一體化的三信道音頻信號放大器的製作方法
2023-05-01 20:46:36 1
專利名稱：一體化的三信道音頻信號放大器的製作方法
技術領域：
本發明是關於一功率放大電子裝置，尤指音頻信號放大器，系一種可以多信道方式選擇功率輸出電平之功率放大器。該裝置將至少三條以上的可供選擇的放大信道集合於單一集成電路內，使得根據所選擇的方式，可作為單信道、雙信道或三信道的放大器來使用，並輸出不同的功率。屬電子器件。
目前，使用獨立的放大器以形成兩條信道的橋式結構，如立體聲系統中所見之雙信道結構，在技術上是眾所周知的。此類用於音響系統的電路是很常用的。在功率來源受到限制、希望使用便宜的電路卻獲得較強音響輸出的情況下尤為如此。
近來，此雙信道的橋式電路已與計算機電腦的音效卡聯合使用。在此類應用中，計算機音效卡的放大能力受到其功率管理方式的限制。在這種情況下，計算機的音效卡放大器與—外部音響放大器結成橋式結構以向擴音器提供功率。通過適當地選擇及平衡組成元件，橋式電路結構可使擴音器的功率輸出倍增，正如美國第5,586,194號專利中的例子所述。
橋式結構的獨立功率放大器的應用包括開發成對放大器，該放大器可通過外部控制手段，從立體聲系統之獨立操作方式，切換至增加單擴音器音響功率輸出之橋式操作方式，通過適當地設計集成電路元件，可形成一種與目前的雙信道獨立操作裝置同樣、最低限度地使用連接引線的裝置。
最近，諸如光碟存儲器(CD-ROM)及數字影碟播放機(DVD)等計算機多媒體裝置的發展，產生了在計算機功率來源有限的情況下對於音響功率輸出的額外需要。與足夠的音響功率及擴音系統一起使用時，這些計算機多媒體裝置可產生優質的音響效果。
本發明的目的在於，允許一組一體化集成電路中選擇三信道、雙信道或單信道的功率放大方式，當需用較少的信道向輸出負載提供增強的功率時，可並聯放大器信道，並通過使用變壓器與輸出負載相連接的D級操作放大器，以增強潛在的功率輸出。
本發明一種一體化的三信道音頻信號放大器，系可以多信道方式選擇功率輸出電平之功率放大器，其包含有一信號輸出預放大器，包括一控制輸入信號特徵的壓縮及限制線路元件，供向預定數目的預放大器輸入信號，該各預放大器輸出信號至一信號控制器及一求和及低通濾波器，其中該求和及低通濾波器向該信號控制器輸出信號，而該信號控制器則可具有可供選擇的輸入至輸出信號，乃由一外部的信道輸出選擇引線控制；三放大器信道，系與該信號控制器的輸出端相連接，其中該每一放大器信道各有一個與H形電橋相連接的H形電橋控制器，而其輸出端是與一輸出負載在外部相連接的；三可互相橋接的外部信號路徑；及一電壓穩定供應器，繫於該功率放大器內部以供內部電壓調節。
其中，該各H形電橋系作為一個D級放大器操作，該D級放大器是通過一變壓器與輸出負載相連接的。
其中，向該輸出負載輸出信號的選擇是通過該信號控制器來實現的。
其中，向該輸出負載輸出之信號的選擇是通過並聯輸出信號的路徑來實現的。
其中，該信號控制器是由外部的信道輸出選擇器之控制插頭來設定的，以向其中兩個放大器信道分配兩路中高頻信號，而另一第三路低頻信號則傳給其中之另一條放大器信道。
其中，音量、靜音及高音的控制是通過該輸入預放大器連接外部引線來實現的，而信號的電平和範圍亦是由與求和及低通濾波器連接的外部引線來控制的。
其中，向該輸出負載輸出信號的先擇是通過將信號控制器信號分配方式的設定與必要時輸出信號路徑的並聯相結合方式來實現的。
