TW201340590A - 音訊放大裝置 - Google Patents

Abstract

本發明提出一種音訊放大裝置，適於驅動揚聲器，包括預充電單元、第一放大模組以及第二放大模組。預充電單元透過輸出端耦接揚聲器，依據第一控制信號提供驅動電流對揚聲器進行預充電，以逐漸地增加輸出端上的電壓值。第一放大模組用以依據第一控制信號來接收音訊信號，並放大音訊信號以輸出第一放大信號來驅動揚聲器。第二放大模組用以依據第二控制信號來接收音訊信號，並放大音訊信號以輸出第二放大信號來驅動揚聲器。其中，預充電單元依據比對輸出端上的電壓值以及預設電壓值來產生第二控制信號。

Description

音訊放大裝置

本發明是有關於一種放大裝置，且特別是有關於一種可抑制爆音雜訊(pop noise)的音訊放大裝置。

一般電子產品在開關機過程中，其揚聲器常常會發出爆音雜訊而讓使用者聽起來很不舒服。究其原因，一般是因為用以驅動揚聲器的音頻放大裝置的輸出端電壓突然激烈變化，進而產生突波電流(spike current)而使得揚聲器產生了尖銳刺耳的噪音。除了造成使用者在使用上的不舒適外，有時過大的突波電流更會破壞揚聲器中高敏感度的元件，所以很多音頻放大裝置都將如何消除爆音雜訊作為主要的設計目標。

在現有的作法中，一般係以額外的預充電電路來對音頻放大裝置的輸出端進行預充電，使音頻放大裝置的輸出端上之電壓值緩慢的提升以降低開關機時的爆音雜訊。然而，揚聲器在預充電結束到切換至正常操作狀態時，音頻放大裝置的突然導通亦會造成一定程度的爆音雜訊。此外，進行預充電的動作亦會使得音頻放大裝置的開機速度受到影響，而無法有效地提升音頻放大裝置的品質。

本發明提供一種音訊放大裝置，其可利用預充電單元逐漸地對輸出端進行充電，並且依據輸出端的充電狀態切換利用具有不同驅動能力的放大模組來驅動揚聲器。

本發明提出一種音訊放大裝置，適於驅動揚聲器，包括預充電單元、第一放大模組以及第二放大模組。預充電單元透過輸出端耦接揚聲器，且預充電單元依據第一控制信號提供驅動電流對揚聲器進行預充電，以逐漸地增加輸出端上的電壓值。第一放大模組耦接至輸出端，且第一放大模組用以依據第一控制信號來接收音訊信號，並放大音訊信號以輸出第一放大信號來驅動揚聲器。第二放大模組耦接至輸出端，且第二放大模組用以依據第二控制信號來接收音訊信號，並放大音訊信號以輸出第二放大信號來驅動揚聲器。其中，預充電單元依據比對輸出端上的電壓值以及預設電壓值來產生第二控制信號。

在本發明之一實施例中，第一放大模組的驅動能力低於第二放大模組的驅動能力。

在本發明之一實施例中，預設電壓值等於音訊放大裝置所接收的電源電壓的電壓值的N分之一，N為正整數。

在本發明之一實施例中，當預充電單元判斷輸出端上的電壓值等於預設電壓值時，預充電單元使第二控制信號致能，並藉以使第二放大模組接收音訊信號，以產生第二放大信號。

在本發明之一實施例中，當第二控制信號被致能時，第一控制信號對應被禁能，使預充電單元停止對揚聲器所進行的預充電動作，並使第一放大模組停止接收音訊信號。

在本發明之一實施例中，其中第一放大模組包括第一放大器以及第一電容。第一放大器具有輸入端與輸出端，其輸入端接收音訊信號，且其輸出端輸出第一放大信號。第一電容具有第一端與第二端，其第一端耦接第一放大器的輸入端，且其第二端耦接第一放大器的輸出端。

在本發明之一實施例中，其中第一放大模組更包括第一電阻、第一開關以及第二開關。第一電阻具有第一端與第二端，其第一端耦接第一放大器的輸出端。第一開關具有第一端與第二端，且第一開關依據第一控制信號決定是否導通。第一開關的第一端接收音訊信號，且其第二端耦接第一放大器的輸入端與第一電容的第一端。第二開關具有第一端與第二端，且第二開關依據第一控制信號決定是否導通。第二開關的第一端耦接第一電阻的第二端，且其第二端耦接第一放大器的輸出端。其中，當輸出端上的電壓值不等於預設電壓值時，第一開關與第二開關依據第一控制信號而導通，以及當輸出端上的電壓值等於預設電壓值時，第一開關與第二開關依據第一控制信號而截止。

