用于感测放大器负载电流的系统和方法技术方案

本发明专利技术提出了一种用于感测从放大器流入放大器的负载的负载电流的系统和方法，包括：获取放大器的内部阻抗上的电压降；以及使用内部阻抗和内部阻抗上的电压降计算负载电流。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术的实施例总地涉及电子系统，更具体而言涉及。
技术介绍
从放大器流入放大器的负载的负载电流向负载提供功率。经常需要感测负载电流以保护放大器和负载。此外，负载电流的感测值可用于表征、预测和控制负载的行为。传统的负载电流感测技术包括设置与负载串联的附加分路电阻器(shunt resistor)，并测量分路电阻器上的电压降。分路电阻器上的电压降与负载电流成正比，与分路电阻器的电阻值成反比。然而，添加附加分路电阻器增加了用于感测负载电流的组件成本。除了组件成本增加以外，分路电阻器一般还具有低电阻以便不对放大器和负载造成影响，因此通过放大器和负载发送的信号不受分路电阻器影响。此外，为了使用分路电阻器的电阻值计算负载电流，分路电阻器通常必须维持恒定的电阻值，即使环境温度可能改变也是如此。处理具有低电阻值的温度不敏感(temperature insensitive)分路电阻器需要特别小心费力，从而很难感测负载电流。因此，需要一种用于感测放大器负载电流而不使用分路电阻器的系统和方法。
技术实现思路
一种感测从放大器流入放大器的负载的负载电流的系统和方法包括获取放大器的内部阻抗上的电压降，并使用内部阻抗和内部阻抗上的电压降计算负载电流。与包括设置与负载串联的附加分路电阻器并测量分路电阻器上的电压降的传统负载电流感测技术相比，使用放大器的内部阻抗和内部阻抗上的电压降来计算负载电流不需要附加分路电阻器。去掉附加分路电阻器实现了简单经济地感测从放大器流入放大器的负载的负载电流。在实施例中，一种用于感测从放大器流入放大器的负载的负载电流的方法包括 获取放大器的内部阻抗上的电压降；以及使用内部阻抗和内部阻抗上的电压降计算负载电流。在实施例中，一种用于感测从放大器流入放大器的负载的负载电流的系统包括电压获取单元和计算单元。电压获取单元配置为获取放大器的内部阻抗上的电压降。计算单元配置为使用内部阻抗和内部阻抗上的电压降计算负载电流。在实施例中，用于感测从放大器流入放大器的负载的负载电流的系统包括数字信号源、数模转换器、模数转换器和数字信号处理模块。数字信号源配置为生成数字输入电压。数模转换器配置为将数字输入电压转为为模拟输入电压，其中模拟输入电压被施加到放大器以生成模拟输出电压。模数转换器配置为将模拟输出电压转换为数字输出电压。数字信号处理模块配置为将数字输入电压乘以放大器的增益因子以产生电压乘积，计算数字输出电压与电压乘积之间的电压差作为放大器的内部阻抗上的电压降，以及使用内部阻抗上的电压降和内部阻抗计算负载电流。附图说明结合以示例的形式描述本专利技术原理的附图，通过以下详细描述将清楚本专利技术实施例的其他方面和优点。图1是根据本专利技术实施例用于感测从放大器流入放大器的负载的负载电流的系统的示意性框图。图2示出了具有数字信号处理(DSP)组件的图1的系统的实施例。图3A和;3B示出了两个不同示例性扬声器的阻抗曲线。图4是用于感测从放大器流入放大器的负载的负载电流的方法的处理流程图。整个说明书中，相似的附图标记可以用于标识相似的部分。具体实施例方式图1是根据本专利技术实施例用于感测从放大器102流入放大器的负载104的负载电流的系统100的示意性框图。放大器可以直接电耦合到放大器的负载。放大器的负载是由负载电流供电的电器件。例如，放大器的负载是扬声器。如图1所示，系统包括电压获取单元106和计算单元108。虽然在图1的实施例中，电压获取单元与计算单元相分离，但是在其他实施例中，电压获取单元可以与计算单元集成在一起。在图1的实施例中，电压获取单元106耦合到放大器102的输入端子110和输出端子112。