專利名稱：可調(diào)整功耗的音頻放大裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明是有關于一種音頻放大裝置，更精確地說，本發(fā)明是有關于一種 可調(diào)整功耗的音頻放大裝置。
背景技術：
請參考圖1。圖1為先前技術的音頻放大裝置ioo的示意圖。音頻放大 裝置100包含數(shù)字/模擬轉換器DAC1、放大器Al、 二功率晶體管Q1P、 Q2P以 及一耳機110。
數(shù)字/模擬轉換器DAC1用以接收數(shù)字音頻信號X，并將數(shù)字音頻信號X 轉換為模擬音頻信號Y。放大器Al耦接于數(shù)字/模擬轉換器DAC1的輸出端， 用以接收模擬音頻信號Y,并將模擬音頻信號Y放大，以分別在第一輸出端 與第二輸出端產(chǎn)生模擬音頻信號Yl與Y2。功率晶體管Q1P包含三端其第 一端耦接于放大器Al的第一輸出端用以接收模擬音頻信號Yl、其第二端耦 接于偏壓V1、其第三端耦接于節(jié)點Vout。功率晶體管Q1N包含三端其第一 端耦接于放大器Al的第二輸出端用以接收模擬音頻信號Y2、其第二端耦接 于偏壓V2、其第三端耦接于節(jié)點Vout。
而先前技術的音頻放大裝置100便以此種方式，將數(shù)字音頻信號X轉換 成模擬音頻信號Y，再將模擬音頻信號Y放大，于節(jié)點Vout處，輸出放大后 的模擬音頻信號Y3，再將模擬音頻信號Y3輸入耳機110。耳機110便根據(jù)所 接收到的模擬音頻信號Y3產(chǎn)生聲音Z。
當要調(diào)整聲音Z的音量時，先前技術的音頻放大裝置IOO調(diào)整偏壓VI、 V2的大小，以改變功率晶體管Q1P、 Q1N的靜態(tài)功率損耗。但因為若將偏壓 VI、 V2調(diào)的太小，會影響功率晶體管Q1P、 Q1N及放大器Al所產(chǎn)生的模擬音 頻信號Y3的線性度，所以此種方式所能調(diào)整的幅度有限。因此，對于使用者 來il， ^目當不方^f更。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種可調(diào)整功耗的音頻放大裝置。該音頻放大裝置包含數(shù)字/
模擬轉換器，用以將其接收的數(shù)字音頻信號轉換為第一模擬音頻信號；音量 控制器，用以根據(jù)控制指令輸出多個開關信號；及放大電路，耦接于該數(shù)字/ 模擬轉換器與該音量控制器，用以接收該第一模擬音頻信號并放大該第一模 擬音頻信號，以輸出第二模擬音頻信號，該放大電路包含輸出端，用以輸出
該第二模擬音頻信號；放大器，耦接于該數(shù)字/模擬轉換器，用以接收該第一
模擬音頻信號，放大該第一模擬音頻信號，并于該放大器的第一輸出端輸出
第三模擬音頻信號與該放大器的第二輸出端輸出第四模擬音頻信號；第 一放 大器模塊，包含第一電源；多個第一放大單元，每一第一放大單元包含開關， 包含控制端，耦接于該音量控制器的一輸出端；及第一端，耦接于該放大器 的第一輸出端；晶體管，包含控制端，耦接于該開關的第二端；輸入端，耦 接于該第一電源；及輸出端，耦接于該放大電路的輸出端；及第二放大器模 塊，包含第二電源；多個第二開關，每個第二開關包含第一控制端，耦接于 該音量控制器，用以接收該多個開關信號中的相對應開關信號；第一端，耦 接于該放大器的第二輸出端，用以接收該第四模擬音頻信號；及第二端，用 以根據(jù)該開關于第一控制端所接收的相對應開關信號，耦接至該第一端或開 路；及多個第二晶體管，每個第二晶體管包含控制端，耦接于該多個第二 開關中的相對應的開關的第二端；輸入端，耦接于該第二電源；及輸出端， 耦才秦于該》文大電路的輸出端。


