TWI757016B - 電容性揚聲器驅動電路 - Google Patents
電容性揚聲器驅動電路 Download PDFInfo
- Publication number
- TWI757016B TWI757016B TW109146787A TW109146787A TWI757016B TW I757016 B TWI757016 B TW I757016B TW 109146787 A TW109146787 A TW 109146787A TW 109146787 A TW109146787 A TW 109146787A TW I757016 B TWI757016 B TW I757016B
- Authority
- TW
- Taiwan
- Prior art keywords
- circuit
- power supply
- output stage
- transistor
- voltage
- Prior art date
Links
- 230000007423 decrease Effects 0.000 claims description 9
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 7
- 238000007599 discharging Methods 0.000 claims description 4
- 239000013078 crystal Substances 0.000 claims 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 15
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 7
- 230000005236 sound signal Effects 0.000 description 3
- 101100102627 Oscarella pearsei VIN1 gene Proteins 0.000 description 2
- 230000007812 deficiency Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04R—LOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
- H04R3/00—Circuits for transducers, loudspeakers or microphones
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03F—AMPLIFIERS
- H03F1/00—Details of amplifiers with only discharge tubes, only semiconductor devices or only unspecified devices as amplifying elements
- H03F1/02—Modifications of amplifiers to raise the efficiency, e.g. gliding Class A stages, use of an auxiliary oscillation
- H03F1/0205—Modifications of amplifiers to raise the efficiency, e.g. gliding Class A stages, use of an auxiliary oscillation in transistor amplifiers
- H03F1/0211—Modifications of amplifiers to raise the efficiency, e.g. gliding Class A stages, use of an auxiliary oscillation in transistor amplifiers with control of the supply voltage or current
- H03F1/0216—Continuous control
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03F—AMPLIFIERS
- H03F3/00—Amplifiers with only discharge tubes or only semiconductor devices as amplifying elements
- H03F3/181—Low-frequency amplifiers, e.g. audio preamplifiers
- H03F3/183—Low-frequency amplifiers, e.g. audio preamplifiers with semiconductor devices only
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03F—AMPLIFIERS
- H03F3/00—Amplifiers with only discharge tubes or only semiconductor devices as amplifying elements
- H03F3/181—Low-frequency amplifiers, e.g. audio preamplifiers
