音频放大器和/或触觉驱动器群组之间的动态功率/电流分配制造技术

音频或触觉功率输出系统基于相对应的功率或电流限制管理并向多个输出换能器递送功率，这些功率或电流限制根据从相对应的数字输入值或信号生成功率输出信号所需的功率或电流的度量进行动态调节。功率管理子系统通过将生成功率输出信号所需的功率或电流的度量与相对应的功率或电流极限制进行比较，并限制由单个功率输出级消耗的功率或电流的度量超过相对应的限制，来控制由向换能器供应功率的功率输出级消耗的电功率或电流。率输出级消耗的电功率或电流。率输出级消耗的电功率或电流。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】音频放大器和/或触觉驱动器群组之间的动态功率/电流分配


[0001]本专利技术的代表性实施例的领域涉及具有有限的功率供应能力和/或限制供应给多个功率输出电路的电流/功率的音频或触觉功率输出方法、电路和系统。

技术介绍

[0002]向多个声学输出传感器(诸如扬声器或微型扬声器)递送功率的音频输出系统以及向触觉反馈设备供应能量的触觉输出驱动器是电池供电设备(诸如移动电话)中大量能量的消耗者。一般而言，当多个放大器/驱动器从单个输入电源向多个换能器供应功率时，递送给换能器的总功率或电流受到可以从电源递送的功率或电流限制。对于扬声器来说，超过可递送的功率通常意味着一个或多个音频输出信号将由于因电流被递送到换能器比电源可以供应电流以保持电源输出电容充电更快而引起的电源输出电容放电而被限幅。然而，当多个换能器从单个电源供电时，一些换能器可能比其他换能器需要更多的功率/电流，并且假设功率在放大器级之间平均分配，则限幅可能由于对一个放大器施加限制而引起，同时存在未被另一放大器消耗的过量的电流能力。
[0003]因此，在音频功率输出电路中提供改进的性能是有利的，特别是当音频功率输出电路与其他电路共享功率供应时。

