【技术实现步骤摘要】
本披露总体上涉及控制和改进非升压音频系统中的动态音频范围的系统、电路和方法，并且更具体地涉及能够充分利用可用音频范围同时限制削波并且能够实现电池电流调节和延长电池续航时间的系统、电路和方法。
技术介绍
1、非升压音频回放系统提供经放大的输出电压来驱动扬声器。经放大的输出的电压轨直接由系统的电源(例如，电池)提供。由于内部电池电阻和外部寄生电阻(其组合称为外部串联电阻或esr)和电容去耦，放大器供电电压端子处的电池电压通常会受到纹波的影响。纹波还取决于从电池汲取的用于为负载供电的瞬时电流。如果从电池汲取的电流过高，则纹波往往会导致放大器供电电压端子处的电池电压显著下降，从而导致放大器电压轨小于负载电压。这会导致削波。如果从电池汲取的电流过低，则纹波也会很低，从而导致放大器电压轨大于负载电压。这意味着净空(音频范围的上部部分)是可用的，并且目标输出功率可以进一步增加。由此产生的效果是降低了输出响度。因此，调节负载电压是音频系统中的重要考虑因素。调节电池电流和/或电池功率也很重要。
2、传统方法使用感测来测量放大器供电电压端子处的电压，并使用这种电压的严格滤波的版本来限制负载电压。未考虑纹波的影响。然而，滤波电源信号将只考虑纹波引起的dc压降；而瞬时ac压降不会得到解决。即使增加余量来考虑ac纹波也不能解决问题，因为ac纹波取决于电阻，而电阻又取决于如温度等环境条件。此外，电池输出端的去耦电容器导致纹波与频率相关。因此，这种传统方法无法准确地补偿纹波，即，不可避免地要么过度补偿(导致较低的响度)要么补偿不足(导致削波和欠压
3、因此需要一种更好的解决方案来解决这些问题。
技术实现思路
1、在示例中，一种电压调节电路包括电压限制器、滤波器和选择器。电压限制器具有滤波音频输入端、音频电压阈值输入端和增益信号输出端。滤波器可以是去加重滤波器，并且具有音频输入端和耦合到滤波音频输入端的音频输出端。选择器具有接收防削波电压限制信号(例如，pvddlim)的防削波电压限制输入端、接收基于功率的电压限制信号的基于功率的电压限制输入端、接收基于电流的电压限制信号的基于电流的电压限制输入端以及耦合到音频电压阈值输入端的输出端。选择器被配置为选择防削波电压限制信号、基于功率的电压限制信号和基于电流的电压限制信号之一，并将所选择的信号作为音频电压阈值信号(例如，vlim)输出到电压限制器的音频电压阈值输入端。
2、在示例中，一种音频系统包括放大器和调节电路。放大器具有音频输入端、供电电压输入端和被适配成耦合到负载的电压输出端。调节电路被配置为：基于放大器的供电电压输入端的电压(例如，pvdddev)的最大输入电压值(例如，pvddmax)、放大器的供电电压输入端的电压的平均输入电压值(例如，pvddavg)以及无声电压阈值来确定源电压的当前值(例如，pvdd)并生成表示电压源的估计当前值(例如，pvddmsr(n))的测量电压信号；设置电压源与放大器的供电电压输入端之间的外部串联电阻(esr)的当前估计值，该esr的当前值(例如，esr(n))基于放大器的供电电压输入端的电压的最小输入电压值(例如，pvddmin)、esr的前一个估计值(例如，esr(n-1))以及音频系统的音频是否处于压缩状态；基于电压源的估计当前值、esr的当前值和指示负载的当前电阻的测量电阻值来确定防削波电压限制信号(例如，pvddlim)；基于电压源的估计当前值的第一函数(例如，f1)来计算基于功率的电压限制信号；并且基于电压源的估计当前值的第二函数(例如，f2)来计算基于电流的电压限制信号。
3、在示例中，一种方法包括：测量施加到音频系统的源电压以生成测量的源电压信号；更新电压源与音频系统放大器的供电电压输入端之间的外部串联电阻(esr)的估计值，以生成更新的esr估计值；测量音频系统的负载的电阻以生成测量电阻；基于测量的源电压信号、所更新的估计esr和测量电阻来生成防削波电压限制信号；基于测量的源电压信号来计算基于功率的电压限制信号；基于测量的源电压信号来计算基于电流的电压限制信号；以及选择防削波电压限制信号、基于功率的电压限制信号和基于电流的电压限制信号之一作为音频系统的音频电压阈值信号。
4、通过参考附图进行的以下详细描述，将更好地理解这些以及其他特征。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种电压调节电路，包括：
2.根据权利要求1所述的电压调节电路，进一步包括：
3.根据权利要求2所述的电压调节电路，其中，所述控制器被配置为基于所述最大输入电压值、所述平均输入电压值和无声电压阈值来估计源电压的当前值并生成表示电压源的估计当前值的测量电压信号。
4.根据权利要求3所述的电压调节电路，其中，所述控制器被配置为估计电压源的输出端与所述放大器的供电电压输入端之间的外部串联电阻(ESR)的当前值，并生成表示所述ESR的估计当前值的测量电阻值，所估计的ESR的当前值基于所述最小输入电压值、所述防削波电压限制信号的前一个值、所估计的ESR的前一个值以及所述音频系统的音频是否处于压缩状态。
