用或断电。这可能导致产生不需要的音频瞬态信号，无论当音频放大器被断电或置于睡眠或休眠模式的时候，还是当音频放大器被加电或从静止或休眠模式启动的时候。在其它非便携式应用中也可能发生类似的问题。

喀嗒和噼啪问题在单个电源放大器中尤其突出，单个电源放大器在加电期间必须充电到某一规定电压。

图1示出了一种用于驱动耦合到输出端3的诸如耳机或扬声器的负载2的已知音频放大器电路1。输出放大器5在第一输入端7从诸如混频器9的音频源接收音频信号。应当理解，混频器9从DAC(未示出)或其它信号源接收音频信号。放大器5还在第二输入端11接收参考电压V_MID。为了使放大器的输出信号在其静态输出电压的每侧达到最大振幅，该静态电压被设置在电源电压VDD和地(GND)的中间。该静态电压是通过所应用的参考电压V_MID来设置的，它等于VDD/2。

参考电压V_MID是通过参考电压发生器电路13产生的。如下面更详细的描述，瞬态信号可能在参考电压发生器电路13被加电的时候产生，从而使得不需要的“噼啪”传输到耳机或扬声器。瞬态信号还可能在将参考电压发生器电路断电时产生。应当注意到，本申请涉及降低或消除加电期间或加电和断电期间不需要的瞬态信号的影响。共同未决申请ID-06-018涉及仅降低或消除断电期间不需要的瞬态信号的影响。

应当注意到，提供了控制逻辑10用于控制在加电、断电以及静音(mute)操作期间控制输出放大器5的操作。例如，控制逻辑10提供用于控制参考发生器电路13的控制信号S₁、用于控制放大器5的控制信号S₂(例如当执行静音操作时)以及用于控制缓冲电路14的控制信号S₃。缓冲电路14缓冲从参考电压发生器电路13接收到的参考电压V_MID。应当注意到，缓冲电路14并不是放大器电路的功能操作所必需的。

参照图2的流程图，其中提供了对典型加电序列的简要描述。当放大器电路在一段期间的禁用后(即休眠后)又被重新启动(即启动)时，将会发生类似的操作序列。在电源的初始应用中，步骤201，从输入到输出的信号路径处于静音状态，即其中输出不受输入信号影响的状态，例如通过使用开关中断信号路径。放大器5处于禁用状态，即不驱动其输出。

然后启动产生参考电压V_MID的参考电压发生器电路13，步骤203。这是通过诸如关闭图1的开关131来执行的。稳定参考电压，以及解耦和AC耦合电容器充电有一个延迟，步骤205。基于整个电容性负载，该延迟接近1秒。如图1所示，应当注意到，例如，可以使用具有旁路开关17的旁路信号路径对AC耦合电容器15充电。这允许参考电压V_MID将被禁用的放大器5旁路掉，并将AC耦合电容器1 5充电到V_MID。

一旦参考电压V_MID稳定，那么输出放大器5被启动，步骤207。然后将该放大器5去静音，步骤209，从而将放大音频信号连接到输出端3。

由于参考电压V_MID通过旁路开关17被连接到负载2，所以当启动参考电压发生器电路13的时候，由于斜率不连续性(slopediscontinuity)，即快速偏移或变化，导致以电容器135两端的参考电压V_MID的变化速率产生了“噼啪”。这种斜率不连续性产生了通过电容器15传播到负载2上的音频信号成分，从而导致可听得见的喀嗒或噼啪。

图3示出了用于产生参考电压V_MID的典型参考电压发生器电路13。可以使用诸如包括阻性元件137和139的分压电路产生该参考电压V_MID。如果选择参考电压的电压水平为VDD/2，那么阻性元件137和139将具有相等的值。应当理解，如果要求不同的参考电压，那么阻性元件137和139将具有不同的值。解耦电容器135连接到阻性元件139的两端。应当注意到，在集成电路配置的情况下，如果需要，解耦电容器135可以在片外提供，并且用于解耦V_MID节点133。提供用于在控制信号S₁的控制下启动和禁用参考电压发生器电路13的开关131。

