具有可配置的最终输出级的放大器制造技术

一种放大器可包括：第一级，被配置为在放大器输入处接收输入信号，并产生为所述输入信号的函数的中间信号；最终输出级，被配置为在放大器输出处产生为所述中间信号的函数的输出信号；信号反馈网络，连接在所述放大器输出和所述放大器输入之间。所述最终输出级可在多个模式之间可切换，所述多个模式至少包括：第一模式，其中，所述最终输出级产生为调制输出信号的所述输出信号，所述输出信号是所述中间信号的函数；第二模式，其中，所述最终输出级产生为未调制输出信号的所述输出信号，所述输出信号是中间信号的函数；当在所述模式之间切换时，所述信号反馈网络和所述第一级的结构保持静态。

Amplifier with configurable final output stage

An amplifier may include: a first stage configured to receive an input signal at the amplifier input and generate an intermediate signal for the function of the input signal; a final output stage configured to generate an output signal for the function of the intermediate signal at the amplifier output; and a signal feedback network connected between the amplifier output and the amplifier input. The final output stage can be switched between multiple modes, which include at least a first mode in which the final output stage generates the output signal of the modulated output signal, which is a function of the intermediate signal, and a second mode in which the final output stage generates the output signal of the unmodulated output signal. The signal is a function of the intermediate signal; when switching between the modes, the signal feedback network and the structure of the first stage remain static.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有可配置的最终输出级的放大器
本专利技术总体上涉及用于音频装置，包括但不限于诸如无线电话和媒体播放器的个人音频装置，的电路，更具体地，涉及与具有可配置的最终输出级的放大器相关的系统和方法。
技术介绍
个人音频装置，包括诸如移动/蜂窝电话的无线电话、无绳电话、mp3播放器和其他消费音频装置，被广泛使用。这样的个人音频装置可包括用于驱动一对耳机或者一个或更多个扬声器的电路。这样的电路通常包括用于将音频输出信号驱动到耳机或扬声器的功率放大器。一般而言，功率放大器通过从电源获取能量并将音频输出信号控制为匹配输入信号形状但具有更大幅值来放大音频信号。音频放大器的一个示例是D类放大器。D类放大器(也称为“开关放大器”)可包括电子放大器，其中放大器件(例如，晶体管，通常是金属氧化物半导体场效应晶体管)作为电子开关操作，而不作为其他类放大器(例如，A类、B类和AB类放大器)中的线性增益器件。在D类放大器中，可通过脉冲宽度调制、脉冲密度调制或其他调制方法将待放大的模拟信号转换成一系列脉冲，使得模拟信号被转换成调制信号，其中调制信号的脉冲特征(例如，脉冲宽度、脉冲密度等)是模拟信号幅值的函数。在用D类放大器放大之后，输出脉冲序列可通过经过无源低通滤波器转换回未调制的模拟信号，其中这样的低通滤波器可是D类放大器或由D类放大器驱动的负载中固有的。通常使用D类放大器，是因为它们可比线性模拟放大器更节能，且与线性模拟放大器相比，D类放大器可在有源器件中将更少的功率耗散为热。然而，D类放大器在放大低幅值信号时可能具有高静态功率，并且可能需要大量面积以满足音频装置中严格的动态范围要求。
技术实现思路