放大器具有内部阻抗114，也称为放大器的输出阻抗。在图1的实施例中，内部阻抗是放大器的内部电阻抗。放大器的内部阻抗可以是依赖于频率的。换言之，放大器的内部阻抗可以依赖于内部阻抗的工作频率。或者，放大器的内部阻抗可以独立于内部阻抗的工作频率。例如，内部阻抗可以是电阻。在此情况下，放大器的内部阻抗由独立于频率的电阻表示。电压获取单元配置为获取放大器的内部阻抗上的电压降。计算单元108耦合到电压获取单元106。计算单元配置为使用内部阻抗114和放大器的内部阻抗上的电压降计算负载电流。例如，计算单元使用内部阻抗模型和放大器的内部阻抗上的电压降计算负载电流，其中内部阻抗模型与放大器102的工作频率有关。内部阻抗上的电压降是由负载电流造成的。在时域中，内部阻抗上的电压降、负载电流和放大器的内部阻抗可以表示为V = I*Z，(1)其中V表示放大器的内部阻抗上的电压降，I表示负载电流，*表示卷积运算符，Z 表示放大器的内部阻抗。V、I和Z可以是连续时间表达式或离散时间表达式。例如，内部阻抗Z可以由频域传递函数ζ(ω)、或时域脉冲响应z(t)、或离散时间等效量Z来表征。电压获取单元106还可以配置为在放大器102的输入端子110处测量放大器的输入电压，在放大器102的输出端子112处测量放大器的输出电压，将输入电压乘以放大器的增益因子以产生电压乘积，以及计算输出电压和电压乘积之间的电压差作为内部阻抗 114上的电压降。在时域中，负载电流、内部阻抗、内部阻抗上的电压降、输入电压、输出电压和增益因子可以表示为V = VinXG-Vout = I*Z，(2) 其中V表示内部阻抗上的电压降，Vin表示输入电压，X表示乘法运算符，G表示增5益因子，-表示减法运算符，Vout表示输出电压，I表示负载电流，*表示卷积运算符，Z表示内部阻抗。v、vin、v。ut、z和I可以是连续时间表达式或离散时间表达式。在实施例中，计算单元108还配置为在校准阶段获取放大器102的内部阻抗114 的值，或者从放大器放大器102的制造商处获取与放大器的工作频率有关的内部阻抗模型。在图1的实施例中，计算单元包括可选的存储器116，可选的存储器116配置为存储放大器的内部阻抗值和负载电流值。存储的负载电流可用于表征、预测和控制负载104的行为。可以感测负载电流，而不设置与负载104串联的分路电阻器并测量分路电阻器上的电压降。例如，图1的实施例中的系统100不包括与负载串联的分路电阻器。在图1的实施例中，通过获取放大器102的内部阻抗114上的电压降并使用内部阻抗和内部阻抗上的电压降计算负载电流，来感测负载电流。与包括设置与负载串联的附加分路电阻器并测量分路电阻器上的电压降的传统负载电流感测技术相比，获取放大器的内部阻抗上的电压降并使用内部阻抗和内部阻抗上的电压降计算负载电流使得不需要附加分路电阻器。添加与负载串联的附加分路电阻器增加了用于感测负载电流的组件成本。通过去掉附加分路电阻器，降低了用于感测负载电流的组件成本。此外，附加分路电阻器一般是温度不敏感的并且一般具有低电阻值。处理具有低电阻值的温度不敏感分路电阻器需要特别小心费力，这增加了感测负载电流的难度。通过去掉附加分路电阻器，可以不必特别小心费力地处理具有低电阻值的温度不敏感分路电阻器，降低了感测负载电流的难度。在一些实施例中，放大器102的内部阻抗114是独立于频率的电阻。计算单元108 可能不知道放大器的电阻，或者计算单元对放大器的电阻的了解可能不够精确。在此情况下，图1的系统100只能计算与负载电流成正比的信号。虽然不能计算本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种用于感测从放大器流入放大器的负载的负载电流的方法，该方法包括：获取放大器的内部阻抗上的电压降；以及使用内部阻抗和内部阻抗上的电压降计算负载电流。

【技术特征摘要】
...

【专利技术属性】
技术研发人员：泰穆金·高塔马，
申请(专利权)人：NXP股份有限公司，
类型：发明
国别省市：NL