图4示出了在参考电压发生器电路13的加电和断电期间节点133的参考电压V_MID。在参考电压发生器电路接通的T_ON之前，解耦电容器135通过电阻139被有效短路到地。当参考电压发生器电路13在T_ON处被接通时，将导致电容器135两端的参考电压V_MID快速偏移或变化。当解耦电容器135继续充电时，电压V_MID的上升变得更缓，直至达到所需要的参考电压V_MID。参考电压V_MID在T_ON处的这种斜率不连续性导致了音频噼啪。

如上所述，除了加电的问题，图1的电路还显示了断电期间的问题。当开关131用于禁用参考电压发生器电路13时，电容器135通过电阻139放电。这导致如图4所示的V_MID在T_OFF处的又一个斜率不连续性。该斜率不连续性产生通过电容器15传播到负载上的可听信号成分，从而导致在T_OFF产生可听噼啪。

避免这些斜率不连续性的一种方法是增加电阻139的值。然而，电阻139所增加的值将导致充电或放电时间长得无法接受(例如，5到10秒)，而所希望的充电或放电时间是几百毫秒。

因此，本发明的目的是，提供一种用于降低音频电路中不需要的瞬态信号的放大器启动装置和方法。

发明内容

根据本发明的第一方面，提供一种用于降低音频电路中瞬态信号的放大器启动装置，该音频电路包括用于产生参考电压的参考电压发生器电路，该参考电压发生器电路包括用于将参考电压维持在期望水平的电容器。该装置包括连接在电容器和电源电压之间的开关器件，以及用于控制开关器件加电期间操作的充电控制电路。该充电控制电路包括用于提供脉冲信号的电路，该脉冲信号用于控制开关器件以及由此控制电容器的充电速率。

根据本发明的另一个方面，提供一种对音频电路降低放大器启动装置中瞬态信号的方法，该音频电路包括用于产生参考电压的参考电压发生器电路，该参考电压发生器电路包括用于将参考电压维持在期望水平的电容器。该方法包括下列步骤：在电容器和电源电压之间提供开关器件，以及通过提供用于控制所述开关器件，并由此控制电容器充电速率的脉冲信号来控制加电期间开关器件的操作。

根据本发明的其它方面，提供采用在权利要求中所限定装置的各种系统。

附图说明

为了更好地理解本发明，并且更清楚地显示如何将其应用于实际，现在仅通过实施例的方式参照下面的附图进行描述，其中：

图1示出了根据现有技术的音频电路；

图2描述了用于图1所示电路的典型加电序列；

图3示出了根据现有技术的参考电压发生器电路；

图4是显示加电和断电操作期间，由图3的电路产生的参考电压是如何形成的曲线图；

图5示出了根据本发明第一实施方案的具有放大器启动装置的参考电压发生器电路；

图6a和6b示出了如何在加电操作期间使用锯齿波形和图6a的V_MID信号形成图6b的PWM信号154；

图7是显示根据本发明的加电期间参考电压的曲线图；

图8示出了根据本发明第二实施方案的具有放大器启动装置的参考电压发生器电路；

图9是显示如何在第二工作模式期间禁用图8的充电控制电路的图；

图10示出了根据本发明第三实施方案的具有放大器启动装置的参考电压发生器电路；

图11示出了根据相关申请ID-06-018的具有放大器断电装置的参考电压发生器电路；

图12a和12b示出了如何在断电操作期间使用锯齿波形和图6a的V_MID信号形成图12b的PWM信号184；

图13是显示断电期间参考电压的图；

图14示出了根据本发明第二方面的具有加电和断电装置的参考电压发生器电路；

图15示出了根据本发明第三方面的具有加电和断电装置的参考电压发生器电路；

图16示出了本发明的典型应用的一个例子；

图17示出了本发明的典型应用的另外的例子；

图18示出了本发明的典型应用的另外的例子；

图19示出了本发明的典型应用的另外的例子。

具体实施方式

参照图5，其中示出了根据本发明第一实施方案的放大器启动装置。与图3中的方式类似，用于产生参考电压V_MID的参考电压发生器电路13包括分压电路，该分压电路包括阻性元件137和139。可以选择阻性元件137和139，例如，以提供位于VDD和地的供电干线中间的参考电压。解耦电容器135连接在阻性元件139的两端。解耦电容器135用来在操作期间将参考电压维持在期望的电压水平。解耦电容器135可以在片外提供。如果需要，还用于解耦V_MID节点133。

