一种喇叭的电流检测电路论文和设计-杨志飞

全文摘要

本实用新型公开一种喇叭的电流检测电路包括：第一检测电阻、第二检测电阻、采样选择电路、输入选择电路、采样保持电路和转换电路。本实用新型通过所述采样选择电路和所述输入选择电路，根据所述输出级VOP和所述输出级VON的电位差位于正半周期或负半周期，选择采样相应检测电阻两端的电压；之后，本实用新型根据所述时钟控制电路输出的时钟控制信号的不同电位，开始采样相应检测电阻两端的电压或者停止采样并输出采样的电压；从而实现了对喇叭电流的检测，并且无需对D类音频功率放大器添加防削顶失真功能，保证了D类音频功率放大器的性能；并且本实用新型中的采样保持电路采用全差分输入输出架构，提高了采样电压的精确性。

主设计要求

1.一种喇叭的电流检测电路，适用于与D类音频功率放大器相连的喇叭，其特征在于，包括：第一检测电阻、第二检测电阻、采样选择电路、输入选择电路、采样保持电路、时钟控制电路和转换电路；其中：所述第一检测电阻的一端与所述输入选择电路的第一输入端相连，连接点作为所述喇叭的电流检测电路的第一输入端，与所述D类音频功率放大器的输出级VON的低端NMOS晶体管的源极相连；所述第二检测电阻的一端与所述输入选择电路的第二输入端相连，连接点作为所述喇叭的电流检测电路的第二输入端，与所述D类音频功率放大器的输出级VOP的低端NMOS晶体管的源极相连；所述第一检测电阻的另一端、所述第二检测电阻的另一端以及所述输入选择电路的第三输入端，均接地；所述输入选择电路的第一输出端与所述采样保持电路的第一输入端相连；所述输入选择电路的第二输出端与所述采样保持电路的第二输入端相连；所述采样保持电路的第一输出端与所述转换电路的第一输入端相连，所述采样保持电路的第二输出端与所述转换电路的第二输入端相连；所述采样保持电路的时钟控制端与所述时钟控制电路的输出端相连；所述转换电路的输出端作为所述喇叭的电流检测电路的输出端；所述采样选择电路的三个输入端分别连接输出级VOP、输出级VON和第一采样时钟；所述采样选择电路的输出端与所述输入选择电路的开关控制端相连；所述采样选择电路的输出端，输出开关控制信号至所述输入选择电路的开关控制端，当输出级VOP和输出级VON的电位差处于正半周期时，所述开关控制信号控制所述输入选择电路的第一输入端与第二输出端形成通路、第三输入端与其第二输出端形成通路；当输出级VOP和输出级VON的电位差处于负半周期时，所述开关控制信号控制第三输入端与第一输出端形成通路、第二输入端与其第二输出端形成通路；所述采样保持电路的时钟控制端，接收时钟控制信号，根据所述时钟控制信号的电位变化，采样所述采样选择电路的两个输出端之间的电压，或者，停止采样并将采样到的电压输出至所述转换电路。

设计方案

1.一种喇叭的电流检测电路，适用于与D类音频功率放大器相连的喇叭，其特征在于，包括：第一检测电阻、第二检测电阻、采样选择电路、输入选择电路、采样保持电路、时钟控制电路和转换电路；其中：

所述第一检测电阻的一端与所述输入选择电路的第一输入端相连，连接点作为所述喇叭的电流检测电路的第一输入端，与所述D类音频功率放大器的输出级VON的低端NMOS晶体管的源极相连；

所述第二检测电阻的一端与所述输入选择电路的第二输入端相连，连接点作为所述喇叭的电流检测电路的第二输入端，与所述D类音频功率放大器的输出级VOP的低端NMOS晶体管的源极相连；

所述第一检测电阻的另一端、所述第二检测电阻的另一端以及所述输入选择电路的第三输入端，均接地；

所述输入选择电路的第一输出端与所述采样保持电路的第一输入端相连；所述输入选择电路的第二输出端与所述采样保持电路的第二输入端相连；

所述采样保持电路的第一输出端与所述转换电路的第一输入端相连，所述采样保持电路的第二输出端与所述转换电路的第二输入端相连；所述采样保持电路的时钟控制端与所述时钟控制电路的输出端相连；

所述转换电路的输出端作为所述喇叭的电流检测电路的输出端；

所述采样选择电路的三个输入端分别连接输出级VOP、输出级VON和第一采样时钟；所述采样选择电路的输出端与所述输入选择电路的开关控制端相连；

所述采样选择电路的输出端，输出开关控制信号至所述输入选择电路的开关控制端，当输出级VOP和输出级VON的电位差处于正半周期时，所述开关控制信号控制所述输入选择电路的第一输入端与第二输出端形成通路、第三输入端与其第二输出端形成通路；当输出级VOP和输出级VON的电位差处于负半周期时，所述开关控制信号控制第三输入端与第一输出端形成通路、第二输入端与其第二输出端形成通路；

