本申請(qǐng)是基于申請(qǐng)?zhí)枮?01010167168.3、進(jìn)入中國(guó)國(guó)家階段日為2010年4月23日、申請(qǐng)人為英特爾公司、發(fā)明名稱為“信號(hào)放大電路及信號(hào)放大方法”的發(fā)明提出的分案申請(qǐng)。

本發(fā)明是有關(guān)于一種信號(hào)放大電路，特別是有關(guān)于一種可避免音頻放大器產(chǎn)生爆音(popnoise)的音頻信號(hào)放大電路。

背景技術(shù)：

音頻放大器廣泛使用于多媒體電子產(chǎn)品內(nèi)，其可對(duì)音頻輸入信號(hào)進(jìn)行放大，并根據(jù)放大后的音頻信號(hào)產(chǎn)生輸出電流或輸出電壓，以驅(qū)動(dòng)揚(yáng)聲器(speaker)來產(chǎn)生聲音。一般而言，揚(yáng)聲器的負(fù)載值很小，因此音頻放大器需要提供較大的輸出電壓或是輸出電流才能驅(qū)動(dòng)揚(yáng)聲器。

音頻放大器在電源開啟或電源關(guān)閉時(shí)，若音頻輸入信號(hào)由無到有或由有到無的過程之中轉(zhuǎn)換不夠平滑，往往會(huì)產(chǎn)生令使用者不舒服的爆音。舉例而言，當(dāng)音頻放大器的開啟或關(guān)閉時(shí)間點(diǎn)是發(fā)生在音頻輸入信號(hào)具有最大值或最小值時(shí)，則瞬間產(chǎn)生的大輸出信號(hào)將會(huì)通過揚(yáng)聲器產(chǎn)生擾人的爆音。

因此，需要一種可避免音頻放大器產(chǎn)生爆音的控制電路及其控制方法。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供一種信號(hào)放大電路。上述信號(hào)放大電路包括：信號(hào)放大器以及控制電路。其中上述控制電路包括：比較單元，用以對(duì)上述信號(hào)放大器的輸入信號(hào)以及參考信號(hào)進(jìn)行比較，以產(chǎn)生比較信號(hào)；以及暫存單元，用以接收欲傳送至上述信號(hào)放大器的控制信號(hào)，并且暫存上述控制信號(hào)，以及當(dāng)上述比較信號(hào)改變時(shí)，根據(jù)暫存的上述控制信號(hào)提供暫存信號(hào)至上述信號(hào)放大器。

再者，本發(fā)明提供一種信號(hào)放大方法，適用于信號(hào)放大器。首先，接收欲傳送至上述信號(hào)放大器的控制信號(hào)，并且暫存上述控制信號(hào)。接著，對(duì)上述信號(hào)放大器的輸入信號(hào)以及一參考信號(hào)進(jìn)行比較，以產(chǎn)生比較信號(hào)。當(dāng)上述比較信號(hào)改變時(shí)，根據(jù)暫存的上述控制信號(hào)提供暫存信號(hào)至上述信號(hào)放大器。

附圖說明

圖1是顯示根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例所述的信號(hào)放大電路；

圖2是顯示圖1中信號(hào)放大電路的波形圖；

圖3是顯示根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例所述的信號(hào)放大電路；

圖4是顯示圖3中信號(hào)放大電路的波形圖；

圖5是顯示根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例所述的信號(hào)放大電路；

圖6是顯示根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例所述的信號(hào)放大電路；以及

圖7是顯示根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例所述的一種控制方法，用以避免一音頻放大器產(chǎn)生爆音。

[主要元件標(biāo)號(hào)說明]

