專利名稱：免除死區(qū)時(shí)間的數(shù)字音頻功率放大器電路結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及電路結(jié)構(gòu)技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及音頻功放技術(shù)領(lǐng)域，具體是指一種免除死區(qū)時(shí)間的數(shù)字音頻功率放大器電路結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
D類(lèi)功放，即數(shù)字音頻功率放大器，是一種目前市場(chǎng)上常見(jiàn)的功放，所有D類(lèi)功放的橋式電路的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)都要求有一定的死區(qū)時(shí)間來(lái)產(chǎn)生一個(gè)導(dǎo)通延遲，導(dǎo)通延遲是有意加到橋式電路上以防止上下驅(qū)動(dòng)管同時(shí)導(dǎo)通導(dǎo)致?lián)舸ＴO(shè)置死區(qū)時(shí)間是為了避免直通電流導(dǎo)致電路的損毀。而直通電流產(chǎn)生的原因是上下場(chǎng)效應(yīng)管在切換階段同時(shí)導(dǎo)通引起的。理想情況下，上管關(guān)閉下管打開(kāi)，上管打開(kāi)下管關(guān)閉，不希望其間存在同時(shí)打開(kāi)的情況。實(shí)際情況存在一定時(shí)間的同時(shí)打開(kāi)，即引發(fā)了直通電流，或稱沖擊通過(guò)電流?，F(xiàn)有技術(shù)“一種死區(qū)時(shí)間調(diào)制電路及音頻功率放大器”(實(shí)用新型專利CN200820094360. 2)提供的死區(qū)時(shí)間調(diào)制電路采用數(shù)字延遲模塊，配以優(yōu)化地邏輯電路來(lái)實(shí)現(xiàn)死區(qū)時(shí)間的設(shè)置，精確地控制死區(qū)時(shí)間，減少失真，解決了采用RC電路設(shè)置死區(qū)時(shí)間導(dǎo)致死區(qū)時(shí)間不精確的問(wèn)題?，F(xiàn)有技術(shù)“轉(zhuǎn)換器電路及控制方法”(實(shí)用新型專利CN03822177. 2)提出的驅(qū)動(dòng)開(kāi)關(guān)元件以求在從第二開(kāi)關(guān)元件向第一開(kāi)關(guān)元件進(jìn)行切換時(shí)控制定時(shí)，利用開(kāi)關(guān)元件上的電壓作為測(cè)量的輸入值，如果發(fā)生沖擊通過(guò)電流時(shí)就更遲地接通第一開(kāi)關(guān)元件，如果產(chǎn)生續(xù)流二極管的導(dǎo)通就更早的接通第一開(kāi)關(guān)元件。上述列舉的兩種現(xiàn)有技術(shù)，第一種現(xiàn)有技術(shù)的方法是通過(guò)精確設(shè)置死區(qū)時(shí)間減小死區(qū)時(shí)間不穩(wěn)定帶來(lái)的失真，第二種現(xiàn)有技術(shù)的方法是盡量減少死區(qū)時(shí)間直到發(fā)生沖擊通過(guò)電流(或稱直通電流)的情況再增加死區(qū)時(shí)間，達(dá)到死區(qū)時(shí)間的優(yōu)化與平衡。其控制死區(qū)時(shí)間長(zhǎng)短的方法都是通過(guò)定時(shí)，需要定時(shí)控制電路邏輯，并且第二種現(xiàn)有技術(shù)還需要檢測(cè)沖擊通過(guò)電流、續(xù)流二極管的導(dǎo)通?，F(xiàn)有技術(shù)的主要的設(shè)計(jì)思路在于如何調(diào)節(jié)與優(yōu)化死區(qū)時(shí)間，減小死區(qū)時(shí)間帶來(lái)的負(fù)面效果，但沒(méi)有設(shè)法直接的或從根本上免除對(duì)死區(qū)時(shí)間的依賴，從而徹底的提高電路性能與可靠性；另外，在調(diào)節(jié)與優(yōu)化死區(qū)時(shí)間的過(guò)程中，始終需要平衡開(kāi)關(guān)損耗、直通風(fēng)險(xiǎn)與失真性能等幾個(gè)方面，它們是相互制約、此消彼長(zhǎng)的關(guān)系。