TWI384750B - 改良之自我振盪音頻放大器及抑制該自我振盪音頻放大器之方法 - Google Patents
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Description
本發明係關於一種自我振盪音頻放大器,尤指具有抑制失真功能之自我振盪音頻放大器,及其抑制音頻放大器音頻失真之方法。
音頻放大器係為驅動揚聲器之重要裝置,常見之音頻放大器有AB類放大器及D類放大器,其中,D類放大器之效率又比AB類放大器之效率,高了二至五倍,且,相較於AB類放大器,D類放大器所需之電源與功率損耗(power dissipation)明顯地減小。
D類放大器主要係利用PWM(Pulse Width Modulation)調變技術將輸入音頻訊號轉變成為開關控制訊號,藉以控制電力電子元件之導通與關閉,而達到放大音頻訊號之目的,除此之外,D類放大器本身包含的電感-電容(LC)濾波器可在D類放大器工作的每個周期儲存足夠之能量,使得控制電力電子元件於導通與關閉之時,不會在D類放大器之負載端,例如一揚聲器端,造成功率之損耗(power dissipation)。
D類放大器之脈衝調變技術係可利用積分器之自我振盪,或,藉由三角波產生器,以產生三角波訊號,之後,再藉由比較器於執行比較後,輸出脈衝調變訊號。如第一圖所示,係習知技術之自我振盪之音訊放大器之電路結構圖,一種自我振盪之音訊放大器100,其主要包括:一音頻訊號104、一時脈切換開關128、一時脈輸入源116、一子音訊放大器106、一前置驅動器108、一電晶體組110、一濾波器電感112、一濾波器電容114、及一揚聲器120,其中,接著如第二圖所示,係習知技術之自我振盪之音訊放大器之子音訊放大器之電路結構圖,該子音訊放大器106主要係由一電阻124、一電容134、一比較器122、及一比較器132所組成,係可將一音頻訊號轉換成一三角波訊號,且,透過該比較器132可將該三角波訊號與一外加參考電壓VREF進行比較,比較器132會後則輸出一脈衝調變訊號。
如上述習知技術之自我振盪之音訊放大器100,係以該子音訊放大器106之自我振盪,以達成音訊放大及脈衝調變之目的,其雖可高效率地輸出音頻訊號至揚聲器120,亦可藉由回授電阻回應輸入音頻訊號,但是,雖然積分器電路可於無輸入音頻訊號的狀態下形成自我振盪,以達到較低之失真,然而,卻無法抑制由於過高之功率輸出,所造成之音頻訊號失真現象
因此,本案之發明人有鑑於習知之技術仍具各項隱含之缺失,故極力加以改良創新,終於研發完成本發明之一種改良之自我振盪音頻放大器及抑制該自我振盪音頻放大器之方法。
本發明之主要目的,在於提供一種改良之自我振盪音頻放大器,藉由使用抑制失真之電路,以偵測並有效地抑制輸出端之音頻信號失真。
本發明之另一目的,在於提供一種抑制自我振盪音頻放大器音頻失真之方法,該方法係利用簡單的邏輯閘與正反器之配合,以防止音頻放大器於高增益輸出時,造成之音頻訊號失之真現象,以保持揚聲器高品質之輸出。
為了達到上述之主要目的,本發明人研發完成一種改良之自我振盪音頻放大器,該改良之自我振盪音頻放大器係包括:一訊號放大單元;至少一個自我振盪調變單元;至少一個閘級驅動單元;至少一組輸出電晶體組;一音頻放大器正輸出端;一音頻放大器負輸出端;及一抑制失真單元,係包括:至少一個D型正反器;及至少一個反互斥或邏輯閘。
另外,為了達到如上述說明之另一目的,本發明提供了一種抑制自我振盪音頻放大器音頻失真之方法,該抑制自我振盪音頻放大器音頻失真之方法係包括以下步驟:(1)一訊號放大單元接收及放大一音頻訊號;(2)一自我振盪調變單元接收一放大音頻訊號以執行脈衝調變;(3)一閘級驅動單元接收該自我振盪調變單元所輸出之一脈衝調變訊號以控制一輸出電晶體組;(4)該輸出電晶體組輸出一調變音頻訊號至一音頻放大器正輸出端與一音頻放大器負輸出端;(5)一抑制失真單元判斷輸出於該音頻放大器正輸出端與該音頻放大器負輸出端之該調變音頻訊號是否失真,若是,則執行步驟(6),若否,則執行步驟(7);(6)該抑制失真單元抑制調變音頻訊號失真;及(7)音頻放大器正輸出端與音頻放大器負輸出端輸出調變音頻訊號以驅動一揚聲器。
