CN102355204A - 一种音频功放自动切换电路及功放芯片 - Google Patents
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Abstract
本发明适用于音频功放领域，提供了一种音频功放自动切换电路及功放芯片，所述音频功放自动切换电路包括第一功放前级电路、开关模块、第二功放及驱动电路以及功放输出级模块。在本发明实施例中，音频功放自动切换电路通过开关模块接收该开关控制信号源输出的开关控制信号，根据该开关控制信号，控制选择音频信号产生器输出的音频信号或者该第一功放前级电路输出的调制后的音频信号为该开关模块的有效输入信号，并输出该开关模块的有效输入信号，从而达到在同一音频功放电路中根据实际使用需要自动切换使用最合适的功率放大器的目的，该音频功放自动切换电路具有适应性强、功能多样的优点。
Description
技术领域
本发明属于音频功放领域，尤其涉及一种音频功放自动切换电路及功放芯片。
背景技术
目前，AB类功率放大器具有能够实现大功率和较好的音质的特点，然而，AB类功放的静态功耗过大，在音质要求不高的领域得不到较好的利用；D类功率放大器由于其高效率的优点较好地解决了静态功耗过大问题，可以利用在音质要求不高的领域，然而其内在的电磁干扰(EMI)问题相比AB类功放的EMI问题较严重。现有的音频功放电路都仅仅具有AB类功放或者D类功放的功能，例如，在对音质要求较高、EMI要求较高的场合，我们使用具有AB类功放功能的电路，而当对效率要求较高、EMI要求不高时，我们必须重新使用具有D类功放功能的电路，由于现有技术没有实现在同一功放电路中根据实际使用需要自动切换使用最合适的功率放大器的功能，导致现有音频功放电路适应性较差、功能单一的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种音频功放自动切换电路，旨在解决现有技术没有实现在同一功放电路中根据实际使用需要自动切换使用最合适的功率放大器的功能，导致现有音频功放电路适应性较差、功能单一的问题。
本发明实施例是这样实现的，一种音频功放自动切换电路，与音频信号产生器、开关控制信号源、参考电压源以及电源相连接，所述音频功放自动切换电路包括：
第一功放前级电路，包括两个输入端和一个输出端，所述第一功放前级电路的第一输入端与所述音频信号产生器的输出端相连接，用于对接收到的来自所述音频信号产生器输出的音频信号进行脉宽调制处理，输出调制后的音频信号；
开关模块，包括三个输入端和一个输出端，所述开关模块的第一输入端与所述第一功放前级电路的输出端连接，所述开关模块的第二输入端与所述第一功放前级电路的第一输入端连接，所述开关模块的第三输入端与所述开关控制信号源的输出端相连接，用于接收所述开关控制信号源输出的开关控制信号，当所述开关控制信号为高电平时，所述第一功放前级电路输出的调制后的音频信号为所述开关模块的有效输入信号，而所述音频信号产生器输出的音频信号为所述开关模块的无效输入信号，当所述开关控制信号为低电平时，所述音频信号产生器输出的音频信号为所述开关模块的有效输入信号，而所述第一功放前级电路输出的调制后的音频信号为所述开关模块的无效输入信号，输出所述开关模块的有效输入信号；
第二功放及驱动电路，包括三个输入端和两个输出端，所述第二功放及驱动电路的第一输入端与所述开关模块的输出端相连接，所述第二功放及驱动电路的第二输入端与所述参考电压源的输出端相连接，用于接收所述开关模块输出的有效输入信号以及所述参考电压源输出的参考电压信号，并根据所述有效输入信号以及所述参考电压信号，产生第一驱动控制信号与第二驱动控制信号并输出；以及
