本實用新型涉及到功能放大器的技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及到一種集成數(shù)字輸入的音頻放大器系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

音頻放大器常已經(jīng)有快要一個世紀的歷史了，最早的電子管放大器的第一個應(yīng)用就是音頻放大器。而隨著科學(xué)技術(shù)和智能化電子產(chǎn)品的不斷發(fā)展，音頻放大器的技術(shù)也在不斷地更新、發(fā)展、前進，其廣泛應(yīng)用于需要聲音輸出的應(yīng)用場合，比如藍牙音箱、對講機等。

音頻放大器是一種將低功率音頻信號放大至適合于驅(qū)動揚聲器的水平的功率放大器。音頻放大器用于音頻播放鏈的末級中，以放大用于在揚聲器上播放的音頻信號，所述揚聲器可以是耳機或移動裝置上的揚聲器。音頻信號是帶有語音、音樂和音效的有規(guī)律的聲波的頻率、幅度變化信息載體。根據(jù)聲波的特征，可把音頻信息分類為規(guī)則音頻和不規(guī)則聲音。其中規(guī)則音頻又可以分為語音、音樂和音效。規(guī)則音頻是一種連續(xù)變化的模擬信號，可用一條連續(xù)的曲線來表示，稱為聲波。但隨著電子智能化的進程，控制器(MCU)也趨向數(shù)字應(yīng)用，從數(shù)字應(yīng)用中生成數(shù)字域音頻信號。但由于現(xiàn)有技術(shù)中音頻放大器通常都配置為模擬輸入接口，所以數(shù)字域音頻信號多采用數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器(DAC)轉(zhuǎn)換為模擬域音頻信號，并通過模擬接口連接傳統(tǒng)音頻放大器輸出，而控制器(MCU)、數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器(DAC)、音頻放大器除了需要設(shè)置輸入輸出接口外，還都需要獨立的供電電路。但電子產(chǎn)品隨著消費水平的遞增，人們對電子產(chǎn)品有著更高的要求，需要電子的功能越來越多，體積卻要越來越小。由此需要對音頻放大器系統(tǒng)的設(shè)計提出了更高的要求，在滿足功能化的同時，需要更精簡的設(shè)計。而上述設(shè)計顯然不能滿足現(xiàn)有人們的需求。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型的目的在于提出一種集成數(shù)字輸入的音頻放大器系統(tǒng)，將數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器集成到升壓音頻放大器芯片中，使系統(tǒng)方案集成度更高，系統(tǒng)成本更低。

為此，本實用新型采用以下技術(shù)方案：

一種集成數(shù)字輸入的音頻放大器系統(tǒng)，包括控制器芯片和音頻放大器芯片，所述控制器芯片向所述音頻放大器芯片傳輸數(shù)字信號，所述音頻放大器芯片包括級聯(lián)連接的數(shù)模轉(zhuǎn)換器和音頻放大器。

優(yōu)選地，所述數(shù)模轉(zhuǎn)換器為權(quán)電阻網(wǎng)絡(luò)數(shù)模轉(zhuǎn)換器，其包括：基準電源、由多個權(quán)電阻并聯(lián)連接形成的權(quán)電阻網(wǎng)絡(luò)、與所述權(quán)電阻的個數(shù)匹配的多個模擬開關(guān)、以及求和放大器，其中，各所述權(quán)電阻的一端通過與其對應(yīng)的所述模擬開關(guān)連接到所述基準電源、另一端連接到所述求和放大器的輸入端，各所述模擬開關(guān)分別受所述數(shù)字信號的各位數(shù)碼控制。

具體地，所述求和放大器包括運算放大器和反饋電阻，所述反饋電阻連接在所述運算放大器的輸出端和反相輸入端之間，所述運算放大器的正相輸入端接地、反相輸入端與各所述權(quán)電阻的所述另一端連接。

本實用新型采用以上技術(shù)方案，將數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器集成到升壓音頻放大器芯片中，直接采用內(nèi)部走線，而無需通過芯片封裝引腳接出使系統(tǒng)方案集成度更高，系統(tǒng)成本更低。

附圖說明

圖1為本實用新型的集成數(shù)字輸入的音頻放大器系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本實用新型的集成數(shù)字輸入的音頻放大器芯片的數(shù)模轉(zhuǎn)換器的電路結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為圖2的一個實施例的電路結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

為了使本實用新型的目的、特征和優(yōu)點更加的清晰，以下結(jié)合附圖及實施例，對本實用新型的具體實施方式做出更為詳細的說明，在下面的描述中，闡述了很多具體的細節(jié)以便于充分的理解本實用新型，但是本實用新型能夠以很多不同于描述的其他方式來實施。因此，本實用新型不受以下公開的具體實施的限制。

一種集成數(shù)字輸入的音頻放大器系統(tǒng)，如圖1所示，包括控制器芯片100和音頻放大器芯片200，控制器芯片100向音頻放大器芯片200傳輸數(shù)字信號Dn＝d_n-1…d₁d₀，數(shù)字信號Dn為音頻放大器芯片200的數(shù)字輸入信號。音頻放大器芯片200包括級聯(lián)連接的數(shù)模轉(zhuǎn)換器210和音頻放大器220，其中，數(shù)模轉(zhuǎn)換器210將輸入的數(shù)字信號Dn轉(zhuǎn)換為模擬信號并傳輸給音頻放大器220，音頻放大器220對該模擬信號進行放大然后輸出。

