CN115459721A - 音频功放电路 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种音频功放电路，包括积分放大模块，用于将差分输入信号经过积分运算放大后得到差分输出信号；信号调制模块，用于根据差分输出信号生成第一脉宽调制信号和第二脉宽调制信号；驱动输出模块，用于分别放大第一脉宽调制信号和第二脉宽调制信号，以得到驱动扬声器的驱动信号；功率限制模块，用于通过箝位将差分输出信号的电平限制在指定电平范围内；以及增益控制模块，响应于功率限制模块执行的箝位，同步减小积分放大模块的增益，从而可以在限制输出功率的同时衰减电路的整体增益，保证输出的信号的波形完整，避免了扬声器输出信号的消波的产生，提高了输出的音质水平。

Description

音频功放电路

技术领域

本发明涉及音频功放技术领域，更具体地，涉及一种音频功放电路。

背景技术

D类放大器电路是一种开关型的功放电路，其与线性功放电路相比，具有效率高、发热少的特点，因此常被作为音频功放电路广泛应用于智能电视、手机等消费电子产品领域。

图1示出了现有的两级音频功放电路的电路示意图。如图1所示，该音频功放电路100包括积分放大模块110、信号调制模块120和驱动输出模块130。

所述积分放大模块110包括第一级误差积分器AMP1和第二级误差积分器AMP2，一对差分信号INA和INB分别通过电容Cin和电阻Rin耦合至第一级误差积分器AMP1的输入，依次经过第一级误差积分器AMP1和第二级误差积分器AMP2进行全差分放大后输出信号OPA和OPB。输出信号OPA和OPB分别通过信号调制模块120中的比较器CMP1和比较器CMP2与一调制信号RAMP进行调制，产生脉宽调制信号PWMA和PWMB。驱动输出模块130通过晶体管半桥的交替工作将脉宽调制信号PWMA和PWMB进行功率放大，产生驱动信号OUTA和OUTB。反馈电阻Rfb1和Rfb2用于将驱动信号OUTA和OUTB反馈到输入端。在实际应用中，由驱动输出模块130输出的驱动信号可以直接传输至扬声器还原为音频信号(扬声器本身具有一定的低通滤波能力)或经由低通滤波电路还原为音频信号传输至扬声器播放。

在大功率音频功放电路中，由于输出功率较大，对于扬声器就需要较高的要求，如果不限制输出功率，会导致扬声器损坏的情况发生。典型的大功率音频功放芯片为输出1％THD(谐波失真率)的30W/8Ω的音频功放芯片，在应用于15W或者10W的音响产品时，就需要对音频功放电路的输出功率进行限制。

为了防止扬声器损坏，目前市场上的大功率音频功放芯片都采用直接限制输出功率的方式，然而如果不对音频功放电路的增益进行相应的衰减，会造成输出消波，使得芯片的THD变差，降低扬声器的音质水平。

发明内容

鉴于上述问题，本发明的目的在于提供一种音频功放电路，可以在限制电路的输出功率的同时对电路的增益进行衰减，保证了扬声器的音质水平。

根据本发明实施例，提供了一种音频功放电路，包括：积分放大模块，用于将差分输入信号经过积分运算放大后得到差分输出信号；信号调制模块，用于根据所述差分输出信号生成第一脉宽调制信号和第二脉宽调制信号；驱动输出模块，用于分别放大所述第一脉宽调制信号和所述第二脉宽调制信号，以得到驱动扬声器的驱动信号；功率限制模块，用于通过箝位将所述差分输出信号的电平限制在指定电平范围内；以及增益控制模块，响应于所述功率限制模块执行的箝位，同步减小所述积分放大模块的增益。

可选的，所述音频功放电路还包括设置在所述积分放大模块的输入电阻之间的高频开关，所述功率限制模块配置为在执行所述箝位的同时产生一使能控制信号，所述增益控制模块响应于所述使能控制信号通过增大所述高频开关的占空比来减小所述积分放大模块的增益。

可选的，所述功率限制模块包括：比较电路，与所述积分放大模块的输出端耦接，用于将所述差分输出信号与阈值电压的比较结果转换成电流信号，并将所述电流信号与参考电流进行比较；调整电流输出电路，与所述比较电路和所述积分放大模块的输入端耦接，用于基于所述电流信号与所述参考电流的比较结果调整所述积分放大模块的输入电流；以及使能检测电路，与所述比较电路耦接，用于在所述比较电路的控制下同步输出所述使能控制信号。

