内置电荷泵音频数模转换电路的直流偏置转换方法及装置制造方法及图纸

技术编号:14880300 阅读:123 留言:0更新日期:2017-03-24 03:04
本发明专利技术揭示了一种内置电荷泵音频数模转换电路的直流偏置转换方法及装置,通过直流检测电路检测音频数模转换电路的直流电压偏置方向,根据该直流电压偏置方向,对直流补偿电路进行调整,选择相应的直流补偿量对音频数模转换电路进行直流补偿,当检测到直流电压偏置方向发生往复变化时,则补偿到位,从而消除了音频数模转换电路的直流量。同时在比较器自身精度受限的情况下,通过分析检测电路比较器的输出波形和算法处理,解决了直流检测精度的问题。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及音频数模转换电路
,尤其是涉及一种内置电荷泵音频数模转换电路中的直流偏置转换方法及装置。
技术介绍
在音频数模转换电路(DAC)中,不同部位的电路工作在不同的电压区域,部分模拟电路工作在0伏和电源电压之间,而通常在内置电荷泵的设计中,输出电路部分通常需要工作在正负电源电压之间(以地电位0伏为中心),这通常需要偏置转换电路的设计来完成一个偏置电位转换成另外一个偏置电位(通常会是地电位)。如果电位转换不精准,则音频数模转换电路最终输出的信号就不能保证在0伏电压的基础上,从而导致应用中因为直流偏差而引起音频爆破音,此外直流偏差也会带来额外的功率消耗。在现有的音频数模转换电路中,若其输出是有直流量的,则一般串接一个耦合电容来阻断直流,但是系统中的直流分量在后级放大电路中还是会随着增益的变化而变化,导致增益变化的时候因为直流量的变化会出现爆破音;而且在集成电路芯片设计中由于成本原因无法使用串接耦合电容这一方法。如果在数模转换电路本身已经有直流消除电路,那么输出就可以直接驱动后面的音频播放设备,不需要外接大电容;但是如果这个直流偏差没有得到校准,或者当直流偏差太大时可能损坏某些音频设备,直流偏差不足够小时则会产生音频爆破音。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术的缺陷,提供一种内置电荷泵音频数模转换电路的直流偏置转换方法及装置,通过一个负反馈的系统,先内部检测判断音频数模转换电路的输出直流情况,再选择合适的补偿直流量对偏置电路进行补偿,从而消除内置电荷泵音频数模转换电路的输出直流量。为实现上述目的,本专利技术提出如下技术方案:一种内置电荷泵音频数模转换电路的直流偏置转换方法,包括:a)根据所述音频数模转换电路反馈的输出电平,通过直流检测电路检测所述电路的直流电压偏置方向;b)根据所述直流电压偏置方向,对直流补偿电路进行调整,选择相应的直流补偿量对所述音频数模转换电路进行直流补偿,当检测到所述直流电压偏置方向发生往复变化时,则补偿到位。优选地,所述步骤a),所述直流检测电路通过比较所述输出电平与地电位之间的电压差来判断所述直流电压偏置方向。优选地,根据所述电压差的正、负对应判断出所述直流电压偏置方向为正方向还是负方向,从而相应调整所述直流补偿电路的直流补偿量增加或减小。优选地,所述直流补偿电路是一个正负工作电压可调的产生精确补偿电压的电路,通过调整正工作电压或者负工作电压,可以按比例精确调整补偿电压。当检测到输出的直流电压偏置为正方向时,通过反馈自动控制直流补偿电路的正工作电压增大或者负工作电压减小,以此精确降低补偿电压的值,最终降低输出的正偏差直到补偿过头变成负偏差;同样的,当检测到输出的直流电压偏置为负方向时,通过反馈自动控制直流补偿电路的正工作电压减小或者负工作电压增大,以此精确提高补偿电压的值,最终降低输出的负偏差直到补偿过头变成正偏差,补偿过头为调整到位的标志信号。优选地,当直流补偿的反馈多次在正负方向翻转,直流电压偏置接近为零了,根据所述直流检测电路中比较器精度无法直接判断直流电压偏置的方向时,则通过进一步分析所述比较器的翻转情况来判断所述电路的直流电压偏置方向。优选地,当直流补偿的反馈多次在正负方向翻转,直流电压偏置接近为零了,会使比较器翻转,从而会产生较大瞬态电流,通过波形整形器过滤这部分不确定信息,从而依据比较器的实际翻转情况来判断电路实际直流偏置的最小幅度。本专利技术还揭示了一种内置电荷泵音频数模转换电路的直流偏置转换装置,所述装置包括:直流检测电路,其输入端接入所述音频数模转换电路的输出电平,用于根据所述输出电平,检测所述电路的直流电压偏置方向;直流补偿电路,其输入端与所述直流检测电路相连,输出端与所述音频数模转换电路的输出端相连,用于根据所述直流电压偏置方向,选择相应的直流补偿量对所述音频数模转换电路的输出电平进行直流补偿。优选地,所述直流检测电路通过检测所述输出电平与地电位之间的电压差来判断音频数模转换电路的所述直流电压偏置方向。优选地,所述直流检测电路包括依次相连的比较器,波形整形器,采样电路和累加器,所述比较器的输入端接入地电平和所述音频数模转换电路的输出电平,所述波形整形器用于过滤因比较器翻转产生的瞬态波纹,所述累加器输出表示直流量是正的还是负的直流标志。优选地,所述装置还包括翻转分析电路,用于当直流补偿的反馈多次在正负方向翻转,直流电压偏置接近为零时,通过分析所述比较器的翻转情况从而判断所述电路的直流电压偏置方向。与现有技术相比,本专利技术实现了自动检测音频数模转换电路的输出直流并且通过自身负反馈补偿直流达到消除直流的效果。同时通过分析检测电路比较器的输出波形和算法处理,在比较器自身精度受限的情况下解决了直流检测精度的问题。附图说明图1是本专利技术内置电荷泵音频数模转换电路的直流偏置转换装置的模块示意图;图2是本专利技术直流检测电路的模块示意图。具体实施方式下面将结合本专利技术的附图,对本专利技术实施例的技术方案进行清楚、完整的描述。本专利技术所揭示的内置电荷泵音频数模转换电路的直流偏置转换方法及装置,用于消除内置电荷泵音频数模转换电路的输出直流量,实现在任何环境下数模转换电路的输出都是工作在正负电源电压之间。如图1所示,所述内置电荷泵音频数模转换电路的直流偏置转换装置,包括音频数模转换电路(DAC)、输出驱动电路、直流检测电路和直流补偿电路,音频数模转换电路接收音频信号并将其进行数模转换后发送给输出驱动电路;输出驱动电路由内置电荷泵供电,输出正负电平,当输出的中间电平(即正负电平中间的电平)同地电平相同的时候,音频数模转换电路输出就没有了直流量,当两者出现电压差的时候就要通过直流补偿电路和算法来消除。本专利技术直流补偿的关键是正确检测直流量和选择一个合适的补偿电压。其中,补偿直流量的选择通过一个负反馈的系统完成,这个反馈系统可以是线性的,也可以是分段线性的。输出驱动电路的输出端与直流检测电路的输入端相连,用于将输出驱动电路的输出电平反馈给直流检测电路,直流检测电路通过判断数模转换电路输出的电压相对地电位来说是正的还是负的偏差,从来判断补偿的幅度及音频数模转换电路的直流电压偏置方向。结合图2所示,直流检测电路包括依次相连的比较器,波形整形器,采样电路和累加器,比较器接收地电平和输出驱动电路反馈过来的输出电压,最后由累加器输出表示直流量是正的还是负的直流标志。具体地,比较器将地电平和输出驱动电路反馈过来的输出电压进行比较,判断数模转换电路的直流电压偏置方向及补偿幅度,以作为直流补偿电路选择直流补偿量的依据。当输出电压存在一个正的直流量,则判断出相应的直流电压偏置方向为正方向,反之,则为负方向。当输出电平和地电平之间的电压差很大的时候,即比较器的输出是稳定的高电平或者低电平,则后面的处理电路(即波形整形器、采样电路、累加器)会直接输出比较器的输出结果。所述内置电荷泵音频数模转换电路的直流偏置转换装置还包括翻转分析电路,当两者电压差很小的时候(即输出电平非常接近地电平的时候),或者是接近比较器本身精度时,此时直流补偿的反馈多次在正负方向翻转,且直流电压偏差接近为零了,因为比较器本身的精度限制,根据直流检测电路中比较器精度无法直接判断直流电压偏置的方向,在不增加设计复杂度和设计面积的前提下提本文档来自技高网...
内置电荷泵音频数模转换电路的直流偏置转换方法及装置

