放大器和前置电路的偏移校准制造技术

一种方法可包括，在包括闭环放大器和信号处理模块的装置中，该信号处理模块被配置成根据在信号处理模块的输入端接收的上行信号生成放大器输入信号，在该装置的校准模式中：将放大器的第二级输入端与放大器的第一级输出端解耦；确定当作为上行信号施加到信号处理模块的输入端时生成近似为零的由放大器的第一级生成的中间信号的偏移信号；以及基于偏移信号控制装置的一个或多个参数，以补偿第一级和信号处理模块中的至少一者的偏移。

Offset Calibration of Amplifier and Pre-circuit

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】放大器和前置电路的偏移校准
本公开大体上涉及用于音频设备的电路，所述音频设备包括但不限于个人音频设备，诸如无线电话和媒体播放器，并且更具体地涉及用于校准信号路径中的放大器和在放大器之前的电路的偏移的系统和方法。
技术介绍
个人音频设备被广泛使用，其包括无线电话，诸如移动/蜂窝电话、无绳电话、mp3播放器和其他消费音频设备。此类个人音频设备可包括用于驱动一对耳机或一个或多个扬声器的电路。此类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控制音频输出信号以匹配输入信号形状但具有更大幅度来放大音频信号。音频放大器的一个示例为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，在该电子放大器中，放大器件(例如，晶体管，通常为金属氧化物半导体场效应晶体管)作为电子开关操作。在D类放大器中，待放大的模拟信号可通过脉冲宽度调制、脉冲密度调制或其它调制方法被转换为一系列脉冲，从而使得模拟信号被转换为调制信号，在该调制信号中，调制信号的脉冲特征(例如，脉冲宽度、脉冲密度等)为模拟信号的幅度的函数。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而被转换回为未调制的模拟信号，其中，此类低通滤波器可为D类放大器或是由D类放大器驱动的负载中固有的。由于D类放大器可能比线性模拟放大器更节能，所以通常使用D类放大器，原因在于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量。在D类放大器中，由于在放大器之前的电路(例如，数模转换器)、放大器的输入级以及由于变化的共模电压而增加偏移的输入阻抗和反馈电阻，可能存在信号偏移。由于一个或多个相同的原因，其它类型的放大器也可能经历偏移。为了使包括放大器的电路具有高性能，需要校准和校正此类偏移源。
技术实现思路
根据本公开的教导，可减少或消除与现有的与放大器相关联的偏移校准的方法相关联的一个或多个缺点和问题。根据本公开的实施例，装置可包括闭环放大器、信号处理模块和校准子系统。闭环放大器可包括：第一级，其被配置成在放大器输入端接收放大器输入信号并且在第一级输出端生成中间信号，该中间信号为放大器输入信号的函数；第二级，其被配置成在第二级输入端接收中间信号并且被配置成在第二级输出端由中间信号生成输出信号，该中间信号为放大器输入信号的函数；以及输入网络和反馈网络，其被配置成设置闭环放大器的增益。信号处理模块可被配置成根据在信号处理模块的输入端处接收到的上行信号生成放大器输入信号。校准子系统可被配置成在校准模式中将第二级输入端与第一级输出端解耦，确定当作为上行信号施加到信号处理模块的输入端时生成近似为零的中间信号的偏移信号，以及基于偏移信号控制装置的一个或多个参数以补偿第一级和信号处理模块中的至少一者的偏移。根据本公开的这些和其它实施例，方法可包括：在包括闭环放大器的装置中，该闭环放大器具有第一级，其被配置成在放大器输入端接收放大器输入信号并且在第一级输出端生成中间信号，该中间信号为放大器输入信号的函数，第二级，其被配置成在第二级输入端接收中间信号并且被配置成在第二级输出端由中间信号生成输出信号，该中间信号为放大器输入信号的函数，以及输入网络和反馈网络，其被配置成设置闭环放大器的增益，并且该装置还具有信号处理模块，该信号处理模块被配置成根据在信号处理模块的输入处接收的上行信号生成放大器输入信号，在该装置的校准模式中：将第二级输入端与第一级输出端解耦；确定当作为上行信号施加到信号处理模块的输入端时生成近似为零的中间信号的偏移信号；以及基于偏移信号控制装置的一个或多个参数以补偿第一级和信号处理模块中的至少一者的偏移。根据本文包括的附图、描述和权利要求书，本公开的技术优点对于本领域技术人员而言是显而易见的。实施例的目的和优点将至少通过在权利要求书中特别指出的元件、特征和组合来实现并获取。应当理解，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，并且不限制在本公开中阐述的权利要求书。附图说明通过参考以下结合附图的描述，可以获得对本实施例及其优点的更完整的理解，在附图中，类似的附图标记表示类似的特征，并且其中：图1为根据本公开的实施例的示例性个人音频设备的图示；图2为根据本公开的实施例的个人音频设备的示例性音频集成电路的选定部件的框图；图3为根据本公开的实施例的具有校准电路和关于音频集成电路的放大器的附加细节的图2中示出的示例性音频集成电路的选定部件的框图；以及图4为根据本公开的实施例的用于在包括放大器的电路中进行偏移校准的示例性方法的流程图。具体实施方式图1为根据本公开的实施例的示例性个人音频设备1的图示。图1描绘了个人音频设备1耦接到耳机3，其中耳机3是一对耳塞式扬声器8A和8B的形式。图1中描绘的耳机3仅为示例，并且应当理解，个人音频设备1可与各种音频换能器，包括但不限于头戴式耳机、耳塞、入耳式耳机和外部扬声器，结合使用。