CN101425781B - 音频功率放大装置 - Google Patents

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Abstract

一种音频功率放大装置，包括偏置电路、放大电路、延时电路，所述偏置电路电性连接所述放大电路，其为所述放大电路正常工作提供偏置电压，所述延时电路电性连接所述偏置电路，用于延缓所述偏置电路向所述放大电路输出偏置电压。音频功率放大装置通过增加延时电路，延缓偏置电路向放大电路输出放大电路正常工作需要的偏置电压，进而有效地减小音频功率放大装置启动时的噪声。

Description

音频功率放大装置
技术领域
本发明涉及电子装置，尤其涉及一种音频功率放大装置。
背景技术
功率放大器主要是将音源器材输入的微弱的音频信号进行放大，得到足够大的电流去驱动扬声器进行声音的重放。功率放大器一般使用三极管进行放大，而三极管具有一门限电压，其门限电压跟三极管所用之材料相关，如用硅的三极管门限电压为0.6伏。
根据功率放大器静态时是否加一偏置电压，一般将功率放大器分成三种：A类放大器、B类放大器、AB类放大器。其中A类放大器在静态时，加一高于三极管门限电压的偏置电压，当有信号输入则进入放大区；B类放大器则不加入偏置电压，当输入信号小于三极管门限电压时，放大器还是工作在截止区，只有当输入信号的电压大于三极管门限电压，放大器才会工作在放大区；而AB类放大器则加入一略小于三极管门限电压的偏置电压，输入信号只需有较小的电压放大器即可进入放大区工作。AB类放大器静态时加一较小的电压，其功耗较A类功率放大器的小很多，其也不至于输入信号较小时还工作在截止区，因此，AB类功率放大器兼具A类、B类放大器两者之优点。
具有偏置电压电路的音频功率放大器因加偏置电压的时间较短，导致音频功率放大器在开机时会有较大的“卜仆”声发出，也就是一般音频类产品在开机时会发出杂音。在设计要求严格时，音频类产品的开机杂音很难用有效的方法来克服。
发明内容
有鉴于此，有必要提供一种具有低启动噪声的音频功率放大装置。
一种音频功率放大装置，包括偏置电路、放大电路、延时电路，所述偏置电路电性连接所述放大电路，其为所述放大电路正常工作提供偏置电压，所述延时电路电性连接所述偏置电路，用于延缓所述偏置电路向所述放大电路输出偏置电压，所述延时电路包括输入端口、延时端口、三极管及第一电容，所述输入端口用于接收外部的控制电压，所述延时电路根据所述控制电压通过所述延时端口延缓所述偏置电路向所述放大电路输出偏置电压，所述三极管的基极和集电极分别电性连接所述输入端口和延时端口，其发射极接地；所述第一电容电性连接于所述三极管的基极和发射极之间，所述第一电容用于根据所述控制电压控制所述三极管的导通和截止，以控制所述延时端口的电位。
上述音频功率放大装置，通过增加一延时电路，以延迟偏置电路向放大电路提供偏置电压的时间，进而延迟放大电路进入正常工作的时间，从而减小音频功率放大装置开机时的噪声。
附图说明
图1为一种较佳实施方式的音频功率放大装置电路框图。
图2为图1所示的延时电路和偏置电路的电路结构图。
图3为另一种较佳实施方式的音频功率放大装置电路框图。
图4为图3所示的延时电路和偏置电路的电路结构图。
具体实施方式
为了减小音频功率放大装置启动时的噪声，需要在音频功率放大装置由开机到进入正常工作状态期间，延缓偏置电压达到正常工作电压的时间，使偏置电压缓慢地达到正常工作电压。如图1所示，为一种较佳实施方式的音频功率放大装置100的电路框图。音频功率放大装置100与负载500电性相连，其包括延时电路10、偏置电路20、放大电路30及用于提供直流电压的直流电源40。延时电路10用于延缓偏置电路20向放大电路30提供正常工作的偏置电压，其包括输入端口14以及延时端口16。延时电路10的输入端口14用于接收来自外部的控制电压；延时端口16用于控制偏置电路20向放大电路30输出偏置电压。
偏置电路20分别与延时电路10、放大电路30及直流电源40电性相连。偏置电路20包括偏置输出端口22、第一供电端口24及控制端口26，偏置电路20用于向放大电路30提供偏置电压。第一供电端口24连接外部直流电源40，用于接收来自直流电源40的直流电压。控制端口26与延时电路10的延时端口16相连。
放大电路30包括偏置输入端口32、音源输入端口34及负载驱动端口36a、36b。放大电路30的偏置输入端口32与偏置电路20的偏置输出端口22相连，用于接收来自偏置电路20的偏置电压；音源输入端口34用于接收音源提供的用于放大的音源信号；负载驱动端口36a、36b与负载500相连，用于驱动负载500，如喇叭等。
