本發(fā)明涉及電子技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種音頻功率放大系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

便攜式電子產(chǎn)品如筆記本電腦、移動(dòng)電話、智能手機(jī)等系統(tǒng)中的音頻系統(tǒng)中常常配置功率放大器來(lái)驅(qū)動(dòng)揚(yáng)聲器及耳機(jī)等負(fù)載，為了提高輸出功率，用于驅(qū)動(dòng)耳機(jī)的功率放大器最好采用正負(fù)電源供電，以使得同樣負(fù)載條件下輸出功率大大提高，現(xiàn)有技術(shù)的音頻驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)參照?qǐng)D1，功率放大器1分別連接正電源電壓VDD和負(fù)電源電壓CPVSS，用于輸出驅(qū)動(dòng)信號(hào)Vout以驅(qū)動(dòng)負(fù)載R1，負(fù)電源電壓CPVSS采用負(fù)電荷泵2提供，負(fù)電荷泵2的輸出端和接地端之間連接一輸出電容C0，于一組開關(guān)控制信號(hào)作用下實(shí)現(xiàn)開關(guān)器件陣列組合導(dǎo)通或關(guān)斷以交替充電和放電進(jìn)而得到一負(fù)電源電壓CPVSS，負(fù)電源電壓CPVSS與接地端之間連接濾波電容C1，然而負(fù)電荷泵2的引入，增加了音頻系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)成本，并且不符合便攜式電子產(chǎn)品低功耗和高集成度的發(fā)展趨勢(shì)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于，提供一種復(fù)用的音頻功率放大系統(tǒng)，解決以上技術(shù) 問(wèn)題；

本發(fā)明所解決的技術(shù)問(wèn)題可以采用以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)：

復(fù)用的音頻功率放大系統(tǒng)，其中，包括，

第一功率放大單元，連接一正電源電壓和一負(fù)電源電壓，于所述正電源電壓和所述負(fù)電源電壓的作用下輸出一耳機(jī)驅(qū)動(dòng)信號(hào)；所述負(fù)電源電壓和接地端之間連接一第一電容；

負(fù)電壓產(chǎn)生電路，用于產(chǎn)生所述負(fù)電源電壓，包括，

一第二功率放大單元，可控制地導(dǎo)通所述正電源電壓和一第一輸出端或?qū)ㄋ龅谝惠敵龆伺c接地端；

一第三功率放大單元，可控制地導(dǎo)通一第二輸出端和接地端或斷開所述第二輸出端和接地端；

一第二電容，連接于所述第一輸出端和所述第二輸出端之間；

一開關(guān)器件可控制地導(dǎo)通所述第二輸出端與所述負(fù)電源電壓之間的連接或斷開所述第二輸出端與所述負(fù)電源電壓之間的連接；

所述負(fù)電壓產(chǎn)生電路可切換地控制所述正電源電壓向所述第二電容充電以及自所述第二電容向所述第一電容放電。

本發(fā)明的音頻功率放大系統(tǒng)，所述第一功率放大單元為G類功率放大器。

本發(fā)明的音頻功率放大系統(tǒng)，所述第二功率放大單元包括，

第二功率控制單元，用于產(chǎn)生第一組控制信號(hào)；

第一功率管，于所述第二功率控制單元的作用下可控制地連接于所述正電源電壓和所述第一輸出端之間；

第二功率管，于所述第二功率控制單元的作用下可控制地連接于所述第 一輸出端和接地端之間。

本發(fā)明的音頻功率放大系統(tǒng)，所述第三功率放大單元包括，

第三功率控制單元，用于產(chǎn)生第二組控制信號(hào)；

第三功率管，于所述第三功率控制單元的作用下可控制地連接于所述正電源電壓和所述第二輸出端之間；

所述開關(guān)器件的控制端與所述第三功率控制單元連接。

本發(fā)明的音頻功率放大系統(tǒng)，所述第二功率控制單元包括，

誤差放大單元，比較一輸入信號(hào)和一參考電壓信號(hào)，用于產(chǎn)生一誤差放大信號(hào)；

比較器，用于對(duì)所述誤差放大信號(hào)和一三角波產(chǎn)生電路產(chǎn)生的三角波信號(hào)進(jìn)行比較產(chǎn)生一比較信號(hào)；

控制單元，依據(jù)所述比較信號(hào)產(chǎn)生開關(guān)控制信號(hào)。

本發(fā)明的音頻功率放大系統(tǒng)，所述誤差放大單元包括，

運(yùn)算放大器，其同相輸入端連接所述參考電壓信號(hào)，其反相輸入端通過(guò)一第一電阻與所述輸入信號(hào)連接；所述反相輸入端和輸出端之間連接一第三電容。