在本發明之一實施例中，第二放大模組包括第二放大器以及二電容。第二放大器具有輸入端與輸出端，其輸入端接收音訊信號，且其輸出端輸出第二放大信號。第二電容具有第一端與第二端，其第一端耦接第二放大器的輸入端，且其第二端耦接第二放大器的輸出端。

在本發明之一實施例中，第二放大模組更包括第三開關。第三開關具有第一端與第二端，且第三開關依據第二控制信號決定是否導通。第三開關的第一端接收音訊信號，且其第二端耦接第二放大器的輸入端與第二電容的第一端。其中，當輸出端上的電壓值不等於預設電壓值時，第三開關依據第二控制信號而截止，以及當輸出端上的電壓值等於預設電壓值時，第三開關依據第二控制信號而導通。

在本發明之一實施例中，音訊放大裝置更包括第一回授電阻以及第二回授電阻。第一回授電阻具有第一端與第二端，其第一端接收音訊信號，且其第二端耦接第一放大器與第二放大器的輸入端。第二回授電阻具有第一端與第二端，其第一端耦接第二電阻的第二端以及第一放大器與第二放大器的輸入端，且其第二端耦接預充電單元以及第一放大器與第二放大器的輸出端。

在本發明之一實施例中，前置放大器具有第一輸入端、第二輸入端與輸出端，其第一輸入端耦接音訊放大裝置的輸出端，其第二輸入端耦接預設電壓，且其輸出端耦接第一放大模組與第二放大模組。

在本發明之一實施例中，預充電單元包括電流源、第一預充電開關、延遲電容以及延遲電阻。電流源依據電源電壓提供驅動電流。第一預充電開關具有第一端與第二端，且第一預充電開關依據第一控制信號決定是否導通，其中第一預充電開關的第一端耦接電流源。延遲電容具有第一端與第二端，其第一端耦接第一預充電開關的第二端，且其第二端耦接接地電壓。延遲電阻具有第一端與第二端，其第一端耦接第一預充電開關的第二端與延遲電容的第一端，且其第二端耦接第一放大模組與第二放大模組。其中，當第一預充電開關依據第一控制信號而導通時，驅動電流藉由延遲電容與延遲電阻逐漸增加輸出端上的電壓值。

在本發明之一實施例中，預充電單元更包括第二預充電開關。第二預充電開關具有第一端與第二端，且第二預充電開關依據第一控制信號決定是否導通，其中第二預充電開關的第一端耦接延遲電阻的第二端，且其第二端耦接音訊放大裝置的輸出端。

在本發明之一實施例中，當預充電單元判斷輸出端上的電壓值不等於預設電壓值時，第一預充電開關與第二預充電開關依據第一控制信號而導通，以及當預充電單元判斷輸出端上的電壓值等於預設電壓值時，第一預充電開關與第二預充電開關依據第一控制信號而截止。

在本發明之一實施例中，預充電單元更包括比較器以及閂鎖器。比較器具有第一輸入端、第二輸入端與輸出端，其第一輸入端耦接預設電壓，其第二輸入端耦接第二預充電開關的第二端以及音訊放大裝置的輸出端，且其輸出端輸出比較信號，其中比較器依據音訊放大裝置的輸出端上的電壓值以及預設電壓提供的預設電壓值的比對結果產生比較信號。閂鎖器耦接比較器的輸出端，且閂鎖器依據閂鎖比較信號來產生第二控制信號。

在本發明之一實施例中，第一控制信號與第二控制信號互為反相。

在本發明之一實施例中，揚聲器為喇叭。

基於上述，本發明實施例之音訊放大裝置利用預充電單元對揚聲器進行預充電，以逐漸地提升音訊放大裝置的輸出端上的電壓值，並且依據預充電的狀態切換具有不同驅動能力的放大模組，使得揚聲器自預充電狀態切換至正常操作時所可能產生的突波電流得以被有效地消除。此外，由於在預充電期間音訊放大裝置已預先建立其放大模組內部的電壓準位，使得揚聲器的電源開啟後得以快速進入正常操作狀態。因此，本發明實施例有效地降低了揚聲器電源開啟時的爆音雜訊，同時亦縮短了揚聲器的開機速度，進而提升了使用者收聽的品質與舒適度。

