专利名称：一种音频功放辅助启动电路的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种音频功方文辅助启动电^各。
背景技术：
音频功放在工作状态与休眠状态之间切换的时刻，由于外围电路中电容的充电 不平衡，会在扬声器上产生瞬态输出，表现为人耳可听到的短暂破音。另夕卜，在音 频功放工作状态下，其外围的功放共模偏置电路会产生一个共模电压，为音频功放
输入端提供功放共模偏置；在音频功放休眠状态下，传统的功放启动电路会产生一 个放电通路，从而将功放共模偏置以及功放外围电路的偏置全部接地。因此当音频 功放在工作状态与休眠状态之间切换时，功放共模偏置会发生迅速变化而产生破音 输出。
目前的防破音技术，在功放电路中包含一个启动电路，在功放状态切换的时刻， 启动电路对外围电路中电容充电，并禁止功放功率输出，从而达到防破音的效果。
然而，现有的防破音技术需要较长的启动时间来达到无明显破音的效果，所需 较长的启动时间主要用于等待外围电路中电容充电平衡。由于外围电路RC网络结 构本身不平衡，并且不同的应用条件下外围电路RC网络也各不相同，因此现有的 音频功放启动电路很难实现在各种应用条件下都能既快速又平衡的充电。
发明内容
为了克服上述现有技术存在的不足，本发明旨在提供一种简单可靠的音频 功放辅助启动电路，达到在音频功放休眠状态下提供充电电流，实现音频功放 快速启动与防破音的效果。
本发明所述的一种音频功放辅助启动电路，其输入端分别与外部电源以及 外部功放启动电路连接，其输出端与所述音频功放的输入端连接，该输入端包 括同相输入端、反相输入端和共模输入端，所述的辅助启动电路包括高阻分压
5支路和与其连接的开关网络，
所述高阻分压支路向所述开关网络输出一个或一个以上的辅助偏置电压； 所述开关网络接收所述的辅助偏置电压，并输出到所述音频功放的输入
端，使所述的高阻分压支路在功放休眠状态下，向所述音频功放输入端一侧的
电容充电。
在上述的音频功放辅助启动电路中，所述的高阻分压支路包括依次串联连 接在所述外部电源和地之间的第 一 电阻性网络和第二电阻性网络，且该第 一 电 阻性网络和第二电阻性网络分压输出 一个所述的辅助偏置电压。
在上述的音频功放辅助启动电路中，所述的第 一 电阻性网络和第二电阻性 网络分别为一电阻。
在上述的音频功放辅助启动电路中，所述第 一电阻性网络和第二电阻性网 络均包括一个MOS器件或一组串联连接的MOS器件，所述的每个MOS器件 的栅极和漏极连接，且在所述高阻分压支路中的导通方向为正向导通。
在上述的音频功放辅助启动电路中，所述的高阻分压支路还包括串联连接 在所述的第 一电阻性网络和第二电阻性网络之间的第三电阻性网络，且该第一 电阻性网络、第三电阻性网络和第二电阻性网络两两分压输出两个所述的辅助 偏置电压。
在上述的音频功放辅助启动电路中，所述的第三电阻性网络为一电阻。 在上述的音频功;改辅助启动电路中，所述的第三电阻性网络包括一个MOS
器件或一组串联连接的MOS器件，所述的每个MOS器件的栅极和漏极连接，
且在所述高阻分压支路中的导通方向为正向导通。
在上述的音频功放辅助启动电路中，所述的开关网络包括第一开关，该第
一开关的一个信号端接收所述高阻分压支路输出的一个辅助偏置电压，另一个
信号端与所述音频功放的反相输入端连接，第一开关的控制端接收所述外部功
放启动电路输出的控制信号。
在上述的音频功放辅助启动电路中，所述的第一开关为一MOS器件，该 MOS器件的源极和漏极分别为两个信号端，其栅极为控制端。
在上述的音频功放辅助启动电路中，所述的开关网络还包括第二开关，该 第二开关的一个信号端接收所述高阻分压支路输出的一个辅助偏置电压，另一个信号端与所述音频功放的同相输入端连接，第二开关的控制端接收所述外部 功放启动电路输出的控制信号。
在上述的音频功放辅助启动电路中，所述的第二开关为一MOS器件，该 MOS器件的源极和漏极分别为两个信号端，其栅极为控制端。