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是克服了上述現(xiàn)有技術(shù)中的缺點(diǎn)，提供一種在上管開(kāi)啟階段提高下管的開(kāi)啟閾值電壓，避免下管的非理想導(dǎo)通；反之在下管開(kāi)啟階段提高上管的開(kāi)啟閾值電壓，同樣避免上管的非理想導(dǎo)通，從而消除上下管同時(shí)導(dǎo)通，以消除死區(qū)時(shí)間，進(jìn)一步 降低直通導(dǎo)致電路損壞的風(fēng)險(xiǎn)，減小開(kāi)關(guān)功率損耗，減小死區(qū)時(shí)間造成的信號(hào)失真，從根本上消除設(shè)置的死區(qū)時(shí)間帶來(lái)的負(fù)面影響，且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低廉，應(yīng)用范圍廣泛的免除死區(qū)時(shí)間的數(shù)字音頻功率放大器電路結(jié)構(gòu)。為了實(shí)現(xiàn)上述的目的，本實(shí)用新型的免除死區(qū)時(shí)間的數(shù)字音頻功率放大器電路結(jié)構(gòu)具有如下構(gòu)成該免除死區(qū)時(shí)間的數(shù)字音頻功率放大器電路結(jié)構(gòu)包括脈寬調(diào)制器和驅(qū)動(dòng)級(jí)電路，所述的脈寬調(diào)制器的輸入端連接音頻信號(hào)和載波信號(hào)，所述的脈寬調(diào)制器的脈寬調(diào)制信號(hào)輸出端連接所述的驅(qū)動(dòng)級(jí)電路，所述的驅(qū)動(dòng)級(jí)電路的輸出端連接喇叭。其中，所述的驅(qū)動(dòng)級(jí)電路為閾值自適應(yīng)驅(qū)動(dòng)級(jí)，所述的閾值自適應(yīng)驅(qū)動(dòng)級(jí)包括兩個(gè)場(chǎng)效應(yīng)晶體管，所述的兩個(gè)場(chǎng)效應(yīng)晶體管的漏極為閾值自適應(yīng)驅(qū)動(dòng)級(jí)輸出端，所述的閾值自適應(yīng)驅(qū)動(dòng)級(jí)輸出端連通所述的喇叭，所述的閾值自適應(yīng)驅(qū)動(dòng)級(jí)控制所述的兩個(gè)場(chǎng)效應(yīng)晶體管的導(dǎo)通閾值，并擇一導(dǎo)通所述的兩個(gè)場(chǎng)效應(yīng)晶體管。該免除死區(qū)時(shí)間的數(shù)字音頻功率放大器電路結(jié)構(gòu)中，所述的閾值自適應(yīng)驅(qū)動(dòng)級(jí)包括P型場(chǎng)效應(yīng)晶體管、N型場(chǎng)效應(yīng)晶體管以及閾值自適應(yīng)控制器，所述的P型場(chǎng)效應(yīng)晶體管的柵極和N型場(chǎng)效應(yīng)晶體管的柵極均連接所述的脈寬調(diào)制信號(hào)，所述的P型場(chǎng)效應(yīng)晶體管的漏極和N型場(chǎng)效應(yīng)晶體管的漏極均連接所述的喇叭，所述的脈寬調(diào)制信號(hào)還通過(guò)所述的閾值自適應(yīng)控制器連接所述的P型場(chǎng)效應(yīng)晶體管的襯底以及N型場(chǎng)效應(yīng)晶體管襯底，用以調(diào)節(jié)所述的P型場(chǎng)效應(yīng)晶體管和N型場(chǎng)效應(yīng)晶體管的導(dǎo)通電壓，擇一導(dǎo)通所述的P型場(chǎng)效應(yīng)晶體管或N型場(chǎng)效應(yīng)晶體管的導(dǎo)通電壓。該免除死區(qū)時(shí)間的數(shù)字音頻功率放大器電路結(jié)構(gòu)中，所述的閾值自適應(yīng)控制器為
