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CN102201792A - 音频功率放大器自动增益控制电路 - Google Patents

音频功率放大器自动增益控制电路 Download PDF

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CN102201792A CN2010101326397A CN201010132639A CN102201792A CN 102201792 A CN102201792 A CN 102201792A CN 2010101326397 A CN2010101326397 A CN 2010101326397A CN 201010132639 A CN201010132639 A CN 201010132639A CN 102201792 A CN102201792 A CN 102201792A
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control circuit
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gain control
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CN2010101326397A
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肖国庆
蒋锦茂
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SHANGHAI SANDHILL MICROELECTRONICS CO Ltd
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SHANGHAI SANDHILL MICROELECTRONICS CO Ltd
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Abstract

一种音频功率放大器自动增益控制电路，包括一个全差分运算放大器，该放大器的同、反相输入端上分别置有分压电阻，并且同、反相输入端与输出端之间都分别置有反馈电阻，一个偏置电路与该全差分运算放大器相连接，本发明还具有一个自动增益控制电路，该控制电路输入端连接全差分运算放大器的输出端，一个参考电压电路与该控制电路相连接，该控制电路的输出端与全差分运算放大器输入端上的可调电阻相连接。本发明将输出信号与参考电压比较，得一数字信号，用其控制放大器输入端前电阻值，从而能实现小信号输入时保持固定增益放大音频信号，大音频信号输入时通过减少电路中闭环增益，保证输出音频信号得到高的线性度和低的谐波失真。

