用于检测耦合至音频设备的换能器设备的负载阻抗的系统及方法技术方案

根据本公开的系统及方法，一种音频设备可包括电气端子、音频电路和换能器负载检测电路。电气端子可将换能器设备耦合至音频设备。音频电路可生成模拟音频信号，其中模拟音频信号耦合至电气端子。当换能器设备耦合至音频设备时，换能器负载检测电路可根据电气端子处测量的特性来检测换能器设备的负载阻抗。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】相关申请本公开主张2013年9月25日提交的美国非临时专利申请序列号14/036682的优先权，美国非临时专利申请14/036682为2013年9月25日提交的美国非临时专利申请序列号14/036136的接续案，美国非临时专利申请14/036136主张2013年9月16日提交的美国临时专利申请序列号61/878138的优先权，以上三个申请以引用方式全部并入本文中。本公开主张2013年9月19日提交的美国非临时专利申请序列号14/031287的优先权，美国非临时专利申请14/031287主张2013年9月16日提交的美国临时专利申请序列号61/878138的优先权，以上两个申请以引用方式全部并入本文中。
本公开大体上涉及个人音频设备(诸如无线电话和媒体播放器)的电路，更具体地，涉及检测耦合至音频设备的换能器设备(诸如耳麦或扬声器)的负载阻抗的系统及方法。
技术介绍
个人音频设备，包括无线电话(诸如移动式电话/蜂窝式电话)、无绳电话、mp3播放器以及其他消费类音频设备，被普遍地使用。这种个人音频设备可包括用于驱动一对头戴式耳机或一个或更多个扬声器的电路。这种电路通常包括功率放大器，用于将音频输出信号驱动至头戴式耳机或扬声器，并且功率放大器往往可能是个人音频设备中的主要功率消耗者，因此，可能对个人音频设备的电池寿命影响最大。在具有输出级线性功率放大器的设备中，因为横跨有源输出晶体管的电压降加上输出电压等于恒定电源轨道电压，所以在低信号电平输出期间浪费功率。因此，放大器拓扑结构(诸如G类和H类)对于减少横跨(多个)输出晶体管的电压降以及从而减少被(多个)输出晶体管浪费的功耗是可取的。为了向这种功率放大器提供可变电源电压，可使用电荷泵电源，诸如在美国专利申请序列号11/610,496(“’496申请”)中公开的电荷泵电源，其中在电路输出处的信号电平的指示被用来控制电源电压。通常，只要在音频源中存在低信号电平周期，上述拓扑结构就可提高音频放大器的效率。通常在这种拓扑结构中，多个阈值定义与输出信号电平相关的电荷泵电源的工作模式，其中不同电源电压由电荷泵电源在每个模式下生成。在传统方法中，为功率放大器的最坏情况设定各种阈值(例如，负载阻抗，工艺，温度等)，使得在每个模式下，电源电压足以提供足够电压裕度，以防止对由功率放大器生成的输出信号进行削波。然而，因为在这种方法中假定最坏情况，所以当不存在最坏情况(例如，负载阻抗与最坏情况负载阻抗不同)时，由电荷泵电源在一些模式下提供的电源电压可能比提供足够电压裕度所需的电压高得多，从而导致功率效率低。因此，检测负载阻抗的值，使得检测值可被用来控制电荷泵电源，这将是可取的，该电荷泵电源向消费类音频设备的音频功率放大器电路供电，其中音频输出级的效率得到提高。除了控制电荷泵电源，检测负载阻抗的值还可提供其他优点。
技术实现思路
根据本公开的教示，可以减少或消除与用来驱动音频输出信号的现有方法相关联的缺点和问题。根据本公开的实施例，一种方法可包括通过音频电路，生成换能器设备的收听者基本上听不到的测试模拟音频信号，该音频电路被构造为生成回放给耦合至电气端子的换能器设备的收听者的模拟音频信号，该电气端子用于将换能器设备耦合至音频电路。该方法还可包括将测试阻抗耦合至电气端子，使得当换能器设备耦合至电气端子时，负载阻抗耦合至测试阻抗。该方法还可包括响应于测试模拟音频信号，测量与测试阻抗相关联的电压或电流。该方法还可包括基于该电压或该电流，确定负载阻抗的值。根据本公开的这些和其他实施例，一种装置可包括音频电路和换能器负载检测电路。音频电路可被构造为耦合至电气端子，该电气端子用于将具有负载阻抗的换能器设备耦合至音频电路，生成回放给换能器设备的收听者的模拟音频信号，并生成换能器设备的收听者基本上听不到的测试模拟音频信号。