可选的，所述功率限制模块还包括：参考电流生成电路，用于生成所述参考电流。

可选的，所述参考电流生成电路包括：依次耦接于电源电压和地之间的第一P沟道晶体管和第一电流源，所述第一P沟道晶体管的控制端和第二端彼此耦接。

可选的，所述比较电路包括：第一N沟道晶体管，其第一端与第一节点耦接，控制端与所述阈值电压耦接，第二端与所述差分输出信号中的一个耦接；第二N沟道晶体管，其第一端与第二节点耦接，控制端与所述阈值电压耦接，第二端与所述差分输出信号中的另一个耦接；第二P沟道晶体管，其第一端与所述电源电压耦接，第二端与所述第一节点耦接，控制端与所述第一P沟道晶体管的控制端耦接；以及第三P沟道晶体管，其第一端与所述电源电压耦接，第二端与所述第二节点耦接，控制端与所述第一P沟道晶体管的控制端耦接。

可选的，所述调整电流输出电路包括：耦接于所述电源电压和所述第一节点之间的第十P沟道晶体管，所述第十P沟道晶体管的控制端和第二端彼此耦接；耦接于所述电源电压和所述第二节点之间的第十一P沟道晶体管，所述第十一P沟道晶体管的控制端和第二端彼此耦接；以及电流转换单元，用于将所述第十一P沟道晶体管或者所述第十P沟道晶体管中的电流转换成施加于所述积分放大模块的输入端的差分调整电流。

可选的，所述使能检测电路包括：第六P沟道晶体管，耦接于所述第一节点和所述第一N沟道晶体管的第一端之间，所述第六P沟道晶体管的控制端和第二端彼此耦接；第七P沟道晶体管，耦接于所述第二节点和所述第二N沟道晶体管的第一端之间，所述第七P沟道晶体管的控制端和第二端彼此耦接；依次耦接于所述电源电压和第三节点之间的第四和第八P沟道晶体管，第四P沟道晶体管的控制端与所述第一P沟道晶体管的控制端耦接，所述第八P沟道晶体管的控制端与所述第七P沟道晶体管的控制端耦接；依次耦接于所述电源电压和所述第三节点之间的第五和第九P沟道晶体管，第五P沟道晶体管的控制端与所述第一P沟道晶体管的控制端耦接，所述第九P沟道晶体管的控制端与所述第六P沟道晶体管的控制端耦接；耦接于所述第三节点和地之间的第二电流源；以及施密特触发器，其输入端与所述第三节点耦接，输出端用于输出所述使能控制信号。

可选的，所述第三P沟道晶体管和所述第二P沟道晶体管与所述第一P沟道晶体管的尺寸比为1。

可选的，所述第四P沟道晶体管和所述第五P沟道晶体管与所述第一P沟道晶体管的尺寸比为n，n为大于1的整数。

综上所述，本发明实施例的音频功放电路在输入模拟信号突然增大时，其功率限制模块通过反馈箝位的方式将积分放大模块的输出信号的电平限制在指定的电平范围内，同时增益控制模块响应于功率限制模块执行的箝位同步减小积分放大模块的增益，从而可以在将电路输出的驱动信号的电压限制在预设的电压范围内的同时衰减电路的整体增益，保证输出的信号的波形完整，避免了扬声器输出信号的消波的产生，提高了输出的音质水平。

附图说明

通过以下参照附图对本发明实施例的描述，本发明的上述以及其他目的、特征和优点将更为清楚，在附图中：

图1示出了现有的两级音频功放电路的电路示意图；

图2示出了根据本发明实施例的音频功放电路的电路示意图；

图3示出了根据本发明实施例的功率限制模块的电路示意图；

图4a和图4b分别示出了现有技术的音频功放电路和本发明实施例的音频功放电路的输出波形图。

具体实施方式

以下基于实施例对本发明进行描述，但是本发明并不仅仅限于这些实施例。在下文对本发明的细节描述中，详尽描述了一些特定的细节部分。对本领域技术来说没有这些细节部分的描述也可以完全理解本发明。为了避免混淆本发明的实质，公知的方法、过程、流程、元件和电路并没有详细描述。