所述采样保持电路的时钟控制端，接收时钟控制信号，根据所述时钟控制信号的电位变化，采样所述采样选择电路的两个输出端之间的电压，或者，停止采样并将采样到的电压输出至所述转换电路。

2.根据权利要求1所述的喇叭的电流检测电路，其特征在于，所述输入选择电路，包括：第一开关、第二开关、第三开关、第四开关和第一控制模块；其中：

所述第一开关的输入端作为所述输入选择电路的第一输入端；所述第二开关的输入端作为所述输入选择电路的第二输入端；所述第三开关的输入端与所述第四开关的输入端相连，连接点作为所述输入选择电路的第三输入端；

所述第一开关的输出端与所述第三开关的输出端相连，连接点作为所述输入选择电路的第一输出端；所述第二开关的输出端与所述第四开关的输出端相连，连接点作为所述输入选择电路的第二输出端；

所述第一开关的控制端与第四开关的控制端相连，连接点与所述第一控制模块的第一输出端相连；所述第二开关的控制端与所述第三开关的控制端相连，连接点与所述第一控制模块的第二输出端相连；

所述第一控制模块的输入端作为所述输入选择电路的开关控制端。

3.根据权利要求1所述的喇叭的电流检测电路，其特征在于，所述采样保持电路，包括：第一开关支路、第二开关支路、第三开关支路、第四开关支路、音圈电机、第二控制模块、容值相同的第一电容和第二电容以及容值相同的第三电容和第四电容；其中：

所述第一开关支路的输入端与所述第三开关支路的输入端相连，连接点作为所述采样保持电路的第一输入端；

所述第二开关支路的输入端与所述第四开关支路的输入端相连，连接点作为所述采样保持电路的第二输入端；

所述第一开关支路的第一输出端与所述第三电容的一端相连，连接点作为所述采样保持电路的第一输出端；

所述第四开关支路的第一输出端与所述第四电容的一端相连，连接点作为所述采样保持电路的第二输出端；

所述第三电容的另一端、第四电容的另一端和所述音圈电机的正端，均接地；

所述第二开关支路的第一输出端与所述第三开关支路的第一输出端相连，连接点与所述音圈电机的负端相连；

所述第一电容的一端与所述第一开关支路的第二输出端相连；所述第一电容的另一端与所述第二开关支路的第二输出端相连；

所述第二电容的一端与所述第三开关支路的第二输出端相连；所述第二电容的另一端与所述第四开关支路的第二输出端相连；

所述第一开关支路的第一控制端、所述第二开关支路的第一控制端、所述第三开关支路的第一控制端和第四开关支路的第一控制端连接，连接点与所述第二控制模块的第一输出端相连；

所述第二开关支路的第二控制端和所述第三开关支路的第二控制端连接，连接点与所述第二控制模块的第二输出端相连；

所述第一开关支路的第二控制端和所述第四开关支路的第二控制端连接，连接点与所述第二控制模块的第三输出端相连；

所述第二控制模块的输入端作为所述采样保持电路的时钟控制端。

4.根据权利要求3所述的喇叭的电流检测电路，其特征在于，所述第一开关支路，包括：第五开关和第六开关；其中：

所述第五开关的输入端作为所述第一开关支路的输入端，所述第五开关的输出端与第六开关的输入端相连，连接点作为所述第一开关支路的第二输出端，所述第六开关的输出端作为所述第一开关支路的第一输出端；

所述第五开关的控制端作为所述第一开关支路的第一控制端，所述第六开关的控制端作为所述第一开关支路的第二控制端。

5.根据权利要求3所述的喇叭的电流检测电路，其特征在于，所述第二开关支路，包括：第七开关和第八开关；其中：

所述第七开关的输入端作为所述第二开关支路的输入端，所述第七开关的输出端与所述第八开关的输入端相连，连接点作为所述第二开关支路的第二输出端，所述第八开关的输出端作为所述第二开关支路的第一输出端；

所述第七开关的控制端作为所述第二开关支路的第一控制端，所述第八开关的控制端作为所述第二开关支路的第二控制端。

6.根据权利要求3所述的喇叭的电流检测电路，其特征在于，所述第三开关支路，包括：第九开关和第十开关；其中：

所述第九开关的输入端作为所述第三开关支路的输入端，所述第九开关的输出端与第十开关的输入端相连，连接点作为所述第三开关支路的第二输出端，所述第十开关的输出端作为所述第三开关支路的第一输出端；

