CN1248093A - 一体化的三信道音频信号放大器 - Google Patents

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Abstract

本发明一体化的三信道音频信号放大器,为多信道方式选择功率输出电平之功率放大器,其包含:一信号输出预放大器,一压缩及限制线路,各预放大器输出信号至一信号控制器及一求和及低通滤波器,该求和及低通滤波器向信号控制器输出信号,该信号控制器具有可供选择的输入输出信号;三放大器信道,系与该信号控制器的输出端相连接,其中每一放大器信道各有一个与H形电桥相连接的H形电桥控制器,而其输出端是与一输出负载在外部相连接的;三个外部信号路径;及一电压稳定供应器。

Description

一体化的三信道音频信号放大器
本发明是关于一功率放大电子装置，尤指音频信号放大器，系一种可以多信道方式选择功率输出电平之功率放大器。该装置将至少三条以上的可供选择的放大信道集合于单一集成电路内，使得根据所选择的方式，可作为单信道、双信道或三信道的放大器来使用，并输出不同的功率。属电子器件。
目前，使用独立的放大器以形成两条信道的桥式结构，如立体声系统中所见之双信道结构，在技术上是众所周知的。此类用于音响系统的电路是很常用的。在功率来源受到限制、希望使用便宜的电路却获得较强音响输出的情况下尤为如此。
近来，此双信道的桥式电路已与计算机电脑的声卡联合使用。在此类应用中，计算机声卡的放大能力受到其功率管理方式的限制。在这种情况下，计算机的声卡放大器与—外部音响放大器结成桥式结构以向扩音器提供功率。通过适当地选择及平衡组成元件，桥式电路结构可使扩音器的功率输出倍增，正如美国第5,586,194号专利中的例子所述。
桥式结构的独立功率放大器的应用包括开发成对放大器，该放大器可通过外部控制手段，从立体声系统之独立操作方式，切换至增加单扩音器音响功率输出之桥式操作方式，通过适当地设计集成电路元件，可形成一种与目前的双信道独立操作装置同样、最低限度地使用连接引线的装置。
最近，诸如光碟存储器(CD-ROM)及数字影碟播放机(DVD)等计算机多媒体装置的发展，产生了在计算机功率来源有限的情况下对于音响功率输出的额外需要。与足够的音响功率及扩音系统一起使用时，这些计算机多媒体装置可产生优质的音响效果。
本发明的目的在于，允许一组一体化集成电路中选择三信道、双信道或单信道的功率放大方式，当需用较少的信道向输出负载提供增强的功率时，可并联放大器信道，并通过使用变压器与输出负载相连接的D级操作放大器，以增强潜在的功率输出。
本发明一种一体化的三信道音频信号放大器，系可以多信道方式选择功率输出电平之功率放大器，其包含有：一信号输出预放大器，包括一控制输入信号特征的压缩及限制线路元件，供向预定数目的预放大器输入信号，该各预放大器输出信号至一信号控制器及一求和及低通滤波器，其中该求和及低通滤波器向该信号控制器输出信号，而该信号控制器则可具有可供选择的输入至输出信号，乃由一外部的信道输出选择引线控制；
三放大器信道，系与该信号控制器的输出端相连接，其中该每一放大器信道各有一个与H形电桥相连接的H形电桥控制器，而其输出端是与一输出负载在外部相连接的；
三可互相桥接的外部信号路径；及一电压稳定供应器，系于该功率放大器内部以供内部电压调节。
其中，该各H形电桥系作为一个D级放大器操作，该D级放大器是通过一变压器与输出负载相连接的。
其中，向该输出负载输出信号的选择是通过该信号控制器来实现的。
其中，向该输出负载输出之信号的选择是通过并联输出信号的路径来实现的。
其中，该信号控制器是由外部的信道输出选择器之控制插头来设定的，以向其中两个放大器信道分配两路中高频信号，而另一第三路低频信号则传给其中之另一条放大器信道。
其中，音量、静音及高音的控制是通过该输入预放大器连接外部引线来实现的，而信号的电平和范围亦是由与求和及低通滤波器连接的外部引线来控制的。
其中，向该输出负载输出信号的先择是通过将信号控制器信号分配方式的设定与必要时输出信号路径的并联相结合方式来实现的。
其中，该放大器包含有三路中高频信号的输出，其中两条放大器信道并联，通过一路中高频信号向该输出负载提供增强的功率，并向另一个输出负载提供低频信号。
其中，该放大器提供了另两路高频信号，并将两条放大器信道并联，向两个输出负载之一提供增强功率。
其中，该放大器信道与该输出负载系通过收音机变压器相连接。
本发明的优点是：它可以用于三信道音响功率放大器，以支持需要三条独立放大器信道支持的诸如环绕音效扩音系统，该集成电路装置含有控制电路，使得可以三信道、双信道或单信道的方式来使用该装置，以向较少的扩音器提供增强的功率输出。可以多信道方式按照需要选择功率输出，增强了潜在的功率输出，大大的改善了音响效果。
典型的A级或AB级操作放大器通常只能达到平均60％以下的效率。因此，在本发明里使有D级操作放大器，它是用平衡电桥连接、且通过变压器与输出负载或扩音器相连接的。在此种结构中，该D级操作放大器在理论上能达到85％以上的效率。
本发明具有如下附图：
图1A至图1G显示了该集成电路在各种界面连接方式下的功能方块图。
图2显示了一种完全的H形桥式输出电路。
图3显示了一种带中央抽头变压器的H形桥式输出电路。
图中标号如下：
1放大器                               2放大器信道
3前置放大及控制器(预放大器)
4压缩及限制线路    5求和及低通滤波器  6负载
7信号控制器        8信号路径          9H形电桥控制器
10H形电桥          11信道输出选择器   12电压稳定供应器
兹结合实施例并配合附图说明如下：
请参阅图1A所示，该一体化三信道音频信号放大器1包含有三条放大器信道2，以及一信号输入前置放大及控制器(预放大器)3中。该前置放大及控制3包括三个预放大器及一控制输入信号特征的压缩及限制线路4。其中，一求和及低通滤波器5接收来自该输入前置放大及控制器3的信号，并向所选择的放大器信道提供低频特征信号。
向输出负载6输出之信号的选择是通过设定信号控制器7来实现的，在必要时，通过并联输出信号的路径8来实现。该三条放大器信道2由完全相同的H形电桥控制器9以及H形电桥10组成。如图1A所示，信号控制器7是由外部的信道输出选择器11之控制插头来设定的，以向两个放大器信道分配两路中高频信号。第三路低频信号则传给其余的那条放大器信道2。
音量控制、静音及高音调制是通过与输入预放大器3连接的外部引线来实现的。信号的电平和范围是由与求和及低通滤波器5连接的外部引线来控制的。典型的外部电压供应引线如图所示。
请参阅图1B至图1G所示，其它各种变通方式的信号选择的结构如图所示，是通过将信号控制器7信号分配方式的设定与必要时输出信号路径的并联相结合的方式来实现的。图1B提供了三路中高频信号的输出。图1C将两条放大器信道2并联，通过一路中高频信号向输出负载6提供增强的功率，并向另一个输出负载6提供低频信号。
图1D则与图1C相反，为增强功率的低频信号提供并联信道，又提供另一路中高频信号。图1E提供了两路中高频信号，并将两条放大信道2并联，向两个输出负载6之一提供增强功率。
图1F与图1G显示了所有三条放大器信道2均被并联。图1F提供了最大功率输出的低频信号，图1G则提供最大功率输出的中高频信号。
H形电桥是以D级放大器的形式实现的。该D级放大器是通过变压器与通常是一个扩音器的输出负载相连接的。该H型电桥控制器9将从信号控制器7接收来的模拟信号转换为交换信号，正如通过使用脉冲宽度调制器的转换，以用于D级放大器操作的例子。D级放大器的使用允许某一特定的放大器信道2在电压偏低的情况下操作。该放大器信道2与输出负载6通过收音机变压器连接。如果需要更强的功率，可将一条放大器信道作为另一条的从属放大器信道。
该信道放大器1有一内部电压稳定供应器12，进行电压调节，以防止外部供应电压的波动。

