[实用新型]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

说明书

技术领域：

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。

背景技术：

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。

附图说明：

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)S1、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：

下面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MO。AB类输出级完成电路正常工作时的信号输出功能，开关S1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，MOS管MO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MO，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MO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，MO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S1，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MOS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MOS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。