二極管組件。該免除死區(qū)時(shí)間的數(shù)字音頻功率放大器電路結(jié)構(gòu)中，所述的閾值自適應(yīng)控制器為一個(gè)二極管，所述的脈寬調(diào)制信號(hào)通過(guò)一正向二極管連通所述的P型場(chǎng)效應(yīng)晶體管的襯底，并通過(guò)一反向二極管連通所述的N型場(chǎng)效應(yīng)晶體管的襯底。該免除死區(qū)時(shí)間的數(shù)字音頻功率放大器電路結(jié)構(gòu)中，所述的閾值自適應(yīng)控制器為兩個(gè)二極管串接的二極管組，所述的脈寬調(diào)制信號(hào)通過(guò)兩個(gè)陽(yáng)極對(duì)接的二極管組連通所述的P型場(chǎng)效應(yīng)晶體管的襯底，并通過(guò)兩個(gè)陰極對(duì)接的二極管組連通所述的N型場(chǎng)效應(yīng)晶體管的襯底。該免除死區(qū)時(shí)間的數(shù)字音頻功率放大器電路結(jié)構(gòu)中，所述的閾值自適應(yīng)控制器包括串接的邊緣檢測(cè)電路和電壓選擇電路，所述的邊緣檢測(cè)電路的輸入端連接所述的脈寬調(diào)制信號(hào)，所述的電壓選擇電路的輸出端連接所述的P型場(chǎng)效應(yīng)晶體管的襯底以及N型場(chǎng)效應(yīng)晶體管襯底。采用了該實(shí)用新型的免除死區(qū)時(shí)間的數(shù)字音頻功率放大器電路結(jié)構(gòu)，其驅(qū)動(dòng)級(jí)電路為閾值自適應(yīng)驅(qū)動(dòng)級(jí)，該閾值自適應(yīng)驅(qū)動(dòng)級(jí)包括兩個(gè)場(chǎng)效應(yīng)晶體管，兩個(gè)場(chǎng)效應(yīng)晶體管的漏極為閾值自適應(yīng)驅(qū)動(dòng)級(jí)輸出端，閾值自適應(yīng)驅(qū)動(dòng)級(jí)輸出端連通所述的喇叭，該閾值自適應(yīng)驅(qū)動(dòng)級(jí)控制所述的兩個(gè)場(chǎng)效應(yīng)晶體管的導(dǎo)通閾值，并擇一導(dǎo)通所述的兩個(gè)場(chǎng)效應(yīng)晶體管。本實(shí)用新型的免除死區(qū)時(shí)間的數(shù)字音頻功率放大器電路結(jié)構(gòu)能夠通過(guò)調(diào)整場(chǎng)效應(yīng)晶體管襯底電壓與源極電壓的差控制場(chǎng)效應(yīng)晶體管的導(dǎo)通時(shí)間，從而保證兩個(gè)場(chǎng)效應(yīng)晶體管的擇一導(dǎo)通，有效抑制D類(lèi)功放電路可能存在的直通電流，降低直通導(dǎo)致電路損壞的風(fēng)險(xiǎn)，減小開(kāi)關(guān)功率損耗，同時(shí)避免現(xiàn)有技術(shù)中為直通電流而必須設(shè)置的死區(qū)時(shí)間，全部或者部分的消除死區(qū)時(shí)間，減小了由于設(shè)置死區(qū)時(shí)間造成的信號(hào)失真，從根本上消除設(shè)置的死區(qū)時(shí)間帶來(lái)的負(fù)面影響，且本實(shí)用新型的免除死區(qū)時(shí)間的數(shù)字音頻功率放大器電路結(jié)構(gòu)，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低廉，應(yīng)用范圍廣泛。
圖I為本實(shí)用新型的免除死區(qū)時(shí)間的數(shù)字音頻功率放大器電路結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為本實(shí)用新型的免除死區(qū)時(shí)間的數(shù)字音頻功率放大器電路結(jié)構(gòu)中的閾值自適應(yīng)驅(qū)動(dòng)級(jí)的結(jié)構(gòu)示意圖。圖3為本實(shí)用新型的免除死區(qū)時(shí)間的數(shù)字音頻功率放大器電路結(jié)構(gòu)的第一種實(shí)施方式中的閾值自適應(yīng)驅(qū)動(dòng)級(jí)的結(jié)構(gòu)示意圖。圖4為本實(shí)用新型的免除死區(qū)時(shí)間的數(shù)字音頻功率放大器電路結(jié)構(gòu)的第二種實(shí)施方式中的閾值自適應(yīng)驅(qū)動(dòng)級(jí)的結(jié)構(gòu)示意圖。圖5為本實(shí)用新型的免除死區(qū)時(shí)間的數(shù)字音頻功率放大器電路結(jié)構(gòu)的第三種實(shí)施方式中的閾值自適應(yīng)驅(qū)動(dòng)級(jí)的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
