专利名称：用于抑制噪声的d类音频功率放大器及其音频信号处理方法
技术领域：
本发明涉及音频功率放大技术领域，尤其涉及一种用于抑制噪声的D类音频功率放大器及其音频信号处理方法。
背景技术：
如图I所示，D类音频放大器采用载有音频输入信号Vin的高频方波调制来控制功率开关元件。该功率开关元件驱动负载扬声器发声。现有技术中的D类音频放大器中使用的功率开关元件一般尺寸很大，由于其尺寸很大其栅极寄生电容也很大，导致小的音频输入信号Vin会产生很大的失真。或者在音频输入信号Vin为零时，由于功率开关元件的同时开关而产生串扰噪声。
如图2所示，在音频输入信号Vin为零时，由于该改进型的D类音频放大器在驱动H桥式输出级的两路PWM调制信号之间增加了一定的延时At，在一定程度上该改进型的D类音频放大器抑制了过零失真和在音频输入信号Vin为零时D类音频放大器发出的串扰噪声。但是这导致了该改进型的D类音频放大器在开机和掉电的瞬间，开关机噪声(POP andCLICK)增大。因此，本领域的技术人员致力于开发一种D类音频功率放大器的系统以克服上述缺陷。
发明内容
有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明所要解决的技术问题是提供一种用于抑制噪声的D类音频功率放大器及其音频信号处理方法，以保证在抑制D类音频功率放大器的过零失真和串扰噪声的同时，抑制D类音频功率放大器的开关机噪声(POP and CLICK)。为实现上述目的，本发明提供了一种D类音频功率放大器，至少包括积分器、比较器、驱动器、功率开关元件，及反馈网络，还包括压控延时电路，用于控制信号的延时；所述压控延时电路的输入端输入作为参考波的方波，所述压控延时电路的控制端输入控制信号，所述压控延时电路的输出端输出延时方波，所述延时方波为产生了一个延时的所述方波；所述方波输入所述积分器的第一参考波输入端，所述延时方波输入所述积分器的第二参考波输入端；所述积分器的第一输出端与第一比较器的同相输入端连接，所述积分器的第二输出端与第二比较器的同相输入端连接，参考电压输入所述第一比较器、所述第二比较器的反相输入端；或所述压控延时电路的输入端输入作为参考波的三角波，所述压控延时电路的控制端输入控制信号，所述压控延时电路的输出端输出延时三角波，所述延时三角波为产生了一个延时的所述三角波；所述三角波输入所述第一比较器的反相输入端，所述延时方波输入所述第二比较器的反相输入端；所述积分器的第一输出端与第一比较器的同相输入端连接，所述积分器的第二输出端与第二比较器的同相输入端连接；或所述压控延时电路的输入端与所述第一比较器的输出端连接，所述压控延时电路的控制端输入控制信号，所述压控延时电路的输出端与第一驱动器的输入端连接；所述第二比较器的输出端与第二驱动器的输入端连接。较佳地，所述压控延时电路包括延时电阻、延时电容，当所述D类音频功率放大器工作时，所述延时的大小与所述延时电阻及所述延时电容相关
权利要求
1.一种用于抑制噪声的D类音频功率放大器，至少包括积分器、比较器、驱动器、功率开关元件，及反馈网络，其特征在于还包括压控延时电路，用于控制信号的延时； 所述压控延时电路的输入端输入作为参考波的方波，所述压控延时电路的控制端输入控制信号，所述压控延时电路的输出端输出延时方波，所述延时方波为产生了一个延时的所述方波；所述方波输入所述积分器的第一参考波输入端，所述延时方波输入所述积分器的第二参考波输入端；所述积分器的第一输出端与第一比较器的同相输入端连接，所述积分器的第二输出端与第二比较器的同相输入端连接，参考电压输入所述第一比较器、所述第二比较器的反相输入端； 或所述压控延时电路的输入端输入作为参考波的三角波，所述压控延时电路的控制端输入控制信号，所述压控延时电路的输出端输出延时三角波，所述延时三角波为产生了一个延时的所述三角波；所述三角波输入所述第一比较器的反相输入端，所述延时方波输入所述第二比较器的反相输入端；所述积分器的第一输出端与第一比较器的同相输入端连接，所述积分器的第二输出端与第二比较器的同相输入端连接； 或所述压控延时电路的输入端与所述第一比较器的输出端连接，所述压控延时电路的控制端输入控制信号，所述压控延时电路的输出端与第一驱动器的输入端连接；所述第二比较器的输出端与第二驱动器的输入端连接。