功放输出级模块，包括三个输入端和一个输出端，所述功放输出级模块的第一输入端与所述第二功放及驱动电路的第一输出端相连接，所述功放输出级模块的第二输入端与所述第二功放及驱动电路的第二输出端相连接，所述功放输出级模块的第三输入端与所述电源的输出端相连接，所述功放输出级模块的输出端同时与所述第一功放前级电路的第二输入端以及所述第二功放及驱动电路的第三输入端相连接，用于接收所述第二功放及驱动电路产生的第一驱动控制信号与第二驱动控制信号，并根据所述第一驱动控制信号与第二驱动控制信号，输出功率放大后的音频信号，利用所述功率放大后的音频信号对所述第二功放及驱动电路的输入信号以及所述第一功放前级电路的音频输入信号进行线性放大处理。
本发明实施例的另一目的在于提供一种包括上述音频功放自动切换电路的功放芯片。
在本发明实施例中，音频功放自动切换电路包括第一功放前级电路、开关模块、第二功放及驱动电路以及功放输出级模块。开关模块接收该开关控制信号源输出的开关控制信号，根据该开关控制信号，控制选择音频信号产生器输出的音频信号或者该第一功放前级电路输出的调制后的音频信号为该开关模块的有效输入信号，并输出该开关模块的有效输入信号，从而达到在同一音频功放电路中根据实际使用需要自动切换使用最合适的功率放大器的目的，该音频功放自动切换电路具有适应性强、功能多样的优点。
附图说明
图1为本发明实施例提供的音频功放自动切换电路的模块图；
图2为本发明实施例提供的音频功放自动切换电路的电路结构图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
图1示出了本发明实施例提供的音频功放自动切换电路的模块结构，为了便于说明，仅示出了与本发明实施例相关的部分，详述如下。
音频功放自动切换电路包括：
第一功放前级电路101、开关模块102、第二功放及驱动电路103以及功放输出级模块104。
第一功放前级电路101，包括两个输入端和一个输出端，第一功放前级电路101的第一输入端与音频信号产生器的输出端相连接，用于对接收到的来自该音频信号产生器输出的音频信号进行脉宽调制处理，输出调制后的音频信号；
开关模块102，包括三个输入端和一个输出端，开关模块102的第一输入端与第一功放前级模块101的输出端连接，该开关模块102的第二输入端与第一功放前级模块101的第一输入端连接，该开关模块102的第三输入端与开关控制信号源的输出端相连接，用于接收该开关控制信号源输出的开关控制信号，当该开关控制信号为高电平时，该第一功放前级模块101输出的调制后的音频信号为该开关模块102的有效输入信号，而该音频信号产生器输出的音频信号为开关模块102的无效输入信号，当该开关控制信号为低电平时，该音频信号产生器输出的音频信号为该开关模块102的有效输入信号，而该第一功放前级模块101输出的调制后的音频信号为该开关模块102的无效输入信号，输出该开关模块102的有效输入信号；
第二功放及驱动电路103，包括三个输入端和两个输出端，该第二功放及驱动电路103的第一输入端与开关模块102的输出端相连接，该第二功放及驱动电路103的第二输入端与参考电压源的输出端相连接，用于接收该开关模块102输出的有效输入信号以及该参考电压源输出的参考电压信号，并根据该有效输入信号以及该参考电压信号，产生第一驱动控制信号与第二驱动控制信号并输出；以及
功放输出级模块104，包括三个输入端和一个输出端，该功放输出级模块104的第一输入端与第二功放及驱动电路103的第一输出端相连接，该功放输出级模块104的第二输入端与该第二功放及驱动电路103的第二输出端相连接，该功放输出级模块104的第三输入端与电源的输出端相连接，该功放输出级模块104的输出端同时与第一功放前级电路101的第二输入端以及该第二功放及驱动电路103的第三输入端相连接，用于接收该第二功放及驱动电路103产生的第一驱动控制信号与第二驱动控制信号，并根据该第一驱动控制信号与第二驱动控制信号，输出功率放大后的音频信号，利用该功率放大后的音频信号对该第二功放及驱动电路103的输入信号以及该第一功放前级电路101的音频输入信号进行线性放大处理。
作为本发明一实施例，第一功放前级电路101为D类功放前级电路。
作为本发明一实施例，第二功放及驱动电路103为AB类功放及驱动电路。
图2示出了本发明实施例提供的音频功放自动切换电路的示例电路结构，为了便于说明，仅示出了与本发明实施例相关的部分，详述如下。
