專利名稱：一種音頻功放驗(yàn)證裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于音頻功放領(lǐng)域，尤其涉及一種音頻功放驗(yàn)證裝置。
背景技術(shù)：
D類音頻功放是一種生成脈沖序列并通過脈沖序列驅(qū)動負(fù)載的放大器，脈 沖序列的脈沖寬度根據(jù)輸入信號進(jìn)行調(diào)制。D類音頻功放的功率器件始終工作 在開關(guān)狀態(tài)，理論上其效率可達(dá)100%。這種高效率不僅意味著節(jié)能，而且代 表著少熱量，為很多產(chǎn)品免去或減少了對散熱的投入。
D類音頻功放器已有集成化發(fā)展的趨勢，在投入生產(chǎn)之前，需要對其功能 和相關(guān)器件參數(shù)進(jìn)行驗(yàn)證?？紤]到D類音頻功放集成電路的成本問題， 一般釆 用分立器件仿真驗(yàn)證方式，在線路板上仿真出D類音頻功放內(nèi)部模塊結(jié)構(gòu)，并 設(shè)置其中相應(yīng)元器件的參數(shù)，將該線路板的輸出信號輸出至揚(yáng)聲器，通過辨別 揚(yáng)聲器的音頻效果達(dá)到驗(yàn)證音頻功放集成電路功能的目的。
傳統(tǒng)的D類音頻功放驗(yàn)證線路板中， 一般直接參照音頻功放集成電路的結(jié) 構(gòu)，使用H-橋電路作為輸出級，H-橋的半橋模型電路如圖l所示，包括PMOS 管和NMOS管，當(dāng)輸入端為低電平時，PMOS管導(dǎo)通而NMOS管截止，輸出 端輸出電源電壓；當(dāng)輸入端為高電平時，NMOS管導(dǎo)通而PMOS管截止，輸出 端與地接通。功率MOS管一般有較大的輸入電容，所以在比較器和H-橋之間 要添加驅(qū)動電路，這必然使系統(tǒng)變得復(fù)雜，而驅(qū)動電路也勢必引入更多的噪聲。 另外，為了防止PMOS管和NMOS管發(fā)生"直通"現(xiàn)象，要為柵極信號添加 死區(qū)時間， 一般的分立器件系統(tǒng)都是采用RC延時電路來形成死區(qū)時間，但是 這種電路結(jié)構(gòu)很難得到精確的死區(qū)時間，會給輸出帶來較大的失真，從而導(dǎo)致 測試精度低。
實(shí)用新型內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的在于提供一種音頻功放驗(yàn)證裝置，旨在解決現(xiàn)有技術(shù)采
用H-橋作為輸出級導(dǎo)致音頻功放驗(yàn)證裝置結(jié)構(gòu)復(fù)雜、測試精度低的問題。 本實(shí)用新型是這樣實(shí)現(xiàn)的， 一種音頻功放驗(yàn)證裝置，所述裝置包括 對輸入的音頻信號進(jìn)行調(diào)整的前置放大器；
對所述前置放大器輸出的音頻信號進(jìn)行放大處理的積分放大器，與所述前 置放大器電連接；
對所述積分放大器輸出的音頻信號進(jìn)行脈寬調(diào)制處理的比較器，其音頻信 號輸入端與所述積分^L大器的輸出端電連接，調(diào)制信號輸入端則連接至一脈寬 調(diào)制載波信號源；以及
根據(jù)所述比較器的輸出結(jié)果控制向外部揚(yáng)聲器輸出脈沖驅(qū)動信號的模擬開關(guān)。
本實(shí)用新型通過采用模擬開關(guān)代替?zhèn)鹘y(tǒng)的H-橋作為輸出級，使得音頻功放 驗(yàn)證裝置的結(jié)構(gòu)簡單，測量精度高。


