双路径脉宽调制系统的校准技术方案

一种系统，可以包括数字脉宽调制器子系统、耦合至数字脉宽调制器子系统的输出的第一路径、耦合至数字脉宽调制器子系统的输出并且被配置为驱动闭环模拟脉宽调制器的第二路径、基于信号的一个或多个特性在第一路径与第二路径之间选择以用于处理信号的控制器，其中在第一路径与第二路径之间切换选择或相反时，第一路径的第一增益和第二路径的第二增益大致相等，从而使由于切换而产生的伪影最小化。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】双路径脉宽调制系统的校准
本公开一般涉及用于音频或触觉设备，包括但不限于个人音频设备(诸如无线电话和媒体播放器)或者包括触觉模块的设备的电路。
技术介绍
包括无线电话(诸如移动/蜂窝式电话)、无绳电话、mp3播放器和其他用户音频设备的个人音频设备被广泛使用。这种个人音频设备可以包括用于驱动一对耳机或一个或多个扬声器的电路。这种电路通常包括用于驱动到耳机或扬声器的音频输出信号的功率放大器。一般来说，功率放大器通过从电源取得能量来放大音频信号，并且控制音频输出信号与输入信号的形状匹配但具有更大幅值。音频放大器的一个例子是D类放大器。D类放大器(也称为“开关放大器”)可以包括电子放大器，其中放大器件(例如，晶体管、典型的金属氧化物半导体场效应晶体管)操作为电子开关。在D类放大器中，待放大的信号可以由脉宽调制、脉冲密度调制、或另一调制方法来转换为一系列脉冲，使得信号被转换为已调信号，其中已调信号的脉冲特性(例如，脉宽、脉冲密度等)是信号大小的函数。用D类放大器放大之后，输出脉冲串可以通过穿过无源低通滤波器来转换为未调制的模拟信号，其中这种低通滤波器可以被内置于D类放大器或由D类放大器驱动的负载中。由于D类放大器可以比线性模拟放大器更具功率效率的事实(因为与线性模拟放大器相比D类放大器在有源器件中发热时可以耗散更少的功率)，因此通常使用D类放大器。通常，选择闭环PWM放大器以提供具有理想的总谐波失真(THD)和电源电压抑制比(PSRR)的准确负载电压。闭环PWM放大器通常采用模拟电压输入和感测到的反馈电压信号，其被馈送通过闭环模拟PWM调制器，以驱动扬声器负载上的电压。然而，根据具体应用，可替选地在开环模式(例如，使用D类开环驱动器)或闭环模式(例如，使用闭环驱动器)中使用单个PWM放大器电路来驱动负载的选项可能是期望的。开环模式可以有利地比闭环模式消耗更少的功率，其缺点在于随着由开环路径放大的信号的信号大小增加，开环模式中的信号失真可能增加。因此，随着信号包络增加，由于在开环路径中的高失真水平，可能期望切换至闭环模式，其伴随着在闭环路径中更高功率消耗的折衷。当使用这种单个PWM放大器电路时，当在开环操作和闭环操作之间切换时可能发生可感知的音频伪影，并且因此，可能期望减少或消除这种音频伪影。
技术实现思路
根据本公开的教导，可以减少或消除与使用放大器处理信号的现有方法相关联的一个或多个缺点或问题。根据本公开的实施例，系统可以包括：数字脉宽调制器子系统，耦合至数字脉宽调制器子系统的输出的第一路径，耦合至数字脉宽调制器子系统的输出并且被配置为驱动闭环模拟脉宽调制器的第二路径，用于基于信号的一个或多个特性在第一路径与第二路径之间进行选择来处理信号的控制器，其中在第一路径与第二路径之间切换选择或相反时，第一路径的第一增益和第二路径的第二增益大致相等，从而使由于切换而产生的伪影最小化。根据本公开的这些及其他实施例，可以提供用于在下述系统中使用的方法，所述系统包括数字脉宽调制器子系统、耦合至数字脉宽调制器子系统的输出并且被配置为驱动开环驱动级的第一路径、以及耦合至数字脉宽调制器子系统的输出并且被配置为驱动闭环模拟脉宽调制器的第二路径，其中基于信号的一个或多个特性选择第一路径与第二路径中的一个来处理信号。所述方法可以包括致使在第一路径与第二路径之间切换选择或相反时，第一路径的第一增益和第二路径的第二增益大致相等，从而使由于切换而产生的伪影最小化。从本文包括的附图、说明书和权利要求中，本公开的技术优点对于本领域的技术人员可以是显而易见的。实施例的目的和优点将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成。应当理解，上述一般描述和以下详细描述都是示例和解释性的，并且不限制本公开中阐述的权利要求。