專利名稱：應(yīng)用于d類音頻放大器中的雙閾值自動(dòng)增益控制電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于電子電路技術(shù)領(lǐng)域，涉及模擬集成電路，特別是一種用于D類音頻放大器中的可獲最佳增益的雙閾值自動(dòng)增益控制電路。
背景技術(shù)：
隨著人們對(duì)音頻功率放大器的深入研究和不斷開(kāi)發(fā)，工作于開(kāi)關(guān)模式的D類音頻放大器以效率高，信號(hào)失真小等優(yōu)點(diǎn)，逐漸替代了線性放大器，占領(lǐng)了音頻功放市場(chǎng)。與A類、B類和AB類等線性音頻功放不同，D類音頻放大器是一款工作于開(kāi)關(guān)模式的數(shù)字音頻放大器，將經(jīng)過(guò)積分放大器放大后的輸入音頻信號(hào)與載波信號(hào)進(jìn)行比較，完成模數(shù)轉(zhuǎn)換，得到一系列寬度不同的脈沖信號(hào)，完成音頻信號(hào)幅度信息向脈寬信息的轉(zhuǎn)化。該脈寬信息控制橋式負(fù)載電路工作，橋電路的輸出經(jīng)外部LC濾波器處理后完成了數(shù)模轉(zhuǎn)換，得到放大后的 音頻信號(hào)。但是，若由于某種原因，引起輸入音頻信號(hào)幅度過(guò)大或載波信號(hào)幅度變小，積分放大器的輸出經(jīng)模數(shù)轉(zhuǎn)換后會(huì)輸出直流信號(hào)。該直流信號(hào)控制橋式電路一直處于單向開(kāi)啟狀態(tài)，在橋電路和喇叭負(fù)載中產(chǎn)生較大的直流成分，對(duì)芯片和喇叭負(fù)載造成致命損傷。可見(jiàn)設(shè)計(jì)一款既能抑制該直流成分的產(chǎn)生，又能保證總體輸出功率水平的D類音頻放大器勢(shì)在必行。圖I給出了傳統(tǒng)的自動(dòng)增益控制電路控制電路，其輸入信號(hào)為音頻信號(hào)Vin，該輸入信號(hào)經(jīng)可編程放大器電路音頻信號(hào)的初步放大，輸出信號(hào)Vott ;該輸出信號(hào)Vtot即為D類音頻放大器中模數(shù)轉(zhuǎn)換器的一個(gè)輸入信號(hào)；輸出信號(hào)Vott也作為單閾值峰值檢測(cè)電路的一個(gè)輸入信號(hào)，單閾值峰值檢測(cè)電路的另一個(gè)輸入信號(hào)為閾值電平Vkef;單閾值峰值檢測(cè)電路的輸出連接增益控制模塊，作為其唯一輸入信號(hào)；增益控制模塊中的綜合單閾值峰值檢測(cè)電路輸出一系列增益選擇信號(hào)，控制可編程放大增益器進(jìn)行增益調(diào)節(jié)，同時(shí)輸出清零信號(hào)，清除單閾值峰值檢測(cè)電路檢測(cè)到的信息。圖2給出了當(dāng)輸入信號(hào)幅度過(guò)大時(shí)傳統(tǒng)的自動(dòng)增益控制電路的控制過(guò)程；當(dāng)輸出信號(hào)的最大幅度Vott MX>VKEF時(shí)，單閾值峰值檢測(cè)電路輸出為低電平信號(hào)，增益控制模塊中的綜合單閾值峰值檢測(cè)電路綜合該低電平信號(hào)輸出新的增益選擇信號(hào)，同時(shí)在完成增益調(diào)節(jié)后輸出一個(gè)低電平清零信號(hào)到單閾值峰值檢測(cè)模塊，清除單閾值峰值檢測(cè)電路所檢測(cè)的幅度信息；新的增益選擇信號(hào)控制可編程放大增益器在現(xiàn)有增益的基礎(chǔ)上降低一步增益；當(dāng)輸出信號(hào)的最大幅度VTOT—mx〈VKEF時(shí)，單閾值峰值檢測(cè)電路輸出為高電平信號(hào)，增益控制模塊中的綜合單閾值峰值檢測(cè)電路綜合該高電平信號(hào)輸出新的增益選擇信號(hào)，同時(shí)在完成增益調(diào)節(jié)后輸出一個(gè)低電平清零信號(hào)到單閾值峰值檢測(cè)模塊，清除單閾值峰值檢測(cè)電路所檢測(cè)的幅度信息；新的增益選擇信號(hào)控制可編程放大增益器在現(xiàn)有增益的基礎(chǔ)上增加一步增益。由于單閾值峰值檢測(cè)電路只有一個(gè)閾值電壓，這樣在增益調(diào)節(jié)過(guò)程中，當(dāng)可編程增益放大器的輸出最大幅度接近與閾值電平壓VREF時(shí)，難免會(huì)出現(xiàn)增益在臨界狀態(tài)來(lái)回調(diào)節(jié)即增益抖動(dòng)現(xiàn)象，引起信號(hào)失真，嚴(yán)重影響D類音頻放大器輸出的音頻質(zhì)量。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā) 明的目的在于針對(duì)現(xiàn)有的自動(dòng)增益控制電路的不足，提出一種應(yīng)用于D類音頻放大器中的雙閾值自動(dòng)增益控制電路，以消除增益調(diào)節(jié)過(guò)程中出現(xiàn)的增益抖動(dòng)現(xiàn)象，提高D類音頻放大器輸出的音頻質(zhì)量。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明包括用于對(duì)輸入音頻信號(hào)進(jìn)行初步放大的可編程增益放大器I，其特征在于還包括雙閾值產(chǎn)生電路2、雙閾值峰值檢測(cè)模塊3和反饋式增益控制模塊4 ；所述雙閾值產(chǎn)生電路2用于產(chǎn)生閾值電壓Vkefi和VKEF2，并連接到雙閾值峰值檢測(cè)模塊3，為其提供閾值電壓；所述雙閾值峰值檢測(cè)模塊3,設(shè)有7個(gè)輸入端u、e、f、g、h、k、s和I個(gè)輸出端m;其輸入端u與可編程增益放大器I的輸入的音頻信號(hào)Vtot相連，用于最大信號(hào)幅度的檢測(cè)；其輸入端e與D類音頻放大器內(nèi)部產(chǎn)生的時(shí)鐘信號(hào)CK相連；其輸入端f和輸入端g分別與雙閾值產(chǎn)生電路2輸入的閾值電壓Vkefi和Vkef2相連；其輸入端h、輸入端k和輸入端s分別與反饋式增益控制模塊4輸入的清零信號(hào)RSET、控制信號(hào)CTRLl和控制信號(hào)CTRL2相連；其輸出端m輸出鎖存信號(hào)PD，并連接到反饋式增益控制模塊4，為其提供幅度信息；所述反饋式增益控制模塊4,設(shè)有I個(gè)輸入端η, 4個(gè)輸出端o、p、q、z ;其輸入端η與雙閾值峰值檢測(cè)模塊3輸入的鎖存信號(hào)F1D相連；其輸出端O、輸出端P和輸出端q，分別輸出清零信號(hào)RSET、控制信號(hào)CTRLl和控制信號(hào)CTRL2，并連接到雙閾值峰值檢測(cè)模塊3 ；其輸出端z連接到可編程增益放大器I ;反饋式增益控制模塊4采用邏輯判決調(diào)節(jié)增益的方式輸出上調(diào)增益、下調(diào)增益和保持增益三類信號(hào)，并通過(guò)這三類信號(hào)控制可編程增益放大器1，以實(shí)現(xiàn)增益的自動(dòng)調(diào)節(jié)和消除增益的抖動(dòng)現(xiàn)象。 