為了能夠更清楚地描述本發明所提出之一種改良之自我振盪音頻放大器及其方法,以下將配合圖示,詳盡說明之。
請參閱第三圖,係一種改良之自我振盪音頻放大器之電路結構圖,較佳地,該改良之自我振盪音頻放大器1,係包括:一訊號放大單元(input amplifier unit)2,係耦接一音訊源104以接收一音頻訊號並將其放大為一放大音頻訊號,同時請參閱第四圖,係該訊號放大單元之電路結構圖,訊號放大單元2包括:一完全差動放大器(fully differential amplifier)21,係具有一差動放大器正輸入端Vin+、一差動放大器負輸入端Vin-、一差動放大器正輸出端Vout+、及一差動放大器負輸出端Vout-,該差動放大器正輸入端Vin+與該差動放大器負輸入端Vin-係耦接該音訊源104以接收音頻訊號,且該差動放大器正輸出端Vout+與該差動放大器負輸出端Vout-係耦接下一級之一自我振盪調變單元3,完全差動放大器21於將音頻訊號作訊號放大後,即輸出該放大音頻訊號至自我振盪調變單元3;一第一可變電阻(variable resistor)RV1,係耦接於差動放大器正輸入端Vin+與差動放大器負輸出端Vout-之間,藉由調整該第一可變電阻RV1之電阻值,可調變差動放大器負輸出端Vout-所輸出之放大音頻訊號之增益大小;及一第二可變電阻(variable resistor)RV2,係耦接於差動放大器負輸入端Vin-與差動放大器正輸出端Vout+之間,藉由調整該第二可變電阻RV2之電阻值,可調變差動放大器正輸出端Vout+所輸出之放大音頻訊號之增益大小;二個該自我振盪調變單元(self-oscillation modulation unit)3,係耦接於該訊號放大單元2,以接收該放大音頻訊號,並藉由自我振盪之方式執行放大音頻訊號之脈衝調變後,輸出一脈衝調變訊號,同時請參閱第五圖,係自我振盪調變單元之電路結構圖,自我振盪調變單元3包括:一積分器(integrator)31,係連接於該訊號放大單元2,以接收放大音頻訊號,並產生自我振盪以將放大音頻訊號轉換成一三角波訊號,該積分器31包括:一積分器電阻(integrator resistor)Rint,該積分器電阻Rint係耦接於訊號放大單元2,以作為放大音頻訊號輸入積分器31之緩衝;一積分器電容(integrator capacitor)Cint,該積分器電容Cint係耦接於積分器電阻Rint,當放大音頻訊號藉由積分器電阻Rint輸入積分器31後,積分器電容Cint即執行充電與放電;及一運算放大器(OPA)311,係具有一運算放大器正輸入端3112、一運算放大器負輸入端3111、及一運算放大器輸出端3113,該運算放大器正輸入端3112係耦接於一外加參考電壓VREF,該運算放大器負輸入端3111則耦接積分器電阻Rint,當積分器電容Cint重覆地執行充電與放電,該運算放大器311即可輸出具週期性之該三角波訊號;及一比較器(comparator)32,係具有一比較器正輸入端321、一比較器負輸入端322、及一比較器輸出端323,該比較器正輸入端321係耦接該運算放大器輸出端3113,且,該比較器負輸入端322係耦接該外加參考電壓VREF,該比較器輸出端323則耦接下一級之一閘極驅動單元4,且於接收三角波訊號後,即執行三角波訊號與外加參考電壓VREF之比較,並輸出該脈衝調變訊號至該閘級驅動單元4;二個該閘級驅動單元(gate drive unit)4,係耦接於該自我振盪調變單元3以接收該脈衝調變訊號,且,閘級驅動單元4可基於脈衝調變訊號以控制下一級之一輸出電晶體組輸出電晶體組5之導通與關閉;二組該輸出電晶體組(output stage transistor)5,係耦接於該閘級驅動單元4,閘級驅動單元4於接收自我振盪調變單元3所輸出之該脈衝調變訊號之後,基於此脈衝調變訊號以控制該輸出電晶體組5之導通與關閉,以使得輸出電晶體組輸出一調變音頻訊號於該音頻放大器正輸出端Out與該音頻放大器負輸出端Outb以驅動一揚聲器120;一抑制失真單元(distortion restraint unit)6,係耦接該音頻放大器正輸出端Out、該音頻放大器負輸出端Outb、及該訊號放大單元2,該抑制失真單元6係可偵測輸出於音頻放大器正輸出端Out與音頻放大器負輸出端Outb之該調變音頻訊號是否已經失真,並抑制其失真,同時請參閱第六圖,係抑制失真單元之電路結構圖,抑制失真單元6包括:一第一正反器組(flip-flop