作为本发明一实施例，开关模块102包括反相器Inv1、P型MOS管M1、N型MOS管M2、P型MOS管M3以及N型MOS管M4，该反相器Inv1的正相输入端为该开关模块102的第一输入端，且该反相器Inv1的正相输入端同时接该P型MOS管M1的基极以及该N型MOS管M4的基极，该反相器Inv1的反相输入端同时接该N型MOS管M2的基极以及该P型MOS管M3的基极，该P型MOS管M1的源极同时接该N型MOS管M2的源极以及该第一功放前极模块101的第一输入端，该P型MOS管M1的漏极同时与该N型MOS管M2的漏极、该P型MOS管M3的漏极以及该N型MOS管M4的漏极相连接，且该P型MOS管M1的漏极为该开关模块102的输出端，该P型MOS管M3的源极同时与该第一功放前极模块101的输出端以及该N型MOS管M4的源极相连接，该P型MOS管M3的漏极与该N型MOS管M4的漏极相连接。
作为本发明一实施例，功放输出级模块104包括P型MOS管M5以及N型MOS管M6，该P型MOS管M5的基极为该功放输出级模块104的第一输入端，该P型MOS管M5的源极为该功放输出级模块104的第三输入端，该P型MOS管M5的漏极同时与该N型MOS管M6的漏极、该第二功放及驱动电路103的第三输入端以及该第一功放前级模块101的第二输入端相连接，且该P型MOS管M5的漏极为该功放输出级模块104的输出端，该N型MOS管M6的基极为该第二功放及驱动电路103的第二输出端，该N型MOS管M6的源极接地。
音频功放自动切换电路的工作原理为：
当开关控制信号源输出的开关控制信号为高电平时，开关模块102接收到该高电平信号，此时反相器Inv1的正相输入端为高电平，该反相器inv1的反相输出端为低电平，则P型MOS管M1与N型MOS管M2均截止，P型MOS管M3与N型MOS管M4均导通，第一功放前级电路101输出的调制后的音频信号为该开关模块102的有效输入信号，而音频信号产生器输出的音频信号为该开关模块102的无效输入信号，该开关模块102的有效输入信号经过该第二功放及驱动电路103处理后，输出第一驱动控制信号与第二控制驱动信号分别至该功放输出级模块104的第一输入端与第二输入端，从而实现D类功放的功能。
当开关控制信号源输出的开关控制信号为低电平时，开关模块102接收到该低电平信号，此时反相器Inv1的正相输入端为低电平，该反相器inv1的反相输出端为高电平，则P型MOS管M1与N型MOS管M2均导通，P型MOS管M3与N型MOS管M4均截止，第一功放前级电路101输出的调制后的音频信号为该开关模块102的无效输入信号，而音频信号产生器输出的音频信号为该开关模块102的有效输入信号，该开关模块102的有效输入信号经过该第二功放及驱动电路103处理后，输出第一驱动控制信号与第二控制驱动信号分别至该功放输出级模块104的第一输入端与第二输入端，从而实现AB类功放的功能。
本发明另一实施例还提供一包括上述音频功放自动切换电路的功放芯片。
在本发明实施例中，音频功放自动切换电路包括第一功放前级电路101、开关模块102、第二功放及驱动电路103以及功放输出级模块104。开关模块102接收该开关控制信号源输出的开关控制信号，根据该开关控制信号，控制选择音频信号产生器输出的音频信号或者该第一功放前级电路101输出的调制后的音频信号为该开关模块102的有效输入信号，并输出该开关模块102的有效输入信号，从而达到在同一音频功放电路中根据实际使用需要自动切换使用最合适的功率放大器的目的，该音频功放自动切换电路具有适应性强、功能多样的优点。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种音频功放自动切换电路，与音频信号产生器、开关控制信号源、参考电压源以及电源相连接，其特征在于，所述音频功放自动切换电路包括：
第一功放前级电路，包括两个输入端和一个输出端，所述第一功放前级电路的第一输入端与所述音频信号产生器的输出端相连接，用于对接收到的来自所述音频信号产生器输出的音频信号进行脉宽调制处理，输出调制后的音频信号；