【技术保护点】
一种内置电荷泵音频数模转换电路的直流偏置转换方法,其特征在于,所述方法包括:a)根据所述音频数模转换电路反馈的输出电平,通过直流检测电路检测所述电路的直流电压偏置方向;b)根据所述直流电压偏置方向,对直流补偿电路进行调整,选择相应的直流补偿量对所述音频数模转换电路进行直流补偿,当检测到所述直流电压偏置方向发生往复变化时,则补偿到位。

【技术特征摘要】
1.一种内置电荷泵音频数模转换电路的直流偏置转换方法,其特征在于,所述方法包括:a)根据所述音频数模转换电路反馈的输出电平,通过直流检测电路检测所述电路的直流电压偏置方向;b)根据所述直流电压偏置方向,对直流补偿电路进行调整,选择相应的直流补偿量对所述音频数模转换电路进行直流补偿,当检测到所述直流电压偏置方向发生往复变化时,则补偿到位。2.根据权利要求1所述的内置电荷泵音频数模转换电路的直流偏置转换方法,其特征在于,所述步骤a),所述直流检测电路通过比较所述输出电平与地电位之间的电压差来判断所述直流电压偏置方向。3.根据权利要求2所述的内置电荷泵音频数模转换电路的直流偏置转换方法,其特征在于,根据所述电压差的正、负对应判断出所述直流电压偏置方向为正方向还是负方向,从而调整所述直流补偿电路的直流补偿量增加或减小。4.根据权利要求3所述的内置电荷泵音频数模转换电路的直流偏置转换方法,其特征在于,所述直流补偿电路通过调整其正工作电压或者负工作电压,从而按比例调整补偿电压:当检测到输出的直流电压偏置为正方向时,通过反馈自动控制所述直流补偿电路的正工作电压增大或者负工作电压减小,以此降低补偿电压的值,最终降低输出的正偏差直到补偿过头变成负偏差;同样的,当检测到输出的直流电压偏置为负方向时,通过反馈自动控制所述直流补偿电路的正工作电压减小或者负工作电压增大,以此提高补偿电压的值,最终降低输出的负偏差直到补偿过头变成正偏差,补偿过头为调整到位的标志信号。5.根据权利要求3所述的内置电荷泵音频数模转换电路的直流偏置转换方法,其特征在于,当直流补偿的反馈多次在正负方向翻转,直流电压...

【专利技术属性】
技术研发人员:张保华於清林坤
申请(专利权)人:苏州顺芯半导体有限公司
类型:发明
国别省市:江苏;32

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