然而，并非使用开关131(例如NMOS晶体管)来启动参考电压发生器电路13，放大器启动装置包括用于以可控方式对参考电压发生器电路加电的充电控制电路150。根据本发明该充电控制电路150控制参考电压V_MID的上升，如下所述。

充电控制电路包括比较器151，比较器151被配置为在第一输入端接收比较波形，并且在第二输入端接收所产生的参考电压。该比较波形优选为从锯齿波形发生器153接收的锯齿波形。然而，应当理解，可以使用其它合适的波形，包括在期望的输入信号范围内反复扫描的其它对称或不对称波形，只要这些信号具有至少一个具有转换速度的边缘。其它这样的例子包括正弦波或三角形波形。

波形发生器153可以在片外被提供。替代地，可以从外部源接收比较波形。锯齿波形的典型频率是大约100kHz，尽管应当理解还可以使用其它频率。

比较器151产生用于控制诸如PMOS晶体管155的开关器件的输出信号。应当理解可以使用其它形式的开关器件，包括NMOS和双极性器件。晶体管155连接在晶体管137和电源电压VDD之间，用于控制电流流向电容器135。

图6a和6b被提供来说明充电控制电路150的工作原理。应当理解，实际上，充电控制电路150将产生比图6a和6b中所示的明显要多的脉冲。图5的充电控制电路150用于如下地控制电容器135的充电。比较器151配置为在输出信号154中产生窄脉冲，用于在加电的初始阶段，即当V_MID低的时候，控制晶体管155。应当理解“脉冲”对应于输出信号154为低的期间(即，因为输出信号154被用于驱动PMOS晶体管155)。每个单独的窄脉冲打开晶体管155一段由各自的脉宽确定的持续时间，从而允许电流以可控方式流向电容器135。随着参考电压V_MID的电压水平的升高，将导致从比较器151输出更宽的脉宽，从而导致晶体管155被打开的时间期间更长。换句话说，由于电压V_MID开始升高，比较器151的输出154将由更宽的脉冲组成，这进而意味着晶体管155被接通的时间期间更长，这导致参考电压V_MID升高得更快。该正反馈电路提供了加速的效果，以便参考电压V_MID持续升高。

本领域普通技术人员应当理解，这些输入到该比较器151的连接将取决于是PMOS还是NMOS用作开关器件155(以及比较器波形本身的配置)，并且因此可以要求其它电路元件提供适当的脉冲信号来控制晶体管155(例如，使用反相缓冲器来提供需要的信号)。

当参考电压持续升高，到达某一点，在该点V_MID达到比较波形或锯齿波形的峰值V_CO，MAX(即V_MID/2)，在该点比较器的输出变为常数，并且晶体管155持续打开。然后电容器135就基于电阻137、139和电容器135的RC时间常数充电。

因此，从上述描述应当理解，充电控制电路150根据两种工作模式操作。在第一工作模式期间，通过正反馈通路控制电容器135的充电，该正反馈通路包括比较器151的输出、晶体管155、电阻137以及比较器151的第二输入端。在第二工作期间内，(即当晶体管155打开时)，通过参考电压发生器电路的RC时间常数来控制电容器135的充电。

在第一工作期间内，平均充电电流将随着开关占空比的增加而增加，给出斜率增加的V_MID波形。当占空比达到100％时，该斜率将在某一值上饱和，该值取决于电阻137和139。在第二工作期间内，随着V_MID渐进地接近VDD/2，由于通过电阻137和139以及电容器135确定的RC时间常数，V_MID波形的斜率将开始下降。从而产生S型的波形，如图7所示。

换句话说，将不再显示T_ON处的斜率不连续性或偏移，相反，参考电压V_MID以更平滑更易控制的方式升高，从而最小化或抑制与现有技术中导致放大器输出上产生“喀嗒”或“噼啪”效应的波形相关的高频成分。在参考电压V_MID斜率最初的逐渐并光滑地上升之后，参考电压接着就上升得更快速，紧跟着是又一个渐进和光滑的过渡，直到其最终的值，此时电容器135完成其充电过程。

因此，应当理解，图5的实施例具有降低并优选阻止该参考电压发生器电路初始加电期间，由该V_MID的斜率不连续性所引起的不需要的音频带宽信号产生不期望的“噼啪”声音的优点，而仍允许参考电压发生器电路及时达到期望的参考电压V_MID。

