密度调制的音频功放电路、方法、设备及计算机存储介质与流程

本技术涉及信号调制领域，尤其涉及一种密度调制的音频功放电路、方法、设备及计算机存储介质。

背景技术：

1、随着信息技术的高速发展，音频功放也在信号处理等领域的使用也越来越多，同时也对于音频功放的音质效果以及便携性有了更高的要求，在对于便携性的要求尤其在小型音频装置也越来越重视。

2、传统的调制功放是通过脉冲宽度调制将原始音频输入转换为脉冲信号。这种调制功放存在很大的缺陷，会存在由于脉冲宽度调制技术是通过固定调制频率，改变脉冲信号的宽度或者占空比来还原音频信号，将导致调制后音频信号的能量集中在载波频率的倍频处，这不仅更容易产生电磁辐射，增加了输出音频信号的失真，也需要较大尺寸的低通滤波器来滤除高频噪声的现象，即，这种调制功放会由于需要较大尺寸的低通滤波器来滤除高频噪声，进而造成音频调制的准确性不高。

3、申请内容

4、本技术的主要目的在于提出一种密度调制的音频功放电路、方法、设备及计算机存储介质，旨在有效抑制音频信号的能量集中在载波频率的倍频的现象，进而实现提高音频调制的准确性。

5、为实现上述目的，本技术提供一种密度调制的音频功放电路，所述密度调制的音频功放电路包括脉冲密度调制单元、驱动信号发生单元、功率输出单元、低通滤波单元和反馈单元；

6、所述脉冲密度调制单元的调制输出端、所述驱动信号发生单元、所述功率输出单元和所述低通滤波单元依次连接，所述低通滤波单元的输出端与负载连接，所述功率输出单元的输出端与所述反馈单元的输入端连接，所述反馈单元的输出端与所述脉冲密度调制单元的反馈端连接，其中，所述功率输出单元的功放晶体管包括晶体管；所述脉冲密度调制单元用于对待调制信号高低电平的分布密度进行调制；

7、所述脉冲密度调制单元用于接收所述待调制信号和反馈信号，并基于所述反馈信号对所述待调制信号进行脉冲密度调制得到脉冲调制信号，所述驱动信号发生单元用于根据所述脉冲调制信号确定驱动信号，所述功率输出单元用于根据所述驱动信号对所述脉冲调制信号进行功率放大得到功率输出信号，所述低通滤波单元用于对所述功率输出信号进行滤波得到负载驱动信号，其中，所述反馈单元用于根据功率输出信号确定所述反馈信号。

8、可选地，所述功率输出单元包括晶体管和散热器，所述晶体管的驱动级与所述驱动信号发生单元连接，所述晶体管的功率输出级与所述低通滤波单元的输入端连接，所述散热器上设置散热材料，并将设置所述散热材料的一端设置在所述晶体管的散热面，其中，所述散热材料包括导热硅胶或导热硅脂，所述晶体管用于接收所述驱动信号发生单元发送的所述驱动信号，并基于所述驱动信号对所述脉冲调制信号进行功率放大得到功率输出信号。

9、可选地，所述晶体管包括功率晶体管。

10、可选地，所述驱动信号发生单元包括门级驱动器，所述门级驱动器的输入端与所述脉冲密度调制单元的调制输出端连接，所述门级驱动器的输出端与所述晶体管的驱动级连接，所述门级驱动器用于根据所述脉冲调制信号确定驱动信号。

11、可选地，所述低通滤波单元包括至少一个滤波电感和至少一个滤波电容，所述滤波电感的第一端与晶体管的功率输出级连接，所述滤波电感的第二端分别与所述滤波电容的第一端和所述负载连接，所述滤波电容的第二端接地，所述低通滤波单元用于滤除所述功率输出信号中的高频分量，得到负载驱动信号。

12、可选地，所述脉冲密度调制单元包括加法器和脉冲密度调制电路，所述脉冲密度调制电路包括正极输入端、负极输入端和调制输出端，所述加法器的第一端与待调制信号接口连接，所述加法器的第二端与所述反馈单元的输出端连接，所述加法器的输出端与所述正极输入端连接，所述负极输入端与载波信号接口连接，所述调制输出端与门级驱动器的输入端连接，其中，所述脉冲密度调制电路包括量化器，所述正极输入端连接所述量化器。