此外，本领域普通技术人员应当理解，在此提供的附图都是为了说明的目的，并且这些附图不一定是按比例绘制的。

同时，应当理解，在以下的描述中，“电路”是指由至少一个元件或子电路通过电气连接或电磁连接构成的导电回路。当称元件或电路“耦接到”另一元件或称元件/电路“耦接在”两个节点之间时，它可以是直接耦接或耦接到另一元件或者可以存在中间元件，元件之间的耦接可以是物理上的、逻辑上的、或者其结合。相反，当称元件“直接耦接到”或“直接耦接到”另一元件上时，意味着两者不存在中间元件。

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图2示出了根据本发明实施例的音频功放电路的电路示意图。如图2所示，音频功放电路200包括积分放大模块210、信号调制模块220、驱动输出模块230、功率限制模块240和增益控制模块250。

该音频功放电路200用于生成驱动信号OUTA和OUTB，该驱动信号OUTA和OUTB具有响应于输入到输入端子的具有正和负两个相位的输入模拟信号INA和INB的电平而被脉冲宽度调制的正和负的两个相位。滤波器和扬声器线圈等负载被布置在音频功放电路200的输出端子之间。电阻Rin1、Rin2和Rfb1被串联布置在模拟输入信号INA的输入端子和驱动信号OUTA的输出端子之间。电阻器Rin3、Rin4和Rfb2被串联布置在模拟输入信号INB的输入端子和驱动信号OUTB的输出端子之间。其中，模拟输入信号INA和INB为一对差分信号，模拟输入信号INA通过电阻器Rin1和Rin2被输入到积分放大模块210的一个输入端子(例如正相输入端子)，并且模拟输入信号INB通过电阻器Rin3和Rin4被输入到积分放大模块210的另一个输入端子(例如负相输入端子)。驱动信号OUTA通过电阻Rfb1反馈到积分放大模块210的正相输入端子，驱动信号OUTB通过电阻Rfb2被反馈到积分放大模块210的负相输入端子。误差积分器AMP对输入模拟信号INA和INB以及驱动信号OUTA和OUTB的差进行积分并且从两个输出端子输出指示积分结果的具有正和负两个相位的差分输出信号OPA和OPB。

其中，各种类型的误差积分器能够被应用为积分放大模块210。在图2中示出的示例中，积分放大模块210包括误差积分器AMP以及电容器C1和C2。其中，误差积分器AMP的正相输入端子(+输入端子)和负相输入端子(-输入端子)分别用作积分放大模块210的正相输入端子和负相输入端子，并且误差积分器AMP的正相输出端子(+输出端子)和负相输出端子(-输出端子)分别用作积分放大模块210的正相输出端子和负相输出端子。用于对误差进行积分的电容器C1耦接于误差积分器AMP的正相输入端子和负相输出端子之间，用于对误差进行积分的电容器C2也被耦接于误差积分器AMP的负相输入端子和正相输出端子之间。

信号调制模块220用于分别输入修正后的差分输出信号OPA和OPB，并根据差分输出信号OPA和OPB生成第一脉宽调制信号PWMA和第二脉宽调制信号PWMB。其中，第一脉宽调制信号PWMA由差分输出信号OPA调制得到，第二脉宽调制信号PWMB由差分输出信号OPB调制得到。具体的，信号调制模块220可以包括两个并列的比较器CMP1和CMP2，比较器CMP1用于比较差分输出信号OPA和调制信号RAMP，输出第一脉宽调制信号PWMA。比较器CMP2用于比较差分输出信号OPB和调制信号RAMP，输出第二脉宽调制信号PWMB，所述调制信号RAMP通常为三角波或锯齿波等具有周期性的倾斜上升和倾斜下降边沿的波形。由此，可以方便地将两路差分信号调制为PWM信号。当然，信号调制模块220也可以采用其他电路结构来实现PWM调制。