所述第九开关的控制端作为所述第三开关支路的第一控制端，所述第十开关的控制端作为所述第三开关支路的第二控制端。

7.根据权利要求3所述的喇叭的电流检测电路，其特征在于，所述第四开关支路，包括：第十一开关和第十二开关；其中：

所述第十一开关的输入端作为所述第四开关支路的输入端，所述第十一开关的输出端与第十二开关的输入端相连，连接点作为所述第四开关支路的第二输出端，所述第十二开关的输出端作为所述第四开关支路的第一输出端；

所述第十一开关的控制端作为所述第四开关支路的第一控制端，所述第十二开关的控制端作为所述第四开关支路的第二控制端。

8.根据权利要求1所述的喇叭的电流检测电路，其特征在于，所述时钟控制电路，包括：第二采样时钟、第一计数器、第二计数器和第三计数器；其中：

所述第二采样时钟的输出端作为所述时钟控制电路的输出端；所述第二采样时钟的第一输入端与所述第一计数器相连；所述第二采样时钟的第二输入端与所述第二计数器相连；所述第二采样时钟的第三输入端与所述第三计数器相连。

9.根据权利要求1所述的喇叭的电流检测电路，其特征在于，所述转换电路为积分-微分模数转换器。

10.根据权利要求1所述的喇叭的电流检测电路，其特征在于，所述第一检测电阻与所述第二检测电阻的阻值相等；所述第一采样时钟的频率是所述输出级VOP的电位和所述输出级VON的电位的脉冲宽度调制频率的256倍。

设计说明书

技术领域

本实用新型涉及电流检测技术领域，尤其涉及一种喇叭的电流检测电路。

背景技术

目前，D类音频功率放大器由于具有效率高、发热小和性能好的优点，被广泛应用于蓝牙音箱和手机等便携式设备。

不过由于便携式设备追求小巧，内部的喇叭腔体比较小，所以在播放音量较大的音乐时，特别是大的重低音歌曲时，喇叭腔体可能会因为振膜位移过大或喇叭温度过高等原因而造成损坏，所以一般会给D类音频功率放大器设计电流检测电路，以便根据喇叭电流的大小控制D类音频功率放大器的输出电流的大小，进而保护喇叭不会因振膜位移过大或喇叭温度过高而损坏。但是，由于D类音频功率放大器的输出功率较大时，会发生削顶现象，输出级VOP的电位或者输出级VON的电位可能会在几个脉冲宽度调制频率内，连续出现高电平或低电平，此时一般的电流检测方法很难准确的检测出喇叭电流，所以通常要求D类音频功率放大器加上防削顶失真功能，即主动限制D类音频功率放大器的输出功率，使其输出不发生削顶。

但在D类音频功率放大器上加上防削顶失真功能，就会降低D类音频功率放大器的输出功率，没有最大限度的发挥D类音频功率放大器的性能。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型实施例提供一种喇叭的电流检测电路，以解决检测喇叭电流时，牺牲D类音频功率放大器的性能的问题。

为实现上述目的，本实用新型实施例提供如下技术方案：

一种喇叭的电流检测电路，适用于与D类音频功率放大器相连的喇叭，包括：第一检测电阻、第二检测电阻、采样选择电路、输入选择电路、采样保持电路、时钟控制电路和转换电路；其中：

所述第一检测电阻的另一端、所述第二检测电阻的另一端以及所述输入选择电路的第三输入端，均接地；

所述输入选择电路的第一输出端与所述采样保持电路的第一输入端相连；所述输入选择电路的第二输出端与所述采样保持电路的第二输入端相连；

所述转换电路的输出端作为所述喇叭的电流检测电路的输出端；

所述采样选择电路的三个输入端分别连接输出级VOP、输出级VON和第一采样时钟；所述采样选择电路的输出端与所述输入选择电路的开关控制端相连；

可选的，所述输入选择电路，包括：第一开关、第二开关、第三开关、第四开关和第一控制模块；其中：

所述第一控制模块的输入端作为所述输入选择电路的开关控制端。

可选的，所述采样保持电路，包括：第一开关支路、第二开关支路、第三开关支路、第四开关支路、音圈电机、第二控制模块、容值相同的第一电容和第二电容以及容值相同的第三电容和第四电容；其中：

