[发明专利]包括麦克风前置放大器级的前置放大器电路

说明书

技术领域

本公开内容涉及音频应用，且更具体地，涉及音频放大器电路。

背景技术

常规音频放大器通常需要提供低电流DC输出或非常昂贵的可切换麦克风线。此外，当利用数字信号处理器时，实现模数转换器(ADC)以将目标模拟信号转换成数字信号以由DSP处理。然而，ADC通常在其输入端需要偏置电压。因此，还实现了额外的偏置ADC电路，以向ADC提供偏置输入电压。

发明内容

根据一个实施方式，提供了包括麦克风前置放大器级的前置放大器电路。麦克风前置放大器级包括提供高阻抗源信号的直接注入(DI,direct injection)单元和在没有线路或麦克风开关的情况下可操作的低阻抗XLR连接。前置放大器电路还包括对模数转换器(ADC)的输入进行偏置的自偏置输入部件(例如，晶体管对)。以这种方式，提供了低成本、高电流DC耦合耳机输出设备。

根据非限制性实施方式，麦克风前置放大器电路包括被配置为生成输入功率的幻象电源，以及被配置为基于输入功率生成经调节的输入电压(regulated input voltage，稳定输入电压)的一对输入晶体管电路。一对差分麦克风放大器电路被配置为放大经调节的输入电压，并将放大的电压输出到模数转换器(ADC)。麦克风前置放大器电路还包括与该对差分麦克风放大器电路和ADC进行信号通信的直流(DC)偏置伺服电路。DC偏置伺服电路被配置为基于ADC的内部公共电压(VCOM)来控制该对差分麦克风放大器电路。

根据另一个非限制性实施方式，一种操作麦克风前置放大器电路的方法，包括：经由幻象电源生成输入功率，并且经由一对输入晶体管电路基于输入功率生成经调节输入电压。该方法还包括经由一对差分麦克风放大器电路放大经调节输入电压，并将放大的电压输出到模数转换器(ADC)。该方法还包括经由直流(DC)偏置伺服电路基于ADC的内部公共电压(VCOM)控制该对差分麦克风放大器电路。

附图说明

为了更全面地了解本公开内容，现在参考以下结合附图和详细描述的简要描述，其中相同的附图标记表示相同的部分：

图1是根据非限制性实施方式的包括具有高阻抗DI单元以及在没有线路/麦克风开关的情况下能够操作的低阻抗XLR连接器的麦克风前置放大器级的前置放大器电路的示意图；

图2是根据非限制性实施方式的麦克风前置放大器级的示意图；以及

图3是ADC偏置电路的示意图。

具体实施方式

典型的麦克风前置放大器需要在40dB至70dB范围内的放大增益，以处理能在3Vrms至40Vrms范围内的电容式麦克风小输出电压。然而，这些高增益可能导致不期望的放大噪声和系统噪声残留。

例如，电容麦克风的200欧姆源电阻的约翰逊噪声约为129dBu。在施加70dB的增益之后，这个129dBu变为59.6dBu。为了减少可能在专业音频应用中发生的源噪声残留，开发了一种已成为许多麦克风前置放大器应用的标准的“混合”方法。混合设计将差分平衡输入转换为单端信号。另外，混合设计中实现的输入晶体管网络经受大的总谐波失真(THD+N)和高晶体管非线性。本公开内容的至少一个实施方式通过提供偏置麦克风前置放大器级中包括的输入晶体管对电路对的自偏置差分MIC/线路前置放大器克服混合方法的不足。此外，输入晶体管对并入由一对差分麦克风放大器电路限定的反馈回路内，这显著地减少了失真和噪声。

此外，数字信号处理器(DSP)可以实现音频系统来操纵或执行对源信号的数字信号处理。当实现DSP时，采用模数转换器(ADC)将模拟信号转换成由DSP使用的数字信号。ADC可能要求输入电压在内部公共电压(VCOM)(例如2.5VDC)附近偏置。为了提供偏置的输入电压，ADC偏置电路可以连接到ADC的输入端。

图3中示出了ADC偏置电路300的实例。VCOM电压142(例如，2.5Vdc)施加到电阻器网络136(例如，串联连接的10千欧姆电阻器)，并且分别传送到双重单位增益运算放大缓冲器153a和153b的非反相节点140a和140b。以这种方式，2.5Vdc偏置电压出现在单位增益运算放大缓冲器153a和153b的输出上，并出现在ADC 302的输入引脚处，使得音频信号偏置在大约2.5Vdc。另外，隔直电容器131a和131b防止VCOM电压出现在“AIN+”和“AIN-”引脚处，并且电阻器网络136(即，10千欧姆电阻器)设置单位增益运算放大缓冲器153a和153b的输入阻抗。