驱动输出模块230用于分别放大第一脉宽调制信号PWMA和第二脉宽调制信号PWMB，得到驱动信号OUTA和OUTB。驱动输出模块230可以采用半桥电路实现，该半桥电路包括串联在电源和地之间的两个晶体管。在输入的脉宽调制信号为高电平时，与电源耦接的晶体管导通，与地耦接的晶体管关断，从而输出电源限定的电压和电流。在输入的脉宽调制信号为低电平时，与地耦接的晶体管导通，与电源耦接的晶体管关断，由此，可以将PWM信号放大。需要说明的是，本实施例的积分放大模块210和信号调制模块220通常采用芯片内部的低压差线性稳压器(LDO)(图中未示出)产生的低压域电源VDD进行供电，VDD通常为4V～6V左右，而所述驱动输出模块230的电源通常采用芯片外部输入的高压域电源PVDD(图中未示出)，最低可到4V，最高可达30V，通常为20V～30V左右。

进一步的，本实施例的音频功放电路200还包括设置在积分放大模块210的输出端子和输入端子之间的功率限制模块240。功率限制模块240用于根据所述积分放大模块210输出端信号调整所述积分放大模块210的输入端子的输入电流的幅值，从而可以通过对输入电流的控制实现对输出电压的幅值的调整。

在本实施例中，所述功率限制模块240用于将所述积分放大模块210输出的差分输出信号OPA和OPB与阈值电压VLIMIT进行比较，并根据比较结果对积分放大模块210的输入电流INA_in和INB_in进行电流幅值调整，经过误差积分器AMP的积分放大后，将差分输出信号OPA和OPB的电平限制在预设幅值范围内，从而对输出功率进行调整。所述幅值范围可以根据对输出功率的限制要求进行预设。

进一步的，本实施例的音频功放电路200还包括设置在输入模拟信号INA和INB到积分放大模块210的输入路径中的开关K1以及增益控制模块250。其中，开关K1被布置在电阻器Rin1和Rin2的公共耦接点与电阻器Rin3和Rin4的公共耦接点之间。所述功率限制模块被配置为在执行所述箝位的同时产生一使能控制信号AGC_EN，所述增益控制模块250响应于所述使能控制信号AGC_EN对所述开关K1的占空比进行调整，从而可在限制电路的输出功率的同时降低所述积分放大模块210的增益。其中，所述开关K1例如通过MOSFET(金属氧化物半导体场效应晶体管)等来配置，当使能控制信号AGC_EN被输入到增益控制模块250时，增益控制模块250向所述开关K1输出占空比逐渐增大的PWM信号，以将开关K1间歇导通，从而达到降低积分放大模块210的增益的目的。

在该实施例中，在电路正常工作时，所述使能控制信号AGC_EN为逻辑低电平“0”，增益控制模块250不工作，此时开关K1保持断开，此时电路的增益为正常增益。当电路触发功率限制时，所述使能控制信号AGC_EN翻转为逻辑高电平“1”，增益控制模块250开始工作，按照设定的线性度逐渐增大所述开关K1的占空比，从而可以将输出的谐波失真率下降到0.5％以下，这样可以在保护后级的扬声器的同时又保证了音质。

图3示出了根据本发明实施例的功率限制模块的电路示意图。该功率限制模块300可以用来实现图2中的功率限制模块240。其中，功率限制模块300包括参考电流生成电路310、比较电路320、调整电流输出电路330和使能检测电路340。

其中，参考电流生成电路310包括一P沟道晶体管MP1和电流源305。其中，P沟道晶体管MP1的源极与电源电压VDD耦接，栅极和漏极与电流源305的第一端耦接，电流源305的第二端接地。其中，电流源305用于生成一参考电流Iref，P沟道晶体管MP1通过镜像的方式将该参考电流提供至比较电路320和使能检测电路340。

比较电路320包括N沟道晶体管MN1和MN2以及P沟道晶体管MP2和MP3。其中，P沟道晶体管MP2和MP3的源极与电源电压VDD耦接，P沟道晶体管MP2和MP3的栅极与P沟道晶体管MP1的栅极耦接，P沟道晶体管MP2的漏极与第一节点301耦接，P沟道晶体管MP3的漏极与第二节点302耦接。N沟道晶体管MN1和MN2的源极分别与差分输出信号OPA和OPB耦接，N沟道晶体管MN1和MN2的栅极与阈值电压VLIMIT耦接，N沟道晶体管MN1的漏极与第一节点301耦接，N沟道晶体管MN2的漏极与第二节点302耦接。