圖1是現(xiàn)有技術(shù)提供的H-橋的半橋模型電路結(jié)構(gòu)圖2是本實(shí)用新型實(shí)施例提供的音頻功放驗(yàn)證裝置結(jié)構(gòu)圖3是本實(shí)用新型實(shí)施例提供的音頻功放驗(yàn)證裝置中的比較器的結(jié)構(gòu)圖4是本實(shí)用新型實(shí)施例提供的模擬開關(guān)的結(jié)構(gòu)圖。
具體實(shí)施方式
為了使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，
以下結(jié)合附圖 及實(shí)施例，對本實(shí)用新型進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體 實(shí)施例僅僅用以解釋本實(shí)用新型，并不用于限定本實(shí)用新型。
本實(shí)用新型實(shí)施例提供的音頻功放驗(yàn)證裝置采用模擬開關(guān)代替?zhèn)鹘y(tǒng)的H-橋作為輸出級，使得音頻功放驗(yàn)證裝置的結(jié)構(gòu)簡單，測量精度高。
本實(shí)用新型實(shí)施例提供的音頻功放驗(yàn)證裝置的結(jié)構(gòu)如圖2所示，為了便于 說明，僅示出了與本實(shí)用新型相關(guān)的部分。
音頻功放驗(yàn)證裝置包括前置放大器21，積分放大器22，比較器23,模擬 開關(guān)24。其中，前置放大器21對輸入的音頻信號進(jìn)行調(diào)整；積分放大器22與 前置放大器21電連接，對前置放大器21輸出的音頻信號進(jìn)行積分放大；比較 器23的音頻信號輸入端a和b與積分放大器22電連接，調(diào)制信號輸入端e與 一脈寬調(diào)制載波信號源26連接，將積分放大器22輸出的信號進(jìn)行比較，以對 音頻信號進(jìn)行脈寬調(diào)制；模擬開關(guān)24的輸入端與比較器23電連接，輸出端與 外部揚(yáng)聲器電連接，根據(jù)比較器23的輸出結(jié)果控制向外部揚(yáng)聲器輸出相應(yīng)的電 壓信號。
本實(shí)用新型實(shí)施例中，前置放大器21包括運(yùn)算放大器U1、電阻R3和 R4;運(yùn)算放大器U1的反相輸出端通過電阻R3連接至運(yùn)算放大器U1的同相輸 入端；運(yùn)算放大器U1的同相輸出端通過電阻R4連接至運(yùn)算放大器U1的反相 輸入端。作為本實(shí)用新型的一個實(shí)施例，前置放大器21還包括電阻R1和R2， 運(yùn)算放大器Ul的同相輸入端和反相輸入端分別通過R1、R2與兩個音頻信號輸 入端連接。
本實(shí)用新型實(shí)施例中，積分放大器22包括運(yùn)算放大器U2、電容C1和 C2;運(yùn)算放大器U2的反相輸出端通過電容C1連接至運(yùn)算放大器U2的同相輸 入端；運(yùn)算放大器U2的同相輸出端通過電容C2連接至運(yùn)算放大器U2的反相 輸入端。作為本實(shí)用新型的一個實(shí)施例，積分放大器22進(jìn)一步包括電阻R5 和電阻R6;其中，電阻R5連接在運(yùn)算放大器U1的反相輸出端和運(yùn)算放大器 U2的同相輸入端之間；電阻R6連接在運(yùn)算放大器Ul的同相輸出端和運(yùn)算放 大器U2的反相輸入端之間。