技术实现思路

[0004]音频和触觉功率输出系统的改进操作可以在功率管理电路及其操作方法中实现。
[0005]方法、系统和电路基于相对应的功率或电流限制管理并向多个输出换能器递送功率，这些功率或电流限制根据从相对应的数字输入值或信号生成功率输出信号所需的功率或电流的度量进行动态调节。功率管理子系统通过将生成功率输出信号所需的功率或电流的度量与相对应的功率或电流极限制进行比较，并限制由单个功率输出级消耗的功率或电流的度量超过相对应的限制，来控制由向换能器供应功率的功率输出级消耗的电功率或电流。
[0006]以上概述被提供用于简要说明并不限制权利要求的范围。以下描述阐述了根据本公开的示例实施例。另外的实施例和实施方式对于本领域普通技术人员来说将是显而易见的。进一步，本领域普通技术人员将认识到，可以应用各种等同技术来代替下面讨论的实施例，或者与下面讨论的实施例相结合，并且所有这些等同物被涵括在本公开中。
附图说明
[0007]图1是实施根据本专利技术实施例在其中实践的技术的示例系统的框图。
[0008]图2A和图2B是可以用于实施图1的示例系统中的功率输出级12A至12D的示例功率输出级的框图。
[0009]图3是根据本专利技术实施例的示例系统的框图。
[0010]图4是根据本专利技术实施例的另一示例系统的框图。
[0011]图5A至图5C示出了根据本专利技术的实施例的变化系统配置。
[0012]图6是示出根据本专利技术的实施例的技术的流程图。
具体实施方式
[0013]下本专利技术涵括控制到多通道系统中的单个音频功率放大器和触觉驱动器(例如到电池供电设备(诸如移动电话、平板电脑和笔记本电脑)内的换能器)的功率或电流的分配的方法、系统和电路。基于相对应的功率或电流限制，分配系统或预算的总功率或电流用于驱动换能器，这些功率或电流限制根据从相对应的数字输入值或信号生成功率输出信号所需的功率或电流的度量进行动态调节。功率管理子系统通过将生成功率输出信号所需的功率或电流的度量与相对应的功率或电流极限制进行比较，并限制由单个功率输出级消耗的功率或电流的度量超过相对应的限制，来控制由向换能器供应功率的功率输出级消耗的电功率或电流。尽管参考框图提供了以下描述，但是应当理解的是，其中包括的描述适用于根据本公开的实施例的可以由执行计算机程序产品的数字信号处理器实施的过程，如下面进一步详细描述的那样。进一步，尽管下文和权利要求使用了术语“功率或电流”分配/控制和测量，但是应当理解的是，是电流(或电压或其组合)的调整控制了被递送到下文描述的通道(并因此被其消耗)的功率。
[0014]图1示出了其中实践了根据本专利技术实施例的技术的多通道频功率放大器/触觉驱动器系统10的框图。电池18递送由多个功率输出级12A至12D共享的操作电压和电流syspwr。总功率确定块14提供关于总系统功率(或电流)的信息。总功率确定块14可以是确定从电池18可获得的总电压和总电流的电压/电流监控器，或者可以通过分配给连接到电池18的多个功率输出级12A至12D的总功率预算的知识来提供，或者可替选地通过将各个功率输出级12A至12D或功率输出级12A至12D群组作为整体来供电的一个或多个功率/电流限制器来提供。功率输出级12A至12D向相对应的换能器TD1至TD4供应功率，这些换能器可以是诸如微型扬声器的音频扬声器、或者诸如线性共振致动器(linear resonant actuator，LRA)或偏心旋转质量(eccentric rotating mass，ERM)设备的触觉反馈设备，或者这两种设备类型的组合。输入源16代表由相应的换能器TD1至TD4再现的多个音频或触觉振动模式信号的源。如果提供给换能器TD1至TD4的信号全部在可从电池18获得的系统功率预算内，那么这些信号全部可以被再现，而没有失真或限制由各个功率输出级12A至12D供应给相对应的换能器TD1至TD4的电流或功率。然而，例如分配相等的1/4的可用功率或电流用于驱动换能器TD1至TD4中的每个的先验功率或电流预算将不递送最佳结果。在知道没有被用于驱动换能器TD1至TD4中的一个或多个的可用功率的情况下，附加功率可以被递送到换能器TD1至TD4中的具有更高(瞬时)功率需求的另一个。因此，多通道音频功率放大器/触觉驱动器系统10包括功率仲裁器(arbiter)15，该功率仲裁器使用关于由换能器TD1至TD4所需的功率或电流的信息以及来自电池功率监控器14的系统功率信息，以在各个功率输出级12A至12D之间动态分配可用的系统功率或电流。虽然功率仲裁器15被示为集中式仲裁器，但是功率仲裁器15也可以可替选地分布在功率输出级12A至12D上，或者可以组合集中式和分布式功率仲裁和分配，如下面的示例中将示出的那样。在前馈方案中，功率仲裁器15可以使用由输入源16递送给功率输出级12A至12D的信号的信号内容，以便为功率输出级12A至12D中的每个确定相对应的功率或电流限制，这可以通过限制各个功率输出级12A至12D可以从电
池18汲取的电流，或者通过调节由功率输出级12A至12D再现的音频或触觉模式信号的幅值来实施。当信号内容用于确定电流/功耗时，通常在音频样本的帧上收集信息，并且然后当音频样本的帧被递送用于再现到功率输出级12A至12D时应用控制。可以从电压
‑