圖1為先前技術的音頻放大裝置的示意圖。 圖2為本發(fā)明的音頻放大裝置的示意圖。 [主要元件標號說明]
音頻放大裝置 1QG 200
耳機 110 210
數(shù)字/模擬轉換器 DAC1 DAC2
放大器 Al A2
功率晶體管 QlP Q1N Q2P Q2N Q3P Q3N QNP Q麗
數(shù)字音頻信號 X
模擬音頻信號 Y Yl Y2 Y3
聲音 z
節(jié)點 Vout
偏壓 VI V2
音量控制器 VC
控制信號 SI S2 S3 SN
開關 SIP S2P S3P SNP SIN S2N S3N SNN
具體實施例方式
請參考圖2。圖2為本發(fā)明的音頻放大裝置200的示意圖。音頻放大裝 置200包含數(shù)字/模擬轉換器DAC2、放大器A2、音量控制器VC、多個第一開 關S1P-SNP、多個第二開關S1N-S麗、多個第一功率晶體管Q1P-QNP、多個第 二功率晶體管Q1N-Q麗以及耳機210。
數(shù)字/模擬轉換器DAC2用以接收數(shù)字音頻信號X，并將數(shù)字音頻信號X
轉換為模擬音頻信號Y。
放大器A2耦接于數(shù)字/模擬轉換器DAC1的輸出端，用以接收模擬音頻信 號Y,并將模擬音頻信號Y放大，以在放大器A2的第一輸出端與第二輸出端 分別產(chǎn)生模擬音頻信號Yl與Y2。
音量控制器VC包含一輸入端(未圖示)與多個輸出端，用以耦接控制指 令，并根據(jù)該控制指令，在該多個輸出端分別輸出控制信號S1-SN。
耳機210耦接于節(jié)點Vout，用以根據(jù)節(jié)點Vout上面的信號，輸出聲音Z。
多個第一功率晶體管Q1P-QNP之中，每個第一功率晶體管耦接方式皆相 同，僅以第一功率晶體管Q1P代表說明功率晶體管Q1P包含三端其第一 端耦接于第一開關S1P的第三端、其第二端耦接于偏壓V1、其第三端耦接于 節(jié)點Vout。
多個第二功率晶體管Q1N-QNN之中，每個第二功率晶體管耦接方式皆相 同，僅以第二功率晶體管Q1N代表說明第二功率晶體管Q1N包含三端其 第一端耦接于第二開關S1N的第三端、其第二端耦接于偏壓V2、其第三端耦 接于節(jié)點Vout。
多個第一開關S1P-SNP之中，每個第一開關包含第一端耦接于偏壓VI、 第二端耦接于放大器A2的第一輸出端用以接收模擬音頻信號Yl、第三端耦 接于相對應的第一功率晶體管的第一端及控制端耦接于音量控制器VC,用以4妄收音量控制器VC的控制信號，并才艮據(jù)該控制信號，將該開關的第三端耦接 于第一端或第二端。例如，第一開關S1P的第一端耦接于偏壓V1、第二端耦
接于放大器A2的第一輸出端用以接收模擬信號Yl、第三端耦接于第一功率 晶體管Q1P的第一端及控制端耦接于音量控制器VC,用以接收控制信號Sl。 以此方式，第一開關S1P便可以依據(jù)控制信號Sl將第一功率晶體管Q1P的第 一端耦接至偏壓VI以接收偏壓VI或者放大器A2的第一輸出端以接收模擬音 頻信號Yl。
多個第二開關S1N-SNN之中，每個第二開關包含第一端耦接于偏壓V2、 第二端耦接于放大器A2的第二輸出端用以接收模擬音頻信號Y2、第三端耦 接于相對應的第二功率晶體管的第一端及控制端耦接于音量控制器VC，用以 接收音量控制器VC的控制信號，并根據(jù)該控制信號，將該開關的第三端耦接 于第一端或第二端。例如，第二開關S1N的第一端耦接于偏壓V2、第二端耦 接于放大器A2的第二輸出端用以接收模擬信號Y2、第三端耦接于第二功率 晶體管Q1N的第一端及控制端耦接于音量控制器VC，用以接收控制信號Sl。 以此方式，第一開關S1N便可以依據(jù)控制信號Sl將第二功率晶體管Q1N的第 一端耦接至偏壓V2以接收偏壓V2或者放大器A2的第二輸出端以接收模擬音 頻信號Y2。