作為本實(shí)用新型的一個實(shí)施例，為了降低環(huán)境噪聲的影響，運(yùn)算放大器U1 或者運(yùn)算放大器U2為全差分運(yùn)算放大器，或者兩者均為全差分運(yùn)算放大器。本實(shí)用新型實(shí)施例中，比較器23的結(jié)構(gòu)如圖3—所示，包括比較器U3和 U4，比較器U3的同相輸入端a與運(yùn)算放大器U2的反相輸出端連接；比較器 U4的同相輸入端b與運(yùn)算放大器U2的同相輸出端連接；比較器U3的反相輸 入端el和比較器U4的反相輸入端e2均與脈寬調(diào)制載波信號源26連接；比較 器U3和U4的輸出端c和d分別與模擬開關(guān)24的輸入端連接。本實(shí)用新型實(shí) 施例中，模擬開關(guān)的結(jié)構(gòu)如圖4所示，為了便于說明，僅示出了與本實(shí)用新型 相關(guān)的部分。
模擬開關(guān)24相當(dāng)于一個受輸入端的輸入信號控制的單刀雙擲開關(guān)當(dāng)輸入 信號為低電平時，輸出端和常閉端導(dǎo)通；當(dāng)輸入信號為高電平時，輸出端和常 開端導(dǎo)通。在實(shí)際的4企測過程中，常閉端接電源，常開端接地，輸入端接輸入 信號，當(dāng)輸入信號為低電平時，輸出端和常閉端導(dǎo)通，輸出電源信號；當(dāng)輸入 信號為高電平時，輸出端和常開端導(dǎo)通，輸出地信號。本實(shí)用新型中包括兩個 模擬開關(guān)，第一模擬開關(guān)的輸入端與比較器U3的輸出端c連接，受比較器U3 輸出結(jié)果的控制；第二模擬開關(guān)的輸入端與比較器U4的輸出端d連接，受比 較器U4輸出結(jié)果的控制。采用模擬開關(guān)能夠?qū)崿F(xiàn)與H-橋相同的邏輯功能，然 而模擬開關(guān)的結(jié)構(gòu)筒單。同時，通過實(shí)際的測試，并將測試數(shù)據(jù)進(jìn)行了比較可 知，使用模擬開關(guān)的驗(yàn)證裝置輸出的總諧波失真明顯小于使用H-橋的驗(yàn)證裝 置。
進(jìn)一步地，本實(shí)用新型實(shí)施例提供的音頻功放驗(yàn)證裝置中，在模擬開關(guān)24 的輸出端與運(yùn)算放大器U2的輸入端之間連接有反饋電阻R7、 R8,從而整個驗(yàn) 證裝置形成一閉環(huán)結(jié)構(gòu)，用以抑制脈寬調(diào)制載波引入的噪聲，提高裝置整體性 能。
本實(shí)用新型實(shí)施例提供的音頻功放檢測裝置中，由于比較器23釆用了雙比 較器的結(jié)構(gòu)，進(jìn)一步減小音頻信號的失真，模擬開關(guān)24的輸出信號可以直接驅(qū) 動揚(yáng)聲器，但當(dāng)揚(yáng)聲器距離模擬開關(guān)24較遠(yuǎn)時，為了減小遠(yuǎn)距離帶來的失真， 提高音質(zhì)，因此在模擬開關(guān)24的輸出端與揚(yáng)聲器之間添加低通濾波器25。本實(shí)用新型實(shí)施例提供的音頻功放驗(yàn)證裝置中，采用模擬開關(guān)代替?zhèn)鹘y(tǒng)的
H-橋作為輸出級，減少了驅(qū)動電路和延時電路的使用，使得音頻功放驗(yàn)證裝置 的結(jié)構(gòu)簡單，測量精度高。
以上所述4叉為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本實(shí)用新型， 凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng) 包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1、一種音頻功放驗(yàn)證裝置，其特征在于，所述裝置包括對輸入的音頻信號進(jìn)行調(diào)整的前置放大器；對所述前置放大器輸出的音頻信號進(jìn)行放大處理的積分放大器，與所述前置放大器電連接；對所述積分放大器輸出的音頻信號進(jìn)行脈寬調(diào)制處理的比較器，其音頻信號輸入端與所述積分放大器的輸出端電連接，調(diào)制信號輸入端則連接至一脈寬調(diào)制載波信號源；以及根據(jù)所述比較器的輸出結(jié)果控制向外部揚(yáng)聲器輸出脈沖驅(qū)動信號的模擬開關(guān)。
