CN102857185B - D类功率放大器防破音自动增益调节电路 - Google Patents

D类功率放大器防破音自动增益调节电路 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种D类功率放大器防破音自动增益调节电路，包括峰值检测器、分频器、升阶计数器、降阶计数器和可编程增益调节器，所述峰值检测器设有两路输出端，一路输出端通过第一门电路与可编程增益调节器相连接，另一路输出端通过第二门电路与降阶计数器的复位引脚相连接；所述分频器的时钟输出端分别与所述升阶计数器和降阶计数器的时钟输入端相连接；所述升阶计数器还通过第一门电路与可编程增益调节器相连接，所述降阶计数器还通过第三门电路与可编程增益调节器相连接。本发明采用数字电路集成设计，面积小、功耗小、成本低、适用范围大，独立操作功能的特性、可靠性高，具有良好的应用前景。

Description

D类功率放大器防破音自动增益调节电路
技术领域
本发明涉及音频播放技术领域，具体涉及一种D类功率放大器防破音自动增益调节电路。
背景技术
随着手持设备的普及，人们对手持设备的待机时间的要求越来越高，从而很多的电子产品对功耗的要求也越来越高，现在手持设备中用于音频播放的功率放大器，多采用D类功率放大器较传统的AB类功率放大器，具有效率高、功耗低的特点， D类功率放大器目前在全球的销售数量已超过10亿美金，然而D类功率放大器的存在破音问题，会影响音频播放的音质，由于在音频播放过程中，音频文件的音量的大小参差不齐，听一首音乐时发现音量小，随即将音量调大，在播放另外的音频文件时就会发现声音太大从而出现了破音现象，造成音频文件音质变差，现有技术中的防破音电路能够一定程度上改善D类功率放大器的声音突然加大出现的破音现象，但是现有的防破音电路存在电路面积大、成本高、适用范围小，且不自带操作功能等缺点。
发明内容
本发明的目的是为了克服现有的防破音电路存在电路面积大、成本高、适用范围小，且不自带操作功能的问题。本发明提供的防破音自动增益控制电路，具有功耗小、成本低、适用范围大，并具有独立操作功能的特性，可靠性高，具有良好的应用前景。
为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：
一种D类功率放大器防破音自动增益调节电路，其特征在于：包括峰值检测器、分频器、升阶计数器、降阶计数器和可编程增益调节器，所述峰值检测器设有两路输出端，所述一路输出端通过第一门电路与可编程增益调节器相连接，所述另一路输出端通过第二门电路与降阶计数器的复位引脚相连接；所述分频器的时钟输出端分别与所述升阶计数器和降阶计数器的时钟输入端相连接；所述升阶计数器还通过通过第一门电路与可编程增益调节器相连接，所述降阶计数器还通过第三门电路与可编程增益调节器相连接。
前述的D类功率放大器防破音自动增益调节电路，其特征在于：还包括触发器、第四门电路和第五门电路，所述触发器的输入端通过第四门电路与第一门电路的输出端相连接，所述触发器的输出端通过第五门电路分别与第二门电路和升阶计数器的复位引脚共同连接。
前述的D类功率放大器防破音自动增益调节电路，其特征在于：所述触发器为D触发器。
前述的D类功率放大器防破音自动增益调节电路，其特征在于：所述第一门电路为与门。
前述的D类功率放大器防破音自动增益调节电路，其特征在于：所述第二门电路包括与门和两个非门，所述两个非门分别设置在所述与门的输入端。
前述的D类功率放大器防破音自动增益调节电路，其特征在于：所述第三门电路为与门。
前述的D类功率放大器防破音自动增益调节电路，其特征在于：所述第四门电路包括与门和两个非门，所述两个非门分别设置在所述与门的输入端。
前述的D类功率放大器防破音自动增益调节电路，其特征在于：所述第五门电路包括与门和一个非门，所述一个非门分别设置在所述与门的一输入端，所述与门的另一输入端与所述分频器的置零输入端相连接。
本发明的有益效果是：本发明通过峰值检测器对外部的D类功率放大器的电压进行实时监测，并通过后端的升阶计数器和降阶计数器控制可编程增益调节器，能够消除D类功率放大器的声音突然加大出现的破音现象，本发明采用数字电路集成设计，面积小、功耗小、成本低、适用范围大，独立操作功能的特性、可靠性高，具有良好的应用前景。
附图说明
图1是本发明的D类功率放大器防破音自动增益调节电路的原理图。
具体实施方式
下面将结合说明书附图，对本发明作进一步的说明。
如图1所示，一种D类功率放大器防破音自动增益调节电路，包括峰值检测器、分频器、升阶计数器、降阶计数器和可编程增益调节器，所述峰值检测器设有两路输出端，所述一路输出端通过第一门电路与可编程增益调节器相连接，所述另一路输出端通过第二门电路与降阶计数器的复位引脚相连接；所述分频器的时钟输出端分别与所述升阶计数器和降阶计数器的时钟输入端相连接；所述升阶计数器还通过通过第一门电路与可编程增益调节器相连接，所述降阶计数器还通过第三门电路与可编程增益调节器相连接。
还包括触发器、第四门电路和第五门电路，所述触发器的输入端通过第四门电路与第一门电路的输出端相连接，所述触发器的输出端通过第五门电路分别与第二门电路和升阶计数器的复位引脚共同连接，其中第四门电路包括与门和两个非门，所述两个非门分别设置在各自与门的输入端，所述第五门电路包括与门和一个非门，所述一个非门分别设置在所述与门的一输入端，所述与门的另一输入端与所述分频器的输入端相连接。
所述峰值检测器用于对外部的D类功率放大器的电压进行实时监测，峰值检测器的输入端为PGAP和PGAN，PGAP和PGAN为外部D类功率放大器的差分输出端，PGAP和PGAN作为设置在峰值检测器内部的比较器的一输入端，比较器的另一端为内部参考电压，峰值检测器的控制内部参考电压输入端LEV，用于控制内部参考电压的四个不同值，0.8*VDD, 0.85*VDD, 0.9*VDD, 0.95*VDD，其中VDD为峰值检测器的供电电压，峰值检测器还设有时钟输入端CLKIN，用于输入时钟信号，输入时钟信号的上升沿决定了峰值检测器的输出端CLOPHIGH和CLIPLOW的建立时间，峰值检测器的工作过程为通过设置在峰值检测器内部的比较器的检测外部D类功率放大器的输出是否超过0.8*VDD的限制，如果输出超过0.8*VDD，峰值检测器的输出端CLIPHIGH输出高电平，外接升阶计数器后端的第一门电路的一输入端，控制第一门电路的工作，这里的第一门电路为与门，当外部D类功率放大器的输出小于0.5*VDD时，峰值检测器的输出端CLIPLOW输出高电平，通过第二门电路外接降阶计数器的RESET_J管脚，这里的第二门电路包括与门和两个非门，两个非门分别设置在所述与门的输入端，其中峰值检测器的输出端CLIPHIGH和CLIPLOW的检测都采用实时监测，任何时间D类功率放大器的输出满足以上条件，CLIPHIGH 和 CLIPLOW都会有输出，无需等待时间。
所述分频器用于给升阶计数器和降阶计数器提供工作时钟，分频器的时钟输入端与峰值检测器的输入时钟相同，故与峰值检测器的CLKIN相连接，分频器的置零输入端为PORB，在PORB为“0”时将分频器输出置零， 分频器的时钟输出端为CLK_1P25M，分别与升阶计数器和降阶计数器的时钟输入端相连接，分频器的时钟输出端CLK_1P25M输出周期为1.25ms的时钟信号，即升阶计数器和降阶计数器的工作时钟。
所述升阶计数器的控制输入端为NC1和NC2，其中NC1为高电平时，为NC1模式，NC2为高电平时，为NC2模式，升阶计数器的置零控制为RESET_S，即在NC1或NC2控制的周期内无置零信号产生， 升阶计数器的输出端CLIPHIGHEN将输出高电平，并与第一门电路的另一输入端相连接。
所述降阶计数器的控制输入端为NC1和NC2，其中NC1为高电平时，为NC1模式，NC2为高电平时，为NC2模式，同升阶计数器一样，在NC1 NC2控制的时间内，无RESET_J信号产生，降阶计数器输出端EOFC将输出高电平，并通过第三门电路与可编程增益调节器相连接，这里的第三门电路为与门，一路输入与降阶计数器输出端EOFC相连接，另一路输入外接NC_OFF端口，C_OFF端口与通过一非门连接。
所述可编程增益调节器的时钟输入端与峰值检测器的输入时钟相同，故与峰值检测器的CLKIN相连接，可编程增益调节器的调节输入端为INC 和DEC，外接升阶计数器和降阶计数器的输出，可编程增益调节器的输出端为GAIN，其中调节输入端INC每输入一个脉冲将使输出端GAIN的值加一，调节输入端DEC每输入一个脉冲将使GAIN的值减一，GAIN作为D类功率放大器防破音自动增益调节电路的输出端，与外部的D类功率放大器的控制增益输入端相连接。
综上所述，本发明通过峰值检测器对外部的D类功率放大器的电压进行实时监测，并通过后端的升阶计数器和降阶计数器控制可编程增益调节器，能够消除D类功率放大器的声音突然加大出现的破音现象，本发明采用数字电路集成设计，面积小、功耗小、成本低、适用范围大，独立操作功能的特性、可靠性高，具有良好的应用前景。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征及优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (1)