应当注意到，除了所示的分压电路外，可以使用本领域普通技术人员已知的其它类型参考电压发生器电路来产生参考电压。

还应当注意到，电路可以被配置为当V_MID接地时帮助启动。假设比较波形的最小电压也是接地，那么比较器的输入决不可能是可打开开关155的正确的极性，特别是在比较器具有一个极性的输入偏移电压的情况下。因此该电路可能永远不会启动。为了避免这种情况，比较器可以被设计为具有特定的偏移，由于制造元件不匹配而比任何期望的随机偏移更大，但是仍然小到足以给出小的初始占空比并且因此给出一个小的初始过渡。替代地可以打开小的电流源(未示出)来直接或通过电阻137将电流输入V_MID。该电流源可以被设计来仅传递一小部分最终的电阻分流电流，但是足够克服比较器的任何预期偏移或其它类似效应。

由于功率消耗是越来越重要的因素，特别是有关诸如便携式音乐播放器的便携式音频器件，所以应当理解为了保存功率，充电控制电路150优选在初始加电序列之后关闭。在充电控制电路150被禁用之前，可以使用控制信号S₄打开晶体管131，以便晶体管137连接到VDD，并且因此维持电容器135两端的电压。因此，在第二工作期间内，比较器151及其正反馈通路可以被禁用，并且晶体管131用于维持电容器135上的电荷。

图8示出了根据本发明又一个实施例的电路布置，其中提供控制开关131的装置。

与图5的方式类似，参考电压发生器电路包括分压电路，该分压电路包括阻性元件137和139。解耦电容器135连接在阻性元件139的两端。充电控制电路150包括以正反馈布置配置的比较器151，用于控制初始加电期间提供给电容器135的电流。

如前所述，比较器151被配置成从第一输入端接收来自波形发生器153的比较波形，例如，锯齿波形，以及在第二输入端接收所产生的参考电压。比较器151产生用于控制开关155，如PMOS晶体管，的输出信号154。晶体管155连接在电阻137和电源电压VDD之间，用于控制流向电容器135的电流。参照图5，注意到可以由其他合适的开关器件，例如NMOS或双极性器件来替换PMOS晶体管。

根据图8的实施方案，提供了转换电路(changeover circuit)170用于在V_MID已经达到一预定阈值电压(V_CHANGEOVER)之后，通过开关131使提供到电容器135的电流被充电，从而使得充电控制电路150被禁用。如此，转换电路包括专用开关器件(例如，开关131)，用于在充电控制电路被禁用的第二期间维持电容器上的电荷。

转换电路170包括用于将参考电压V_MID的电压水平与阈值电压172(V_CHANGEOVER)进行比较的比较器171。选择阈值电压172以便在地和要求的参考电压V_MID之间的某个电压水平下，并且优选在地和V_MID的中间(如图9所示)发生从控制电路150到晶体管131的切换。优选地将阈值电压设置成V_MID的值或稍微超过V_MID的值，在该值处开关155的工作占空比达到100％，实际等于比较波形的峰值V_co，max。例如，可以将比较器171的阈值电压172设置为V_MID/2(即VDD/4)。

从图9可以看出，图8的比较器171被布置成使其在点V_CHANGEOVER处引起切换，V_CHANGEOVER是一个沿参考电压V_MID的上坡(rising slope)处布置的电压水平，并且优选地在中间电压点(VDD/4)附近。如此，当参考电压V_MID实际上升时，将发生由充电控制电路150到开关131的切换所产生的任何瞬态信号。结果，在这个点上，不需要的跳变可能被有效地遮蔽。相反，如果是在电容器135充满电之后，即在V_MID已经稳定的点上执行切换的话，在这样的切换期间可能发生新的“噼啪”。换句话说，用于阻止一个“噼啪”的充电控制电路可能紧跟着导致在一不同时间点下创建的又一个“噼啪”。该实施方案使此类缺陷最小化并阻止其发生。应当理解，图8的比较器171可以用包括MOS晶体管在内的其它合适的电路元件来取代，诸如在逻辑阶段。

