CN102355214A - 可调增益音频功率放大电路 - Google Patents

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Abstract

一种可调增益音频功率放大电路，包括一输入单元、一与输入单元相连的音频放大单元、一与音频放大单元相连的增益调节单元、一与增益调节单元相连的控制单元、一连接于增益调节单元与控制单元之间的比较单元及一与音频放大单元相连的输出单元，所述比较单元将输出单元的输出信号与一共模基准电压进行比较，并输出一增益调节控制信号至控制单元，所述增益调节控制信号在输出单元的输出信号与共模基准电压相等时发生翻转，所述控制单元检测出当增益调节控制信号发生翻转时，将接收的一增益调节信号传送至增益调节单元，所述增益调节单元根据接收的增益调节信号控制可调增益音频功率放大电路的增益。本发明结构简单且抑制了增益调节产生的噼啪声。

Description

可调增益音频功率放大电路
技术领域
本发明涉及一种放大电路，尤指一种具有过零检测功能的可调增益音频功率放大电路。
背景技术
在音频功率放大电路中，当要进行增益调节时，往往会使音频功率放大电路的输出信号发生跳变，这样就容易对喇叭或耳机造成冲击而产生噼啪声，而让敏感的耳朵很不舒服。如图1所示的现有技术中音频功率放大电路在进行增益调节时，输出信号的仿真波形，由此可以看出输出信号发生了明显的跳变。
因此，有必要提供一种能够有效抑制增益调节产生的噼啪声的可调增益音频功率放大电路，使得在进行增益调节时，音频功率放大电路的输出信号不会发生跳变。
发明内容
鉴于以上内容，有必要提供一种具有过零检测功能的可调增益音频功率放大电路。
一种可调增益音频功率放大电路，所述可调增益音频功率放大电路包括一输入单元、一与所述输入单元相连的音频放大单元、一与所述音频放大单元相连的增益调节单元、一与所述增益调节单元相连的控制单元、一连接于所述增益调节单元与所述控制单元之间的比较单元及一与所述音频放大单元相连的输出单元，所述比较单元将所述输出单元的输出信号与一共模基准电压进行比较，并输出一增益调节控制信号至所述控制单元，所述增益调节控制信号在所述输出单元的输出信号与所述共模基准电压相等时发生翻转，所述控制单元检测出当所述增益调节控制信号发生翻转时，将接收的一增益调节信号传送至所述增益调节单元，所述增益调节单元根据接收的增益调节信号控制所述可调增益音频功率放大电路的增益。
一种可调增益音频功率放大电路，所述可调增益音频功率放大电路包括一输入单元、一与所述输入单元相连的音频放大单元、一与所述音频放大单元相连的增益调节单元、一与所述增益调节单元相连的控制单元、一连接于所述输入单元与所述控制单元之间的比较单元及一与所述音频放大单元相连的输出单元，所述比较单元将所述输入单元输入的一对差分信号进行比较，并输出一增益调节控制信号至所述控制单元，所述增益调节控制信号在所述输入单元输入的差分信号相等时发生翻转，所述控制单元检测出当所述增益调节控制信号发生翻转时，将接收的一增益调节信号传送至所述增益调节单元，所述增益调节单元根据接收的增益调节信号控制所述可调增益音频功率放大电路的增益。
相对现有技术，本发明可调增益音频功率放大电路在对音频功率放大电路进行增益调节时，音频功率放大电路的输出信号不会发生跳变，结构简单，且有效抑制了增益调节产生的噼啪声。
附图说明
图1为现有技术中音频功率放大电路输出信号的仿真波形。
图2为本发明可调增益音频功率放大电路较佳实施方式的系统框图。
图3为本发明可调增益音频功率放大电路较佳实施方式的电路图。
图4为本发明可调增益音频功率放大电路另一实施方式的系统框图。
图5为本发明可调增益音频功率放大电路另一实施方式的电路图。
图6为本发明可调增益音频功率放大电路较佳实施方式输出信号的仿真波形。
具体实施方式
