一种数字音频放大器的制作方法

1.本发明涉及半导体集成电路技术领域，具体涉及一种数字音频放大器。


背景技术：

2.在手机听筒应用中，用户距离喇叭距离越近，对喇叭中的噪声越敏感，因此噪声对于手机听筒中的数字音频放大器是一个重要指标。
3.如图1所示，现有的数字音频放大器主要包括前置dac转换器、classd环路以及外置喇叭。其中，dac转换器的作用为将数字信号(图1中的dpwm)转换为模拟电流信号(图1中的v
ip
和v
in
)作为环路的输入，classd环路主要由运算放大器、电阻电容构成的积分器以及驱动级构成。通常情况下，外置喇叭的等效模型在音频带内可以等效为一个电阻和电感的串联。
4.目前，数字音频放大器输出的噪声主要来源于dac电流源，不仅导致其输出噪声过大，并且降低该输出噪声需要占用很大的芯片面积。


技术实现要素：

5.对此，本技术提供一种数字音频放大器，以解决现有数字音频放大器输出噪声过大，以及降低输出噪声所需占用芯片面积过大的问题。
6.为实现上述目的，本发明实施例提供如下技术方案：
7.本发明公开了一种数字音频放大器，包括：设置于所述数字音频放大器中的相应classd环路和外置喇叭之间回路上的降噪电阻；其中：
8.所述classd环路用于接收经所述数字音频放大器中相应adc转换电路将数字信号转换后得到的模拟电流信号；
9.所述外置喇叭用于根据所述classd环路输出，输出相应的输出功率；
10.所述降噪电阻用于将所述外置喇叭的输出噪声进行衰减，以降低所述数字音频放大器输出的噪声。
11.可选地，在上述的数字音频放大器中，设置于所述数字音频放大器中相应classd环路和外置喇叭之间回路上的降噪电阻，包括：
12.设置于所述数字音频放大器中相应classd环路和所述外置喇叭中等效电感之间回路上的至少一个第一降噪电阻，
13.以及，设置于所述数字音频放大器中相应classd环路和所述外置喇叭中等效电阻之间回路上的至少一个第二降噪电阻。
14.可选地，在上述的数字音频放大器中，所述第一降噪电阻和所述第二降噪电阻的个数均为1。
15.可选地，在上述的数字音频放大器中，所述第一降噪电阻的阻值与第二降噪电阻的阻值相同。
16.可选地，在上述的数字音频放大器中，所述第一降噪电阻的阻值与第二降噪电阻
的阻值不相同。
17.可选地，在上述的数字音频放大器中，所述第一降噪电阻和所述第二降噪电阻的个数大于1，则各个所述第一降噪电阻之间串联、并联或者串并联；各个所述第二降噪电阻之间串联并联或者串并联。
18.可选地，在上述的数字音频放大器中，所述降噪电阻将所述外置喇叭的输出噪声进行衰减的比例为：
[0019][0020]
其中，表示所述外置喇叭降噪后的输出功率，vn表示所述外置喇叭未降噪之前的输出功率，r
l
表示所述外置喇叭的等效电阻，r
on
表示位于所述classd环路和所述外置喇叭中等效电感之间回路上的第一降噪电阻，r
op
表示位于所述classd环路和所述外置喇叭中等效电阻之间回路上的第二降噪电阻。
[0021]
可选地，在上述的数字音频放大器中，r
on
+r
op
＝r
l
。
[0022]
可选地，在上述的数字音频放大器中，r
l
＝8ohm。
[0023]
可选地，在上述的数字音频放大器中，所述classd环路包括：运算放大器、积分器以及驱动级电路；其中：
[0024]
所述运算放大器的第一输入端，接收所述模拟电流信号；所述运算放大器的第二输入端，接收参考电压；
[0025]
所述积分器设置于所述运算放大器的第一输入端和输出端之间；
[0026]
所述驱动级电路设置于所述运算放大器的输出端。
[0027]
本发明提供的数字音频放大器，包括：设置于数字音频放大器中的相应classd环路和外置喇叭之间回路上的降噪电阻；其中：classd环路用于接收经数字音频放大器中相应adc转换电路将数字信号转换后得到的模拟电流信号；外置喇叭用于根据classd环路输出，输出相应的输出功率；降噪电阻用于将外置喇叭的输出噪声进行衰减，以降低数字音频放大器输出的噪声；也即，本技术提供的数字音频放大器仅通过降噪电阻，就能实现对外置喇叭的输出噪声衰减，避免了数字音频放大器输出的噪声过大；并且，设置降噪电阻所占用的芯片面积小，还解决了现有方案在降低输出噪声时占用芯片面积过大的问题。
附图说明
[0028]
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
[0029]
图1为本技术实施例提供的一种现有的数字音频放大器的电路结构图；
[0030]
图2为本技术实施例提供的一种数字音频放大器的电路结构图。
具体实施方式
[0031]
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于
本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0032]
首先需要说明的是，结合图1，对外置喇叭的输出噪声的定义可以是：输入信号为0时，输出电压vn的rms(root mean square，有效值)值。其中，vn＝voutp-voutn，voutp表示外置喇叭中等效电阻端接收到的电压，voutn表示外置喇叭中等效电感端接收到的电压。
[0033]
实际应用中，rms值越大表征输出的噪声越大。
[0034]
本技术实施例提供一种数字音频放大器，以解决现有数字音频放大器输出噪声过大，以及降低输出噪声所需占用芯片面积过大的问题。
[0035]
请参见图2，该数字音频放大器可以包括：设置于数字音频放大器中相应classd环路和外置喇叭(图1或图2中的loader)之间回路上的降噪电阻(图2中的100)。
[0036]
其中，classd环路用于接收经数字音频放大器中相应dac转换电路将数字信号转换后得到的模拟电流信号。
[0037]
结合图2，实际应用中，classd环路一般包括两路。其中，一路与外置喇叭中的等效电阻相连，也即图1或图2中的上半部分对应的classd环路。一路与外置喇叭中的等效电感相连，也即图1或图2中的下半部分对应的classd环路。
[0038]
实际应用中，同样结合图2，该classd环路一般包括：运算放大器(图2中的op)、积分器以及驱动级电路(图2中的101)；其中：运算放大器的第一输入端，接收模拟电流信号(图2中的v
ip
、v
in
)。运算放大器的第二输入端，接收参考电压(图2中的v
ref
)。积分器设置于运算放大器的第一输入端和输出端之间。驱动级电路设置于运算放大器的输出端。
[0039]
具体的，积分器可以由电阻和电容构成，也即图中的c1和r
fb
；驱动级电路可以由相应的开关管构成，也即图中示出的nmos管和pmos管。
[0040]
同样结合图2，dac转换电路也一般包括两路，其输出端分别与相应的classd环路的输入端相连。实际应用中，dac转换电路可以由dac电流源(图中的idac)和可控开关构成。用于将数字信号转为模拟电流信号，也即将数字信号pwmp转换为模拟电流信号v
ip
，将数字信号pwmn转换为模拟电流信号v
in
。其中，数字信号pwmp和数字信号pwmn由数字信号dpwm(也即图1或图2中的dpwm信号)产生。
[0041]
外置喇叭用于根据classd环路的输出，输出相应的输出功率。
[0042]
实际应用中，结合图2，外置喇叭根据classd环路输出的电压v
outp
和电压v
outn
，输出相应的输出功率。其中，电压v
outp
和电压v
outn
越大，外置喇叭的输出功率越大。
[0043]
结合图2，实际应用中外置喇叭可以包括一个等效电阻(图1或图2中的r
l
)和等效电感(图1或图2中的l
l
)，两者串联。
[0044]
降噪电阻用于将外置喇叭的输出噪声进行衰减，以降低数字音频放大器输出的噪声。
[0045]
实际应用中，设置于数字音频放大器中相应classd环路和外置喇叭之间回路上的降噪电阻，可以包括：设置于数字音频放大器中相应classd环路和外置喇叭中等效电感之间回路上的至少一个第一降噪电阻(图2中的r
op
)，以及设置数字音频放大器中相应classd环路和外置喇叭中等效电阻之间回路上的至少一个第二降噪电阻(图2中的r
on
)。
[0046]
其中，第一降噪电阻和第二降噪电阻的个数可以均为1，也即图2示出的情况。具体的，第一降噪电阻的阻值和第二降噪电阻的阻值可以相同，也可以不同；视具体应用环境和
用户需求确定即可，本技术不作具体限定，均属于本技术的保护范围。
[0047]
需要说明的是，若是第一降噪电阻和第二降噪电阻的个数大于1，未进行图示，各个第一降噪电阻之间的连接方式可以是串联，各个第二降噪电阻之间的连接方式也可以是串联；当然，并不仅限于此，还可以视具体应用环境和用户需求，采用并联或者串并联的方式实现连接，本技术对多个第一降噪电阻和多个第二降噪电阻之间的连接方式不作具体限定，均属于本技术的保护范围。
[0048]
实际应用中，第一降噪电阻和第二降噪电阻为芯片内部的降噪电阻，使用后可以降低外置喇叭的输出噪声。
[0049]
降噪电阻将外置喇叭的输出噪声进行衰减的比例可以为：其中，表示外置喇叭降噪后的输出功率，vn表示外置喇叭未降噪之前的输出功率；r
l
表示外置喇叭的等效电阻；r
on
表示位于classd环路和外置喇叭中等效电感之间回路上的第一降噪电阻；r
op
表示位于classd环路和外置喇叭中等效电阻之间回路上的第二降噪电阻。
[0050]
需要说明的是，可以将第一降噪电阻和第二降噪电阻的阻值设置为：r
on
+r
op
＝r
l
，如此，便可以将原本电路输出的噪声减小一倍。
[0051]
具体的，由于外置喇叭的等效阻抗一般设置为8ohm，也即8欧姆，因此可以将降噪电阻的阻值设置为r
on
+r
op
＝r
l
＝8ohm。
[0052]
还需要说明的是，还可以视具体应用环境和用户需求对第一降噪电阻和第二降噪电阻的阻值进行设定，本技术对其不作具体限定，均属于本技术的保护范围。
[0053]
此外，对于精度要求不高的场景，第一降噪电阻和第二降噪电阻的取值范围可以在
±
20％内波动，只需满足应用环境即可。
[0054]
基于上述原理，本实施例提供的数字音频放大器包括：设置于数字音频放大器中的相应classd环路和外置喇叭之间回路上的降噪电阻；其中：classd环路用于接收经数字音频放大器中相应adc转换电路将数字信号转换后得到的模拟电流信号；外置喇叭用于根据classd环路的输出，输出相应的输出功率；降噪电阻用于将外置喇叭的输出噪声进行衰减，以降低数字音频放大器输出的噪声；也即，本技术提供的数字音频放大器仅通过降噪电阻，就能实现对外置喇叭输出噪声的衰减，避免了数字音频放大器输出的噪声过大；并且，设置降噪电阻所占用的芯片面积小，还解决了现有方案在降低输出噪声时占用芯片面积过大的问题。
[0055]
值得说明的是，在听筒模式应用中，由于音量较小，不需要大功率输出，反而对输出噪声比较敏感；而本技术提供的数字音频放大器能够通过降噪电阻，降低了数字音频放大器输出的噪声，提升了听筒模式下的用户使用体验感。
[0056]
本说明书中的各个实施例中记载的特征可以相互替换或者组合，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于系统或系统实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述得比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。以上所描述的系统及系统实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个
网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的情况下，即可以理解并实施。
[0057]
专业人员还可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。
[0058]
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
[0059]
还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。