Description

音频功率放大器自动增益控制电路
【技术领域】
本发明涉及大规模模拟集成电路设计领域中的音频功率放大器，特别是一种音频功率放大器自动增益控制电路。
【背景技术】
图1为一种现有技术中传统的功率音频放大器的电路结构，在这种电路结构中，音频信号经过全差分运算放大器放大。音频信号的输出随输入的变化而变化，当输入大的音频信号(Vi+与Vi-比较大)时，该音频输入信号经过全差分运算放大器放大后，输出Vo-，Vo+也比较大，从而导致音频信号的输出峰值比较大，再将该信号进行调制和解调，则解调后的信号会产生顶部失真，从而导致大的谐波失真量，音质变差。
现有技术为了克服上述缺陷，增加输入信号的信号幅度，同时保证谐波失真量少，主要采用了提高电路中电源电压和减少全差分运算放大器增益的技术方法。虽然增加电源的电压能够增加音频输入量的幅度，但是该方法会增加电路的设计成本和消耗大的功耗，同时也会引入大的噪声；减少电路的增益会减少小信号输入时的信噪比，但是会减少电路的输出信号幅度，导致电路的输出功率减少。
【发明内容】
本发明所要解决的技术问题是克服上述现有技术中所存在的缺陷，即在大音频信号输入时，输出经过调制和解调后出现削顶而导致谐波失真的问题，而提供一种音频功率放大器自动增益控制电路。
本发明采用了下列技术方案解决了其技术问题：一种音频功率放大器自动增益控制电路，包括一个全差分运算放大器，该全差分运算放大器的同、反相输入端上分别置有分压电阻，并且同相输入端与输出端之间、反相输入端与输出端之间都分别置有反馈电阻，一个偏置电路与该全差分运算放大器相连接，其特征在于：还具有一个自动增益控制电路，该自动增益控制电路输入端连接全差分运算放大器的输出端，一个参考电压电路与该自动增益控制电路相连接，该自动增益控制电路的输出端与全差分运算放大器输入端上的可调电阻相连接。
本发明将全差分运算放大器的输出信号在经过自动增益控制电路中与参考电压进行比较，得到一个数字信号，并将该数字信号再去控制全差分运算放大器输入端前的可变电阻大小，从而实现电路增益的自动调节。
【附图说明】
图1是现有技术中一种传统的全差分运算放大器电路结构图；
图2是本发明电路结构示意图；
图3本发明中的自动增益控制电路(AGC)结构示意图
图中各序号分别表示为：
1-可调电阻1；       2-可调电阻2；
3-反馈电阻；        4-反馈电阻；
5-全差分运算放大器；         6-自动增益控制电路(AGC)；
7-音频输出端                 8-参考电压电路；
9-偏置电路；                 10-运算放大器(EA)；
11-箝位电路；                12-模数转换电路(ADC)。
【具体实施方式】
以下结合实施例以及附图对本发明作进一步的描述。
参照图2，本发明包括一个全差分运算放大器5，该全差分运算放大器5的同、反相输入端上分别置有可调电阻1、可调电阻2。在同相输入端与输出端之间置有反馈电阻3，在反相输入端与输出端之间置有反馈电阻4，一个偏置电路9与该全差分运算放大器5相连接，一个自动增益控制电路(AGC)6的输入端连接全差分运算放大器5的音频输出端7，参考电压电路8与该自动增益控制电路6相连接，该自动增益控制电路6的输出端与全差分运算放大器输入端上的可调电阻1、2相连接。
参照图3，本发明所述的自动增益控制电路6由运算放大器10、箝位电路11以及模数转换电路12所构成。该运算放大器10的同相输入端与全差分运算放大器5上的音频输出端7相连接，其反相输入端与参考电压电路8相连接，该运算放大器10的输出端连接箝位电路11输入端，该箝位电路11的输出端连接模数转换电路12的输入端，该模数转换电路12上的两个输出端分别与全差分运算放大器5两个输入端上的可调电阻1、2相连接。
本发明所述的自动增益控制电路6的输入端，即电路中该运算放大器10的同相输入端可与全差分运算放大器5上两个音频输出端7中的任何一端相连接。
本发明中所述的参考电压电路8、偏置电路9、箝位电路11、模数转换电路12的具体电路结构都为现有技术中的电路，这里不在赘述。
本发明中电路工作原理如下：
本发明中由可调电阻1，2；全差分运算放大器5；反馈电阻3，4组成运算放大器放大环路，对音频输入信号进行放大。然后将放大后的音频信号经过自动增益控制电路(AGC)6，将该放大后的音频信号峰值检波出来，再转化为数字信号，从而调节可调电阻1，2的阻值，达到改变电路的增益的目的。
音频输入信号从全差分运算放大器5的输入端口(Vi+，Vi-)输入，经全差分运算器5放大后，从该运算放大器5的输出端口(Vo+，Vo-)输出音频信号，该音频信号连接到自动增益控制电路6中运算放大器10(EA)的输入端(IN+)，并与AGC参考电压进行比较。
(1)当音频输出信号峰值小于AGC参考电压，经过运算放大器10(EA)后的输出电压为零；该放大后的信号经过箝位电路11后的输出也为零，由于箝位电路11的输出没有变化，模数转换电路12(ADC)的输入模拟信号也没有变化，所以模数转换电路12的数字信号输出没有发生改变，从而可变电阻1、2的值不变，电路的增益恒定不变。
(2)当音频输出信号峰值大于等于AGC的参考电压，该音频输出信号经过运算放大器10放大音频输出信号，再将该信号输入到箝位电路11，箝位电路11输出该信号的峰值，并保持恒定。该峰值电压经过模数转换电路12(ADC)转化成一串数字信号输出，该数字输出信号调节可变电阻1、2的值，继而改变电路的增益，峰值电压增大，可调电阻的阻值也增大，电路增益减少，这样加大输入的时候，输出保持恒定的值不变。
综上所述，本发明的能够在小信号输入时保持固定增益放大音频信号。在大音频信号输入时通过减少放大电路闭环增益，保证输出音频信号能够得到高的线性度和低的谐波失真。

Claims (3)

1.一种音频功率放大器自动增益控制电路，包括一个全差分运算放大器，该全差分运算放大器的同、反相输入端上分别置有分压电阻，并且同相输入端与输出端之间、反相输入端与输出端之间都分别置有反馈电阻，一个偏置电路与该全差分运算放大器相连接，其特征在于：还具有一个自动增益控制电路，该自动增益控制电路输入端连接全差分运算放大器的输出端，一个参考电压电路与该自动增益控制电路相连接，该自动增益控制电路的输出端与全差分运算放大器输入端上的可调电阻相连接。
2.根据权利要求1所述的音频功率放大器自动增益控制电路，其特征在于：所述的自动增益控制电路由运算放大器、箝位电路以及模数转换电路构成，该运算放大器同相输入端与全差分运算放大器上音频输出端相连接，其反相输入端与参考电压电路相连接，该运算放大器输出端连接箝位电路输入端，该箝位电路输出端连接模数转换电路输入端，该模数转换电路上的两个输出端分别与全差分运算放大器两个输入端上的可调电阻相连接。
3.根据权利要求1或者2所述的音频功率放大器自动增益控制电路，其特征在于：所述的自动增益控制电路输入端，即电路该运算放大器同相输入端可与全差分运算放大器上两个音频输出端的任何一端相连接。
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