所述第一开关支路的输入端与所述第三开关支路的输入端相连，连接点作为所述采样保持电路的第一输入端；

所述第二开关支路的输入端与所述第四开关支路的输入端相连，连接点作为所述采样保持电路的第二输入端；

所述第一开关支路的第一输出端与所述第三电容的一端相连，连接点作为所述采样保持电路的第一输出端；

所述第四开关支路的第一输出端与所述第四电容的一端相连，连接点作为所述采样保持电路的第二输出端；

所述第三电容的另一端、第四电容的另一端和所述音圈电机的正端，均接地；

所述第二开关支路的第一输出端与所述第三开关支路的第一输出端相连，连接点与所述音圈电机的负端相连；

所述第一电容的一端与所述第一开关支路的第二输出端相连；所述第一电容的另一端与所述第二开关支路的第二输出端相连；

所述第二电容的一端与所述第三开关支路的第二输出端相连；所述第二电容的另一端与所述第四开关支路的第二输出端相连；

所述第二开关支路的第二控制端和所述第三开关支路的第二控制端连接，连接点与所述第二控制模块的第二输出端相连；

所述第一开关支路的第二控制端和所述第四开关支路的第二控制端连接，连接点与所述第二控制模块的第三输出端相连；

所述第二控制模块的输入端作为所述采样保持电路的时钟控制端。

可选的，所述第一开关支路，包括：第五开关和第六开关；其中：

所述第五开关的控制端作为所述第一开关支路的第一控制端，所述第六开关的控制端作为所述第一开关支路的第二控制端。

可选的，所述第二开关支路，包括：第七开关和第八开关；其中：

所述第七开关的控制端作为所述第二开关支路的第一控制端，所述第八开关的控制端作为所述第二开关支路的第二控制端。

可选的，所述第三开关支路，包括：第九开关和第十开关；其中：

所述第九开关的控制端作为所述第三开关支路的第一控制端，所述第十开关的控制端作为所述第三开关支路的第二控制端。

可选的，所述第四开关支路，包括：第十一开关和第十二开关；其中：

所述第十一开关的控制端作为所述第四开关支路的第一控制端，所述第十二开关的控制端作为所述第四开关支路的第二控制端。

可选的，所述时钟控制电路，包括：第二采样时钟、第一计数器、第二计数器和第三计数器；其中：

可选的，所述转换电路为积分-微分模数转换器。

可选的，所述第一检测电阻与所述第二检测电阻的阻值相等；所述第一采样时钟的频率是所述输出级VOP的电位和所述输出级VON的电位的脉冲宽度调制频率的256倍。

相对于现有技术而言，本实用新型通过所述采样选择电路和所述输入选择电路，根据所述输出级VOP和所述输出级VON的电位差位于正半周期或负半周期，选择采样相应检测电阻两端的电压；之后，本实用新型根据所述时钟控制电路输出的时钟控制信号的不同电位，开始采样相应检测电阻两端的电压或者停止采样并输出采样的电压；从而实现了对喇叭电流的检测，并且无需对D类音频功率放大器添加防削顶失真功能，保证了D类音频功率放大器的性能；并且本实用新型中的采样保持电路采用全差分输入、全差分输出架构，抵消了功率地PGND的电压波动对采样电压精确性的影响。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例公开的一种电流检测装置的示意图；

图2为(VOP-VON)正负半周期内，开关控制信号Sample_selt的波形示意图；

图3为本实用新型另一实施例公开的一种电流检测装置的示意图；

图4为本实用新型另一实施例公开的一种电流检测装置的示意图；

图5为本实用新型另一实施例公开的一种电流检测装置中的采样保持电路220的示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。

在本申请中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

为了解决检测喇叭电流时，牺牲D类音频功率放大器的性能的问题，本实用新型实施例公开一种喇叭的电流检测电路，适用于与D类音频功率放大器相连的喇叭，如图1所示，本实施例公开的电流检测电路与D类音频功率放大器600、喇叭700相连；视实际情况而定，该喇叭700的支路上可能还会串联有电感L；本实施例公开的电流检测电路包括：第一检测电阻RSP、第二检测电阻RSN、采样选择电路100、输入选择电路200、采样保持电路300、时钟控制电路500和转换电路800；其中：

第一检测电阻RSP的一端与输入选择电路200的第一输入端相连，连接点作为所述喇叭的电流检测电路的第一输入端，与D类音频功率放大器600的输出级VON的低端NMOS晶体管的源极相连。

第二检测电阻RSN的一端与输入选择电路200的第二输入端相连，连接点作为所述喇叭的电流检测电路的第二输入端，与D类音频功率放大器600的输出级VOP的低端NMOS晶体管的源极相连。

