專(zhuān)利名稱(chēng)：D類(lèi)放大裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種D類(lèi)放大裝置，其為成對(duì)的開(kāi)關(guān)元件設(shè)置空載時(shí)間，并根據(jù)輸入信號(hào)的狀態(tài)改變?cè)摽蛰d時(shí)間，以獲得優(yōu)秀的音頻特性。
背景技術(shù)：
在傳統(tǒng)的D類(lèi)放大裝置中，作為通過(guò)切換(開(kāi)/關(guān))從DC電源獲得的恒定電壓而獲得的輸出信號(hào)的輸出PWM信號(hào)輸入給低通濾波器(LPF)，并解調(diào)為模擬音頻信號(hào)來(lái)再現(xiàn)聲音。在半橋電路中位于較高電勢(shì)電源側(cè)的上側(cè)以及位于較低電勢(shì)電源(或接地)側(cè)的下側(cè)的高速開(kāi)關(guān)元件(M0S場(chǎng)效應(yīng)晶體管)中，由于輸入電容特性或元件的變動(dòng)而出現(xiàn)開(kāi)關(guān)上升和下降的延遲。為此原因，為了降低由于同時(shí)開(kāi)啟成對(duì)的開(kāi)關(guān)元件而導(dǎo)致的通過(guò)電流， 有意地提供空載時(shí)間(dead time)，以在驅(qū)動(dòng)PWM信號(hào)的開(kāi)關(guān)元件的上升和下降時(shí)間將這兩個(gè)開(kāi)關(guān)元件都關(guān)閉，該P(yáng)WM信號(hào)被輸入到上側(cè)和下側(cè)的開(kāi)關(guān)元件的柵極。如果為了抑制發(fā)熱而增加空載時(shí)間，則在低輸出電壓附近出現(xiàn)檢測(cè)不到作為輸入信號(hào)的輸出電壓的死區(qū)。因此，音頻輸出幅度降低且失真，大大影響了聲音的質(zhì)量。換言之，由通過(guò)電流導(dǎo)致的發(fā)熱與由于空載時(shí)間產(chǎn)生的失真而導(dǎo)致的聲音質(zhì)量的下降之間存在折中的關(guān)系。作為傳統(tǒng)的D類(lèi)放大裝置，已知數(shù)字開(kāi)關(guān)放大器，在該數(shù)字開(kāi)關(guān)放大器中，為了靈活地控制空載時(shí)間以在再現(xiàn)大音量的聲音時(shí)抑制流過(guò)橋電路的通過(guò)電流并同時(shí)在再現(xiàn)小音量的聲音時(shí)抑制再現(xiàn)信號(hào)的失真，空載時(shí)間控制器與音量控制器配合起來(lái)控制空載時(shí)間，以在由音量控制器再現(xiàn)小音量的聲音時(shí)減小空載時(shí)間，并在再現(xiàn)大音量的聲音時(shí)增大空載時(shí)間(例如，參考專(zhuān)利文獻(xiàn)1)。現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)專(zhuān)利文獻(xiàn)1 JP-A-2004-17994
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題然而，在傳統(tǒng)的D類(lèi)放大裝置中，因?yàn)橐┘咏o每個(gè)開(kāi)關(guān)元件的電源側(cè)的電源電壓保持恒定，所以不能將由恒定電壓值以及開(kāi)關(guān)元件之間的通過(guò)電流導(dǎo)致的發(fā)熱量抑制到給定量或更低，從而導(dǎo)致空載時(shí)間減小有限的問(wèn)題。作出本發(fā)明來(lái)解決傳統(tǒng)技術(shù)中的問(wèn)題，本發(fā)明旨在提供一種D類(lèi)放大裝置，其可以最小化空載時(shí)間，以在抑制由于通過(guò)電流導(dǎo)致的發(fā)熱量的同時(shí)減小失真。解決問(wèn)題的手段根據(jù)本發(fā)明，提供了一種D類(lèi)放大裝置，其包括具有多個(gè)開(kāi)關(guān)元件的橋電路，并控制所述橋電路的開(kāi)關(guān)元件，以切換DC電源電壓和放大輸入到所述D類(lèi)放大裝置的音頻信號(hào)的功率，所述D類(lèi)放大裝置包括控制器，其根據(jù)所述輸入音頻信號(hào)的輸入信號(hào)電平設(shè)置用于開(kāi)關(guān)所述開(kāi)關(guān)元件的信號(hào)的空載時(shí)間以及所述DC電源電壓的電壓值。