换能器负载检测电路可被构造为将测试阻抗耦合至电气端子，使得当换能器设备耦合至电气端子时，负载阻抗耦合至测试阻抗，响应于测试模拟音频信号，测量与测试阻抗相关联的电压或电流，并基于该电压或该电流，确定负载阻抗的值。根据本公开的这些和其他实施例，一种方法可包括通过音频电路，生成换能器设备的收听者基本上听不到的测试模拟音频信号，该音频电路被构造为生成回放给具有负载阻抗且耦合至电气端子的换能器设备的收听者的模拟音频信号，该电气端子用于将换能器设备耦合至音频电路。该方法还可包括响应于测试模拟音频信号，执行表示基准电流的第一信号与表示传送给负载阻抗的电流的第二信号的比较，以检测负载阻抗。该方法还可包括基于比较，确定负载阻抗的值。根据本公开的这些和其他实施例，一种装置可包括音频电路和换能器负载检测电路。音频电路可被构造为耦合至电气端子，该电气端子用于将具有负载阻抗的换能器设备耦合至音频电路，生成回放给换能器设备的收听者的模拟音频信号，并生成换能器设备的收听者基本上听不到的测试模拟音频信号。换能器负载检测电路可被构造为响应于测试模拟音频信号，执行表示基准电流的第一信号与表示传送给负载阻抗的电流的第二信号的比较，以检测负载阻抗，并基于比较，确定负载阻抗的值。根据本公开的这些和其他实施例，一种方法可包括通过功率放大器，根据功率放大器的预驱动器信号向音频输出生成模拟音频信号，其中功率放大器包括电源输入，该电源输入被构造为接收电源电压，并且音频输出被构造为耦合至电气端子，该电气端子用于将换能器设备耦合至音频输出。该方法还可包括执行表示预驱动器信号的第一信号与表示电源电压的第二信号的比较。该方法还可包括基于比较，确定负载阻抗的值。根据本公开的这些和其他实施例，一种装置可包括音频电路和换能器负载检测电路。音频电路可包括功率放大器，该功率放大器具有被构造为接收预驱动器信号的音频输入、被构造为耦合至电气端子的音频输出以及被构造为接收电源电压的电源输入，该电气端子用于将换能器设备耦合至音频电路，其中功率放大器被构造为根据预驱动器信号向音频输出生成模拟音频信号。换能器负载检测电路可被构造为执行表示预驱动器信号的第一信号与表示电源电压的第二信号的比较，并基于比较，确定负载阻抗的值。根据本公开的这些和其他实施例，一种方法可包括通过功率放大器，根据功率放大器的预驱动器信号向音频输出生成模拟音频信号，其中功率放大器包括电源输入，该电源输入被构造为接收电源电压，并且音频输出被构造为耦合至电气端子，该电气端子用于将换能器设备耦合至音频输出。该方法还可包括执行表示至少一个驱动器设备的电流乘以可编程阻抗的第一信号与表示模拟音频信号的第二信号的比较。该方法还可包括基于比较，确定负载阻抗的值。根据本公开的这些和其他实施例，一种装置可包括音频电路和换能器负载检测电路。音频电路可包括功率放大器，该功率放大器具有被构造为接收预驱动器信号的音频输入、被构造为耦合至电气端子的音频输出以及被构造为接收电源电压的电源输入，该电气端子用于将换能器设备耦合至音频电路，其中功率放大器被构造为根据预驱动器信号向音频输出生成模拟音频信号。换能器负载检测电路可被构造为执行表示至少一个驱动器设备的电流乘以可编程阻抗的第一信号与表示模拟音频信号的第二信号的比较，并基于比较，确定负载阻抗的值。根据本公开的这些和其他实施例，一种方法可包括从电荷本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种方法，该方法包括：通过功率放大器，根据所述功率放大器的预驱动器信号向音频输出生成模拟音频信号，其中所述功率放大器包括电源输入，该电源输入被构造为接收电源电压，并且所述音频输出被构造为耦合至电气端子，该电气端子用于将换能器设备耦合至所述音频输出；执行表示所述预驱动器信号的第一信号与表示所述电源电压的第二信号的比较；并且基于所述比较，确定负载阻抗的值。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.09.16 US 61/878,138;2013.09.19 US 14/031,287;1.一种方法，该方法包括：通过功率放大器，根据所述功率放大器的预驱动器信号向音频输出生成模拟音频信号，其中所述功率放大器包括电源输入，该电源输入被构造为接收电源电压，并且所述音频输出被构造为耦合至电气端子，该电气端子用于将换能器设备耦合至所述音频输出；执行表示所述预驱动器信号的第一信号与表示所述电源电压的第二信号的比较；并且基于所述比较，确定负载阻抗的值。