发明名称 一种桥式输出电源电压自适应可变的音频功率放大器
摘要 本发明属于功率放大器技术领域,具体为一种桥式输出电源电压自适应可变的音频功率放大器。该放大器由信号电平检测电路、桥式输出驱动电路和电源电压变换电路组成。本发明使用增益压缩和扩展技术,在输入信号幅度较小时,桥式输出两侧信号差分放大;在输入信号幅度较大并且幅度超过设定阈值时,桥式结构一侧的输出信号钳位于固定电位,另一侧输出信号以两倍增益放大。这种增益控制方法可保证信号极小失真,与自适应电源电压技术相结合可显著提高音频功率放大器的效率,并可扩展输出信号的动态范围。该电路可以应用于诸如手机,MP3,笔记本电脑等电池供电的便携式设备中。
申请公布号 CN101931369B 申请公布日期 2012.08.22
申请号 CN201010242176.X 申请日期 2010.08.02
申请人 复旦大学 发明人 彭振飞;虞佳乐;冯勇;杨姗姗;洪志良
分类号 H03F3/20(2006.01)I 主分类号 H03F3/20(2006.01)I
代理机构 上海正旦专利代理有限公司 31200 代理人 陆飞;盛志范
主权项 一种桥式输出电源电压自适应可变的音频功率放大器,其特征在于该音频功率放大器由信号电平检测电路、桥式输出驱动电路和电源电压变换电路组成;所述信号电平检测电路检测输入信号幅度,当输入差分信号VIND的幅度超过既定的阈值信号VTH时,输出信号进入压缩模式;桥式输出驱动电路输出的两路信号中一路被钳位在固定电压,另一路信号以原来两倍的幅度变化;信号电平检测电路同时为电源电压变换电路提供参考电压VREF;当输入差分信号VIND幅度低于既定的阈值信号VTH时,VREF等于固定值VREF_Bottom,当输入信号VIND幅度超过既定阈值信号VTH时,信号被压缩,此时VREF跟随以两倍幅度变化的输出信号并保持一定的裕量;电源电压变换电路产生的可变电源电压HVDD作为桥式输出驱动电路的电源;其中,所述的信号电平检测电路由预放大电器(U1)、第一数据选择器(U2)、第二数据选择器(U3)、第一迟滞比较器(U4)、第二迟滞比较器(U5)、参考电压选择电路(U6)、输出共模电压选择电路(U7)、放大器(U8)和电阻R1—R8组成;其中,预放大电器(U1)为全差分放大电路,输出的两路差分信号是vn2和vp2;电阻R1~R4组成电阻串联分压网络,该串联分压网络的两端接在预放大器(U1)的输出vn2和vp2,经电阻分压得到差分信号vn1与vp1;其中电阻R1与R2的连接点为vn1,电阻R3与R4的连接点为vp1,电阻R2与R3的连接点vcm,是输出差分信号的共模电压,该电压作为预放大器(U1)的共模反馈信号,同时送入第一数据选择器(U2)和第二数据选择器(U3),第一数据选择器(U2)和第二数据选择器(U3)用来选择送入桥式输出驱动电路的电压vn和vp;第一迟滞比较器(U4)用来比较vn2和参考电压vref0,第二迟滞比较器(U5)用于比较vp2和参考电压vref0;第一迟滞比较器(U4)的输出s1和第二迟滞比较器(U5)的输出s2作为第一数据选择器(U2)和第二数据选择器(U3)的控制信号;由参考电压选择电路(U6)和放大器(U8)以及电阻R5~R8组成电源参考电压产生电路;参考电压选择电路(U6)和输出共模电压选择电路 (U7)都由信号s1,s2控制,参考电压选择电路(U6)的三个输入信号是vn1、vref1和vn2,输出信号为vsel;vsel经放大器(U8)和电阻R5~R8组成的放大单元得到参考电压VREF;所述放大单元的连接关系为:电阻R6的一端接输出信号vsel,另一端接放大器(U8)的负输入端,电阻R5的一端接放大器(U8)的正输入端,电阻R7的一端接放大器(U8)的正输入端,电阻R8接在放大器(U8)的负输入端与输出端之间。
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