為讓本發明之上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。

本發明實施例提出音訊放大裝置，其可在電源開啟時對揚聲器進行預充電的動作，並依據預充電的狀態而切換具有不同驅動能力的放大模組來放大音訊信號，使得揚聲器不會因為電源狀態切換時的突波電流而產生爆音雜訊。為了使本發明之內容更容易明瞭，以下特舉實施例作為本發明確實能夠據以實施的範例。另外，凡可能之處，在圖式及實施方式中使用相同標號的元件/構件/步驟代表相同或類似部分。

圖1繪示本發明一實施例之音訊放大裝置100的示意圖。在本實施例中，音訊放大裝置100包括預充電單元110、第一放大模組120以及第二放大模組130。在本實施例中，所述之音訊放大裝置100適用於驅動揚聲器140，使揚聲器140得以將音訊信號s_a轉換為聲音輸出，其中揚聲器140例如為喇叭。

請參照圖1，預充電單元110透過輸出端OT耦接揚聲器140，用以依據第一控制信號s_c1提供驅動電流I_d對揚聲器140進行預充電，以逐漸地增加輸出端OT上的電壓值。第一放大模組120耦接至輸出端OT，用以依據第一控制信號s_c1來接收音訊信號s_a，並放大音訊信號s_a以輸出第一放大信號s_amp1來驅動揚聲器140。相似地，第二放大模組130耦接至輸出端OT，用以依據第二控制信號s_c2來接收音訊信號s_a，並放大音訊信號s_a以輸出第二放大信號s_amp2來驅動揚聲器140。其中，第一放大模組120的驅動能力小於第二放大模組的驅動能力。

具體而言，圖2繪示依照圖1實施例之輸出端OT的暫態響應的示意圖，其中圖2之橫軸為輸出端OT的充電時間t，而其縱軸為輸出端OT的電壓值v_out。請同時參照圖1與圖2，當揚聲器140的電源被開啟時，第一控制信號s_c1將被致能，而使得預充電單元110依據致能的第一控制信號s_c1使電源電壓V_DD透過輸出端OT對揚聲器140進行偏壓，以提供驅動電流I_d，並使電壓值v_out在預充電期間t_soft(例如等於數毫秒)內逐漸地增加，直到電壓值v_out等於預設電壓值v_p時，揚聲器140進入正常操作的狀態。在此同時，預充電單元110停止對揚聲器140進行預充電。請注意，圖2的曲線斜率越小，在達到固定的預設電壓值v_p之情況下，代表電壓值v_out預充電期間t_soft越長，電壓增加的幅度越緩慢，因此得以防止電壓值v_out突然的改變而產生的爆音雜訊。

詳細來說，當揚聲器140的電源被開啟時，第一放大模組120將同時依據致能的第一控制信號s_c1接收音訊信號s_a，並且在放大音訊信號s_a後，輸出第一放大信號s_amp1來驅動揚聲器140。此外，由於第二控制信號s_c2仍為禁能的狀態，因此第二放大模組130並未進行任何動作。

隨著充電時間的增加，電壓值v_out亦將持續的增加，直到預充電單元110判斷輸出端OT上的電壓值v_out等於預設電壓值v_p時，預充電單元110致能第二控制信號s_c2，並且對應的禁能第一控制信號s_c1，使得預充電單元110停止對揚聲器140進行預充電動作，亦即第一控制信號s_c1與第二控制信號s_c2在本實施例中互為反相信號。因此，在預充電期間t_soft後，電壓值v_out將維持在預設電壓值v_p。

值得注意的是，所述之預設電壓值v_p等於音訊放大裝置100所接收的電源電壓V_DD的電壓值的N分之一，其中N可為不小於1的正實數。在本實施例中，N等於2，亦即當電壓值v_out增加至電源電壓V_DD的電壓值的一半時，即到達揚聲器的工作電壓而停止進行預充電，以縮短揚聲器140的啟動時間。然而，所述之N值可由設計者依據設計需求自行更動，本發明不以此為限。