- H03F3/183—Low-frequency amplifiers, e.g. audio preamplifiers with semiconductor devices only
- H03F3/187—Low-frequency amplifiers, e.g. audio preamplifiers with semiconductor devices only in integrated circuits
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03F—AMPLIFIERS
- H03F3/00—Amplifiers with only discharge tubes or only semiconductor devices as amplifying elements
- H03F3/45—Differential amplifiers
- H03F3/45071—Differential amplifiers with semiconductor devices only
- H03F3/45076—Differential amplifiers with semiconductor devices only characterised by the way of implementation of the active amplifying circuit in the differential amplifier
- H03F3/45475—Differential amplifiers with semiconductor devices only characterised by the way of implementation of the active amplifying circuit in the differential amplifier using IC blocks as the active amplifying circuit
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03F—AMPLIFIERS
- H03F2200/00—Indexing scheme relating to amplifiers
- H03F2200/03—Indexing scheme relating to amplifiers the amplifier being designed for audio applications
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04R—LOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
- H04R19/00—Electrostatic transducers
- H04R19/02—Loudspeakers
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04R—LOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
- H04R2430/00—Signal processing covered by H04R, not provided for in its groups
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Acoustics & Sound (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Multimedia (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Amplifiers (AREA)
Abstract
本發明公開一種電容性揚聲器驅動電路。第一輸出級電路的正電源端和負電源端分別耦接第一電源和第二電源。第一輸出級電路依據第一音訊輸入訊號、第一電源以及第二電源,以輸出第一電壓訊號至電容性揚聲器的電容性負載的第一端。第二輸出級電路的正電源端和負電源端分別耦接第二電源以及第三電源。第二輸出級電路依據第二音訊輸入訊號、第二電源以及第三電源,以輸出第二電壓訊號至電容性負載的第二端。
Description
本發明涉及揚聲器,特別是涉及一種電容性揚聲器驅動電路。
揚聲器是聲音播放裝置中的重要元件。揚聲器在人們平時的日常生活中廣泛被使用,帶來了很多的便利。在各種電腦等電子產品領域中,揚聲器的應用幾乎隨處可見。近年來,隨著科技快速發展,促進揚聲器朝著更薄、更輕、更小的方向開發。
然而,在傳統電容性揚聲器驅動電路的輸出級以及揚聲器之間需設置電容以及電阻,其中電容用以過濾訊號的直流電壓,接著透過與電壓源連接的電阻調整過濾後的交流訊號,使揚聲器播放期望音量的音訊訊號。然而,這些電容與電阻不僅占用空間,更增加額外的功耗。
本發明所要解決的技術問題在於,針對現有技術的不足提供一種電容性揚聲器驅動電路,適用於揚聲器。揚聲器包含電容性負載。電容性揚聲器驅動電路包含第一輸出級電路、第二輸出級電路以及緩衝器電路。第一輸出級電路的正電源端耦接第一電源。第一輸出級電路的負電源端連接一節點以接收節點的電壓作為第二電源。第一輸出級電路的第一音訊輸入端連接輸入電路並從輸入電路接收第一音訊輸入訊號。第一輸出級電路的輸出端連接電容性負載的第一端。第一輸出級電路配置以依據第一音訊輸入訊號、第一電源以及第二電源,以產生第一電壓訊號。第二輸出級電路的正電源端連接該節點以接收第二電源。第二輸出級電路的負電源端耦接第三電源。第二輸出級電路的第二音訊輸入端連接輸入電路並從輸入電路接收第二音訊輸入訊號。第二輸出級電路的輸出端連接電容性負載的第二端。第二輸出級電路配置以依據第二音訊輸入訊號、第二電源以及第三電源,以產生第二電壓訊號。第一輸出級電路以及第二輸出級電路分別輸出第一電壓訊號以及第二電壓訊號至電容性負載,使揚聲器播放一音訊輸出訊號。