set)61,係耦接音頻放大器正輸出端Out與該訊號放大單元2,該第一正反器組61可接收輸出電晶體組5輸出於音頻放大器正輸出端Out之調變音頻訊號,且,當調變音頻訊號持續維持高(低)準位超過兩個時脈訊號週期之時,第一正反器組61即依其特性反應而輸出一第一調整訊號至訊號放大單元2,以調整放大音頻訊號之增益,第一正反器組61包括:一第一D型正反器(D flip-flop)611,係具有一第一D端6111、一第一CK端6113、一第一Q端6112、一第一Qb端6114、及一第一R端6115,該第一D端6111係耦接外加之一工作電壓VCC,該第一CK端6113係耦接該時脈訊號(Clock),該第一Qb端6114為浮接狀態,且該第一R端6115係耦接該音頻放大器正輸出端Out以接收該輸出電晶體組5輸出於音頻放大器正輸出端Out之該調變音頻訊號,當調變音頻訊號持續維持高(低)準位超過兩個時脈訊號週期之時,該第一D型正反器611即依其特性反應輸出一第一正反器訊號至下一級之一第二D型正反器612;及該第二D型正反器612,係具有一第二D端6121、一第二CK端6123、一第二Q端6122、一第二Qb端6124、及一第二R端6125,該第二D端6121係耦接第一D型正反器611之第一Q端6112以接收該第一正反器訊號,該第二CK端6123則耦接時脈訊號,該第二Q端6122係耦接於該訊號放大單元2,該第二Qb端6124則為浮接狀態,該第二R端6125係連接音頻放大器正輸出端Out以接收調變音頻訊號,當調變音頻訊號持續維持高(低)準位超過兩個時脈訊號週期,此時,第二R端6125即接收到第一Q端6122所輸出之第一正反器訊號,該第二D型正反器612即依其特性反應輸出一第一調整訊號,並回授至訊號放大單元2,以調整該第二可變電阻RV2調變該放大音頻訊號之增益,以消除音頻失真之現象;及一第二正反器組62,係耦接音頻放大器負輸出端Outb與訊號放大單元2,該第二正反器組62可接收輸出電晶體組5輸出於音頻放大器負輸出端Outb之調變音頻訊號,且,當調變音頻訊號持續維持低(高)準位超過兩個時脈訊號週期之時,第二正反器組62即依其特性反應而輸出一第二調整訊號至訊號放大單元2,以調整放大音頻訊號之增益,第二正反器組62包括:一第三D型正反器621,係具有一第三D端6211、一第三CK端6213、一第三Q端6212、一第三Qb端6214、及一第三R端6215,該第三D端6211係耦接外加之該工作電壓VCC,該第三CK端6213係耦接該時脈訊號(Clock),該第三Qb端6214為浮接狀態,且該第三R端6215係耦接該音頻放大器負輸出端Outb以接收該輸出電晶體組5輸出於音頻放大器負輸出端Outb之該調變音頻訊號,當調變音頻訊號持續維持低(高)準位超過兩個時脈訊號週期之時,該第三D型正反器621即依其特性反應輸出一第三正反器訊號至下一級之一第四D型正反器622;及該第四D型正反器622,係具有一第四D端6221、一第四CK端6223、一第四Q端6222、一第四Qb端6224、及一第四R端6225,該第四D端6221係耦接第三D型正反器621之第三Q端6212以接收該第三正反器訊號,該第四CK端6225則耦接時脈訊號,該第四Q端6222係耦接於該訊號放大單元2,該第四Qb端6224則為浮接狀態,該第四R端6225係連接音頻放大器負輸出端Outb以接收調變音頻訊號,當調變音頻訊號持續維持低(高)準位超過兩個時脈訊號週期,此時,第四R端6225即接收到第三Q端6212所輸出之第三正反器訊號,該第四D型正反器622即依其特性反應輸出一第二調整訊號,並回授至訊號放大單元,以調整該第一可變電阻RV1而調變該放大音頻訊號之增益,以消除音頻失真之現象;二個回授電阻RFB,其中,一回授電阻RFB係耦接於該音頻放大器正輸出端Out與與該自我振盪調變單元3之間,且,另一回授電阻RFB係耦接於該音頻放大器負輸出端Outb與與自我振盪調變單元3之間,以協助回授訊號至自我振盪調變單元3;及一個該時脈單元7,該時脈單元7耦接該抑制失真單元6以提供其該時脈訊號。