而且，根據(jù)本發(fā)明，提供了一種D類(lèi)放大裝置，其包括具有多個(gè)開(kāi)關(guān)元件的橋電路，并控制所述橋電路的開(kāi)關(guān)元件，以切換DC電源電壓和放大輸入到所述D類(lèi)放大裝置的音頻信號(hào)的功率，所述D類(lèi)放大裝置包括控制器，其根據(jù)用于調(diào)節(jié)所述D類(lèi)放大裝置輸出的輸出信號(hào)電平的音量調(diào)節(jié)信息，設(shè)置用于開(kāi)關(guān)所述開(kāi)關(guān)元件的信號(hào)的空載時(shí)間、以及所述 DC電源電壓的電壓值。根據(jù)本發(fā)明，提供了一種D類(lèi)放大裝置，其包括具有多個(gè)開(kāi)關(guān)元件的橋電路，并控制所述橋電路的開(kāi)關(guān)元件，以切換DC電源電壓和放大輸入到所述D類(lèi)放大裝置的音頻信號(hào)的功率，所述D類(lèi)放大裝置包括控制器，根據(jù)所述輸入音頻信號(hào)的輸入信號(hào)電平設(shè)置所述 DC電源電壓的電壓電平；以及轉(zhuǎn)換控制器，根據(jù)所述DC電源電壓的輸出電壓電平設(shè)置用于開(kāi)關(guān)所述開(kāi)關(guān)元件的信號(hào)的空載時(shí)間。利用上述構(gòu)造，可以通過(guò)在小輸入信號(hào)電平時(shí)降低DC電源電壓值來(lái)抑制開(kāi)關(guān)元件中的發(fā)熱量，并且通過(guò)選擇與該DC電源電壓值關(guān)聯(lián)的值的小空載時(shí)間來(lái)改善失真。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)根據(jù)本發(fā)明，可以提供一種D類(lèi)放大裝置，其中通過(guò)提供根據(jù)音頻信號(hào)的輸入信號(hào)電平設(shè)置用于開(kāi)關(guān)開(kāi)關(guān)元件的信號(hào)的空載時(shí)間以及DC電源電壓的輸出電壓值的控制器，可以通過(guò)降低DC電源電壓值來(lái)抑制開(kāi)關(guān)元件中的發(fā)熱量(尤其是在小輸入信號(hào)電平時(shí))，并且可以通過(guò)選擇與DC電源電壓值關(guān)聯(lián)的值的小空載時(shí)間來(lái)改善失真，從而實(shí)現(xiàn)更高的聲音質(zhì)量和更高的效率這兩者。


圖1是根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例的D類(lèi)放大裝置的框圖。圖2示出根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例的數(shù)據(jù)表信息。圖3示出根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例的數(shù)據(jù)表信息。圖4示出根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例的數(shù)據(jù)表信息。圖5是示出根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例的空載時(shí)間產(chǎn)生方法的電路圖。圖6是根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例的D類(lèi)放大裝置的另一示例的框圖。圖7是根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施例的D類(lèi)放大裝置的框圖。圖8示出根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施例的數(shù)據(jù)表信息。圖9是根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施例的D類(lèi)放大裝置的另一示例的框圖。圖10是根據(jù)本發(fā)明的第三實(shí)施例的D類(lèi)放大裝置的框圖。圖11示出根據(jù)本發(fā)明的第三實(shí)施例的數(shù)據(jù)表信息。圖12是根據(jù)本發(fā)明的第三實(shí)施例的D類(lèi)放大裝置的另一示例的框圖。
具體實(shí)施例方式下面將參照

本發(fā)明的實(shí)施例。(第一實(shí)施例)下面將參照附圖描述根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例的D類(lèi)放大裝置。圖1中示出了根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例的D類(lèi)放大裝置。
