[发明专利]音频功率放大器

说明书

本发明提供了一种音频功率放大器，涉及音频信号处理领域。该音频功率放大器通过利用模拟增益单元对音频信号的幅值进行改变，并将改变幅值后的模拟音频信号输入至低内阻缓冲单元；然后利用信号处理单元将音频信号分为两路分别输出至第一D类功放单元、第二D类功放单元的输入端，并且每路的音频信号的交流分量与模拟音频信号的交流分量一致，每路的音频信号的直流分量与模拟音频信号的直流分量的压差在预设定的阈值范围；再利用低内阻缓冲单元输出负载连接端所需电流，且负载连接端所需电流分别从第一D类功放单元、第二D类功放单元获得，从而实现了输出的音频信号的音质和效率。

技术领域

本发明涉及音频信号处理领域，具体而言，涉及一种音频功率放大器。

背景技术

在目前的音频功放电路中，传统的A类和AB类模拟功放，技术非常成熟，音质表现非常优秀，然而一直困扰着A类和AB类功放的技术难点是其极低的效率，尤其是大功率的A类和AB类功放，效率更是非常的低，按照音乐起伏的音量，效率最低的时候甚至不到1％，最高效率也很难突破50％。低效率带来的高昂的电源成本和散热成本，体积大且笨重。因此在大功率的应用场合，比如舞台音响、场馆音响，和对体积和效率要求比较高的场合，比如移动设备，蓝牙音箱和迷你扬声系统中，往往会用到H类功放，或者D类开关数字功放。尤其是D类功放，目前应用得非常广泛，甚至有全面取代传统A类和AB类音频功放的趋势。然而在Hi-Fi领域，由于音乐爱好者对音质要求苛刻，追求高保真，暂时还无法被D类功放替代，依然使用着低效率高成本的传统A类和AB类功放。

D类功放的主要短板，来自于D类天生的开关特性。D类是通过高频率的开关根据音乐信号调节占空比，输出的电流通过滤波后得到一个连续的波形，作为音乐信号电流，驱动扬声器发声。然而滤波并不能完美展现原来的声音波形，滤波不足，高频锯齿和波纹明显，声音生硬，滤波过度，相位失真大，声音拖沓模糊。而音乐信号强弱快慢变化很多，D类功放并不能完美吻合各种变化的波形，因此，如何使得D类功放的音质和效率达到平衡，是目前有待解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例的目的在于提供一种音频功率放大器，以改善上述的问题。

本发明实施例提供了一种音频功率放大器，所述音频功率放大器包括模拟增益单元、低内阻缓冲单元、第一D类功放单元、第二D类功放单元、信号处理单元以及负载连接端，所述模拟增益单元的输出端与所述低内阻缓冲单元的输入端电连接，所述低内阻缓冲单元的输出端分别与所述第一D类功放单元、所述第二D类功放单元的输出端电连接，所述第一D类功放单元的输入端与所述信号处理单元的输出端电连接，所述低内阻缓冲单元的输出端还与所述负载连接端电连接；

所述模拟增益单元用于对音频信号的幅值进行改变，并将改变幅值后的模拟音频信号输入至所述低内阻缓冲单元；

所述信号处理单元用于将音频信号分为两路分别输出至所述第一D类功放单元、所述第二D类功放单元的输入端，并且每路的音频信号的交流分量与模拟音频信号的交流分量一致，每路的音频信号的直流分量与模拟音频信号的直流分量的压差在预设定的阈值范围；

所述低内阻缓冲单元用于输出负载连接端所需电流，其中，所述负载连接端所需电流分别从所述第一D类功放单元、所述第二D类功放单元获得。

进一步地，所述低内阻缓冲单元包括第一稳压源(VS1)、第二稳压源(VS2)、第三稳压源(VS3)、第四稳压源(VS4)、第一运算放大器(OP1)、第一扩流管、第二扩流管、第一功率放大管、第二功率放大管、第一电阻(R1)、第二电阻(R2)、第三电阻(R3)、第四电阻(R4)、第五电阻(R5)、第六电阻、第七电阻以及第一电容，