用于音频放大器的波形整形制造技术

描述了用于把波形整形应用到音频放大器中的DC‑DC电平转换的技术。在一个方面中，波形整形块可以利用诸如高斯波形、升余弦波形、根升余弦波形等等的非线性整形波形来整形在音频放大器输出中的两个DC电平之间的转换。这些波形整形技术可以例如在放大器的上电或下电期间，或者在阻抗测量模式中，用来减少与此转换相关联的音频人工噪声而同时使总体转换时间最小化。

Waveform shaping for audio amplifier

For the waveform applied to the audio amplifier in DC DC level conversion techniques are described. In one aspect, waveform shaping blocks can transform the two DC levels in the output of audio amplifiers by using the nonlinear shaping waveforms, such as Gauss waveforms, raised cosine waveforms, root raised cosine waveforms and so on. These waveform shaping techniques can, for example, reduce the total conversion time and minimize the total conversion time when the amplifier is on or off, or in the impedance measurement mode.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于音频放大器的波形整形依据U.S.C.§119的优先权要求本专利申请要求于2011年12月14日提交的标题为“Waveformshapingforaudioamplifier(用于音频放大器的波形整形)”的临时申请第61/570,740号的优先权，该临时申请转让给本申请受让人，并通过引用明确纳入于此。背景领域本公开涉及音频放大器的设计，且尤其涉及用于音频放大器的波形整形。背景在音频功率放大器(PA)的操作中，某些操作场景要求把音频PA的输出从一个DC电压电平变到另一电平。例如，在音频PA的最初开机或下电期间，可以在PA输出处建立或从其移除DC偏置或偏移电压。尤其，例如在A类或AB类操作期间，DC电平通常会出现在放大器的输出处。在这种情况中，在放大器的启动期间可以使Vout从0伏升高到DC电平，且相反地，在放大器的关闭期间可以使Vout从DC电平降低到0伏。替代地，在阻抗测量模式(例如，其中在PA的输出处进行多个电压-电流测量以便确定音频负载的阻抗)期间，PA输出电压也可以在两个或更多个电压电平之间转换。在任一场景中，放大器输出从一个DC电平向上或向下转换到另一DC电平可能不期望地产生某些音频人工噪声(artifact)。例如，这样的转换可能引起音频设备的用户能察觉到的可听的“砰砰声”或“喀哒声”。为了使在放大器输出从一个DC电平转换到另一电平时引入的这样的音频人工噪声最小化，可以采用“斜坡”波形。尤其，替代允许放大器以不受控制的方式直接地从一个DC电平转换到另一电平，将转换控制为例如线性地展布在一段时间上。通过这样的“斜坡”，可以显著地减少放大器输出处的音频人工噪声。然而，将期望提供进一步减少这样的音频人工噪声的技术，并且提供随时间推移向最终期望DC电平的更快收敛。一般而言，线性斜坡轮廓未必提供在使由转换产生的音频人工噪声最小化和使所要求的转换时间最小化之间的最优折衷。将期望提供用于使音频人工噪声最小化且同时提供放大器输出向所期望的DC电压电平的迅速收敛的附加技术。附图简述图1阐释其中可以应用本公开的技术的示例性场景100。图2阐释本领域中已知的音频输出组件。图3阐释在出现电压电平转换时电压Vin和Vout的标绘。图4阐释对应于图3中所阐释的不受控制的DC-DC转换的Vin或Vout的示例性功率谱密度(PSD)标绘。图5阐释根据本公开内容的示例性实施例，其中，在信号发生器210和音频放大器220之间提供波形整形块212。图6阐释Vin_pre和Vin的时域标绘，以示出Vin_pre中的示例性低-高电压转换。图6A阐释具体的波形整形方案的示例性实施例。图6B阐释在应用了样本“升余弦”波形以对Vin进行整形时Vin的时域标绘。图7阐释图6中所示出的时域信号的功率谱密度标绘。图8阐释波形整形块212的示例性实现。图9阐释替代的示例性实施例，其中，在音频放大器和音频负载之间提供波形整形块。图10阐释根据本公开的方法的示例性实施例。图11阐释根据本公开内容的方法的替代示例性实施例。图12阐释根据本公开内容的把负载阻抗测量与波形整形技术组合起来的系统的示例性实施例。详细描述参考附图在下文中更完整地描述本公开的各方面。然而，本公开可以以许多不同形式实现，且不应被解释为限于贯穿本公开所呈现的任何特定的结构或功能。相反，提供这些方面是为了使得本公开内容透彻和完整，且这些方面将向本领域技术人员完整地传达本公开的范围。基于在此的教导，本领域技术人员应明白，本公开的范围旨在覆盖在此所揭示的本公开的任何方面，无论其是独立于本公开内容的任何其他方面而实现还是与本公开内容的任何其他方面组合。例如，可以使用在此陈述的任何数量的方面来实现装置或实践方法。另外，本公开内容的范围旨在覆盖使用作为在此陈述的本公开的各种方面的补充或者不同于在此陈述的本公开的各种方面的其他结构、功能性、或者结构和功能性来实践的这样的装置或方法。应理解，在此揭示的本公开的任何方面可以由权利要求的一个或多个元素实现。