CN107994873B - 在音频运算放大器中用于压制振荡噪音的方法和电路 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种在音频运算放大器中用于压制振荡噪音的方法和电路，该方法包括：通过断开第三开关和第四开关，将第一电阻器和第二电阻器串联连接在音频运算放大器的输出级；在音频信号输入到该音频运算放大器之后，通过斜坡发生器产生斜坡电压，其中该斜坡电压从0变化到第一值；通过电压发生器产生第二电压，其中在上述斜坡电压达到第二值时，先闭合第二开关，再断开第一开关；通过闭合第三和第四开关，使第一和第二电阻器发生短路；以及通过音频运算放大器输出放大的音频信号。本发明能够降低音频运算放大器中的振荡POP噪音，改善了已放大的音频信号。

Description

在音频运算放大器中用于压制振荡噪音的方法和电路
技术领域
本发明涉及音频运算放大器领域，具体涉及但不限于一种在音频运算放大器中用于压制振荡(POP)噪音的方法和电路。
背景技术
在音频运算放大器中，打开或关闭音频功放时会产生POP噪音。这种POP噪音对于用户来说是很讨厌的，而且可能损坏音频运算放大器中的电子器件。为了消除POP噪音，按照惯例，放大器会使用额外的器件，比如多重大电容器和多重外接触点。然而，这些额外的器件占用了昂贵的资源并增加了放大器的花费和复杂性。
因此，有必要提出一种新的在音频运算放大器中用于压制振荡噪音的方法和电路。
发明内容
本发明的目的在于提供一种方法和电路，利用开关和电阻器压制音频运算放大器中的POP噪音。
在一个实施例中，该方法包括步骤：通过断开第三开关和第四开关，将第一电阻器和第二电阻器串联连接在音频运算放大器的输出级；在音频信号输入到该音频运算放大器之后，通过斜坡发生器产生斜坡电压，其中该斜坡电压从0变化到第一值；通过电压发生器产生第二电压，其中在上述斜坡电压达到第二值时，先闭合第二开关，再断开第一开关；通过闭合第三和第四开关，将第一电阻器和第二电阻器短路；以及通过音频运算放大器输出放大的音频信号。
在另一实施例中，该方法包括步骤：在停止输入音频信号时，通过断开第三开关和第四开关将第一电阻器和第二电阻器串联连接在音频运算放大器的输出级；闭合第一开关和断开第二开关，放大器输出电压从第二值缓慢变化到第一值，其中，上述斜坡电压从第一值变化到0；和关闭音频运算放大器。
在另一实施例中，音频装置包括：音频运算放大器；和位于音频运算放大器中的电路，该电路包括：第三开关，并联连接到第一电阻器；第四开关，并联连接到第二电阻器；和第一电阻器，通过断开所述第三开关和所述第四开关，与第二电阻器串联连接在音频运算放大器的输出级；斜坡发生器，经由第一开关与音频运算放大器连接，并且在音频信号输入到音频运算放大器中之后产生斜坡电压，其中，斜坡电压在闭合第一开关之后从0变化到第一值；电压发生器，经由第二开关与音频运算放大器连接，并且产生第二电压，其中，在斜坡电压达到第二值时，先闭合第二开关，再断开第一开关；其中，第一电阻器和第二电阻器还通过闭合第三开关和第四开关而发生短路，并且音频运算放大器还输出放大的音频信号。
本发明的实施方案与现有技术相比，主要区别及其效果在于：发明人经过深入的研究，首次开发了在音频运算放大器输出端串接电阻的方法来抑制POP音。该方法简单，易实现，免去了复杂的校准算法和复杂的时序控制。
应理解，在本发明范围内中，本发明的上述各技术特征和在下文(如实施例)中具体描述的各技术特征之间都可以互相组合，从而构成新的或优选的技术方案。限于篇幅，在此不再一一累述。
附图说明