假設音量控制器VC所傳送的控制信號S1-SN之中，僅有控制信號Sl將 第一開關S1P、第二開關S1N的第三端耦接至第二端(意即將放大器A2的第 一輸出端耦接至功率晶體管Q1P的第一端，以將模擬音頻信號Yl輸入至功率 晶體管Q1P、將放大器A2的第二輸出端耦接至功率晶體管Q1N的第一端，以 將模擬音頻信號Y2輸入至功率晶體管Q1N)、其余控制信號S2-SN皆將其余 第一開關S2P-SNP、第二開關S2N-SNN的第三端耦接至第一端(意即將偏壓VI 耦接至第一功率晶體管S2P-SNP的第一端、將偏壓V2耦接至第二功率晶體管 S2N-S麗的第一端)，則對于音頻放大裝置200來說，第一功率晶體管S2P-SNP、 第二功率晶體管S2N-SNN是關閉的，僅有第一功率晶體管S1P、第二功率晶 體管S1N是開啟可用來放大信號的。因此可模擬于先前技術的音頻放大裝置 IOO的情況數(shù)字/模擬轉換器DAC2用以接收數(shù)字音頻信號X，并將數(shù)字音頻 信號X轉換為模擬音頻信號Y。放大器A2耦接于數(shù)字/模擬轉換器DAC2的輸 出端，用以接收模擬音頻信號Y,并將模擬音頻信號Y放大，以分別在其第 一輸出端與第二輸出端產(chǎn)生模擬音頻信號Yl與Y2。功率晶體管Q1P包含三
端其第一端耦接于放大器A2的第一輸出端用以接收^^莫擬音頻信號Yl、其 第二端耦接于偏壓VI、其第三端耦接于節(jié)點Vout。功率晶體管Q1N包含三端 其第一端耦接于放大器A2的第二輸出端用以接收模擬音頻信號Y2、其第二 端耦接于偏壓V2、其第三端耦接于節(jié)點Vout。音頻放大裝置2G0并此種方式， 將數(shù)字音頻信號X轉換成模擬音頻信號Y,再將模擬音頻信號Y放大，于節(jié) 點Vout處，輸出放大后的模擬音頻信號Y3，再將模擬音頻信號Y3輸入耳機 110。耳機110便根據(jù)所接收到的模擬音頻信號Y3產(chǎn)生聲音Z。
模擬音頻信號Y3的電壓大小會決定音量的大小，模擬音頻信號Y3越大， 則動態(tài)輸出電流越大，輸出的功率也越大。然而，越大的動態(tài)輸出電流，便 需要越大的靜態(tài)電流來維持放大器的線性度。
假設前段所述在僅開啟 一組第 一功率晶體管與第二功率晶體管的情況 時，模擬音頻信號Y3的電壓為V，聲音Z的音量為K。則若開啟兩組第一功 率晶體管與第二功率晶體管時，模擬音頻信號Y3的電壓為2V,聲音Z的音 量則為2K。因此，本發(fā)明便以此方式，利用音量控制器VC所發(fā)出的控制信 號S1-SN來控制開啟功率晶體管的數(shù)目，進而達到不同音量時，調(diào)整功率晶 體管的靜態(tài)功率損耗。
而使用者可根據(jù)所需調(diào)整音量的程度，適當?shù)卦O計功率晶體管的組數(shù)， 便可符合使用者所需放大器的線性度的同時，達到靜態(tài)功耗的最佳化。
多個第一功率晶體管Q1P-QNP可為P型金屬氧化物半導體晶體管(PM0S)， 而多個第二功率晶體管Q1N-QNN可為N型金屬氧化物半導體晶體管。
偏壓V1可為直流電源，偏壓V2亦可為直流電源或地端。