下面结合附图陈述的详细描述旨在作为本专利技术的各示例性方面的描述，而非旨在表示其中可以实践本专利技术的仅有的示例性方面。贯穿这一描述所使用的术语“示例性”意味着“充当示例、实例或阐释”，且并不必定被解释成比其他示例性方面优选或有益。详细描述包括用于提供对本专利技术的各示例性方面的透彻理解的特定细节。本领域中的技术人员将明显看出，无需这些特定的细节就可以实践本专利技术的各示例性方面。在一些实例中，以框图形式示出公知的结构和设备，以便避免模糊在此呈现的示例性方面的新颖性。图1阐释其中可以应用本公开的技术的示例性场景100。将可明白，仅出于说明性目的示出图1，且不意图把本公开的范围限制在所示出的具体的系统。例如，将可明白，在此公开的技术也可以容易地应用到不同于图1中所示出的音频设备的其他音频设备。此外，各种技术也可以容易地适配于其他类型的音频设备，例如，家庭立体声系统、纳入了音频的其他多媒体设备、纳入了内建扬声器的设备等等。设想了这样的替代示例性实施例落在本公开的范围内。在图1中，头戴式耳麦110包括左(L)耳机115、右(R)耳机120和话筒130。头戴式耳麦110的这些组件电耦合到插头150的端子，插头150可插入到音频设备140的插口160。注意，插口160不必如图1所暗示的那样从设备140的表面突出，且此外，图1中所示出的元件的尺寸一般并不按比例绘制。例如，设备140可以是移动电话、MP3播放器、家庭立体声系统等等。可以通过插头150和插口160在设备140和头戴式耳麦110之间交换音频和/或其他信号。插头150从插口160接收音频信号，并把信号路由到头戴式耳麦110的L和R耳机。插头150还可以把带有由话筒130生成的音频内容的电信号耦合到插口160，并且可以由设备140进一步处理话筒信号。注意，插头150可以包括没有示出的进一步的端子，例如用于传达诸如控制信号等等的其他类型的信号的端子。图2阐释本领域中已知的音频输出组件。在图2中，信号发生器210生成被输入到音频功率放大器220的电压Vin。音频功率放大器220放大此电压Vin以生成输出电压Vout，输出电压Vout驱动具有有效阻抗ZL的音频负载230。注意，音频负载230可以对应于例如音频扬声器、耳机等等。应明白，理想的情况是，由信号发生器210生成且被提供给音频功率放大器220的电压Vin由在音频负载230处产生所期望的音频输出(例如语音、音乐、数字合成声音等等)的音频信号分量组成。然而在某些使用场景中，Vin以及相应的Vout可能包括非音频信号分量，诸如可能与这样的电压从DC电压电平转换到另一电平相关联。例如，这样的电压转换可以在音频功率放大器220最初上电时发生，且建立了DC偏置或偏移电压。替代地，电压转换可以在某些控制模式(例如，与音频负载阻抗测量相关联的时间间隔)期间发生，如下面进一步描述的。图3阐释在出现电压电平转换时电压Vin和Vout的标绘。注意，仅出于说明性目的而示出图3，且不意图把本公开的范围限制于任何具体类型的电压电平转换。在图3中，Vin从在时间t1的第一DC电平V1向在时间t2的第二DC电平V2转换(即，经历DC-DC转换)。在时间t1’到t2’的时间间隔期间，输出本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于对音频信号进行整形的装置，包括：音频信号发生器，其被配置为生成音频信号；波形整形块，其被配置为对所述音频信号进行整形，以使得当在所述音频信号上在两个DC信号电平之间转换期间，经整形的音频信号具有非线性的经整形波形轮廓；以及阻抗测量块，其中所述波形整形块被配置为每当所述阻抗测量块运行以把所述音频信号设置在多个DC电平中的一个以用于测量耦合到音频功率放大器的负载阻抗时就对所述音频信号进行整形。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2011.12.14 US 61/570,740;2012.06.28 US 13/535,6541.一种用于对音频信号进行整形的装置，包括：音频信号发生器，其被配置为生成音频信号；波形整形块，其被配置为对所述音频信号进行整形，以使得当在所述音频信号上在两个DC信号电平之间转换期间，经整形的音频信号具有非线性的经整形波形轮廓；以及阻抗测量块，其中所述波形整形块被配置为每当所述阻抗测量块运行以把所述音频信号设置在多个DC电平中的一个以用于测量耦合到音频功率放大器的负载阻抗时就对所述音频信号进行整形。2.如权利要求1所述的装置，所述非线性的经整形波形轮廓包括升余弦轮廓。3.如权利要求1所述的装置，所述非线性的经整形波形轮廓包括高斯波形轮廓。4.如权利要求1所述的装置，所述非线性的经整形波形轮廓包括多个分段线性片段。5.如权利要求1所述的装置，所述波形整形块包括存储非线性的经整形波形轮廓的数字查找表，所述波形整形块被配置为把在所述音频信号上在DC信号电平之间的转换与所述非线性的经整形波形轮廓数字地相乘。6.如权利要求1所述的装置，所述波形整形块包括存储非线性的经整形波形轮廓的数字查找表，所述波形整形块被配置为把所述音频信号与所述非线性的经整形波形轮廓数字地卷积。7.如权利要求1所述的装置，进一步包括被配置为放大所述经整形的音频信号的音频功率放大器。8.如权利要求7所述的装置，其特征在于，在两个DC信号电平之间的所述转换发生在所述音频功率放大器的初始化期间。9.如权利要求1所述的装置，进一步包括音频功率放大器，其被配置为在所述波形整形块之前放大所述音频信号。10.一种用于对音频信号进行整形的方法，包括：生成音频信号；把所述音频信号设置在...

【专利技术属性】
技术研发人员：V·翰纳瑟卡兰，
申请(专利权)人：高通股份有限公司，
类型：发明
国别省市：美国,US