上述清楚地揭露了該改良之自我振盪音頻放大器1之較佳實施例所具備之電路結構與功能,另外,請參閱第七A圖與第七B圖,係一種抑制自我振盪音頻放大器音頻失真之方法流程圖,該抑制自我振盪音頻放大器音頻失真之方法係包括以下步驟:首先,執行步驟(701),一訊號放大單元2接收及放大一音頻訊號;接著,執行步驟(702),一自我振盪調變單元3接收一放大音頻訊號以執行脈衝調變;然後,執行步驟(703),一閘級驅動單元4接收該自我振盪調變單元3所輸出之一脈衝調變訊號以控制一輸出電晶體組5;接著,執行步驟(704),該輸出電晶體組5輸出一調變音頻訊號至一音頻放大器正輸出端Out與一音頻放大器負輸出端Outb;繼續執行步驟(705),一第一正反器組61判斷輸出於該音頻放大器正輸出端Out之該調變音頻訊號是否失真,若是調變音頻訊號失真,則執行步驟(706),抑制輸出於音頻放大器正輸出端Out之調變音頻訊號之失真,並可接著執行步驟(709),音頻放大器正輸出端Out與音頻放大器負輸出端Outb輸出調變音頻訊號以驅動一揚聲器120;若否,則執行步驟(707),一第二正反器組62判斷輸出於該音頻放大器負輸出端Outb之調變音頻訊號是否失真,若是音頻放大器負輸出端Outb之調變音頻訊號已經失真,則執行步驟(708),抑制輸出於音頻放大器負輸出端Outb之調變音頻訊號之失真,並於抑制調變音頻訊號之失真之後,執行步驟(709);若否,則表示音頻放大器正輸出端Out與音頻放大器負輸出端Outb所輸出之調變音頻訊號皆未失真,則不需要抑制調變音頻訊號之失真,因此,可直接執行步驟(709),音頻放大器正輸出端Out與音頻放大器負輸出端Outb輸出調變音頻訊號以驅動一揚聲器120。
如上述說明之該抑制之自我振盪音頻放大器音頻失真之方法,請參閱第八圖,係步驟(701)之詳細步驟流程圖,其中,步驟(701)更包括以下之詳細步驟:首先,執行步驟(7011),一完全差動放大器21接收該音頻訊號;接著,執行步驟(7012),該完全差動放大器21執行音頻訊號之訊號放大;以及,執行步驟(7013),完全差動放大器21輸出該放大音頻訊號,並接續執行下一個步驟,即,步驟(702)。
另外,請參閱第九圖,係步驟(702)之詳細步驟流程圖,其中,該步驟(702)更包括以下之詳細步驟:首先,執行步驟(702)詳細步驟之第一個步驟,步驟(7021),一積分器31同時接收該放大音頻訊號及一時脈訊號;接著,執行步驟(7022),該積分器31依照該時脈訊號之週期而產生自我振盪,以轉換放大音頻訊號為一三角波訊號;然後,執行步驟(7023),積分器31輸出該三角波訊號至一比較器32;接續步驟(7023)之後,執行步驟(7024),該比較器32同時接收三角波訊號及一外加參考電壓以執行比較;以及,執行步驟(7025),比較器32輸出該脈衝調變訊號,並繼續步驟(703)。
請再參閱第十圖,係步驟(705)之詳細步驟流程圖,步驟(705)更包括以下詳細步驟:首先,執行步驟(7051),一第一D型正反器611接收輸出於該音頻放大器正輸出端Out之該調變音頻訊號;接著,執行步驟(7052),判斷是否調變音頻訊號維持高(低)準位超過兩個時脈訊號週期,若是調變音頻訊號維持高(低)準位超過兩個時脈訊號週期,則執行步驟(7053),該第一D型正反器611輸出一第一正反器訊號至一第二D型正反器612之一第二D端6121,並繼續執行步驟(706);若否,則執行該步驟(707)。
另外,請再參閱第十一圖,係步驟(706)之詳細步驟流程圖,其中,步驟(706)更包括以下之詳細步驟:步驟(706)詳細步驟之第一個步驟為,執行步驟(7061),該第二D端6121接收該第一正反器訊號;接著,執行步驟(7062),該第二D型正反器612輸出一第一調整訊號至該訊號放大單元2;以及,執行步驟(7063),調整該訊號放大單元2之一第二可變電阻RV2,以調變放大音頻訊號之增益而消除音頻失真之現象,並繼續執行步驟(709)。