Claims (10)

1、一种一体化的三信道音频信号放大器，系可以多信道方式选择功率输出电平之功率放大器，其特征在于：其包含：一信号输出预放大器，包括一控制输入信号特征的压缩及限制线路元件，供向预定数目的预放大器输入信号，该各预放大器输出信号至一信号控制器及一求和及低通滤波器，其中该求和及低通滤波器向该信号控制器输出信号，而该信号控制器则可具有可供选择的输入至输出信号，乃由一外部的信道输出选择引线控制；
三放大器信道，系与该信号控制器的输出端相连接，其中该每一放大器信道各有一个与H形电桥相连接的H形电桥控制器，而其输出端是与一输出负载在外部相连接的；
三可互相桥接的外部信号路径；及
一电压稳定供应器，系于该功率放大器内部以供内部电压调节。
2、根据权利要求1所述的一体化的三信道音频信号放大器，其特征在于：其中，该各H形电桥系作为一个D级放大器操作，该D级放大器是通过一变压器与输出负载相连接的。
3、根据权利要求2所述的一体化的三信道音频信号放大器，其特征在于：其中，向该输出负载输出信号的选择是通过该信号控制器来实现的。
4、根据权利要求3所述的一体化的三信道音频信号放大器，其特征在于：其中，向该输出负载输出之信号的选择是通过并联输出信号的路径来实现的。
5、根据权利要求3所述的一体化的三信道音频信号放大器，其特征在于：其中，该信号控制器是由外部的信道输出选择器之控制插头来设定的，以向其中两个放大器信道分配两路中高频信号，而另一第三路低频信号则传给其中之另一条放大器信道。
6、根据权利要求5所述的一体化的三信道音频信号放大器，其特征在于：其中，音量、静音及高音的控制是通过该输入预放大器连接外部引线来实现的，而信号的电平和范围亦是由与求和及低通滤波器连接的外部引线来控制的。
7、根据权利要求2所述的一体化的三信道音频信号放大器，其特征在于：其中，向该输出负载输出信号的先择是通过将信号控制器信号分配方式的设定与必要时输出信号路径的并联相结合方式来实现的。
8、根据权利要求7所述的一体化的三信道音频信号放大器，其特征在于：其共包含有三路中高频信号的输出，其中两条放大器信道并联，通过一路中高频信号向该输出负载提供增强的功率，并向另一个输出负载提供低频信号。
9、根据权利要求8所述的一体化的三信道音频信号放大器，其特征在于：其中，该放大器提供了另两路高频信号，并将两条放大器信道并联，向两个输出负载之一提供增强功率。
10、根据权利要求1所述的一体化的三信道音频信号放大器，其特征在于：其中，该放大器信道与该输出负载系通过收音机变压器相连接。
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