參照?qǐng)D1，D類(lèi)放大裝置10包括PWM轉(zhuǎn)換器101，其將從外部裝置(諸如⑶播放器或DVD播放器)輸入的模擬音頻信號(hào)轉(zhuǎn)換為PWM信號(hào)；輸入信號(hào)電平檢測(cè)器102，其將輸入音頻信號(hào)的信號(hào)電平作為輸入信號(hào)電平信息輸出；控制器103，其接收從輸入信號(hào)電平檢測(cè)器102輸出的輸入信號(hào)電平信息，并進(jìn)行對(duì)應(yīng)于該輸入信息的各種控制；可變電源104， 其以根據(jù)由控制器103輸出的目標(biāo)電壓信息而可變地控制的電壓電平向高速開(kāi)關(guān)元件供應(yīng)電力；空載時(shí)間生成器105，其執(zhí)行用于根據(jù)由控制器103輸出的目標(biāo)空載時(shí)間信息而為 PWM信號(hào)設(shè)置空載時(shí)間的控制；驅(qū)動(dòng)器106，其根據(jù)具有空載時(shí)間生成器105設(shè)置的空載時(shí)間的開(kāi)關(guān)元件驅(qū)動(dòng)PWM信號(hào)驅(qū)動(dòng)高速開(kāi)關(guān)元件；由上側(cè)和下側(cè)高速開(kāi)關(guān)元件107a和107b 構(gòu)成的半橋電路107 ；以及低通濾波單元108，其將輸出PWM信號(hào)解調(diào)為音頻信號(hào)，其中，通過(guò)響應(yīng)于設(shè)置了空載時(shí)間的開(kāi)關(guān)元件驅(qū)動(dòng)PWM信號(hào)而切換從可變電源104輸出的可變輸出電源電壓來(lái)獲得該輸出PWM信號(hào)。下面將描述如上構(gòu)成的D類(lèi)放大裝置的操作。當(dāng)從連接到D類(lèi)放大裝置10的外部設(shè)備(諸如電視機(jī)、收音機(jī)、CD播放器、或DVD播放器)輸出模擬音頻信號(hào)時(shí)，PWM轉(zhuǎn)換器 101使輸入音頻信號(hào)接受PWM調(diào)制，并輸出PWM信號(hào)。同時(shí)，輸入信號(hào)電平檢測(cè)器102生成包括有關(guān)輸入音頻信號(hào)的幅度信息的輸入信號(hào)電平信息，并將該輸入信號(hào)電平信息輸出給控制器103。例如，包括例如數(shù)字信號(hào)處理器或微計(jì)算機(jī)的控制器103從控制器103內(nèi)預(yù)先設(shè)置的數(shù)據(jù)表信息中選擇對(duì)應(yīng)于從輸入信號(hào)電平檢測(cè)器102輸入的輸入信號(hào)電平信息的目標(biāo)電壓信息和目標(biāo)空載時(shí)間信息。接著，控制器103輸出作為指示要對(duì)可變電源104設(shè)置的電壓值的目標(biāo)值的信息的目標(biāo)電壓信息， 并且還輸出作為指示要對(duì)空載時(shí)間生成器105設(shè)置的空載時(shí)間的目標(biāo)值的信息的目標(biāo)空載時(shí)間信息。作為空載時(shí)間的值，在考慮根據(jù)開(kāi)關(guān)元件107a和107b的諸如輸入電容的物理特性而確定的上升波形的延時(shí)、施加到各個(gè)元件的輸出電源電壓值、開(kāi)關(guān)元件所允許的發(fā)熱量及其變動(dòng)的情況下，確定空載時(shí)間所需要的、不破壞開(kāi)關(guān)元件107a和107b所必要的值?；谝虼舜_定的必要空載時(shí)間的值配置上述數(shù)據(jù)表信息，使得在輸出電源電壓降低到較小輸入信號(hào)電平時(shí)將空載時(shí)間設(shè)置為較小的值，并且在輸出電源電壓提高到較大輸入信號(hào)電平時(shí)將空載時(shí)間設(shè)置為較大的值。例如，如在圖2至4中所示，目標(biāo)空載時(shí)間信息由單位時(shí)間、電阻值或電壓值的格式配置，并且可以依據(jù)空載時(shí)間生成器105的空載時(shí)間產(chǎn)生方法預(yù)先選擇該目標(biāo)空載時(shí)間 fn息ο此外，作為目標(biāo)空載時(shí)間信息，可以依據(jù)有關(guān)開(kāi)關(guān)元件的環(huán)境溫度的信息設(shè)置和選擇幾個(gè)系數(shù)，該信息如可以由控制器103使用諸如未示出的熱敏電阻的溫度檢測(cè)元件從溫度檢測(cè)元件獲得的信息。