根据本专利技术揭露的教导，可减少或消除与音频系统中的现有方法的信号放大相关联的一个或更多个缺点和问题。根据本专利技术揭露的实施例，放大器可包括多个级，所述多个级至少包括：第一级，被配置为在放大器输入处接收输入信号，并产生作为所述输入信号的函数的中间信号；最终输出级，被配置为在放大器输出处产生输出信号，其中，所述输出信号是所述中间信号的函数；信号反馈网络，连接在所述放大器输出和所述放大器输入之间。所述最终输出级可在多个模式之间可切换，所述多个模式至少包括：第一模式，其中，所述最终输出级产生为调制输出信号的所述输出信号，所述输出信号是所述中间信号的函数；第二模式，其中，所述最终输出级产生为未调制输出信号的所述输出信号，所述输出信号是中间信号的函数。当在所述第一模式和所述第二模式之间切换时以及在所述第二模式和所述第一模式之间切换时，所述信号反馈网络和所述第一级的结构保持静态。根据本专利技术揭露的这些和其他实施例，可提供一种用于操作具有多个级的放大器的方法，所述多个级至少包括：第一级，被配置为在放大器输入处接收输入信号并且产生作为所述输入信号的函数的中间信号；最终输出级，被配置为在放大器输出处产生输出信号，其中，所述输出信号是所述中间信号的函数；以及信号反馈网络，连接在所述放大器输出和所述放大器输入之间。所述方法可包括：在至少包括第一模式和第二模式的多个模式之间切换所述最终输出级，在所述第一模式中，所述最终输出级产生为调制输出信号的所述输出信号，所述输出信号是所述中间信号的函数，在所述第二模式中，所述最终输出级产生为未调制输出信号的所述输出信号，所述输出信号是所述中间信号的函数，其中，当在所述第一模式和所述第二模式之间切换以及在所述第二模式和所述第一模式之间切换时，所述信号反馈网络和所述第一级的结构保持静态。通过本文包括的附图、描述和权利要求，本专利技术的技术优点对于本领域技术人员而言可以是显而易见的。至少通过权利要求中特别指出的元件、特征和组合来实现和达到实施例的目的和优点。应理解，前面的一般性描述和以下的详细描述都是示例和解释性的，并且不限制本专利技术中阐述的权利要求。附图说明通过参照结合附图的以下描述，可以获得对本实施例及其优点的更完整的理解，其中相同的附图标记表示相同的特征，并且其中：图1是根据本专利技术的实施例的示例个人音频装置的示意图；图2是根据本专利技术的实施例的个人音频装置的示例音频集成电路的所选组件的框图；图3是根据本专利技术的实施例的示例放大器的所选组件的框图；图4是根据本专利技术的实施例的用于在放大器的最终输出级的第一模式和放大器的最终输出级的第二模式之间切换的示例方法的流程图；和图5是根据本专利技术的实施例的用于在放大器的最终输出级的第二模式和放大器的最终输出级的第一模式之间切换的示例方法的流程图。具体实施方式图1是根据本专利技术的实施例的示例个人音频装置1的示意图。图1描绘了连接到形式为一对耳塞式扬声器8A和8B的耳机3的个人音频装置1。图1中描绘的耳机3仅是示例，并且应当理解，个人音频装置1可以与各种音频换能器，包括但不限于耳机、耳塞、入耳式耳机和外部扬声器，结合使用。插头4可以提供耳机3到个人音频装置1的电端子的连接。个人音频装置1可以向用户提供显示器并使用触摸屏2接收用户输入，或者标准液晶显示器(LCD)可与设置在个人音频装置1的表面和/或侧部上的各种按钮、滑块和/或拨盘组合。还如图1所示，个人音频装置1可包括音频集成电路(IC)9，用于产生传输到耳机3和/或其它音频换能器的模拟音频信号。图2是根据本专利技术的实施例的个人音频装置的示例音频IC9的所选组件的框图。在一些实施例中，示例音频IC9可用于实现图1的音频IC9。如图2所示，微控制器核18可将数字音频输入信号DIG_IN提供给数模转换器(DAC)14，数模转换器(DAC)14可将数字音频输入信号转换为模拟输入信号VIN。DAC14可将模拟信号VIN提供给放大器16，放大器16可放大或衰减模拟输入信号VIN以提供音频输出信号VOUT，音频输出信号VOUT可操作扬声器、耳机换能器、线路电平信号输出和/或其他合适的输出。图3是根据本专利技术的实施例的示例放大器16的所选组件的框图。如图3所示，放大器16可包括：第一级22(例如，模拟前端)，被配置为在放大器16的放大器输入处接收模拟输入信号VIN并产生为模拟输入信号VIN的函数的中间信号VINT；最终输出级24，被配置为在放大器16的放大器输出处产生为中间信号VINT的函数的音频输出信号VOUT；信号反馈网络26，连接在放大器输出和放大器输入之间；以及控制电路28，用于控制放大器16的某些组件的操作，如下将更详细地描述。第一级22可包括用于调节模拟输入信号VIN以供最终输出级24使用的任何合适的模拟前端电路。例如，如图3所示，第一级22可包括串联级联的一个或多个模拟积分器32。