在一實施方案中,第一電源大於第二電源,第二電源大於第三電源,使得第一電壓訊號的電壓維持大於第二電壓訊號的電壓。
在一實施方案中,第一輸出級電路包含第一電晶體以及第二電晶體。第一電晶體的控制端連接輸入電路。第一電晶體的第一端耦接第一電源。第一電晶體的第二端連接第二電晶體的第一端以及電容性負載的第一端。第二電晶體的控制端連接輸入電路。第二電晶體的第二端連接節點。
在一實施方案中,第二輸出級電路包含第三電晶體以及第四電晶體。第三電晶體的控制端連接輸入電路。第三電晶體的第一端連接節點。第三電晶體的第二端連接第四電晶體的第一端以及電容性負載的第二端。第四電晶體的控制端連接輸入電路。第四電晶體的第二端耦接第三電源。
在一實施方案中,第四電晶體的第二端接地,第三電源為零電壓。
在一實施方案中,在電容性負載的充電過程中,第一電流從第一電源流至第一電晶體,接著流至電容性負載,接著流至第四電晶體,最後流至第三電源。
在一實施方案中,在電容性負載的充電過程中,第一電壓訊號與第二電壓訊號的差值逐漸增加,第一電壓訊號逐漸上升,第三電源吸收第一電流使得第二電壓訊號逐漸下降。
在一實施方案中,在電容性負載的放電過程中,電容性負載的第二電流流至第二電晶體,接著流至第三電晶體,最後流回電容性負載。
在一實施方案中,在電容性負載的放電過程中,第一電壓訊號與第二電壓訊號的差值逐漸降低,第二電源吸收第二電流使得第一電壓訊號逐漸下降,第二電源輸出第二電流使得第二電壓訊號逐漸上升,第二電源吸收的第二電流的量等於第二電源輸出第二電流的量,使第二電源所提供的一淨電流為零值。
在一實施方案中,第一輸出級電路包含第一放大器。第一放大器的第一輸入端透過第一輸入電阻連接輸入電路,並透過第一回授電阻連接第一放大器的輸出端。第一放大器配置以計算第一電源與第二電源的第一平均值作為第一放大器的第二輸入端的電壓值,計算第一平均值與第一音訊輸入訊號的電壓的第一差值,將第一差值以第一增益放大後,輸出第一電壓訊號。
在一實施方案中,第二輸出級電路包含第二放大器。第二放大器的第一輸入端透過第二輸入電阻連接輸入電路,並透過第二回授電阻連接第二放大器的輸出端。第二放大器配置以計算第二電源與第三電源的第二平均值作為第二放大器的第二輸入端的電壓值,計算第二平均值與第二音訊輸入訊號的電壓的第二差值,將第二差值以一第二增益放大後,輸出第二電壓訊號。
在一實施方案中,所述電容性揚聲器驅動電路更包含第一電源電路。第一電源電路連接第一輸出級電路的正電源端。第一電源電路配置以輸出第一電源至第一輸出級電路的正電源端。
在一實施方案中,所述電容性揚聲器驅動電路更包含第二電源電路。第二電源電路連接第二輸出級電路的負電源端。第二電源電路配置以輸出第三電源至第二輸出級電路的負電源端。
在一實施方案中,所述電容性揚聲器驅動電路更包含調變電路。調變電路連接在輸入電路以及第一電源電路之間。調變電路配置以依據第一音訊輸入訊號的振幅,以產生第一調變訊號。第一電源電路依據第一調變訊號以輸出第一電源。
在一實施方案中,調變電路連接在輸入電路以及第二電源電路之間。調變電路配置以依據第二音訊輸入訊號的振幅,以產生第二調變訊號。第二電源電路依據第二調變訊號以輸出第三電源。
在一實施方案中,調變電路連接在輸入電路以及緩衝器電路之間。調變電路配置以依據第一音訊輸入訊號與第二音訊輸入訊號的振幅,以產生第三調變訊號輸出至該節點作為第二電源。
在一實施方案中,所述電容性揚聲器驅動電路更包含緩衝器電路。緩衝器電路連接該節點,配置以將該節點的第二電源穩壓至維持一固定電壓值,並依據第三調變訊號以輸出第二電源。
在一實施方案中,第三電源為負電壓。第一輸出級電路的負電源端透過該節點接地,使第一電壓訊號的電壓介於第一電源至零電壓之間,第二電壓訊號的電壓介於零電壓以及第三電源之間。
一實施方案中,所述電容性揚聲器驅動電路更包含緩衝器電路。緩衝器電路連接該節點,配置以將該節點的第二電源穩壓至維持一固定電壓值。
如上所述,本發明提供一種電容性揚聲器驅動電路,其相比於傳統電容性揚聲器驅動電路,在輸出級與揚聲器之間可省略設置電容和電阻,藉以節省這些電容和電阻佔用的空間、有效降低功耗,且運作在低頻下有較佳的頻率響應。
為使能更進一步瞭解本發明的特徵及技術內容,請參閱以下有關本發明的詳細說明與圖式,然而所提供的圖式僅用於提供參考與說明,並非用來對本發明加以限制。
以下是通過特定的具體實施例來說明本發明的實施方式,本領域技術人員可由本說明書所公開的內容瞭解本發明的優點與效果。本發明可通過其他不同的具體實施例加以施行或應用,本說明書中的各項細節也可基於不同觀點與應用,在不背離本發明的構思下進行各種修改與變更。另外,本發明的附圖僅為簡單示意說明,並非依實際尺寸的描繪,事先聲明。以下的實施方式將進一步詳細說明本發明的相關技術內容,但所公開的內容並非用以限制本發明的保護範圍。另外,本文中所使用的術語“或”,應視實際情況可能包含相關聯的列出項目中的任一個或者多個的組合。
[第一實施例]
請參閱圖1和圖2,其中圖1為本發明第一實施例的電容性揚聲器驅動電路的方塊圖;圖2為本發明第一實施例的電容性揚聲器驅動電路的第一電壓訊號以及第二電壓訊號的波形圖。
如圖1所示,本實施例的電容性揚聲器驅動電路包含第一輸出級電路11、第二輸出級電路12以及緩衝器電路20,適用於揚聲器30。揚聲器30包含電容性負載31。
緩衝器電路20連接一節點,並且緩衝器電路20配置以將此節點的第二電源VM穩壓至維持一固定電壓值。