例如，在圖2至圖4中，當(dāng)環(huán)境溫度較低時(shí)可以選擇對(duì)應(yīng)于系數(shù) a的各個(gè)值，并且當(dāng)環(huán)境溫度較高時(shí)可以選擇對(duì)應(yīng)于系數(shù)b的各個(gè)值?？刂破?03向空載時(shí)間生成器105輸出以所選擇的系數(shù)設(shè)置的目標(biāo)空載時(shí)間信息。當(dāng)控制器103向可變電源104輸出從如上述配置的數(shù)據(jù)表信息中選擇的目標(biāo)電壓信息時(shí)，可變電源104以根據(jù)目標(biāo)電壓信息可變地控制的輸出電壓的值向開(kāi)關(guān)元件107a和 107b施加電力。此外，空載時(shí)間生成器105進(jìn)行用于根據(jù)從控制器103輸入的目標(biāo)空載時(shí)間信息
6為從PWM轉(zhuǎn)換器101輸出的PWM信號(hào)設(shè)置空載時(shí)間的控制。在此示例中，作為空載時(shí)間生成器105進(jìn)行的空載時(shí)間生成方法，可以使用已經(jīng)公開(kāi)了若干空載時(shí)間生成方法的的技術(shù)文獻(xiàn)所提供的方法。在此實(shí)施例中，使用電阻值可變的系統(tǒng)作為示例。將參照?qǐng)D5說(shuō)明該系統(tǒng)?？蛰d時(shí)間生成器105將從PWM轉(zhuǎn)換器101輸出的P麗信號(hào)轉(zhuǎn)換為開(kāi)關(guān)元件驅(qū)動(dòng)PWM信號(hào)，用于驅(qū)動(dòng)上側(cè)和下側(cè)的兩個(gè)(成對(duì)的)開(kāi)關(guān)元件107a和107b。這兩個(gè)開(kāi)關(guān)元件驅(qū)動(dòng)PWM信號(hào)被輸入給各個(gè)濾波電路，每個(gè)濾波電路由利用信號(hào)傳輸線串聯(lián)連接的可變電阻元件與GND接地點(diǎn)之間連接的電容器構(gòu)成。由于濾波電路的時(shí)間常數(shù)而使上升時(shí)間發(fā)生延遲。因?yàn)橛捎谂c可變電阻元件并聯(lián)連接的二極管而使得在下降時(shí)間沒(méi)有電阻元件的影響，所以不會(huì)由于該時(shí)間常數(shù)而發(fā)生延遲。結(jié)果，在兩個(gè)上側(cè)和下側(cè)開(kāi)關(guān)元件驅(qū)動(dòng)PWM信號(hào)上發(fā)生由延遲導(dǎo)致的時(shí)移，以形成空載時(shí)間?？梢酝ㄟ^(guò)改變可變電阻元件的電阻值來(lái)改變空載時(shí)間值。驅(qū)動(dòng)器106根據(jù)設(shè)置了空載時(shí)間的開(kāi)關(guān)元件驅(qū)動(dòng)PWM信號(hào)控制開(kāi)關(guān)元件107a和 107b的開(kāi)關(guān)操作。由作為上側(cè)和下側(cè)開(kāi)關(guān)元件107a和107b的N溝道MOS場(chǎng)效應(yīng)晶體管構(gòu)成的半橋電路107將通過(guò)切換由可變電源104施加的可變輸出電源電壓獲得的輸出PWM信號(hào)輸出到低通濾波器單元108。輸出PWM信號(hào)通過(guò)低通濾波器單元108，并接著被解調(diào)為音頻信號(hào)，并且揚(yáng)聲器驅(qū)動(dòng)該解調(diào)后的音頻信號(hào)來(lái)再現(xiàn)聲音。如上所述，在根據(jù)本發(fā)明的D類(lèi)放大裝置10中，控制器103從數(shù)據(jù)表信息中選擇對(duì)應(yīng)于輸入音頻信號(hào)電平信息的目標(biāo)電壓信息和目標(biāo)空載時(shí)間信息，將該目標(biāo)電壓信息輸出到可變電源104，將與該目標(biāo)電壓信息關(guān)聯(lián)的目標(biāo)空載時(shí)間信息輸出到空載時(shí)間生成器 105，從而在半橋電路107中實(shí)現(xiàn)對(duì)應(yīng)于輸入音頻信號(hào)電平的電源電壓和空載時(shí)間。根據(jù)該構(gòu)造，可以通過(guò)降低輸出電源電壓值來(lái)抑制高速開(kāi)關(guān)元件中的發(fā)熱量(尤其是在小輸入信號(hào)電平時(shí))，并且可以通過(guò)選擇具有與輸出電源電壓值關(guān)聯(lián)的值的小空載時(shí)間來(lái)改善失真。而且，在上述說(shuō)明中，當(dāng)輸入諸如PCM的數(shù)字音頻信號(hào)而不是模擬音頻信號(hào)時(shí)，如圖6中所示，用PCM-PWM轉(zhuǎn)換器IOla代替PWM轉(zhuǎn)換器101作為將數(shù)字音頻輸入信號(hào)轉(zhuǎn)換為 PWM信號(hào)的PWM轉(zhuǎn)換器。因此，可以實(shí)現(xiàn)與上述實(shí)施例相同的實(shí)施方式，并獲得相同的優(yōu)點(diǎn)。(第二實(shí)施例)下面，將參照