第一检测电阻RSP的另一端、第二检测电阻RSN的另一端以及输入选择电路的第三输入端，均接地。

需要说明的是，第一检测电阻RSP与所述第二检测电阻RSN的阻值相等。

输入选择电路200的第一输出端与采样保持电路300的第一输入端相连，输入选择电路200的第二输出端与采样保持电路300的第二输入端相连。

采样保持电路300的第一输出端与转换电路800的第一输入端相连，采样保持电路300的第二输出端与转换电路800的第二输入端相连，所述采样保持电路300的时钟控制端与时钟控制电路500的输出端相连。

转换电路800的输出端作为所述喇叭的电流检测电路的输出端。

采样选择电路100的三个输入端分别连接输出级VOP、输出级VON和第一采样时钟400；采样选择电路100的输出端与输入选择电路200的开关控制端相连。

需要说明的是，第一采样时钟的频率是所述输出级VOP的电位和所述输出级VON的电位的脉冲宽度调制频率的256倍，实际应用中也可以根据具体应用环境进行其他设置，此处仅为一种示例，并不仅限于此，均在本申请的保护范围内。

可选的，转换电路800可以是积分-微分模数转换器，也可以采用分立器件组成的能够实现增益放大功能的电路；实际应用中，可视其具体应用环境而定，只要能够实现与此相同的工作原理的其他实施方式均在本申请的保护范围内。

还需要说明的是，采样保持电路300具有低通滤波特性，将输出极VOP和输出极VON采样得到的电压的高频成分进行滤波，再送到转换模块800，防止高频噪声被折叠成到音频范围内而降低电流检测的信噪比，采样保持电路300的-3dB频率为：f(-3dB)＝(fsw*C1)\/(2*π*(C1+C3))；其中，fsw为采样保持电路300中开关管的频率。

具体的工作原理为：

采样选择电路100根据输出级VOP的电位和输出级VON的电位，计算得到VOP-VON滤波后的波形，以正弦波为例，其波形如图2上半部分所示；采样选择电路100再结合第一采样时钟400的频率，判断出输出级VOP与输出级VON的电位差(也即VOP-VON滤波后的值)处于正半周期，还是负半周期，并输出相应的开关控制信号Sample_selt。

如图2所示，当输出级VOP与输出级VON的电位差处于正半周期内，采样选择电路100输出的开关控制信号Sample_selt的电位以高电平，输入选择电路200将其第一输入端SN1与其第一输出端形成通路，将其第三输入端SN3与其第二输出端形成通路；当采样保持电路300的时钟控制端接收到的时钟控制信号的电位为高电平时，采样保持电路300开始对第一检测电阻RSP两端的电压进行采样；当采样保持电路300的时钟控制端接收到的时钟控制信号的电位为低电平时，采样保持电路300停止采样，将采样到的电压输出给转换电路800；转换电路800对采样到的电压进行转换，得到PDM(Pulse Density Modulation，脉冲密度调制)码；重复上述过程直到开关控制信号Sample_selt的电位变为低电平。

当输出级VOP与输出级VON的电位差处于负半周期内，采样选择电路100输出的开关控制信号Sample_selt的电位为低电平，输入选择电路200将其第三输入端SN3与其第一输出端形成通路，将其第二输入端SN2与其第二输出端形成通路；当采样保持电路300的时钟控制端接收到的时钟控制信号的电位为高电平时，采样保持电路300开始对第二检测电阻RSN两端的电压进行采集；当采样保持电路300的时钟控制端接收到的时钟控制信号的电位为低电平时，采样保持电路300停止采样，将采样到的电压输出给转换电路800；转换电路800对采样到的电压进行转换，得到PDM码；重复上述过程直到开关控制信号Sample_selt的电位变为高电平。

其中，得到的PDM码经过CIC滤波器(Cascaded integrator–comb filter，积分-梳状级联滤波器)可转换还原出采样电压值Vsdm，Vsdm\/(2*RSP)即可得到喇叭上的电流值，以便进行喇叭保护。

需要说明的是，本实施例中，采样选择电路100通过开关控制信号Sample_selt的不同电位，达到控制输入选择电路200形成不同通路的目的；与此实施方式达到相同目的的其他实施方式也在本申请的保护的范围内。

还需要说明的是，本实施例中，时钟控制电路500通过时钟控制信号的不同电位，达到控制采样保持电路300开始采样或停止采样的目的；与此实施方式达到相同目的的其他实施方式也在本申请的保护范围内。

