专利名称：高集成度btl音频功率放大器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种音频功率放大电路，特别涉及BTL应用音频功放中的失调补偿、 增益补偿、及相位补偿。
背景技术：
在同样电压下，为了得到更高的音频输出功率，都会采用BTL方式应用，如图1所示是一种比较流行的用法，本用法省去了输出耦合电容，也降低外部分压消耗，但是本用法有两个缺点没有失调补偿电路，输出外部需要补偿电容，BTL应用对电路输出端的失调电压要求特别高，如果失调处理不当，反而会影响静态功耗，还会产生很大的电流声，在大信号输出削波时，如果两端增益有差别，会影响整体的输出效率；另外BTL应用时电路较单声道应用使电路更加不稳定，相位余量变小，一般解决方式是外接IOOnF的电容，但是本发明改进内部结构，无需外部任何补偿电容。
发明内容
技术问题本发明主要解决BTL失调及增益不一致问题，及电路稳定性问题。技术方案
本发明包括4个AMP，2个跨导放大器，放大器A、B为主要放大器，提供主通路，放大器C、D、E组成输出失调补偿模块，其中C、D还是音频功放的上下驱动单元，跨导放大器 E，负责检测BTL两端直流共模失调，反馈到电流控制端微调整电流，进而减小失调，还在输出削波时，E还可以微调增益，使输出两端增益完全相同，使输出功率达到最大，效率最高， 基准电流模块，负责为输出端提供较为准确的输出中点，F跨导放大器负责提供除米勒补偿外的系统的频率补偿，其等效容量为lOOnF，为系统提供足够的相位余量。有益效果由于采用了失调补偿网络，电路随工艺的波动，失调明显减小，离散程度也大大降低，较没有此补偿网络的电路，在输出效率上面也有一定的提高，由于集成了 BTL必须的104电容，使外围简化，应用更加简单，系统更加稳定。
图1 一般BTL功能框图。图中包括第一运放A、第二运放B。图2为带失调补偿及频率补偿的框图。图中包括第一运放A、第二运放B。第三运放C、第四运放D、第五跨导放大器E、第六跨导放大器F。 图3为阻抗等效图。
具体实施例方式本发明中利用了六个放大器，其中A、B确定主通路的增益，BTL的闭环增益 GV={l+R2/(Rl+R3)}+R4/(Rl+R3)} + SGV0fE);，为了弥补工艺的波动，必须设置成其
中R2=R4，R1=R3 ；如果在两运放增益不一致时，就会出现共模失调，偏离中点，补偿电路会启动，调整增益补偿电流，适当的降低先削波的运放，使两路增益完全一致。
共模失调，电路本身设置了一个基准电流i0= (VCC-2Vref)/R2，假设完全对称，没有补偿的电流的前提下，基准电流被运放A、B平分，在运放A中流经电阻R2电流等于运放 B中流经电阻R4的电流，所以A运放输出中点为
VA=iO*R2/2+Vref=Vref+VCC/2-Vref=VCC/2
设置Vref的目的是为了提高输入端承受的最大输入电平。同理 VB=VCC/2。实际中运放A、B存在共模失调，运放C、D负责检测失调，当输出增益不匹配时，VO 电压偏离中点，启动增益补偿电路，输出补偿电流，进而调整增益偏大的通道，使两路输出的增益相当；当工艺波动引起输出共模失调时，共模电压检测电路启动，输出矫正电流，调整输出中点，达到矫正静态失调的作用。C、D是一简单的闭环应用运放，增益设置为3 ；由于设置在输出驱动部分，还起到减小输出的THD，进而减小整体的失真度。由于采用的是BTL应用，两个单独工作的系统A、B,组合在一起，所需要的频率补偿更加复杂，本发明选择补偿点在G点，从整个系统来看，假设输入段接地，G点是系统的交流地，如果系统在上电、或其它干扰使A、B输出存在高频失调，那么G点存在干扰脉冲，由于是BTL应用，此干扰经过A、B的反馈一直持续下去，形成震荡，此震荡将一直持续下去，形成自激。此现象是不是一般的相位补偿理论，
因为A、B自身的频率补偿没有问题，单独工作非常稳定，但是组合成BTL应用，为了系统的稳定，需要重新额外设定补偿网络。本发明在G点设置一到地电容，作为高频交流地， 使A、B输出的高频波经反馈后直接经补偿电容到地，不流经主通路，形不成正反馈。防止高频自激。下面推导如何实现IOOnF电容。假设流入的电流为i，端口电压为V，电阻两端电压为VI ，到地电容为C，等效阻抗为rin ；等效等效电容为cin ；gm跨导放大器的跨导为A ；则满足如下关系式
i=VR*A+VR/R (1) v=VR/j ω C*R +VR(2)
由(1)、(2)可以得出 rin=ri+cin=l/A*R+l/ j ω C*R*A (3)，等效图如图 3 所示。其中ri=l/A*R ；cin=l/j ω C*R*A ；ri 0，等效电容 cin= (A*R) l/jcoc，所以等效电容放大了(A*R)倍；假设跨导为A=10，R=IOK,内部集成电容c=lpF，所以 Cin=(10*10k*lp)F=IOOnF;利用了较小电容，实现大电容的功能，消除了高频自激。
权利要求
1.一种高集成度BTL音频功率放大器，其特征在于包括4个AMP，2个跨导放大器，放大器A (1)、B (2)为主要放大器，提供主通路，放大器C (3)、D (4)、E (5)组成输出失调补偿模块，其中C、D还是音频功放的上下驱动单元，跨导放大器E，负责检测BTL两端直流共模失调，反馈到电流控制端微调整电流，进而减小失调，还在输出削波时，E还可以微调增益， 使输出两端增益完全相同，使输出功率达到最大，效率最高，基准电流模块负责为输出端提供较为准确的输出中点，F (6)跨导放大器负责提供除米勒补偿外的系统的频率补偿，其等效容量为lOOnF，为系统提供足够的相位余量。
2.根据权利要求1所述的高集成度BTL音频功率放大器，其特征在于放大器C(3)、D (4)、E (5)，直流共模失调调整，交流增益调整、F (6)BTL高频网络补偿。
全文摘要
本发明公布了一种高集成度BTL音频功率放大器，集成了BTL应用所必须的结构，无需外围调试元件，本发明包括4个AMP，2个跨导放大器，放大器A、B为主要放大器，提供主通路；放大器C、D、E组成输出共模失调补偿模块，其中C、D还是音频功放的上下驱动单元；跨导放大器E，负责检测BTL两端直流共模失调，反馈到电流控制端微调整电流，进而减小失调，还在输出削波时，E还可以微调增益，使输出两端增益完全相同，使输出功率达到最大，效率最高；F跨导放大器负责提供除米勒补偿外的系统的频率补偿，其等效容量为100nF，为系统提供足够的相位余量。
文档编号H03F3/68GK102332869SQ20111015519
公开日2012年1月25日 申请日期2011年6月10日 优先权日2011年6月10日
发明者易法友, 朱慧, 王海兵 申请人:无锡友达电子有限公司