2.根据权利要求I所述的用于抑制噪声的D类音频功率放大器，其特征在于所述压控延时电路包括延时电阻、延时电容，当所述D类音频功率放大器工作时，所述延时的大小与所述延时电阻及所述延时电容相关
3.根据权利要求2所述的用于抑制噪声的D类音频功率放大器，其特征在于所述压控延时电路还包括第一开关元件，所述第一开关元件与所述延时电阻并联；当所述压控延时电路的控制端为低电平时，所述第一开关元件关闭，使所述延时电阻短路；当所述压控延时电路的控制端为高电平时，所述第一开关元件打开，使所述延时电阻开路。
4.根据权利要求3所述的用于抑制噪声的D类音频功率放大器，其特征在于所述压控延时电路还包括第一电容，所述第一电容的第一端与所述第一开关元件的控制端连接，所述第一电容的第二端与地连接；所述第一电容用于控制所述第一开关元件的控制端的电压的充放电时间。
5.根据权利要求4所述的用于抑制噪声的D类音频功率放大器，其特征在于所述第一开关元件为MOS管。
6.一种用于抑制噪声的D类音频功率放大器的音频信号处理方法，其特征在于 a)在积分器输入级，或比较器输入级，或驱动器输入级连接一个压控延时电路，用于使第一功率开关元件的驱动信号与第二功率开关元件的驱动信号之间产生一个延时； b)在所述D类音频功率放大器开启后，经过一个充电时间，所述压控延时电路使得所述第一功率开关元件的驱动信号与所述第二功率开关元件的驱动信号之间产生所述延时；在所述D类音频功率放大器关闭前，经过一个放电时间，所述压控延时电路使得所述第一功率开关元件的驱动信号与所述第二功率开关元件的驱动信号之间的所述延时消除；在所述D类音频功率放大器开启/关闭时，所述延时的大小近似为零。
7.根据权利要求6所述的用于抑制噪声的D类音频功率放大器的音频信号处理方法，其特征在于所述压控延时电路包括延时电阻、延时电容，所述延时的大小与所述延时电阻及所述延时电容相关
8.根据权利要求7所述的用于抑制噪声的D类音频功率放大器的音频信号处理方法，其特征在于所述压控延时电路还包括第一开关元件，所述第一开关元件与所述延时电阻并联；当所述压控延时电路的控制端为低电平时，所述第一开关元件关闭，使所述延时电阻短路；当所述压控延时电路的控制端为高电平时，所述第一开关元件打开，使所述延时电阻开路。
9.根据权利要求8所述的用于抑制噪声的D类音频功率放大器的音频信号处理方法，其特征在于所述压控延时电路还包括第一电容，所述第一电容的第一端与所述第一开关元件的控制端连接，所述第一电容的第二端与地连接；所述第一电容用于控制所述第一开关元件的控制端的电压的充放电时间。
10.根据权利要求9所述的用于抑制噪声的D类音频功率放大器的音频信号处理方法，其特征在于所述第一开关元件为MOS管。
全文摘要
本发明公开了一种用于抑制噪声的D类音频功率放大器及其音频信号处理方法，该D类音频功率放大器至少包括积分器、比较器、驱动器、功率开关元件，及反馈网络，还包括压控延时电路，用于控制信号的延时。由于增设了压控延时电路，减小了D类音频功率放大器的过零失真和串扰噪声，减小了开关机噪声(POP and CLICK)，减小了THD+N参数(总谐波失真加噪声)。由于使用方波调制信号作为音频输入信号的载波信号，省去了现有技术中D类音频功率放大器中的三角波产生电路，节约了芯片的面积，节省了芯片制作成本。
文档编号H03F3/217GK102811026SQ20111014286
公开日2012年12月5日 申请日期2011年5月30日 优先权日2011年5月30日
发明者杨志飞, 黄武康, 代军, 赵玉月, 马琳, 沈世龙, 张伟, 周长胜, 殷明, 张林俊 申请人:嘉兴禾润电子科技有限公司