电流测量结果中确定、从系统配置存储装置中检索、或者被假定为相等和恒定的值的换能器TD1至TD4的阻抗然后被用于确定再现样本的帧的音频内容将需要的实际电流/功率的度量。根据音频(或触觉控制模式)帧缓冲器中的样本，功率可以被确定为峰值(最大样本值)、均方根(RMS)或平均功率。可替选地或组合地，功率仲裁器15可以使用反馈方案，其中由功率输出级12A至12D消耗的实际功率/电流的测量结果被本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种将多个功率输出信号递送到相对应的输出换能器的音频或触觉功率输出系统，包括：多个功率输出级，所述多个功率输出级根据相对应的多个输入值或信号生成功率输出信号中的相对应的功率输出信号；以及至少一个功率管理子系统，所述至少一个功率管理子系统通过将生成各个功率输出信号所需的功率或电流的度量与所述功率输出级的相对应的功率或电流限制进行比较以及在功率或电流的相对应的度量超过所述相对应的功率或电流限制的情况下限制由各个功率输出级消耗的功率或电流来控制由所述功率输出级消耗的电功率或电流，其中所述相对应的功率或电流限制根据生成所述各个功率输出信号所需的所述功率或电流的度量进行动态调节。2.根据权利要求1所述的音频或触觉功率输出系统，其中生成所述功率输出信号中的各个功率输出信号所需的所述功率或电流的度量根据所述相对应的输入值或信号计算。3.根据权利要求1所述的音频或触觉功率输出系统，其中生成所述相对应的功率输出信号所需的所述功率或电流的度量根据由所述相对应的功率输出级汲取的实际功率或电流的过去或现在的测量结果确定。4.根据权利要求3所述的音频或触觉功率输出系统，其中所述实际功率或电流的过去或现在的测量结果根据从向所述相对应的功率输出级供应功率的电源接收的值计算。5.根据权利要求3所述的音频或触觉功率输出系统，其中生成所述功率输出信号中的各个功率输出信号所需的所述功率或电流的度量还根据所述相对应的输入值或信号结合由所述相对应的功率输出级汲取的实际功率或电流的过去或现在的测量结果计算。6.根据权利要求1所述的音频或触觉功率输出系统，其中所述至少一个功率管理子系统是控制由所述功率输出级中的相对应的功率输出级消耗的电功率或电流的多个功率管理子系统。7.根据权利要求6所述的音频或触觉功率输出系统，其中所述多个功率管理子系统中的各个功率管理子系统与所述多个功率管理子系统中的其他功率管理子系统共享生成所述相对应的功率输出信号所需的所述功率或电流的度量，并且其中所述各个功率管理子系统通过应用结合了由所述多个功率管理子系统中的其他功率管理子系统共享的所述功率或电流的度量以确定可用的功率或电流预算的算法来确定它们相对应的功率或电流限制。8.根据权利要求6所述的音频或触觉功率输出系统，其中所述多个功率管理子系统中的各个功率管理子系统将生成所述相对应的功率输出信号所需的功率或电流的度量传送给所述多个功率管理子系统中的另一功率管理子系统，并且其中所述各个功率管理子系统通过根据从所述另一功率管理子系统接收的功率或电流的度量确定可用的功率或电流预算来确定它们相对应的功率或电流限制。9.根据权利要求6所述的音频或触觉功率输出系统，其中所述多个功率输出级从多路复用源接收所述相对应的多个输入值，所述多路复用源对用于所述多个功率输出级的所述相对应的多个输入值进行编码，其中所述多个功率管理系统中的各个功率管理系统根据所述多路复用源中的所述相对应的输入值或信号来计算生成用于所述多个功率输出级的功率输出信号所需的功率或电流的度量，由此所述多个功率管理系统中的各个功率管理系统根据用于所述多个功率输出级的多个输入值动态地调节它们相对应的功率或电流限制。
10.根据权利要求1所述的音频或触觉功率输出系统，其中所述至少一个功率管理子系统是设置所述功率输出级的各个功率或电流限制的中央功率管理子系统。11.根据权利要求1所述的音频或触觉功率输出系统，其中所述至少一个功率管理子系统调节所述功率或电流限制，使得所述功率或电流限制的总和小于或等于系统功率或电流预算。12.根据权利要求1所述的音频或触觉功率输出系统，其中所述多个功率输出级被分成多个功率输出级的多个群组，并且其中所述至少一个功率管理子系统根据相对应的群组功率或电流预算在所述多个群组之间分配系统功率或电流预算，并且其中所述至少一个功率管理子系统根据所述群组功率或电流预算将功率或电流分配给所述相对应的群组内的所述功率输出级。13.根据权利要求12所述的音频或触觉功率输出系统，其中所述至少一个功率管理系统响应于系统配置变化来调节所述群组功率或电流预算。14.根据权利要求13所述的音频或触觉功率输出系统，其中，所述系统配置信号指示包含所述音频或触觉功率输出系统的设备的取向，其中所述多个功率输出级的多个群组包括用于沿着所述设备的第一边缘向扬声器供应功率的第一群组和用于沿着所述设备的相对边缘向扬声器供应功率的第二群组，并且其中所述至少一个功率管理系统响应于指示所述设备已经被旋转的系统配置改变，为所述第一群组和所述第二群组重新分配群组功率或电流预算，或者在所述第一群组和所述第二群组之间对所述扬声器的至少一些进行重新分派。15.根据权利要求1所述的音频或触觉功率输出系统，其中所述功率输出信号是用于驱动音频输出换能器的音频功率信号，并且其中所述多个输入值或信号是音频样本值或信号。16.根据权利要求1所述的音频或触觉功率输出系统，其中所述功率输出信号是用于驱动触觉设备的振动功率信号，并且其中所述多个输入值或信号是触觉操作值或信号。17.根据权利要求1所述的音频或触觉功率输出系统，其中所述相对应的功率或电流限制根据生成各个功率输出信号所需的功率或电流的度量进行动态调节，以便使能够从所述多个功率输出级中的第一功率输出级获得的未使用的功率或电流能够用于所述多个功率输出级中的对于其所消耗的功率或电流会以其他方式受到限制的其他第二功率输出级。18.一种管理功率输出系统中提供的电功率或电流的方法，所述功率输出系统从多个功率输出级向相对应的触觉或音频输出换能器递送多个功率输出信号，所述方法包括：将生成各个功率输出信号所需的功率或电流的...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵天，杰弗里，
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：