2.根据权利要求1所述的方法，该方法还包括：从电荷泵电源向所述功率放大器的电源输入提供电源电压，其中所述电荷泵电源具有选择输入，用于选择所述电源的工作模式，使得在第一工作模式下，所述电源电压等于第一电压，并且使得在第二工作模式下，所述电源电压等于所述第一电压的一小部分；并且基于所述负载阻抗，选择所述电荷泵电源的所述工作模式。3.根据权利要求1所述的方法，该方法还包括基于所述负载阻抗，设定所述功率放大器的可变补偿电容器的电容。4.根据权利要求1所述的方法，该方法还包括基于所述负载阻抗，配置所述功率放大器的静态功率分布。5.根据权利要求1所述的方法，其中所述换能器设备为耳麦，且所述负载阻抗表示耦合至所述电气端子的耳麦类型。6.一种装置，该装置包括：音频电路，该音频电路包括：功率放大器，该功率放大器具有被构造为接收预驱动器信号的音频输入，音频输出，该音频输出被构造为耦合至电气端子，该电气端子用于将换能器设备耦合至所述音频电路，以及，电源输入，该电源输入被构造为接收电源电压，；其中所述功率放大器被构造为根据所述预驱动器信号向所述音频输出生成模拟音频信号；和换能器负载检测电路，该换能器负载检测电路被构造为：执行表示所述预驱动器信号的第一信号与表示所述电源电压的第二信号的比较；并且基于所述比较，确定负载阻抗的值。7.根据权利要求6所述的装置，其中所述音频电路还包括：电荷泵电源，该电荷泵电源被构造为向所述电源输入提供电源电压，其中所述电荷泵电源具有选择输入，用于选择所述电源的工作模式，使得在第一工作模式下，所述电源电压等于第一电压，并且使得在第二工作模式下，所述电源电压等于所述第一电压的一小部分；和控制电路，该控制电路被构造为基于所述负载阻抗的值，选择所述电荷泵电源的工作模式。8.根据权利要求6所述的装置，其中所述功率放大器还包括可变补偿电容器，并且所述可变补偿电容器的电容基于所述负载阻抗而设定。9.根据权利要求6所述的装置，其中所述功率放大器具有基于所述负载阻抗的静态功率分布。10.根据权利要求6所述的装置，其中所述换能器设备为耳麦，且所述负载阻抗表示耦合至所述电气端子的耳麦类型。11.根据权利要求6所述的装置，该装置还包括所述电气端子，并且其中所述装置为个人音频设备。12.一种方法，该方法包括：通过功率放大器，根据所述功率放大器的预驱动器信号向音频输出生成模拟音频信号，其中所述功率放大器包括电源输入，该电源输入被构造为接收电源电压，并且所述音频输出被构造为耦合至电气端子，该电气端子用于将换能器设备耦合至所述音频输出；执行表示所述至少一个驱动器设备的电流乘以可编程阻抗的第一信号与表示所述模拟音频信号的第二信号的比较；并且基于所述比较，确定负载阻抗的值。13.根据权利要求12所述的方法，该方法还包括：在多个阻抗值之内按顺序修改可编程阻抗；对于所述多个阻抗值中的每个阻抗值，执行表示所述至少一个驱动器设备的电流乘以所述阻抗值的第一信号与表示所述模拟音频信号的第二信号的比较，以检测所述负载阻抗；并基于所述比较中的至少一个比较，确定所述负载阻抗的值。14.根据权利要求12所述的方法，所述音频电路还包括：从电荷泵电源向所述功率放大器的电源输入提供电源电压，其中所述电荷泵电源具有选择输入，用于选择所述电源的工作模式，使得在第一工作模式下，所述电源电压等于第一电压，并且使得在第二工作模式下，所述电源电压等于所述第一电压的一小部分；并且基于所述负载阻抗，选择所述电荷泵电源的工作模式。15.根据权利要求12所述的方法，该方法还包括基于所述负载阻抗，设定所述功率放大器的可变补偿电容器的电容。16.根据权利要求12所述的方法，该方法还包括基于所述负载阻抗，配置所述功率放大器的静态功率分布。17.根据权利要求12所述的方法，其中所述换能器设备为耳麦，且所述负载阻抗表示耦合至所述电气端子的耳麦类型。18.一种装置，该装置包括：音频电路，该音频电路包括：功率放大器，该功率放大器具有被构造为接收预驱动器信号的音频输入，音频输出，该音频输出被构造为耦合至电气端子，该电气端子用于将换能器设备耦合至所述音频电路，以及，电源输入，该电源输入被构造为接收电源电压，；其中所述功率放大...

【专利技术属性】
技术研发人员：阿南德·易兰革，丹尼尔·约翰·艾伦，维维克·金达尔，阿尼鲁达·萨托斯卡，B·K·桑德里，
申请(专利权)人：美国思睿逻辑有限公司，
类型：发明
国别省市：美国;US