根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施例的D類(lèi)放大裝置。
圖7中示出了根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施例的D類(lèi)放大裝置。在本發(fā)明的第二實(shí)施例中，在示出第一實(shí)施例的圖1中的D類(lèi)放大裝置中增加用于調(diào)節(jié)要復(fù)制的輸出音頻信號(hào)的幅度(輸出音頻信號(hào)電平)的音量調(diào)節(jié)器201。下面將描述如上所述構(gòu)造的D類(lèi)放大裝置的操作。說(shuō)明中將省略與第一實(shí)施例中的配置相同的配置。參照?qǐng)D2，音量調(diào)節(jié)器201向控制器103輸出例如由步數(shù)表示的音量調(diào)節(jié)信息作為用于調(diào)節(jié)由D類(lèi)放大裝置輸出的輸出音頻信號(hào)的幅度的信息。控制器103從控制器103內(nèi)預(yù)先設(shè)置的目標(biāo)空載時(shí)間信息中選擇對(duì)應(yīng)于從音量調(diào)節(jié)器201輸入的諸如步數(shù)的音量信息的目標(biāo)電壓信息和目標(biāo)空載時(shí)間信息，向可變電源 104輸出目標(biāo)電壓信息，并向空載時(shí)間生成器105輸出目標(biāo)空載時(shí)間信息。上述第二實(shí)施例中的數(shù)據(jù)表信息基于以與第一實(shí)施例中確定的值的方式相同的方式確定的必要空載時(shí)間的值，并配置該數(shù)據(jù)表信息，使得當(dāng)選擇較小音量而降低輸出電
7源電壓時(shí)將空載時(shí)間設(shè)置為較小值，并且當(dāng)選擇較大音量而提高輸出電源電壓時(shí)將空載時(shí)間設(shè)置為較大值，如圖8中所示。如與第一實(shí)施例一樣，例如，可以根據(jù)空載時(shí)間生成器105的空載時(shí)間生成方法通過(guò)使用諸如單位時(shí)間或電壓值的格式預(yù)先選擇目標(biāo)空載時(shí)間信息，而不限于使用圖8中所示的電阻值的格式。此外，可以根據(jù)環(huán)境溫度選擇性地使用系數(shù)a和b。利用如此配置的數(shù)據(jù)表信息，可以從該數(shù)據(jù)表信息中選擇對(duì)應(yīng)于音量信息的目標(biāo)電壓信息和目標(biāo)空載時(shí)間信息，將目標(biāo)電壓信息輸出給可變電源104，并將與該目標(biāo)電壓信息關(guān)聯(lián)的目標(biāo)空載時(shí)間信息輸出給空載時(shí)間生成器105。因此，可以獲得與第一實(shí)施例中相同的優(yōu)點(diǎn)。如上所述，在根據(jù)本發(fā)明的D類(lèi)放大裝置10中，控制器103從數(shù)據(jù)表信息中選擇與音量信息對(duì)應(yīng)的目標(biāo)電壓信息和目標(biāo)空載時(shí)間信息，將目標(biāo)電壓信息輸出給可變電源 104，并將與目標(biāo)電源信息關(guān)聯(lián)的目標(biāo)空載時(shí)間信息輸出給空載時(shí)間生成器105，從而在半橋電路107中實(shí)現(xiàn)與音量信息對(duì)應(yīng)的輸出電源電壓和空載時(shí)間。根據(jù)該構(gòu)造，可以通過(guò)降低輸出電源電壓值來(lái)抑制高速開(kāi)關(guān)元件中的發(fā)熱量(尤其是在小輸入信號(hào)電平時(shí))，并且可以通過(guò)選擇具有與輸出電源電壓值關(guān)聯(lián)的值的小空載時(shí)間來(lái)改善失真。而且，在上述說(shuō)明中，當(dāng)輸入諸如PCM的數(shù)字音頻輸入信號(hào)而不是模擬音頻信號(hào)時(shí)，如圖9中所示，用PCM-PWM轉(zhuǎn)換器IOla代替PWM轉(zhuǎn)換器101，因此可以實(shí)現(xiàn)與上述實(shí)施例相同的實(shí)施方式，并可以獲得相同的優(yōu)點(diǎn)。(第三實(shí)施例)下面，將參照

