本發(fā)明屬于音頻功放，尤其涉及一種d類音頻功放及一種信號壓縮方法。

背景技術(shù)：

1、d類音頻功放指的是一種音頻功放器件，采用了d類(class?d)放大技術(shù)。傳統(tǒng)的ab類功放在放大信號時會不斷消耗電能，導(dǎo)致效率相對較低，并且產(chǎn)生較多的熱量。而d類功放利用了pwm(脈沖寬度調(diào)制)技術(shù)，通過將音頻信號轉(zhuǎn)換成脈沖序列，然后在輸出端用開關(guān)管進(jìn)行控制，從而實(shí)現(xiàn)高效率的功率放大。這種技術(shù)使得d類功放在同等功率輸出下，能夠比傳統(tǒng)ab類功放更加節(jié)能和輕便，同時減少了散熱需求，使得設(shè)備更加緊湊和可靠。

2、d類音頻功放在音響系統(tǒng)、汽車音響、家庭影院等領(lǐng)域廣泛應(yīng)用。其主要優(yōu)點(diǎn)包括高效率、低功耗和小體積。該功放的主要結(jié)構(gòu)包括輸入濾波器、功率放大器和輸出濾波器。其工作原理是將輸入的音頻信號經(jīng)過放大器放大后輸出，以驅(qū)動揚(yáng)聲器產(chǎn)生聲音。音頻信號的兩個重要參數(shù)是信號電平隨時間和頻率的分布，大部分時間處于較低電平，動態(tài)范圍的峰值相對較小。

3、雖然d類音頻功放具有高效率和低功耗的優(yōu)點(diǎn)，但在處理高幅值正弦信號時會出現(xiàn)失真和過載現(xiàn)象，例如由于開關(guān)管件的切換速度受限，無法完全跟隨低頻信號的變化，導(dǎo)致輸出信號的壓縮和失真，在進(jìn)行低頻處理時會產(chǎn)生較多的高次諧波，進(jìn)一步增加了輸出信號的失真程度，導(dǎo)致音質(zhì)下降和功率損失?，F(xiàn)有的信號處理技術(shù)雖然能夠一定程度上緩解這一問題，但仍然存在效果不佳、復(fù)雜度高等缺點(diǎn)，因此，有待對其進(jìn)行改善。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本申請實(shí)施例的目的在于提供一種d類音頻功放，旨在解決現(xiàn)有的d類音頻功放在處理高幅值正弦信號時會出現(xiàn)失真和過載現(xiàn)象，導(dǎo)致音質(zhì)下降和功率損失，而現(xiàn)有的信號處理技術(shù)雖然能夠一定程度上緩解這一現(xiàn)象，但仍然存在效果不佳、復(fù)雜度高等缺點(diǎn)的問題。

2、本申請實(shí)施例是這樣實(shí)現(xiàn)的，提供一種d類音頻功放，所述d類音頻功放包括：

3、可控限幅器、d類放大器、第一濾波器、第二濾波器以及邏輯控制模塊；

4、所述可控限幅器設(shè)置有音頻信號輸入端，用于接收音頻信號輸入；所述可控限幅器的信號輸出端與所述d類放大器連接；

5、所述d類放大器的輸出端與所述第一濾波器連接，所述d類放大器用于對由所述可控限幅器中輸入的音頻信號進(jìn)行放大，生成pwm脈沖信號；

6、所述第一濾波器用于對由所述d類放大器輸出的pwm脈沖信號進(jìn)行濾波，將之轉(zhuǎn)換為模擬量，得到濾波信號，并將所述濾波信號輸入到負(fù)載端；

7、所述邏輯控制模塊的輸入端用于接收所述濾波信號，當(dāng)所述濾波信號中的出現(xiàn)異常信號后，對所述濾波信號進(jìn)行壓縮處理，以減小所述濾波信號中的異常信號的幅值，生成控制信號；

8、所述第二濾波器與所述邏輯控制模塊和所述可控限幅器連接，用于將所述控制信號轉(zhuǎn)化為所述可控限幅器的量化/誤差信號輸入，以調(diào)整所述可控限幅器的信號輸出。

9、優(yōu)選地，所述d類放大器包括d類調(diào)制級和d類末端放大級，所述d類調(diào)制級用于將所述可控限幅器輸入的電學(xué)信號轉(zhuǎn)換為脈沖信號，所述d類末端放大級用于將所述脈沖信號的電壓和/或電流進(jìn)行放大；

10、所述邏輯控制模塊還用于與所述d類調(diào)制級連接，用于對所述d類調(diào)制級進(jìn)行使能控制。

11、優(yōu)選地，所述d類音頻功放還包括電源模塊；

12、所述電源模塊為高頻交流電源，用于變壓并對d類音頻功放中的各個模塊輸出交流電壓來進(jìn)行供電。

13、優(yōu)選地，所述d類音頻功放還包括前級放大模塊；

14、所述前級放大模塊設(shè)置在所述可控限幅器和音頻信號輸入端之間，用于對輸入所述可控限幅器的音頻信號進(jìn)行預(yù)處理和改變信號的增益。

15、優(yōu)選地，所述d類音頻功放還包括與所述第一濾波器連接的負(fù)載，所述負(fù)載為揚(yáng)聲器；

16、所述邏輯控制模塊用于對所述負(fù)載進(jìn)行溫度檢測，還用于對輸入到所述負(fù)載的濾波信號進(jìn)行電壓采樣、電流采樣和短路檢測。

17、本申請實(shí)施例的另一目的在于，提供一種信號壓縮方法，所述信號處理方法基于如上所述的d類音頻功放中的所述邏輯控制模塊實(shí)施，用于對所述濾波信號進(jìn)行信號處理；