1.D 类功率放大器防破音自动增益调节电路，其特征在于 ：包括峰值检测器、分频器、升阶计数器、降阶计数器和可编程增益调节器，所述峰值检测器设有两路输出端，一路输出端通过第一门电路与可编程增益调节器相连接，另一路输出端通过第二门电路与降阶计数器的复位引脚相连接 ；所述分频器的时钟输出端分别与所述升阶计数器和降阶计数器的时钟输入端相连接 ；所述升阶计数器还通过第一门电路与可编程增益调节器相连接，所述降阶计数器还通过第三门电路与可编程增益调节器相连接，还包括触发器、第四门电路和第五门电路，所述触发器的输入端通过第四门电路与第一门电路的输出端相连接，所述触发器的输出端通过第五门电路分别与第二门电路和升阶计数器的复位引脚共同连接，所述触发器为 D 触发器，所述第一门电路为与门；
所述第二门电路包括与门和两个非门，所述第二门电路的两个非门分别设置在所述第二门电路与门的输入端；所述第三门电路为与门；所述第四门电路包括与门和两个非门，所述第四门电路的两个非门分别设置在所述第四门电路与门的输入端；所述第五门电路包括与门和一个非门，所述第五门电路的一个非门分别设置在所述第五门电路与门的一输入端，所述第五门电路与门的另一输入端与所述分频器的置零输入端相连接。
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