本实用新型通过所述采样选择电路和所述输入选择电路，根据所述输出级VOP和所述输出级VON的电位差位于正半周期或负半周期，选择采样相应检测电阻两端的电压；之后，本实用新型根据所述时钟控制电路输出的时钟控制信号的不同电位，开始采样相应检测电阻两端的电压或者停止采样并输出采样的电压；从而实现了对喇叭电流的检测，并且无需对D类音频功率放大器添加防削顶失真功能，保证了D类音频功率放大器的性能；并且因为本实用新型中的采样保持电路采用全差分输入、全差分输出架构，所以抵消了功率地PGND的电压波动对采样电压精确性的影响。

本实用新型另一实施例还提供了一种具体的喇叭的电流检测电路，在上述实施例及图1和图2的基础之上，可选的，如图3所示，其输入选择电路200，包括：第一开关S1、第二开关S2、第三开关S3、第四开关S4和第一控制模块201；其中：

第一开关S1的输入端作为输入选择电路200的第一输入端，第二开关S2的输入端作为输入选择电路200的第二输入端，第三开关S3的输入端与第四开关S4的输入端相连，连接点作为输入选择电路的第三输入端。

第一开关S1的输出端与第三开关S3的输出端相连，连接点作为输入选择电路200的第一输出端；第二开关S2的输出端与第四开关S4的输出端相连，连接点作为输入选择电路200的第二输出端。

第一开关S1的控制端与第四开关S4的控制端相连，连接点与第一控制模块201的第一输出端相连；第二开关的控制端与第三开关的控制端相连，连接点与第一控制模块201的第二输出端相连。

第一控制模块201的输入端作为输入选择电路的开关控制端。

具体的工作原理为：

当输出级VOP和输出级VON的电位差处于正半周期时，即当输入选择电路200的开关控制端接收到的开关控制信号Sample_selt的电位为高电平时，第一控制模块201的第一输出端V1输出闭合信号，控制第一开关S1和第四开关S4闭合；而其第二输出端V2输出关断信号，控制第二开关S2和第三开关S3断开。

当输出级VOP和输出级VON的电位差处于负半周期时，即当输入选择电路200的开关控制端接收到的开关控制信号Sample_selt的电位为低电平时，第一控制模块201的第一输出端V1输出关断信号，控制第一开关S1和第四开关S4断开，其第二输出端V2输出闭合信号，控制第二开关S2和第三开关S3闭合。

本实施例给出了一种输入选择电路200的具体实施方式，但并不仅限于此，实际应用中还可以其他分立器件组成的电路结构或者芯片来实现，视其具体应用环境而定，只要能够实现上述工作原理的方案均在本申请的保护范围内。

其余结构及原理与上述实施例相同，此处不再一一赘述。

可选的，如图4，在本实用新型的另一实施例中，时钟控制电路500的一种实施方式，包括：第二采样时钟510、第一计数器520、第二计数器530和第三计数器540；其中：

第二采样时钟510的输出端作为时钟控制电路500的输出端，与采样保持电路300的时钟控制端相连；第二采样时钟510的第一输入端与第一计数器520相连；第二采样时钟510的第二输入端与第二计数器530相连；第二采样时钟510的第三输入端与第三计数器540相连。

具体的工作原理为：

当输出级VOP和输出级VON的电位差处于正半周期内，即开关控制信号Sample_selt的电位为高电平，则当输出级VOP的电位升高时，第二采样时钟510输出的时钟控制信号的电位为高电平；第一计数器520进行加一计数，并且第二计数器530利用第一采样时钟400进行加一计数。

当输出级VOP的电位下降时，第一计数器520继续进行加二计数，同时第二计数器530清零；第一计数器520继续进行上述过程的计数，当第一计数器计数到256时，第二采样时钟510输出的信号的电位变为低电平；如果当第二计数器530计数到256时，依然没有检测到输出级VOP的电位下降，则第二计数器530会强制第二采集时钟510输出的时钟控制信号的电位变为低电平，同时第三计数器540利用第一采样时钟400开始进行加一计数。

当输出级VOP的电位再次上升时，第二采样时钟510输出的信号的电位变为高电平；如果当第三计数器540计数到128时，依然没有检测到输出级VOP的电位上升，则第三计数器540强制第二采样时钟510输出的时钟控制信号的电位变为高电平。

时钟控制电路500重复上述过程，直到开关控制信号Sample_selt的电位变为低电平，即D类音频功率放大器600的工作状态由正半周期变为负半周期。

当输出级VOP和输出级VON的电位差处于负半周期内，即开关控制信号Sample_selt的电位为低电平，则当输出级VON的电位升高时，第二采样时钟510输出的时钟控制信号的电位为高电平；第一计数器520进行加一计数，并且第二计数器530利用第一采样时钟400进行加一计数。