5.根据权利要求4所述的电压调节电路，其中，所述控制器被配置为基于所述电压源的估计当前值、所述ESR的估计当前值和所测量的输出电阻值来确定所述防削波电压限制信号。
6.根据权利要求5所述的电压调节电路，进一步包括：
7.根据权利要求6所述的电压调节电路，其中，所述选择器被配置为选择在所述防削波电压限制输入端处的所述防
8.根据权利要求1所述的电压调节电路，其中，所述滤波器包括去加重滤波器，所述去加重滤波器被配置为补偿电压源与外部串联电阻(ESR)之间的去耦电容器，所述ESR位于电压源的输出端与同所述电压限制电路相关联的放大器的供电电压输入端之间。
9.根据权利要求8所述的电压调节电路，其中，所述去加重滤波器被配置为补偿所述放大器的供电电压输入端的电压的电容纹波。
10.根据权利要求8所述的电压调节电路，其中，所述去加重滤波器被配置为基于所述去耦电容器进行调谐。
11.一种音频系统，包括：
12.根据权利要求11所述的音频系统，其中，所述调节电路包括：
13.根据权利要求12所述的音频系统，其中，所述调节电路被配置为选择所述防削波电压限制信号、所述基于功率的电压限制信号和所述基于电流的电压限制信号中的最小信号，并将所选择的最小值信号作为所述音频电压阈值信号输出到所述电压限制器。
14.根据权利要求11所述的音频系统，进一步包括：
15.根据权利要求14所述的音频系统，其中，所述去加重滤波器被配置为补偿所述放大器的供电电压输入端的电压的频率相关纹波。
16.根据权利要求11所述的音频系统，进一步包括：
17.根据权利要求16所述的音频系统，其中，所述负载测量电路包括负载电压传感器和负载电流传感器。
18.一种方法，包括：
19.根据权利要求18所述的方法，其中，所述生成操作包括生成所述防削波电压限制信号，使得所述防削波电压限制信号小于或等于所述测量的源电压信号与一加所述估计ESR除以所述测量电阻之和的比值。
20.根据权利要求18所述的方法，其中，所述更新包括更新所述估计ESR以保持所述防削波电压限制信号小于或等于所述测量的源电压信号与一加所述估计ESR除以所述测量电阻之和的比值。
21.根据权利要求18所述的方法，其中，所述基于功率的电压限制信号作为所述测量的源电压信号的第一函数被计算，并且所述基于电流的电压限制信号作为所述测量的源电压信号的第二函数被计算。
22.根据权利要求18所述的方法，其中，所述音频电压阈值信号被选择为所述防削波电压限制信号、所述基于功率的电压限制信号和所述基于电流的电压限制信号中的最小信号。
...【技术特征摘要】
1.一种电压调节电路，包括：
2.根据权利要求1所述的电压调节电路，进一步包括：
3.根据权利要求2所述的电压调节电路，其中，所述控制器被配置为基于所述最大输入电压值、所述平均输入电压值和无声电压阈值来估计源电压的当前值并生成表示电压源的估计当前值的测量电压信号。
4.根据权利要求3所述的电压调节电路，其中，所述控制器被配置为估计电压源的输出端与所述放大器的供电电压输入端之间的外部串联电阻(esr)的当前值，并生成表示所述esr的估计当前值的测量电阻值，所估计的esr的当前值基于所述最小输入电压值、所述防削波电压限制信号的前一个值、所估计的esr的前一个值以及所述音频系统的音频是否处于压缩状态。
5.根据权利要求4所述的电压调节电路，其中，所述控制器被配置为基于所述电压源的估计当前值、所述esr的估计当前值和所测量的输出电阻值来确定所述防削波电压限制信号。
6.根据权利要求5所述的电压调节电路，进一步包括：
7.根据权利要求6所述的电压调节电路，其中，所述选择器被配置为选择在所述防削波电压限制输入端处的所述防削波电压限制信号输出、在所述基于功率的电压限制输入端处的所述基于功率的电压限制信号输出和在所述基于电流的电压限制输入端处的所述基于电流的电压限制信号输出中的最小信号，并输出所选择的最小信号作为所述音频电压阈值信号。
8.根据权利要求1所述的电压调节电路，其中，所述滤波器包括去加重滤波器，所述去加重滤波器被配置为补偿电压源与外部串联电阻(esr)之间的去耦电容器，所述esr位于电压源的输出端与同所述电压限制电路相关联的放大器的供电电压输入端之间。
9.根据权利要求8所述的电压调节电路，其中，所述去加重滤波器被配置为补偿所述放大器的供电电压输入端的电压的电容纹波。
10.根据权利...
【专利技术属性】
技术研发人员：S·帕利特，
申请(专利权)人：德克萨斯仪器股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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