本發(fā)明的音頻功率放大系統(tǒng)，所述運(yùn)算放大器包括，

第一NMOS管，其柵極與一第一輸入信號(hào)連接，漏極連接一第一交匯結(jié)點(diǎn)，源極連接一第二交匯結(jié)點(diǎn)；

第二NMOS管，其柵極與第二輸入信號(hào)連接，漏極連接輸出端，源極連接第二交匯結(jié)點(diǎn)；

第一PMOS管，其源極與工作電壓連接，漏極與第一交匯結(jié)點(diǎn)連接，柵 極與第一交匯結(jié)點(diǎn)連接；

第二PMOS管，其源極與工作電壓連接，漏極與輸出端連接，柵極與第一PMOS管的柵極連接；

第三NMOS管，其柵極連接一偏置電壓，源極接第二工作電壓，漏極連接第二交匯結(jié)點(diǎn)。

本發(fā)明的音頻功率放大系統(tǒng)，所述第二功率放大單元采用D類功率放大器。

本發(fā)明的音頻功率放大系統(tǒng)，所述第三功率控制單元與所述第二功率控制單元具有相同的電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。

本發(fā)明還提供一種便攜式電子設(shè)備，包括上述的復(fù)用的音頻功率放大系統(tǒng)。

有益效果：由于采用以上技術(shù)方案，本發(fā)明通過(guò)采用功率放大單元及外接簡(jiǎn)單元器件構(gòu)成一負(fù)電壓產(chǎn)生電路，以代替負(fù)電荷泵，可以節(jié)省系統(tǒng)成本并提高系統(tǒng)集成度。

附圖說(shuō)明

圖1為現(xiàn)有技術(shù)的用于驅(qū)動(dòng)耳機(jī)的功率放大系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖；

圖2為本發(fā)明的復(fù)用的音頻功率放大系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖；

圖3為本發(fā)明的系統(tǒng)向電容C2充電的電流流向示意圖(參見黑色線條)；

圖4為本發(fā)明的系統(tǒng)向電容C1放電的電流流向示意圖(參見黑色線條)；

圖5為本發(fā)明的第二功率控制單元或第三功率控制單元的電路結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6為本發(fā)明的運(yùn)算放大器的電路結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本發(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

需要說(shuō)明的是，在不沖突的情況下，本發(fā)明中的實(shí)施例及實(shí)施例中的特征可以相互組合。

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明，但不作為本發(fā)明的限定。

參照?qǐng)D2，復(fù)用的音頻功率放大系統(tǒng)，其中，包括，

第一功率放大單元11，連接一正電源電壓VDD和一負(fù)電源電壓CPVSS，于正電源電壓VDD和負(fù)電源電壓CPVSS的作用下輸出一耳機(jī)驅(qū)動(dòng)信號(hào)Vout；負(fù)電源電壓CPVSS和接地端GND之間連接一第一電容C1；

負(fù)電壓產(chǎn)生電路，用于產(chǎn)生負(fù)電源電壓CPVSS，包括，

一第二功率放大單元，可控制地連通正電源電壓VDD和一第一輸出端Vout1或連通第一輸出端Vout1與接地端GND；

一第三功率放大單元，可控制地導(dǎo)通一第二輸出端Vout2和接地端GND或斷開第二輸出端Vout2和接地端GND；

一第二電容C2，連接于第一輸出端Vout1和第二輸出端Vout2之間；

一開關(guān)器件可控制地導(dǎo)通第二輸出端Vout2與負(fù)電源電壓CPVSS之 間的連接或斷開第二輸出端Vout2與負(fù)電源電壓CPVSS之間的連接；

負(fù)電壓產(chǎn)生電路可切換地控制自正電源電壓VDD向第二電容C2充電以及自第二電容C2向第一電容C1放電。

在便攜式電子設(shè)備的音頻系統(tǒng)中，除了包含提供驅(qū)動(dòng)耳機(jī)的功率放大電路，還包括驅(qū)動(dòng)揚(yáng)聲器的功率放大電路，本發(fā)明創(chuàng)新性地采用驅(qū)動(dòng)揚(yáng)聲器的功率放大單元及外接簡(jiǎn)單元器件構(gòu)成一負(fù)電壓產(chǎn)生電路，以代替負(fù)電荷泵作為驅(qū)動(dòng)耳機(jī)的功率放大電路的負(fù)電源電壓，可以節(jié)省系統(tǒng)成本并提高系統(tǒng)集成度。

本發(fā)明的復(fù)用的音頻功率放大系統(tǒng)，第一功率放大單元11可以為G類功率放大器。被放置在數(shù)模轉(zhuǎn)換芯片和音頻輸出芯片的輸出端，G類功率放大器通過(guò)調(diào)節(jié)正電源電壓VDD和負(fù)電源電壓CPVSS，優(yōu)化放大器的供電，為輸入信號(hào)提供足夠的動(dòng)態(tài)余量以避免失真；還可以采用其他拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如D類功率放大器或AB類功率放大器實(shí)現(xiàn)。