根据替代实施方案，如图10所示，可以除去参考电压发生器电路13的晶体管131，以及可以提供切换电路176a、176b来控制晶体管155。特别地，可以使用切换电路176b来控制晶体管155，该切换电路接收来自比较器151的正常输出154以及来自切换电路176a的比较器171的输出信号173(V_COMP)。如图8所示，比较器171在第一输入上接收参考电压V_MID和在第二输入上接收阈值电压172(V_CHANGEOVER)。因此，比较器被配置成用于当参考电压V_MID达到诸如VDD/4的预定阈值时提供开关信号。切换电路176b被配置成在收到信号时或之后使开关155处于打开。根据信号的极性，这例如可以是简单的非门。如此，比较器151、比较波形发生器153以及相关的电路用于在加电操作的第一期间控制开关155，比较器171和切换电路176b用于在第二工作期间控制晶体管155，使其保持打开，而不关乎来自比较器151的任何输入。以这种方式，比较器151和相关电路可以在第二工作期间被禁用，从而只有比较器171和切换电路176b而不是充电控制电路150中的全部元件在消耗功率。尽管没有图示，如本领域普通技术人员应当理解的，可以将176b修改成，一旦该176b打开，便锁住来自比较器171的输出，从而使得比较器171断电。

图11描述了与上面图5所公开的类似的电路布置，但该电路布置被安排用于控制参考电压V_MID断电操作期间的放电。

图11中的放电控制电路180包括开关器件185，例如NMOS晶体管，用于控制断电操作期间从电容器135到地的电流放电。如上所述，应当理解可以使用其它开关器件，诸如PMOS或双极性器件。

开关晶体管185被比较器181控制。连接比较器181以在第一输入端接收参考电压V_MID(即受控制的参考电压被提供作为一个输入)。连接比较器181以在第二输入端接收比较波形，例如，锯齿波形。锯齿波形可以由锯齿发生器183来提供，该锯齿发生器可以被提供在片外，或者可以从一个外部源接收。锯齿波形的典型频率是大约100kHz，尽管应当理解还可以使用其它频率。

当参考电压发生器电路处于加电的状态，并且电容器135处于充电状态时，节点133的电压V_MID对应于期望参考电压，如VDD/2。当电路被断电或关闭时，放电控制电路180以下面的方式控制来自电容器135的电流放电。

锯齿信号被应用到电容器181的第一输入端，参考电压V_MID被应用到第二输入端。比较或锯齿波形的峰值V_co，max被设置成V_MID或稍高。由于节点133的电压即参考电压V_MID高，所以来自电容器181的输出信号184最初由如图12b中所示的窄脉冲组成。这是因为锯齿波形的电压水平将仅在相对短的时间期间内比参考电压V_MID的电压水平高。这将导致NMOS晶体管185接通一短的时间期间，从而允许节点133的电压开始以相对慢的速率衰减。

然而，由于参考电压V_MID开始下降，来自电容器181的输出信号184的脉冲宽度将变得更宽，如图12b所示。这又进而导致NMOS晶体管185接通一较长的时间周期，这导致电压下降得更快。因此，该放电控制电路180因此提供了由反馈配置引起的加速效应。

从以上可以看出，该比较器181生成了一个脉宽调制(PWM)信号，其中该脉冲宽度与被控制的参考电压的电压水平成比例。

当V_MID下降到低于锯齿波形的最小的电压V_co，min时，晶体管185将持续打开。因此，以类似于图5的加电方式，图11的电路在第一期间以第一工作模式工作，并且在第二期间以第二工作模式工作。在第一工作模式中，电容器135的放电是通过反馈通路控制的，该反馈通路包括电容器181、电阻139以及晶体管185。在第二工作模式中，电容器的放电是基于并联的电阻139与电容器135的RC时间常数。并且类似地，将产生如图13所示光滑的S型V_MID波形。

对于启动电路，需要注意确保操作正确开始，尽管电路有非理想之处，诸如有偏移电压。比较器可以被设计成具有小的恒定偏移，或者交换电流箱(sink)可以直接或通过电阻139连接到V_MID，以开始使V_MID降低，或者比较锯齿波形可以有电压偏移。在每种情况下，初始瞬态都可能发生，但是这仅仅较小，由于该额外的偏移或电流只需足以克服任何诸如比较器输入偏移之类的任何非理想之处。