请参阅图2及图3，本发明可调增益音频功率放大电路较佳实施方式包括一输入单元、一与该输入单元相连的音频放大单元、一与该音频放大单元相连的增益调节单元、一与该增益调节单元相连的控制单元、一连接于该增益调节单元与该控制单元之间的比较单元及一与该音频放大单元相连的输出单元。其中，该输入单元包括一第一输入端Vinn、一第二输入端Vinp、一第一电阻R11及一第二电阻R12；该音频放大单元为一音频放大器PA；该增益调节单元包括一第一可调电阻RF1及一第二可调电阻RF2；该控制单元为一增益控制器CTRL；该比较单元为一过零检测比较器COM；该输出单元为一输出端Vout。
该输入单元用于输入一对差分信号；该音频放大单元用于为喇叭或耳机提供足够的驱动能力；该比较单元用于将该输出单元的输出信号与一共模基准电压VREF进行比较，并输出一增益调节控制信号至该控制单元，当输出单元的输出信号与共模基准电压VREF相等时，该增益调节控制信号将发生翻转；该控制单元用于接收一输入的增益调节信号DB_IN，并检测出当比较单元输出的增益调节控制信号发生翻转时，将增益调节信号DB_IN传送至该增益调节单元；该增益调节单元根据接收的增益调节信号DB_IN控制音频功率放大电路的增益。
由于过零检测比较器COM的有限增益和输入失调电压的影响，当音频功率放大电路的增益被调节到很小的时候，例如－40dB时，音频功率放大电路的输出信号幅度很小，此时过零检测比较器COM输出的增益调节控制信号不会发生翻转，而音频功率放大电路是根据过零检测比较器COM输出的增益调节控制信号的翻转来进行增益调节的，因此在这种情况下，增益调节会失效。因此，该增益控制器CTRL还会对过零检测比较器COM输出的增益调节控制信号进行计数，当增益控制器CTRL检测到过零检测比较器COM输出的增益调节控制信号长时间（例如25毫秒）没有发生翻转时，将自动关闭过零检测比较器COM，从而避免增益调节失效。
本发明可调增益音频功率放大电路较佳实施方式的电路连接关系如下：该第一输入端Vinn与该第一电阻R11的一端相连，该第一电阻R11的另一端与该音频放大器PA的一反相输入端及该第一可调电阻RF1的一端相连。该第二输入端Vinp与该第二电阻R12的一端相连，该第二电阻R12的另一端与该音频放大器PA的一正相输入端及该第二可调电阻RF2的一端相连。该第一可调电阻RF1的另一端、该音频放大器PA的一输出端、该过零检测比较器COM的一正相输入端与该输出端Vout共同连接。该第二可调电阻RF2的另一端与该过零检测比较器COM的一反相输入端相连，并共同接收共模基准电压VREF。该过零检测比较器COM的一输出端与该增益控制器CTRL的控制端相连，该增益控制器CTRL的输入端用于接收输入的增益调节信号DB_IN，该增益控制器CTRL的输出端与该第一可调电阻RF1的控制端及该第二可调电阻RF2的控制端相连。
本发明可调增益音频功率放大电路较佳实施方式的工作原理分析如下：该第一输入端Vinn与该第二输入端Vinp通过该第一电阻R11与该第二电阻R12输入一对差分信号至该音频放大器PA；该过零检测比较器COM将该音频放大器PA的输出信号与共模基准电压VREF进行比较，并输出增益调节控制信号至该增益控制器CTRL；该增益控制器CTRL接收外部输入的增益调节信号DB_IN，并检测出当过零检测比较器COM输出的增益调节控制信号发生翻转时，将增益调节信号DB_IN传送至该第一可调电阻RF1及该第二可调电阻RF2，该第一可调电阻RF1及该第二可调电阻RF2根据接收的增益调节信号DB_IN控制音频功率放大电路的增益。
当增益控制器CTRL检测到过零检测比较器COM输出的增益调节控制信号长时间没有发生翻转时，自动关闭过零检测比较器COM，从而避免增益调节失效。