為了能夠更清楚地理解本實(shí)用新型的技術(shù)內(nèi)容，特舉以下實(shí)施例詳細(xì)說(shuō)明。請(qǐng)參閱圖I所示，為本實(shí)用新型的免除死區(qū)時(shí)間的數(shù)字音頻功率放大器電路結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖。在一種實(shí)施方式中，該免除死區(qū)時(shí)間的數(shù)字音頻功率放大器電路結(jié)構(gòu)包括脈寬調(diào)制器和驅(qū)動(dòng)級(jí)電路，所述的脈寬調(diào)制器的輸入端連接音頻信號(hào)和載波信號(hào)，所述的脈寬調(diào)制器的脈寬調(diào)制信號(hào)輸出端連接所述的驅(qū)動(dòng)級(jí)電路，所述的驅(qū)動(dòng)級(jí)電路的輸出端連接喇口八。其中，所述的驅(qū)動(dòng)級(jí)電路為閾值自適應(yīng)驅(qū)動(dòng)級(jí)，所述的閾值自適應(yīng)驅(qū)動(dòng)級(jí)包括兩個(gè)場(chǎng)效應(yīng)晶體管，所述的兩個(gè)場(chǎng)效應(yīng)晶體管的漏極為閾值自適應(yīng)驅(qū)動(dòng)級(jí)輸出端，所述的閾值自適應(yīng)驅(qū)動(dòng)級(jí)輸出端連通所述的喇叭，所述的閾值自適應(yīng)驅(qū)動(dòng)級(jí)控制所述的兩個(gè)場(chǎng)效應(yīng)晶體管的導(dǎo)通閾值，并擇一導(dǎo)通所述的兩個(gè)場(chǎng)效應(yīng)晶體管。在一種較優(yōu)選的實(shí)施方式中，如圖2、圖3及圖4所示，所述的閾值自適應(yīng)驅(qū)動(dòng)級(jí)包括P型場(chǎng)效應(yīng)晶體管、N型場(chǎng)效應(yīng)晶體管以及閾值自適應(yīng)控制器，所述的P型場(chǎng)效應(yīng)晶體管的柵極和N型場(chǎng)效應(yīng)晶體管的柵極均連接所述的脈寬調(diào)制信號(hào)，所述的P型場(chǎng)效應(yīng)晶體管的漏極和N型場(chǎng)效應(yīng)晶體管的漏極均連接所述的喇叭，所述的脈寬調(diào)制信號(hào)還通過(guò)所述的閾值自適應(yīng)控制器連接所述的P型場(chǎng)效應(yīng)晶體管的襯底以及N型場(chǎng)效應(yīng)晶體管襯底，用以調(diào)節(jié)所述的P型場(chǎng)效應(yīng)晶體管和N型場(chǎng)效應(yīng)晶體管的導(dǎo)通電壓，擇一導(dǎo)通所述的P型場(chǎng)效應(yīng)晶體管或N型場(chǎng)效應(yīng)晶體管的導(dǎo)通電壓。在一種進(jìn)一步優(yōu)選的實(shí)施方式中，如圖3及圖4所示，所述的閾值自適應(yīng)控制器可以為二極管組件。在一種更優(yōu)選的實(shí)施方式中，如圖3所示，所述的閾值自適應(yīng)控制器為一個(gè)二極管，所述的脈寬調(diào)制信號(hào)通過(guò)一正向二極管連通所述的P型場(chǎng)效應(yīng)晶體管的襯底，并通過(guò)一反向二極管連通所述的N型場(chǎng)效應(yīng)晶體管的襯底。在另一種更優(yōu)選的實(shí)施方式中，如圖4所示，所述的閾值自適應(yīng)控制器為兩個(gè)二極管串接的二極管組，所述的脈寬調(diào)制信號(hào)通過(guò)兩個(gè)陽(yáng)極對(duì)接的二極管組連通所述的P型場(chǎng)效應(yīng)晶體管的襯底，并通過(guò)兩個(gè)陰極對(duì)接的二極管組連通所述的N型場(chǎng)效應(yīng)晶體管的襯。在另一種 優(yōu)選的實(shí)施方式中，如圖5所示，所述的閾值自適應(yīng)控制器也可以采用包括串接的邊緣檢測(cè)電路和電壓選擇電路的結(jié)構(gòu),所述的邊緣檢測(cè)電路的輸入端連接所述的脈寬調(diào)制信號(hào)，所述的電壓選擇電路的輸出端連接所述的P型場(chǎng)效應(yīng)晶體管的襯底以及N型場(chǎng)效應(yīng)晶體管襯底。