最终输出级24可包括用于驱动音频输出信号VOUT为中间信号VINT的函数(因此，也使音频输出信号VOUT成为模拟输入信号VIN的函数)的任何合适的驱动电路，其中最终输出级24可在包括至少第一模式和第二模式的多个模式之间切换，在第一模式中，最终输出级24产生为调制输出信号的音频输出信号VOUT，音频输出信号VOUT为中间信号VINT的函数，在第二模式中，最终输出级24产生为未调制输出信号的音频输出信号VOUT，音频输出信号VOUT为中间信号VINT的函数。为了执行该功能，最终输出级24可包括：D类音频输出级42，可在第一模式中启用(并且在第二模式中禁用)以产生为调制输出信号的音频输出信本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种放大器，包括：多个级，至少包括：第一级，被配置为在放大器输入处接收输入信号，并在中间输出处产生为所述输入信号的函数的中间信号；和最终输出级，被配置为在放大器输出处产生输出信号，其中，所述输出信号是所述中间信号的函数；和信号反馈网络，连接在所述放大器输出和所述放大器输入之间；其中，所述最终输出级在多个模式之间切换，所述多个模式至少包括：第一模式，其中，所述最终输出级产生为调制输出信号的所述输出信号，所述输出信号是所述中间信号的函数；和第二模式，其中，所述最终输出级产生为未调制输出信号的所述输出信号，所述输出信号是中间信号的函数；和其中，当在所述第一模式和所述第二模式之间切换时以及在所述第二模式和所述第一模式之间切换时，所述信号反馈网络和所述第一级的结构保持静态。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.09.27 US 15/277,4651.一种放大器，包括：多个级，至少包括：第一级，被配置为在放大器输入处接收输入信号，并在中间输出处产生为所述输入信号的函数的中间信号；和最终输出级，被配置为在放大器输出处产生输出信号，其中，所述输出信号是所述中间信号的函数；和信号反馈网络，连接在所述放大器输出和所述放大器输入之间；其中，所述最终输出级在多个模式之间切换，所述多个模式至少包括：第一模式，其中，所述最终输出级产生为调制输出信号的所述输出信号，所述输出信号是所述中间信号的函数；和第二模式，其中，所述最终输出级产生为未调制输出信号的所述输出信号，所述输出信号是中间信号的函数；和其中，当在所述第一模式和所述第二模式之间切换时以及在所述第二模式和所述第一模式之间切换时，所述信号反馈网络和所述第一级的结构保持静态。2.如权利要求1所述的放大器，其中，所述最终输出级被配置为基于所述输入信号和所述输出信号中的至少一个的特性在所述多个模式之间切换。3.如权利要求2所述的放大器，其中，所述特性包括所述输入信号的频率、所述输入信号的幅值和所述输入信号的噪声特性中的至少一个。4.如权利要求2所述的放大器，其中，所述特性包括所述输出信号的幅值，并且所述最终输出级被配置为当所述输出信号的幅值近似为零时在所述第一模式和所述第二模式之间切换。5.如权利要求2所述的放大器，其中，所述最终输出级被配置为：在所述调制输出信号的调制周期的近似完成处在所述第一模式和所述第二模式之间切换；和在所述调制输出信号的另一调制周期的近似开始处在所述第二模式和所述第一模式之间切换。6.如权利要求1所述的放大器，其中，所述最终输出级在所述第一模式中的信号增益近似等于所述最终输出级在所述第二模式中的信号增益。7.如权利要求1所述的放大器，其中，所述最终输出级在所述第一模式中的偏移近似等于所述最终输出级在所述第二模式中的偏移。8.根据权利要求1所述的放大器，其中，所述最终输出级在所述第二模式中的信号增益被校准以匹配所述最终输出级在所述第一模式中的信号增益。9.根据权利要求1所述的放大器，其中，所述最终输出级在所述第二模式中的偏移被校准以匹配所述最终输出级在所述第一模式中的偏移。10.如权利要求1所述的放大器，其中，所述调制输出信号包括脉冲调制信号。11.如权利要求10所述的放大器，其中，所述脉冲调制信号包括脉冲宽度调制信号和脉冲密度调制信号中的一个。12.如权利要求1所述的放大器，其中，所述未调制输出信号包括连续时间基带信号。13.如权利要求1所述的放大器，其中，当所述最终输出级以所述第二模式操作时，所述信号反馈网络和所述第一级中的至少一个被修改以降低所述放大器的噪声基底。14.如权利要求1所述的放大器，其中：所述放大器包括D类调制器；和所述最终输出级在所述第一模式下作为开环开关模式驱动器工作，在所述第二模式下作为连续时间闭环放大器工作。15.如权利要求1所述的放大器，其中，当所述最终输出级以所述第二模式操作时，所述放大器包括第一反馈回路和第二反馈回路，所述第一反馈回路包括所述信号反馈网络，所述第二反馈回路连接在...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵欣，塔甲维斯·德斯，费晓凡，艾伦·M·莫顿，
申请(专利权)人：思睿逻辑国际半导体有限公司，
类型：发明
国别省市：英国,GB