请参阅图4及图5，在本发明可调增益音频功率放大电路另一实施方式中，可将该比较单元连接于该输入单元与该控制单元之间，该比较单元对该输入单元输入的一对差分信号进行比较，并输出增益调节控制信号至该控制单元，当输入单元输入的一对差分信号相等时，该增益调节控制信号将发生翻转。其工作原理与图2与图3中所示的可调增益音频功率放大电路较佳实施方式的工作原理相同。在该可调增益音频功率放大电路另一实施方式中，该输入单元包括一第一输入端Vinn’、一第二输入端Vinp’、一第一电阻R11’及一第二电阻R12’；该音频放大单元为一音频放大器PA’；该增益调节单元包括一第一可调电阻RF1’及一第二可调电阻RF2’；该控制单元为一增益控制器CTRL’；该比较单元为一过零检测比较器COM’；该输出单元为一输出端Vout’。
本发明可调增益音频功率放大电路另一实施方式的电路连接关系如下：该第一输入端Vinn’与该第一电阻R11’的一端及该过零检测比较器COM’的一正相输入端相连，该第一电阻R11’的另一端与该音频放大器PA’的一反相输入端及该第一可调电阻RF1’的一端相连。该第二输入端Vinp’与该第二电阻R12’的一端及该过零检测比较器COM’的一反相输入端相连，该第二电阻R12’的另一端与该音频放大器PA’的一正相输入端及该第二可调电阻RF2’的一端相连。该第一可调电阻RF1’的另一端、该音频放大器PA的一输出端与该输出端Vout’共同连接。该第二可调电阻RF2’的另一端连接该共模基准电压VREF’。该过零检测比较器COM’的一输出端与该增益控制器CTRL’的控制端相连，该增益控制器CTRL’的输入端用于接收输入的增益调节信号DB_IN’，该增益控制器CTRL’的输出端与该第一可调电阻RF1’的控制端及该第二可调电阻RF2’的控制端相连。
本发明可调增益音频功率放大电路另一实施方式的工作原理分析如下：该第一输入端Vinn’与该第二输入端Vinp’通过该第一电阻R11’与该第二电阻R12’输入一对差分信号至该音频放大器PA’；该过零检测比较器COM’将该第一输入端Vinn’与该第二输入端Vinp’输入的差分信号进行比较，并输出增益调节控制信号至该增益控制器CTRL’；该增益控制器CTRL’接收外部输入的增益调节信号DB_IN’，并检测出当过零检测比较器COM’输出的增益调节控制信号发生翻转时，将增益调节信号DB_IN’传送至该第一可调电阻RF1’及该第二可调电阻RF2’，该第一可调电阻RF1’及该第二可调电阻RF2’根据接收的增益调节信号DB_IN’控制音频功率放大电路的增益。
当增益控制器CTRL’检测到过零检测比较器COM’输出的增益调节控制信号长时间没有发生翻转时，自动关闭过零检测比较器COM’，从而避免增益调节失效。
请参阅图6，图6为本发明可调增益音频功率放大电路在进行增益调节时输出信号的仿真波形，从波形上可以看出，在对本发明可调增益音频功率放大电路进行增益调节时，输出信号没有发生跳变，因此不会产生噼啪声。
本发明可调增益音频功率放大电路通过将音频功率放大电路的输出信号与共模基准电压进行比较，或将音频功率放大电路输入的一对差分信号进行比较，输出一个增益调节控制信号用来指示音频功率放大电路进行增益调节的时刻。当增益调节控制信号发生翻转时，也即音频功率放大电路的输出信号与共模基准电压相等，或音频功率放大电路输入的一对差分信号相等时进行增益调节，此时进行增益调节不会使音频功率放大电路的输出信号发生跳变，从而不会产生噼啪声。
本发明可调增益音频功率放大电路在对音频功率放大电路进行增益调节时，音频功率放大电路的输出信号不会发生跳变，结构简单，且有效抑制了增益调节产生的噼啪声。

Claims (10)

1.一种可调增益音频功率放大电路，其特征在于：所述可调增益音频功率放大电路包括一输入单元、一与所述输入单元相连的音频放大单元、一与所述音频放大单元相连的增益调节单元、一与所述增益调节单元相连的控制单元、一连接于所述增益调节单元与所述控制单元之间的比较单元及一与所述音频放大单元相连的输出单元，所述比较单元将所述输出单元的输出信号与一共模基准电压进行比较，并输出一增益调节控制信号至所述控制单元，所述增益调节控制信号在所述输出单元的输出信号与所述共模基准电压相等时发生翻转，所述控制单元检测出当所述增益调节控制信号发生翻转时，将接收的一增益调节信号传送至所述增益调节单元，所述增益调节单元根据接收的增益调节信号控制所述可调增益音频功率放大电路的增益。