上述雙閾值自動(dòng)增益控制電路，其中雙閾值產(chǎn)生電路2，包括誤差放大器201，202、電流鏡電路203，204、晶體管Ml和電阻R0 R4 ；所述晶體管Ml的柵極與第一誤差放大器201的輸出端相連；其漏極與第一電流鏡電路203的第一端相連；其源極通過(guò)電阻RO與第二電流鏡電路204的第一端相連；所述第一誤差放大器201的同相輸入端連接D類音頻放大器內(nèi)部產(chǎn)生的共模電平V ，其反相輸入端連接到晶體管Ml和電阻RO的公共端；所述電阻Rl的一端與第一電流鏡電路203的第二端相連；電阻Rl的另一端串聯(lián)單組R2、R3和R4到第二電流鏡電路204的第二端；電阻Rl和R2的公共端作為雙閾值產(chǎn)生電路2的第一輸出端，輸出閾值電壓Vkefi ;電阻R2和R3的公共端作為雙閾值產(chǎn)生電路2的第二輸出端，輸出閾值電壓Vkef2 ；所述第二誤差放大器202的反相輸入端與自身的輸出端相連，構(gòu)成單位增益放大電路；其同相輸入端連接D類音頻放大器內(nèi)部產(chǎn)生的共模電平Vqi ;其輸出端與電阻R3和R4的公共端相連，用于確定閾值電壓Vkefi和Vkef2的共模水平。上述的雙閾值自動(dòng)增益控制電路，其中雙閾值峰值檢測(cè)模塊3，包括比較器301，302、二輸入或非門303，304，305和鎖存器306 ；所述第一比較器301的同相輸入端與第二比較器302的同相輸入端相連，作為雙閾值峰值檢測(cè)模塊3的輸入端U，連接可編程增益放大器I輸入的音頻信號(hào)Vtot ;第一比較器301的反相輸入端作為雙閾值峰值檢測(cè)模塊3的輸入端f，連接雙閾值產(chǎn)生電路2輸入的閾值電Svkefi ;其輸出端輸出比較信號(hào)ovi,并與二輸入或非門303的第二輸入端相連；所述第二比較器302的反相輸入端作為雙閾值峰值檢測(cè)模塊3的輸入端g，連接雙閾值產(chǎn)生電路2輸入的閾值電壓Vkef2 ;其輸出端輸出比較信號(hào)0V2，并與二輸入或非門304的第一輸入端相連；所述二輸入或非門303的第一輸入端作為雙閾值峰值檢測(cè)模塊3的輸入端k，連接反饋式增益控制模塊4輸入的控制信號(hào)CTRLl ;其輸出端連接到二輸入或非門305的第一輸入端；所述二輸入或非門304的第二輸入端作為雙閾值峰值檢測(cè)模塊3的輸入端S，連接反饋式增益控制模塊4輸入的控制信號(hào)CTRL2 ;其輸出端連接到二輸入或非門305的第二輸入端；所述鎖存器306的數(shù)據(jù)輸入端與二輸入或非門305的輸出端相連；其時(shí)鐘輸入端 作為雙閾值峰值檢測(cè)模塊3的輸入端e，連接D類音頻放大器內(nèi)部產(chǎn)生的時(shí)鐘信號(hào)CK，用于數(shù)據(jù)信息的采集；其清零端作為雙閾值峰值檢測(cè)模塊3的輸入端h，連接清零信號(hào)RST，用于數(shù)據(jù)信息的清除；其輸出端Q作為雙閾值峰值檢測(cè)模塊3的輸出端m，輸出鎖存信號(hào)H)，用于提供檢測(cè)到的幅值信息。上述的雙閾值自動(dòng)增益控制電路，其中反饋式增益控制模塊4，包括第一組合邏輯電路41，第二組合邏輯電路42和第三組合邏輯電路43 ；所述第一組合邏輯電路41,其第一輸入端與雙閾值峰值檢測(cè)模塊3輸入的鎖存信號(hào)ro相連；其第二輸入端與第二組合邏輯電路42輸入的清零信號(hào)RST2相連，用于其內(nèi)部計(jì)數(shù)器清零；其第三輸入端與D類音頻放大器內(nèi)部產(chǎn)生的時(shí)鐘信號(hào)CK相連，用于為其內(nèi)部計(jì)時(shí)器和計(jì)數(shù)器提供時(shí)鐘信號(hào)；該第一組合邏輯電路41共有5個(gè)輸出信號(hào)，分別為控制信號(hào)Tl、T3、TOB、清零信號(hào)RS Tl和增益選擇信號(hào)d23 d0 ;其中控制信號(hào)Tl、T3和清零信號(hào)RS Tl連接到第二組合邏輯電路42，用于產(chǎn)生清零信號(hào)RSET和清零信號(hào)RST2 ;輸出信號(hào)PDB連接到第三組合邏輯電路(43);增益選擇信號(hào)d(Td23作為反饋式增益控制模塊4的輸出端z的輸出信號(hào)；所述第二組合邏輯電路42，其第一輸入端、第二輸入端和第三輸入端分別與第一組合邏輯電路41輸入的控制信號(hào)T1、T3和清零信號(hào)RS Tl相連接；其第四輸入端和第五輸入端分別與第三組合邏輯電路43輸入的控制信號(hào)CTRLl和CTRL2相連；該第二組合邏輯電路42共有4個(gè)輸出信號(hào)，分別為清零信號(hào)RSET、RST2和控制信號(hào)A、B ;其中清零信號(hào)RSET作為反饋式增益控制模塊4輸出端ο的輸出信號(hào)；清零信號(hào)RST2連接到第一組合邏輯電路41 ;控制信號(hào)A和控制信號(hào)B均與第三組合邏輯電路43連接；所述第三組合邏輯電路43，其第一輸入端與雙閾值峰值檢測(cè)模塊3輸入的鎖存信號(hào)F1D相連；其第二輸入端和第三輸入端分別與第一組合邏輯電路41的輸入的鎖存信號(hào)F1D和清零信號(hào)RS Tl相連；其第四輸入端和第五輸入端分別與第二組合邏輯電路42輸入的控制信號(hào)A和控制信號(hào)B相連；該第三組合邏輯電路43共有2個(gè)輸出信號(hào)，分別為控制信號(hào)CTRLl和控制信號(hào)CTRL2 ;這兩個(gè)控制信號(hào)分別作為反饋式增益控制模塊4的輸出端p和輸出端q的輸出信號(hào)。上述的雙閾值自動(dòng)增益控制電路，其中第一組合邏輯電路41，包括非門501、三輸入或非門502，503、計(jì)時(shí)器504，505、二輸入或門506、可逆計(jì)數(shù)器507和5_32譯碼器508 ；所述非門501，其輸入端連接雙閾值峰值檢測(cè)模塊3輸入的鎖存信號(hào)H);其輸出端輸出控制信號(hào)PDB ；所述三輸入或非門502，其第一輸入端連接控制信號(hào)TOB ;其第二輸入端連接清零信號(hào)RSTl ;其第三輸入端連接第二組合邏輯電路42輸入的清零信號(hào)RST2 ;其輸出端與計(jì)時(shí)器504的第二輸入端相連,作為計(jì)時(shí)器504的使能信號(hào)；所述三輸入或非門503，其第一輸入端連接清零信號(hào)RSTl ;其第二輸入端連接第二組合邏輯電路42輸入的清零信號(hào)RST2 ;其第三輸入端連接雙閾值峰值檢測(cè)模塊3輸入的鎖存信號(hào)H);其輸出端與計(jì)時(shí)器505的第二輸入端相連，作為計(jì)時(shí)器505的使能信號(hào)；所述計(jì)時(shí)器504,其第一輸入端與外部時(shí)鐘信號(hào)CK相連；其第一輸出端輸出控制信號(hào)Tl ;其第二輸出端輸出控制信號(hào)T2,并與二輸入或門506的第一輸入端相連；