在上述的音频功放辅助启动电路中，所述的开关网络还包括第三开关，该 第第三开关的一个信号端接收所述高阻分压支路输出的一个辅助偏置电压，另 一个信号端与所述音频功放的共模输入端连接，第三开关的控制端接收所述外 部功放启动电路输出的控制信号。
在上述的音频功放辅助启动电路中，所述的第三开关为一MOS器件，该 MOS器件的源极和漏极分别为两个信号端，其栅极为控制端。
在上述的音频功放辅助启动电路中，所述的开关网络还包括一电阻器件， 该电阻器件的一端接收所述高阻分压支路输出的一个辅助偏置电压，另一端与 所述音频功放的共模输入端连接，所述电阻器件在所述外部电源供电的状态下 为所述音频功放共模输入端提供共模偏置。
在上述的音频功放辅助启动电路中，所述开关网络还包括 一 个零阻抗支 路，该零阻抗支路将所述高阻分压支路输出的一个辅助偏置电压输入到所述音 频功放的共模输入端。
由于采用了上述的技术解决方案，本发明可以在功放休眠的状态下，利用 高阻分压支路的微弱电流向外围电路中电容充电，使外围电路中所有电容在启 动之前提前接近稳定平衡状态，从而缩短启动时间。例如在典型的便携设备应 用中，现有防破音电路启动时间理论上的极限值在100毫秒左右，启动时间每 缩短10毫秒，破音峰值功率增大近16倍，釆用本发明的辅助启动电路，可以 在保证同等防破音效果的同时，将启动时间縮短至小于10毫秒。另外，本发 明能在电源供电的状态下产生一个或一个以上的辅助偏置电压，输出到音频功 放共模输入端，从而替代传统的外围功放共模偏置电路为音频功放共模输入端 提供共模偏置，使音频功放在工作状态与休眠状态之间切换时，其共模偏置变 化较小，从而避免产生破音功率。
图1是本发明音频功放辅助启动电路的第一例较佳实施例的电路7图2是本发明音频功放辅助启动电路的第二例较佳实施例的电路图。
具体实施例方式
下面结合附图对本发明的实施例进行详细说明。
如图1、图2所示，本发明，即一种音频功放辅助启动电路，其输入端分 别与外部电源(图中未示)以及外部功放启动电路(图中未示)连接，其输出 端与所述音频功放的输入端连接，该输入端包括同相输入端V2、反相输入端 VI和共模输入端V3，辅助启动电路包括高阻分压支路101和与其连接的开关 网络102,其中，
高阻分压支i 各101向开关网络102输出一个或一个以上的辅助偏置电压； 开关网络102将接收到的辅助偏置电压输出到音频功放的输入端，使高阻 分压支路101在功》丈休眠状态下，向音频功放输入端一侧的电容充电。 本发明第一种较佳实施例如图1所示
高阻分压支3各101包括依次串联连"l妄在外部电源和地之间的第一电阻性网 络201和第二电阻性网络202。在电源供电的状态下，第一电阻性网络201和 第二电阻性网络202分压产生一个辅助偏置电压并输出到开关网络102。高阻 分压支路101在电源和地之间的等效阻抗可以远高于传统的外围功放共模偏置 电路的等效阻抗，使并在功放休眠状态下仅消耗微弱的静态电流。若音频功放 从电源上电到其切换至工作状态之间间隔较长时间，即远大于启动时间，则高 阻分压支路101输出的微弱电流可以使外围电路中电容的充电状态显著接近其 稳定状态，从而缩短启动所需时间。若音频功放在休眠状态之前已经经过一次 以上启动状态，则高阻分压支路101输出的微弱电流仅需超过外围电路中电容 的漏电电流，电容电压维持在原稳定状态附近。
由于本发明音频功放辅助启动电路输出阻抗很高，甚至可远高于外部功放 启动电路的输出阻抗，从而可以在音频功放工作状态下仍旧输出偏置电压，与 外部功放启动电路同时向功放输入端电容充电。本#支术方案可以简化辅助启动 电路的控制信号，并且不会对功放工作状态造成较大影响。
在本实施例中，第 一电阻性网络201和第二电阻性网络202分别为 一 电阻， 由于电阻分压容易获得比较精确的偏置电压，因此，能接近传统的外围功放共模偏置电路的精度。