2.如权利要求1所述的可调增益音频功率放大电路，其特征在于：所述输入单元包括一第一输入端、一第二输入端、一与所述第一输入端相连的第一电阻及一与所述第二输入端相连的第二电阻，所述音频放大单元为一音频放大器，所述增益调节单元包括一第一可调电阻及一第二可调电阻，所述控制单元为一增益控制器，所述比较单元为一过零检测比较器，所述输出单元为一输出端。
3.如权利要求2所述的可调增益音频功率放大电路，其特征在于：所述第一输入端与所述第一电阻的一端相连，所述第一电阻的另一端与所述音频放大器的一反相输入端及所述第一可调电阻的一端相连，所述第二输入端与所述第二电阻的一端相连，所述第二电阻的另一端与所述音频放大器的一正相输入端及所述第二可调电阻的一端相连。
4.如权利要求3所述的可调增益音频功率放大电路，其特征在于：所述第一可调电阻的另一端、所述音频放大器的一输出端、所述过零检测比较器的一正相输入端与所述输出端共同连接，所述第二可调电阻的另一端与所述过零检测比较器的一反相输入端相连，并共同接收所述共模基准电压。
5.如权利要求1所述的可调增益音频功率放大电路，其特征在于：所述过零检测比较器的一输出端与所述增益控制器的控制端相连，所述增益控制器的输入端接收所述增益调节信号，所述增益控制器的输出端与所述第一可调电阻的控制端及所述第二可调电阻的控制端相连。
6.一种可调增益音频功率放大电路，其特征在于：所述可调增益音频功率放大电路包括一输入单元、一与所述输入单元相连的音频放大单元、一与所述音频放大单元相连的增益调节单元、一与所述增益调节单元相连的控制单元、一连接于所述输入单元与所述控制单元之间的比较单元及一与所述音频放大单元相连的输出单元，所述比较单元将所述输入单元输入的一对差分信号进行比较，并输出一增益调节控制信号至所述控制单元，所述增益调节控制信号在所述输入单元输入的差分信号相等时发生翻转，所述控制单元检测出当所述增益调节控制信号发生翻转时，将接收的一增益调节信号传送至所述增益调节单元，所述增益调节单元根据接收的增益调节信号控制所述可调增益音频功率放大电路的增益。
7.如权利要求6所述的可调增益音频功率放大电路，其特征在于：所述输入单元包括一第一输入端、一第二输入端、一与所述第一输入端相连的第一电阻及一与所述第二输入端相连的第二电阻，所述音频放大单元为一音频放大器，所述增益调节单元包括一第一可调电阻及一第二可调电阻，所述控制单元为一增益控制器，所述比较单元为一过零检测比较器，所述输出单元为一输出端。
8.如权利要求7所述的可调增益音频功率放大电路，其特征在于：所述第一输入端与所述第一电阻的一端及所述过零检测比较器的一正相输入端相连，所述第一电阻的另一端与所述音频放大器的一反相输入端及所述第一可调电阻的一端相连，所述第二输入端与所述第二电阻的一端及所述过零检测比较器的一反相输入端相连，所述第二电阻的另一端与所述音频放大器的一正相输入端及所述第二可调电阻的一端相连。
9.如权利要求8所述的可调增益音频功率放大电路，其特征在于：所述第一可调电阻的另一端、所述音频放大器的一输出端与所述输出端共同连接，所述第二可调电阻的另一端连接一共模基准电压端。
10.如权利要求9所述的可调增益音频功率放大电路，其特征在于：所述过零检测比较器的一输出端与所述增益控制器的控制端相连，所述增益控制器的输入端接收所述增益调节信号，所述增益控制器的输出端与所述第一可调电阻的控制端及所述第二可调电阻的控制端相连。
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