所述計(jì)時(shí)器505,其第一輸入端與外部時(shí)鐘信號(hào)CK相連；其第一輸出端輸出控制信號(hào)T4，并與二輸入或門506的第二輸入端相連；其第二輸出端輸出控制信號(hào)T3 ；所述二輸入或門506，其輸出端輸出清零信號(hào)RST1，并連接到可逆計(jì)數(shù)器507的第三輸入端，作為可逆計(jì)數(shù)器507的時(shí)鐘信號(hào)；所述可逆計(jì)數(shù)器507，其第一輸入端和第二輸入端分別與雙閾值峰值檢測(cè)模塊3輸入的鎖存信號(hào)ro和控制PDB相連，用于控制可逆計(jì)數(shù)器是處于加計(jì)數(shù)狀態(tài)還是減計(jì)數(shù)狀態(tài)；可逆計(jì)數(shù)器507輸出五位計(jì)數(shù)信號(hào)，作為5-32譯碼器508的數(shù)據(jù)輸入信號(hào)；所述5-32譯碼器508，其輸出24位增益選擇信號(hào)d23 d0，作為反饋式增益控制模塊4輸出端z的輸出信號(hào)，用于增益水平的選擇。上述的雙閾值自動(dòng)增益控制電路，其中第二組合邏輯電路42，包括二輸入與非門601，602，603和二輸入或非門604 ；所述二輸入與非門601,其第一輸入端連接第一組合邏輯電路41輸入的控制信號(hào)T3 ;其第二輸入端連接第三組合邏輯電路43輸入的控制信號(hào)CTRL2 ;其輸出端輸出信號(hào)A，并與二輸入與非門603的第一輸入端相連；所述二輸入與非門602,其第一輸入端連接第一組合邏輯電路41輸入的控制信號(hào)Tl，其第二輸入端連接第三組合邏輯電路43輸入的控制信號(hào)CTRLl ;其輸出端輸出信號(hào)B，并與二輸入與非門603的第二輸入端相連；所述二輸入與非門603的輸出端輸出清零信號(hào)RST2，并與二輸入或非門604的第二輸入端相連；所述二輸入或非門604，其第一輸入連接第一組合邏輯電路41輸入的清零信號(hào)RSTl ;其輸出端輸出清零信號(hào)RSET，作為反饋式增益控制模塊4輸出端O的輸出信號(hào)。上述的雙閾值自動(dòng)增益控制電路，其中第三組合邏輯電路43，包括二輸入與非門701，702、二輸入與門703，704和RS觸發(fā)器705 ；所述二輸入與非門701,其第一輸入端連接雙閾值峰值檢測(cè)模塊3輸入的鎖存信號(hào)F1D ;其第二輸入端與第一組合邏輯電路41輸入的清零信號(hào)RS Tl相連；其輸出端與二輸入與門703的第一輸入端相連；所述二輸入與門702,其第一輸入端和第二輸入端分別與第一組合邏輯電路41輸入的清零信號(hào)RSTl和控制信號(hào)PDB相連；其輸出端與二輸入與門704的第一輸入端相連；
所述二輸入與門703，其第二輸入端連接第二組合邏輯電路42輸入的控制信號(hào)A ；其輸出端與RS觸發(fā)器705的R端相連；所述二輸入與門704，其第二輸入端連接第二組合邏輯電路42輸入的控制信號(hào)B ;其輸出端與RS觸發(fā)器705的S端相連；所述RS觸發(fā)器705的兩個(gè)輸出端分別作為反饋式增益控制模塊4的輸出端p和輸出端q，并輸出控制信號(hào)CTRLl和CTRL2到控制雙閾值峰值檢測(cè)模塊3，用于控制雙閾值峰值檢測(cè)模塊3對(duì)峰值大小進(jìn)行循環(huán)檢測(cè)。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點(diǎn)(I)本發(fā)明由于添加了一個(gè)雙閾值峰值檢測(cè)模塊，通過(guò)將放大器的音頻輸出信號(hào)與雙閾值產(chǎn)生電路產(chǎn)生的閾值電壓Vkefi和Vkef2進(jìn)行比較，準(zhǔn)確的界定了音頻輸出信號(hào)的幅度水平。(2)本發(fā)明通過(guò)可編程增益放大器、雙閾值峰值檢測(cè)模塊和反饋式增益控制模塊構(gòu)成循環(huán)檢測(cè)環(huán)路，可動(dòng)態(tài)地檢測(cè)音頻信號(hào)的峰值大小，不僅實(shí)現(xiàn)了可編程增益放大器增益的準(zhǔn)確調(diào)節(jié)，而且避免了增益抖動(dòng)的產(chǎn)生，提高了音頻輸出的質(zhì)量。


圖I為傳統(tǒng)的自動(dòng)增益控制電路；圖2為傳統(tǒng)的自動(dòng)增益控制電路的輸出調(diào)節(jié)波形圖；圖3為本發(fā)明控制電路的結(jié)構(gòu)框圖；圖4為本發(fā)明中雙閾值產(chǎn)生電路的電路原理圖；圖5為本發(fā)明中雙閾值峰值檢測(cè)模塊的電路原理圖；圖6為本發(fā)明中反饋式增益控制模塊的結(jié)構(gòu)框圖；圖7為本發(fā)明中反饋式增益控制模塊的電路原理圖；圖8為本發(fā)明增益下調(diào)時(shí)的輸出波形圖；圖9為本發(fā)明增益上調(diào)時(shí)的輸出波形圖。
具體實(shí)施例方式以下結(jié)合附圖及其實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述。參照?qǐng)D3，本發(fā)明的雙閾值自動(dòng)增益控制電路，包括可編程增益放大器1，雙閾值產(chǎn)生電路2、雙閾值峰值檢測(cè)模塊3和反饋式增益控制模塊4 ；所述可編程增益放大器1，設(shè)有3個(gè)輸入端a、b、c和I個(gè)輸出端d ;其輸入端a連接外部音頻輸入信號(hào)Vin ;其輸入端b與反饋式增益控制模塊4相連；其輸入端c連接D類音頻放大器內(nèi)部產(chǎn)生的共模信號(hào)Vcm ;其輸出端d輸出放大后的音頻信號(hào)VOTT，并連接D類音頻放大器內(nèi)部的模數(shù)轉(zhuǎn)換器和雙閾值峰值檢測(cè)模塊3，用于完成模擬信號(hào)到數(shù)字信號(hào)的轉(zhuǎn)換和最大音頻輸出信號(hào)幅度的檢測(cè)；所述雙閾值產(chǎn)生電路2，其輸入端連接D類音頻放大器內(nèi)部產(chǎn)生的共模信號(hào)Vcm;其輸出端輸出閾值電壓Vkefi和VKEF2，并連接到雙閾值峰值檢測(cè)模塊3，為其提供閾值電壓；所述雙閾值峰值檢測(cè)模塊3,設(shè)有7個(gè)輸入端u、e、f、g、h、k、s和I個(gè)輸出端m;其輸入端u與可編程增益放大器I的輸入的音頻信號(hào)Vtot相連，用于最大信號(hào)幅度的檢測(cè)；其輸入端e與D類音頻放大器內(nèi)部產(chǎn)生的時(shí)鐘信號(hào)CK相連；其輸入端f和輸入端g分別與雙閾值產(chǎn)生電路2輸入的閾值電壓Vkefi和Vkef2相連；其輸入端h、輸入端k和輸入端s分別與反饋式增益控制模塊4輸入的清零信號(hào)RSET、控制信號(hào)CTRLl和控制信號(hào)CTRL2相連；其輸出端m輸出鎖存信號(hào)PD，并連接到反饋式增益控制模塊4，為其提供幅度信息；所述反饋式增益控制模塊4 ;設(shè)有I個(gè)輸入端n,4個(gè)輸出端o、p、q、z ;其輸入端η與雙閾值峰值檢測(cè)模塊3輸入的鎖存信號(hào)F1D相連；其輸出端O、輸出端P和輸出端q，分別輸出清零信號(hào)RSET、控制信號(hào)CTRLl和控制信號(hào)CTRL2，并連接到雙閾值峰值檢測(cè)模塊3 ；其輸出端z連接到可編程增益放大器I ;反饋式增益控制模塊4采用邏輯判決調(diào)節(jié)增益的方式輸出上調(diào)增益、下調(diào)增益和保持增益三類信號(hào)，并通過(guò)這三類信號(hào)控制可編程增益放大器1，以實(shí)現(xiàn)增益的自動(dòng)調(diào)節(jié)和消除增益的抖動(dòng)現(xiàn)象。