开关网络102包含第一开关301，在本实施例中，第一开关301为一MOS 器件，且该MOS器件的源极和漏极分别为两个信号端，其栅极为控制端，其 中，控制端则接收外部功放启动电路输出的控制信号， 一个信号端接收高阻分 压支路101输出的一个辅助偏置电压，另一个信号端与音频功放的反相输入端 Vl连接，且该信号端可以是直接与音频功放的反相输入端VI相连，也可以是 通过外部功放启动电路中电阻电容网络以及开关与音频功放的反相输入端V1 相连。在功放休眠状态下，第一开关301导通，最终实现在功放休眠状态下， 将高阻分压支路101的一个偏置电压输出给音频功放反相输入端VI —侧的电 容。由于一些外部功放启动电路本身对音频功放共才莫输入端V3 —侧电容充电， 并4企测其充电状态，因此，本实施例可以不影响功ii共才莫输入端V3， /人而特别 地适合辅助此类外部功》文启动电路以实现^呆守的启动过程。
本发明第二种较佳实施例如图2所示
高阻分压支路101包括依次串联连接在外部电源和地之间的第一电阻性网 络201、第三电阻性网络203和第二电阻性网络202，由于采用MOS器件的电 阻性网络可以利用更小的硅片面积制造等效阻抗更大的电阻，因此第一电阻性 网络201、第三电阻性网络203和第二电阻性网络202均包括一个MOS器件或 一组串联连接的MOS器件，例如采用PMOS器件，其栅极和漏极相连，串联 在靠近地的一侧，其源极靠近外部电源一侧，在高阻分压支路101中的导通方 向为正向导通。在本实施例中，第一电阻性网络201包括两个联连接的MOS 器件，第三电阻性网络203和第二电阻性网络202则分别为 一个MOS器件； 另外，第三电阻性网络203还可以是一个电阻。
在电源供电的状态下，第一电阻性网络201、第三电阻性网络203和第二 电阻性网络202两两分压输出两个辅助偏置电压。由于一些外部功i文启动电路 依靠对音频功放共模输入端V3 —侧电容充电，并检测其充电状态，因此，本 实施例特别适合辅助此类外部功放启动电路，即利用增加的一个偏置电压独立 地影响音频功放共才莫输入端V3，使音频功放共模输入端V3在功》文启动的时刻 比音频功放反相输入端VI偏离稳定状态略远，从而触发外部功放启动电路工 作。
9开关网络102可以包括第一开关301和第二开关302,其中，第一开关301 与本发明第一种较佳实施例中一致；第二开关302为一MOS器件，且该MOS 器件的源极和漏极分别为两个信号端，其栅极为控制端，其中，控制端则接收 外部功放启动电路输出的控制信号， 一个信号端接收高阻分压支路101输出的 一个辅助偏置电压，另一个信号端与音频功放的同相输入端V2连接，且该信 号端可以是直接与音频功放的同相输入端V2相连，也可以是通过外部功放启 动电路中电阻电容网络以及开关与音频功i文的同相输入端V2相连。在功》文休 眠状态下，第二开关302导通，最终实现在功放休眠状态下，将高阻分压支路 101的一个偏置电压输出给音频功放同相输入端V2—侧电容。由于一些音频功 放外围电路在反相输入端VI —侧以及同相输入端V2 —侧都有各自独立的电阻 电容网络，因此，本技术方案特别适合辅助此类音频功放快速启动。
开关网络102也可以包括第一开关301和第三开关303,其中，第一开关 301与本发明第一种较佳实施例中一致；第三开关303为一 MOS器件，且该 MOS器件的源极和漏极分别为两个信号端，其栅极为控制端，其中，控制端则 接收外部功放启动电路输出的控制信号， 一个信号端接收高阻分压支路101输 出的一个辅助偏置电压，另一个信号端与音频功放的共模输入端V3连接，且 该信号端可以是直接与音频功放的共模输入端V3相连，也可以是通过外部功 放启动电路中电阻电容网络以及开关与音频功放的共才莫输入端V3相连。在功 放休眠状态下，第三开关303导通，最终实现在功放休眠状态下，将高阻分压 支路101的一个偏置电压输出给音频功放共模输入端V3 —侧电容，并为其预 充电，因此，本技术方案有利于进一步缩短启动时间。