第一輸出級電路11的正電源端耦接第一電源VP1。第一輸出級電路11的負電源端連接節點,以接收此節點的電壓即第二電源VM。第一輸出級電路11的第一音訊輸入端連接一輸入電路,並從此輸入電路接收第一音訊輸入訊號。第一輸出級電路11的輸出端連接電容性負載31的第一端例如正極端。第一輸出級電路11配置以依據第一音訊輸入訊號、第一電源VP1以及第二電源VM,以產生第一電壓訊號VOP。
第二輸出級電路12的正電源端連接具第二電源VM的節點以接收第二電源VM。第二輸出級電路12的負電源端耦接第三電源VG。第三電源VG可例如為零電壓,使第二輸出級電路12的負電源端(等效於)接地。第二輸出級電路12的第二音訊輸入端連接輸入電路,並從此輸入電路接收與上述第一音訊輸入訊號相同或不同的第二音訊輸入訊號。第二輸出級電路12的輸出端連接電容性負載31的第二端例如負極端。第二輸出級電路12配置以依據第二音訊輸入訊號、第二電源VM以及第三電源VG,以產生第二電壓訊號VON。
第一輸出級電路11以及第二輸出級電路12分別輸出第一電壓訊號VOP以及第二電壓訊號VON至電容性負載31,使得揚聲器30播放一音訊輸出訊號。揚聲器30所播放的此音訊輸出訊號的音量大小取決於第一電壓訊號VOP以及第二電壓訊號VON的振幅大小。
如圖2所示,可設定第一電源VP1大於第二電源VM,並且第二電源VM大於第三電源VG,即第二電源VM介於第一電源VP1以及第三電源VG之間,使得第一電壓訊號VOP的電壓永遠維持大於第二電壓訊號VON的電壓,藉以使揚聲器30播放的音訊輸出訊號中音質較好。
[第二實施例]
請參閱圖3至圖5,其中圖3為本發明第二實施例的電容性揚聲器驅動電路與正在充電的揚聲器的電路布局圖;圖4為本發明第二實施例的電容性揚聲器驅動電路與正在放電的揚聲器的電路布局圖;圖5為本發明第二實施例的電容性揚聲器驅動電路的第一電壓訊號、第二電壓訊號以及第一電流訊號的波形圖。
如圖3所示,本實施例的電容性揚聲器驅動電路包含第一輸出級電路11以及第二輸出級電路12,適用於具有電容性負載31的揚聲器30。其他實施例的輸出級電路11內可具有與如圖3所示的第一輸出級電路11相同的電路元件配置,其他實施例的第二輸出級電路12內可具有與如圖3所示的第二輸出級電路12相同的電路元件配置。
如圖3所示,第一輸出級電路11可包含第一電晶體T1以及第二電晶體T2,例如但不限於分別為PMOS(P-type metal oxide semiconductor)電晶體以及NMOS電晶體。
第一電晶體T1的第一端耦接第一電源VP1。第一電晶體T1的第二端連接第二電晶體T2的第一端以及電容性負載31的第一端。第二電晶體T2的第二端連接具有第二電源VM的一節點。第一電晶體T1的控制端以及第二電晶體T2的控制端連接輸入電路。
類似地,第二輸出級電路12可包含第三電晶體T3以及第四電晶體T4,例如但不限於分別為PMOS電晶體以及NMOS電晶體。
第三電晶體T3的第一端連接具有電源VM的節點。第三電晶體T3的第二端連接第四電晶體T4的第一端以及電容性負載31的第二端。第四電晶體T4的第二端耦接第三電源VG,例如連接至地端。第三電晶體T3的控制端以及第四電晶體T4的控制端連接輸入電路。
輸入電路可輸出相同或不同的第一音訊輸入訊號分別至第一電晶體T1的控制端以及第二電晶體T2的控制端,以分別控制第一電晶體T1以及第二電晶體T2的運作。另外,輸入電路可輸出相同或不同的第二音訊輸入訊號分別至第三電晶體T3以及第四電晶體T4的控制端,以分別控制第三電晶體T3以及第四電晶體T4的運作。
如圖3所示,在揚聲器30的電容性負載31的充電過程中,第一電流IL1從第一電源VP1流至第一電晶體T1,接著流至揚聲器30的電容性負載31,接著流至第四電晶體T4,最後流至第三電源VG例如地端。如圖5所示,在第一相位PH1的充電時間區間內,第一電壓訊號VOP逐漸上升,第三電源VG吸收第一電流IL1使第二電壓訊號VON逐漸下降,使得第一電壓訊號VOP與第二電壓訊號VON的差值逐漸增加。
如圖4所示,在揚聲器30的電容性負載31的放電過程中,電容性負載31的第二電流IL2流至第二電晶體T2,接著流至第三電晶體T3,最後流回揚聲器30的電容性負載31。如圖5所示,在第二相位PH2的放電時間區間內,第二電源VM吸收流經第二電晶體T2的第二電流IL2,使得第一電壓訊號VOP逐漸下降,同時第二電源VM輸出第二電流IL2流進第三電晶體T3,使得第二電壓訊號VON逐漸上升,如此第一電壓訊號VOP與第二電壓訊號VON的差值逐漸降低。
若上述第二電源VM吸收流經第二電晶體T2的第二電流IL2量等於流進第三電晶體T3的第二電流IL2量,將使得第二電源VM所提供的淨電流為零值。如此,如圖5所示,本發明實施例的電容性揚聲器驅動電路的第一電源VP1僅需在第一相位PH1提供充電電流(即第一電源電流IVP1),而在第二相位PH2不需提供充電電流。因此,相比於傳統電容性揚聲器驅動電路在第一相位PH1和第二相位PH2皆需提供充電電流,本實施例的電容性揚聲器驅動電路可節省一半的能量。
請參閱圖6,其為本發明第三實施例的電容性揚聲器驅動電路的功能示意圖。
如圖6所示,本實施例的電容性揚聲器驅動電路可包含第一放大器110以及第二放大器120,適用於具電容性負載31的揚聲器30。其他實施例的第一輸出級電路11可包含第一放大器110,而其他實施例的第二輸出級電路12可包含第二放大器120。
第一放大器110的正電源端耦接第一電源VP1,而第一放大器110的負電源端耦接第二電源VM。第一放大器110的第一輸入端例如反相輸入端可透過第一回授電阻RF1連接第一放大器110的輸出端,並可透過第一輸入電阻R1連接輸入電路以從輸入電路接收第一音訊輸入訊號VIN1。