本發(fā)明的雙閾值自動(dòng)增益控制電路根據(jù)不同需要設(shè)有以下三種不同工作狀態(tài)1)對(duì)于輸入音頻信號(hào)過(guò)大需要下調(diào)增益時(shí)的工作狀態(tài)，II)對(duì)于輸入音頻信號(hào)適中不需要調(diào)節(jié)增益時(shí)的工作狀態(tài)和III)對(duì)于輸入音頻信號(hào)過(guò)小需要上調(diào)節(jié)增益時(shí)的工作狀態(tài)；其具 體工作原理分別敘述如下I)對(duì)于輸入音頻信號(hào)過(guò)大需要下調(diào)增益時(shí)的工作狀態(tài)工作原理是當(dāng)可編程增益放大器I輸入的音頻信號(hào)滿足VTOT>VKEF1>VKEF2，且反饋式增益控制模塊4輸出的控制信號(hào)CTRLl=O, CTRL2=1時(shí)，雙閾值峰值檢測(cè)模塊3輸出的鎖存信號(hào)I3D=I ；反饋式增益控制模塊4內(nèi)部的可逆計(jì)數(shù)器處于加計(jì)數(shù)狀態(tài)，此時(shí)反饋式增益控制模塊4內(nèi)部計(jì)數(shù)器產(chǎn)生計(jì)數(shù)時(shí)鐘控制可逆計(jì)數(shù)器完成一次加計(jì)數(shù)，輸出增益選擇信號(hào)Cl23^lci控制可編程增益放大器I增益下調(diào)一步；同時(shí)，反饋式增益控制模塊4輸出清零信號(hào)RSET=O,清除雙閾值峰值檢測(cè)模塊3的鎖存信息，進(jìn)行新的幅度檢測(cè)過(guò)程，且反饋式增益控制模塊4輸出控制信號(hào)CTRLl=I, CTRL2=0，使得雙閾值峰值檢測(cè)模塊3輸出鎖存信號(hào)I3D=I ;反饋式增益控制模塊4內(nèi)部的可逆計(jì)數(shù)器處于加計(jì)數(shù)狀態(tài)，此時(shí)反饋式增益控制模塊4內(nèi)部的計(jì)數(shù)器沒(méi)有產(chǎn)生計(jì)數(shù)時(shí)鐘，故其輸出的增益選擇信號(hào)Cl23Mtl保持現(xiàn)有狀態(tài)，可編程增益放大器I的增益保持不變；同時(shí)，反饋式增益控制模塊4輸出清零信號(hào)RSET=O,清除雙閾值峰值檢測(cè)模塊3的鎖存信息，進(jìn)行新的幅度檢測(cè)過(guò)程，且反饋式增益控制模塊4輸出控制信號(hào)CTRLl=O, CTRL2=1。圖8給出了本發(fā)明增益下調(diào)時(shí)的輸出波形圖，從圖8可以看出，若可編程增益放大器I輸入的音頻信號(hào)Vout持續(xù)過(guò)大，即VOTT>VKEF1>VKEF2時(shí)，則上述過(guò)程循環(huán)，每循環(huán)一次，當(dāng)前增益值Gain_now下調(diào)一步，直到可編程增益放大器I輸入的音頻信號(hào)滿足νΕΕΡ >νουτ>νΕΕΡ2 循環(huán)停止，此時(shí)增益值為最佳增益值Gain_best。II)對(duì)于輸入音頻信號(hào)適中不需要調(diào)節(jié)增益時(shí)的工作狀態(tài)工作原理是當(dāng)可編程增益放大器I輸入的音頻信號(hào)滿足VKEF1>VOTT>VKEF2，且反饋式增益控制模塊4輸出的控制信號(hào)CTR L1=0,CTRL2=1時(shí)，雙閾值峰值檢測(cè)模塊3輸出的鎖存信號(hào)TO=O ；反饋式增益控制模塊4內(nèi)部的可逆計(jì)數(shù)器處于減計(jì)數(shù)狀態(tài)，此時(shí)反饋式增益控制模塊4內(nèi)部的計(jì)數(shù)器沒(méi)有產(chǎn)生計(jì)數(shù)時(shí)鐘，故其輸出的增益選擇信號(hào)Cl23^lci保持現(xiàn)有狀態(tài)，可編程增益放大器I的增益保持不變；同時(shí)，反饋式增益控制模塊4輸出清零信號(hào)RSET=O,清除雙閾值峰值檢測(cè)模塊3的鎖存信息，進(jìn)行新的幅度檢測(cè)過(guò)程，且反饋式增益控制模塊4輸出控制信號(hào)CTRLl=I, CTRL2=0,使得雙閾值峰值檢測(cè)模塊3輸出鎖存信號(hào)I3D=I ;反饋式增益控制模塊4內(nèi)部的可逆計(jì)數(shù)器處于加計(jì)數(shù)狀態(tài)，此時(shí)反饋式增益控制模塊4內(nèi)部的計(jì)數(shù)器也沒(méi)有產(chǎn)生計(jì)數(shù)時(shí)鐘，故其輸出的增益選擇信號(hào)Cl23Mtl保持現(xiàn)有狀態(tài)，可編程增益放大器I的增益依然保持不變；同時(shí)，反饋式增益控制模塊4輸出清零信號(hào)RSET=O,清除雙閾值峰值檢測(cè)模塊3的鎖存信息，進(jìn)行新的幅度檢測(cè)過(guò)程，且反饋式增益控制模塊4輸出控制信號(hào)CTRLl=O,CTRL2=1。若可編程增益放大器I輸入音頻信號(hào)持續(xù)適中，即VKEF1>VTOT>VKEF2，則上述過(guò)程循環(huán)，可編程增益放大器I的增益保持不變。III)對(duì)于輸入音頻信號(hào)過(guò)小需要上調(diào)節(jié)增益時(shí)的工作狀態(tài)的工作原理當(dāng)可編程增益放大器I輸入的音頻信號(hào)滿足VTOT〈VKEF1〈VKEF2，且反饋式增益控制模塊4輸出的控制信號(hào)CTRLl=O, CTRL2=1時(shí)，雙閾值峰值檢測(cè)模塊3輸出的鎖存信號(hào)TO=O ；反饋式增益控制模塊4內(nèi)部的可逆計(jì)數(shù)器處于減計(jì)數(shù)狀態(tài)，此時(shí)反饋式增益控制模塊4內(nèi)部的計(jì)數(shù)器沒(méi)有產(chǎn)生計(jì)數(shù)時(shí)鐘，故其輸出的增益選擇信號(hào)Cl23^lci保持現(xiàn)有狀態(tài)，可編程增益放大器I的增益保持不變；同時(shí)，反饋式增益控制模塊4輸出清零信號(hào)RSET=O,清除雙閾值峰值檢測(cè)模塊3的鎖存信息，進(jìn)行新的幅度檢測(cè)過(guò)程，且反饋式增益控制模塊4輸出控制信號(hào)CTRLl=I, CTRL2=0,使得雙閾值峰值檢測(cè)模塊3輸出鎖存信號(hào)I3D=O ;反饋式增益控 制模塊4內(nèi)部的可逆計(jì)數(shù)器處于減計(jì)數(shù)狀態(tài)，此時(shí)反饋式增益控制模塊4內(nèi)部計(jì)數(shù)器產(chǎn)生計(jì)數(shù)時(shí)鐘控制可逆計(jì)數(shù)器完成一次減計(jì)數(shù)，輸出增益選擇信號(hào)Cl23^lci控制可編程增益放大器I增益上調(diào)一步；同時(shí)，反饋式增益控制模塊4輸出清零信號(hào)RSET=O,清除雙閾值峰值檢測(cè)模塊3的鎖存信息，進(jìn)行新的幅度檢測(cè)過(guò)程，且反饋式增益控制模塊4輸出控制信號(hào)CTRLl=O, CTRL2=1。圖9給出了本發(fā)明增益上調(diào)時(shí)的輸出波形圖，從圖9可以看出，若可編程增益放大器I輸入的音頻信號(hào)Vout持續(xù)過(guò)小，即VOTT〈VKEF1〈VKEF2時(shí)，則上述過(guò)程循環(huán)，每循環(huán)一次，當(dāng)前增益值Gain_now上調(diào)一步，直到可編程增益放大器I輸入的音頻信號(hào)滿足νΕΕΡ >νουτ>νΕΕΡ2 循環(huán)停止，此時(shí)增益值為最佳增益值Gain_best。