10、50～音頻放大器；20～揚(yáng)聲器；

30～運(yùn)算放大器；100、200、300、400～控制電路；

110～比較單元；120～暫存單元；

130、140、330～觸發(fā)器；150～比較器；

310～計(jì)數(shù)單元；320～計(jì)數(shù)器；

340、350～多工器；c～電容；

clr～清除信號(hào)；gain、pd～控制信號(hào)；

gnd～接地端；r1、r3～電阻；

r2、r4～可變電阻；sc～比較信號(hào)；

sel～選擇信號(hào)；sgain、spd～暫存信號(hào)；

sh～信號(hào)；sw1、sw2、sw3、sw4～開關(guān)；

vcom～共模信號(hào)；

vin、vinn、vinp～音頻輸入信號(hào)；以及

vout～音頻輸出信號(hào)。

具體實(shí)施方式

為讓本發(fā)明的上述和其它目的、特征、和優(yōu)點(diǎn)能更明顯易懂，下文特舉出較佳實(shí)施例，并配合所附圖式，作詳細(xì)說明如下：

實(shí)施例：

圖1是顯示根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例所述的信號(hào)放大電路，其包括音頻放大器10以及控制電路100。在圖1中，音頻放大器10為單端式音頻放大器，其可根據(jù)可變電阻r2對(duì)電阻r1的比例對(duì)音頻輸入信號(hào)vin進(jìn)行放大，并產(chǎn)生音頻輸出信號(hào)vout至電容c以驅(qū)動(dòng)揚(yáng)聲器20。音頻放大器10包括運(yùn)算放大器(operationalamplifier，op)30、兩開關(guān)sw1及sw2、電阻r1以及可變電阻r2。開關(guān)sw1耦接于電阻r1以及運(yùn)算放大器30的負(fù)輸入端之間，而開關(guān)sw2耦接于可變電阻r2以及運(yùn)算放大器30的負(fù)輸入端之間。此外，運(yùn)算放大器30的正輸入端耦接于共模信號(hào)vcom，其中共模信號(hào)vcom為運(yùn)算放大器30的共模接地(common-modeground)電壓或是交流電(alternatingcurrent，ac)接地電壓?？刂齐娐?00包括比較單元110以及暫存單元120。比較單元110使用比較器150對(duì)音頻輸入信號(hào)vin以及共模信號(hào)vcom進(jìn)行比較，并產(chǎn)生比較信號(hào)sc。在此實(shí)施例中，雖然比較器150的正輸入端接收音頻輸入信號(hào)vin而比較器150的負(fù)輸入端接收共模信號(hào)vcom，然其并非用以限定本發(fā)明。暫存單元120包括兩觸發(fā)器130及140(例如：d型觸發(fā)器、t型觸發(fā)器或其它等效電路)。在此實(shí)施例中，觸發(fā)器130及觸發(fā)器140的種類以及信號(hào)之間的連接關(guān)系僅是個(gè)例子，然其并非用以限定本發(fā)明。觸發(fā)器130及觸發(fā)器140的時(shí)鐘端耦接于比較單元110，用以接收比較信號(hào)sc。此外，觸發(fā)器130的輸入端接收控制信號(hào)pd，而觸發(fā)器140的輸入端接收控制信號(hào)gain。