另一方面，當電壓值v_out等於預設電壓值v_p時，第二放大模組130依據致能的第二控制信號s_c2接收音訊信號s_a，以產生第二放大信號s_c2。此外，由於第一控制信號s_c1對應被禁能，因此第一放大模組120將停止產生第一放大信號s_c2。

換句話說，當音訊放大裝置100開啟時，預充電單元110對輸出端OT進行預充電，並經過預充電期間t_soft後將輸出端OT偏壓至預定電壓值v_p。此時，音訊放大裝置100自驅動能力較低的第一放大模組120切換至驅動能力較高的第二放大模組130以放大音訊信號s_a。

詳細而言，第一放大模組120與第二放大模組130依據輸出端OT的預充電狀態而相互切換。當預充電單元110進行預充電時，具有相對低驅動能力的第一放大模組120在依據音訊信號s_a輸出第一放大信號s_amp1的同時，亦建立了其輸入端與輸出端的電壓準位。其中，在預充電期間t_soft內，由於輸出端OT上的電壓值v_out仍低於預設電壓值v_p，且第一放大信號s_amp1為相對低驅動能力的放大信號，因此揚聲器140並不會發出不需要的聲音。

當預充電停止時，音訊放大裝置100自第一放大模組120切換至利用第二放大模組130驅動揚聲器140。此時，由於在預充電期間t_soft，第一放大模組120已經提前將其輸入端與輸出端的電壓準位建立，因此，當音訊放大裝置100切換至第二放大模組130時，具有較高驅動能力的第二放大模組130可直接依據第一放大模組120所建立之電壓準位放大音訊信號s_a。此外，由於揚聲器140已被偏壓至正常操作的電壓下，因此揚聲器140可依據第二放大信號s_amp2正常的輸出聲音。

相較於一般具有預充電功能之功率放大器，其可能在預充電停止至正常操作的期間內，由於功率放大器的突然導通而產生之突波電流，可能使揚聲器產生爆音雜訊。本實施例之音訊放大裝置100在預充電期間內即建立起放大模組的電壓準位，以使預充電停止至正常操作的期間內，第一放大模組120能夠近乎無縫地切換至第二放大模組130，以降低爆音雜訊發生的機率。

為了更清楚的描述本發明實施例，圖3繪示本發明一實施例之音訊放大裝置300的電路架構圖。請參照圖3，音訊放大裝置300同樣包括預充電單元310、第一放大模組320以及第二放大模組330。此外，音訊放大裝置300更包括第一回授電阻R_f1與第二回授電阻R_f2，耦接於音訊放大裝置300的輸入端與輸出端OT之間，用以提供第一放大模組320與第二放大模組330負回授的信號路徑。其中，第一回授電阻R_f1與第二回授電阻R_f2決定了音訊放大裝置300整體的信號放大增益為第二回授電阻R_f2的電阻值除以第一回授電阻R_f1的電阻值。

在本實施例中，預充電單元310包括電流源312、第一預充電開關SW_p1、第二預充電開關SW_p2、延遲電容C_d、延遲電阻R_d、比較器314以及閂鎖器316。

在預充電單元310中，電流源312、第一預充電開關SW_p1、第二預充電開關SW_p2、延遲電容C_d以及延遲電阻R_d在揚聲器140的電源開啟時，提供驅動電流I_d至揚聲器140，使得輸出端OT上的電壓值v_out逐漸增加至預設電壓值v_p，以使揚聲器140正常的操作。

第一預充電開關SW_p1的第一端耦接電流源312，並依據第一控制信號s_c1決定是否導通。延遲電容C_d的第一端耦接第一預充電開關SW_p1的第二端，且延遲電容C_d的第二端耦接接地電壓GND。延遲電阻R_d的第一端耦接第一預充電開關SW_p1的第二端與延遲電容C_d的第一端。第二預充電開關SW_p2的第一端耦接延遲電阻R_d的第二端，其第二端耦接輸出端OT。此外，第二預充電開關SW_p2亦依據第一控制信號s_c1決定是否導通。