下面参照附图对本发明的非限制性的、非穷尽的实施例进行描述，其中，除非另有说明，在各个附图中，相同的附图标记表示相同的部件。
图1是本发明的一个实施例的示意图，其示出了在音频运算放大器中用于压制振荡噪音的音频装置。
图2是本发明的另一个实施例的示意图，其示出了在音频运算放大器中用于压制振荡噪音的音频装置。
图3是本发明的另一个实施例的时序图，其示出了在音频运算放大器中用于压制振荡噪音的电路。
图4是本发明的一个实施例的流程图，其示出了在音频运算放大器中用于压制振荡噪音的方法。
图5是图4所示方法的续篇。
具体实施方式
在以下的叙述中，为了使读者更好地理解本申请而提出了许多技术细节。但是，本领域的普通技术人员可以理解，即使没有这些技术细节和基于以下各实施方式的种种变化和修改，也可以实现本申请各权利要求所要求保护的技术方案。
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的实施方式作进一步地详细描述。
参照图1，图1示出了音频装置100的实施例，包括用于压制POP噪音的音频运算放大器130。音频装置100是一个音频功放。在装置100中，音频信号通过电阻器R3输入到音频运算放大器130，而且音频运算放大器130与电阻器R4并联连接。斜坡发生器110通过第一开关P1连接到音频运算放大器130，而且电压发生器120通过第二开关P2连接到音频运算放大器130。音频运算放大器130和音频输出装置140之间连接有电容器C，比如，耳机或喇叭等等。音频输出装置140包括电阻器R5。比如，耳机中的电阻器R5的值约为16ohm，喇叭中的电阻器R5的值约为600ohm。进一步地，如图1所示，音频运算放大器130中的电路包括两个电阻器R1和R2，以及两个开关P3和P4。其中，两个电阻器R1和R2在输出级相互耦合，而两个开关P3和P4分别与电阻器R1和R2并联。如果这两个开关P3和P4同时断开，两个电阻器R1和R2则串联在输出级。如果这两个开关P3和P4同时闭合，两个电阻器R1和R2则发生短路。在一个实施例中，在打开该音频功放的操作时间内，开关P1在音频信号输入到音频运算放大器之后闭合。开关P3和P4被断开。因此电阻器R1和R2串联连接在该放大器的输出级。该斜坡发生器随后在闭合开关P1之后产生从0变化到第一值的斜坡电压。在该斜坡电压达到第一值时，开关P2应该被闭合，之后开关P1应该被断开。电压发生器在开关P2闭合之前已经产生了具有第二值的第二电压。在一个实施例中，由电压发生器产生的第二电压是共模电压，而且第一值和第二值之间具有差值。在这个实施例中，在该电压从第一值变化到第二值的时间内，音频运算放大器130的输出由于电阻器R1的存在而慢慢发生变化，并且POP噪音能够得到降低。在这个实施例中，第一值和第二值之间的差值可以控制在10mV内。然后闭合开关P3和P4并且将电阻器R1和R2短路。
在关闭该音频功放的操作时间内，首先断开开关P3和P4。然后电阻器R1和R2串联连接在该放大器的输出级。开关P1被闭合而且开关P2被断开。在这时，Vo上的输出从第二值缓慢变化到第一值。之后斜坡电压从第一值变化到0。在这个操作时间内，电阻器R2分担了电容器上的部分电压从而电容器上的电压可以平滑的降低。最后，音频运算放大器能够以较小的POP噪音被关闭。
或者，该音频运算放大器的输出级是AB类输出级。