根據(jù)本發(fā)明的第三實(shí)施例的D類(lèi)放大裝置。圖10中示出了根據(jù)本發(fā)明的第三實(shí)施例的D類(lèi)放大裝置。在本發(fā)明的第三實(shí)施例中，在示出第一實(shí)施例的圖1中的D類(lèi)放大裝置中增加控制從輸出電壓信息轉(zhuǎn)換為目標(biāo)空載時(shí)間信息的轉(zhuǎn)換控制器301。下面將描述如上構(gòu)造的D類(lèi)放大裝置的操作。說(shuō)明中將省略與第一實(shí)施例中的配置相同的配置。參照?qǐng)D10，轉(zhuǎn)換控制器301包括轉(zhuǎn)換電路，其將諸如從可變電源104輸出的輸出電壓值的輸出電壓信息轉(zhuǎn)換為對(duì)應(yīng)于輸出電壓的目標(biāo)空載時(shí)間信息，并將轉(zhuǎn)換后的目標(biāo)空載時(shí)間信息輸出到空載時(shí)間生成器105。如圖11中所示，轉(zhuǎn)換電路進(jìn)行轉(zhuǎn)換，以保持由輸出電壓配置的數(shù)據(jù)表信息與例如由電阻值表示的目標(biāo)空載時(shí)間信息之間的關(guān)系。轉(zhuǎn)換電路控制從輸出電壓值轉(zhuǎn)換為目標(biāo)空載時(shí)間信息的轉(zhuǎn)換，使得當(dāng)輸出電壓較小時(shí)將空載時(shí)間設(shè)置為較小值，并且當(dāng)輸出電壓較大時(shí)將空載時(shí)間設(shè)置為較大值。如與第一實(shí)施例一樣，例如，可以根據(jù)空載時(shí)間生成器105的空載時(shí)間生成方法通過(guò)使用諸如單位時(shí)間或電壓值的格式預(yù)先選擇目標(biāo)空載時(shí)間信息，而不限于使用圖11 中所示的電阻值的格式。此外，可以根據(jù)環(huán)境溫度選擇性地使用系數(shù)a和b以及系數(shù)c和 cL根據(jù)該構(gòu)造，特別地，可以在施加小輸出電源電壓時(shí)抑制高速開(kāi)關(guān)元件中的發(fā)熱量，并且可以通過(guò)設(shè)置由轉(zhuǎn)換輸出電源電壓值而獲得的小空載時(shí)間值來(lái)改善失真。而且，在上述說(shuō)明中，當(dāng)輸入諸如PCM的數(shù)字音頻信號(hào)而不是模擬音頻信號(hào)時(shí)，如圖12中所示，用PCM-PWM轉(zhuǎn)換器IOla代替PWM轉(zhuǎn)換器101。因此，可以實(shí)現(xiàn)與上述實(shí)施例相同的實(shí)施方式，并獲得相同的優(yōu)點(diǎn)。已經(jīng)參照具體實(shí)施例詳細(xì)說(shuō)明了本發(fā)明。然而，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言很顯然，可以在不偏離本發(fā)明的精神和范圍的情況下對(duì)本發(fā)明進(jìn)行各種改變或修改。本發(fā)明基于2009年6月四日提交的日本專(zhuān)利申請(qǐng)No. 2009-153392，通過(guò)引用將其內(nèi)容合并到這里。工業(yè)實(shí)用性如上已經(jīng)說(shuō)明的，根據(jù)本發(fā)明的D類(lèi)放大裝置具有如下優(yōu)點(diǎn)可以通過(guò)降低DC電源電壓值來(lái)抑制開(kāi)關(guān)元件中的發(fā)熱量(尤其是在小輸入信號(hào)電平時(shí))，并且可以通過(guò)選擇具有與DC電源電壓值關(guān)聯(lián)的值的小空載時(shí)間來(lái)改善失真，以實(shí)現(xiàn)更高的聲音質(zhì)量和更高的效率這兩者，并且，根據(jù)本發(fā)明的D類(lèi)放大裝置可用作實(shí)現(xiàn)優(yōu)秀音頻特性的D類(lèi)放大器。附圖標(biāo)記說(shuō)明10 =D類(lèi)放大裝置101:PWM 轉(zhuǎn)換器IOla =PCM-PWM 轉(zhuǎn)換器102 輸入信號(hào)電平檢測(cè)器103 轉(zhuǎn)換器104 可變電源105 空載時(shí)間生成器106:驅(qū)動(dòng)器107a、107b 開(kāi)關(guān)元件108 =LPF201 音量調(diào)節(jié)器301 轉(zhuǎn)換控制器
權(quán)利要求