如图2所示，为图1所示的延时电路10和偏置电路20的一种较佳实施方式的电路结构图。延时电路10包括输入端口14、限流电阻15、延时端口16、第一电容17及三极管18。限流电阻15电性连接于输入端口14和三极管18的基极之间，用于限制流向三极管18基极的电流；第一电容17的一端接于三极管18基极，其另一端与三极管18的发射极电性连接并接地。第一电容17通过充放电控制三极管18的导通与截止。三极管18的集电极与延时端口16电性相连，用于控制偏置电路20向放大电路30输出偏置电压。
偏置电路20包括第一供电端口24、控制端口26、偏置输出端口22、第二电容25以及第一分压电阻21、第二分压电阻23。控制端口26连接延时电路10的延时端口16，第一分压电阻21一端连接于第一供电端口24，另一端通过第二分压电阻23接地；第二电容25的一端连接于第一分压电阻21和第二分压电阻23的公共端，其另一端接地；偏置输出端口22、控制端口26连接第一分压电阻21和第二分压电阻23的公共端。
放大电路30可以为一常规的推挽放大电路，其包括四个集成运算放大器，所述放大电路30可以驱动两个负载，用于声音的重放。
音频功率放大装置100工作时，先向延时电路10的输入端口14输入高电平，第一电容17开始充电。偏置电路20的第一供电端口24接收来自直流电源40的直流电压，第二电容25与第二分压电阻23并联，第二电容25开始充电。偏置输出端口22向放大电路30提供的偏置电压逐渐升高，但低于放大电路30正常工作时需要的偏置电压。当第一电容17两端的电压达到三极管18的门限电压时，三极管18导通，其集电极通过延时端口16将偏置输出端口22向放大电路30提供的偏置电压拉低，即偏置输出端口22向放大电路30提供的偏置电压为三极管18集电极和发射极之间的弱导通电压V1。此时，第二电容25从控制端口26通过三极管18开始放电，直到第二电容25两端的电压为V1，偏置输出端口22向放大电路30提供的偏置电压为V1。
当向延时电路10的输入端口14输入的控制电压由高电平变成低电平时，第一电容17通过限流电阻15放电。当第一电容17两端的电压低于三极管18的门限电压时，三极管18截止，其集电极呈高阻态。偏置电路20的控制端口26处于开路状态。此时，第二电容25从电压V1接着继续充电，偏置输出端口22向放大电路30提供的偏置电压逐渐升高。当第二电容25两端的电压达到偏置电压所需的值时，第二电容25停止充电，偏置输出端口22向放大电路30提供其正常工作需要的偏置电压，放大电路30进入正常工作状态。通过向延时电路10的输入端口14输入控制电压，进而控制第二电容25的充放电，使偏置电路20向放大电路30提供放大电路30正常工作时需要的偏置电压的时间延长，从而降低音频功率放大装置100发出的杂音。
如图3所示，为另一种较佳实施方式的音频功率放大装置200的电路框图。音频功率放大装置200与负载500电性相连，其相对图1所示的音频功率放大装置100，在延时电路10中增加第二供电端口12电性连接于直流电源40，用于接收来自直流电源40的直流电压。如图4所示，音频功率放大装置200相对图2所示的音频功率放大装置100，在延时电路10的输入端口14和限流电阻15间增加了第二三极管19、第三电阻11、第四电阻13以及第二供电端口12。第三电阻11电性连接于输入端口14与第二三极管19的基极之间，用于限制流向第二三极管19基极的电流。第四电阻13电性连接于第二供电端口12与第二三极管19的集电极之间；第二三极管19的集电极电性连接限流电阻15在图1中与输入端口14连接的一端，第二三极管19的发射极接地。
相对于上述音频功率放大装置100，音频功率放大装置200工作时，先向延时电路10的输入端口14输入低电平。第二三极管19截止，第二供电端口12接收来自直流电源40的直流电压，第一电容17开始充电，三极管18截止。偏置电路20的第二电容25亦开始充电，其通过偏置输出端口22向放大电路30提供的偏置电压逐渐升高，但低于放大电路30正常工作时需要的偏置电压。当第一电容17两端的电压大于三极管18的门限电压时，三极管18导通，其通过延时端口16将偏置电路20的偏置输出端口22向放大电路30提供的偏置电压拉低，即偏置输出端口22向放大电路30输出的偏置电压为三极管18集电极和发射极之间的弱导通电压V1。
当向延时电路10的输入端口14输入的电平由低电平转换为高电平时，第二三极管19导通，第一电容17开始通过限流电阻15放电。当第一电容17两端的电压低于三极管18的门限电压时，三极管18截止，其集电极呈高阻态。偏置电路20的第二电容25从电压V1接着继续充电，偏置输出端口22向放大电路30输出的偏置电压逐渐升高，当第二电容25两端的电压达到放大电路30正常工作需要的偏置电压时，第二电容25停止充电，其通过偏置输出端口22向放大电路30提供其正常工作需要的偏置电压。
所述音频功率放大装置200通过向延时电路10的输入端口14输入控制电压，控制第二三极管19和三极管18的导通与截止，进而控制偏置电路20的第二电容25的充放电，延迟连接于第二电容25的偏置输出端口22向放大电路30提供其正常工作时需要的偏置电压，降低所述音频功率放大装置200的启动噪声。