圖2是顯示圖1中信號(hào)放大電路的波形圖。同時(shí)參考圖1以及圖2，當(dāng)音頻輸入信號(hào)vin大于共模信號(hào)vcom時(shí)，比較信號(hào)sc會(huì)輸出邏輯電平“1”。反之，當(dāng)音頻輸入信號(hào)vin小于共模信號(hào)vcom時(shí)，比較信號(hào)sc會(huì)輸出邏輯電平“0”。因此，當(dāng)音頻輸入信號(hào)vin慢慢增加并超過共模信號(hào)vcom時(shí)，比較信號(hào)sc會(huì)由邏輯電平“0”變換成邏輯電平“1”，如圖2的時(shí)間點(diǎn)t2、t5與t7所顯示。當(dāng)音頻輸入信號(hào)vin慢慢減少并低于共模信號(hào)vcom時(shí)，比較信號(hào)sc會(huì)由邏輯電平“1”變換成邏輯電平“0”，如圖2的時(shí)間點(diǎn)t3與t6所顯示。在時(shí)間點(diǎn)t2時(shí)，比較信號(hào)sc會(huì)由邏輯電平“0”變換成邏輯電平“1”，于是觸發(fā)器130會(huì)根據(jù)控制信號(hào)pd提供具有邏輯電平“0”的暫存信號(hào)spd至音頻放大器10，以便開啟運(yùn)算放大器30并導(dǎo)通開關(guān)sw1及開關(guān)sw2。同時(shí)地，觸發(fā)器140會(huì)根據(jù)控制信號(hào)gain提供具有內(nèi)容值“a”的暫存信號(hào)sgain至音頻放大器10，以便調(diào)整可變電阻r2的電阻值。接著，音頻放大器10會(huì)根據(jù)可變電阻r2對(duì)電阻r1的比例對(duì)音頻輸入信號(hào)vin進(jìn)行放大，并產(chǎn)生音頻輸出信號(hào)vout以驅(qū)動(dòng)揚(yáng)聲器20。雖然控制信號(hào)pd以及控制信號(hào)gain是在音頻輸入信號(hào)vin的最小值時(shí)(如時(shí)間點(diǎn)t1所顯示)所輸入，然而控制電路100會(huì)在音頻輸入信號(hào)vin接近共模信號(hào)vcom時(shí)才開啟音頻放大器10，于是可避免爆音的發(fā)生。相似地，當(dāng)控制信號(hào)pd欲控制音頻放大器10關(guān)閉時(shí)，控制電路100亦會(huì)在音頻輸入信號(hào)vin接近共模信號(hào)vcom時(shí)才關(guān)閉音頻放大器10，如時(shí)間點(diǎn)t7所顯示。此外，在時(shí)間點(diǎn)t5時(shí)，觸發(fā)器140會(huì)根據(jù)控制信號(hào)gain提供具有內(nèi)容值“d”的暫存信號(hào)sgain至音頻放大器10，以便增加可變電阻r2的電阻值。接著，音頻放大器10會(huì)根據(jù)可變電阻r2對(duì)電阻r1的比例來提供音頻輸出信號(hào)vout，以驅(qū)動(dòng)揚(yáng)聲器20。雖然控制信號(hào)gain是在音頻輸入信號(hào)vin的最大值時(shí)(如時(shí)間點(diǎn)t4所顯示)進(jìn)行改變，然而控制電路100會(huì)在音頻輸入信號(hào)vin接近共模信號(hào)vcom時(shí)才調(diào)整音頻放大器10的增益，于是可避免爆音的發(fā)生。此外，在一實(shí)施例中，比較單元110還可包括其它相關(guān)電路，用以于比較信號(hào)sc從邏輯電平“0”變換成邏輯電平“1”或從邏輯電平“1”變換成邏輯電平“0”時(shí)產(chǎn)生一脈沖信號(hào)至觸發(fā)器130及觸發(fā)器140的時(shí)鐘端，以便能更快速地控制及調(diào)整音頻放大器10。

圖3是顯示根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例所述的信號(hào)放大電路，其包括音頻放大器50以及控制電路200。相較于圖1中的音頻放大器10，音頻放大器50為一差動(dòng)式音頻放大器，其中音頻輸入信號(hào)vinp與音頻輸入信號(hào)vinn為運(yùn)算放大器30的差動(dòng)對(duì)輸入信號(hào)。此外，音頻放大器50還包括兩開關(guān)sw3與sw4、電阻r3以及可變電阻r4，其中開關(guān)sw3耦接于電阻r3以及運(yùn)算放大器30的正輸入端之間，而開關(guān)sw4耦接于可變電阻r4以及運(yùn)算放大器30的正輸入端之間。一般而言，電阻r1與電阻r3具有相同的電阻值，而可變電阻r2以及可變電阻r4具有相同的電阻值。此外，值得注意的是，相較于圖1中控制電路100的比較器150，控制電路200內(nèi)的比較器150對(duì)音頻輸入信號(hào)vinp以及音頻輸入信號(hào)vinn進(jìn)行比較而產(chǎn)生比較信號(hào)sc。參考圖4，圖4是顯示圖3中信號(hào)放大電路的波形圖。通過比較差動(dòng)對(duì)輸入信號(hào)vinp以及vinn，控制電路200可在音頻輸入信號(hào)vinp以及音頻輸入信號(hào)vinn接近共模信號(hào)vcom時(shí)(即音頻輸入信號(hào)vinp與音頻輸入信號(hào)vinn交叉時(shí))，才開啟/關(guān)閉音頻放大器50或是調(diào)整音頻放大器50的增益，于是可避免爆音的發(fā)生。