本實用新型的集成數(shù)字輸入的音頻放大器系統(tǒng)，將數(shù)模轉(zhuǎn)換器集成到升壓音頻放大器芯片中，直接采用內(nèi)部走線，而無需通過芯片封裝引腳接出使系統(tǒng)方案集成度更高，系統(tǒng)成本更低。

優(yōu)選地，本實用新型的集成數(shù)字輸入的音頻放大器系統(tǒng)中的數(shù)模轉(zhuǎn)換器210為權(quán)電阻網(wǎng)絡(luò)數(shù)模轉(zhuǎn)換器。參照圖2，權(quán)電阻網(wǎng)絡(luò)數(shù)模轉(zhuǎn)換器包括：基準電源V_REF、由多個權(quán)電阻R₀,R₁,…,R_n-1并聯(lián)連接形成的權(quán)電阻網(wǎng)絡(luò)、與權(quán)電阻的個數(shù)n匹配的多個模擬開關(guān)S₀,S₁,…,S_n-1、以及求和放大器。其中，每個權(quán)電阻R₀,R₁,…,R_n-1的一端通過與其對應(yīng)的模擬開關(guān)S₀,S₁,…,S_n-1連接到基準電源V_REF，每個權(quán)電阻R₀,R₁,…,R_n-1的另一端連接到求和放大器的輸入端。每個模擬開關(guān)S₀,S₁,…,S_n-1分別受音頻放大器芯片200的數(shù)字輸入信號D_n＝d_n-1…d₁d₀的各位數(shù)碼d₀,d₁,…,d_n-1的控制。

進一步地，如圖2所示，求和放大器為接成負反饋形式的運算放大器，其包括運算放大器和反饋電阻R_F，反饋電阻R_F連接在運算放大器的輸出端V_O和反相輸入端V_-之間；運算放大器的正相輸入端V₊接地、反相輸入端V-與權(quán)電阻網(wǎng)絡(luò)中的各個權(quán)電阻R₀,R₁,…,R_n-1的支路相連接。

圖3為圖2的一個實施例的電路結(jié)構(gòu)示意圖，其中所示的數(shù)模轉(zhuǎn)換器為4位權(quán)電阻網(wǎng)絡(luò)數(shù)模轉(zhuǎn)換器。以下以其為例進行說明原理：

如圖3所示，音頻放大器芯片中的數(shù)模轉(zhuǎn)換器的權(quán)電阻網(wǎng)路包括4條并聯(lián)連接的支路，其中各個支路中的權(quán)電阻R₀,R₁,…,R_n-1的阻值依次按8：4：2：1的比例配置，即R₀＝8R、R₁＝4R、R₂＝2R、R₃＝R。

每個模擬開關(guān)S₀,S₁,S₂,S₃的開關(guān)狀態(tài)分別受音頻放大器芯片的4位數(shù)字輸入信號D₄的各位數(shù)碼d₀,d₁,d₂,d₃的控制，當(dāng)D₄的某位d_i上的二進制數(shù)的值為1時，即d_i＝1時，d_i對應(yīng)的模擬開關(guān)S_i閉合，使得與該模擬開關(guān)S_i對應(yīng)的權(quán)電阻R_i接通到參考電源V_REF上，此時有支路電流I_i流向求和放大器。而D₄的某位d_i＝0時，模擬開關(guān)S_i對應(yīng)的權(quán)電阻網(wǎng)絡(luò)中的支路斷開，此時該支路的電流I_i為零。

按照運放的“虛地”原理，有V_-≈V₊＝0。因此，當(dāng)模擬開關(guān)S₀,S₁,S₂,S₃閉合時，流經(jīng)權(quán)電阻網(wǎng)絡(luò)的各個支路的電流分別是V_REF/8R、V_REF/4R、V_REF/2R和V_REF/R。而這些各個支路的電流是否存在則取決各個支路中模擬開關(guān)的閉合狀態(tài)，而各個模擬開關(guān)的閉合狀態(tài)又取決于輸入的數(shù)字信號的各個比特的值。

由于V_O/R_F＝I₀+I₁+I₂+I₃，因此，運算放大器的輸出電壓V_O為：V_O＝(d₀/8R+d₁/4R+d₂/2R+d₃/R)×V_REF×R_F?；赿₀,d₁,d₂,d₃是輸入的數(shù)字信號D₄的二進制的相應(yīng)位，其取值分別為0或1。由上式可見，當(dāng)D₄＝d₃d₂d₁d₀在0000-1111范圍內(nèi)變化時，運算放大器的輸出電壓V_O也隨之發(fā)生變化。這樣，數(shù)字量的變化就轉(zhuǎn)化成了電壓(模擬量)的變化了。

所以采用以上技術(shù)方案，將數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器集成到升壓音頻放大器芯片中，直接采用內(nèi)部走線，不需要單獨安裝數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器并通過芯片封裝引腳接出，且僅需一個電源供電即可，使使系統(tǒng)方案集成度更高，系統(tǒng)成本更低。

以上所述僅為本實用新型的較佳實施例而已，并不用以限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進等，均應(yīng)包含在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。