具體而言，請同時參照圖2與圖3，當揚聲器140的電源開啟時，第一控制信號s_c1被致能而使第一預充電開關SW_p1與第二預充電開關SW_p2導通。因此，電流源312依據電源電壓V_DD所提供的驅動電流I_d得以藉由延遲電容C_d與延遲電阻R_d所組成的RC電路，而使輸出端OT上的電壓值v_out在預充電期間內逐漸地增加。其中，預充電期間的長短係由延遲電容C_d與延遲電阻R_d的RC時間常數(RC time constant)所決定。此外，當延遲電阻R_d的電阻值遠大於揚聲器140的負載的電阻值時，揚聲器140的負載的跨壓就越低，而越能夠減少爆音雜訊。因此在電路設計中，通常選擇具有較大電阻值的延遲電阻R_d以減少揚聲器140的爆音雜訊。

另一方面，在預充電單元310中，比較器314以及閂鎖器316依據電壓值v_out判斷是否致能第二控制信號s_c2，以決定是否停止對揚聲器140進行預充電。此外，當第二控制信號s_c2被閂鎖器316致能時，其將使音訊放大裝置300自第一放大模組320切換至第二放大模組330，並據以放大音訊信號s_a。

比較器314的第一輸入端耦接預設電壓V_P，其第二輸入端耦接第二預充電開關SW_p2的第二端以及輸出端OT，且其輸出端依據電壓值v_out與預設電壓值v_p的比較結果產生比較信號s_comp。閂鎖器316耦接比較器314的輸出端，以依據閂鎖比較信號s_comp來產生第二控制信號s_c2。

具體而言，在預充電期間內，輸出端OT上的電壓值v_out將持續的增加而趨近於預設電壓值v_p，直到當比較器314判斷電壓值v_out等於預設電壓V_P所提供的預設電壓值v_p時，比較器314將於其輸出端產生致能的比較信號s_comp，而使閂鎖器316致能第二控制信號s_c2。此時，由於第二控制信號s_c2被致能，將使得第一控制信號s_c1同時對應的被禁能。換言之，第一控制信號s_c1與第二控制信號s_c2在本實施例中互為反相。因此，第一預充電開關SW_p1與第二預充電開關SW_p2依據禁能的第一控制信號s_c1而截止，使預充電單元310停止對揚聲器140進行預充電的動作。

換句話說，當預充電單元310判斷電壓值v_out不等於預設電壓值v_p時，第一預充電開關SW_p1與第二預充電開關SW_p2依據第一控制信號s_c1而導通，而對揚聲器140進行預充電。相反地，當預充電單元310判斷電壓值v_out等於預設電壓值v_p時，第一預充電開關SW_p1與第二預充電開關SW_p2依據第一控制信號s_c1截止，以停止對揚聲器140進行預充電。

在本實施例中，第一放大模組320包括第一放大器OP1、第一電容C_1、第一電阻R_1、第一開關SW_1以及第二開關SW_2。第一放大器OP1的輸入端接收音訊信號s_a，且其輸出端輸出第一放大信號s_amp1。第一電容C_1的第一端耦接第一放大器OP1的輸入端，且其第二端耦接第一放大器OP1的輸出端，其中第一電容C_1係為相位補償電容，用以確保第一放大器OP1操作的相位裕度(phase margin)。第一開關SW_1的第一端接收音訊信號s_a，且其第二端耦接第一放大器OP1的輸入端與第一電容C_1的第一端，其中第一開關SW_1依據第一控制信號s_c1決定是否導通。第一電阻R_1的第一端耦接第一放大器OP1的輸出端。第二開關SW_2的第一端耦接第一電阻R_1的第二端，且其第二端耦接第一放大器OP1的輸出端。

相似地，第二放大模組320包括第二放大器OP2、第二電容C_2以及第三開關SW_3。第二放大器OP2的輸入端接收音訊信號s_a，且其輸出端輸出第二放大信號s_amp2。第二電容C_2的第一端耦接第二放大器OP2的輸入端，且其第二端耦接第二放大器OP2的輸出端，其中第二電容C_2係為相位補償電容，用以確保第二放大器OP2操作的相位裕度。第三開關SW_3的第一端接收音訊信號s_a，且其第二端耦接第二放大器OP2的輸入端與第二電容的第一端，其中第三開關SW_3依據第二控制信號s_c2決定是否導通。

詳細而言，當揚聲器140的電源開啟時，第一控制信號s_c1被致能，且第二控制信號s_c2對應被禁能，使得第一放大模組320的第一開關SW_1與第二開關SW_2被導通，而第二放大模組330的第三開關SW_3被截止。因此，第一放大器OP1接收並放大音訊信號s_a以輸出第一放大信號s_amp1來驅動揚聲器140。但是由於第一放大器OP1的驅動能力較弱，且輸出端OT尚未偏壓至預設電壓值v_p，因此在預充電的階段，第一放大信號s_amp1尚不足以推動揚聲器140的負載。