调整电流输出电路330包括P沟道晶体管MP11和MP10、以及电流转换单元304。其中，P沟道晶体管MP11的源极与电源电压VDD耦接，栅极和漏极与第二节点302耦接，P沟道晶体管MP10的源极与电源电压VDD耦接，栅极和漏极与第一节点301耦接。电流转换单元304的输入端与P沟道晶体管MP11和MP10的栅极和漏极耦接，输出端用于输出调整电流Iout1和Iout2。

使能检测电路340包括P沟道晶体管MP4至MP9、电流源306以及施密特触发器307。其中，P沟道晶体管MP6的源极与第一节点301耦接，栅极和漏极与N沟道晶体管MN1的漏极耦接，P沟道晶体管MP7的源极与第二节点302耦接，栅极和漏极与N沟道晶体管MN2的漏极耦接。P沟道晶体管MP4的源极与电源电压VDD耦接，栅极与P沟道晶体管MP1的栅极耦接，漏极与P沟道晶体管MP8的源极耦接，P沟道晶体管MP8的栅极与P沟道晶体管MP7的栅极耦接，P沟道晶体管MP8的漏极与第三节点303耦接。P沟道晶体管MP5的源极与电源电压VDD耦接，栅极与P沟道晶体管MP1的栅极耦接，漏极与P沟道晶体管MP9的源极耦接，P沟道晶体管MP9的栅极与P沟道晶体管MP6的栅极耦接，P沟道晶体管MP9的漏极与第三节点303耦接。电流源306的第一端与第三节点303耦接，第二端接地。施密特触发器307的输入端与第三节点303耦接，输出端用于输出所述使能控制信号AGC_EN。

下面结合图3对本发明实施例的功率限制模块的工作过程进行详细的说明。当输入模拟信号的电压较低时(即|INA-INB|较低时)，积分放大模块210的差分输出信号OPA和OPB均大于VLIMIT-Vt，其中Vt为N沟道晶体管的导通阈值，N沟道晶体管MN1和MN2均被关断，P沟道晶体管MP6至MP9也被关断，P沟道晶体管MP10和MP11所在的支路也没有电流，因此调整电流Iout1和Iout2均为零，同时第三节点303也被电流源306拉低为逻辑低电平“0”，所以使能控制信号AGC_EN也为逻辑低电平“0”，此时音频功放电路200并未执行箝位，同时其也保持着正常的增益工作。随着模拟输入信号的电压的逐渐增大，当差分输出信号OPA和OPB中有一个低于VLIMIT-Vt时，以输出信号OPA的电平低于VLIMIT-Vt为例，这时N沟道晶体管MN1关断，N沟道晶体管MN2导通，P沟道晶体管MP7的栅极被拉低，继而P沟道晶体管MP7和MP8也导通。在P沟道晶体管MP7和N沟道晶体管MN2中流过电流I1，同时P沟道晶体管MP3镜像P沟道晶体管MP1中的电流得到电流I2，由于P沟道晶体管MP2和MP3与MP1的尺寸比为1，因此电流I2＝Iref。当电流I1大于参考电流Iref时，第二节点302被拉低，相当于P沟道晶体管MP11的栅极被拉低，因此P沟道晶体管MP11被导通，在P沟道晶体管MP11中流过电流I3，电流转换单元304根据电流I3生成大小相等，方向相反的调整电流Iout1和Iout2，施加到积分放大模块210的输入端子，从而达到调整积分放大模块210的输入电流的幅度的目的。同时P沟道晶体管MP4镜像P沟道晶体管MP1得到电流I4，因此在P沟道晶体管MP4和MP8中流过电流I4，由于P沟道晶体管MP4和MP5与P沟道晶体管MP1的尺寸比为n，n为大于1的整数(例如n＝2)，因此可以得到电流I4＝2*Iref。此时第三节点303被电流I4拉高为逻辑高电平“1”，因此使能控制信号AGC_EN也翻转为逻辑高电平“1”，增益控制模块250根据高电平的使能控制信号AGC_EN输出按照设定的线性度逐渐增大开关K1的占空比，使得芯片的整体增益逐渐降低，直到差分输出信号OPA的电压大于VLIMIT-Vt时，N沟道晶体管MN2关断，使能控制信号AGC_EN再次翻转为逻辑低电平“0”，增益控制模块250输出的占空比开始逐渐降低，芯片的整体增益开始逐渐恢复。在进一步的实施例中，可以通过控制芯片增益衰减和恢复的时间(即增益控制模块250的参数)，使得芯片的增益维持在一个合理的动态平衡点，保证在稳态下输出的THD维持在0.5％以下。