在另一个实施例中，如图2所示，音频运算放大器200是多级运算放大器，可以被用于代替装置100中的放大器130。其中，DC电平移位电路被耦合到用于压制POP噪音的电路中，并且改变音频运算放大器的输出级。在这个实施例中，在打开整个音频功放的操作时间内，在产生具有从0变化为第一值的斜坡电压的过程中，该音频运算放大器第1输出级和DC电平移位电路已经建立了稳定的电位，然后在该斜坡电压达到第一值之后放大器200能够立即稳定。在关闭音频功放的操作时间内，在斜坡电压从第一值变为0的过程中，该音频运算放大器的第1输出级的电平和DC电平移位电路保持稳定不变，并且在斜坡电压变化结束之后，放大器200可以平稳地关闭。因此，放大器200能够在通电和断电的操作时间内平稳地工作并因此降低POP噪音。
图3是本发明的另一个实施例的时序图，其示出了音频装置100中的音频运算放大器130。在一个实施例中，在打开音频运算放大器130的操作时间内，在时间t1，开关P1处于高逻辑电平，斜坡电压达到第一值，音频运算放大器130的输出也达到该第一值，并且开关P2跳到该高逻辑电平，即，开关P2被闭合。在时间t2，该斜坡电压保持稳定不变，开关P2处于高逻辑电平，并且开关P1正在从高逻辑电平缓慢变为低逻辑电平。音频运算放大器130的输出也慢慢达到第二值。在时间t3，音频运算放大器130的输出保持稳定不变，开关P2处于高逻辑电平，开关P3和P4跳到该高逻辑电平，即，开关P3和P4被闭合，并且电阻器R1和R2被短路。在另一个实施例中，在关闭音频运算放大器130的操作时间内，在时间t4，开关P3和P4落到低逻辑电平，即，开关P3和P4被断开，并且电阻器R1和R2串联连接在该放大器130的输出级。在时间t5，开关P1跳到高逻辑电平，开关P2处于该高逻辑电平，并且斜坡电压缓慢从第二值变为第一值。音频运算放大器130的输出也慢慢达到第一值。在时间t6，开关P2落到低逻辑电平，即，电压发生器的电压下降并且斜坡电压开始从第一值降落至0。音频运算放大器130的输出也从第一值降落至0。可以从图3的时间顺序中看到，音频运算放大器的每一个元件的电压变化值相对来说很平滑，因此图1中电容器C上的电压变化也能够相对平滑。因此，POP噪音能够被压制或者降低。
图4是本发明的一个实施例的流程图，其示出了在音频运算放大器中用于压制振荡噪音的方法400。该方法400包括步骤：在步骤410中，通过断开第三开关和第四开关，将第一电阻器和第二电阻器串联连接在音频运算放大器的输出级；在步骤420中，通过斜坡发生器产生斜坡电压，其中该斜坡电压在音频信号输入到音频运算放大器之后从0变为第一值；在步骤430中，通过电压发生器产生第二电压，其中在斜坡电压达到第一值时先闭合第二开关，再断开第一开关；在步骤440中，通过闭合第一和第四开关将第一电阻器和第二电阻器短路；以及在步骤450中，通过音频运算放大器输出放大的音频信号。
图5是图4示出的方法400的续篇。如图5所示，方法400还包括步骤：在步骤510中，在停止输入音频信号时通过断开第三和第四开关，将第一电阻器和第二电阻器串联连接在音频运算放大器的输出级；在步骤520中，闭合第一开关和断开第二开关，其中该斜坡电压从第一值变化为0；以及在步骤530中，关闭该音频功放。
或者，该第二电压是共模电压，并且第一电压和第二值之间的差值小于一很小的值，比如，该值是10mV。
或者，音频运算放大器的输出级是AB类输出级。
或者，该音频运算放大器是多级运算放大器。
本说明书使用了包括最佳实施例在内的实施例揭示了本发明，也使本领域的技术人员能够实施本发明，包括制造和使用任何装置或系统，以及执行任何组合的方式。本发明的专利范围由权利要求限定，并且可包括本领域的技术人员想到的其他实施例。如果上述其他实施例具有的结构部件未区别于权利要求的字面内容，或者他们包含等同的结构部件而与权利要求的字面内容存在非实质性区别，则在权利要求的保护范围以内。
需要说明的是，在本专利的权利要求和说明书中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