對(duì)比較器而言，少量的噪聲都有可能會(huì)影響到比較的結(jié)果。舉例來說，由于制程所造成的元件不匹配，將會(huì)使得比較器會(huì)有偏移量(offset)的存在，因而影響輸出的結(jié)果。因此，當(dāng)音頻輸入信號(hào)太小或比較器的偏移量較大時(shí)，比較器可能會(huì)無法得到輸出結(jié)果。

圖5是顯示根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例所述的信號(hào)放大電路，其包括音頻放大器10以及控制電路300。相較于圖1中的控制電路100，控制電路300還包括計(jì)數(shù)單元310以及兩多工器340與350，其中計(jì)數(shù)單元310包括計(jì)數(shù)器320以及觸發(fā)器330(例如：d型觸發(fā)器、t型觸發(fā)器或其它等效電路)。觸發(fā)器330的時(shí)鐘端耦接于比較單元110，用以接收比較信號(hào)sc，而觸發(fā)器330的輸入端接收具有邏輯電平“1”的信號(hào)。因此，當(dāng)比較信號(hào)sc由邏輯電平“0”變換成邏輯電平“1”時(shí)，觸發(fā)器330會(huì)提供具有邏輯電平“1”的信號(hào)sh至計(jì)數(shù)器320。在此實(shí)施例中，觸發(fā)器330的種類以及信號(hào)之間的連接關(guān)系僅是個(gè)例子，然其并非用以限定本發(fā)明。接著，當(dāng)計(jì)數(shù)器320接收到具有邏輯電平“1”的信號(hào)sh時(shí)，會(huì)將其計(jì)數(shù)的結(jié)果加“1”，并產(chǎn)生清除信號(hào)clr至觸發(fā)器330以重置觸發(fā)器330。因此，計(jì)數(shù)器320可在一特定時(shí)間周期內(nèi)計(jì)數(shù)到比較信號(hào)sc由邏輯電平“0”變換成邏輯電平“1”的變化次數(shù)，其中該特定時(shí)間周期是由音頻輸入信號(hào)vin的頻率范圍所決定。當(dāng)在該特定時(shí)間周期內(nèi)計(jì)數(shù)到的變化次數(shù)大于一特定值時(shí)，計(jì)數(shù)器320會(huì)提供具有邏輯電平“1”的選擇信號(hào)sel至多工器340與多工器350。于是，多工器340會(huì)根據(jù)選擇信號(hào)sel提供來自于觸發(fā)器130的暫存信號(hào)spd至音頻放大器10，以便控制運(yùn)算放大器30以及開關(guān)sw1與開關(guān)sw2。同時(shí)地，多工器350會(huì)根據(jù)選擇信號(hào)sel提供來自于觸發(fā)器140的暫存信號(hào)sgain至音頻放大器10，以便調(diào)整可變電阻r2的電阻值。反之，當(dāng)音頻輸入信號(hào)vin太小或者比較器150的偏移量較大時(shí)，計(jì)數(shù)器320在該特定時(shí)間周期內(nèi)所計(jì)數(shù)到的變化次數(shù)會(huì)小于或等于該特定值，于是計(jì)數(shù)器320會(huì)提供具有邏輯電平“0”的選擇信號(hào)sel至多工器340與多工器350。接著，多工器340會(huì)根據(jù)選擇信號(hào)sel提供控制信號(hào)pd至音頻放大器10，使得控制信號(hào)pd可直接控制運(yùn)算放大器30以及開關(guān)sw1與開關(guān)sw2。同時(shí)地，多工器350會(huì)根據(jù)選擇信號(hào)sel提供控制信號(hào)gain至音頻放大器10，使得控制信號(hào)gain可直接調(diào)整可變電阻r2的電阻值。換言之，當(dāng)比較器150的輸出結(jié)果受到干擾時(shí)，計(jì)數(shù)單元310可旁路(bypass)暫存單元120而直接提供控制信號(hào)pd與控制信號(hào)gain至音頻放大器10。