請再參閱第十二圖,係步驟(707)之詳細步驟流程圖,其中,步驟(707)更包括以下之詳細步驟:首先,執行步驟(7071),一第三D型正反器621接收輸出於該音頻放大器負輸出端Out之該調變音頻訊號;接著執行(7072),判斷是否調變音頻訊號維持低(高)準位超過兩個時脈訊號週期,若是音頻訊號維持低(高)準位超過兩個時脈訊號週期,則執行步驟(7073),該第三D型正反器輸出一第三正反器訊號至一第四D型正反器之一第四D端,並繼續執行步驟(708);若否,則表示調變音頻訊號無失真,故,直接執行步驟(709)以透過音頻放大器正輸出端與音頻放大器負輸出端輸出調變音頻訊號以驅動該揚聲器。
請再參閱第十三圖,係步驟(708)之詳細步驟流程圖,其中,該步驟(708)更包括以下之詳細步驟:步驟(708)詳細步驟之第一個步驟為,步驟(7081),該第四D端接收該第一正反器訊號;接著,步驟(7082),該第四D型正反器輸出一第二調整訊號至該訊號放大單元;以及,步驟(7083),調整該訊號放大單元之一第一可變電阻,以調變放大音頻訊號之增益而消除音頻失真之現象,並繼續執行步驟(709)。
本發明之一種改良之自我振盪音頻放大器及抑制該自我振盪音頻放大器音頻失真之方法,已藉由上述之較佳實施例而完整地說明,因此,綜合上述,相對於其它習知技術,本發明係具有下列之優點:
1.本發明應用一抑制失真單元於一自我振盪音頻放大器,係可監測該自我振盪音頻放大器所輸出之音頻訊號是否失真,若其所輸出之音頻訊號產生失真之現象,該抑制失真單元可立即有效地抑制音頻失真。
2.另外,本發明之該抑制自我振盪音頻放大器音頻失真之方法,係利用正反器組以判斷輸出於音頻放大器輸出端之音頻訊號是否失真,並藉由正反器組具有之二個串接D型正反器,以抑制音頻放大器所輸出之音頻訊號之失真現象,以保持揚聲器高品質之輸出。
上述之詳細說明係針對本發明之一可行實施例之具體說明,惟該實施例並非用以限制本發明之專利範圍,凡未脫離本發明技藝精神所為之等效實施或變更,均應包含於本案之專利範圍中。
1...改良之自我振盪音頻放大器
100...自我振盪之音訊放大器
104...音頻訊號
106...子音訊放大器
108...前置驅動器
110...電晶體組
112...濾波器電感
114...濾波器電容
116...時脈輸入源
118...時脈選擇開關
120...揚聲器
122、132...比較器
124、126、130...電阻
128...時脈切換開關
134...振盪電容
140、142...電晶體
144...電壓源
2...訊號放大單元(signal amplifier unit)
21...完全差動放大器(fully differential amplifier)
3...自我振盪調變單元(self-oscillation modulation unit)
31...積分器(integrator)
311...運算放大器(OPA)
3111...運算放大器負輸入端
3112...運算放大器正輸入端
3113...運算放大器輸出端
32...比較器(comparator)
321...比較器正輸入端
322...比較器負輸入端
323...比較器輸出端
4...閘極驅動單元(gate drive unit)
5...輸出電晶體組(output stage transistor)
6...抑制失真單元(distortion restraint unit)
61...第一正反器組(flip-flop set)
611...第一D型正反器(D flip-flop)
6111...第一D端
6112...第一Q端
6113...第一CK端
6114...第一Qb端
6115...第一R端
612...第二D型正反器
6121...第二D端
6122...第二Q端
6123...第二CK端
6124...第二Qb端
6125...第二R端
62...第二正反器組
621...第三D型正反器
6211...第三D端
6212...第三Q端
6213...第三CK端
6214...第三Qb端
6215...第三R端
622...第四D型正反器
6221...第四D端
6222...第四Q端
6223...第四CK端
6224...第四Qb端
6225...第四R端
7...時脈單元(clock unit)
701~709...方法步驟
7011~7013...方法步驟
7021~7025...方法步驟
7051~7053...方法步驟
7061~7063...方法步驟