第一放大器110的第二輸入端例如非反相輸入端可耦接第一參考訊號。例如,第一放大器110可計算第一電源VP1與第二電源VM的第一平均值,作為第一放大器110的第二輸入端例如非反相輸入端的電壓值(即第一參考訊號的電壓值),計算第一平均值與第一音訊輸入訊號的電壓的第一差值,將此第一差值以第一增益(此第一增益值為RF1/R1放大後,產生第一電壓訊號VOP。
第二放大器120的正電源端耦接第二電源VM,而第二放大器120的負電源端耦接第三電源VG。第二放大器120的第一輸入端例如反相輸入端可透過第二回授電阻RF2連接第二放大器120的輸出端,並可透過第二輸入電阻R2連接輸入電路以從輸入電路接收第二音訊輸入訊號VIN2。
第二放大器120的第二輸入端例如非反相輸入端可耦接第二參考訊號。例如,第二放大器120可計算第二電源VM與第三電源VG的一第二平均值作為第二放大器120的第二輸入端例如非反相輸入端的電壓值(即第二參考訊號的電壓值),計算第二平均值與第二音訊輸入訊號的電壓的第二差值,將此第二差值以第二增益(此第二增益值為RF2/R2放大後,產生第二電壓訊號VON。
第一放大器110以及第二放大器120可分別輸出第一電壓訊號VOP以及第二電壓訊號VON至揚聲器30的電容性負載31,使揚聲器30播放期望音量的音訊輸出訊號。
請參閱圖7,其為本發明第四實施例的電容性揚聲器驅動電路的功能示意圖。與前述相同內容不在此贅述。
如圖7所示,本實施例的電容性揚聲器驅動電路可包含第一輸出級電路11、第二輸出級電路12、緩衝器電路20、調變電路50、輸入電路60(可作為其他實施例的輸入電路)、第一電源電路71以及第二電源電路72,適用於具有電容性負載31的揚聲器30。
第一電源電路71可連接第一輸出級電路11的正電源端。調變電路50可連接在輸入電路60以及第一電源電路71之間。調變電路50可依據輸入電路60輸出的第一音訊輸入訊號的振幅,以產生第一調變訊號。第一電源電路71可依據第一調變訊號以輸出第一電源VP1至第一輸出級電路11(的第一放大器110)的正電源端。
第二電源電路72可連接第二輸出級電路12的負電源端。調變電路50可連接在輸入電路60以及第二電源電路72之間。調變電路50可依據輸入電路60輸出的第二音訊輸入訊號的振幅,以產生第二調變訊號。第二電源電路72可依據第二調變訊號輸出第三電源VG至第二輸出級電路12(的第二放大器120)的負電源端。
調變電路50可連接在輸入電路60以及緩衝器電路20之間。調變電路50可依據第一音訊輸入訊號的振幅以及第二音訊輸入訊號的振幅,以產生第三調變訊號。緩衝器電路20可依據第三調變訊號以輸出第二電源VM至第一輸出級電路11的負電源端以及第二輸出級電路12的正電源端。
請參閱圖8,其為本發明第五實施例的電容性揚聲器驅動電路的功能示意圖。與第一實施例相同內容不在此贅述,差異技術特點描述如下。
在第一實施例中,電容性揚聲器驅動電路設有緩衝器電路20,連接第一輸出級電路11以及第二輸出級電路12之間的節點。此節點連接緩衝器電路20。第一輸出級電路11的負電源端以及第二輸出級電路12的正電源端接收緩衝器電路20輸出至此節點的第二電源VM。
不同地,在本實施例中,電容性揚聲器驅動電路未設有任何緩衝器電路。第一輸出級電路11以及第二輸出級電路12之間的節點接地。第一輸出級電路11的負電源端以及第二輸出級電路12的正電源端透過此節點接地,以接收來自地端的零電壓。另外,第二輸出級電路12的負電源端耦接的第三電源VG可為負電壓。如此,揚聲器30所接收的第一電壓訊號VOP的電壓介於第一電源VP1至零電壓之間,第二電壓訊號VON的電壓介於零電壓以及負電壓之間。
綜上所述,本發明提供一種電容性揚聲器驅動電路,其相比於傳統電容性揚聲器驅動電路,在輸出級與揚聲器之間可省略設置電容和電阻,藉以節省這些電容和電阻佔用的空間、有效降低功耗,且運作在低頻下有較佳的頻率響應。
以上所公開的內容僅為本發明的優選可行實施例,並非因此侷限本發明的申請專利範圍,所以凡是運用本發明說明書及圖式內容所做的等效技術變化,均包含於本發明的申請專利範圍內。
11:第一輸出級電路
12:第二輸出級電路
20:緩衝器電路
30:揚聲器
31:電容性負載
VP1:第一電源
VM:第二電源
VG:第三電源
VOP:第一電壓訊號
VON:第二電壓訊號
T1:第一電晶體
T2:第二電晶體
T3:第三電晶體
T4:第四電晶體
IL1:第一電流
IL2:第二電流
IVP1:第一電源電流
PH1:第一相位
PH2:第二相位
110:第一放大器
120:第二放大器
50:調變電路
60:輸入電路
71:第一電源電路
72:第二電源電路
VIN1:第一音訊輸入訊號
VIN2:第二音訊輸入訊號
R1:第一輸入電阻
RF1:第一回授電阻
R2:第二輸入電阻
RF2:第二回授電阻
圖1為本發明第一實施例的電容性揚聲器驅動電路的方塊圖。
圖2為本發明第一實施例的電容性揚聲器驅動電路的第一電壓訊號以及第二電壓訊號的波形圖。
圖3為本發明第二實施例的電容性揚聲器驅動電路與正在充電的揚聲器的電路布局圖。
圖4為本發明第二實施例的電容性揚聲器驅動電路與正在放電的揚聲器的電路布局圖。
圖5為本發明第二實施例的電容性揚聲器驅動電路的第一電壓訊號、第二電壓訊號以及第一電流訊號的波形圖。
圖6為本發明第三實施例的電容性揚聲器驅動電路的功能示意圖。
圖7為本發明第四實施例的電容性揚聲器驅動電路的功能示意圖。
圖8為本發明第五實施例的電容性揚聲器驅動電路的功能示意圖。
11:第一輸出級電路
12:第二輸出級電路
20:緩衝器電路
30:揚聲器
31:電容性負載
VP1:第一電源
VM:第二電源
VG:第三電源
VOP:第一電壓訊號
VON:第二電壓訊號