尽管没有直接显示在图11中，但是可以以类似于上述图8到图10中的方式将放电控制电路180布置成在第二工作期间被禁用。

图13示出了如何使用图11中示出的布置在时间T_OFF以光滑并受控的方式对参考电压放电，从而降低可听得见的“噼啪”声音。

根据又一个实施方案，除了在加电期间控制参考电压发生器电路之外，可以进一步调整放大器启动装置，以在加电和断电期间控制参考电压发生器电路。

图14示出了一种根据本发明的这个方面的装置。图14的装置包括用于在加电和断电操作期间控制电容135相应的充电和放电的单个比较器152。比较器152的输出在加电期间被提供给第一控制电路158，该第一控制电路控制诸如晶体管155的第一开关，比较器152的输出在断电期间被提供给第二控制电路159，该第二控制电路159控制诸如晶体管185的第二开关。应当注意第一控制电路158和第二控制电路159都从上/下控制电路156接收上/下信号157，用于使得控制电路158和159能够在加电和断电期间以适当的方式控制第一和第二晶体管155和185。本领域普通技术人员应当理解，第一和第二控制电路158和159将包括用于向晶体管155和185提供适当控制信号的适当电路。例如，第一控制电路158可以被配置为当上/下信号157高时启动，并且当上/下信号157低时被禁用。相反，第二控制电路159可以被配置为当上/下信号157高时被禁用，并且当上/下信号157低时启动。

第一控制电路158和第二控制电路159还可以被配置成使用于控制晶体管155和185的PWM信号分别在加电和断电操作的开始期间包括窄脉冲。

图14中所示的布置具有只需要单个比较器电路152和单个波形发生器电路153来控制加电操作以及也控制断电操作的优点，从而节省布局空间、成本和功率消耗。对于这种组合的加电和断电操作，需要对该单个波形发生器电路153的使用作些调整，例如将其配置成在加电期间提供0v到VDD/4的比较波形，在断电期间提供VDD/2到VDD/4的比较波形，如本领域普通技术人员应当理解的。

图15示出了根据本发明第三方面的替代布局。在图15中，分离比较器152a和152b被提供分别用于控制电容器135加电和断电期间的充电和放电。单个锯齿波形发生器153被提供用于控制比较器152a和152b。来自比较器152a的输出被提供到第一控制电路158，用于控制第一开关、晶体管155。来自比较器152b的输出被提供到第二控制电路159，用于控制第二开关、晶体管185。该第一和第二控制电路158和159从上/下控制电路156接收上/下信号157，用于使得控制电路158和159能够在加电和断电期间以适当的方式控制晶体管155和185。

应当注意到，可以以类似于图8和图10的方式调整图14和图15的实施方案，以便充电控制电路和/或放电控制电路在第二工作期间被禁用，以及提供其它装置用于维持充电或放电操作。

上述实施方案具有降低并潜在地阻止该参考电压发生器电路加电和断电期间、由V_MID的非光滑变化所引起的不需要的音频带宽信号产生不期望的可听得到的人为现象的优点，而仍允许参考电压发生器电路及时充电和放电。

如上所述，除了在优选实施方案中所示的分压电路之外，应当理解，可以使用本领域普通技术人员已知的其它类型参考电压发生器电路，用于产生参考电压。

尽管已经描述了关于产生一个音频输出信号的放大器电路的优选实施方案，但是本发明同样可应用产生多个音频输出信号的音频电路，例如，如图16中所示的立体声系统。在图16中，音频系统包括用于从第一源115₁产生第一音频输出信号113₁(例如，左输出)的第一音频放大器电路111₁，以及用于从第二源115₂产生第二音频输出信号113₂(例如，右输出)的第二音频放大器电路111₂。图16显示为具有用于音频放大器5₁和5₂的分离控制10₁和10₂。然而，应当注意音频放大器5₁和5₂可以通过单个共同控制10来工作。而且，尽管图16示出了分离的V_MID参考电压发生器13₁和13₂，但是音频放大器5₁和5₂可以通过单个共同的参考电压发生器13来工作。应当理解，将根据图16的系统是否包括一个或两个V_MID参考电压发生器13₁和13₂来采用本发明的单个或两个放大器加电和断电电路。

