專利名稱：數字脈沖音頻功率轉換器的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種數字脈沖音頻功率轉換器。
雖然消費類電子產品在加速數字化，但功放類產品的數字化卻較為困難。目前，國外對數字功放的研究尚處于實驗室階段，而且大多數停留在PWM功放的研究水平上，個別公司研制出的數字功放價格在9000～10000美元，遠遠超過了普通大眾的承受能力。因此，從世界水平來看，功放數字化技術均停留在模擬放大的水平上，這與真正意義的數字功放相差甚遠。
由于數字功放產品具有體積小、功率大、效率高、高保真等突出優點，因此，音響產品的數字化是音響市場的必然趨勢。
鑒于上述原因，本實用新型的目的是設計一種全數字音頻功率放大器，以滿足音響產品數字化的需求。
本實用新型通過以下技術措施達到上述設計目的該數字脈沖音頻功率轉換器由音頻專用A/D轉換器、ROM系統、多脈寬差值編碼電路、高倍率數字濾波電路、噪聲處理電路、平衡電橋編碼電路、場效應管驅動電路、大功率場效應管開關網絡及∑變換功率音頻濾波電路構成，其中，ROM系統和高倍率數字濾波電路集成在一專用芯片上，多脈寬差值編碼電路、噪聲處理電路和平衡電橋編碼電路集成在一個大規模集成電路芯片上，其余各電路輸出、輸入信號順序連接，構成數字脈沖音頻功率轉換器的完整電路，由∑變換功率音頻濾波電路將數字功放信號變換成模擬音頻功率輸出。
本實用新型的大功率場效應管開關網絡用兩兩成對的大功率場效應管組成兩組對管，交替導通，以平衡電橋方式工作，輸出狀態有一高一低，一低一高、二高或二低相互抵消的三種輸出狀態。
具有上述電路結構和技術特點的數字脈沖音頻功率轉換器，具有無過零失真、瞬態相應好、高、中、低頻無相對位移，效率高、可靠性高、容易實現大功率、無調試、適合于大批量生產的優點。采用本數字脈沖音頻功率轉換器的音像產品，聲音清晰“透明”，聲像定位準確，將使音像產品的音色品質遠遠好于目前的模擬信號產品，充分滿足HiFi及AV數字功放的需要。
以下結合附圖詳細說明本實用新型
圖1 電路框圖圖2 音頻專用A/D轉換器電路圖圖3 數字脈沖音頻功率轉換器核心電路圖圖4 大功率場效應管大功率開關網絡及音頻濾波電路圖本實用新型由音頻專用A/D轉換器、ROM系統、多脈寬差值編碼電路、高倍率數字濾波電路、噪聲處理電路、平衡電橋編碼電路、場效應管驅動電路、大功率場效應管開關網絡及∑變換功率音頻濾波電路構成，其中，如圖5所示，多脈寬差值編碼電路、高倍率數字濾波電路、噪聲處理電路和平衡電橋編碼電路均集成在專用大規模集成電路IC5DPA9858中，IC4DPA6858提供ROM系數和數字濾波，IC3為74HC541，用作脈沖輸出緩沖，驅動光耦合器IC11、IC31(6N137)。DPA9858完成多脈寬差值編碼、噪聲處理及平衡電橋計算，同時還具有數字總成解碼功能。IC6為HC4064鎖相環，用來恢復時鐘。
圖4為音頻專用A/D實際電路圖，IC1為飛利浦的SAA7360GP，是一個18bit雙通道音頻AD。第30腳和26腳為L、R兩聲道模擬信號輸入。第12腳、11腳、14腳分別為音頻數據、位時鐘、字時鐘輸出。
圖6為場效應管驅動、功率開關網絡及音頻功率轉換、濾波電路。IC11、IC21、IC31、IC41均為光電耦合器6N137。IC11、IC31是因輸出級場效應管FET源極電壓在上下跳動，因此，必須由光耦隔離傳輸。IC21、IC41進行延時匹配，光耦合的IC12、IC22、IC32、IC42采用74HC540，是用來驅動FET，更直接驅動FET的柵極，大功率場效應管FET1～4中上下兩FET各組成一個輸出對管，在對管中，上下管是交替導通的，無同時導通及同時截止的輸入控制狀態。上下對管的脈沖輸出分別送至LA和LB，在電容C58上形成音頻功率信號。L1和C56為隔離濾波線圈及電容，C59兩端為音頻功率輸出。上下對管是以平衡電橋方式工作的，即上下對管輸出狀態除了上高下低，上低下高狀態外，還存在上高下高和上低下低的平衡狀態，即LA和LB的輸出抵消狀態。這就使得在間頻形成電容C58上不僅能得到“+”和”-”的脈沖，還能得到0脈沖。這使得在時域上的分辨率確定的情況下，還可由此提高一半的音頻分辯率。
權利要求1.數字脈沖音頻功率轉換器，其特征在于由音頻專用A/D轉換器、ROM系統、多脈寬差值編碼電路、高倍率數字濾波電路、噪聲處理電路、平衡電橋編碼電路、場效應管驅動電路、大功率場效應管開關網絡及∑變換功率音頻濾波電路構成，其中，多脈寬差值編碼電路、高倍率數字濾波電路、噪聲處理電路、平衡電橋計算電路集成在一個大規模集成電路芯片DSP上，其ROM系統、音頻專用A/D轉換器的信號輸出端與大規模集成電路DSP信號輸入端相連，DSP大規模集成電路芯片的信號輸出端與場效應管驅動器的信號輸入端相連，場效應管驅動器信號輸出端與大功率場效應管FET開關網絡信號輸入端相連，大功率場效應管FET開關網絡信號輸出端與∑變換功率音頻濾波電路的信號輸入端相連，構成數字脈沖音頻功率轉換器的完整電路。
2.如權利要求1所述的數字脈沖音頻功率轉換器，其特征在于大功率場效應管開關網絡由四只大功率場效應管FET1～4構成，上下兩兩成對，組成二組對管。
專利摘要本實用新型由音頻專用A/D轉換器、ROM系統、多脈寬差值編碼、高倍率數字濾波、噪聲處理、平衡電橋編碼、場效應管驅動、大功率場效應管開關網絡及∑變換功率音頻濾波等電路構成,具有無過零失真、瞬態相應好、高、中、低頻無相對位移、效率高、可靠性高、容易實現大功率、無調試、適合于大批量生產的優點。采用本實用新型的音像產品,聲音清晰“透明”,聲像定位準確,其音色品質遠遠好于目前的模擬信號產品,充分滿足HiFi及AV數字功放的需要。
文檔編號H03F3/20GK2408614SQ99241618
公開日2000年11月29日 申請日期1999年11月22日 優先權日1999年11月22日
發明者李斌, 周全才 申請人:成都天奧實業有限公司