用于通过扬声器线圈发射射频信号的系统和方法技术方案

用于通过扬声器线圈发射射频信号的系统和方法。根据实施例，一种系统具有配置为通过并联谐振电路耦合到扬声器线圈端口的音频放大器，以及配置为以第一RF发射频率发射RF信号的射频（RF）放大器。所述扬声器线圈端口被配置为耦合到扬声器线圈，并且所述并联谐振电路具有大约为第一RF发射频率的谐振频率。

【技术实现步骤摘要】
用于通过扬声器线圈发射射频信号的系统和方法
本专利技术总体上涉及半导体电路和方法，并且更具体地涉及用于通过扬声器线圈发射射频信号的系统和方法。
技术介绍
由于其电特性与铁氧体棒形天线的电特性相似，扬声器线圈可被用作用于射频（RF）发射装置的天线，以及用于在音频频率的扩音器的机电驱动器。在例如移动电话，数字音频装置，头戴式耳机和助听器等成本敏感的便携装置中，在不占用大量额外实际空间的情况下可添加RF功能以及声学功能。例如，在移动电话内将RF功能加入到扬声器线圈可以使得近场通信能够用于金融交易或者用于在用户之间交换数据。对于助听器，RF功能的加入可允许助听器被远程控制或者编程，并且可以使得双耳助听器对能够交换数据以使用音频信号处理算法改善音频信号的方向性。在一些系统中，可以通过与扬声器线圈并联地将音频和RF功率放大器耦合来实现组合的声学和RF发射系统。虽然所述RF功率放大器可以使用AC耦合电容器来防止对音频信号的干扰，但是这种相对于音频放大器的AC耦合可呈现容性阻抗，其反射由所述RF功率放大器产生的RF信号。在一些系统中，这种反射可通过使用有损耗的高通和低通滤波器网络来被处理，所述有损耗的高通和低通滤波器网络可能对所述音频信号引起损耗和衰减。在一些情况下，这些损耗是由于在用于100kHz直到30MHz范围中的RF频率的滤波器电感器中的损耗引起的。具有非常小的形状因子的电感器（例如通常用在便携装置中的电感器）可能是特别地有损耗的。在其它系统中，RF放大器和声学放大器可通过机械继电器被耦合到扬声器线圈。
技术实现思路
根据实施例，一种系统具有音频放大器和RF放大器，所述音频放大器被配置为通过并联谐振电路耦合到扬声器线圈端口，所述RF放大器被配置为以第一RF发射频率发射RF信号。所述扬声器线圈端口被配置为耦合到扬声器线圈，并且所述并联谐振电路具有大约为所述第一RF发射频率的谐振频率。本专利技术的一个或多个实施例的细节在下面的附图和描述中被阐述。本专利技术的其它特征，主题，和优点将由该描述和附图以及由权利要求变得明显。附图说明为了对本专利技术以及其优点的更加完整的理解，现在参照下面结合附图进行的描述，在附图中：图1示出实施例系统的原理图，其中RF放大器通过磁性变压器耦合到扩音器；图2示出实施例系统的原理图，其中RF放大器通过平衡不平衡变压器（baluntransformer）耦合到扩音器；图3示出实施例系统的原理图，其中音频放大器通过具有旁路开关的谐振电路耦合到并联的扩音器；图4示出实施例系统的原理图，其中音频放大器通过可调谐并联谐振电路耦合到扩音器；并且图5示出另一实施例系统的原理图，其中音频放大器通过可调谐并联谐振电路耦合到扩音器。除非另外表明，在不同附图中的相应数字和符号一般指代相应部件。附图被绘制以清楚说明优选实施例的相关方面并且不必要按比例绘制。为了更清楚地说明特定实施例，表示相同结构、材料或者工艺步骤的变型的字母可跟随在图号之后。具体实施方式当前优选实施例的形成和使用在下面被详细地讨论。然而，应该领会到本专利技术提供了可在很多种特定情况下具体实施的许多适用的专利技术构思。被讨论的特定实施例仅仅是形成和使用本专利技术的特定方式的例证，并且不会限制本专利技术的范围。本专利技术将关于在特定情况下的实施例被描述，即使用扬声器线圈的RF发射系统。本专利技术的实施例不局限于使用扬声器线圈的系统，而且可以被应用到其它电路类型。其它电路的实例包括，但不局限于有线线路和无线通信电路，以及使用多个发射放大器和/或信号发生器的电路。在实施例中，使用可包括一个或多个CMOS开关，电感器和电容器的低损耗匹配网络将音频放大器和RF放大器耦合到扬声器线圈。在一些实施例中，所述匹配网络可以是可调节的和/或可适应于补偿在扬声器线圈附近改变RF环境和/或补偿在制造中的变化。因此，一些实施例可以利用使用耦合到可切换电容器组的电感器来实现的可调谐滤波器，所述电容器组具有由一个或者多个高功率晶体管（例如RFCMOS晶体管或其它类型的晶体管）切换的一个或者多个电容器。在一些情况下，即使功率晶体管具有差的RF隔离或者即使与高功率晶体管的电阻或者所述和电容器的电阻相比电感器具有相对大的串联电阻，高效性能也被保持。图1示出实施例声学和RF发射系统100，其包括通过变压器110的次级绕组被耦合到扬声器线圈106的音频放大器102。RF放大器104通过变压器110被进一步耦合到扬声器线圈106，使得变压器110的初级绕组被耦合到RF放大器104。在实施例中，变压器110可被实现为具有对于RF和音频信号电流两者的总和被定大小的低阻抗的电流类型变压器。变压器的匝数比可被定大小以提供在扬声器线圈106和RF功率放大器104之间的最大功率匹配。因为变压器110提供AC隔离，所以需要用于所述RF功率放大器的附加的去耦合。对于RF信号，电容器114和116提供到地的低阻抗路径。在一些实施例中，如果必要，电容器114和116可以使用耦合到变压器110的装置的现有寄生电容和/或附加的电容部件实现，以适当地使由RF放大器104产生的RF信号通过旁路。类似地，电容器108和112分别代表电压器110的初级绕组和次级绕组加上附加电容部件的寄生电容，所述附加电容部件可被用来将变压器的并联谐振频率调谐到大约为由RF放大器104产生的RF信号的发射频率。通过以并联谐振模式操作变压器110，可以使用与用于非谐振操作的那些变压器相比较小的变压器。在一些实施例中，变压器110，RF放大器104，和音频放大器102可被实现在相同的集成电路上。可替代地，这些部件或者这些部件的组合可以使用以不同方式被划分的多个集成电路和/或板级部件来实现。在实施例中，变压器110可以被配置为在低频具有0.98或者更大的耦合系数。可替代地，根据特定的系统及其规格，可以使用其它耦合系数。在一些实施例中，变压器110可以具有在变压器104的初级和次级侧之间的1：1匝数比。在一些实施例中，变压器110可以使用铁氧体芯变压器（例如，每侧使用从大约5个绕组到大约7个绕组）实现。可替代地，根据特定实施例及其规格，可以使用其它匝数比和/或其它变压器类型。RF放大器104可以被配置为以在大约100kHz和大约30MHz之间的频率发射RF信号，然而，可以使用这个范围以外的频率。例如，在其中使用13MHz发射频率的实施例中，由于变压器110的电感以及电容器108和112的组合引起的并联谐振也可被调谐到13MHz的RF频率。在一些实施例中，RF放大器104可被实现为给扬声器线圈106提供例如100mW或更低功率的单端放大器。RF放大器104可以替代地提供比100mW更高的功率和/或可以被实现为差分放大器。在实施例中，音频放大器102可以使用D类放大器实现，所述D类放大器具有例如由脉宽调制输出级（未示出）驱动的桥型输出级。在一些实施例中，低通滤波器101可被耦合在音频放大器102和变压器110之间，以便对驱动音频放大器102的脉宽调制信号的切换频率滤波。低通滤波器101可被用来例如对辐射发射滤波，以便符合各种政府委员会要求。可替代地，可以省略低通滤波器101。图2示出根据本专利技术的另一实施例的系统120。系统120与图1中所示的系统100相似，除了将RF放大器104本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种系统，包括：音频放大器，其被配置成通过并联谐振电路耦合到扬声器线圈端口，所述并联谐振电路具有大约为第一射频（RF）发射频率的谐振频率，其中所述扬声器线圈端口被配置成耦合到扬声器线圈；和RF放大器，其被配置成以第一RF发射频率发射RF信号。

