一种音频装置和带有增益控制的供电电源控制方法与流程

本发明涉及音频功放，具体涉及一种音频装置和带有增益控制的供电电源控制方法。

背景技术：

1、随着便携式设备以及电动汽车的需求越来越大，电池供电的应用越来越广泛，在电池供电的情况下，往往需要电源转换器将电池的电压转换到需要的电压上。

2、在d类放大器的应用中，为了实现更大的响度，需要输出更大的功率，此时需要将电池的电压升到更高的电压为d类放大器供电，升压的过程需要额外的功耗，导致降低了效率，带来额外的能耗损失，而且升压越高，升压的效率越低，相同输出功率的情况下，能耗损失越大。

3、对于d类放大器，同样的输出信号，电源电压越高，开关损耗越大，效率就会越低，而在电池供电的系统中，对工作时间又有很高的要求，d类放大器较高的供电电压带来的能耗损失还会导致减少了系统的工作时间。

4、此外，如果输入信号快速增大，d类放大器供电电压升高的速度赶不上信号增大的速度，输出信号就可能发生截顶，导致失真和杂音的产生。

5、因此，如何在减小输出信号失真的同时平衡升高供电电压带来的能耗损失是亟待解决的技术难题。

技术实现思路

1、本发明的目的在于，提供一种音频装置和带有增益控制的供电电源控制方法，能够在产生增益控制信号调整输出信号的幅度，减小输出信号失真的同时控制功率电源电压尽量贴合输出的声音信号，从而提升效能，延长工作时间。

2、本发明为了实现上述的发明目的，提供了一种音频装置，包括d类放大器和升压控制器；

3、所述d类放大器包括积分滤波器、三角波发生器、增益控制组件以及升压控制组件；

4、所述积分滤波器用于进行积分器输出；所述三角波发生器用于设置升压阈值比较电压以及输出调制三角波峰值；所述增益控制组件用于比较积分器输出与调制三角波峰值并输出增益控制信号，以调整输入信号的增益，进而调整输出信号的幅度；所述升压控制组件用于产生升压控制信号，以改变所述升压控制器为所述d类放大器供电的功率。

5、可选的，所述增益控制组件包括截顶比较器、增益控制器以及可变增益放大器；

6、所述截顶比较器用于采样所述积分器输出并与所述调制三角波峰值进行比较，当所述积分器输出超过所述调制三角波峰值时送出增益控制信号；

7、所述增益控制信号控制增益控制器对所述可变增益放大器进行调整，进而调整所述输出信号的幅度。

8、可选的，所述增益控制器用于根据所述增益控制器的启动时间逐步衰减输入信号的增益，减小所述输出信号的幅度；并根据所述增益控制器的释放时间逐步恢复所述输入信号的增益，增大所述输出信号的幅度。

9、可选的，所述升压控制组件包括升压比较器、升压控制信号产生器以及升压控制器，所述升压比较器用于采样所述积分器输出并与所述升压阈值比较电压比较，控制所述升压控制信号产生器产生所述升压控制信号，所述升压控制信号改变所述升压控制器为所述d类放大器供电的功率。

10、本发明还提供了一种带有增益控制的供电电源控制方法，采用如上所述的音频装置，包括：

11、比较所述积分器输出与所述调制三角波峰值，判断所述输出信号是否出现截顶；

12、若所述输出信号出现截顶，送出所述增益控制信号，逐步衰减所述输入信号的增益，以降低所述输出信号的幅度；

13、所述输出信号不再出现截顶时，送出所述增益控制信号，逐步恢复所述输入信号的增益，以增大所述输出信号的幅度；

14、设置高阈值比较电压和低阈值比较电压，比较所述积分器输出和所述高阈值比较电压以及所述低阈值比较电压，以产生所述升压控制信号；

15、通过所述升压控制信号改变所述升压控制器为所述d类放大器供电的功率。

16、可选的，所述判断所述输出信号是否出现截顶包括：所述积分器输出超过所述调制三角波峰值，则判断为所述输出信号出现截顶。

17、可选的，根据增益控制器的启动时间逐步衰减所述输入信号的增益，根据所述增益控制器的释放时间逐步恢复所述输入信号的增益。

18、可选的，所述比较所述积分器输出和所述高阈值比较电压以及所述低阈值比较电压包括：当所述积分器输出高于所述高阈值比较电压时，所述升压控制信号控制功率电源升高；当所述积分器输出低于所述低阈值比较电压时，所述升压控制信号控制所述功率电源降低；当所述积分器输出不低于所述低阈值比较电压，并不高于所述高阈值比较电压时，所述升压控制信号保持不变。

19、可选的，所述升压控制信号改变所述升压控制器为所述d类放大器供电的功率包括：所述升压控制信号连接升压控制器的误差放大器，所述升压控制信号越高，所述功率电源越高；所述功率电源小于或等于输入电压时，所述升压控制器进入直通模式，所述功率电源等于所述输入电压。

20、可选的，所述产生升压控制信号包括：通过电阻分压的方式产生所述升压控制信号。

21、可选的，当所述积分器输出高于所述高阈值比较电压时，可逆计数器加法计数，开关控制信号有效位逐步上升，所述升压控制信号逐步增大；当所述积分器输出低于所述低阈值比较电压时，可逆计数器减法计数，所述开关控制信号有效位逐步降低，所述升压控制信号逐步减小；当所述积分器输出不低于所述低阈值比较电压，并不高于所述高阈值比较电压时，所述升压控制信号保持不变。

22、可选的，所述产生升压控制信号还包括：通过开关和电容的方式产生所述升压控制信号。

23、可选的，当所述积分器输出高于所述高阈值比较电压时，对所述电容中的第一电容充电，不断提高所述升压控制信号；当所述积分器输出低于所述低阈值比较电压时，对所述第一电容放电，不断降低所述升压控制信号；当所述积分器输出不低于所述低阈值比较电压，并不高于所述高阈值比较电压时，所述升压控制信号保持不变。

24、可选的，所述升压控制信号改变所述升压控制器为所述d类放大器供电的功率还包括：所述升压控制信号通过电阻连接所述功率电源的分压网络。

25、可选的，所述产生升压控制信号包括：通过电阻分压的方式产生所述升压控制信号。

26、可选的，当所述积分器输出高于所述高阈值比较电压时，可逆计数器加法计数，开关控制信号有效位逐步上升，所述升压控制信号逐步减小；当所述积分器输出低于所述低阈值比较电压时，可逆计数器减法计数，所述开关控制信号有效位逐步降低，所述升压控制信号逐步增大；当所述积分器输出不低于所述低阈值比较电压，并不高于所述高阈值比较电压时，所述升压控制信号保持不变。

27、可选的，所产生升压控制信号还包括：通过开关和电容的方式产生所述升压控制信号。

28、可选的，当所述积分器输出高于所述高阈值比较电压时，对所述电容的第一电容放电，不断降低所述升压控制信号；当所述积分器输出低于所述低阈值比较电压时，对所述第一电容充电，不断升高所述升压控制信号；当所述积分器输出不低于所述低阈值比较电压，并不高于所述高阈值比较电压时，所述升压控制信号保持不变。

29、与现有技术相比，本发明具有的优点和积极效果是：通过比较积分器的输出信号与调制三角波峰值，判断输出信号是否出现截顶，产生增益控制信号调整输出信号的幅度，减小输出信号的失真，同时通过监测积分器的输出信号，产生升压控制信号，控制升压电压满足输出声音信号的需求，使得升压电压尽量贴合输出信号，提升效能，延长工作时间。