值得注意的是，由於低驅動能力的第一放大器OP1可能會造成所輸出的第一放大信號s_amp1具有較為嚴重的雜訊干擾，因此在設計時需要選擇電阻值較大的第一電阻R_1，以使第一放大信號s_amp1的雜訊最小化。

在預充電期間中，輸出端OT上的電壓值v_out持續增加，直到電壓值v_out等於預設電壓值v_p時，第二控制信號s_c2被預充電單元310致能，而第一控制信號s_c1則對應被禁能，使得第一放大模組320的第一開關SW_1與第二開關SW_2依據禁能的第一控制信號s_C1被截止，而第二放大模組330的第三開關SW_3依據致能的第二控制信號s_c2被導通。換句話說，此時音訊放大裝置300自第一放大模組320切換至利用第二放大模組330放大音訊信號s_a。其中，第二放大器OP2接收並放大音訊信號s_a以輸出第二放大信號s_amp2來驅動揚聲器140。由於第二放大器OP2具有很高的驅動能力，且此時輸出端OT亦被偏壓至預設電壓值v_p，因此揚聲器140可正常的依據第二放大信號s_amp2輸出聲音。

值得注意的是，由於第二放大器OP2的輸入端與輸出端的電壓準位在預充電期間即藉由第一放大模組310的驅動先行建立，因此當預充電停止時，第二放大器OP2可依據已經建立的電壓準位放大音訊信號s_a，以使預充電結束切換至正常操作時所產生的爆音雜訊得以降到最低。

圖4繪示本發明一實施例之音訊放大裝置400的電路架構圖。在本實施例中，音訊放大裝置400與圖3實施例之音訊放大裝置300之差異在於音訊放大裝置400加入了前置放大器以預先放大音訊信號s_a。

請參照圖4，音訊放大裝置400更包括前置放大器402。前置放大器402的第一輸入端分別經由第一回授電阻R_f1以及第二回授電阻R_f2耦接音訊放大裝置400的輸入端以及輸出端OT，其第二輸入端耦接預設電壓V_P，且其輸出端耦接第一放大器模組320與第二放大模組330。其中，前置放大器402在音訊信號s_a輸入第一放大模組320或第二放大模組330之前，進一步地預先放大音訊信號sa來抑制後級的第一放大模組320或第二放大模組330的雜訊影響，以減少爆音雜訊的產生。

除此之外，音訊放大裝置400與音訊放大裝置300的電路結構相同，因此音訊放大裝置400中的元件特性說明請參照圖3實施例，於此處不再贅述。此外，相對於揚聲器140電源開啟的狀態，當電源關閉時亦可利用相對於上述實施例之充電過程的放電過程，進而降低關閉電源時的爆音雜訊。此為本領域通常知識者參閱上述實施例後，可由所述之實施例中輕易推論出，故不再贅述。

綜上所述，本發明實施例之音訊放大裝置利用預充電單元對揚聲器進行預充電，以逐漸地提升音訊放大裝置的輸出端上的電壓值，並且依據預充電的狀態切換具有不同驅動能力的放大模組，使得揚聲器自預充電狀態切換至正常操作時所可能產生的突波電流得以被有效地消除。此外，由於在預充電期間音訊放大裝置已預先建立其放大模組內部的電壓準位，使得揚聲器的電源開啟後得以快速進入正常操作狀態。因此，本發明實施例有效地降低了揚聲器電源開啟或關閉時的爆音雜訊，同時亦縮短了揚聲器的開機速度，進而提升了使用者收聽的品質與舒適度。

雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作些許之更動與潤飾，故本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