其中，該放大器包含有三路中高頻信號的輸出，其中兩條放大器信道並聯，通過一路中高頻信號向該輸出負載提供增強的功率，並向另一個輸出負載提供低頻信號。
其中，該放大器提供了另兩路高頻信號，並將兩條放大器信道並聯，向兩個輸出負載之一提供增強功率。
其中，該放大器信道與該輸出負載系通過收音機變壓器相連接。
本發明的優點是它可以用於三信道音響功率放大器，以支持需要三條獨立放大器信道支持的諸如環繞音效擴音系統，該集成電路裝置含有控制電路，使得可以三信道、雙信道或單信道的方式來使用該裝置，以向較少的擴音器提供增強的功率輸出。可以多信道方式按照需要選擇功率輸出，增強了潛在的功率輸出，大大的改善了音響效果。
典型的A級或AB級操作放大器通常只能達到平均60％以下的效率。因此，在本發明裡使有D級操作放大器，它是用平衡電橋連接、且通過變壓器與輸出負載或擴音器相連接的。在此種結構中，該D級操作放大器在理論上能達到85％以上的效率。
本發明具有如下附圖圖1A至圖1G顯示了該集成電路在各種界面連接方式下的功能方塊圖。
圖2顯示了一種完全的H形橋式輸出電路。
圖3顯示了一種帶中央抽頭變壓器的H形橋式輸出電路。
圖中標號如下1放大器 2放大器信道3前置放大及控制器(預放大器)4壓縮及限制線路5求和及低通濾波器 6負載7信號控制器8信號路徑 9H形電橋控制器10H形電橋 11信道輸出選擇器 12電壓穩定供應器茲結合實施例並配合
如下請參閱圖1A所示，該一體化三信道音頻信號放大器1包含有三條放大器信道2，以及一信號輸入前置放大及控制器(預放大器)3中。該前置放大及控制3包括三個預放大器及一控制輸入信號特徵的壓縮及限制線路4。其中，一求和及低通濾波器5接收來自該輸入前置放大及控制器3的信號，並向所選擇的放大器信道提供低頻特徵信號。
向輸出負載6輸出之信號的選擇是通過設定信號控制器7來實現的，在必要時，通過並聯輸出信號的路徑8來實現。該三條放大器信道2由完全相同的H形電橋控制器9以及H形電橋10組成。如圖1A所示，信號控制器7是由外部的信道輸出選擇器11之控制插頭來設定的，以向兩個放大器信道分配兩路中高頻信號。第三路低頻信號則傳給其餘的那條放大器信道2。
音量控制、靜音及高音調製是通過與輸入預放大器3連接的外部引線來實現的。信號的電平和範圍是由與求和及低通濾波器5連接的外部引線來控制的。典型的外部電壓供應引線如圖所示。
請參閱圖1B至圖1G所示，其它各種變通方式的信號選擇的結構如圖所示，是通過將信號控制器7信號分配方式的設定與必要時輸出信號路徑的並聯相結合的方式來實現的。圖1B提供了三路中高頻信號的輸出。圖1C將兩條放大器信道2並聯，通過一路中高頻信號向輸出負載6提供增強的功率，並向另一個輸出負載6提供低頻信號。
圖1D則與圖1C相反，為增強功率的低頻信號提供並聯信道，又提供另一路中高頻信號。圖1E提供了兩路中高頻信號，並將兩條放大信道2並聯，向兩個輸出負載6之一提供增強功率。
圖1F與圖1G顯示了所有三條放大器信道2均被並聯。圖1F提供了最大功率輸出的低頻信號，圖1G則提供最大功率輸出的中高頻信號。
H形電橋是以D級放大器的形式實現的。該D級放大器是通過變壓器與通常是一個擴音器的輸出負載相連接的。該H型電橋控制器9將從信號控制器7接收來的模擬信號轉換為交換信號，正如通過使用脈衝寬度調製器的轉換，以用於D級放大器操作的例子。D級放大器的使用允許某一特定的放大器信道2在電壓偏低的情況下操作。該放大器信道2與輸出負載6通過收音機變壓器連接。如果需要更強的功率，可將一條放大器信道作為另一條的從屬放大器信道。