虽然通过参照本发明的某些优选实施方式，已经对本发明进行了图示和描述，但本领域的普通技术人员应该明白，可以在形式上和细节上对其作各种改变，而不偏离本发明的精神和范围。

Claims (12)

1.一种音频装置，其特征在于，包括：
音频运算放大器；和
位于音频运算放大器中用于压制振荡噪音的电路，该电路包括：并联连接到第一电阻器的第三开关，和并联连接到第二电阻器的第四开关，其中，所述第一电阻器，通过断开所述第三开关和所述第四开关，与所述第二电阻器串联连接在所述音频运算放大器的输出级；
斜坡发生器，经由第一开关与所述音频运算放大器连接，并且在音频信号输入到所述音频运算放大器中时产生斜坡电压，其中，所述斜坡电压在闭合所述第一开关之后从0变化到第一值；
电压发生器，经由第二开关与所述音频运算放大器连接，并且产生第二电压，其中，在所述斜坡电压达到第二值时，先闭合所述第二开关，再断开所述第一开关；
其中，所述第一电阻器和所述第二电阻器还通过闭合所述第三开关和所述第四开关而发生短路，并且所述音频运算放大器还输出放大的音频信号。
2.根据权利要求1所述的音频装置，其特征在于，所述第一电阻器和所述第二电阻器还在停止输入所述音频信号时，通过断开所述第三开关和所述第四开关而串联连接在所述音频运算放大器的输出级，其中，所述音频运算放大器的输出缓慢从所述第二值变为所述第一值；
所述斜坡电压在所述第一开关闭合和所述第二开关断开时从所述第一值变为0；和
所述音频运算放大器还被关闭。
3.根据权利要求1所述的音频装置，其特征在于，所述第二电压是共模电压。
4.根据权利要求3所述的音频装置，其特征在于，第一值和所述第二值之间的差值小于10mV。
5.根据权利要求2所述的音频装置，其特征在于，所述音频运算放大器的所述输出级是AB类输出级。
6.根据权利要求2所述的音频装置，其特征在于，所述音频运算放大器是多级运算放大器。
7.一种在音频运算放大器中用于压制振荡噪音的方法，其特征在于，包括步骤：
通过断开第三开关和第四开关，将第一电阻器和第二电阻器串联连接在所述音频运算放大器的输出级；
在音频信号输入到所述音频运算放大器之后，通过斜坡发生器产生斜坡电压，其中，所述斜坡电压从0变化到第一值；
通过电压发生器产生第二电压，其中，在所述斜坡电压达到第二值时，先闭合第二开关，再断开第一开关；
通过闭合所述第三开关和所述第四开关将所述第一和第二电阻器短路；和
所述音频运算放大器输出放大的音频信号。
8.根据权利要求7所述的在音频运算放大器中用于压制振荡噪音的方法，其特征在于，还包括步骤：
在停止输入所述音频信号时，通过断开所述第三开关和所述第四开关将所述第一和第二电阻器串联连接在所述音频运算放大器的输出级；
闭合所述第一开关和断开所述第二开关，放大器输出电压从第二值缓慢变化到第一值，其中，所述斜坡电压从所述第一值变化到0；和
关闭所述音频运算放大器。
9.根据权利要求7所述的在音频运算放大器中用于压制振荡噪音的方法，其特征在于，所述第二电压是共模电压。
10.根据权利要求9所述的在音频运算放大器中用于压制振荡噪音的方法，其特征在于，所述第一值和所述第二值之间的差值小于10mV。
11.根据权利要求8所述的在音频运算放大器中用于压制振荡噪音的方法，其特征在于，所述音频运算放大器的所述输出级是AB类输出级。
12.根据权利要求8所述的在音频运算放大器中用于压制振荡噪音的方法，其特征在于，所述音频运算放大器是多级运算放大器。
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