在實(shí)際應(yīng)用中，本實(shí)用新型意在采用不同于現(xiàn)有技術(shù)的驅(qū)動(dòng)級(jí)結(jié)構(gòu)和驅(qū)動(dòng)方式，以閾值自適應(yīng)驅(qū)動(dòng)級(jí)取代現(xiàn)有技術(shù)中常見(jiàn)的驅(qū)動(dòng)級(jí)結(jié)構(gòu)，達(dá)到免除死區(qū)時(shí)間的目的。如圖I及圖2所示，脈寬調(diào)制信號(hào)在輸入驅(qū)動(dòng)級(jí)場(chǎng)效應(yīng)管的同時(shí)，輸入到閾值自適應(yīng)控制器，由其改變場(chǎng)效應(yīng)管的襯底電位從而改變閾值。由此產(chǎn)生的技術(shù)效果是當(dāng)上管從打開(kāi)轉(zhuǎn)入關(guān)閉、下管從關(guān)閉轉(zhuǎn)入打開(kāi)處于開(kāi)關(guān)切換的臨界狀態(tài)時(shí)，閾值自適應(yīng)控制器控制上管開(kāi)啟閾值迅速提高、下管開(kāi)啟閾值減小，從而加速上管關(guān)閉過(guò)程與下管開(kāi)啟過(guò)程，消除臨界狀態(tài)，避免臨界狀態(tài)時(shí)存在的上下管同時(shí)導(dǎo)通的情況，造成的直通電流；反之，當(dāng)上管從關(guān)閉轉(zhuǎn)入打開(kāi)、下管從打開(kāi)轉(zhuǎn)入關(guān)閉的情況，閾值自適應(yīng)控制器相應(yīng)發(fā)生作用消除臨界狀態(tài)，避免直通情況的發(fā)生。具體而言，該閾值自適應(yīng)控制器的上述效果可以由二極管器件實(shí)現(xiàn)。恰當(dāng)?shù)睦枚O管的正反向特性，控制場(chǎng)效應(yīng)管襯底電平，用襯底偏置效應(yīng)(或稱體效應(yīng)、背柵效應(yīng))改變場(chǎng)效應(yīng)管的開(kāi)啟閾值電壓，達(dá)到閾值自適應(yīng)的效果。如圖3所示，上管(P型場(chǎng)效應(yīng)管)的開(kāi)啟閾值電壓是負(fù)值，下管(N型場(chǎng)效應(yīng)管)的開(kāi)啟閾值電壓是正值，其絕對(duì)值越高，則使場(chǎng)效應(yīng)管導(dǎo)通需要的柵源間電壓絕對(duì)值就越高，就越不容易導(dǎo)通。假設(shè)場(chǎng)效應(yīng)管的源極電壓與襯底(背柵)電壓相等時(shí)，開(kāi)啟閾值電壓為VTH，當(dāng)上管的背柵電壓高于源極電壓時(shí)，其開(kāi)啟閾值電壓絕對(duì)值會(huì)高于VTH，當(dāng)上管的背柵電壓低于源極電壓時(shí)，其開(kāi)啟閾值電壓絕對(duì)值會(huì)低于VTH;當(dāng)下管的背柵電壓高于源極電壓時(shí)，其開(kāi)啟閾值電壓會(huì)小于VTH，當(dāng)下管的背柵電壓低于源極電壓時(shí)，其開(kāi)啟閾值電壓會(huì)高于VTH。圖3中，上管與下管接入的極性所有不同，上管的背柵接一個(gè)二極管的負(fù)極，此二極管的正極接入脈寬調(diào)制信號(hào)，下管的背柵接一個(gè)二極管的正極，此二極管的負(fù)極接入脈寬調(diào)制信號(hào)。以下分兩種狀態(tài)討論電路的工作情況。其中一種情形，當(dāng)進(jìn)入到上管打開(kāi)、下管關(guān)閉的工作狀態(tài)時(shí)，即脈寬調(diào)制信號(hào)由高電壓轉(zhuǎn)為低電壓的情況。對(duì)于上管，開(kāi)始由于二極管的正向?qū)ㄌ匦?，背柵電壓較源電壓會(huì)??；當(dāng)脈寬調(diào)制信號(hào)轉(zhuǎn)為低壓時(shí)，由于二極管的反向恢復(fù)特性，背柵電壓將逐漸升高。此過(guò)程中，開(kāi)啟閾值電壓經(jīng)歷從小于VTH、等于VTH、大于VTH的增大過(guò)程，而柵源電壓絕對(duì)值也是增大過(guò)程，結(jié)果是上管正常開(kāi)啟導(dǎo)通。對(duì)于下管，開(kāi)始由于二極管反向接入，由穩(wěn)壓特性決定了此時(shí)背柵電壓為負(fù)電壓，低于源極電壓，所以此時(shí)開(kāi)啟閾值電壓大于VTH;當(dāng)脈寬調(diào)制信號(hào)轉(zhuǎn)為低電壓時(shí)，由于二極管處于反向恢復(fù)狀態(tài)，故背柵電壓有一定提高，此時(shí)開(kāi)啟閾值稍小于VTH。