当输出级VON的电位下降时，第一计数器520继续进行加二计数，同时第二计数器530清零；第一计数器520继续进行上述过程的计数，当第一计数器计数到256时，第二采样时钟510输出的信号的电位变为低电平；如果当第二计数器530计数到256时，依然没有检测到输出级VON的电位下降，则第二计数器530会强制第二采集时钟510输出的时钟控制信号的电位变为低电平，同时第三计数器540利用第一采样时钟400开始进行加一计数。

当输出级VON的电位再次上升时，第二采样时钟510输出的信号的电位变为高电平；如果当第三计数器540计数到128时，依然没有检测到输出级VON的电位上升，则第三计数器540强制第二采样时钟510输出的时钟控制信号的电位变为高电平。

时钟控制电路500重复上述过程，直到开关控制信号Sample_selt的电位变为高电平，即D类音频功率放大器600的工作状态由负半周期变为正半周期。

需要说明的是，本实施例中仅仅提供了时钟控制电路的一种具体实施方式，实际应用中还可以其他分立器件组成的电路结构或者芯片来实现，视其具体应用环境而定，只要能够实现上述工作原理的其他方案，均在本申请的保护范围内。

其余结构及原理与上述实施例相同，此处不再一一赘述。

可选的，如图5，采样保持电路300，包括：第一开关支路301、第二开关支路302、第三开关支路303、第四开关支路304、音圈电机VCM、第二控制模块305、容值相同的第一电容C1和第二电容C2以及容值相同的第三电容C3和第四电容C4；其中：

第一开关支路301的输入端与第三开关支路303的输入端相连，连接点作为，采样保持电路300的第一输入端；第二开关支路302的输入端与第四开关支路304的输入端相连，连接点作为，采样保持电路300的第二输入端。

第一开关支路301的第一输出端与第三电容C3的一端相连，连接点作为，采样保持电路300的第一输出端；第四开关支路304的第一输出端与第四电容C4的一端相连，连接点作为，采样保持电路300的第二输出端。

第三电容C3的另一端、第四电容C4的另一端和音圈电机VCM的正端，均接地；第二开关支路302的第一输出端与第三开关支路303的第一输出端相连，连接点与音圈电机VCM的负端相连。

第一电容C1的一端与第一开关支路301的第二输出端相连；第一电容C1的另一端与第二开关支路302的第二输出端相连；第二电容C2的一端与第三开关支路303的第二输出端相连；第二电容C2的另一端与第四开关支路304的第二输出端相连。

第一开关支路301的第一控制端、第二开关支路302的第一控制端、第三开关支路303的第一控制端和第四开关支路304的第一控制端连接，连接点与第二控制模块305的第一输出端相连。

第二开关支路302的第二控制端和第三开关支路303的第二控制端连接，连接点与第二控制模块305的第二输出端相连；第一开关支路301的第二控制端和第四开关支路304的第二控制端相连，连接点与第二控制模块305的第三输出端相连；第二控制模块305的输入端作为采样保持电路的时钟控制端。

可选的，作为一种实现方式，如图4，第一开关支路301，包括：第五开关S5和第六开关S6；其中：

第五开关S5的输入端作为第一开关支路301的输入端，第五开关S5的输出端与第六开关S6的输入端相连，连接点作为第一开关支路301的第二输出端，第六开关S6的输出端作为第一开关支路301的第一输出端；

第五开关S5的控制端作为第一开关支路301的第一控制端，第六开关S6的控制端作为第一开关支路301的第二控制端。

可选的，作为一种实现方式，如图4，第二开关支路302，包括：第七开关S7和第八开关S8；其中：

第七开关S7的输入端作为第二开关支路302的输入端，第七开关S7的输出端与第八开关S8的输入端相连，连接点作为第二开关支路302的第二输出端，第八开关S8的输出端作为第二开关支路302的第一输出端；

第七开关S7的控制端作为第二开关支路302的第一控制端，第八开关S8的控制端作为第二开关支路302的第二控制端。

可选的，作为一种实现方式，如图3，第三开关支路303，包括：第九开关S9和第十开关S10；其中：

第九开关S9的输入端作为第三开关支路303的输入端，第九开关S9的输出端与第十开关S10的输入端相连，连接点作为第三开关支路303的第二输出端，第十开关S10的输出端作为第三开关支路303的第一输出端；

第九开关S9的控制端作为第三开关支路303的第一控制端，第十开关S10的控制端作为第三开关支路303的第二控制端。

可选的，作为一种实现方式，如图3，第四开关支路304，包括：第十一开关S11和第十二开关S12；其中：

第十一开关S11的输入端作为第四开关支路304的输入端，第十一开关S11的输出端与第十二开关S12的输入端相连，连接点作为第四开关支路304的第二输出端，第十二开关S12的输出端作为第四开关支路304的第一输出端；