參照?qǐng)D4，本發(fā)明的雙閾值產(chǎn)生電路2，包括誤差放大器201、202，電流鏡電路203、204，晶體管Ml和電阻R0 R4 ；所述晶體管M1，其柵極與第一誤差放大器201的輸出端相連；其漏極與第一電流鏡電路203的第一端相連；其源極通過(guò)電阻RO與第二電流鏡電路204的第一端相連；所述第一誤差放大器201的同相輸入端連接D類音頻放大器內(nèi)部產(chǎn)生的共模電平Vcm,其反相輸入端連接到晶體管Ml和電阻RO的公共端，與晶體管Ml構(gòu)成負(fù)反饋，保證流過(guò)電阻RO的電流大小不變；所述電阻Rl的一端與第一電流鏡電路203的第二端相連，電阻Rl的另一端串聯(lián)單組電阻R2、R3和R4到第二電流鏡電路204的第二端，用于電阻分壓，產(chǎn)生閾值電壓；電阻Rl和R2的公共端作為雙閾值產(chǎn)生電路2的第一輸出端，輸出閾值電壓Vkefi ;電阻R2和R3的公共端作為雙閾值產(chǎn)生電路2的第二輸出端,輸出閾值電壓Vkef2 ；所述第二誤差放大器202的反相輸入端與自身的輸出端相連，構(gòu)成單位增益放大電路；其同相輸入端連接D類音頻放大器內(nèi)部產(chǎn)生的共模電平Vcm ;其輸出端與電阻R3和R4的公共端相連，保證電阻R3與R4的公共端電壓始終等于Vqi，從而確定閾值電壓Vkefi和Veef2的共模水平。參照?qǐng)D5，本發(fā)明的雙閾值峰值檢測(cè)模塊3，包括比較器301、302，二輸入或非門303,304,305 和鎖存器 306 ；所述第一比較器301的同相輸入端與第二比較器302的同相輸入端相連，作為雙閾值峰值檢測(cè)模塊3的輸入端U，連接可編程增益放大器I輸入的音頻信號(hào)Vtot ;第一比較器301的反相輸入端作為雙閾值峰值檢測(cè)模塊3的輸入端f，連接雙閾值產(chǎn)生電路2輸入的閾值電壓Vkefi ;其輸出端輸出比較信號(hào)OVl,并與二輸入或非門303的第二輸入端相連，用于檢測(cè)音頻信號(hào)Vtot是否超過(guò)閾值電壓Vkefi，以確定是否需要控制反饋式增益控制模塊4輸出調(diào)節(jié)增益信號(hào)；所述第二比較器302的反相輸入端作為雙閾值峰值檢測(cè)模塊3的輸入端g，連接雙閾值產(chǎn)生電路2輸入的閾值電壓Vkef2 ;其輸出端輸出比較信號(hào)0V2，并與二輸入或非門304的第一輸入端相連，用于檢測(cè)音頻信號(hào)Vtot是否超過(guò)閾值電壓VKEF2，以確定是否需要控制反饋式增益控制模塊4輸出調(diào)節(jié)增益信號(hào)；所述二輸入或非門303的第一輸入端作為雙閾值峰值檢測(cè)模塊3的輸入端k，連接反饋式增益控制模塊4輸入的控制信號(hào)CTRLl ;其輸出端連接到二輸入或非門305的第一輸入端；
所述二輸入或非門304的第二輸入端作為雙閾值峰值檢測(cè)模塊3的輸入端S，連接反饋式增益控制模塊4輸入的控制信號(hào)CTRL2 ;其輸出端連接到二輸入或非門305的第二輸入端；所述鎖存器306的數(shù)據(jù)輸入端與二輸入或非門305的輸出端相連；其時(shí)鐘輸入端作為雙閾值峰值檢測(cè)模塊3的輸入端e，連接D類音頻放大器內(nèi)部產(chǎn)生的時(shí)鐘信號(hào)CK，用于數(shù)據(jù)信息的采集；其清零端作為雙閾值峰值檢測(cè)模塊3的輸入端h，連接清零信號(hào)RST，用于數(shù)據(jù)信息的清除；其輸出端Q作為雙閾值峰值檢測(cè)模塊3的輸出端m，輸出鎖存信號(hào)H)，用于提供檢測(cè)到的幅值信息；當(dāng)可編程增益放大器I輸入的音頻信號(hào)VOTT>VKEF1>VKEF2，且反饋式增益控制模塊4輸出的控制信號(hào)CTRLl=O, CTRL2=1時(shí)，雙閾值峰值檢測(cè)模塊3輸出的鎖存信號(hào)I3D=I ;當(dāng)可編程增益放大器I輸入的音頻信號(hào)VTOT>VKEF1>VKEF2，且反饋式增益控制模塊4輸出的控制信號(hào)CTRLl=I, CTRL2=0時(shí)，雙閾值峰值檢測(cè)模塊3輸出的鎖存信號(hào)I3D=I ;當(dāng)可編程增益放大器I輸入的音頻信號(hào)VKEF1>VTOT>VKEF2，且反饋式增益控制模塊4輸出的控制信號(hào)CTRLl=O,CTRL2=1時(shí)，雙閾值峰值檢測(cè)模塊3輸出的鎖存信號(hào)I3D=O ;當(dāng)可編程增益放大器I輸入的音頻信號(hào)VKEF1>VTOT>VKEF2，且反饋式增益控制模塊4輸出的控制信號(hào)CTRLl=I, CTRL2=0時(shí)，雙閾值峰值檢測(cè)模塊3輸出的鎖存信號(hào)TO=I ;當(dāng)可編程增益放大器I輸入的音頻信號(hào)Vout<VEEF2<Veef1,且反饋式增益控制模塊4輸出的控制信號(hào)CTRLl=O, CTRL2=1時(shí)，雙閾值峰值檢測(cè)模塊3輸出的鎖存信號(hào)ro=o ;當(dāng)可編程增益放大器I輸入的音頻信號(hào)vTOT〈vKEF2〈vKEF1，且反饋式增益控制模塊4輸出的控制信號(hào)CTRLl=I, CTRL2=0時(shí)，雙閾值峰值檢測(cè)模塊3輸出的鎖存信號(hào)ro=0 ；參照?qǐng)D6和圖7，本發(fā)明中的反饋式增益控制模塊4，包括第一組合邏輯電路41，第二組合邏輯電路42和第三組合邏輯電路43 ；上述的第一組合邏輯電路41，包括非門501，三輸入或非門502、503，計(jì)時(shí)器504、505，二輸入或門506，可逆計(jì)數(shù)器507和5_32譯碼器508 ；所述非門501的輸入端連接雙閾值峰值檢測(cè)模塊3輸入的鎖存信號(hào)H);其輸出端輸出控制信號(hào)PDB ；所述三輸入或非門502的第一輸入端連接控制信號(hào)PDB ;其第二輸入端連接清零信號(hào)RSTl ;其第三輸入端連接第二組合邏輯電路42輸入的清零信號(hào)RST2 ;其輸出端與計(jì)時(shí)器504的第二輸入端相連,作為計(jì)時(shí)器504的使能信號(hào)；所述三輸入或非門503的第一輸入端連接清零信號(hào)RSTl ;其第二輸入端連接第二組合邏輯電路42輸入的清零信號(hào)RST2 ;其第三輸入端連接雙閾值峰值檢測(cè)模塊3輸入的鎖存信號(hào)H);其輸出端與計(jì)時(shí)器505的第二輸入端相連，作為計(jì)時(shí)器505的使能信號(hào)；所述計(jì)時(shí)器504的第一輸入端與外部時(shí)鐘信號(hào)CK相連；其第一輸出端輸出控制信號(hào)Tl ;其第二輸出端輸出控制信號(hào)T2,并與二輸入或門506的第一輸入端相連；所述計(jì)時(shí)器505的第一輸入端與外部時(shí)鐘信號(hào)CK相連；其第一輸出端輸出控制信號(hào)T4,并與二輸入或門506的第二輸入端相連；其第二輸出端輸出控制信號(hào)T3 ；所述二輸入或門506的輸出端輸出清零信號(hào)RST1，并連接到可逆計(jì)數(shù)器507的第三輸入端，作為可逆計(jì)數(shù)器507的時(shí)鐘信號(hào)；