7071~7073...方法步驟
7081~7083...方法步驟
Cint...積分器電容(integrator capacitor)
Out...音頻放大器正輸出端
Outb...音頻放大器負輸出端
RV1...第一可變電阻(variable resistor)
RV2...第二可變電阻(variable resistor)
RFB...回授電阻(feedback resistor)
Rint...積分器電阻(integrator resistor)
QN...N型功率場效電晶體(N type power field transistor)
QP...P型功率場效電晶體(P type power field transistor)
Vin+...差動放大器正輸入端
Vin-...差動放大器負輸入端
Vout+...差動放大器正輸出端
Vout-...差動放大器負輸出端
VREF...外加參考電壓
VCC...外加工作電壓
第一圖 係習知技術之可自我振盪之音訊放大器之電路結構圖;
第二圖 係習知技術之可自我振盪之音訊放大器之子音訊放大器之電路結構圖;
第三圖 係一種改良之自我振盪音頻放大器之電路結構圖;
第四圖 係訊號放大單元之電路結構圖;
第五圖 係自我振盪調變單元之電路結構圖;
第六圖 係抑制失真單元之電路結構圖;
第七A圖與第七B圖 係一種抑制自我振盪音頻放大器音頻失真之方法流程圖;
第八圖 係步驟(701)之詳細步驟流程圖;
第九圖 係步驟(702)之詳細步驟流程圖;
第十圖 係步驟(705)之詳細步驟流程圖;
第十一圖 係步驟(706)之詳細步驟流程圖;
第十二圖 係步驟(707)之詳細步驟流程圖;及
第十三圖 係步驟(708)之詳細步驟流程圖。
1...改良之自我振盪音頻放大器
104...音頻訊號
120...揚聲器
2...訊號放大單元(signal amplifier unit)
3...自我振盪調變單元(self-oscillation modulation unit)
4...閘極驅動單元(gate drive unit)
5...輸出電晶體組(output stage transistor)
6...抑制失真單元(distortion restraint unit)
7...時脈單元(clock unit)
Out...音頻放大器正輸出端
Outb...音頻放大器負輸出端
QN...N型功率場效電晶體(N type power field transistor)
QP...P型功率場效電晶體(P type power field transistor)
RFB...回授電阻(feedback resistor)
VCC...外加工作電壓
Claims (13)
- 一種改良之自我振盪音頻放大器,係包括:一訊號放大單元,係耦接一音訊源以接收一音頻訊號並將其放大為一放大音頻訊號;至少一個自我振盪調變單元,係耦接於該訊號放大單元以接收該放大音頻訊號,並藉由自我振盪之方式執行放大音頻訊號之脈衝調變後,輸出一脈衝調變訊號;至少一個閘級驅動單元,係耦接於該自我振盪調變單元以接收該脈衝調變訊號,且,該閘級驅動單元可基於脈衝調變訊號以控制下一級電路之導通與關閉;至少一組輸出電晶體組,係耦接於閘級驅動單元,閘級驅動單元於接收自我振盪調變單元所輸出之脈衝調變訊號之後,基於此脈衝調變訊號以控制該輸出電晶體組之導通與關閉,使得輸出電晶體組輸出一調變音頻訊號;一音頻放大器正輸出端,係耦接於輸出電晶體組以接收該調變音頻訊號並驅動一揚聲器;一音頻放大器負輸出端,係耦接於輸出電晶體組以接收調變音頻訊號並驅動該揚聲器;及一抑制失真單元,係耦接該音頻放大器正輸出端、音頻放大器負輸出端、及訊號放大單元,該抑制失真單元可偵測輸出電晶體組輸出於音頻放大器正輸出端與音頻放大器負輸出端之調變音頻訊號是否失真,並可抑制其失真,抑制失真單元包括:一第一正反器組,係耦接音頻放大器正輸出 端與訊號放大單元,該第一正反器組可接收輸出電晶體組輸出於音頻放大器正輸出端之調變音頻訊號,且,當調變音頻訊號持續維持高(低)準位超過兩個時脈訊號週期之時,第一正反器組即依其特性反應而輸出一第一調整訊號至訊號放大單元,以調整放大音頻訊號之增益;及一第二正反器組,係耦接音頻放大器負輸出端與訊號放大單元,該第二正反器組可接收輸出電晶體組輸出於音頻放大器負輸出端之調變音頻訊號,且,當調變音頻訊號持續維持低(高)準位超過兩個時脈訊號週期之時,第二正反器組即依其特性反應而輸出一第二調整訊號至訊號放大單元,以調整放大音頻訊號之增益。
