限制放大器输入电流以避免低压状况的方法技术

技术编号:26181352 阅读:14 留言:0更新日期:2020-10-31 14:47
预测性掉电预防系统可以被配置为防止音频输出信号的掉电。特别地,掉电预防系统可以被配置为:接收指示电源状况的自适应估计的信息,其中指示电源状况的自适应估计的信息包括关于从用于向电源提供电能以生成电源电压的电池的自适应电池模型接收到的电压分量和电阻分量的信息;并且基于由电池输出的被监视的电池电压和信号路径的负载事件并且排除由电池供电的除信号路径以外的组件的负载事件,来调整自适应电池模型。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】限制放大器输入电流以避免低压状况的方法
本公开总体上涉及用于音频设备的电路,包括但不限于诸如无线电话和媒体播放器之类的个人音频设备,并且更具体地涉及用于预测性地防止个人音频设备中的掉电状况(brownoutcondition)的系统和方法。
技术介绍
包括无线电话(诸如移动/蜂窝电话、无绳电话、mp3播放器)和其他消费类音频设备在内的个人音频设备得到了广泛使用。这样的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。这样的电路通常包括功率放大器,用于将音频输出信号驱动到耳机或扬声器。通常,个人音频设备的尺寸继续减小,但是许多用户期望这些个人音频设备发出更大的声音。这对用于给个人音频设备的组件供电的电池施加了物理尺寸限制,同时此类个人音频设备的音频子系统需要更多的输出功率。随着对更高的音频音量和质量的需求,通常会生成高于电池电压的升压电源电压,以便为音频放大器供电并向扬声器负载递送更多功率。随着更多的功率被递送到扬声器负载,个人音频设备的电池将承受更多的压力。电池包括输出阻抗,并且因此电池上的重负载状况可能导致电池的输出电压下降。当电池电量低时,输出电压的这种下降可能会更加突出。这种负载事件产生的突然电压降有可能将电池的输出电压降低到设备上某些子系统不再能够正常运行的程度。当电池处于弱化状态或低电量状态且个人音频设备无法针对这种弱化状态或低电量状态提供保护时,通常最终结果是个人音频设备由于低电压状况而自行复位。这种自行复位状况可能会使个人音频设备的用户不满意,并且因此对于个人音频设备的提供商(例如,制造商、供应商、经销商或商业链中的其他提供商)来说是有问题的。发生无意的电压降的这样一种状况或多种类似状况通常被称为“掉电”状况。缓解个人音频设备中的掉电状况的传统方法本质上是反应性的,这是因为反应性掉电减少系统典型地识别出发生电池电压下降到预定电压阈值以下的情况(例如,由个人音频设备的用户或提供商配置),并响应于电池电压降至此阈值以下而做出反应。这种反应的一个示例是降低音量,以便减少音频放大器在电池上的负载。该反应性方法基于以下概念:电池电源已经发生了不希望的事件,并且因此个人音频设备迅速采取行动以减少负载,以便防止个人音频设备掉电。除音频子系统之外的并由电池电源供电的子系统也可以独立反应,以便减少电池电源上的负载并使其返回到安全水平,以维护个人音频设备中更关键子系统的功能。这样的反应性方法很少或没有做任何事情来防止音频子系统、并且尤其是音频放大器成为电池电源下降到可能触发掉电状况的不期望水平的原因。反应性掉电减少系统典型地不知道音频内容,并且通过扩展,不知道由音频信号路径引起的实际电源负载。取而代之的是,这种现有系统典型地假定音频信号路径的输出放大器的负载是电源下降的来源,并且即使它不是减少电源的主要来源,也盲目地降低了输出放大器的负载。在到音频放大器的音频信号衰减之前,反应性掉电减少系统需要一定量的时间来反应。一旦电池的供电电压下降,还需要花费额外的时间量来衰减音频信号,并使电池电源返回到“安全”操作电压。累积的初始反应时间、系统响应时间和电池电源恢复时间可能会导致系统花费大量时间低于电池电源的预配置阈值电压。如果音频系统(尤其是音频放大器)是电池电源下降的主要原因,并且电池处于弱化状态,则这种反应性方法也有可能进入这样一种操作状态:音频音量反复衰减并且然后允许其恢复。从用户的角度来看,这可能会产生音频内容的“泵送”效果,其中音频音量反复变得更大声和更柔和,这是因为反应性掉电减少系统可能会将反应性掉电响应置于连续的循环中。
技术实现思路