所述可逆計(jì)數(shù)器507的第一輸入端和第二輸入端分別與雙閾值峰值檢測(cè)模塊3輸入的鎖存信號(hào)ro和控制PDB相連，用于控制可逆計(jì)數(shù)器是處于加計(jì)數(shù)狀態(tài)還是減計(jì)數(shù)狀態(tài)；可逆計(jì)數(shù)器507輸出五位計(jì)數(shù)信號(hào)，作為5-32譯碼器(508)的數(shù)據(jù)輸入信號(hào)；所述5-32譯碼器508輸出24位增益選擇信號(hào)d23 d0 (設(shè)計(jì)中只用5_32譯碼器的前24位輸出信號(hào))，并作為反饋式增益控制模塊4的輸出端z的輸出信號(hào)，用于增益水平的選擇。當(dāng)雙閾值峰值檢測(cè)模塊3輸出的鎖存信號(hào)ro=l，且第三邏輯組合電路43輸出控制信號(hào)CTRLl=O, CTRL2=1時(shí)，計(jì)時(shí)器505處于清零狀態(tài)，輸出T3=T4=0 ;由于PDB=0、RS Tl=O,RST2=0,故計(jì)數(shù)器504處于計(jì)時(shí)狀態(tài)；由于PD=1、PDB=O,故可逆計(jì)數(shù)器507處于加計(jì)數(shù)狀態(tài)；當(dāng)計(jì)時(shí)器504的輸出控制信號(hào)T2=l時(shí)，二輸入或門506輸出計(jì)數(shù)時(shí)鐘，觸發(fā)可逆計(jì)數(shù)器507完成一次加計(jì)數(shù)，5-32譯碼器508的輸出增益選擇信號(hào)(I23^lci，控制可編程增益放大器I增益下調(diào)一步；當(dāng)雙閾值峰值檢測(cè)模塊3輸出的鎖存信號(hào)Η)=1，且第三邏輯組合電路43輸出控制信號(hào)CTRLl=I, CTRL2=0時(shí)，計(jì)時(shí)器505處于清零狀態(tài)，輸出T3=T4=0 ;由于PDB=0、RS Tl=O,RST2=0,故計(jì)數(shù)器504處于計(jì)時(shí)狀態(tài)；由于PD=1、PDB=O,故可逆計(jì)數(shù)器507處于加計(jì)數(shù)狀態(tài)；當(dāng)計(jì)時(shí)器504的輸出控制信號(hào)Tl=I時(shí)，控制第二邏輯組合電路42和第三邏輯組合電路43輸出清零信號(hào)RST2，并完成控制信號(hào)CTRLl、CTRL2的狀態(tài)轉(zhuǎn)換，即CTRLl=O, CTRL2=I ;該清零信號(hào)RST2控制信號(hào)T2=0，二輸入或門506未輸出計(jì)數(shù)時(shí)鐘，可逆計(jì)數(shù)器507和5_32譯碼器508的輸出均保持不變，從而控制可編程增益放大器I增益不變；當(dāng)雙閾值峰值檢測(cè)模塊3輸出的鎖存信號(hào)ro=0，且第三邏輯組合電路43輸出控制信號(hào)CTRLl=O, CTRL2=1時(shí)，PDB=I,計(jì)時(shí)器504處于清零狀態(tài)，輸出T1=T2=0 ;由于RST1=0、RST2=0,故計(jì)數(shù)器505處于計(jì)時(shí)狀態(tài)；由于H)=0、I3DB=I，故可逆計(jì)數(shù)器507處于減計(jì)數(shù)狀態(tài)；當(dāng)計(jì)時(shí)器505的輸出控制信號(hào)T3=l時(shí)，控制第二邏輯組合電路42和第三邏輯組合電路43輸出清零信號(hào)RST2，并完成控制信號(hào)CTRLl、CTRL2的狀態(tài)轉(zhuǎn)換，即CTRLl=I, CTRL2=0 ;該清零信號(hào)RST2控制信號(hào)T4=0，二輸入或門506未輸出計(jì)數(shù)時(shí)鐘，可逆計(jì)數(shù)器507和5_32譯碼器508的輸出均保持不變，從而控制可編程增益放大器I增益不變；當(dāng)雙閾值峰值檢測(cè)模塊3輸出的鎖存信號(hào)ro=0，且第三邏輯組合電路43輸出控制信號(hào)CTRLl=I, CTRL2=0時(shí)，PDB=I,計(jì)時(shí)器504處于清零狀態(tài)，輸出T1=T2=0 ;由于RST1=0、RST2=0,故計(jì)數(shù)器505處于計(jì)時(shí)狀態(tài)；由于H)=0、I3DB=I，故可逆計(jì)數(shù)器507處于減計(jì)數(shù)狀態(tài)；當(dāng)計(jì)時(shí)器505的輸出控制信號(hào)T4=l時(shí)，二輸入或門506輸出計(jì)數(shù)時(shí)鐘，觸發(fā)可逆計(jì)數(shù)器507完成一次減計(jì)數(shù)，5-32譯碼器508的輸出增益選擇信號(hào)(I23^lci，控制可編程增益放大器I增益上調(diào)一步；上述第二組合邏輯電路42，包括二輸入與非門601、602、603和二輸入或非門604 ；所述二輸入與非門601的第一輸入端連接第一組合邏輯電路41輸入的控制信號(hào)Τ3 ;其第二輸入端連接第三組合邏輯電路43輸入的控制信號(hào)CTRL2 ;其輸出端輸出信號(hào)Α，并與二輸入與非門603的第一輸入端相連；所述二輸入與非門602的第一輸入端連接第一組合邏輯電路41輸入的控制信號(hào)Tl，其第二輸入端連接第三組合邏輯電路43輸入的控制信號(hào)CTRLl ;其輸出端輸出信號(hào)B，并與二輸入與非門603的第二輸入端相連；

所述二輸入與非門603的輸出端輸出清零信號(hào)RST2，并與二輸入或非門604的第二輸入端相連；所述二輸入或非門604的第一輸入連接第一組合邏輯電路41輸入的清零信號(hào)RSTl ;其輸出端輸出清零信號(hào)RSET，并作為反饋式增益控制模塊4輸出端O的輸出信號(hào)。該第二組合邏輯電路42共有4個(gè)輸出信號(hào)，分別為清零信號(hào)RSET、RST2和控制信號(hào)Α、B ;其中清零信號(hào)RSET作為反饋式增益控制模塊4輸出端ο的輸出信號(hào)，并連接到雙閾值峰值檢測(cè)模塊3，用于清除雙閾值峰值檢測(cè)模塊3的鎖存信息，進(jìn)行新的幅度檢測(cè)過(guò)程；清零信號(hào)RST2連接到第一組合邏輯電路41，作為第一組合邏輯電路41中計(jì)數(shù)器的清零信號(hào)；控制信號(hào)A和控制信號(hào)B均連接到第三組合邏輯電路43，控制第三組合邏輯電路43輸出控制信號(hào)進(jìn)行狀態(tài)轉(zhuǎn)換。上述的第三組合邏輯電路43，包括二輸入與非門701、702，二輸入與門703、704和RS觸發(fā)器705 ；所述二輸入與非門701的第一輸入端連接雙閾值峰值檢測(cè)模塊3輸入的鎖存信號(hào)PD ;其第二輸入端與第一組合邏輯電路41輸入的清零信號(hào)RSTl相連；其輸出端與二輸入與門703的第一輸入端相連；所述二輸入與門702的第一輸入端和第二輸入端分別與第一組合邏輯電路41輸入的清零信號(hào)RS Tl和控制信號(hào)PDB相連；其輸出端與二輸入與門704的第一輸入端相連；所述二輸入與門703的第二輸入端連接第二組合邏輯電路42輸入的控制信號(hào)A ；其輸出端與RS觸發(fā)器705的R端相連；所述二輸入與門704的第二輸入端連接第二組合邏輯電路42輸入的控制信號(hào)B ；其輸出端與RS觸發(fā)器705的S端相連；所述RS觸發(fā)器705的兩個(gè)輸出端分別作為反饋式增益控制模塊4的輸出端ρ和輸出端q，并輸出控制信號(hào)CTRLl和CTRL2到控制雙閾值峰值檢測(cè)模塊3，用于控制雙閾值峰值檢測(cè)模塊3對(duì)峰值大小進(jìn)行循環(huán)檢測(cè)。以上僅是本發(fā)明的一個(gè)最佳實(shí)例，不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的任何限制，顯然在本發(fā)明的構(gòu)思下，可以對(duì)其電路進(jìn)行不同的變更與改進(jìn)，但這些均在本發(fā)明的保護(hù)之列。
權(quán)利要求