18、所述方法包括如下步驟：

19、s10：對所述第一濾波器中輸出的濾波信號進(jìn)行持續(xù)采樣，得到采樣信號；

20、s20：當(dāng)采樣信號中檢測到異常信號后，對所述異常信號的持續(xù)時間進(jìn)行計(jì)時；

21、s30：當(dāng)所述異常信號的持續(xù)時間超過第一閾值后，或當(dāng)采樣信號后檢測到異常低頻直流信號后，則控制所述d類音頻功放，將其輸出功率壓縮至第一限級；

22、s40：當(dāng)將所述d類音頻功放的輸出功率壓縮至第一限級后，對采樣信號的電壓值進(jìn)行判斷：

23、若采樣得到的采樣信號恢復(fù)正常，則停止將d類音頻功放輸出功率壓縮進(jìn)行壓縮；

24、若采樣得到的采樣信號仍出現(xiàn)異常信號輸出，且異常信號的輸出維持時間超過第二閾值，則將所述d類音頻功放的輸出功率壓縮至第二限級，并維持壓縮至第二限級，直至采樣信號恢復(fù)正常。

25、優(yōu)選地，所述異常信號為以下信號特征中的一種或多種：

26、最大電平輸出信號、異常直流信號以及異常極低頻信號。

27、優(yōu)選地，所述第一閾值為10秒，所述第二閾值為15秒；

28、所述第一限級為1/2，所述第二限級為1/4。

29、優(yōu)選地，所述信號壓縮方法還包括：

30、若在預(yù)設(shè)時間段內(nèi)，所述d類音頻功放被壓縮至第一限級的次數(shù)超過警戒次數(shù)，則控制所述d類音頻功放停止工作。

31、優(yōu)選地，所述信號壓縮方法還包括：

32、當(dāng)所述d類音頻功放因超過第一限級的次數(shù)高于警戒次數(shù)而被停止工作的停止時間達(dá)到停止時間閾值后，則控制所述d類音頻功放重啟。

33、本申請實(shí)施例提供的d類音頻功放，具有如下突出優(yōu)勢：本申請的電路結(jié)構(gòu)能源轉(zhuǎn)換效率高，能夠有效降低功放器件的能耗，減少電能的浪費(fèi)，同時減少了發(fā)熱量，降低了散熱要求，提高了設(shè)備的穩(wěn)定性和壽命。本申請中的邏輯電路中的濾波信號部分中出現(xiàn)異常信號后，邏輯控制模塊會對濾波信號進(jìn)行壓縮處理，以減小所述濾波信號中的異常信號的幅值，即對異常信號的壓縮處理，有效減少了d類音頻功放在處理低頻信號時的壓縮和失真現(xiàn)象，提升了音頻放大器的音質(zhì)表現(xiàn)。音頻功放器件整體體積更小、重量輕，結(jié)構(gòu)簡約，便于攜帶和安裝。

技術(shù)特征：

1.一種d類音頻功放，其特征在于，所述d類音頻功放包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種d類音頻功放，其特征在于，所述d類放大器包括d類調(diào)制級和d類末端放大級，所述d類調(diào)制級用于將所述可控限幅器輸入的電學(xué)信號轉(zhuǎn)換為脈沖信號，所述d類末端放大級用于將所述脈沖信號的電壓和/或電流進(jìn)行放大；

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種d類音頻功放，其特征在于，所述d類音頻功放還包括電源模塊；

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種d類音頻功放，其特征在于，所述d類音頻功放還包括前級放大模塊；

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種d類音頻功放，其特征在于，所述d類音頻功放還包括與所述第一濾波器連接的負(fù)載，所述負(fù)載為揚(yáng)聲器；

6.一種信號壓縮方法，其特征在于，所述信號處理方法基于如權(quán)利要求1～5中任意一項(xiàng)所述的d類音頻功放中的所述邏輯控制模塊實(shí)施，用于對所述濾波信號進(jìn)行信號處理；

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種信號壓縮方法，其特征在于，所述異常信號為以下信號特征中的一種或多種：

8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種信號壓縮方法，其特征在于，所述第一閾值為10秒，所述第二閾值為15秒；

9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種信號壓縮方法，其特征在于，所述信號壓縮方法還包括：

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的一種信號處理方法，其特征在于，所述信號壓縮方法還包括：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明適用于音頻功放技術(shù)領(lǐng)域，提供了一種D類音頻功放及一種信號壓縮方法。所述D類音頻功放包括：可控限幅器、D類放大器、第一濾波器、第二濾波器以及邏輯控制模塊。本申請中，當(dāng)濾波信號中的出現(xiàn)異常信號后，邏輯控制模塊對所述濾波信號進(jìn)行壓縮處理，以減小所述濾波信號中的異常信號的幅值，即對異常信號的壓縮處理，有效減少了D類音頻功放在處理低頻信號時的壓縮和失真現(xiàn)象，提升了音頻放大器的音質(zhì)表現(xiàn)，且音頻功放器件體積更小、重量更輕，便于攜帶和安裝。并且，本申請的電路結(jié)構(gòu)能源轉(zhuǎn)換效率高，能夠有效降低功放器件的能耗，減少電能的浪費(fèi)，同時減少了發(fā)熱量，降低了散熱要求，提高了設(shè)備的穩(wěn)定性和壽命。

技術(shù)研發(fā)人員：聶勁松,聶正華,顏月娥,陳振煒
受保護(hù)的技術(shù)使用者：深圳國薈數(shù)智科技有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/10/21