100．．．音訊放大裝置

110．．．預充電單元

120．．．第一放大模組

130．．．第二放大模組

140．．．揚聲器

300．．．音訊放大裝置

310．．．預充電單元

312．．．電流源

314．．．比較器

316．．．閂鎖器

320．．．第一放大模組

330．．．第二放大模組

R_f1．．．第一回授電阻

R_f2．．．第二回授電阻

R_1．．．第一電阻

R_d．．．延遲電阻

C_1．．．第一電容

C_2．．．第二電容

C_d．．．延遲電容

GND．．．接地電壓

I_d．．．驅動電流

OT．．．輸出端

OP1．．．第一放大器

OP2．．．第二放大器

SW_1．．．第一開關

SW_2．．．第二開關

SW_3．．．第三開關

SW_p1．．．第一預充電開關

SW_p2．．．第二預充電開關

s_c1．．．第一控制信號

s_c2．．．第二控制信號

s_comp．．．比較信號

s_amp1．．．第一放大信號

s_amp2．．．第二放大信號

s_a．．．音訊信號

t．．．充電時間

t_soft．．．預充電期間

V_DD．．．電源電壓

V_PP．．．預設電壓

v_out．．．電壓值

v_p．．．預設電壓值

圖1繪示本發明一實施例之音訊放大裝置100的示意圖。

圖2繪示依照圖1實施例之輸出端OT的暫態響應的示意圖。

圖3繪示本發明一實施例之音訊放大裝置300的電路架構圖。

圖4繪示本發明一實施例之音訊放大裝置400的電路架構圖。

100．．．音訊放大裝置

110．．．預充電單元

120．．．第一放大模組

130．．．第二放大模組

140．．．揚聲器

I_d．．．驅動電流

OT．．．輸出端

s_amp1．．．第一放大信號

s_amp2．．．第二放大信號

s_C1．．．第一控制信號

s_C2．．．第二控制信號

s_a．．．音訊信號

V_DD．．．電源電壓

Claims (17)