开关模块，包括三个输入端和一个输出端，所述开关模块的第一输入端与所述第一功放前级电路的输出端连接，所述开关模块的第二输入端与所述第一功放前级电路的第一输入端连接，所述开关模块的第三输入端与所述开关控制信号源的输出端相连接，用于接收所述开关控制信号源输出的开关控制信号，当所述开关控制信号为高电平时，所述第一功放前级电路输出的调制后的音频信号为所述开关模块的有效输入信号，而所述音频信号产生器输出的音频信号为所述开关模块的无效输入信号，当所述开关控制信号为低电平时，所述音频信号产生器输出的音频信号为所述开关模块的有效输入信号，而所述第一功放前级电路输出的调制后的音频信号为所述开关模块的无效输入信号，输出所述开关模块的有效输入信号；
第二功放及驱动电路，包括三个输入端和两个输出端，所述第二功放及驱动电路的第一输入端与所述开关模块的输出端相连接，所述第二功放及驱动电路的第二输入端与所述参考电压源的输出端相连接，用于接收所述开关模块输出的有效输入信号以及所述参考电压源输出的参考电压信号，并根据所述有效输入信号以及所述参考电压信号，产生第一驱动控制信号与第二驱动控制信号并输出；以及
功放输出级模块，包括三个输入端和一个输出端，所述功放输出级模块的第一输入端与所述第二功放及驱动电路的第一输出端相连接，所述功放输出级模块的第二输入端与所述第二功放及驱动电路的第二输出端相连接，所述功放输出级模块的第三输入端与所述电源的输出端相连接，所述功放输出级模块的输出端同时与所述第一功放前级电路的第二输入端以及所述第二功放及驱动电路的第三输入端相连接，用于接收所述第二功放及驱动电路产生的第一驱动控制信号与第二驱动控制信号，并根据所述第一驱动控制信号与第二驱动控制信号，输出功率放大后的音频信号，利用所述功率放大后的音频信号对所述第二功放及驱动电路的输入信号以及所述第一功放前级电路的音频输入信号进行线性放大处理。
2.如权利要求1所述的音频功放自动切换电路，其特征在于，所述第一功放前级电路为D类功放前级电路。
3.如权利要求1所述的音频功放自动切换电路，其特征在于，所述开关模块包括反相器Inv1、P型MOS管M1、N型MOS管M2、P型MOS管M3以及N型MOS管M4，所述反相器Inv1的正相输入端为所述开关模块的第一输入端，且所述反相器Inv1的正相输入端同时接所述P型MOS管M1的基极以及所述N型MOS管M4的基极，所述反相器Inv1的反相输入端同时接所述N型MOS管M2的基极以及所述P型MOS管M3的基极，所述P型MOS管M1的源极同时接所述N型MOS管M2的源极以及所述第一功放前极模块的第一输入端，所述P型MOS管M1的漏极同时与所述N型MOS管M2的漏极、所述P型MOS管M3的漏极以及所述N型MOS管M4的漏极相连接，且所述P型MOS管M1的漏极为所述开关模块的输出端，所述P型MOS管M3的源极同时与所述第一功放前极模块的输出端以及所述N型MOS管M4的源极相连接，所述P型MOS管M3的漏极与所述N型MOS管M4的漏极相连接。
4.如权利要求1所述的音频功放自动切换电路，其特征在于，所述第二功放及驱动电路为AB类功放及驱动电路。
5.如权利要求1所述的音频功放自动切换电路，其特征在于，所述功放输出级模块包括P型MOS管M5以及N型MOS管M6，所述P型MOS管M5的基极为所述功放输出级模块的第一输入端，所述P型MOS管M5的源极为所述功放输出级模块的第三输入端，所述P型MOS管M5的漏极同时与所述N型MOS管M6的漏极、所述第二功放及驱动电路的第三输入端以及所述第一功放前级模块的第二输入端相连接，且所述P型MOS管M5的漏极为所述功放输出级模块的输出端，所述N型MOS管M6的基极为所述第二功放及驱动电路的第二输出端，所述N型MOS管M6的源极接地。
6.一种功放芯片，包括音频信号产生器、开关控制信号源、参考电压源以及电源，其特征在于，所述功放芯片还包括音频功放自动切换电路，所述音频功放自动切换电路包括：