柵源電壓翻轉(zhuǎn)減小的過(guò)程中，開(kāi)啟閾值電壓維持了較高的狀態(tài)，結(jié)果是下管在導(dǎo)通與關(guān)閉的臨界狀態(tài)時(shí)導(dǎo)通程度被抑制。最終，在上管順利導(dǎo)通的同時(shí)，下管導(dǎo)通被抑制，因此直通電流被有效抑制了。另一種情形，當(dāng)進(jìn)入到上管關(guān)閉、下管打開(kāi)的工作狀態(tài)時(shí)，即脈寬調(diào)制信號(hào)由低電壓轉(zhuǎn)為高電壓的情況。對(duì)于上管， 開(kāi)始由于二極管處于反向工作狀態(tài)，背柵電壓較高，高于源極電壓，SP開(kāi)啟閾值電壓大于VTH，當(dāng)脈寬調(diào)制信號(hào)轉(zhuǎn)為高電壓時(shí)，二極管轉(zhuǎn)為正向?qū)üぷ鳡顟B(tài)，背柵電壓逐漸轉(zhuǎn)低，開(kāi)啟閾值電壓也逐漸略小于VTH。在柵源電壓翻轉(zhuǎn)增大的過(guò)程中，開(kāi)啟閾值電壓維持了較高的狀態(tài)，結(jié)果是上管在導(dǎo)通與關(guān)閉的臨界狀態(tài)時(shí)導(dǎo)通程度被抑制。對(duì)于下管，開(kāi)始二極管幾乎不導(dǎo)通，背柵電壓略高于輸入的低電壓，開(kāi)啟閾值電壓略小于VTH，隨著脈寬調(diào)制信號(hào)轉(zhuǎn)為高電壓時(shí)，由于二極管的反向穩(wěn)壓特性，背柵電壓逐漸變?yōu)樨?fù)電壓，開(kāi)啟閾值電壓逐漸升高超過(guò)VTH，在柵源電壓翻轉(zhuǎn)增大的過(guò)程中，開(kāi)啟閾值電壓經(jīng)歷由小于VTH,等于VTH，大于VTH的增大過(guò)程，而柵源電壓也是增大過(guò)程，結(jié)果是下管正常開(kāi)啟導(dǎo)通。最終，在下管順利導(dǎo)通的同時(shí)，上管導(dǎo)通被抑制，因此直通電流被有效抑制了。綜合上述兩種情況，直通電流均被有效抑制，故上述二極管的結(jié)構(gòu)可以作為閾值自適應(yīng)控制器。在實(shí)際應(yīng)用中，該閾值自適應(yīng)控制器也可以由如圖4所示的多個(gè)二極管組合實(shí)現(xiàn)，并不限于前面所述之結(jié)構(gòu)。同時(shí)，閾值自適應(yīng)控制器還可以由其他電路實(shí)現(xiàn)。當(dāng)上管開(kāi)啟、下管關(guān)閉時(shí)，提高下管的開(kāi)啟閾值，即提高下管襯底電壓；當(dāng)下管開(kāi)啟、上管關(guān)閉時(shí)，提高上管的開(kāi)啟閾值，即降低上管的背柵電壓。上述功能的實(shí)現(xiàn)可由如圖5所示的，邊沿檢測(cè)裝置、二選一或多選一的選擇器組合實(shí)現(xiàn)。邊沿檢測(cè)裝置的作用是根據(jù)脈寬調(diào)制信號(hào)的上升沿和下降沿變化，判斷上下管處于開(kāi)啟與關(guān)閉的狀態(tài)；選擇器的作用是根據(jù)邊沿檢測(cè)裝置的結(jié)果決定上下管襯底的電壓的選擇，從而決定閾值的變化如果是上升沿，則上管選擇低壓提高開(kāi)啟閾值，下管選擇高壓降低開(kāi)啟閾值，如果是下降沿，則上管選擇高壓降低開(kāi)啟閾值，下管選擇高壓提高開(kāi)啟閾值。這樣，閾值變化的結(jié)果就極大的避免了上下管同時(shí)導(dǎo)通的情況，從而避免了直通現(xiàn)象。以上的電路結(jié)構(gòu)均可有效抑制D類(lèi)功放電路可能存在的直通電流(沖擊通過(guò)電流)，因而避免了現(xiàn)有技術(shù)中為避免直通電流而必須設(shè)置的死區(qū)時(shí)間，減小了由于設(shè)置死區(qū)時(shí)間造成的信號(hào)失真。采用了該實(shí)用新型的免除死區(qū)時(shí)間的數(shù)字音頻功率放大器電路結(jié)構(gòu)，其驅(qū)動(dòng)級(jí)電路為閾值自適應(yīng)驅(qū)動(dòng)級(jí)，該閾值自適應(yīng)驅(qū)動(dòng)級(jí)包括兩個(gè)場(chǎng)效應(yīng)晶體管，兩個(gè)場(chǎng)效應(yīng)晶體管的漏極為閾值自適應(yīng)驅(qū)動(dòng)級(jí)輸出端，閾值自適應(yīng)驅(qū)動(dòng)級(jí)輸出端連通所述的喇叭，該閾值自適應(yīng)驅(qū)動(dòng)級(jí)控制所述的兩個(gè)場(chǎng)效應(yīng)晶體管的導(dǎo)通閾值，并擇一導(dǎo)通所述的兩個(gè)場(chǎng)效應(yīng)晶體管。