Claims (19)
- 一種電容性揚聲器驅動電路,適用於一揚聲器,該揚聲器包含一電容性負載,該電容性揚聲器驅動電路包含: 一第一輸出級電路,該第一輸出級電路的正電源端耦接一第一電源,該第一輸出級電路的負電源端連接一節點以接收該節點的電壓作為一第二電源,該第一輸出級電路的第一音訊輸入端連接一輸入電路並從該輸入電路接收一第一音訊輸入訊號,該第一輸出級電路的輸出端連接該電容性負載的第一端,該第一輸出級電路配置以依據該第一音訊輸入訊號、該第一電源以及該第二電源,以產生一第一電壓訊號;以及 一第二輸出級電路,該第二輸出級電路的正電源端連接該節點以接收該第二電源,該第二輸出級電路的負電源端耦接一第三電源,該第二輸出級電路的第二音訊輸入端連接該輸入電路並從該輸入電路接收一第二音訊輸入訊號,該第二輸出級電路的輸出端連接該電容性負載的第二端,該第二輸出級電路配置以依據該第二音訊輸入訊號、該第二電源以及該第三電源,以產生一第二電壓訊號; 其中該第一輸出級電路以及該第二輸出級電路分別輸出該第一電壓訊號以及該第二電壓訊號至該電容性負載,使該揚聲器播放一音訊輸出訊號。
- 如請求項1所述的電容性揚聲器驅動電路,其中該第一電源大於該第二電源,該第二電源大於該第三電源,使得該第一電壓訊號的電壓維持大於該第二電壓訊號的電壓。
- 如請求項1所述的電容性揚聲器驅動電路,其中該第一輸出級電路包含一第一電晶體以及一第二電晶體,該第一電晶體的控制端連接該輸入電路,該第一電晶體的第一端耦接該第一電源,該第一電晶體的第二端連接該第二電晶體的第一端以及該電容性負載的第一端,該第二電晶體的控制端連接該輸入電路,該第二電晶體的第二端連接該節點。
- 如請求項3所述的電容性揚聲器驅動電路,其中該第二輸出級電路包含一第三電晶體以及一第四電晶體,該第三電晶體的控制端連接該輸入電路,該第三電晶體的第一端連接該節點,該第三電晶體的第二端連接該第四電晶體的第一端以及該電容性負載的第二端,該第四電晶體的控制端連接該輸入電路,該第四電晶體的第二端耦接該第三電源。
- 如請求項4所述的電容性揚聲器驅動電路,其中該第四電晶體的第二端接地,該第三電源為零電壓。
- 如請求項5所述的電容性揚聲器驅動電路,其中在該電容性負載的充電過程中,一第一電流從該第一電源流至該第一電晶體,接著流至該電容性負載,接著流至該第四電晶體,最後流至該第三電源。
- 如請求項6所述的電容性揚聲器驅動電路,其中在該電容性負載的充電過程中,該第一電壓訊號與該第二電壓訊號的差值逐漸增加,該第一電壓訊號逐漸上升,該第三電源吸收該第一電流使得該第二電壓訊號逐漸下降。
- 如請求項7所述的電容性揚聲器驅動電路,其中在該電容性負載的放電過程中,該電容性負載的一第二電流流至該第二電晶體,接著流至該第三電晶體,最後流回該電容性負載。
- 如請求項8所述的電容性揚聲器驅動電路,其中在該電容性負載的放電過程中,該第一電壓訊號與該第二電壓訊號的差值逐漸降低,該第二電源吸收該第二電流使得該第一電壓訊號逐漸下降,該第二電源輸出該第二電流使得該第二電壓訊號逐漸上升,該第二電源吸收的該第二電流的量等於該第二電源輸出該第二電流的量,使該第二電源所提供的淨電流為零值。
- 如請求項1所述的電容性揚聲器驅動電路,其中該第一輸出級電路包含一第一放大器,該第一放大器的第一輸入端透過一第一輸入電阻連接該輸入電路,並透過一第一回授電阻連接該第一放大器的輸出端,該第一放大器配置以計算該第一電源與該第二電源的一第一平均值作為該第一放大器的第二輸入端的電壓值,計算該第一平均值與該第一音訊輸入訊號的電壓的一第一差值,將該第一差值以一第一增益放大後,輸出該第一電壓訊號。
- 如請求項10所述的電容性揚聲器驅動電路,其中該第二輸出級電路包含一第二放大器,該第二放大器的第一輸入端透過一第二輸入電阻連接該輸入電路,並透過一第二回授電阻連接該第二放大器的輸出端,該第二放大器配置以計算該第二電源與該第三電源的一第二平均值作為該第二放大器的第二輸入端的電壓值,計算該第二平均值與該第二音訊輸入訊號的電壓的一第二差值,將該第二差值以一第二增益放大後,輸出該第二電壓訊號。
- 如請求項1所述的電容性揚聲器驅動電路,更包含一第一電源電路,連接該第一輸出級電路的正電源端,配置以輸出該第一電源至該第一輸出級電路的正電源端。
- 如請求項12所述的電容性揚聲器驅動電路,更包含一第二電源電路,連接該第二輸出級電路的負電源端,配置以輸出該第三電源至該第二輸出級電路的負電源端。
- 如請求項13所述的電容性揚聲器驅動電路,更包含一調變電路,連接在該輸入電路以及該第一電源電路之間,配置以依據該第一音訊輸入訊號的振幅,產生一第一調變訊號,該第一電源電路依據該第一調變訊號以輸出該第一電源。
- 如請求項14所述的電容性揚聲器驅動電路,其中該調變電路連接在該輸入電路以及該第二電源電路之間,配置以依據該第二音訊輸入訊號的振幅,產生一第二調變訊號,該第二電源電路依據該第二調變訊號以輸出該第三電源。
- 如請求項15所述的電容性揚聲器驅動電路,其中該調變電路連接在該輸入電路以及該緩衝器電路之間,配置以依據該第一音訊輸入訊號與該第二音訊輸入訊號的振幅,產生一第三調變訊號輸出至該節點作為該第二電源。
- 如請求項16所述的電容性揚聲器驅動電路,更包含: 一緩衝器電路,連接該節點,配置以將該節點的該第二電源穩壓至維持一固定電壓值,並依據該第三調變訊號以輸出該第二電源。
- 如請求項1所述的電容性揚聲器驅動電路,其中該第三電源為負電壓,該第一輸出級電路的負電源端透過該節點接地,使該第一電壓訊號的電壓介於該第一電源至零電壓之間,該第二電壓訊號的電壓介於零電壓以及該第三電源之間。
- 如請求項1所述的電容性揚聲器驅動電路,更包含: 一緩衝器電路,連接該節點,配置以將該節點的該第二電源穩壓至維持一固定電壓值。