附图说明可通过参考结合附图采取的以下描述来获得对本实施例及其优点的更全面的理解，附图中相同的参考编号表示相同的特征，并且其中：图1是根据本公开的实施例的示例个人音频设备的图示；图2是根据本公开的实施例的个人音频设备的示例音频集成电路的所选组件的框图；图3是根据本公开的实施例的示例可重配置PWM调制器的所选组件的框图；图4是根据本公开的实施例的示例可重配置PWM调制器的所选组件(包括用于校准路径增益的组件)的框图；图5是根据本公开的实施例的另一示例可重配置PWM调制器的所选组件(包括用于校准路径增益的组件)的框图；图6是根据本公开的实施例的另一示例可重配置PWM调制器的所选组件(包括用于校准路径增益的组件)的框图；图7是根据本公开的实施例的描绘了可用于代替可重配置PWM调制器中的输出多路复用器的三态驱动级的框图；图8是根据本公开的实施例的另一示例可重配置PWM调制器的所选组件的框图；图9是根据本公开的实施例的另一可重配置PWM调制器的所选组件的框图；并且图10是根据本公开的实施例的另一可重配置PWM调制器的所选组件的框图。具体实施方式图1是根据本公开的实施例的示例个人音频设备1的图示。图1描绘了个人音频设备1，其耦合至呈一对耳塞扬声器8A和8B的形式的耳机3。图1中描绘的耳机3仅仅是示例，并且应该明白的是，个人音频设备1可以被用于与各种音频换能器连接，包括但不限于头戴式耳机、耳塞、入耳式耳机、外部扬声器。插头4可以用于提供耳机3到个人音频设备1的电气端子的连接。个人音频设备1可以向用户提供显示并且使用触摸屏2接收用户输入，或者，标准液晶显示器(LCD)可以与各种按钮、滑块和/或旋钮组合设置于个人音频设备1的表面和/或侧面上。如图1中还示出的，个人音频设备1可以包括音频集成电路(IC)9，其用于生成用于传输至耳机3和/或另一音频换能器(例如扬声器)的模拟音频信号。图2是根据本公开的实施例的个人音频设备的示例音频IC9的所选组件的框图。在一些实施例中，示例音频IC9可以被用于实施图1中的音频IC9。如图2中所示，微控制器核18(例如，数字信号处理器或“DSP”)可以向数模转换器(DAC)14提供数字音频输入信号DIG_IN，其可以将数字音频输入信号转换为模拟输入信号VIN。DCA14可以提供模拟信号VIN至放大器16，其可以放大或减弱模拟输入信号VIN以提供音频输出信号VOUT，其可以操作扬声器、耳机换能器、线路电平信号输出和/或其他适合的输出。图3是根据本公开的实施例的示例脉宽调制放大器22的所选组件的框图。在一些实施例中，示例脉宽调制放大器22可以被用于实施图2中的放大器16。如图3中所示，示例脉宽调制放大器22可以包括数字PWM调制器子系统24和模拟PWM调制器26，以及用多路复用器28实施的直接绕过功能(directbypassfunction)。当由多路复用器28接收的ANALOGMODULATORBYPASS(绕过模拟调制器)控制信号无效时，可重配置PWM调制放大器22可以被配置为通过使用模拟PWM调制器26来以模拟闭环模式操作。在模拟闭本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种系统包括：/n数字脉宽调制器子系统；/n第一路径，其耦合至所述数字脉宽调制器子系统的输出；以及/n第二路径，其耦合至所述数字脉宽调制器子系统的输出并且被配置为驱动闭环模拟脉宽调制器，其中基于信号的一个或多个特性选择所述第一路径与所述第二路径中的一个来处理信号；/n其中在所述第一路径与所述第二路径之间切换选择或相反时，所述第一路径的第一增益和所述第二路径的第二增益大致相等，以便使由于所述切换而产生的伪影最小化。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20171017 US 62/573,514;20180321 US 15/927,691;20181.一种系统包括：
数字脉宽调制器子系统；
第一路径，其耦合至所述数字脉宽调制器子系统的输出；以及
第二路径，其耦合至所述数字脉宽调制器子系统的输出并且被配置为驱动闭环模拟脉宽调制器，其中基于信号的一个或多个特性选择所述第一路径与所述第二路径中的一个来处理信号；
其中在所述第一路径与所述第二路径之间切换选择或相反时，所述第一路径的第一增益和所述第二路径的第二增益大致相等，以便使由于所述切换而产生的伪影最小化。