另外，本发明可以和图17所示的音频系统一起使用，该音频系统是关于一个具有如家庭影院应用中使用的有多个输出的系统(例如，Dolby^TMpro logic 5.1)。单个V_MID参考电压发生器13和单个控制逻辑10已经被显示为控制多个音频放大器5₁到5_N，每个都基于输入信号115₁至115_N提供分离的输出信号113₁至113_N。应当注意图17中的分离缓冲器14₁至14_N还可以被单个缓冲器14取代。

图18和19示出了其中可以使用本发明的另外的典型应用。图18示出了一种系统，其中N输入信号被显示为从诸如Dolby^TM解码器的解码器中获得，该解码器用于对来自DVD的时分复用音频信号进行解码。图19示出了一种系统，其中来自解码器的N个信号被输入到下混频器，以便信号1至N混合而形成信号1＇至N＇(其中N＇<N)。例如信号1至N可以是与家庭影院系统相关的六个信号，并且信号1＇至N，可以是用于产生立体声输出信号1＇至N＇的左和右立体声信号。

本领域普通技术人员应当理解PMOS和NMOS晶体管的参考可以通过其它开关器件来实现，并且可在提供相同的最终结果的其它配置中实现。例如，图5的PMOS开关器件155可以被NMOS器件取代，只要调整比较器151以提供相应的控制信号。换句话说，如果比较器151被配置成用于驱动NMOS晶体管155，那么比较器的输出154将正常地低(normally low)，而“窄”脉冲是对应于输出信号154的从低变到高的窄脉冲，与图6b中示出的窄脉冲相反。类似的替代应用于优选实施方案的其它开关器件。

应当注意到上述实施方案说明而不是限制本发明，并且本领域普通技术人员将能够设计很多不偏离所附权利要求范围的替代实施方案。词语“包括”并不排除存在除权利要求中列出的那些元件或步骤之外的元件或步骤。“一”并不排除多个，并且单个元件或其它单元可以实现权利要求中记载的几个单元的功能。权利要求中的任何参考标记将不被解释为限制其范围。

Claims

1.一种用于降低音频电路中瞬态信号的放大器启动装置，该音频电路包括用于产生参考电压的参考电压发生器电路，该参考电压发生器电路包括用于将该参考电压维持在期望水平的电容器，该装置包括：

连接在该电容器和电源电压之间的开关器件；以及

用于控制该开关器件加电期间操作的充电控制电路；

其中该充电控制电路包括用于提供脉冲信号的电路，该脉冲信号用于控制该开关器件以及由此控制该电容器的充电速率。

2.根据权利要求1所述的装置，其中所述充电控制电路被配置为在第一期间以第一工作模式工作，并且在第二期间以第二工作模式工作。

3.根据权利要求2所述的装置，其中所述充电控制电路适于提供用于在所述第一工作期间控制开关器件的脉宽调制信号。

4.根据权利要求3所述的装置，其中所述脉宽调制信号中的脉冲宽度与所产生的参考电压的水平成比例。

5.根据权利要求3或4所述的装置，其中所述充电控制电路适于提供在充电操作的初始阶段具有窄的脉冲宽度的脉冲信号，并且所述充电控制电路适于在充电操作期间增加脉冲宽度。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的装置，其中用于提供脉宽调制信号的电路包括第一比较器。

7.根据权利要求6所述的装置，其中所述第一比较器被连接以在第一输入端接收比较波形，以及在第二输入端接收所产生的参考电压。

8.根据权利要求7所述的装置，其中所述比较波形是锯齿波形。

9.根据权利要求7或8所述的装置，其中充电控制电路在所述第一期间的操作是基于正反馈通路的，该正反馈通路包括所述第一比较器、开关器件以及所述参考电压发生器电路中的第一电阻器件。