【技术特征摘要】
2012.09.07 US 13/607,3821.一种用于发射射频RF信号的系统，包括：音频放大器，其被配置成通过并联谐振电路耦合到扬声器线圈端口，所述并联谐振电路具有大约为第一RF发射频率的谐振频率，其中所述扬声器线圈端口被配置成耦合到扬声器线圈；和RF放大器，其被配置成以所述第一RF发射频率发射所述RF信号。2.按照权利要求1所述的系统，进一步包括扬声器线圈。3.按照权利要求1所述的系统，其中：所述并联谐振电路包括与音频放大器和扬声器线圈端口串联耦合的第一变压器；以及所述RF放大器通过所述第一变压器被耦合到所述扬声器线圈端口。4.按照权利要求3所述的系统，其中所述第一变压器包括：耦合在音频放大器和扬声器线圈端口之间的第一绕组；和耦合到所述RF放大器的第二绕组。5.按照权利要求3所述的系统，其中所述第一变压器包括平衡-不平衡变换器，所述平衡-不平衡变换器具有耦合在所述音频放大器和所述扬声器线圈端口之间的第一端口和耦合到RF放大器的第二端口。6.按照权利要求5所述的系统，其中所述平衡-不平衡变换器包括Guanella平衡-不平衡变换器。7.按照权利要求1所述的系统，其中所述RF放大器与所述扬声器线圈端口并联地耦合。8.按照权利要求7所述的系统，其中所述RF放大器通过耦合电容器耦合到所述扬声器线圈端口。9.按照权利要求7所述的系统，进一步包括与并联谐振电路并联耦合的旁路开关，当音频放大器有效时，所述旁路开关被配置为是闭合的，并且当所述音频放大器无效时，所述旁路开关被配置为是打开的。10.按照权利要求9所述的系统，其中：所述并联谐振电路包括与所述旁路开关串联耦合的电感器；并且所述旁路开关的寄生电容提供所述并联谐振电路的电容的至少一部分。11.按照权利要求9所述的系统，其中所述旁路开关包括MOS晶体管。12.按照权利要求11所述的系统，进一步包括与MOS晶体管的栅极串联耦合的电阻器。13.按照权利要求7所述的系统，其中所述并联谐振电路的谐振频率是可调谐的。14.一种电路，包括：音频放大器，其被配置为通过与所述音频放大器串联耦合的变压器的输出端口被耦合到扬声器线圈端口，其中所述扬声器线圈端口被配置成耦合到扬声器线圈；和RF放大器，其被配置成发射耦合到所述变压器的输入端口的RF信号。15.按照权...

【专利技术属性】
技术研发人员：W巴卡尔斯基，N伊尔科夫，
申请(专利权)人：英飞凌科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE