專利名稱：一種音頻放大器開啟控制電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及集成電路，尤其涉及一種音頻放大器開啟控制電路。
背景技術(shù)：
如圖1所示，單端輸入雙端輸出的偽差分橋接模式(BTL)是一種廣泛應(yīng)用于AB類音頻功率放大器電路的系統(tǒng)架構(gòu)。相比于其它的系統(tǒng)架構(gòu)，BTL的優(yōu)點(diǎn)是輸出功率大，且具有較好的共模噪聲抑制能力。然而，在單電源系統(tǒng)中，運(yùn)放PA的輸入直流工作點(diǎn)一般為電源電壓VDD的一半， 它是通過電阻分壓網(wǎng)絡(luò)1’，即電阻R1’、R2’及旁路電容Cb實(shí)現(xiàn)的，這就要求輸入音頻信號 Audio h需要通過一個隔直電容Ci加載到運(yùn)放PA的輸入端。然而，由于旁路電容Cb和隔直電容Ci的存在，會導(dǎo)致在放大器電路在開啟過程中由于旁路電容Cb和隔直電容Ci充電速率的不同而在電路輸出端產(chǎn)生一瞬時的電壓脈沖，當(dāng)這種瞬時電壓脈沖大于15mV時，音頻系統(tǒng)就會產(chǎn)生類似“噼”、“啪”的開啟噪聲。如圖2所示，通常，解決上述問題的方法是在放大器電路開啟時先通過一開關(guān)M將第一級運(yùn)放PAl的輸入、輸出端短接，構(gòu)成一電壓跟隨器，再通過一個開啟控制電路2’來精確控制旁路電容Cb的充電過程和上述開關(guān)M的關(guān)斷過程，以此實(shí)現(xiàn)在音頻放大器初始化過程中，正向輸出端和負(fù)向輸出端電壓能夠同步緩慢的提升到約電源電壓一半附近，這樣就可以盡可能減小音頻放大器在開啟過程中輸出端瞬時電壓脈沖的大小，避免出現(xiàn)“噼”、 “啪”聲。然而，上述這種精確控制的過程往往比較復(fù)雜，需要例如電流源、電壓比較器、計(jì)數(shù)器等較多的硬件資源，還需要嚴(yán)格的時序控制。因此，如何以較低成本及較簡單的控制方式來完成音頻放大器電路的啟動，盡量減小輸出瞬態(tài)噪聲，是業(yè)內(nèi)人士急需解決的問題。

實(shí)用新型內(nèi)容為了解決上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本實(shí)用新型旨在提供一種音頻放大器開啟控制電路，以達(dá)到在消耗較少硬件資源的條件下，有效減小AB類音頻功率放大器開啟時的瞬態(tài)噪聲的目的。本實(shí)用新型所述的一種音頻放大器開啟控制電路，它包括均具有一個控制端和兩個信號端的第一至第四開關(guān)管、第一、第二分壓網(wǎng)絡(luò)、一比較器、一電流鏡、一電流源和一電容，其中，所述第一開關(guān)管的一個信號端與一外部電源連接，另一個信號端與所述第一分壓網(wǎng)絡(luò)連接至地，所述第二開關(guān)管的一個信號端與所述外部電源連接，另一個信號端與所述第二分壓網(wǎng)絡(luò)連接至地，所述第一、第二開關(guān)管的控制端相連，并接收一外部使能信號；所述第一、第二分壓網(wǎng)絡(luò)的輸出端分別連接到所述比較器的正向輸入端和反向輸入端，且該比較器的輸出端分別連接到所述第三、第四開關(guān)管的控制端；所述第三開關(guān)管的一個信號端與所述外部電源連接，另一個信號端與所述第四開關(guān)管的一個信號端連接，該第四開關(guān)管的另一個信號端與所述電流鏡連接至地，且所述第三、第四開關(guān)管的相連端輸出一控制信號；所述電流源的輸入端與所述外部電源連接，輸出端與所述電流鏡連接至地；所述電容的一端連接在所述第三、第四開關(guān)管的相連端，另一端接地。在上述的音頻放大器開啟控制電路中，所述第一分壓網(wǎng)絡(luò)包括依次串聯(lián)在所述第一開關(guān)管與地之間的第一電阻和第二電阻，且所述比較器的正向輸入端連接在該第一、第二電阻之間；所述第二分壓網(wǎng)絡(luò)包括依次串聯(lián)在所述第二開關(guān)管與地之間的第三電阻和第四電阻，且所述比較器的反向輸入端連接在該第三、第四電阻之間；所述電流鏡包括第一 MOS管和第二 MOS管，其中，所述第一 MOS管的漏極與第四開關(guān)管連接，其源極接地，其柵極分別與所述第二 MOS管的柵極和漏極連接，且該第二 MOS管的漏極與所述電流源連接，其源極接地。在上述的音頻放大器開啟控制電路中，所述第一電阻和第二電阻的電阻值相同， 所述第三電阻和第四電阻的電阻值相同。在上述的音頻放大器開啟控制電路中，所述的第一至第四開關(guān)管分別為一個MOS 器件，且所述MOS器件的柵極為控制端，其源極和漏極均為信號端。在上述的音頻放大器開啟控制電路中，所述第一至第三開關(guān)管的源極與所述外部電源連接，所述第四開關(guān)管的源極與所述第一 MOS管的漏極連接。在上述的音頻放大器開啟控制電路中，所述第一至第三開關(guān)管為PMOS管，所述第四開關(guān)管和第一、第二 MOS管為NMOS管。由于采用了上述的技術(shù)解決方案，本實(shí)用新型通過采用第一分壓網(wǎng)絡(luò)與外接音頻放大器中的旁路電容構(gòu)成該旁路電容的充放電回路，以實(shí)現(xiàn)對旁路電容充電過程的精確控制，并將該第一分壓網(wǎng)絡(luò)連接至比較器的正向輸入端，同時通過第二分壓網(wǎng)絡(luò)向比較器的反相輸入端提供一個參考電平，利用比較器內(nèi)建輸入失調(diào)電壓的特性，即在其正向輸入端電壓略小于但接近于反向輸入端電壓時，其輸出端的電平就發(fā)生翻轉(zhuǎn)，因此，只需將經(jīng)由此比較器處理后最終輸出的控制信號輸送至外接音頻放大器中第一級運(yùn)放上的開關(guān)，即可實(shí)現(xiàn)對該開關(guān)導(dǎo)通和關(guān)斷過程的精確控制；綜上所述，本實(shí)用新型可以方便地實(shí)現(xiàn)對AB類音頻放大器開啟過程的控制，并有效的減小AB類音頻放大器在開啟時產(chǎn)生的瞬態(tài)噪聲。本實(shí)用新型可以應(yīng)用于任何AB類音頻放大器電路中，尤其是應(yīng)用于一些低成本的音頻放大器電路中。

圖1是常用的偽差分橋接模式音頻放大器的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是具有抑制音頻放大器開啟瞬態(tài)噪聲作用的電路原理圖；圖3是本實(shí)用新型一種音頻放大器開啟控制電路的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4是本實(shí)用新型一種音頻放大器開啟控制電路的工作波形圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖，對本實(shí)用新型的具體實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)說明。[0027]如圖3所示，本實(shí)用新型，即一種音頻放大器開啟控制電路，它包括均具有一個控制端和兩個信號端的第一至第四開關(guān)管PI、P2、P3、Ni、第一、第二分壓網(wǎng)絡(luò)1、2、一比較器 Al、一電流鏡3、一電流源Iref和一電容Ce，其中，第一至第四開關(guān)管Pl、P2、P3、m分別為一個MOS器件，且它們的柵極為控制端，其源極和漏極均為信號端。第一開關(guān)管Pl的源極與一外部電源VDD連接，其漏極與第一分壓網(wǎng)絡(luò)1接至地 GND ；第二開關(guān)管P2的源極與外部電源VDD連接，其漏極與第二分壓網(wǎng)絡(luò)2連接至地，第一、 第二開關(guān)管P1、P2的柵極相連，并接收一外部使能信號SD ；第一分壓網(wǎng)絡(luò)1包括依次串聯(lián)在第一開關(guān)管Pl與地GND之間的第一電阻Rl和第二電阻R2，且第一電阻Rl和第二電阻R2的電阻值相同；第二分壓網(wǎng)絡(luò)2包括依次串聯(lián)在第二開關(guān)管P2與地GND之間的第三電阻R3和第四電阻R3，且第三電阻R3和第四電阻R4 的電阻值相同；比較器Al的正向輸入端連接在該第一、第二電阻Rl、R2之間，其反向輸入端連接在該第三、第四電阻R3、R4之間，其輸出端分別連接到第三、第四開關(guān)管P3、m的柵極；第三開關(guān)管P3的源極與外部電源VDD連接，其漏極與第四開關(guān)管m的漏極連接， 該第四開關(guān)管W的源極與電流鏡3連接至地GND，且第三、第四開關(guān)管P3、m的相連端輸出一控制信號ENB ；電流鏡Iref包括第一 MOS管N2和第二 MOS管N3，其中，第一 MOS管N2的漏極與第四開關(guān)管M連接，其源極接地GND，其柵極分別與第二 MOS管N3的柵極和漏極連接，且該第二 MOS管N3的漏極與電流源Iref的輸出端連接，其源極接地GND，電流源Iref的輸入端與外部電源VDD連接；電容Ce的一端連接在第三、第四開關(guān)管P3、P4的相連端，另一端接地GND。本實(shí)用新型中，第一至第三開關(guān)管Pl至P3為PMOS管，第四開關(guān)管附和第一、第二 MOS 管 N2、N3 為 NMOS 管。請結(jié)合圖2至圖4，本實(shí)用新型的工作原理如下第二分壓網(wǎng)絡(luò)2提供比較器Al反向輸入端的參考電平Vref，由于第三、第四電阻 R3、R4阻值相等，故參考電平Vref約為外部電源VDD電壓的一半；由阻值相等的第一、第二電阻Rl、R2構(gòu)成的第一分壓網(wǎng)絡(luò)1與外接的音頻放大器中的旁路電容Cb —起構(gòu)成它的充放電回路，同時連接至比較器Al的正向輸入端；第一、第二分壓網(wǎng)絡(luò)1、2分別通過第一、第二開關(guān)管P1、P2在外接的使能信號SD的控制下開啟和關(guān)斷；比較器Al的輸出端連接至第三、第四開關(guān)管P3、m的柵極，控制電容Ce的充放電，第三開關(guān)管P3提供電容Ce的充電電流，第四開關(guān)管W的源極接電流鏡3，構(gòu)成電容Ce的放電回路；電流鏡3的參考輸入電流由電流源Iref提供；第一、第二 MOS管N1、N2的寬長比的比值及電流源Iref的大小共同決定了電容Ce放電電流的大小。當(dāng)外接的使能信號SD變?yōu)榈碗娖綍r，本實(shí)用新型開始工作。此時，第一、第二開關(guān)管PI、P2導(dǎo)通，由第一、第二分壓網(wǎng)絡(luò)1、2開始工作，參考電平Vref迅速上升至電源電壓 VDD的一半附近，而由于外接旁路電容Cb的存在，BYPASS端的電壓隨著時間的推移指數(shù)上升；在一定的時間內(nèi)，參考電平Vref的大于BYPASS端電壓的大小，比較器Al輸出的電平Vc 為低電平，于是第三開關(guān)管P3導(dǎo)通，第四開關(guān)管附關(guān)斷，電容Ce通過第三開關(guān)管P3迅速充電至電源電壓VDD附近，控制信號ENB輸出為高電平。在這一過程中，控制信號ENB控制跨接在音頻放大器第一級運(yùn)放PAl上的開關(guān)M導(dǎo)通，成為一個電壓跟隨器；此時，音頻放大器電路處在初使化狀態(tài)，其正向、反向輸出端電壓同步上升，因此在輸出負(fù)載上產(chǎn)生的瞬時電壓差很小，不會產(chǎn)生“噼”、“啪”聲；隨著時間的推移，BYPASS端電壓上升到電源電壓VDD—半的附近，此時，比較器Al 發(fā)生翻轉(zhuǎn)，輸出的電平Vc為高電平。于是第三開關(guān)管P3關(guān)斷，第四開關(guān)管m導(dǎo)通，電容Ce 通過第四開關(guān)管W和第一 MOS管N2放電，由于該放電電流的大小是由電流鏡3控制的，為一固定值，所以這一放電過程為一線性過程。隨著放電過程的持續(xù)，電容Ce輸出端的控制信號ENB的電壓線性變小，使得跨接在音頻放大器第一級運(yùn)放PAl上的開關(guān)M導(dǎo)通電阻逐漸加大，并最終關(guān)斷；由于上述過程是一個緩慢漸近的過程，所以可以大大減小音頻放大器輸出端的瞬態(tài)電壓脈沖的大小，不會導(dǎo)致輸出過大的“噼”、“啪”噪聲；此后，音頻放大器進(jìn)入正常工作狀態(tài)。顯然，對于本實(shí)用新型所述的開啟控制電路，整個AB類音頻放大器的開啟時間由兩方面因素決定，一是由外接旁路電容Cb通過第一、第二電阻R1、R2的充電時間，二是電容 Ce通過第四開關(guān)管Ni、第一 MOS管N2的放電時間。綜上所述，本實(shí)用新型可以方便地實(shí)現(xiàn)對AB類音頻放大器開啟過程的控制，并有效的減小AB類音頻放大器在開啟時產(chǎn)生的瞬態(tài)噪聲。本實(shí)用新型可以應(yīng)用于任何AB類音頻放大器電路中，尤其是應(yīng)用于一些低成本的音頻放大器電路中。以上結(jié)合附圖實(shí)施例對本實(shí)用新型進(jìn)行了詳細(xì)說明，本領(lǐng)域中普通技術(shù)人員可根據(jù)上述說明對本實(shí)用新型做出種種變化例。因而，實(shí)施例中的某些細(xì)節(jié)不應(yīng)構(gòu)成對本實(shí)用新型的限定，本實(shí)用新型將以所附權(quán)利要求書界定的范圍作為本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求1.一種音頻放大器開啟控制電路，其特征在于，所述控制電路包括均具有一個控制端和兩個信號端的第一至第四開關(guān)管、第一、第二分壓網(wǎng)絡(luò)、一比較器、一電流鏡、一電流源和一電容，其中，所述第一開關(guān)管的一個信號端與一外部電源連接，另一個信號端與所述第一分壓網(wǎng)絡(luò)連接至地，所述第二開關(guān)管的一個信號端與所述外部電源連接，另一個信號端與所述第二分壓網(wǎng)絡(luò)連接至地，所述第一、第二開關(guān)管的控制端相連，并接收一外部使能信號；所述第一、第二分壓網(wǎng)絡(luò)的輸出端分別連接到所述比較器的正向輸入端和反向輸入端，且該比較器的輸出端分別連接到所述第三、第四開關(guān)管的控制端；所述第三開關(guān)管的一個信號端與所述外部電源連接，另一個信號端與所述第四開關(guān)管的一個信號端連接，該第四開關(guān)管的另一個信號端與所述電流鏡連接至地，且所述第三、第四開關(guān)管的相連端輸出一控制信號；所述電流源的輸入端與所述外部電源連接，輸出端與所述電流鏡連接至地；所述電容的一端連接在所述第三、第四開關(guān)管的相連端，另一端接地。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的音頻放大器開啟控制電路，其特征在于，所述第一分壓網(wǎng)絡(luò)包括依次串聯(lián)在所述第一開關(guān)管與地之間的第一電阻和第二電阻， 且所述比較器的正向輸入端連接在該第一、第二電阻之間；所述第二分壓網(wǎng)絡(luò)包括依次串聯(lián)在所述第二開關(guān)管與地之間的第三電阻和第四電阻， 且所述比較器的反向輸入端連接在該第三、第四電阻之間；所述電流鏡包括第一 MOS管和第二 MOS管，其中，所述第一 MOS管的漏極與第四開關(guān)管連接，其源極接地，其柵極分別與所述第二 MOS管的柵極和漏極連接，且該第二 MOS管的漏極與所述電流源連接，其源極接地。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的音頻放大器開啟控制電路，其特征在于，所述第一電阻和第二電阻的電阻值相同，所述第三電阻和第四電阻的電阻值相同。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的音頻放大器開啟控制電路，其特征在于，所述的第一至第四開關(guān)管分別為一個MOS器件，且所述MOS器件的柵極為控制端，其源極和漏極均為信號端。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的音頻放大器開啟控制電路，其特征在于，所述第一至第三開關(guān)管的源極與所述外部電源連接，所述第四開關(guān)管的源極與所述第一 MOS管的漏極連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的音頻放大器開啟控制電路，其特征在于，所述第一至第三開關(guān)管為PMOS管，所述第四開關(guān)管和第一、第二 MOS管為NMOS管。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種音頻放大器開啟控制電路，它包括均具有一個控制端和兩個信號端的第一至第四開關(guān)管、第一、第二分壓網(wǎng)絡(luò)、一比較器、一電流鏡、一電流源和一電容，其中，所述第一開關(guān)管的一個信號端與一外部電源連接，另一個信號端與所述第一分壓網(wǎng)絡(luò)連接至地，所述第二開關(guān)管的一個信號端與所述外部電源連接，另一個信號端與所述第二分壓網(wǎng)絡(luò)連接至地，所述第一、第二開關(guān)管的控制端相連，并接收一外部使能信號。本實(shí)用新型可以方便地實(shí)現(xiàn)對AB類音頻放大器開啟過程的控制，并有效的減小AB類音頻放大器在開啟時產(chǎn)生的瞬態(tài)噪聲。
文檔編號H03F3/20GK201956976SQ20102068154
公開日2011年8月31日 申請日期2010年12月27日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月27日
發(fā)明者陶園林 申請人:上海貝嶺股份有限公司