10.根据权利要求7至9中任一项所述的装置，其中充电控制电路在所述第二期间的操作是基于所述参考电压发生器电路的RC时间常数的。

11.根据权利要求2至10中任一项所述的装置，其中所述充电控制电路被配置为在所述第二工作期间被禁用。

12.根据权利要求11所述的装置，进一步包括当所述充电控制电路在所述第二期间被禁用时用于控制所述开关器件的转换电路。

13.根据权利要求12所述的装置，其中所述转换电路包括当所述充电控制电路在所述第二期间被禁用时用于维持电容器上电荷的专用开关器件。

14.根据前述权利要求中任一项所述的装置，进一步包括：

用于对该电容器放电的第二开关器件；

用于控制所述第二开关器件断电期间操作的放电控制电路；

其中该放电控制电路包括用于提供脉冲信号的电路，该脉冲信号用于控制所述第二开关器件以及由此控制电容器的放电速率。

15.根据权利要求14所述的装置，其中所述第一比较器适于向所述第二开关器件提供脉冲信号。

16.根据权利要求14所述的装置，进一步包括用于向所述第二开关器件提供脉冲信号的第二比较器。

17.根据权利要求14至16中任一项所述的装置，其中所述放电控制电路适于在放电操作的第一期间以第一工作模式工作，并且在所述放电操作的第二期间以第二工作模式工作。

18.根据权利要求17所述的装置，其中所述放电控制电路适于提供脉宽调制信号，该脉宽调制信号用于在所述放电操作的第一期间控制所述开关器件。

19.根据权利要求17或18所述的装置，其中所述放电控制电路适于基于所述参考电压发生器电路的RC时间常数在所述第二工作期间对电容器放电。

20.根据权利要求1至19中任一项所述的装置，其中每个开关器件都包括晶体管。

21.根据权利要求1至20中任一项所述的装置，其中所述参考电压发生器电路包括用于产生参考信号的分压电路，该分压电路包括以串联方式连接在电源和地之间的第一和第二电阻，以及连接在地和连接所述第一和第二电阻的公共节点之间的电容器。

22.一种对音频电路降低放大器启动装置中瞬态信号的方法，该音频电路包括用于产生参考电压的参考电压发生器电路，该参考电压发生器电路包括用于将所述参考电压维持在期望水平的电容器，该方法包括下述步骤：

在该电容器和电源电压之间提供开关器件；以及

通过提供用于控制所述开关器件，并由此控制电容器充电速率的脉冲信号来控制加电期间该开关器件的操作。

23.根据权利要求22所述的方法，进一步包括以下步骤：将所述充电控制电路配置成在第一期间以第一工作模式工作，并且在第二期间以第二工作模式工作。

24.根据权利要求22或23所述的方法，进一步包括提供用于产生所述脉冲信号的比较器的步骤。

25.根据权利要求24所述的方法，其中所述比较器在第一输入端接收比较波形，以及在第二输入端接收所产生的所述参考电压。

26.根据权利要求25所述的方法，其中所述比较波形是锯齿波形。

27.根据权利要求23至26中任一项所述的方法，其中在所述第一期间的充电步骤是基于正反馈通路的，该正反馈通路包括比较器、开关器件以及所述参考电压发生器电路中的第一电阻器件。

28.根据权利要求23至27中任一项所述的方法，其中在所述第二期间的充电步骤是基于所述参考电压发生器电路的RC时间常数的。

29.根据权利要求23至28中任一项所述的方法，进一步包括在所述第二工作期间禁用所述充电控制电路的步骤。

30.根据权利要求22至29中任一项所述的方法，进一步包括下述步骤：

提供用于对该电容器放电的第二开关器件；以及

通过提供用于控制所述第二开关器件，并由此控制电容器放电速率的脉冲信号来控制所述第二开关器件断电期间的操作。

31.根据权利要求30所述的方法，其中用于控制所述第一开关器件的比较器还用于向所述第二开关器件提供脉冲信号。

32.根据权利要求30所述的方法，进一步包括提供用于向所述第二开关器件提供脉冲信号的第二比较器的步骤。

33.一种音频装置，该音频装置包括根据权利要求1至21中任一项的放大器启动装置。

34.一种便携式音频装置，该便携式音频装置包括根据权利要求1至21中任一项的放大器启动装置。

35.一种耳机放大器，该耳机放大器包括根据权利要求1至21中任一项的放大器启动装置或该放大器启动装置的一部分。

36.一种头戴式耳机，该头戴式耳机包括根据权利要求1至21中任一项的放大器启动装置。

37.一种通信装置，该通信装置包括根据权利要求1至21中任一项的放大器启动装置。

38.一种车内音频装置，该车内音频装置包括根据权利要求1至21中任一项的放大器启动装置。

39.一种参考电压信号，使用根据权利要求1至21中任一项的放大器启动装置，将该参考电压信号配置成具有“S”型形状。