专利名称：一种减小音频功率放大器开关输出瞬态噪声的输出级结构的制作方法
技术领域：
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本实用新型涉及功率放大器领域，具体涉及一种减小音频功率放大器开关输出瞬态噪声的输出级结构，是一种能够有效减小AB类音 频功率放大器在上电或掉电、开启或关断时产生的"噼"、"啪"噪声 的一种改进型AB类输出级结构。
技术背景
BTL (桥接)负载连接方式是一种广泛应用于音频功率放大器的 系统结构，如图1所示。这种结构的优点是输出功率大，且具有较好 的共模噪声抑制能力。但由于输入耦合电容Ci和共模电平旁路电容 Cb的存在，且由于正负输出级Vo+、 Vo-为非对称结构，所以当电路 在上电和掉电、开启和关断时，由于电容的充放电速率不同，导致在 输出级的负载两端会产生一个瞬时的电压脉冲。当这种电压脉冲幅度 大于15mV时，音频系统就会产生类似"噼"、"啪"的开关噪声。
发明内容
本实用新型的目的在于提供一种减小音频功率放大器开关输出 瞬态噪声的输出级结构。
为了实现上述目的，本实用新型的技术方案如下 一种减小音频 功率放大器开关输出瞬态噪声的输出级结构，其特征在于，该电路由 AB类输出级、辅助输出管、控制AB类输出级输出管工作模式的开关 组成。
本实用新型的输出级结构使得AB类音频功率放大器在上电或掉 电、开启或关断时，通过减小输出级输出管的有效尺寸，从而减小流 经外接负载的电流，使得负载两端的电压平缓和近乎一致的增大或减 小，直至达到最终电压。这样就可以有效减小在开关过程中外接负载 两端的直流电压差，从而避免音频系统发出"噼"、"啪"的噪声。
图1为音频功率放大器的桥接(BTL)模式
图2为改进型AB类输出级结构
图3为改进型AB类输出级的工作波形
(a) Sl、 S2开关控制信号
(b) 电路启动、关断控制信号
(c) 音频功率放大器正向输出端波形
(d) 音频功率放大器负向输出端波形
(e) 音频功率放大器正负向输出端电压差值波形
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本实用新型作详细说明。
本电路结构包含四个部分AB类输出级、开关S1、开关S2和辅 助输出管M0。 AB类输出级完成电路正常工作时的信号输出功能，开 关Sl控制AB类输出级的输出管在电路打开或关断时进入关断模式， 开关S2控制电路在进入正常工作模式时AB类输出级的输出管正常工 作，辅助输出管的几何尺寸远小于AB类输出级中相应的输出管，它 在电路打开或关断时代替AB类输出级中的输出管工作，达到减小输 出电流的目的。
图2为本发明所提出的改进型AB类输出结构的一种实施例的原 理图。如图2所示，第一输出管MOS管MA、第二输出管MOS管MB构 成正常的AB类输出级电路，M0S管M0为辅助输出管，第一开关S1、 第二开关S2为控制开关。该输出级结构包括第一输出管MA和第二输 出管MB，其特征在于第一输出管MA和第二输出管MB串联连接组成 AB类输出级，该AB输出级的一端与电源连接，该AB输出级的另一 端接地，第一输出管MA和第二输出管MB与电源之间设有辅助输出管 M0，第一输出管MA的控制端与电源之间设有第一开关S1，辅助输出 管M0的控制端与第一输出管MA的控制端之间设有第二开关S2。第 一输出管MA的源极接电源正极，第一输出管MA的漏极与第二输出管 MB的漏极连接，第二输出管MB的源极接地，第一输出管MA的栅极 通过第一开关S1与电源正极连接，第一输出管MA的栅极通过第二开 关S2与辅助输出管MO的栅极连接，辅助输出管MO的源极接电源正 极，辅助输出管MO的漏极与第二输出管MB的漏极连接，辅助输出管 MO的栅极接第一电压端Va，第二输出管MB的栅极接第二电压端Vb。 