根据本公开的教导,已经减少或消除了与扬声器电识别相关联的某些缺点和问题。根据本公开的实施例,一种用于向音频换能器提供音频输出信号的装置可以包括信号路径,该信号路径包括:音频输入端,其被配置为接收音频输入信号;音频输出端,其被配置为提供音频输出信号;电源输入端,其被配置为接收电源电压;以及衰减块,其可以被配置为:接收指示电源状况的自适应估计的信息,其中所述指示电源状况的自适应估计的信息包括关于从用于向电源提供电能以生成所述电源电压的电池的自适应电池模型接收到的电压分量和电阻分量的信息;基于由所述电池输出的被监视的电池电压和所述信号路径的负载事件并且排除由所述电池供电的除所述信号路径以外的组件的负载事件,来调整所述自适应电池模型;并且响应于确定出所述音频输入信号的一部分已经达到最大功率阈值,生成可选择的衰减信号以减小所述音频输出信号的幅度,使得所述信号路径衰减所述音频输入信号或其导数,以便在传播到所述音频输入信号的一部分的音频输出端之前防止掉电。根据本公开的这些和其他实施例,一种用于向音频换能器提供音频输出信号的方法可以包括:接收指示音频输入信号的幅度的信息;接收指示信号路径的电源状况的信息,所述信号路径具有用于接收所述音频输入信号的音频输入端和用于提供所述音频输出信号的音频输出端;接收指示电源状况的自适应估计的信息,其中所述指示电源状况的自适应估计的信息包括关于从用于向电源提供电能以生成所述电源电压的电池的自适应电池模型接收到的电压分量和电阻分量的信息基于由所述电池输出的被监视的电池电压和所述信号路径的负载事件并且排除由所述电池供电的除所述信号路径以外的组件的负载事件,来调整所述自适应电池模型;并且响应于确定出所述音频输入信号的一部分已经达到最大功率阈值,生成可选择的衰减信号以减小所述音频输出信号的幅度,使得所述信号路径衰减所述音频输入信号或其导数,以便在传播到所述音频输入信号的一部分的音频输出端之前防止掉电。对于本领域的普通技术人员而言,根据本文所包括的附图、说明书和权利要求,本公开的技术优点可能显而易见。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素、特征和组合来实现和获得。应当理解,前面的一般描述和下面的详细描述都是说明性示例,并且不限制本公开中阐述的权利要求。附图说明通过参考结合附图进行的以下描述,可以获得对示例、当前实施例及其某些优点的更完整的理解,其中相同的附图标记指示相同的特征,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在图2中描绘的音频集成电路内使用的预测性掉电预防系统的所选组件的框图;图4是根据本公开的实施例的示例电池的模型的电路图;图5是示出根据本公开的实施例的在图4中描绘的示例电池的模型的输出阻抗与电池电荷电压之间的示例关系的图;图6是根据本公开的实施例的示例增益传递函数的图;图7是根据本公开的实施例的另一示例增益传递函数的图;图8是根据本公开的实施例的当预测性掉电控制系统触发音频信号的衰减以防止掉电时可能出现的各种信号相对于时间的图形表示;图9是根据本公开的实施例的当预测性掉电控制系统不触发音频信号的衰减以防止掉电时可能出现的各种信号相对于时间的图形表示;图10本文档来自技高网
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【技术保护点】
1.一种用于向音频换能器提供音频输出信号的装置,包括信号路径,所述信号路径包括:/n音频输入端,其被配置为接收音频输入信号;/n音频输出端,其被配置为提供音频输出信号;/n电源输入端,其被配置为接收电源电压;以及/n衰减块,其被配置为:/n接收指示电源状况的自适应估计的信息,其中指示电源状况的自适应估计的所述信息包括:关于从用于向电源提供电能以生成所述电源电压的电池的自适应电池模型接收到的电压分量和电阻分量的信息;/n基于由所述电池输出的被监视的电池电压和所述信号路径的负载事件并且排除由所述电池供电的除所述信号路径以外的组件的负载事件,来调整所述自适应电池模型;并且/n响应于确定出所述音频输入信号的一部分已经达到最大功率阈值,生成可选择的衰减信号以减小所述音频输出信号的幅度,使得所述信号路径衰减所述音频输入信号或其导数,以便在所述音频输入信号的所述一部分传播到音频输出端之前防止掉电。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180312 US 15/918,7051.一种用于向音频换能器提供音频输出信号的装置,包括信号路径,所述信号路径包括:
音频输入端,其被配置为接收音频输入信号;
音频输出端,其被配置为提供音频输出信号;
电源输入端,其被配置为接收电源电压;以及
衰减块,其被配置为:
接收指示电源状况的自适应估计的信息,其中指示电源状况的自适应估计的所述信息包括:关于从用于向电源提供电能以生成所述电源电压的电池的自适应电池模型接收到的电压分量和电阻分量的信息;
基于由所述电池输出的被监视的电池电压和所述信号路径的负载事件并且排除由所述电池供电的除所述信号路径以外的组件的负载事件,来调整所述自适应电池模型;并且
响应于确定出所述音频输入信号的一部分已经达到最大功率阈值,生成可选择的衰减信号以减小所述音频输出信号的幅度,使得所述信号路径衰减所述音频输入信号或其导数,以便在所述音频输入信号的所述一部分传播到音频输出端之前防止掉电。