插头4可提供耳机3到个人音频设备1的电气端子的连接。个人音频装置1可使用触摸屏2向用户提供显示并接收用户输入，或另选地，标准液晶显示器(LCD)可与设置在个人音频装置1的正面和/或侧面上的各种按钮、滑块和/或拨盘组合。同样如图1所示，个人音频装置1可包括音频集成电路(IC)9，其用于生成用于传输到耳机3和/或另一音频换能器的模拟音频信号。图2为根据本公开的实施例的个人音频设备的示例性音频IC9的选定部件的框图。在一些实施例中，示例性音频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，该数模转换器(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，该音频输出信号VOUT可对扬声器、耳机换能器、线路电平信号输出和/或其它合适的输出进行操作。图3为根据本公开的实施例的具有校准子系统28和关于放大器16的附加细节的图2中示出的示例性音频IC9的选定部件的框图。如图3所示，放大器16可包括第一级22(例如，模拟前端)，其被配置成在放大器16的放大器输入端处接收模拟输入信号VIN并生成中间信号VINT，中间信号VINT为模拟输入信号VIN的函数，最终输出级，其包括D类音频输出级42，该D类音频输出级42被配置成根据中间信号VINT、在放大器输入端处的输入网络24以及耦接在放大器输出端和放大器输入端之间的信号反馈网络26而在放大器16的放大器输出端处生成音频输出信号VOUT。另外，如图3所示，音频IC9可包括校准子系统28，其用于校准音频IC9的音频信号路径中的偏移，如下面更详细地描述的。第一级22可包括任何合适的模拟前端电路，以用于调节模拟输入信号VIN供D类音频输出级42使用。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。D类音频输出级42可包括任何合适的驱动电路，其用于根据中间信号VINT驱动音频输出信号VOUT(因此，也使音频输出信号VOUT成为模拟输入信号VIN的函数)。例如，D类音频输出级42可包括任何合适的系统、设备或装置，这些系统、设备或装置被配置成通过脉冲本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种装置，包括：闭环放大器，其包括：第一级，其被配置成在放大器输入端接收放大器输入信号，并在第一级输出端生成中间信号，所述中间信号为所述放大器输入信号的函数；第二级，其被配置成在第二级输入端接收所述中间信号并且被配置成在第二级输出端由所述中间信号生成输出信号，所述中间信号为所述放大器输入信号的函数；和输入网络和反馈网络，被配置成设置所述闭环放大器的增益；信号处理模块，其被配置成根据在所述信号处理模块的输入端处接收的上行信号生成所述放大器输入信号；以及校准子系统，其被配置成在校准模式中：将所述第二级输入端与所述第一级输出端解耦；确定当作为所述上行信号施加到所述信号处理模块的所述输入端时生成近似为零的所述中间信号的偏移信号；以及基于所述偏移信号控制所述装置的一个或多个参数以补偿所述第一级和所述信号处理模块中的至少一者的偏移。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2017.01.20 US 62/448,490;2017.06.14 US 15/622,7221.一种装置，包括：闭环放大器，其包括：第一级，其被配置成在放大器输入端接收放大器输入信号，并在第一级输出端生成中间信号，所述中间信号为所述放大器输入信号的函数；第二级，其被配置成在第二级输入端接收所述中间信号并且被配置成在第二级输出端由所述中间信号生成输出信号，所述中间信号为所述放大器输入信号的函数；和输入网络和反馈网络，被配置成设置所述闭环放大器的增益；信号处理模块，其被配置成根据在所述信号处理模块的输入端处接收的上行信号生成所述放大器输入信号；以及校准子系统，其被配置成在校准模式中：将所述第二级输入端与所述第一级输出端解耦；确定当作为所述上行信号施加到所述信号处理模块的所述输入端时生成近似为零的所述中间信号的偏移信号；以及基于所述偏移信号控制所述装置的一个或多个参数以补偿所述第一级和所述信号处理模块中的至少一者的偏移。2.根据权利要求1所述的装置，其中，所述第一级包括积分器。3.根据权利要求1所述的装置，其中，所述第二级包括D类输出级。4.根据权利要求1所述的装置，其中，所述第二级包括AB类输出级。5.根据权利要求1所述的装置，其中，所述校准子系统进一步被配置成在所述校准模式中：确定在所述闭环放大器的两个不同信号增益下的偏移信号，以推知所述第一级的偏移和所述信号处理模块的偏移；以及基于所述第一级的所述偏移控制所述装置的一个或多个参数以补偿所述第一级的所述偏移并基于所述信号处理模块的所述偏移控制所述装置的一个或多个参数以补偿所述信号处理模块的所述偏移。6.根据权利要求1所述的装置，其中，所述校准子系统进一步被配置成在所述校准模式中，在确定所述偏移信号之前使所述第二级输出端电短路。7.根据权利要求1所述的装置，其中，所述校准子系统进一步被配置成在所述校准模式中，在确定所述第一级和所述信号处理模块的所述偏移信号之后：使所述第二级输出端电短路；过驱动所述第二级输出端的共模电压；确定当作为所述上行信号施加到所述信号处理模块的所述输入端时生成近似为零的所述中间信号的第二偏移信号；以及基于所述第二偏移信号控制所述装置的一个或多个参数，以补偿所述输入网络和所述反馈...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱磊，何苦，赵欣，宋淼，苏格拉·辛格，维诺德·贾古玛，
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