当音频电路上电或开启时，第一开关S1导通，第二开关S2关断，从 而MA管截止，M0正常工作。由于MO管的宽长比远小于MA管，所以 此时流经外接负载的电流要远小于MA管导通时的电流，从而负载两 端的电压平缓并近乎一致的上升，直至到达共模偏置电平。Va为第 一电压端，Vb为第二电压端，此时再关断S1，接通S2，使得输出级 进入正常工作状态。同理，当音频电路掉电或关断时，先接通Sl， 关断S2，使得外接负载两端的电压平缓并近乎一致的下降，直至到 达电源地。如图3所示，波形(a)为S1、 S2开关控制信号，波形(b) 为电路启动、关断控制信号，波形(c)、 (d)分别为音频功率放大器 正端和负端输出波形，波形(e)为正负向输出端电压的差值。从图中 可以看出，采用改进型AB类输出级结构，AB类音频功率放大器在上 电或掉电、开启或关断时负载两端的电压差值小于10mV。
此种改进型的AB类输出级结构可以应用于MOS电路，也可以应用于双极型电路，相应的组成器件即采用M0S管电路和双极型电路。 辅助输出管可以只应用于AB类输出级的电源到输出端，也可以只应用于输出到地端，还可以在输出到电源和地同时应用，并增加相应的 开关控制电路。辅助输出管可以只由一个MOS管或双极管构成，也可 以由一组M0S管或双极管构成；同时这些辅助MOS管或双极管可以具有相同的几何尺寸，也可以具有不同的几何尺寸。控制AB类输出级 输出管工作模式的开关可以由单管MOS或双极电路构成，也可以由CMOS或双极集成电路的其它器件组合电路构成；同时控制开关可以由一组构成，也可以由若干组构成；辅助输出管在电路正常工作时可以关断，也可以不关断。开关控制信号可以相同，也可以不同；可以由外部定时器产生，也可以由比较器产生。
权利要求1.一种有效减小音频功率放大器开关输出瞬态噪声的输出级结构，包括第一输出管和第二输出管，其特征在于第一输出管和第二输出管串联连接组成AB类输出级，该AB输出级的一端与电源连接，该AB输出级的另一端接地，第一输出管和第二输出管与电源之间设有辅助输出管，第一输出管的控制端与电源之间设有第一开关，辅助输出管的控制端与第一输出管的控制端之间设有第二开关。
2. 如权利要求1所述的输出级结构，其特征在于第一输出管、第 二输出管和辅助输出管均为M0S管，第一输出管的源极接电源 正极，第一输出管的漏极与第二输出管的漏极连接，第二输出 管的源极接地，第一输出管的栅极通过第一开关与电源正极连 接，第一输出管的栅极通过第二开关与辅助输出管的栅极连接， 辅助输出管的源极接电源正极，辅助输出管的漏极与第二输出 管的漏极连接，辅助输出管的栅极接第一电压端，第二输出管 的栅极接第二电压端。
专利摘要本实用新型涉及一种减小音频功率放大器开关输出瞬态噪声的输出级结构，其特征在于，该电路由AB类输出级、辅助输出管、控制AB类输出级输出管工作模式的开关组成。本实用新型的输出级结构使得AB类音频功率放大器在上电或掉电、开启或关断时，通过减小输出级输出管的有效尺寸，从而减小流经外接负载的电流，使得负载两端的电压平缓和近乎一致的增大或减小，直至达到最终电压。这样就可以有效减小在开关过程中外接负载两端的直流电压差，从而避免音频系统发出“噼”、“啪”的噪声。
文档编号H03F1/26GK201181929SQ20072007766
公开日2009年1月14日 申请日期2007年12月28日 优先权日2007年12月28日
发明者陶园林 申请人:上海益侃微电子有限公司