此外，本实施例中的P沟道晶体管MP6至MP9主要起到功率限制模式到增益调节模式之间柔和过渡的目的。在输入信号突然增大时，功率限制模式起到主要作用，可以快速地将输出信号的电压限制到预设的电压范围内，这时使能控制信号AGC_EN虽然为逻辑高电平，但是增益控制模块输出的信号的占空比从0％增到所需的值还需要一定的时间(例如几个毫秒)，随着芯片的增益的逐渐衰减，N沟道晶体管MN1和MN2中流过的电流也逐渐降低，当该电流小于参考电流Iref时，电流Iout1和Iout2变为零，这时芯片中只有增益衰减模式在起作用，通过衰减增益来限制输出信号，这样的设计可以使得电路的输出THD达到最优，保证电路始终处于一个最佳的工作状态。

图4a和图4b分别示出了现有技术的音频功放电路和本发明实施例的音频功放电路的输出波形图。在传统的音频功放电路中，当芯片的输入模拟信号增加时，积分放大模块的输出电压也随之增加，当其中一个输出信号的电压值低于设定的阈值电压时，功率限制模块产生两路电流反馈到积分放大模块的输入端子，等效降低芯片的输入电压，从而将电路的输出电压限制在阈值电压所设定的电压范围内，其波形图如图4a所示。从图4a中可以看出，当驱动信号的电平被阈值电压限制到一定电压范围时，扬声器的输出信号会产生明显的消波，会使得电路输出的THD(谐波失真率)变差，对音质产生非常严重的影响。而在本发明实施例的音频功放电路中，如图4b所示，当输入模拟信号突然增大时，功率限制模块在快速地将输出驱动信号的电压限制到预设的电压范围内的同时触发增益衰减，避免了扬声器输出信号的消波的产生，使得电路的输出THD达到最优，保证电路始终处于一个最佳的工作状态。

综上所述，本发明实施例的音频功放电路在输入模拟信号突然增大时，其功率限制模块通过反馈箝位的方式将积分放大模块的输出信号的电平限制在指定的电平范围内，同时增益控制模块响应于功率限制模块执行的箝位同步减小积分放大模块的增益，从而可以在将电路输出的驱动信号的电压限制在预设的电压范围内的同时衰减电路的整体增益，保证输出的信号的波形完整，避免了扬声器输出信号的消波的产生，提高了输出的音质水平。

本领域普通技术人员可以理解，本文中使用的与电路运行相关的词语“期间”、“当”和“当……时”不是表示在启动动作开始时立即发生的动作的严格术语，而是在其与启动动作所发起的反应动作(reaction)之间可能存在一些小的但是合理的一个或多个延迟，例如各种传输延迟等。本文中使用词语“大约”或者“基本上”意指要素值(element)具有预期接近所声明的值或位置的参数。然而，如本领域所周知的，总是存在微小的偏差使得该值或位置难以严格为所声明的值。本领域已恰当的确定了，至少百分之十(10％)(对于半导体掺杂浓度，至少百分之二十(20％))的偏差是偏离所描述的准确的理想目标的合理偏差。当结合信号状态使用时，信号的实际电压值或逻辑状态(例如“1”或“0”)取决于使用正逻辑还是负逻辑。

此外，还需要说明，在本文中的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。此外，在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

依照本发明的实施例如上文，这些实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为的具体实施例。显然，根据以上描述，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地利用本发明以及在本发明基础上的修改使用。本发明的保护范围应当以本发明权利要求所界定的范围为准。

Claims (10)