1. 一種音訊放大裝置，適於驅動一揚聲器，該音訊放大裝置包括：一預充電單元，透過一輸出端耦接該揚聲器，依據一第一控制信號提供一驅動電流對該揚聲器進行預充電，以逐漸地增加該輸出端上的電壓值；一第一放大模組，耦接至該輸出端，用以依據該第一控制信號來接收一音訊信號，並放大該音訊信號以輸出一第一放大信號來驅動該揚聲器；以及一第二放大模組，耦接至該輸出端，用以依據一第二控制信號來接收該音訊信號，並放大該音訊信號以輸出一第二放大信號來驅動該揚聲器，其中該預充電單元依據比對該輸出端上的電壓值以及一預設電壓值來產生該第二控制信號。
2. 如申請專利範圍第1項所述之音訊放大裝置，其中該第一放大模組的驅動能力低於該第二放大模組的驅動能力。
3. 如申請專利範圍第1項所述之音訊放大裝置，其中該預設電壓值等於該音訊放大裝置所接收的電源電壓的電壓值的N分之一，N為不小於1的正實數。
4. 如申請專利範圍第1項所述之音訊放大裝置，其中當該預充電單元判斷該輸出端上的電壓值等於該預設電壓值時，該預充電單元使該第二控制信號致能，並藉以使該第二放大模組接收該音訊信號，以產生該第二放大信號。
5. 如申請專利範圍第4項所述之音訊放大裝置，其中當該第二控制信號被致能時，該第一控制信號對應被禁能，使該預充電單元停止對該揚聲器所進行的預充電動作，並使該第一放大模組停止接收該音訊信號。
6. 如申請專利範圍第1項所述之音訊放大裝置，其中該第一放大模組包括：一第一放大器，具有輸入端與輸出端，該第一放大器的輸入端接收該音訊信號，且該第一放大器的輸出端輸出該第一放大信號；以及一第一電容，具有第一端與第二端，該第一電容的第一端耦接該第一放大器的輸入端，且該第一電容的第二端耦接該第一放大器的輸出端。
7. 如申請專利範圍第6項所述之音訊放大裝置，其中該第一放大模組更包括：一第一電阻，具有第一端與第二端，該第一電阻的第一端耦接該第一放大器的輸出端；一第一開關，具有第一端與第二端，依據該第一控制信號決定是否導通，該第一開關的第一端接收該音訊信號，且該第一開關的第二端耦接該第一放大器的輸入端與該第一電容的第一端；以及一第二開關，具有第一端與第二端，依據該第一控制信號決定是否導通，該第二開關的第一端耦接該第一電阻的第二端，且該第二開關的第二端耦接該第一放大器的輸出端，其中當該輸出端上的電壓值不等於該預設電壓值時，該第一開關與該第二開關依據該第一控制信號而導通，以及當該輸出端上的電壓值等於該預設電壓值時，該第一開關與該第二開關依據該第一控制信號而截止。
8. 如申請專利範圍第6項所述之音訊放大裝置，其中該第二放大模組包括：一第二放大器，具有輸入端與輸出端，該第二放大器的輸入端接收該音訊信號，且該第二放大器的輸出端輸出該第二放大信號；以及一第二電容，具有第一端與第二端，該第二電容的第一端耦接該第二放大器的輸入端，且該第二電容的第二端耦接該第二放大器的輸出端。
9. 如申請專利範圍第8項所述之音訊放大裝置，其中該第二放大模組更包括：一第三開關，具有第一端與第二端，依據該第二控制信號決定是否導通，該第三開關的第一端接收該音訊信號，且該第三開關的第二端耦接該第二放大器的輸入端與該第二電容的第一端，其中當該輸出端上的電壓值不等於該預設電壓值時，該第三開關依據該第二控制信號而截止，以及當該輸出端上的電壓值等於該預設電壓值時，該第三開關依據該第二控制信號而導通。
10. 如申請專利範圍第8項所述之音訊放大裝置，更包括：一第一回授電阻，具有第一端與第二端，該第一回授電阻的第一端接收該音訊信號，且該第一回授電阻的第二端耦接該第一放大器與該第二放大器的輸入端；以及一第二回授電阻，具有第一端與第二端，該第一回授電阻的第一端耦接該第二電阻的第二端以及該第一放大器與該第二放大器的輸入端，且該第二回授電阻的第二端耦接該預充電單元以及該第一放大器與該第二放大器的輸出端。
11. 如申請專利範圍第8項所述之音訊放大裝置，更包括：一前置放大器，具有第一輸入端、第二輸入端與輸出端，該前置放大器的第一輸入端耦接該輸出端，該前置放大器的第二輸入端耦接一預設電壓，且該前置放大器的輸出端耦接該第一放大模組與該第二放大模組。
12. 如申請專利範圍第1項所述之音訊放大裝置，其中該預充電單元包括：一電流源，依據電源電壓提供該驅動電流；一第一預充電開關，具有第一端與第二端，依據該第一控制信號決定是否導通，其中該第一預充電開關的第一端耦接該電流源；一延遲電容，具有第一端與第二端，該延遲電容的第一端耦接該第一預充電開關的第二端，且該延遲電容的第二端耦接一接地電壓；以及一延遲電阻，具有第一端與第二端，該延遲電阻的第一端耦接該第一預充電開關的第二端與該延遲電容的第一端，且該延遲電阻的第二端耦接該第一放大模組與該第二放大模組，其中當該第一預充電開關依據該第一控制信號而導通時，該驅動電流藉由該延遲電容與該延遲電阻逐漸增加該輸出端上的電壓值。
13. 如申請專利範圍第12項所述之音訊放大裝置，其中該預充電單元更包括：一第二預充電開關，具有第一端與第二端，依據該第一控制信號決定是否導通，其中該第二預充電開關的第一端耦接該延遲電阻的第二端，且該第二預充電開關的第二端耦接該輸出端。
14. 如申請專利範圍第13項所述之音訊放大裝置，其中當該預充電單元判斷該輸出端上的電壓值不等於該預設電壓值時，該第一預充電開關與該第二預充電開關依據該第一控制信號而導通，以及當該預充電單元判斷該輸出端上的電壓值等於該預設電壓值時，該第一預充電開關與該第二預充電開關依據該第一控制信號而截止。
15. 如申請專利範圍第13項所述之音訊放大裝置，其中該預充電單元更包括：一比較器，具有第一輸入端、第二輸入端與輸出端，該比較器的第一輸入端耦接一預設電壓，該比較器的第二輸入端耦接該第二預充電開關的第二端以及該輸出端，且該比較器的輸出端輸出一比較信號，其中該比較器依據該輸出端上的電壓值以及該預設電壓提供的該預設電壓值的比對結果產生該比較信號；以及一閂鎖器，耦接該比較器的輸出端，依據閂鎖該比較信號來產生該第二控制信號。
16. 如申請專利範圍第1項所述之音訊放大裝置，其中該第一控制信號與該第二控制信號互為反相。
17. 如申請專利範圍第1項所述之音訊放大裝置，其中該揚聲器為喇叭。