第一功放前级电路，包括两个输入端和一个输出端，所述第一功放前级电路的第一输入端与所述音频信号产生器的输出端相连接，用于对接收到的来自所述音频信号产生器输出的音频信号进行脉宽调制处理，输出调制后的音频信号；
开关模块，包括三个输入端和一个输出端，所述开关模块的第一输入端与所述第一功放前级电路的输出端连接，所述开关模块的第二输入端与所述第一功放前级电路的第一输入端连接，所述开关模块的第三输入端与所述开关控制信号源的输出端相连接，用于接收所述开关控制信号源输出的开关控制信号，当所述开关控制信号为高电平时，所述第一功放前级电路输出的调制后的音频信号为所述开关模块的有效输入信号，而所述音频信号产生器输出的音频信号为所述开关模块的无效输入信号，当所述开关控制信号为低电平时，所述音频信号产生器输出的音频信号为所述开关模块的有效输入信号，而所述第一功放前级电路输出的调制后的音频信号为所述开关模块的无效输入信号，输出所述开关模块的有效输入信号；
第二功放及驱动电路，包括三个输入端和两个输出端，所述第二功放及驱动电路的第一输入端与所述开关模块的输出端相连接，所述第二功放及驱动电路的第二输入端与所述参考电压源的输出端相连接，用于接收所述开关模块输出的有效输入信号以及所述参考电压源输出的参考电压信号，并根据所述有效输入信号以及所述参考电压信号，产生第一驱动控制信号与第二驱动控制信号并输出；以及
功放输出级模块，包括三个输入端和一个输出端，所述功放输出级模块的第一输入端与所述第二功放及驱动电路的第一输出端相连接，所述功放输出级模块的第二输入端与所述第二功放及驱动电路的第二输出端相连接，所述功放输出级模块的第三输入端与所述电源的输出端相连接，所述功放输出级模块的输出端同时与所述第一功放前级电路的第二输入端以及所述第二功放及驱动电路的第三输入端相连接，用于接收所述第二功放及驱动电路产生的第一驱动控制信号与第二驱动控制信号，并根据所述第一驱动控制信号与第二驱动控制信号，输出功率放大后的音频信号，利用所述功率放大后的音频信号对所述第二功放及驱动电路的输入信号以及所述第一功放前级电路的音频输入信号进行线性放大处理。
7.如权利要求6所述的功放芯片，其特征在于，所述第一功放前级电路为D类功放前级电路。
8.如权利要求6所述的功放芯片，其特征在于，所述开关模块包括反相器Inv1、P型MOS管M1、N型MOS管M2、P型MOS管M3以及N型MOS管M4，所述反相器Inv1的正相输入端为所述开关模块的第一输入端，且所述反相器Inv1的正相输入端同时接所述P型MOS管M1的基极以及所述N型MOS管M4的基极，所述反相器Inv1的反相输入端同时接所述N型MOS管M2的基极以及所述P型MOS管M3的基极，所述P型MOS管M1的源极同时接所述N型MOS管M2的源极以及所述第一功放前极模块的第一输入端，所述P型MOS管M1的漏极同时与所述N型MOS管M2的漏极、所述P型MOS管M3的漏极以及所述N型MOS管M4的漏极相连接，且所述P型MOS管M1的漏极为所述开关模块的输出端，所述P型MOS管M3的源极同时与所述第一功放前极模块的输出端以及所述N型MOS管M4的源极相连接，所述P型MOS管M3的漏极与所述N型MOS管M4的漏极相连接。
9.如权利要求6所述的功放芯片，其特征在于，所述第二功放及驱动电路为AB类功放及驱动电路。
10.如权利要求6所述的功放芯片，其特征在于，所述功放输出级模块包括P型MOS管M5以及N型MOS管M6，所述P型MOS管M5的基极为所述功放输出级模块的第一输入端，所述P型MOS管M5的源极为所述功放输出级模块的第三输入端，所述P型MOS管M5的漏极同时与所述N型MOS管M6的漏极、所述第二功放及驱动电路的第三输入端以及所述第一功放前级模块的第二输入端相连接，且所述P型MOS管M5的漏极为所述功放输出级模块的输出端，所述N型MOS管M6的基极为所述第二功放及驱动电路的第二输出端，所述N型MOS管M6的源极接地。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant |