CN103067824A - 一种消除启动噪声的音频放大器 - Google Patents

Abstract

本发明提出一种消除启动噪声的音频放大器，解决了现有音频放大器存在启动噪声的问题。一种消除启动噪声的音频放大器，包括：输入端口、使能端口、输出端口、锯齿波信号产生器、第一比较器、输入隔直电容、使能开关、驱动器、功率级、滤波器、扬声器、计时器、短接开关以及反馈电阻。本发明能够消除音频放大器的启动噪声。

Description

一种消除启动噪声的音频放大器

技术领域

本发明涉及电子技术领域，特别涉及一种消除启动噪声的音频放大器。

背景技术

D类放大器由于输出级开关管工作在开关模式，减小了功率消耗，因此与线性放大器，诸如A/B类放大器比较，D类音频放大器的效率更高。但现有许多D类音频放大器在启动时，具有开机“砰”噪声的问题，该噪声通常是由于音频器件在启动时对隔直电容的充电造成的。

发明内容

本发明提出一种消除启动噪声的音频放大器，解决了现有音频放大器启动时存在的“砰”噪声问题。

本发明的技术方案是这样实现的：

一种消除启动噪声的音频放大器，包括：输入端口，接收音频输入信号；使能端口，接收使能信号；输出端口，提供音频放大信号；锯齿波信号产生器，提供周期性的锯齿波信号；第一比较器，具有正相输入端、反相输入端和输出端，其正相输入端耦接至锯齿波产生器接收锯齿波信号；输入隔直电容、使能开关，两者串联耦接在输入端口和第一比较器的反相输入端之间，以将音频输入信号传送至第一比较器的反相输入端，其中所述使能开关具有连接至使能端口接收使能信号的控制端子，所述第一比较器根据锯齿波信号和音频输入信号输出音频比较信号；驱动器，耦接至第一比较器的输出端接收音频比较信号，并根据音频比较信号输出两路驱动信号；功率级，具有供电端、第一输入端、第二输入端和输出端，其供电端耦接至供电电源，其第一输入端和第二输入端耦接至驱动器接收两路驱动信号，所述功率级根据驱动器提供的两路驱动信号在其输出端产生开关信号；滤波器，耦接在功率级的输出端和输出端口之间，接收开关信号，并基于开关信号产生所述音频放大信号；扬声器，耦接在输出端口和参考地之间，接收音频放大信号；计时器，耦接至使能端口接收使能信号，并基于使能信号，产生设定时长的计时信号；短接开关，具有第一端子、第二端子和控制端子，其第一端子和第二端子跨接在扬声器的两端，其控制端子耦接至计时器接收计时信号，所述短接开关在所述计时信号的设定时长内被导通；反馈电阻，耦接在功率级的输出端和第一比较器的反相输入端之间。

可选地，所述功率级包括：串联耦接在供电电源和参考地之间的第一功率开关和第二功率开关。

可选地，所述滤波器包括：电感器和输出隔直电容，串联耦接在功率级的输出端和输出端口之间；滤波电容，耦接在输出端口和参考地之间。

可选地，所述计时器包括：计时比较器，具有同相输入端、反相输入端和输出端，其同相输入端接收参考信号；充电电容、复位开关、箝位器，三者并联耦接在计时比较器的反相输入端和参考地之间；充电电流源和充电开关，两者串联耦接在供电电源和计时比较器的反相输入端之间；其中所述充电开关在使能信号为逻辑高电平时被导通，在使能信号为逻辑低电平时被断开；复位开关在使能信号为逻辑低电平时被断开，在使能信号为逻辑高电平时被断开；计时比较器在其输出端提供所述计时信号。

可选地，所述箝位器包括齐纳二极管。

可选地，所述计时器包括：计时比较器，具有同相输入端、反相输入端和输出端，其同相输入端接收参考信号；充电电容、复位开关，两者并联耦接在计时比较器的反相输入端和参考地之间；充电电压源、充电电阻和充电开关，三者串联耦接在计时比较器的反相输入端和参考地之间；其中所述充电电压源提供的电压信号的电压水平低于参考信号的电压水平；所述充电开关在使能信号为逻辑高电平时被导通，在使能信号为逻辑低电平时被断开；复位开关在使能信号为逻辑低电平时被断开，在使能信号为逻辑高电平时被断开；计时比较器在其输出端提供所述计时信号。

本发明的有益效果是：消除了音频放大器的启动噪声。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为根据本发明一个实施例的一种消除启动噪声的音频放大器100的电路结构示意图；

图2为根据本发明一个实施例的计时器111的电路结构示意图；

图3为根据本发明另一个实施例的计时器111的电路结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

图1为根据本发明一个实施例的一种消除启动噪声的音频放大器100的电路结构示意图。如图1所示，所述消除启动噪声的音频放大器100包括：输入端口101，接收音频输入信号Vin；使能端口102，接收使能信号EN；输出端口114，提供音频放大信号Vamp；锯齿波信号产生器103，提供周期性的锯齿波信号Vsaw；第一比较器104，具有正相输入端、反相输入端和输出端，其正相输入端耦接至锯齿波产生器103接收锯齿波信号Vsaw；输入隔直电容105、使能开关106，两者串联耦接在输入端口101和第一比较器104的反相输入端之间，以将音频输入信号Vin传送至第一比较器104的反相输入端，其中所述使能开关106具有连接至使能端口102接收使能信号EN的控制端子，所述第一比较器104根据锯齿波信号Vsaw和音频输入信号Vin输出音频比较信号；驱动器107，耦接至第一比较器104的输出端接收音频比较信号，并根据音频比较信号输出两路驱动信号；功率级108，具有供电端、第一输入端、第二输入端和输出端，其供电端耦接至供电电源V_DD，其第一输入端和第二输入端耦接至驱动器107接收两路驱动信号，所述功率级108根据驱动器107提供的两路驱动信号在其输出端产生开关信号SW；滤波器109，耦接在功率级108的输出端和输出端口114之间，接收开关信号SW，并基于开关信号SW产生所述音频放大信号Vamp；扬声器110，耦接在输出端口114和参考地之间，接收音频放大信号Vamp；计时器111，耦接至使能端口102接收使能信号EN，并基于使能信号EN，产生设定时长的计时信号St；短接开关112，具有第一端子、第二端子和控制端子，其第一端子和第二端子跨接在扬声器110的两端，其控制端子耦接至计时器111接收计时信号St，所述短接开关112在所述计时信号St的设定时长内被导通；反馈电阻113，耦接在功率级108的输出端和第一比较器104的反相输入端之间。

优选地，所述功率级108包括：串联耦接在供电电源V_DD和参考地之间的第一功率开关81和第二功率开关82。

优选地，所述滤波器109包括：电感器91和输出隔直电容92，串联耦接在功率级108的输出端和输出端口114之间；滤波电容93，耦接在输出端口114和参考地之间。

在所述消除启动噪声的音频放大器100运行时，当使能端口102的使能信号EN为逻辑高电平时，一方面，计时器111输出设定时长的计时信号St，从而将短接开关112导通。相应地，扬声器110被短接。另一方面，使能开关106也被导通，从而将音频输入信号Vin输送至第一比较器104的反相输入端。在计时器111输出计时信号St的设定时长内，系统对输入隔直电容105和输出隔直电容92进行充电。当设定时长过去之后，输入隔直电容105和输出隔直电容92被充电至工作电压，此时短接开关112释放扬声器110，从而使系统开始正常工作。

图2为根据本发明一个实施例的计时器111的电路结构示意图。如图2所示，所述计时器111包括：计时比较器11，具有同相输入端、反相输入端和输出端，其同相输入端接收参考信号Vr；充电电容12、复位开关13、箝位器14，三者并联耦接在计时比较器11的反相输入端和参考地之间；充电电流源15和充电开关16，两者串联耦接在供电电源V_DD和计时比较器11的反相输入端之间；其中所述充电开关16在使能信号EN为逻辑高电平时被导通，在使能信号EN为逻辑低电平时被断开；复位开关13在使能信号EN为逻辑低电平时被断开，在使能信号EN为逻辑高电平时被断开；计时比较器11在其输出端提供所述计时信号St。

优选地，所述箝位器14包括齐纳二极管。

图2所示计时器111在系统运行时，若使能信号EN为逻辑低电平，则充电开关16被断开，复位开关13被导通，充电电容12两端电压（Vc）为零；当使能信号EN为逻辑高电平时，充电开关16被导通，复位开关13被断开，则充电电流源15开始给充电电容12充电。相应地，充电电容12两端电压（Vc）从零开始增大。当其小于参考信号Vr时，计时信号St为高电平。但当充电电容12两端电压（Vc）增大至参考信号Vr时，计时比较器11输出的计时信号St翻转为低电平，则设定时长结束。在这设定时长时间段内，所述短接开关112被导通，从而将扬声器静音；但在设定时长结束后，短接开关112被断开，从而释放扬声器110，使其正常输出音频放大信号。

图3为根据本发明另一个实施例的计时器111的电路结构示意图。如图3所示，所述计时器111包括：计时比较器21，具有同相输入端、反相输入端和输出端，其同相输入端接收参考信号Vr；充电电容22、复位开关23，两者并联耦接在计时比较器21的反相输入端和参考地之间；充电电压源26、充电电阻25和充电开关24，三者串联耦接在计时比较器21的反相输入端和参考地之间；其中所述充电电压源26提供的电压信号的电压水平低于参考信号Vr的电压水平；所述充电开关24在使能信号EN为逻辑高电平时被导通，在使能信号EN为逻辑低电平时被断开；复位开关23在使能信号EN为逻辑低电平时被断开，在使能信号EN为逻辑高电平时被断开；计时比较器21在其输出端提供所述计时信号St。

图3所示计时器111在系统运行时，若使能信号EN为逻辑低电平，则充电开关24被断开，复位开关23被导通，充电电容22两端电压（Vc）为零；当使能信号EN为逻辑高电平时，充电开关24被导通，复位开关23被断开，则充电电压源26开始给充电电容22充电。相应地，充电电容22两端电压（Vc）从零开始增大。当其小于参考信号Vr时，计时信号St为高电平。但当充电电容22两端电压（Vc）增大至参考信号Vr时，计时比较器21输出的计时信号St翻转为低电平，则设定时长结束。在这设定时长时间段内，所述短接开关112被导通，从而将扬声器静音；但在设定时长结束后，短接开关112被断开，从而释放扬声器110，使其正常输出音频放大信号。

可见，本发明的音频放大器在启动阶段给各隔直电容（如输入隔直电容和输出隔直电容）充电时，由于短接开关112的存在，扬声器110被短接静音，从而其“砰”噪音被消除。

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、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种消除启动噪声的音频放大器，其特征在于，包括：

输入端口，接收音频输入信号；

使能端口，接收使能信号；

输出端口，提供音频放大信号；

锯齿波信号产生器，提供周期性的锯齿波信号；

第一比较器，具有正相输入端、反相输入端和输出端，其正相输入端耦接至锯齿波产生器接收锯齿波信号；

输入隔直电容、使能开关，两者串联耦接在输入端口和第一比较器的反相输入端之间，以将音频输入信号传送至第一比较器的反相输入端，其中所述使能开关具有连接至使能端口接收使能信号的控制端子，所述第一比较器根据锯齿波信号和音频输入信号输出音频比较信号；

驱动器，耦接至第一比较器的输出端接收音频比较信号，并根据音频比较信号输出两路驱动信号；

功率级，具有供电端、第一输入端、第二输入端和输出端，其供电端耦接至供电电源，其第一输入端和第二输入端耦接至驱动器接收两路驱动信号，所述功率级根据驱动器提供的两路驱动信号在其输出端产生开关信号；

滤波器，耦接在功率级的输出端和输出端口之间，接收开关信号，并基于开关信号产生所述音频放大信号；

扬声器，耦接在输出端口和参考地之间，接收音频放大信号；

计时器，耦接至使能端口接收使能信号，并基于使能信号，产生设定时长的计时信号；

短接开关，具有第一端子、第二端子和控制端子，其第一端子和第二端子跨接在扬声器的两端，其控制端子耦接至计时器接收计时信号，所述短接开关在所述计时信号的设定时长内被导通；

反馈电阻，耦接在功率级的输出端和第一比较器的反相输入端之间。

2.如权利要求1所述的消除启动噪声的音频放大器，其特征在于，所述功率级包括：串联耦接在供电电源和参考地之间的第一功率开关和第二功率开关。

3.如权利要求1所述的消除启动噪声的音频放大器，其特征在于，所述滤波器包括：

电感器和输出隔直电容，串联耦接在功率级的输出端和输出端口之间；

滤波电容，耦接在输出端口和参考地之间。

4.如权利要求1所述的消除启动噪声的音频放大器，其特征在于，所述计时器包括：

计时比较器，具有同相输入端、反相输入端和输出端，其同相输入端接收参考信号；

充电电容、复位开关、箝位器，三者并联耦接在计时比较器的反相输入端和参考地之间；

充电电流源和充电开关，两者串联耦接在供电电源和计时比较器的反相输入端之间；其中

所述充电开关在使能信号为逻辑高电平时被导通，在使能信号为逻辑低电平时被断开；

所述复位开关在使能信号为逻辑低电平时被断开，在使能信号为逻辑高电平时被断开；

所述计时比较器在其输出端提供所述计时信号。

5.如权利要求4所述的消除启动噪声的音频放大器，其特征在于，所述箝位器包括齐纳二极管。

6.如权利要求1所述的消除启动噪声的音频放大器，其特征在于，所述计时器包括：

计时比较器，具有同相输入端、反相输入端和输出端，其同相输入端接收参考信号；

充电电容、复位开关，两者并联耦接在计时比较器的反相输入端和参考地之间；

充电电压源、充电电阻和充电开关，三者串联耦接在计时比较器的反相输入端和参考地之间；其中

所述充电电压源提供的电压信号的电压水平低于参考信号的电压水平；

所述充电开关在使能信号为逻辑高电平时被导通，在使能信号为逻辑低电平时被断开；

所述复位开关在使能信号为逻辑低电平时被断开，在使能信号为逻辑高电平时被断开；

所述计时比较器在其输出端提供所述计时信号。

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