开关网络102也可以包括第一开关301和电阻器件304，其中，第一开关 301与本发明第一种较佳实施例中一致；电阻器件304的一端接收高阻分压支 路101输出的一个辅助偏置电压，另一端可以直接与音频功放的共模输入端V3 相连，也可以是通过外部功放启动电路中电阻电容网络以及开关与音频功放的 共模输入端V3相连，最终实现在功放休眠状态下，将高阻分压支路101的一 个偏置电压输出给功放共模输入端V3 —侧电容。电阻器件304可以用做独立 调整音频功放共模输入端一侧电容充电的RC时间常数，在快速充电与平衡充 电之间获得一个平衡；通过电阻器件304还可以在没有传统外围功放共模偏置电路的条件下，输出功放工作状态下所需的共模偏置。
开关网络102还可以包括第一开关301和一个零阻抗支路(图中未示)， 其中，第一开关301与本发明第一种较佳实施例中一致；零阻抗支路则将高阻 分压支路101输出的一个辅助偏置电压直接输入到音频功放的共模输入端V3。 本技术方案可以适当简化电路结构。
在本实施例中，开关网络102包括第一开关301、第二开关302、第三开 关303和电阻器件304，其中，第一开关301、第二开关302和第三开关303 分别为一个MOS器件，且每个MOS器件的源极和漏极分别为两个信号端，其 栅极为控制端，其中，每个控制端分别接收外部功放启动电路输出的控制信号， 第一开关301的一个信号端和第二开关302的一个信号端接收高阻分压支路 101输出的同一个辅助偏置电压，它们的另两个信号端分别与音频功放的反相 输入端V1、同相输入端V2连接；第三开关303的一个信号端接收高阻分压支 路101输出的另一个辅助偏置电压，另一个信号端与音频功放的共模输入端V3 连接，电阻器件304并联在第三开关303的两个信号端上。
综上所述，本发明可以在音频功放休眠状态下为功放外围电路中电容提供 充电电流，减小功放外围电路中电容的稳态电压值在功放休眠状态下与工作状 态下的差距，实现音频功放快速启动与防破音。另外，本发明还可以辅助外部 功》文启动电路缩短启动时间，在一些应用中，也可以替代外部功放启动电路独 立完成启动过程并提供音频功放工作状态下所需的共模偏置。
以上结合附图实施例对本发明进行了详细说明，本领域中普通技术人员可 根据上述说明对本发明做出种种变化例。因而，实施例中的某些细节不应构成 对本发明的限定，本发明将以所附权利要求书界定的范围作为本发明的保护范 围。
权利要求
1.一种音频功放辅助启动电路，其输入端分别与外部电源以及外部功放启动电路连接，其输出端与所述音频功放的输入端连接，该输入端包括同相输入端、反相输入端和共模输入端，其特征在于，所述的辅助启动电路包括高阻分压支路(101)和与其连接的开关网络(102)，所述高阻分压支路(101)向所述开关网络(102)输出一个或一个以上的辅助偏置电压；所述开关网络(102)接收所述的辅助偏置电压，并输出到所述音频功放的输入端，使所述的高阻分压支路(101)在功放休眠状态下，向所述音频功放输入端一侧的电容充电。
2. 根据权利要求1所述的音频功放辅助启动电路，其特征在于，所述的高 阻分压支路(101)包括依次串联连接在所述外部电源和地之间的第一电阻性 网络(201)和第二电阻性网络(202)，且该第一电阻性网络(201)和第二 电阻性网络(202)分压输出一个所述的辅助偏置电压。
3. 根据权利要求2所述的音频功放辅助启动电路，其特征在于，所述的第 一电阻性网络(201)和第二电阻性网络(202)分别为一电阻。
4. 根据权利要求2所述的音频功放辅助启动电路，其特征在于，所述第一 电阻性网络(201)和第二电阻性网络(202)均包括一个MOS器件或一组串 联连接的MOS器件，所述的每个MOS器件的栅极和漏极连接，且在所述高阻 分压支路(101)中的导通方向为正向导通。