- 如申請專利範圍第1項所述之一種改良之自我振盪音頻放大器,更包括:二回授電阻,其中,一回授電阻係耦接於該音頻放大器正輸出端與與該自我振盪調變單元之間,且,另一回授電阻係耦接於該音頻放大器負輸出端與與自我振盪調變單元之間,以協助回授訊號至自我振盪調變單元;及一時脈單元,係耦接該抑制失真單元,以提供其該時脈訊號。
- 如申請專利範圍第1項所述之一種改良之自我振盪音頻放大器,其中,該訊號放大單元更包括:一完全差動放大器,係具有一差動放大器正輸入端、一差動放大器負輸入端、一差動放大器正輸出端、及一差動放大器負輸出端,該差動放大器正輸入端與該差動放大器負輸入端係耦接該音訊源以接收該音頻訊號,且該差動放大器正輸出端與該差動放大器負輸出端係耦接於下一級之該自我振盪調變單元,完全差動放大器於將音頻訊號作訊號放大後,即輸出該放大音頻訊號至自我振盪調變單元;一第一可變電阻,係耦接於差動放大器正輸入端與差動放大器負輸出端之間,藉由調整該第一可變電阻之電阻值,可調變差動放大器負輸出端所輸出之放大音頻訊號之增益大小;及一第二可變電阻,係耦接於差動放大器負輸入端與差動放大器正輸出端之間,藉由調整該第二可變電阻之電阻值,可調變差動放大器正輸出端所輸出之放大音頻訊號之增益大小。
- 如申請專利範圍第1項所述之一種改良之自我振盪音頻放大器,其中,該自我振盪調變單元更包括:一積分器,係連接於該訊號放大單元以接收該放大音頻訊號,並產生自我振盪以將放大音頻訊號轉換成一三角波訊號,該積分器包括:一積分器電阻,該積分器電阻係耦接於該訊號放大單元,以作為放大音頻訊號輸入積分器之緩衝;一積分器電容,該積分器電容係耦接於積分器電阻,當放大音頻訊號藉由積分器電阻輸入積分器後,積分器電容即執行充電與放電;及一運算放大器,係具有一運算放大器正輸入端、一運算放大器負輸入端、及一運算放大器輸出端,該運算放大器正輸入端係耦接於一外加參考電壓,該運算放大器負輸入端則耦接積分器電阻,當積分器電容重覆地執行充電與放電,該運算放大器即可輸出具週期性之該三角波訊號;及一比較器,係具有一比較器負輸入端、一比較器正輸入端、及一比較器輸出端,該比較器正輸入端係耦接該運算放大器輸出端,且,該比較器負輸入端係耦接該外加參考電壓,該比較器輸出端則耦接該閘極驅動單元,比較器於接收三角波訊號後即執行三角波訊號與外加參考電壓之比較,並輸出該脈衝調變訊號至閘級驅動單元。
- 如申請專利範圍第1項所述之一種改良之自我振盪音頻放大器,其中,該第一正反器組更包括:一第一D型正反器,係具有一第一D端、一第一CK端、一第一Q端、一第一Qb端、及一第一R端,該第一D端係耦接外加之一工作電壓,該第一CK端係耦接該時脈訊號,該第一Qb端為浮接狀態,且該第一R端係耦接該音頻放大器正輸出端以接收該輸出電晶體組輸出於音頻放大器正輸出端之該調變音頻訊號,當調變音頻訊號持續維持高(低)準位超過兩個時脈訊號週期之時,該第一D型正反器即依其特性反應輸出一第一正反器訊號至下一級電路;及一第二D型正反器,係具有一第二D端、一第二CK端、一第二Q端、一第二Qb端、及一第二R端,該第二D端係耦接第一D型正反器之第一Q端以接收該第一正反器訊號,該第二CK端則耦接時脈訊號,該第二Q端係耦接於該訊號放大單元,該第二Qb端則為浮接狀態,該第二R端係連接音頻放大器正輸出端以接收調變音頻訊號,當調變音頻訊號持續維持高(低)準位超過兩個時脈訊號週期,此時,第二R端即接收到第一Q端所輸出之第一正反器訊號,該第二D型正反器即依其特性反應輸出一第一調整訊號,並回授至訊號放大單元,以調變該放大音頻訊號之增益,以消除音頻失真之現象。