本發(fā)明的復(fù)用的音頻功率放大系統(tǒng)，第二功率放大單元可以包括，

第二功率控制單元12，用于產(chǎn)生第一組控制信號(hào)；

第一功率管Mp1，于第二功率控制單元12的作用下可控制地連接于正電源電壓VDD和第一輸出端Vout1之間；

第二功率管Mn1，于第二功率控制單元12的作用下可控制地連接于第一輸出端Vout1和接地端GND之間。

本發(fā)明的復(fù)用的音頻功率放大系統(tǒng)，第三功率放大單元可以包括，

第三功率控制單元13，用于產(chǎn)生第二組控制信號(hào)；

第三功率管Mn2，于第三功率控制單元13的作用下可控制地連接于正 電源電壓VDD和第二輸出端Vout2之間；

開關(guān)器件的控制端也與第三功率控制單元13連接。開關(guān)器件可以采用一N溝道MOS管Mn3，其柵極與第三功率控制單元13連接，源極連接負(fù)電源電壓CPVSS，漏極連接第二輸出端Vout2。

現(xiàn)有技術(shù)中，第一輸出端Vout1輸出的信號(hào)和第二輸出端Vout2輸出的信號(hào)可分別用于驅(qū)動(dòng)一揚(yáng)聲器，本發(fā)明通過(guò)改變兩個(gè)功率放大單元的連接關(guān)系，再結(jié)合簡(jiǎn)單的元器件產(chǎn)生負(fù)電源電壓，可節(jié)約成本并便于實(shí)施。

本發(fā)明的復(fù)用的音頻功率放大系統(tǒng)，參照?qǐng)D5，第二功率控制單元可以包括，誤差放大單元，比較一輸入信號(hào)Vin和一參考電壓信號(hào)Vref，用于產(chǎn)生一誤差放大信號(hào)；

比較器112，用于對(duì)誤差放大信號(hào)和一三角波產(chǎn)生電路114產(chǎn)生的三角波信號(hào)進(jìn)行比較產(chǎn)生一比較信號(hào)；

驅(qū)動(dòng)單元111，依據(jù)比較信號(hào)產(chǎn)生開關(guān)控制信號(hào)。

本發(fā)明的復(fù)用的音頻功率放大系統(tǒng)，誤差放大單元可以包括，

運(yùn)算放大器113，其同相輸入端連接參考電壓信號(hào)Vref，其反相輸入端通過(guò)一第一電阻R2與輸入信號(hào)Vin連接；反相輸入端和輸出端之間連接一第三電容C。還包括一電壓反饋信號(hào)，與運(yùn)算放大器的反相輸入端連接，電壓反饋信號(hào)采樣自功率放大單元的輸出端。該電壓反饋信號(hào)可以通過(guò)分壓電阻R3產(chǎn)生。

本發(fā)明的復(fù)用的音頻功率放大系統(tǒng)，參照?qǐng)D6，運(yùn)算放大器可以包括，

第一NMOS管Mn11，其柵極與第一輸入信號(hào)Vi1連接，漏極連接一第一交匯結(jié)點(diǎn)Lx1，源極連接一第二交匯結(jié)點(diǎn)Lx2；

第二NMOS管Mn12，其柵極與第二輸入信號(hào)Vi2連接，漏極連接輸出端，源極連接第二交匯結(jié)點(diǎn)Lx2；

第一PMOS管Mp11，其源極與工作電壓VDD連接，漏極與第一交匯結(jié)點(diǎn)Lx1連接，柵極與第一交匯結(jié)點(diǎn)Lx1連接；

第二PMOS管Mp12，其源極與工作電壓連接，漏極與輸出端Veaout連接，柵極與第一PMOS管Mp11的柵極連接；

第三NMOS管Mn13，其柵極連接一偏置電壓Vbias，源極接第二工作電壓VSS，漏極連接第二交匯結(jié)點(diǎn)Lx2。

本發(fā)明的復(fù)用的音頻功率放大系統(tǒng)，第二功率放大單元可以采用D類功率放大器。D類功率放大器通過(guò)脈沖寬度調(diào)制間斷地轉(zhuǎn)換功率管導(dǎo)通與截止?fàn)顟B(tài)，具有體積小，效率高等優(yōu)點(diǎn)。

本發(fā)明的復(fù)用的音頻功率放大系統(tǒng)，第三功率控制單元與第二功率控制單元具有相同的電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。

本發(fā)明工作時(shí)，參見圖3和圖4，負(fù)電壓產(chǎn)生電路通過(guò)交替自正電源電壓VDD向第二電容C2充電或自第二電容C2向第一電容C1放電，以獲得負(fù)電源電壓CPVSS，保證耳機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊的正常工作。

以上所述僅為本發(fā)明較佳的實(shí)施例，并非因此限制本發(fā)明的實(shí)施方式及保護(hù)范圍，對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，應(yīng)當(dāng)能夠意識(shí)到凡運(yùn)用本發(fā)明說(shuō)明書及圖示內(nèi)容所作出的等同替換和顯而易見的變化所得到的方案，均應(yīng)當(dāng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。