13、此外，为实现上述目的，本技术还提供一种密度调制的音频功放方法，所述密度调制的音频功放方法应用于所述密度调制的音频功放电路，所述密度调制的音频功放方法的步骤，包括：

14、通过脉冲密度调制单元接收待调制信号；

15、若接收到输入的反馈信号，则基于所述反馈信号对所述待调制信号进行脉冲密度调制得到脉冲密度调制信号，其中，所述反馈信号包括反馈单元输出信号，所述脉冲调制信号包括密度调制之后的所述待调制信号；

16、在所述驱动信号发生单元中确定所述脉冲调制信号对应的驱动信号；

17、根据所述驱动信号在所述功率输出单元中对所述脉冲调制信号进行功率放大得到功率输出信号；

18、通过所述低通滤波单元对所述功率输出信号进行滤波得到负载驱动信号，并基于所述负载驱动信号驱动负载。

19、可选地通过脉冲密度调制单元接收待调制信号的步骤之后，包括：

20、通过所述脉冲密度调制单元中的脉冲密度调制电路接收载波信号，并将所述待调制信号在所述脉冲密度调制电路中的量化器进行量化整形；

21、基于所述载波信号对量化整形之后的所述待调制信号进行密度调制，得到脉冲调制信号，其中，所述脉冲调制信号的密度正比于所述待调制信号的密度。

22、此外，为实现上述目的，本技术还提供一种密度调制的音频功放设备，包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的密度调制的音频功放程序，所述密度调制的音频功放程序被所述处理器执行时实现上所述的密度调制的音频功放方法的步骤。

23、此外，为实现上述目的，本技术还提供一种计算机存储介质，所述计算机存储介质上存储有密度调制的音频功放程序，所述密度调制的音频功放程序被处理器执行时实现如上所述的密度调制的音频功放方法的步骤。

24、本技术提供了一种密度调制的音频功放电路，该电路包括脉冲密度调制单元、驱动信号发生单元、功率输出单元、低通滤波单元和反馈单元；所述脉冲密度调制单元的调制输出端、所述驱动信号发生单元、所述功率输出单元和所述低通滤波单元依次连接，所述低通滤波单元的输出端与负载连接，所述功率输出单元的输出端与所述反馈单元的输入端连接，所述反馈单元的输出端与所述脉冲密度调制单元的反馈端连接，其中，所述功率输出单元的功放晶体管包括晶体管；所述脉冲密度调制单元用于对待调制信号高低电平的分布密度进行调制；所述脉冲密度调制单元用于接收所述待调制信号和反馈信号，并基于所述反馈信号对所述待调制密度信号进行脉冲密度调制得到脉冲调制信号，所述驱动信号发生单元用于根据所述脉冲调制信号确定驱动信号，所述功率输出单元用于根据所述驱动信号对所述脉冲调制信号进行功率放大得到功率输出信号，所述低通滤波单元用于对所述功率输出信号进行滤波得到负载驱动信号，其中，所述反馈单元用于根据功率输出信号确定所述反馈信号。

25、通过脉冲密度调制单元接收待调制信号；若接收到输入的反馈信号，则基于所述反馈信号对所述待调制信号进行脉冲密度调制得到脉冲调制信号，其中，所述反馈信号包括反馈单元输出信号，所述脉冲调制信号包括密度调制之后的所述待调制信号；在所述驱动信号发生单元中确定所述脉冲调制信号对应的驱动信号；根据所述驱动信号在所述功率输出单元中对所述脉冲调制信号进行功率放大得到功率输出信号；通过所述低通滤波单元对所述功率输出信号进行滤波得到负载驱动信号，并基于所述负载驱动信号驱动负载。通过使用功率晶体管作为电路中使用的晶体管，从而避免了现有技术中由于脉冲宽度调制技术是通过固定调制频率，改变脉冲信号的密度来还原音频信号，将导致调制后音频信号的能量集中在载波频率的倍频处，这不仅更容易产生电磁辐射，增加了输出音频信号的失真，也需要较大尺寸的低通滤波器来滤除高频噪声的现象发生，一方面通过晶体管，进而有效抑制了晶体管的功耗以及发热现象，进一步可以减小滤波电容和散热器的占用面积，进而实现密度调制的音频功放的小型化发展，另一方面，通过脉冲密度调制单元进行密度调制可以有效抑制音频信号的能量集中在载波频率的倍频的现象，进而实现提高音频调制的准确性。

技术实现思路