- 如申請專利範圍第1項所述之一種改良之自我振盪音頻放大器,其中,該第二正反器組更包括: 一第三D型正反器,係具有一第三D端、一第三CK端、一第三Q端、一第三Qb端、及一第三R端,該第三D端係耦接外加之該工作電壓,該第三CK端係耦接該時脈訊號,該第三Qb端為浮接狀態,且該第三R端係耦接該音頻放大器負輸出端以接收該輸出電晶體組輸出於音頻放大器負輸出端之該調變音頻訊號,當調變音頻訊號持續維持低(高)準位超過兩個時脈訊號週期之時,該第三D型正反器即依其特性反應輸出一第三正反器訊號至下一級電路;及一第四D型正反器,係具有一第四D端、一第四CK端、一第四Q端、一第四Qb端、及一第四R端,該第四D端係耦接第三D型正反器之第三Q端以接收該第三正反器訊號,該第四CK端則耦接時脈訊號,該第四Q端係耦接於該訊號放大單元,該第四Qb端則為浮接狀態,該第四R端係連接音頻放大器負輸出端以接收調變音頻訊號,當調變音頻訊號持續維持低(高)準位超過兩個時脈訊號週期,此時,第四R端即接收到第三Q端所輸出之第三正反器訊號,該第四D型正反器即依其特性反應輸出一第二調整訊號,並回授至訊號放大單元,以調變該放大音頻訊號之增益,以消除音頻失真之現象。
- 一種抑制自我振盪音頻放大器音頻失真之方法,包括以下步驟:(1) 一訊號放大單元接收及放大一音頻訊號;(2) 一自我振盪調變單元接收一放大音頻訊號以執行脈衝調變;(3) 一閘級驅動單元接收該自我振盪調變單元所輸出之一脈衝調變訊號以控制一輸出電晶體組;(4) 該輸出電晶體組輸出一調變音頻訊號至一音頻放大器正輸出端與一音頻放大器負輸出端;(5) 一第一正反器組判斷輸出於該音頻放大器正輸出端之該調變音頻訊號是否失真,若是,則執行步驟(6),若否,則執行步驟(7);(6) 抑制輸出於音頻放大器正輸出端之調變音頻訊號之失真,並執行步驟(9);(7) 一第二正反器組判斷輸出於該音頻放大器負輸出端之調變音頻訊號是否失真,若是,則執行步驟(8),若否,則執行步驟(9);(8) 抑制輸出於音頻放大器負輸出端之調變音頻訊號之失真;及(9) 音頻放大器正輸出端與音頻放大器負輸出端輸出調變音頻訊號以驅動一揚聲器。
- 如專利申請範圍第7項所述之一種抑制自我振盪音頻放大器音頻失真之方法,其中,步驟(1)更包括以下步驟:(11)一完全差動放大器接收該音頻訊號;(12)該完全差動放大器執行音頻訊號之訊號放大;及(13)完全差動放大器輸出該放大音頻訊號。
- 如專利申請範圍第7項所述之一種抑制自我振盪音頻放大器音頻失真之方法,其中,步驟(2)更包括以下步驟:(21)一積分器同時接收該放大音頻訊號及一時脈訊號;(22)該積分器依照該時脈訊號之週期而產生自我振盪,以轉換放大音頻訊號為一三角波訊號;(23)積分器輸出該三角波訊號至一比較器;(24)該比較器同時接收三角波訊號及一外加參考電壓以執行比較;及(25)比較器輸出該脈衝調變訊號。
- 如專利申請範圍第7項所述之一種抑制自我振盪音頻放大器音頻失真之方法,其中,步驟(5)更包括以下步驟:(51)一第一D型正反器接收輸出於該音頻放大器正輸出端之該調變音頻訊號;(52)判斷是否調變音頻訊號維持高(低)準位超過兩個時脈訊號週期,若是,則執行步驟(53),若否,則執行步驟(7);及(53)該第一D型正反器輸出一第一正反器訊號至一第二D型正反器之一第二D端。
- 如專利申請範圍第10項所述之一種抑制自我振盪音頻放大器音頻失真之方法,其中,步驟(6)更包括以下步驟:(61)該第二D端接收該第一正反器訊號;(62)該第二D型正反器輸出一第一調整訊號至該訊號放大單元;及(63)調整該訊號放大單元之一第二可變電阻,以調變放大音頻訊號之增益而消除音頻失真之現象。
- 如專利申請範圍第7項所述之一種抑制自我振盪音頻放大器音頻失真之方法,其中,步驟(7)更包括以下步驟:(71)一第三D型正反器接收輸出於該音頻放大器負輸出端之該調變音頻訊號;(72)判斷是否調變音頻訊號維持低(高)準位超過兩個時脈訊號週期,若是,則執行步驟(73),若否,則執行步驟(9);及(73)該第三D型正反器輸出一第三正反器訊號至一第四D型正反器之一第四D端。
- 如專利申請範圍第12項所述之一種抑制自我振盪音頻放大器音頻失真之方法,其中,步驟(8)更包括以下步驟:(81)該第四D端接收該第一正反器訊號;(82)該第四D型正反器輸出一第二調整訊號至該訊號放大單元;及(83)調整該訊號放大單元之一第一可變電阻,以調變放大音頻訊號之增益而消除音頻失真之現象。
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