5. 根据权利要求2所述的音频功放辅助启动电路，其特征在于，所述的高 阻分压支路(101)还包括串联连接在所述的第一电阻性网络(201)和第二电 阻性网络(202 )之间的第三电阻性网络(203 )，且该第 一 电阻性网络(201 )、 第三电阻性网络(203 )和第二电阻性网络(202)两两分压输出两个所述的辅 助偏置电压。
6. 根据权利要求5所述的音频功放辅助启动电路，其特征在于，所述的第 三电阻性网络(203 )为一电阻。
7. 根据权利要求5所述的音频功放辅助启动电路，其特征在于，所述的第三电阻性网络(203 )包括一个MOS器件或一组串联连接的MOS器件，所述 的每个MOS器件的栅极和漏极连接，且在所述高阻分压支路(101 )中的导通 方向为正向导通。
8. 根据权利要求1所述的音频功放辅助启动电路，其特征在于，所述的开 关网络(102)包括第一开关(301)，该第一开关(301)的一个信号端接收 所述高阻分压支路(101)输出的一个辅助偏置电压，另一个信号端与所述音 频功i丈的反相输入端连接，第一开关(301)的控制端接收所述外部功》文启动 电路输出的控制信号。
9. 根据权利要求8所述的音频功放辅助启动电路，其特征在于，所述的第 一开关(301)为一MOS器件，该MOS器件的源极和漏极分别为两个信号端， 其栅极为控制端。
10. 根据权利要求8所述的音频功放辅助启动电路，其特征在于，所述的 开关网络(102)还包括第二开关(302)，该第二开关(302 )的一个信号端 接收所述高阻分压支路(101)输出的一个辅助偏置电压，另一个信号端与所 述音频功放的同相输入端连接，第二开关(302 )的控制端接收所述外部功放 启动电路输出的控制信号。
11. 根据权利要求10所述的音频功放辅助启动电路，其特征在于，所述的 第二开关(302)为一MOS器件，该MOS器件的源极和漏极分别为两个信号 端，其^]"极为控制端。
12. 根据权利要求8所述的音频功放辅助启动电路，其特征在于，所述的 开关网络(102)还包括第三开关(303 ),该第第三开关(303 )的一个信号 端接收所述高阻分压支路(101)输出的一个辅助偏置电压，另一个信号端与 所述音频功放的共模输入端连接，第三开关(303 )的控制端接收所述外部功 放启动电路输出的控制信号。
13. 根据权利要求12所述的音频功放辅助启动电路，其特征在于，所述的 第三开关(303 )为一MOS器件，该MOS器件的源极和漏极分别为两个信号 端，其栅极为控制端。
14. 根据权利要求8所述的音频功放辅助启动电路，其特征在于，所述的 开关网络(102)还包括一电阻器件(304),该电阻器件(304)的一端接收所述高阻分压支路(101)输出的一个辅助偏置电压，另一端与所述音频功放 的共模输入端连接，所述电阻器件(304)在所述外部电源供电的状态下为所 述音频功放共模输入端提供共模偏置。
15.根据权利要求8所述的一种音频功放辅助启动电路，其特征在于，所 述开关网络(102)还包括一个零阻抗支路，该零阻抗支路将所述高阻分压支 路(101)输出的一个辅助偏置电压输入到所述音频功放的共模输入端。
全文摘要
本发明涉及一种音频功放辅助启动电路，其输入端分别与外部电源以及外部功放启动电路连接，其输出端与所述音频功放的输入端连接，该输入端包括同相输入端、反相输入端和共模输入端，所述的辅助启动电路包括高阻分压支路和与其连接的开关网络，所述高阻分压支路向所述开关网络输出一个或一个以上的辅助偏置电压；所述开关网络接收所述的辅助偏置电压，并输出到所述音频功放的输入端，使所述的高阻分压支路在功放休眠状态下，向所述音频功放输入端一侧的电容充电。本发明能在音频功放休眠状态下为功放外围电路中电容提供充电电流，减小功放外围电路中电容的稳态电压值在功放休眠状态下与工作状态下的差距，实现音频功放快速启动与防破音。
文档编号H03K19/0185GK101667827SQ20091005586
公开日2010年3月10日 申请日期2009年8月4日 优先权日2009年8月4日
发明者淼 李 申请人:上海贝岭股份有限公司