本實(shí)用新型的免除死區(qū)時(shí)間的數(shù)字音頻功率放大器電路結(jié)構(gòu)能夠通過(guò)調(diào)整場(chǎng)效應(yīng)晶體管襯底電壓與源極電壓的差控制場(chǎng)效應(yīng)晶體管的導(dǎo)通時(shí)間，從而保證兩個(gè)場(chǎng)效應(yīng)晶體管的擇一導(dǎo)通，有效抑制D類(lèi)功放電路可能存在的直通電流，降低直通導(dǎo)致電路損壞的風(fēng)險(xiǎn)，減小開(kāi)關(guān)功率損耗，同時(shí)避免現(xiàn)有技術(shù)中為直通電流而必須設(shè)置的死區(qū)時(shí)間，全部或者部分的消除死區(qū)時(shí)間，減小了由于設(shè)置死區(qū)時(shí)間造成的信號(hào)失真，從根本上消除設(shè)置的死區(qū)時(shí)間帶來(lái)的負(fù)面影響，且本實(shí)用新型的免除死區(qū)時(shí)間的數(shù)字音頻功率放大器電路結(jié)構(gòu)，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低廉，應(yīng)用范圍廣泛。在此說(shuō)明書(shū)中，本實(shí)用新型已參照其特定的實(shí)施例作了描述。但是，很顯然仍可以作出各種修改和變換而不背離本實(shí)用新型的精神和范圍。因此，說(shuō)明書(shū)和附圖應(yīng)被認(rèn)為是說(shuō)明性的而非限制性的 。
權(quán)利要求1.一種免除死區(qū)時(shí)間的數(shù)字音頻功率放大器電路結(jié)構(gòu)，所述的電路結(jié)構(gòu)包括脈寬調(diào)制器和驅(qū)動(dòng)級(jí)電路，所述的脈寬調(diào)制器的輸入端連接音頻信號(hào)和載波信號(hào)，所述的脈寬調(diào)制器的脈寬調(diào)制信號(hào)輸出端連接所述的驅(qū)動(dòng)級(jí)電路，所述的驅(qū)動(dòng)級(jí)電路的輸出端連接喇叭，其特征在于，所述的驅(qū)動(dòng)級(jí)電路為閾值自適應(yīng)驅(qū)動(dòng)級(jí)，所述的閾值自適應(yīng)驅(qū)動(dòng)級(jí)包括兩個(gè)場(chǎng)效應(yīng)晶體管，所述的兩個(gè)場(chǎng)效應(yīng)晶體管的漏極為閾值自適應(yīng)驅(qū)動(dòng)級(jí)輸出端，所述的閾值自適應(yīng)驅(qū)動(dòng)級(jí)輸出端連通所述的喇叭，所述的閾值自適應(yīng)驅(qū)動(dòng)級(jí)控制所述的兩個(gè)場(chǎng)效應(yīng)晶體管的導(dǎo)通閾值，并擇一導(dǎo)通所述的兩個(gè)場(chǎng)效應(yīng)晶體管。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的免除死區(qū)時(shí)間的數(shù)字音頻功率放大器電路結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述的閾值自適應(yīng)驅(qū)動(dòng)級(jí)包括P型場(chǎng)效應(yīng)晶體管、N型場(chǎng)效應(yīng)晶體管以及閾值自適應(yīng)控制器，所述的P型場(chǎng)效應(yīng)晶體管的柵極和N型場(chǎng)效應(yīng)晶體管的柵極均連接所述的脈寬調(diào)制信號(hào)，所述的P型場(chǎng)效應(yīng)晶體管的漏極和N型場(chǎng)效應(yīng)晶體管的漏極均連接所述的喇叭，所述的脈寬調(diào)制信號(hào)還通過(guò)所述的閾值自適應(yīng)控制器連接所述的P型場(chǎng)效應(yīng)晶體管的襯底以及N型場(chǎng)效應(yīng)晶體管襯底，用以調(diào)節(jié)所述的P型場(chǎng)效應(yīng)晶體管和N型場(chǎng)效應(yīng)晶體管的導(dǎo)通電壓，擇一導(dǎo)通所述的P型場(chǎng)效應(yīng)晶體管或N型場(chǎng)效應(yīng)晶體管的導(dǎo)通電壓。