[发明专利]一种自适应功率放大器芯片及其自适应控制方法

说明书

本发明提供一种自适应功率放大器芯片及其自适应控制方法,其控制方法主要包括：检测音频输入信号信息，识别所述音频输入信号的立体声模式和声道数量；根据所述音频输入信号的立体声模式和声道数量选择功率放大器芯片的工作模式；根据所述功率放大器芯片的工作模式调节所述功率放大器芯片的电路拓扑结构，使得所述功率放大器芯片具有与所述音频输入信号的声道数量相匹配的子通道；根据所述音频输入信号的声道数量和所述功率放大器芯片的工作模式为所述功率放大器芯片的各个子通道分配源输入信号；根据所述源输入信号输出模拟驱动信号。本发明通过功率放大器芯片电路拓扑结构的切换，实现了功率放大器芯片的多声道切换。

技术领域

本发明涉及音频设备的控制技术领域，尤其涉及一种自适应功率放大器芯片及其自适应控制方法。

背景技术

功率放大器，简称“功放”，是指在给定失真率条件下，能够产生用以驱动某一负载(例如扬声器)的大功率输出的放大器。功率放大器常被应用在音响系统中，其将音频设备的输入信号组织、协调成为扬声器的驱动信号，其在某种程度上掌控着整个音响系统的输出音质。传统的数字语音回放系统包含两个主要过程：首先，利用高精度数字模拟转换器将数字语音信号转换为模拟语音信号的；然后，利用模拟功率放大器进行模拟信号放大。常见的模拟功率放大器有A类放大器、B类放大器、AB类放大器和C类放大器。其中A类放大器效率较低，晶体管功耗较大，其效率的理论最大值仅有25％且具有较大的非线性失真；B类放大器虽然效率较A类放大器有所提升，理论最大值可以达到78％，但其工作区间存在非线性区域，交越失真较大；AB类放大器实际上是A类放大器和B类放大器的结合，其在B类放大器的基础上增加偏置电流来客服交越失真，但其在工作状态开始时，失真将会急剧上升，且效率低于B类放大器，一般不能高于70％；C类放大器是器件导通时间小于50％的一类放大器，其失真过大，不适用于音频功放。

相较于模拟功率放大器，数字功率放大器则可直接将数字语音信号作为输入信号，更加适用于数字化音频传输手段。D类放大器即为一种常用的数字功率放大器，是一种将模拟音频信号或PCM(Pulse Code Modulation，脉冲编码调制)数字信号输入转换为PWM(Pulse Width Modulation，脉冲编码调制)或PDM(Pulse Density Modulation，脉冲密度调制)信号，然后通过PWM或PDM信号来控制大功率开关器件的通断继而控制音频功率放大器。D类放大器通常能够达到85％以上的效率，具有体积小，失真低，频率响应曲线好的有点，是音频播放系统功率放大器的较好选择。

现有的功率放大器在应对多声道音频播放时，每个声道都需要对应一条独立设计或封装的功率放大器线路，功率放大器的总体封装体积和成本较大。

发明内容

针对现有技术中的上述缺点，本发明提供一种自适应功率放大器芯片的控制方法，包括：步骤S110：检测音频输入信号信息，识别所述音频输入信号的立体声模式和声道数量；步骤S120：根据所述音频输入信号的立体声模式和声道数量选择功率放大器芯片的工作模式；步骤S130：根据所述功率放大器芯片的工作模式调节所述功率放大器芯片的电路拓扑结构，使得所述功率放大器芯片具有与所述音频输入信号的声道数量相匹配的子通道；步骤S140：根据所述音频输入信号的声道数量和所述功率放大器芯片的工作模式为所述功率放大器芯片的各个子通道分配源输入信号；步骤S150：根据所述源输入信号输出模拟驱动信号。

优选地，所述控制方法还包括温度控制步骤，所述温度控制步骤监测所述功率放大器芯片的各个子通道的工作温度，使所述工作温度不超过热关断安全阈值。

优选地，当子通道的工作温度超过热关断安全阈值时，将该子通道的源输入信号切换至空闲的子通道，并关断该子通道的输出级。

优选地，所述控制方法还包括音量调节步骤，所述音量调节步骤根据心理声学主观效应以及所述工作温度的升温历史设置子通道的输出功率；当子通道的工作温度超过热关断安全阈值的80％时，执行所述音量调节步骤，减少扬声器音量降低对使用者收听效果的影响，保证子通道的工作温度不超过热关断阈值。