2.根据权利要求1所述的系统，其中：
所述第一路径包括开环驱动级；
所述第二路径包括闭环驱动级；并且
所述系统还包括用于基于信号的一个或多个特性在所述第一路径与所述第二路径之间进行选择来处理信号的电路。


3.根据权利要求2所述的系统，其中所述电路包括多路复用器。


4.根据权利要求2所述的系统，其中所述电路包括控制电路，用于使包括所述开环驱动级和所述闭环驱动级的至少一个驱动级三态化，以便禁用所述至少一个驱动级。


5.根据权利要求2所述的系统，包括：
第一预驱动器，其接合在所述数字脉宽调制器子系统和所述开环驱动级之间；以及
第二预驱动器，其接合在所述闭环模拟脉宽调制器和所述闭环驱动级之间。


6.根据权利要求5所述的系统，其中所述第一预驱动器由第一电源供电并且所述开环驱动级由第二电源供电。


7.根据权利要求5所述的系统，其中所述开环驱动级由低压差稳压器供电。


8.根据权利要求1所述的系统，其中所述系统还包括：
用于基于信号的一个或多个特性在所述第一路径与所述第二路径之间进行选择来处理信号的电路；以及
驱动级，其由所述第一路径和所述第二路径二者共用并且被配置为基于信号驱动输出信号。


9.根据权利要求1所述的系统，其中所述模拟脉宽调制器包括至少一个积分器和量化器。


10.根据权利要求1所述的系统，其中信号是音频信号并且所述一个或多个特性包括信号的带内音频成分和带外成分，其被递送至所述系统的输出。


11.根据权利要求1所述的系统，其中所述一个或多个特性包括信号的信号大小、信号的频率、处理信号时所述系统的功率消耗、以及信号的信号失真中的一个或多个。


12.根据权利要求1所述的系统，其中：
所述第一路径具有第一数字增益和第一模拟增益；
所述第二路径具有第二数字增益和第二模拟增益；并且
所述第二数字增益和所述第二模拟增益被控制为使得所述第二数字增益和所述第二模拟增益的乘积与所述第一数字增益和所述第一模拟增益的乘积相匹配。


13.根据权利要求1所述的系统，其中在所述第一路径与所述第二路径之间切换选择或相反时，所述第一路径的第一频率响应和所述第二路径的第二频率响应大致相等，以便使由于所述切换而产生的伪影最小化。


14.根据权利要求1所述的系统，其中在所述第一路径与所述第二路径之间切换选择或相反时，所述第一路径的第一本底噪声和所述第二路径的第二本底噪声大致相等，以便使由于所述切换而产生的伪影最小化。


15.一种方法，所述方法包括...

【专利技术属性】
技术研发人员：特贾斯维·达斯，艾伦·马克·莫顿，赵欣，朱磊，费晓凡，约翰·G·加博里欧，约翰·L·梅兰森，艾玛尔·维尔兰基，
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