1.一種應(yīng)用于D類音頻放大器中的雙閾值自動(dòng)增益控制電路，包括用于對(duì)輸入音頻信號(hào)進(jìn)行初步放大的可編程增益放大器(1)，其特征在于還包括雙閾值產(chǎn)生電路(2)、雙閾值峰值檢測(cè)模塊(3)和反饋式增益控制模塊(4)； 所述雙閾值產(chǎn)生電路(2)用于產(chǎn)生閾值電壓Vkefi和VKEF2，并連接到雙閾值峰值檢測(cè)模塊(3)，為其提供閾值電壓； 所述雙閾值峰值檢測(cè)模塊(3),設(shè)有7個(gè)輸入端U、e、f、g、h、k、s和I個(gè)輸出端m ;其輸入端u與可編程增益放大器(I)的輸入的音頻信號(hào)Vtot相連，用于最大信號(hào)幅度的檢測(cè)；其輸入端e與D類音頻放大器內(nèi)部產(chǎn)生的時(shí)鐘信號(hào)CK相連；其輸入端f和輸入端g分別與雙閾值產(chǎn)生電路(2)輸入的閾值電壓Vkefi和Vkef2相連；其輸入端h、輸入端k和輸入端s分別與反饋式增益控制模塊(4)輸入的清零信號(hào)RSET、控制信號(hào)CTRLl和控制信號(hào)CTRL2相連；其輸出端m輸出鎖存信號(hào)PD，并連接到反饋式增益控制模塊(4)，為其提供幅度信息； 所述反饋式增益控制模塊(4),設(shè)有I個(gè)輸入端η, 4個(gè)輸出端o、p、q、z ;其輸入端η與雙閾值峰值檢測(cè)模塊(3)輸入的鎖存信號(hào)F1D相連；其輸出端O、輸出端P和輸出端q，分別輸出清零信號(hào)RSET、控制信號(hào)CTRLl和控制信號(hào)CTRL2，并連接到雙閾值峰值檢測(cè)模塊(3);其輸出端z連接到可編程增益放大器(I);反饋式增益控制模塊(4)采用邏輯判決調(diào)節(jié)增益的方式輸出上調(diào)增益、下調(diào)增益和保持增益三類信號(hào)，并通過(guò)這三類信號(hào)控制可編程增益放大器(1)，以實(shí)現(xiàn)增益的自動(dòng)調(diào)節(jié)和消除增益的抖動(dòng)現(xiàn)象。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的雙閾值自動(dòng)增益控制電路，其特征在于雙閾值產(chǎn)生電路(2)，包括誤差放大器(201，202 )、電流鏡電路(203，204 )，晶體管Ml和電阻R0 R4 ； 所述晶體管Ml的柵極與第一誤差放大器(201)的輸出端相連；其漏極與第一電流鏡電路(203)的第一端相連；其源極通過(guò)電阻RO與第二電流鏡電路(204)的第一端相連； 所述第一誤差放大器(201)的同相輸入端連接D類音頻放大器內(nèi)部產(chǎn)生的共模電平V ，其反相輸入端連接到晶體管Ml和電阻RO的公共端； 所述電阻Rl的一端與第一電流鏡電路(203)的第二端相連；電阻Rl的另一端串聯(lián)單組R2、R3和R4到第二電流鏡電路(204)的第二端；電阻Rl和R2的公共端作為雙閾值產(chǎn)生電路(2)的第一輸出端，輸出閾值電壓Vkefi ;電阻R2和R3的公共端作為雙閾值產(chǎn)生電路(2)的第二輸出端,輸出閾值電壓Vkef2； 所述第二誤差放大器(202)的反相輸入端與自身的輸出端相連，構(gòu)成單位增益放大電路；其同相輸入端連接D類音頻放大器內(nèi)部產(chǎn)生的共模電平Vqi ;其輸出端與電阻R3和R4的公共端相連，用于確定閾值電壓Vkefi和Vkef2的共模水平。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的雙閾值自動(dòng)增益控制電路，其特征在于雙閾值峰值檢測(cè)模塊(3)，包括比較器(301，302)、二輸入或非門(303，304，305)和鎖存器(306)； 所述第一比較器(301)的同相輸入端與第二比較器(302)的同相輸入端相連，作為雙閾值峰值檢測(cè)模塊(3)的輸入端U，連接可編程增益放大器(I)輸入的音頻信號(hào)Vtot ;第一比較器(301)的反相輸入端作為雙閾值峰值檢測(cè)模塊(3 )的輸入端f，連接雙閾值產(chǎn)生電路(2)輸入的閾值電壓Vkefi ;其輸出端輸出比較信號(hào)OVl,并與二輸入或非門(303)的第二輸入端相連； 所述第二比較器(302)的反相輸入端作為雙閾值峰值檢測(cè)模塊(3)的輸入端g，連接雙閾值產(chǎn)生電路(2)輸入的閾值電壓Vkef2 ;其輸出端輸出比較信號(hào)0V2，并與二輸入或非門(304)的第一輸入端相連； 所述二輸入或非門(303 )的第一輸入端作為雙閾值峰值檢測(cè)模塊(3 )的輸入端k，連接反饋式增益控制模塊(4)輸入的控制信號(hào)CTRLl ;其輸出端連接到二輸入或非門(305)的第一輸入端； 所述二輸入或非門(304)的第二輸入端作為雙閾值峰值檢測(cè)模塊(3)的輸入端S，連接反饋式增益控制模塊(4)輸入的控制信號(hào)CTRL2 ;其輸出端連接到二輸入或非門(305)的第二輸入端； 所述鎖存器(306)的數(shù)據(jù)輸入端與二輸入或非門(305)的輸出端相連；其時(shí)鐘輸入端作為雙閾值峰值檢測(cè)模塊(3)的輸入端e，連接D類音頻放大器內(nèi)部產(chǎn)生的時(shí)鐘信號(hào)CK，用于數(shù)據(jù)信息的采集；其清零端作為雙閾值峰值檢測(cè)模塊(3)的輸入端h，連接清零信號(hào)RST，用于數(shù)據(jù)信息的清除；其輸出端Q作為雙閾值峰值檢測(cè)模塊(3)的輸出端m，輸出鎖存信號(hào)PD，用于提供檢測(cè)到的幅值信息。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的雙閾值自動(dòng)增益控制電路，其特征在于反饋式增益控制模塊(4),包括第一組合邏輯電路(41)，第二組合邏輯電路(42)和第三組合邏輯電路(43); 所述第一組合邏輯電路(41),其第一輸入端與雙閾值峰值檢測(cè)模塊(3)輸入的鎖存信號(hào)H)相連；其第二輸入端與第二組合邏輯電路(42)輸入的清零信號(hào)RST2相連，用于其內(nèi)部計(jì)數(shù)器清零；其第三輸入端與D類音頻放大器內(nèi)部產(chǎn)生的時(shí)鐘信號(hào)CK相連，用于為其內(nèi)部計(jì)時(shí)器和計(jì)數(shù)器提供時(shí)鐘信號(hào)；該第一組合邏輯電路(41)共有5個(gè)輸出信號(hào)，分別為控制信號(hào)Τ1、Τ3、Η)Β、清零信號(hào)RSTl和增益選擇信號(hào)d23 d0 ;其中控制信號(hào)T1、T3和清零信號(hào)RSTl連接到第二組合邏輯電路(42)，用于產(chǎn)生清零信號(hào)RSET和清零信號(hào)RST2 ;輸出信號(hào)PDB連接到第三組合邏輯電路(43);增益選擇信號(hào)d(Td23作為反饋式增益控制模塊(4)的輸出端z的輸出信號(hào)； 所述第二組合邏輯電路(42)，其第一輸入端、第二輸入端和第三輸入端分別與第一組合邏輯電路(41)輸入的控制信號(hào)T1、T3和清零信號(hào)RS Tl相連接；其第四輸入端和第五輸入端分別與第三組合邏輯電路(43)輸入的控制信號(hào)CTRLl和CTRL2相連；該第二組合邏輯電路(42)共有4個(gè)輸出信號(hào)，分別為清零信號(hào)RSET、RST2和控制信號(hào)Α、B ;其中清零信號(hào)RSET作為反饋式增益控制模塊(4)輸出端ο的輸出信號(hào)；清零信號(hào)RST2連接到第一組合邏輯電路(41);控制信號(hào)A和控制信號(hào)B均與第三組合邏輯電路(43)連接； 