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
TW109146787A TWI757016B (zh) | 2020-12-30 | 2020-12-30 | 電容性揚聲器驅動電路 |
CN202110025584.8A CN114697809A (zh) | 2020-12-30 | 2021-01-08 | 电容性扬声器驱动电路 |
US17/242,421 US11483648B2 (en) | 2020-12-30 | 2021-04-28 | Driver circuit of capacitive speaker |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
TW109146787A TWI757016B (zh) | 2020-12-30 | 2020-12-30 | 電容性揚聲器驅動電路 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
TWI757016B true TWI757016B (zh) | 2022-03-01 |
TW202226843A TW202226843A (zh) | 2022-07-01 |
Family
ID=81710928
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
TW109146787A TWI757016B (zh) | 2020-12-30 | 2020-12-30 | 電容性揚聲器驅動電路 |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US11483648B2 (zh) |
CN (1) | CN114697809A (zh) |
TW (1) | TWI757016B (zh) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN115278473A (zh) * | 2022-07-27 | 2022-11-01 | 重庆电子工程职业学院 | 一种蓝牙立体声系统 |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN101443999A (zh) * | 2006-05-15 | 2009-05-27 | 旭化成电子材料元件株式会社 | 驱动装置、驱动方法及信息设备 |
JP2012235403A (ja) * | 2011-05-09 | 2012-11-29 | New Japan Radio Co Ltd | 容量性スピーカ駆動回路 |
CN106208976A (zh) * | 2015-05-29 | 2016-12-07 | 意法半导体股份有限公司 | 用于电容声换能器的差分放大器电路和对应的电容声换能器 |
US20190326867A1 (en) * | 2018-04-18 | 2019-10-24 | Stmicroelectronics S.R.L. | Interface electronic circuit for a microelectromechanical acoustic transducer and corresponding method |
CN110809890A (zh) * | 2018-06-05 | 2020-02-18 | 爱研微电子 | 扬声器驱动器及其操作方法 |
Family Cites Families (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2005109665A (ja) * | 2003-09-29 | 2005-04-21 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 負荷駆動装置 |
EP3425795B1 (en) * | 2017-07-03 | 2021-09-01 | Infineon Technologies Austria AG | Class d audio amplifier with overload protection circuit |
US11041890B2 (en) * | 2017-10-20 | 2021-06-22 | Synaptics Incorporated | Current measurement at a switching amplifier output |
US10085089B1 (en) * | 2017-11-17 | 2018-09-25 | Synaptics Incorporated | Load current sensing circuit for class-D amplifier |
US10911009B2 (en) * | 2018-09-28 | 2021-02-02 | Apple Inc. | Current-source switching hybrid audio amplifier |
US11271532B1 (en) * | 2020-08-19 | 2022-03-08 | Cirrus Logic, Inc. | Amplifiers |
-
2020
- 2020-12-30 TW TW109146787A patent/TWI757016B/zh active
-
2021
- 2021-01-08 CN CN202110025584.8A patent/CN114697809A/zh active Pending