1.一種D類(lèi)放大裝置，其包括具有多個(gè)開(kāi)關(guān)元件的橋電路，并控制所述橋電路的開(kāi)關(guān)元件，以切換DC電源電壓和放大輸入到所述D類(lèi)放大裝置的音頻信號(hào)的功率，所述D類(lèi)放大裝置包括控制器，根據(jù)輸入音頻信號(hào)的輸入信號(hào)電平，設(shè)置用于開(kāi)關(guān)所述開(kāi)關(guān)元件的信號(hào)的空載時(shí)間以及所述DC電源電壓的電壓值。
2.一種D類(lèi)放大裝置，其包括具有多個(gè)開(kāi)關(guān)元件的橋電路，并控制所述橋電路的開(kāi)關(guān)元件，以切換DC電源電壓和放大輸入到所述D類(lèi)放大裝置的音頻信號(hào)的功率，所述D類(lèi)放大裝置包括輸入信號(hào)電平檢測(cè)器，將輸入音頻信號(hào)的信號(hào)電平作為輸入信號(hào)電平信息輸出； PWM轉(zhuǎn)換器，將所述輸入音頻信號(hào)轉(zhuǎn)換為PWM信號(hào)，并輸出所述PWM信號(hào)； 空載時(shí)間生成器，設(shè)置由所述PWM轉(zhuǎn)換器輸出的PWM信號(hào)的空載時(shí)間； 可變電源，向所述多個(gè)開(kāi)關(guān)元件可變地施加電壓值；以及控制器，基于所述輸入信號(hào)電平信息設(shè)置目標(biāo)電壓信息，以向所述可變電源輸出所述目標(biāo)電壓信息，并基于所述輸入信號(hào)電平信息設(shè)置目標(biāo)空載時(shí)間信息，以向所述空載時(shí)間生成器輸出所述目標(biāo)空載時(shí)間信息，其中，所述空載時(shí)間生成器為所述PWM信號(hào)設(shè)置對(duì)應(yīng)于所述目標(biāo)空載時(shí)間信息的空載時(shí)間，并且所述可變電源以對(duì)應(yīng)于所述目標(biāo)電壓信息的電壓值施加電源電力。
3.如權(quán)利要求1或2所述的D類(lèi)放大裝置，其中，所述控制器根據(jù)所述輸入音頻信號(hào)的輸入信號(hào)電平的下降而減小所述空載時(shí)間并將所述電源電壓設(shè)置為更小，并且根據(jù)所述輸入音頻信號(hào)的輸入信號(hào)電平的增大而增大所述空載時(shí)間并將所述電源電壓設(shè)置為更大。
4.一種D類(lèi)放大裝置，其包括具有多個(gè)開(kāi)關(guān)元件的橋電路，并控制所述橋電路的開(kāi)關(guān)元件，以切換DC電源電壓和放大輸入到所述D類(lèi)放大裝置的音頻信號(hào)的功率，所述D類(lèi)放大裝置包括控制器，根據(jù)用于調(diào)節(jié)所述D類(lèi)放大裝置輸出的輸出信號(hào)電平的音量調(diào)節(jié)信息，設(shè)置用于開(kāi)關(guān)所述開(kāi)關(guān)元件的信號(hào)的空載時(shí)間以及所述DC電源電壓的電壓值。
5.一種D類(lèi)放大裝置，其包括具有多個(gè)開(kāi)關(guān)元件的橋電路，并控制所述橋電路的開(kāi)關(guān)元件，以切換DC電源電壓和放大輸入到所述D類(lèi)放大裝置的音頻信號(hào)的功率，所述D類(lèi)放大裝置包括音量調(diào)節(jié)器，輸出用于調(diào)節(jié)所述D類(lèi)放大裝置輸出的輸出音頻信號(hào)電平的音量調(diào)節(jié)信息；PWM轉(zhuǎn)換器，將輸入音頻信號(hào)轉(zhuǎn)換為PWM信號(hào)，并輸出所述PWM信號(hào)； 空載時(shí)間生成器，設(shè)置由所述PWM轉(zhuǎn)換器輸出的PWM信號(hào)的空載時(shí)間； 可變電源，向所述多個(gè)開(kāi)關(guān)元件可變地施加電壓值；以及控制器，基于所述音量調(diào)節(jié)信息設(shè)置目標(biāo)電壓信息，以向所述可變電源輸出所述目標(biāo)電壓信息，并基于所述音量調(diào)節(jié)信息設(shè)置目標(biāo)空載時(shí)間信息，以向所述空載時(shí)間生成器輸出所述目標(biāo)空載時(shí)間信息，其中，所述空載時(shí)間生成器為所述PWM信號(hào)設(shè)置對(duì)應(yīng)于所述目標(biāo)空載時(shí)間信息的空載時(shí)間，并且所述可變電源以對(duì)應(yīng)于所述目標(biāo)電壓信息的電壓值施加電源電力。