所述第三組合邏輯電路(43)，其第一輸入端與雙閾值峰值檢測(cè)模塊(3)輸入的鎖存信號(hào)F1D相連；其第二輸入端和第三輸入端分別與第一組合邏輯電路(41)的輸入的鎖存信號(hào)PD和清零信號(hào)RSTl相連；其第四輸入端和第五輸入端分別與第二組合邏輯電路(42)輸入的控制信號(hào)A和控制信號(hào)B相連；該第三組合邏輯電路(43)共有2個(gè)輸出信號(hào)，分別為控制信號(hào)CTRLl和控制信號(hào)CTRL2;這兩個(gè)控制信號(hào)分別作為反饋式增益控制模塊(4)的輸出端P和輸出端q的輸出信號(hào)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的雙閾值自動(dòng)增益控制電路，其特征在于所述的第一組合邏輯電路(41)，包括非門(501)、三輸入或非門(502，503)、計(jì)時(shí)器(504，505)、二輸入或門(506)、可逆計(jì)數(shù)器(507)和5-32譯碼器(508)； 所述非門(501)，其輸入端連接雙閾值峰值檢測(cè)模塊(3)輸入的鎖存信號(hào)H);其輸出端輸出控制信號(hào)PDB ；所述三輸入或非門(502)，其第一輸入端連接控制信號(hào)PDB ;其第二輸入端連接清零信號(hào)RS Tl ;其第三輸入端連接第二組合邏輯電路(42)輸入的清零信號(hào)RST2 ;其輸出端與計(jì)時(shí)器(504)的第二輸入端相連,作為計(jì)時(shí)器(504)的使能信號(hào)； 所述三輸入或非門(503)，其第一輸入端連接清零信號(hào)RS Tl ;其第二輸入端連接第二組合邏輯電路(42)輸入的清零信號(hào)RST2 ;其第三輸入端連接雙閾值峰值檢測(cè)模塊(3)輸入的鎖存信號(hào)H);其輸出端與計(jì)時(shí)器(505)的第二輸入端相連，作為計(jì)時(shí)器(505)的使能信號(hào); 所述計(jì)時(shí)器(504)，其第一輸入端與外部時(shí)鐘信號(hào)CK相連；其第一輸出端輸出控制信號(hào)Tl ;其第二輸出端輸出控制信號(hào)T2,并與二輸入或門(506)的第一輸入端相連； 所述計(jì)時(shí)器(505)，其第一輸入端與外部時(shí)鐘信號(hào)CK相連；其第一輸出端輸出控制信號(hào)T4,并與二輸入或門(506)的第二輸入端相連；其第二輸出端輸出控制信號(hào)T3 ； 所述二輸入或門(506 )，其輸出端輸出清零信號(hào)RSTl，并連接到可逆計(jì)數(shù)器(507 )的第三輸入端，作為可逆計(jì)數(shù)器(507)的時(shí)鐘信號(hào)； 所述可逆計(jì)數(shù)器(507)，其第一輸入端和第二輸入端分別與雙閾值峰值檢測(cè)模塊(3)輸入的鎖存信號(hào)H)和控制PDB相連，用于控制可逆計(jì)數(shù)器是處于加計(jì)數(shù)狀態(tài)還是減計(jì)數(shù)狀態(tài)；可逆計(jì)數(shù)器(507)輸出五位計(jì)數(shù)信號(hào)，作為5-32譯碼器(508)的數(shù)據(jù)輸入信號(hào)； 所述5-32譯碼器(508)，其輸出24位增益選擇信號(hào)d23 d0，作為反饋式增益控制模塊(4)輸出端z的輸出信號(hào)，用于增益水平的選擇。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的雙閾值自動(dòng)增益控制電路，其特征在于所述的第二組合邏輯電路(42)，包括二輸入與非門(601，602，603)和二輸入或非門(604)； 所述二輸入與非門(601)，其第一輸入端連接第一組合邏輯電路(41)輸入的控制信號(hào)T3 ;其第二輸入端連接第三組合邏輯電路(43)輸入的控制信號(hào)CTRL2 ;其輸出端輸出信號(hào)A,并與二輸入與非門(603)的第一輸入端相連； 所述二輸入與非門(602)，其第一輸入端連接第一組合邏輯電路(41)輸入的控制信號(hào)Tl，其第二輸入端連接第三組合邏輯電路(43)輸入的控制信號(hào)CTRLl ;其輸出端輸出信號(hào)B,并與二輸入與非門(603)的第二輸入端相連； 所述二輸入與非門(603)的輸出端輸出清零信號(hào)RST2，并與二輸入或非門(604)的第二輸入端相連； 所述二輸入或非門(604)，其第一輸入連接第一組合邏輯電路(41)輸入的清零信號(hào)RSTl ;其輸出端輸出清零信號(hào)RSET，作為反饋式增益控制模塊(4)輸出端ο的輸出信號(hào)。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的雙閾值自動(dòng)增益控制電路，其特征在于所述的第三組合邏輯電路(43)，包括二輸入與非門(701，702)、二輸入與門(703，704)和RS觸發(fā)器(705)； 所述二輸入與非門(701),其第一輸入端連接雙閾值峰值檢測(cè)模塊(3)輸入的鎖存信號(hào)ro ;其第二輸入端與第一組合邏輯電路(41)輸入的清零信號(hào)RSTl相連；其輸出端與二輸入與門(703)的第一輸入端相連； 所述二輸入與門(702),其第一輸入端和第二輸入端分別與第一組合邏輯電路(41)輸入的清零信號(hào)RS Tl和控制信號(hào)PDB相連；其輸出端與二輸入與門(704)的第一輸入端相連； 所述二輸入與門(703 )，其第二輸入端連接第二組合邏輯電路(42 )輸入的控制信號(hào)A ；其輸出端與RS觸發(fā)器(705)的R端相連； 所述二輸入與門(704)，其第二輸入端連接第二組合邏輯電路(42)輸入的控制信號(hào)B ；其輸出端與RS觸發(fā)器(705)的S端相連； 所述RS觸發(fā)器(705)的兩個(gè)輸出端分別作為反饋式增益控制模塊(4)的輸出端P和輸出端q，并輸出控制信號(hào)CTRLl和CTRL2到控制雙閾值峰值檢測(cè)模塊(3)，用于控制雙閾值峰值檢測(cè)模塊(3)對(duì)峰值大小進(jìn)行循環(huán)檢測(cè)。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種應(yīng)用于D類音頻放大器中的雙閾值自動(dòng)增益控制電路，主要解決現(xiàn)有單閾值峰值檢測(cè)出現(xiàn)的增益抖動(dòng)現(xiàn)象和輸出音頻質(zhì)量不高的問(wèn)題。該控制電路包括可編程增益放大器(1)、雙閾值產(chǎn)生電路(2)、雙閾值峰值檢測(cè)模塊(3)和反饋式增益控制模塊(4)；雙閾值峰值檢測(cè)模塊將經(jīng)可編程增益放大器初步放大的音頻信號(hào)與雙閾值產(chǎn)生電路產(chǎn)生的閾值信號(hào)進(jìn)行比較，輸出鎖存信號(hào)PD；該鎖存信號(hào)控制反饋式增益控制模塊進(jìn)行邏輯判決，輸出增益選擇信號(hào)d23~d0；該增益選擇信號(hào)控制可編程增益放大器根據(jù)需要上調(diào)增益、下調(diào)增益或保持增益。本發(fā)明有效地提高了音頻輸出的質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)了增益的準(zhǔn)確調(diào)節(jié)，而且避免了增益抖動(dòng)的產(chǎn)生。
文檔編號(hào)H03G3/20GK102820863SQ20121033327
公開(kāi)日2012年12月12日 申請(qǐng)日期2012年9月10日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月10日
發(fā)明者來(lái)新泉, 葉強(qiáng), 邵麗麗, 張震, 章華 申請(qǐng)人:西安啟芯微電子有限公司