該信道放大器1有一內部電壓穩定供應器12，進行電壓調節，以防止外部供應電壓的波動。
權利要求
1.一種一體化的三信道音頻信號放大器，系可以多信道方式選擇功率輸出電平之功率放大器，其特徵在於其包含一信號輸出預放大器，包括一控制輸入信號特徵的壓縮及限制線路元件，供向預定數目的預放大器輸入信號，該各預放大器輸出信號至一信號控制器及一求和及低通濾波器，其中該求和及低通濾波器向該信號控制器輸出信號，而該信號控制器則可具有可供選擇的輸入至輸出信號，乃由一外部的信道輸出選擇引線控制；三放大器信道，系與該信號控制器的輸出端相連接，其中該每一放大器信道各有一個與H形電橋相連接的H形電橋控制器，而其輸出端是與一輸出負載在外部相連接的；三可互相橋接的外部信號路徑；及一電壓穩定供應器，繫於該功率放大器內部以供內部電壓調節。
2.根據權利要求1所述的一體化的三信道音頻信號放大器，其特徵在於其中，該各H形電橋系作為一個D級放大器操作，該D級放大器是通過一變壓器與輸出負載相連接的。
3.根據權利要求2所述的一體化的三信道音頻信號放大器，其特徵在於其中，向該輸出負載輸出信號的選擇是通過該信號控制器來實現的。
4.根據權利要求3所述的一體化的三信道音頻信號放大器，其特徵在於其中，向該輸出負載輸出之信號的選擇是通過並聯輸出信號的路徑來實現的。
5.根據權利要求3所述的一體化的三信道音頻信號放大器，其特徵在於其中，該信號控制器是由外部的信道輸出選擇器之控制插頭來設定的，以向其中兩個放大器信道分配兩路中高頻信號，而另一第三路低頻信號則傳給其中之另一條放大器信道。
6.根據權利要求5所述的一體化的三信道音頻信號放大器，其特徵在於其中，音量、靜音及高音的控制是通過該輸入預放大器連接外部引線來實現的，而信號的電平和範圍亦是由與求和及低通濾波器連接的外部引線來控制的。
7.根據權利要求2所述的一體化的三信道音頻信號放大器，其特徵在於其中，向該輸出負載輸出信號的先擇是通過將信號控制器信號分配方式的設定與必要時輸出信號路徑的並聯相結合方式來實現的。
8.根據權利要求7所述的一體化的三信道音頻信號放大器，其特徵在於其共包含有三路中高頻信號的輸出，其中兩條放大器信道並聯，通過一路中高頻信號向該輸出負載提供增強的功率，並向另一個輸出負載提供低頻信號。
9.根據權利要求8所述的一體化的三信道音頻信號放大器，其特徵在於其中，該放大器提供了另兩路高頻信號，並將兩條放大器信道並聯，向兩個輸出負載之一提供增強功率。
10.根據權利要求1所述的一體化的三信道音頻信號放大器，其特徵在於其中，該放大器信道與該輸出負載系通過收音機變壓器相連接。
全文摘要
本發明一體化的三信道音頻信號放大器,為多信道方式選擇功率輸出電平之功率放大器,其包含:一信號輸出預放大器,一壓縮及限制線路,各預放大器輸出信號至一信號控制器及一求和及低通濾波器,該求和及低通濾波器向信號控制器輸出信號,該信號控制器具有可供選擇的輸入輸出信號;三放大器信道,系與該信號控制器的輸出端相連接,其中每一放大器信道各有一個與H形電橋相連接的H形電橋控制器,而其輸出端是與一輸出負載在外部相連接的;三個外部信號路徑;及一電壓穩定供應器。
文檔編號H03F3/68GK1248093SQ9910046
公開日2000年3月22日 申請日期1999年1月29日 優先權日1998年2月2日
發明者郭芳伯 申請人:郭芳伯