第十一开关S11的控制端作为第四开关支路304的第一控制端，第十二开关S12的控制端作为第四开关支路304的第二控制端。

需要说明的是，本实施例中，第五开关S5、第六开关S6、第七开关S7、第八开关S8、第九开关S9、第十开关S10、第十一开关S11和第十二开关S12均为控制端接收到高电平信号时，被导通，接收到低电平信号时，被断开；与此实施方式达到相同目的的其他实施方式，均在本申请的保护范围内；以下，仅以此实施方式对采样保持电路300的工作原理进行说明。

具体的工作原理为：

当输出级VOP和输出级VON的电位差处于正半周期时，即当开关控制信号Sample_selt的电位为高电平时，输入选择电路200将其第一输入端SN1与其第一输出端形成通路，将其第三输入端SN3与其第二输出端形成通路。

当时钟控制电路500输出的时钟控制信号的电位为高电平时，第二控制模块305的第一输出端输出的信号P1的电位为高电平，第五开关S5、第七开关S7、第九开关S9和第十一开关S11闭合，第一电容C1和第二电容C2开始采第一检测电阻RSP两端的电压。

当时钟控制电路500输出的时钟控制信号的电位变为低电平时，第二控制模块305的第一输出端的信号P1的电位变为低电平，第五开关S5、第七开关S7、第九开关S9和第十一开关S11断开，Φ1由高变低，第一电容C1和第二电容C2停止采集。

其中，第一电容C1采样到的电压值为IL*RSP，第二电容C2采样到的电压值为-IL*RSP；其中，IL为D类音频功率放大器的工作电流。

第二控制模块305的第一输出端的信号P1的电位变为低电平后，即Φ1变低后，经过一定的非重叠时间，第二控制模块305的第二输出端P2的信号的电位变为高电平，第八开关S8和第十开关S10闭合，Φ2由低变高，建立音圈电机VCM电压；经过一定的音圈电机VCM电压建立时间后，第二控制模块305的第三输出端的信号的电位变为高电平，第六开关S6和第十二开关S12闭合，Φ3由低变高，将第一电容C1和第二电容C2上采样到的电压转移到第三电容C3和第四电容C4上，并输出给转换模块800。

其中，采样保持电路300的两个输出端输出的电压为采样保持电路300的第一输出端的电位SH_VOP和其第一输出端的电位SH_VON之差，即SH_VOP-SH_VON＝2*IL*RSP。

需要说明的是，音圈电机VCM电压是为了使采样保持电路300的第一输出端和第二输出端的输出的电压在积分-微分模数转换器的输入共模范围内。

当时钟控制电路500输出的信号的电位再次变为高电平后，第二控制模块305的第二输出端的信号P2的电位和第三输出端的信号P3的电位均变为低电平，第六开关S6、第八开关S8、第十开关S10和第十二开关S12断开，Φ2和Φ3由高变低；再经过一定的非重叠时间后，第二控制模块305的第一输出端的信号的电位变为高电平，第五开关S5、第七开关S7、第九开关S9和第十一开关S11闭合，Φ1由低变高，第一电容C1和第二电容C2再次开始采样第一检测电阻RSP两端的电压，重复上述过程，直到开关控制信号Sample_selt的电位变为低电平，即输出级VOP和输出级VON之间的电位差处于负半周期。

当输出级VOP和输出级VON的电位差处于负半周期时，即当开关控制信号Sample_selt的电位为低电平时，输入选择电路200将其第三输入端SN3与其第一输出端形成通路，将其第二输入端与其第二输出端形成通路。

当时钟控制电路500输出的时钟控制信号的电位为高电平时，第二控制模块305的第一输出端输出的信号P1为高电平，第五开关S5、第七开关S7、第九开关S9和第十一开关S11闭合，第一电容C1和第二电容C2开始采样输入选择电路200第三输入端和第二输入端之间的电压，即第二检测电阻RSN两端的电压。其余过程与上述过程相同，此处不再一一赘述。

需要说明的是，本实施例仅仅提供了采样保持电路的一种实施方式，实际应用中，还可以其他分立器件组成的电路结构或者芯片来实现，视其具体应用环境而定，只要能够实现上述工作原理的其他方案，均在本申请的保护范围内。

其余结构及原理与上述实施例相同，此处不再一一赘述。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。

设计图

一种喇叭的电流检测电路论文和设计

一种喇叭的电流检测电路论文和设计-杨志飞

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主设计要求

设计方案

设计说明书

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