Claims (8)

1.一种音频功率放大装置，包括偏置电路和放大电路，所述偏置电路电性连接所述放大电路，其为所述放大电路正常工作提供偏置电压，其特征在于：所述音频功率放大装置还包括延时电路，所述延时电路电性连接所述偏置电路，用于延缓所述偏置电路向所述放大电路输出偏置电压，所述延时电路包括输入端口、延时端口、三极管及第一电容，所述输入端口用于接收外部的控制电压，所述延时电路根据所述控制电压通过所述延时端口延缓所述偏置电路向所述放大电路输出偏置电压，所述三极管的基极和集电极分别电性连接所述输入端口和延时端口，其发射极接地；所述第一电容电性连接于所述三极管的基极和发射极之间，所述第一电容用于根据所述控制电压控制所述三极管的导通和截止，以控制所述延时端口的电位。
2.如权利要求1所述的音频功率放大装置，其特征在于：所述输入端口用于接收的所述控制电压为高电平时，向所述第一电容充电，当所述第一电容两端的电压大于所述三极管的门限电压时，所述三极管导通，所述延时端口将所述偏置电路向所述放大电路输出的偏置电压拉低至所述三极管集电极和发射极间的导通电压；所述输入端口还用于当所述控制电压由高电平转变为低电平时，控制所述三极管截止，使所述延时端口处于开路状态，所述偏置电路向所述放大电路提供的偏置电压从所述三极管集电极和发射极间的导通电压逐渐升高至所述放大电路正常工作时需要的偏置电压。
3.如权利要求1所述的音频功率放大装置，其特征在于：所述延时电路还包括限流电阻，所述限流电阻电性连接于所述输入端口和所述三极管基极之间，所述限流电阻用于所述输入端口的控制电压由高电平变成低电平时，所述第一电容通过所述限流电阻放电，当所述第一电容两端的电压小于所述三极管的门限电压时，所述三极管截止。
4.如权利要求3所述的音频功率放大装置，其特征在于：所述延时电路还包括第二供电端口、第二三极管，所述第二三极管电性连接于所述输入端口和所述限流电阻之间，其基极连接所述输入端口，其集电极连接所述限流电阻；所述第二供电端口电性连接于所述第二三极管的集电极，用于接收来自外部的直流工作电压，所述第二三极管的发射极接地。
5.如权利要求4所述的音频功率放大装置，其特征在于：所述输入端口用于接收的所述控制电压为低电平时，所述第二三极管截止，所述第二供电端口接收来自外部的直流工作电压向所述第一电容充电，所述三极管截止，当第一电容两端的电压达到所述三极管的门限电压时，控制所述三极管导通，所述延时端口将所述偏置电路向所述放大电路输出的偏置电压拉低至所述三极管集电极和发射极间的导通电压；所述输入端口用于接收的所述控制电压由低电平转变为高电平时，控制所述第二三极管导通，所述第一电容将通过所述电阻放电，当所述第一电容两端的电压小于所述三极管的门限电压时，所述三极管截止，所述延时端口处于开路状态，所述偏置电路向所述放大电路提供的偏置电压从所述三极管集电极和发射极间的导通电压逐渐升高至所述放大电路正常工作时需要的偏置电压。
6.如权利要求1所述的音频功率放大装置，其特征在于：所述偏置电路包括控制端口、偏置输出端口，所述控制端口连接所述延时电路，所述偏置输出端口连接所述放大电路，所述控制端口用于控制所述偏置电路通过所述偏置输出端口向所述放大电路输出偏置电压。
7.如权利要求6所述的音频功率放大装置，其特征在于：所述偏置电路还包括第一分压电阻、第二分压电阻、第一供电端口，所述第一分压电阻与所述第二分压电阻相互串联，所述控制端口电性连接于所述第一分压电阻和第二分压电阻的公共端；所述第一供电端口电性连接于所述第一分压电阻的另一端，用于接收来自外部的直流电压；所述第二分压电阻的另一端接地；所述偏置输出端口电性连接于所述第一分压电阻和第二分压电阻的公共端。
8.如权利要求7所述的音频功率放大装置，其特征在于：所述偏置电路还包括第二电容，所述第二电容的一端电性连接于所述控制端口，其另一端接地，所述第二电容用于控制所述偏置电路向所述放大电路输出偏置电压。
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