1.一种音频功放电路，包括：

积分放大模块，用于将差分输入信号经过积分运算放大后得到差分输出信号；

信号调制模块，用于根据所述差分输出信号生成第一脉宽调制信号和第二脉宽调制信号；

驱动输出模块，用于分别放大所述第一脉宽调制信号和所述第二脉宽调制信号，以得到驱动扬声器的驱动信号；

功率限制模块，用于通过箝位将所述差分输出信号的电平限制在指定电平范围内；以及

增益控制模块，响应于所述功率限制模块执行的箝位，同步减小所述积分放大模块的增益。

2.根据权利要求1所述的音频功放电路，其中，还包括设置在所述积分放大模块的输入电阻之间的高频开关，

所述功率限制模块配置为在执行所述箝位的同时产生一使能控制信号，所述增益控制模块响应于所述使能控制信号通过增大所述高频开关的占空比来减小所述积分放大模块的增益。

3.根据权利要求1所述的音频功放电路，其中，所述功率限制模块包括：

比较电路，与所述积分放大模块的输出端耦接，用于将所述差分输出信号与阈值电压的比较结果转换成电流信号，并将所述电流信号与参考电流进行比较；

调整电流输出电路，与所述比较电路和所述积分放大模块的输入端耦接，用于基于所述电流信号与所述参考电流的比较结果调整所述积分放大模块的输入电流；以及

使能检测电路，与所述比较电路耦接，用于在所述比较电路的控制下同步输出所述使能控制信号。

4.根据权利要求3所述的音频功放电路，其中，所述功率限制模块还包括：

参考电流生成电路，用于生成所述参考电流。

5.根据权利要求4所述的音频功放电路，其中，所述参考电流生成电路包括：

依次耦接于电源电压和地之间的第一P沟道晶体管和第一电流源，所述第一P沟道晶体管的控制端和第二端彼此耦接。

6.根据权利要求5所述的音频功放电路，其中，所述比较电路包括：

第一N沟道晶体管，其第一端与第一节点耦接，控制端与所述阈值电压耦接，第二端与所述差分输出信号中的一个耦接；

第二N沟道晶体管，其第一端与第二节点耦接，控制端与所述阈值电压耦接，第二端与所述差分输出信号中的另一个耦接；

第二P沟道晶体管，其第一端与所述电源电压耦接，第二端与所述第一节点耦接，控制端与所述第一P沟道晶体管的控制端耦接；以及

第三P沟道晶体管，其第一端与所述电源电压耦接，第二端与所述第二节点耦接，控制端与所述第一P沟道晶体管的控制端耦接。

7.根据权利要求6所述的音频功放电路，其中，所述调整电流输出电路包括：

耦接于所述电源电压和所述第一节点之间的第十P沟道晶体管，所述第十P沟道晶体管的控制端和第二端彼此耦接；

耦接于所述电源电压和所述第二节点之间的第十一P沟道晶体管，所述第十一P沟道晶体管的控制端和第二端彼此耦接；以及

电流转换单元，用于将所述第十一P沟道晶体管或者所述第十P沟道晶体管中的电流转换成施加于所述积分放大模块的输入端的差分调整电流。

8.根据权利要求6所述的音频功放电路，其中，所述使能检测电路包括：

第六P沟道晶体管，耦接于所述第一节点和所述第一N沟道晶体管的第一端之间，所述第六P沟道晶体管的控制端和第二端彼此耦接；

第七P沟道晶体管，耦接于所述第二节点和所述第二N沟道晶体管的第一端之间，所述第七P沟道晶体管的控制端和第二端彼此耦接；

依次耦接于所述电源电压和第三节点之间的第四和第八P沟道晶体管，第四P沟道晶体管的控制端与所述第一P沟道晶体管的控制端耦接，所述第八P沟道晶体管的控制端与所述第七P沟道晶体管的控制端耦接；

依次耦接于所述电源电压和所述第三节点之间的第五和第九P沟道晶体管，第五P沟道晶体管的控制端与所述第一P沟道晶体管的控制端耦接，所述第九P沟道晶体管的控制端与所述第六P沟道晶体管的控制端耦接；

耦接于所述第三节点和地之间的第二电流源；以及

施密特触发器，其输入端与所述第三节点耦接，输出端用于输出所述使能控制信号。

9.根据权利要求6所述的音频功放电路，其中，所述第三P沟道晶体管和所述第二P沟道晶体管与所述第一P沟道晶体管的尺寸比为1。

10.根据权利要求8所述的音频功放电路，其中，所述第四P沟道晶体管和所述第五P沟道晶体管与所述第一P沟道晶体管的尺寸比为n，n为大于1的整数。

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