同樣地，具有計(jì)數(shù)單元的控制電路亦可應(yīng)用于差動(dòng)式音頻放大器，如圖6的控制電路400以及音頻放大器50所顯示。此外，音頻放大器的其它控制信號(hào)(例如驅(qū)動(dòng)電流控制信號(hào)等)亦可通過本發(fā)明實(shí)施例所描述的控制電路來調(diào)整音頻放大器的內(nèi)部設(shè)定，進(jìn)而降低爆音的發(fā)生。再者，本發(fā)明實(shí)施例所描述的控制電路亦可應(yīng)用于電子產(chǎn)品中音頻信號(hào)處理程序中的任一級(jí)音頻放大器，例如輸入級(jí)、放大級(jí)或是輸出級(jí)等。

圖7是顯示根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例所述的一種信號(hào)放大方法，用以避免一音頻放大器產(chǎn)生爆音。首先，接收欲傳送至音頻放大器的一控制信號(hào)，并且暫存該控制信號(hào)(步驟s702)。接著，對(duì)該音頻放大器的一輸入信號(hào)與一參考信號(hào)進(jìn)行比較以產(chǎn)生一比較信號(hào)(步驟s704)。當(dāng)音頻放大器包括一單端放大器時(shí)，則參考信號(hào)為該單端放大器的一共模接地信號(hào)。當(dāng)音頻放大器包括一差動(dòng)放大器時(shí)，則參考信號(hào)以及輸入信號(hào)為該差動(dòng)放大器的差動(dòng)對(duì)輸入信號(hào)。接著，在步驟s706，當(dāng)比較信號(hào)改變時(shí)，例如從邏輯電平“0”變換成邏輯電平“1”或從邏輯電平“1”變換成邏輯電平“0”，則根據(jù)暫存的控制信號(hào)提供一暫存信號(hào)至音頻放大器，以控制或調(diào)整該音頻放大器。因此，可在輸入信號(hào)最接近參考信號(hào)時(shí)才開啟/關(guān)閉音頻放大器或是調(diào)整音頻放大器的增益或驅(qū)動(dòng)電流，于是可避免爆音的發(fā)生。此外，如先前所描述，亦可在一特定時(shí)間周期內(nèi)，使用計(jì)數(shù)器(例如圖5的310)來計(jì)數(shù)該比較信號(hào)的變化次數(shù)，以便根據(jù)該計(jì)數(shù)單元的計(jì)數(shù)值來選擇提供該控制信號(hào)或是該暫存信號(hào)至音頻放大器。

本發(fā)明提供的控制電路及控制方法并不限定用于控制音頻放大器，其它信號(hào)放大器亦可通過本發(fā)明的控制電路以控制信號(hào)放大器的開啟/關(guān)閉或是調(diào)整信號(hào)放大器的增益或驅(qū)動(dòng)電流，避免在信號(hào)放大器的輸入信號(hào)具有最大值或最小值時(shí)放大輸入信號(hào)而瞬間產(chǎn)生大的輸出信號(hào)。

雖然本發(fā)明已以較佳實(shí)施例揭露如上，然其并非用以限定本發(fā)明，任何本領(lǐng)域技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，當(dāng)可作些許的更動(dòng)與潤(rùn)飾，因此本發(fā)明的保護(hù)范圍當(dāng)視所附的權(quán)利要求范圍所界定者為準(zhǔn)。