6.如權(quán)利要求4或5所述的D類(lèi)放大裝置，其中，所述控制器根據(jù)由所述音量調(diào)節(jié)信息指示的所述D類(lèi)放大裝置的輸出音頻信號(hào)電平的降低而減小所述空載時(shí)間并將所述電源電壓設(shè)置為更小，并且根據(jù)由所述音量調(diào)節(jié)信息指示的所述D類(lèi)放大裝置的輸出音頻信號(hào)電平的增大而增大所述空載時(shí)間并將所述電源電壓設(shè)置為更大。
7.一種D類(lèi)放大裝置，其包括具有多個(gè)開(kāi)關(guān)元件的橋電路，并控制所述橋電路的開(kāi)關(guān)元件，以切換DC電源電壓和放大輸入到所述D類(lèi)放大裝置的音頻信號(hào)的功率，所述D類(lèi)放大裝置包括控制器，根據(jù)輸入音頻信號(hào)的輸入信號(hào)電平設(shè)置所述DC電源電壓的電壓電平；以及轉(zhuǎn)換控制器，根據(jù)所述DC電源電壓的輸出電壓電平設(shè)置用于開(kāi)關(guān)所述開(kāi)關(guān)元件的信號(hào)的空載時(shí)間。
8.一種D類(lèi)放大裝置，其包括具有多個(gè)開(kāi)關(guān)元件的橋電路，并控制所述橋電路的開(kāi)關(guān)元件，以切換DC電源電壓和放大輸入到所述D類(lèi)放大裝置的音頻信號(hào)的功率，所述D類(lèi)放大裝置包括輸入信號(hào)電平檢測(cè)器，將所述輸入音頻信號(hào)的信號(hào)電平作為輸入信號(hào)電平信息輸出；PWM轉(zhuǎn)換器，將輸入音頻信號(hào)轉(zhuǎn)換為PWM信號(hào)，并輸出所述P麗信號(hào)；空載時(shí)間生成器，設(shè)置由所述PWM轉(zhuǎn)換器輸出的PWM信號(hào)的空載時(shí)間；可變電源，向所述多個(gè)開(kāi)關(guān)元件可變地施加電壓值；控制器，基于所述輸入信號(hào)電平信息設(shè)置目標(biāo)電壓信息，以向所述可變電源輸出所述目標(biāo)電壓信息；以及轉(zhuǎn)換控制器，將從所述可變電源輸出的輸出電壓信息轉(zhuǎn)換為目標(biāo)空載時(shí)間信息，以向所述空載時(shí)間生成器輸出所述目標(biāo)空載時(shí)間信息，其中，所述空載時(shí)間生成器為所述PWM信號(hào)設(shè)置對(duì)應(yīng)于所述目標(biāo)空載時(shí)間信息的空載時(shí)間，并且所述可變電源以對(duì)應(yīng)于所述目標(biāo)電壓信息的電壓值施加電源電力。
9.如權(quán)利要求7或8所述的D類(lèi)放大裝置，其中，所述控制器根據(jù)所述輸入音頻信號(hào)的輸入信號(hào)電平的下降而將所述電源電壓設(shè)置為更小并將所述空載時(shí)間設(shè)置為更小，以及根據(jù)所述輸入音頻信號(hào)的輸入信號(hào)電平的增大而將所述電源電壓設(shè)置為更大并將所述空載時(shí)間設(shè)置為更大。
10.如權(quán)利要求1至9中的任一項(xiàng)所述的D類(lèi)放大裝置，其中所述PWM轉(zhuǎn)換器進(jìn)行將數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換為PWM信號(hào)的處理。
全文摘要
根據(jù)輸入信息執(zhí)行各種控制的控制單元(103)從數(shù)據(jù)表信息中選擇對(duì)應(yīng)于輸入音頻信號(hào)電平信息的目標(biāo)電壓信息和目標(biāo)空載時(shí)間信息，并將目標(biāo)電壓信息輸出給可變電源單元(104)；并且通過(guò)將與該目標(biāo)電壓信息關(guān)聯(lián)的目標(biāo)空載時(shí)間信息輸出給空載時(shí)間生成器(105)，根據(jù)輸入音頻信號(hào)電平在半橋電路(107)中設(shè)置輸出電源電壓和空載時(shí)間。因此，可以提供一種D類(lèi)放大裝置，其中可以通過(guò)最小化空載時(shí)間來(lái)減小失真，同時(shí)可以抑制電流流過(guò)所產(chǎn)生的熱量。
文檔編號(hào)H04B1/04GK102460960SQ201080028950
公開(kāi)日2012年5月16日 申請(qǐng)日期2010年5月19日 優(yōu)先權(quán)日2009年6月29日
發(fā)明者尾崎誠(chéng)吾 申請(qǐng)人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會(huì)社