另外，本發(fā)明所接收的數(shù)字音頻信號X，可為運動圖像專家組一的第三 層(MPEG1 layer 3， MP3)格式、視窗i某體音頻(Windows Media Audio,観A) 格式、或其它數(shù)字音頻格式。
總結來說，本發(fā)明提供一種可調(diào)整功耗的音頻放大裝置，相較于先前技 術的音頻放大裝置，在不損失放大器線性度的前提之下，提供了更方便使用 者調(diào)整靜態(tài)功耗的方法，以解決使用者以先前技術的音頻放大裝置，在小音 量時的靜態(tài)功率的浪費。
以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例，凡依本發(fā)明權利要求范圍所做的均 等變化與修飾，皆應屬本發(fā)明的涵蓋范圍。
權利要求
1.一種可調(diào)整功耗的音頻放大裝置，包含數(shù)字/模擬轉換器，用以將其接收的數(shù)字音頻信號轉換為第一模擬音頻信號；音量控制器，用以根據(jù)控制指令輸出多個開關信號；及放大電路，耦接于該數(shù)字/模擬轉換器與該音量控制器，用以接收該第一模擬音頻信號并放大該第一模擬音頻信號，以輸出第二模擬音頻信號，該放大電路包含輸出端，用以輸出該第二模擬音頻信號；放大器，耦接于該數(shù)字/模擬轉換器，用以接收該第一模擬音頻信號，放大該第一模擬音頻信號，并于該放大器的第一輸出端輸出第三模擬音頻信號與該放大器的第二輸出端輸出第四模擬音頻信號；第一放大器模塊，包含第一電源；多個第一放大單元，每一第一放大單元包含開關，包含控制端，耦接于該音量控制器的輸出端；及第一端，耦接于該放大器的第一輸出端；晶體管，包含控制端，耦接于該開關的第二端；輸入端，耦接于該第一電源；及輸出端，耦接于該放大電路的輸出端；及第二放大器模塊，包含第二電源；多個第二開關，每個第二開關包含第一控制端，耦接于該音量控制器，用以接收該多個開關信號中的相對應開關信號；第一端，耦接于該放大器的第二輸出端，用以接收該第四模擬音頻信號；及第二端，用以根據(jù)該開關于第一控制端所接收的相對應開關信號，耦接至該第一端或開路；及多個第二晶體管，每個第二晶體管包含控制端，耦接于該多個第二開關中的相對應的開關的第二端；輸入端，耦接于該第二電源；及輸出端，耦接于該放大電路的輸出端。
2. 根據(jù)權利要求1所述的音頻放大裝置，其中該放大電路的一輸出端是 耦接于耳機。
3. 根據(jù)權利要求1所述的音頻放大裝置，其中該第一電源為直流電源。
4. 根據(jù)權利要求3所述的音頻放大裝置，其中該第二電源為地端或直流 電源。
5. 根據(jù)權利要求l所述的音頻放大裝置，其中該多個第一晶體管為P型 金屬氧化物半導體晶體管。
6. 根據(jù)權利要求l所述的音頻放大裝置，其中該多個第二晶體管為N型 金屬氧化物半導體晶體管。
7. 根據(jù)權利要求1所述的音頻放大裝置，其中該數(shù)字音頻信號為運動圖 像專家組一的第三層格式的數(shù)字音頻信號。
8. 根據(jù)權利要求l所述的音頻放大裝置，其中該數(shù)字音頻信號為視窗媒 體音頻格式的數(shù)字音頻信號。
全文摘要
可調(diào)整功耗的音頻放大裝置，經(jīng)由音量控制器，調(diào)整工作的功率晶體管的數(shù)量，以調(diào)整音頻放大器的靜態(tài)電流大小，進而在不影響放大器線性度的情況，降低放大器的靜態(tài)功耗。
文檔編號H03F1/02GK101188403SQ20061014941
公開日2008年5月28日 申請日期2006年11月17日 優(yōu)先權日2006年11月17日
發(fā)明者李鴻邦 申請人:揚智科技股份有限公司