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的免除死區(qū)時(shí)間的數(shù)字音頻功率放大器電路結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述的閾值自適應(yīng)控制器為二極管組件。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的免除死區(qū)時(shí)間的數(shù)字音頻功率放大器電路結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述的閾值自適應(yīng)控制器為一個(gè)二極管，所述的脈寬調(diào)制信號(hào)通過(guò)一正向二極管連通所述的P型場(chǎng)效應(yīng)晶體管的襯底，并通過(guò)一反向二極管連通所述的N型場(chǎng)效應(yīng)晶體管的襯。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的免除死區(qū)時(shí)間的數(shù)字音頻功率放大器電路結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述的閾值自適應(yīng)控制器為兩個(gè)二極管串接的二極管組，所述的脈寬調(diào)制信號(hào)通過(guò)兩個(gè)陽(yáng)極對(duì)接的二極管組連通所述的P型場(chǎng)效應(yīng)晶體管的襯底，并通過(guò)兩個(gè)陰極對(duì)接的二極管組連通所述的N型場(chǎng)效應(yīng)晶體管的襯底。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的免除死區(qū)時(shí)間的數(shù)字音頻功率放大器電路結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述的閾值自適應(yīng)控制器包括串接的邊緣檢測(cè)電路和電壓選擇電路，所述的邊緣檢測(cè)電路的輸入端連接所述的脈寬調(diào)制信號(hào)，所述的電壓選擇電路的輸出端連接所述的P型場(chǎng)效應(yīng)晶體管的襯底以及N型場(chǎng)效應(yīng)晶體管襯底。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種免除死區(qū)時(shí)間的數(shù)字音頻功率放大器電路結(jié)構(gòu)，其包括脈寬調(diào)制器和驅(qū)動(dòng)級(jí)電路，該驅(qū)動(dòng)級(jí)電路為閾值自適應(yīng)驅(qū)動(dòng)級(jí)，閾值自適應(yīng)驅(qū)動(dòng)級(jí)包括兩個(gè)FET，兩個(gè)FET的漏極連通喇叭，閾值自適應(yīng)驅(qū)動(dòng)級(jí)控制兩個(gè)FET的導(dǎo)通閾值，并擇一導(dǎo)通兩個(gè)FET。采用本實(shí)用新型的免除死區(qū)時(shí)間的數(shù)字音頻功率放大器電路結(jié)構(gòu)能夠有效抑制D類(lèi)功放電路可能存在的直通電流，降低直通導(dǎo)致電路損壞的風(fēng)險(xiǎn)，減小開(kāi)關(guān)功率損耗，同時(shí)避免現(xiàn)有技術(shù)中為直通電流而必須設(shè)置的死區(qū)時(shí)間，減小了由于設(shè)置死區(qū)時(shí)間造成的信號(hào)失真，從根本上消除設(shè)置的死區(qū)時(shí)間帶來(lái)的負(fù)面影響，且本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低廉，應(yīng)用范圍廣泛。
文檔編號(hào)H03F1/30GK202385056SQ201120555400
公開(kāi)日2012年8月15日 申請(qǐng)日期2011年12月27日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月27日
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