- 2021-04-28 US US17/242,421 patent/US11483648B2/en active Active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN101443999A (zh) * | 2006-05-15 | 2009-05-27 | 旭化成电子材料元件株式会社 | 驱动装置、驱动方法及信息设备 |
JP2012235403A (ja) * | 2011-05-09 | 2012-11-29 | New Japan Radio Co Ltd | 容量性スピーカ駆動回路 |
CN106208976A (zh) * | 2015-05-29 | 2016-12-07 | 意法半导体股份有限公司 | 用于电容声换能器的差分放大器电路和对应的电容声换能器 |
US20190326867A1 (en) * | 2018-04-18 | 2019-10-24 | Stmicroelectronics S.R.L. | Interface electronic circuit for a microelectromechanical acoustic transducer and corresponding method |
CN110809890A (zh) * | 2018-06-05 | 2020-02-18 | 爱研微电子 | 扬声器驱动器及其操作方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
TW202226843A (zh) | 2022-07-01 |
US20220210550A1 (en) | 2022-06-30 |
US11483648B2 (en) | 2022-10-25 |
CN114697809A (zh) | 2022-07-01 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US7492219B1 (en) | Power efficient amplifier | |
US7068103B2 (en) | Operational transconductance amplifier input driver for class D audio amplifiers | |
JPH06319197A (ja) | D級bicmos補聴器出力増幅器用出力リミター | |
CN100514842C (zh) | 信号输出电路、使用其的音频信号输出装置、电子设备 | |
TWI435540B (zh) | 音頻放大器及音頻放大方法 | |
US20100128898A1 (en) | Method and apparatus for operation sequencing of audio amplifiers | |
TWI484834B (zh) | 驅動一電容式電聲轉換器之方法及電子裝置 | |
TWI757016B (zh) | 電容性揚聲器驅動電路 | |
US8488808B2 (en) | Method of powering down an audio amplifier with timing circuit to power down bias control and amplifying circuits in sequence | |
US7760016B2 (en) | Anti-pop circuits and methods for audio amplifiers using variable resistors | |
JP4295109B2 (ja) | 電力増幅器モジュール | |
US20090274319A1 (en) | Audio amplifier | |
US20050248398A1 (en) | Method and apparatus for self-oscillating differential feedback class-D amplifier | |
KR100626987B1 (ko) | 헤드폰 드라이버 및 헤드폰 드라이버 구동방법 | |
TW200950318A (en) | Audio amplifier | |
US20070222516A1 (en) | Differential amplifier and methods for use therewith | |
JP2012023581A (ja) | 増幅回路 | |
WO2014132953A1 (ja) | D級アンプおよび電子機器 | |
CN219019013U (zh) | 一种用于音频模式切换的消音电路及芯片 | |
JP3512654B2 (ja) | 圧電スピーカを駆動する増幅器 | |
Rahman et al. | Design and implementation of a high performance AB-class amplifier using TDA2030 | |
JPH08222976A (ja) | オーディオ信号増幅装置 | |
TWM324347U (en) | Audio output circuit with noise suppression | |
US9787257B2 (en) | Audio amplifier circuit having inputs for three audio channels | |
JP2002345078A (ja) | 音声出力アンプ |