2、 如權(quán)利要求1所述的音頻功放驗(yàn)證裝置，其特征在于，所述裝置還包括 將所述模擬開關(guān)輸出的脈沖驅(qū)動信號進(jìn)行濾波后，輸出至外部揚(yáng)聲器的低通濾波器。
3、 如權(quán)利要求1所述的音頻功放驗(yàn)證裝置，其特征在于，所述裝置還包括 連接在所述模擬開關(guān)的輸出端與所述運(yùn)算放大器的輸入端之間的反饋電阻，形成閉環(huán)結(jié)構(gòu)。
4、 如權(quán)利要求1所述的音頻功放驗(yàn)證裝置，其特征在于，所述前置放大器 包括對輸入的音頻信號進(jìn)行處理的第一運(yùn)算放大器；連接在所述第一運(yùn)算放大器的反相輸出端與所述第一運(yùn)算放大器的同相輸 入端之間的第一電阻；連接在所述第一運(yùn)算放大器的同相輸出端與所述第一運(yùn)算放大器的反相輸 入端之間的第二電阻。
5、 如權(quán)利要求1所述的音頻功放驗(yàn)證裝置，其特征在于，所述積分放大器 包括對所述前置^L大器輸出的音頻信號進(jìn)行處理的第二運(yùn)算^:大器；連接在所述第二運(yùn)算放大器的反相輸出端與所述第二運(yùn)算放大器的同相輸入端之間的第一電容；連接在所述第二運(yùn)算放大器的同相輸出端與所述第二運(yùn)算放大器的反相輸 入端之間的第二電容。
6、 如權(quán)利要求4或5所述的音頻功放驗(yàn)證裝置，其特征在于，所述第一運(yùn) 算放大器或者所述第二運(yùn)算放大器為全差分運(yùn)算放大器。
7、 如權(quán)利要求1所述的音頻功放驗(yàn)證裝置，其特征在于，所述比較器包括 第一比較器和第二比較器；所述第一比較器的同相輸入端與所述第二運(yùn)算^:大器的反相輸出端連接； 所述第二比較器的同相輸入端與所述第二運(yùn)算放大器的同相輸出端連接； 所述第一比較器的反相輸入端和所述第二比較器的反相輸入端均與所述脈 寬調(diào)制載波信號源連接。
8、 如權(quán)利要求1所述的音頻功放驗(yàn)證裝置，其特征在于，所述模擬開關(guān)中 的常閉端與電源連接，常開端接地。
專利摘要本實(shí)用新型適用于音頻功放領(lǐng)域，提供了一種音頻功放驗(yàn)證裝置，包括對輸入的音頻信號進(jìn)行調(diào)整的前置放大器；對所述前置放大器輸出的音頻信號進(jìn)行放大處理的積分放大器，與所述前置放大器電連接；對所述積分放大器輸出的音頻信號進(jìn)行脈寬調(diào)制處理的比較器，其音頻信號輸入端與所述積分放大器的輸出端電連接，調(diào)制信號輸入端則連接至一脈寬調(diào)制載波信號源；以及根據(jù)所述比較器的輸出結(jié)果控制向外部揚(yáng)聲器輸出脈沖驅(qū)動信號的模擬開關(guān)。本實(shí)用新型通過采用模擬開關(guān)代替?zhèn)鹘y(tǒng)的H-橋作為輸出級，使得音頻功放驗(yàn)證裝置的結(jié)構(gòu)簡單，測量精度高。
文檔編號G01R31/28GK201226017SQ20082009455
公開日2009年4月22日 申請日期2008年6月4日 優(yōu)先權(quán)日2008年6月4日
發(fā)明者衛(wèi) 馮, 張禮振, 徐坤平, 云 楊, 羅大徐 申請人:比亞迪股份有限公司