2.根据权利要求1所述的装置,还包括:
预测性掉电预防系统,其配置为防止所述音频输出信号的掉电,其中,所述预测性掉电预防系统被配置为:
接收指示所述音频输入信号的幅度的信息;
接收指示所述电源状况的信息;
从接收到的信息确定是否存在掉电状况;并且
响应于确定出存在掉电状况,指示所述衰减块生成所述可选择的衰减信号。


3.根据权利要求1所述的装置,其中,所述音频输入端是一个或多个音频输入端,并且所述音频输出端是一个或多个音频输出端。


4.根据权利要求1所述的装置,其中,所述信号路径的负载事件包括由所述信号路径从所述电池汲取的第一电流,并且除所述信号路径之外的组件的负载事件包括由其他组件从所述电池汲取的第二电流。


5.根据权利要求1所述的装置,其中,所述自适应电池模型用于生成预测的电源电压。


6.根据权利要求5所述的装置,其中,所述电压分量和所述电阻分量被用于计算所述最大功率阈值。


7.根据权利要求6所述的装置,其中,所述自适应电池模型包括:具有电压分量和电阻器分量的Thevenin电路,其中,由所述自适应电池模型生成的电源电压信号、至放大器的放大器输入、电源电容的估计值和所述放大器的负载阻抗的估计值用于识别所述电压分量和所述电阻器分量。


8.根据权利要求7所述的装置,其中所述自适应电池模型被配置为提供所述放大器所需的功率的估计值,其中所述放大器所需的功率的估计值是根据所述放大器的输出和所述放大器的负载阻抗以得出电压和电流的乘积来计算的。


9.根据权利要求8所述的装置,其中,将所述放大器所需的功率的估计值以及所述电压分量、所述电阻器分量和所述电源电容的估计值用于预测所述电源电压。


10.根据权利要求5所述的装置,其中指示所述电源电容的预期影响的信息被用于对所述预测的电源电压应用线性滤波器操作。


11.根据权利要求7所述的装置,其中将检测第一包络的第一包络检测器应用于所述电源电压信号,并且将检测第二包络的第二包络检测器应用于所述预测的电源电压,以跟踪局部最大值。


12.根据权利要求11所述的装置,其中所述第一包络和第二包络之间的差用于调整所述电压分量的估计值。


13.根据权利要求7所述的装置,其中将检测第一包络的第一包络检测器应用于所述电源电压信号的负极,并且将检测第二包络的第二包络检测器应用于所述预测的电源电压的负极,以跟踪局部最小值。


14.根据权利要求13所述的装置,其中所述第一包络和第二包络之间的差用于调整所述电阻器分量的估计值。


15.根据权利要求1所述的装置,其中指示复负载阻抗的至少一个条件的信息能用于响应于确定所述复负载阻抗中的高电抗而减小所述可选择的衰减信号。


16.根据权利要求2所述的装置,其中所述信号路径还包括缓冲器,所述缓冲器被配置为将所述音频输入信号到所述音频输出端的传播延迟以下一个持续时间:其足以允许所述预测性掉电预防系统生成所述可选择的衰减信号,使得响应于所述音频输入信号的所述一部分在所述音频输入信号的这样部分传播到所述音频输出端之前具有掉电状况,所述信号路径能接收并处理所述可选择的衰减信号。


17.一种用于向...

【专利技术属性】
技术研发人员:罗杰·史威杰森·W·劳伦斯菲拉斯·阿兹拉伊杰弗里·艾伦·梅苏洁
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

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