用于檢測耦合至音頻設備的換能器設備的負載阻抗的系統及方法技術方案

根據本公開的系統及方法，一種音頻設備可包括電氣端子、音頻電路和換能器負載檢測電路。電氣端子可將換能器設備耦合至音頻設備。音頻電路可生成模擬音頻信號，其中模擬音頻信號耦合至電氣端子。當換能器設備耦合至音頻設備時，換能器負載檢測電路可根據電氣端子處測量的特性來檢測換能器設備的負載阻抗。

【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】相關申請本公開主張2013年9月25日提交的美國非臨時專利申請序列號14/036682的優先權，美國非臨時專利申請14/036682為2013年9月25日提交的美國非臨時專利申請序列號14/036136的接續案，美國非臨時專利申請14/036136主張2013年9月16日提交的美國臨時專利申請序列號61/878138的優先權，以上三個申請以引用方式全部并入本文中。本公開主張2013年9月19日提交的美國非臨時專利申請序列號14/031287的優先權，美國非臨時專利申請14/031287主張2013年9月16日提交的美國臨時專利申請序列號61/878138的優先權，以上兩個申請以引用方式全部并入本文中。
本公開大體上涉及個人音頻設備(諸如無線電話和媒體播放器)的電路，更具體地，涉及檢測耦合至音頻設備的換能器設備(諸如耳麥或揚聲器)的負載阻抗的系統及方法。
技術介紹
個人音頻設備，包括無線電話(諸如移動式電話/蜂窩式電話)、無繩電話、mp3播放器以及其他消費類音頻設備，被普遍地使用。這種個人音頻設備可包括用于驅動一對頭戴式耳機或一個或更多個揚聲器的電路。這種電路通常包括功率放大器，用于將音頻輸出信號驅動至頭戴式耳機或揚聲器，并且功率放大器往往可能是個人音頻設備中的主要功率消耗者，因此，可能對個人音頻設備的電池壽命影響最大。在具有輸出級線性功率放大器的設備中，因為橫跨有源輸出晶體管的電壓降加上輸出電壓等于恒定電源軌道電壓，所以在低信號電平輸出期間浪費功率。因此，放大器拓撲結構(諸如G類和H類)對于減少橫跨(多個)輸出晶體管的電壓降以及從而減少被(多個)輸出晶體管浪費的功耗是可取的。為了向這種功率放大器提供可變電源電壓，可使用電荷泵電源，諸如在美國專利申請序列號11/610,496(“’496申請”)中公開的電荷泵電源，其中在電路輸出處的信號電平的指示被用來控制電源電壓。通常，只要在音頻源中存在低信號電平周期，上述拓撲結構就可提高音頻放大器的效率。通常在這種拓撲結構中，多個閾值定義與輸出信號電平相關的電荷泵電源的工作模式，其中不同電源電壓由電荷泵電源在每個模式下生成。在傳統方法中，為功率放大器的最壞情況設定各種閾值(例如，負載阻抗，工藝，溫度等)，使得在每個模式下，電源電壓足以提供足夠電壓裕度，以防止對由功率放大器生成的輸出信號進行削波。然而，因為在這種方法中假定最壞情況，所以當不存在最壞情況(例如，負載阻抗與最壞情況負載阻抗不同)時，由電荷泵電源在一些模式下提供的電源電壓可能比提供足夠電壓裕度所需的電壓高得多，從而導致功率效率低。因此，檢測負載阻抗的值，使得檢測值可被用來控制電荷泵電源，這將是可取的，該電荷泵電源向消費類音頻設備的音頻功率放大器電路供電，其中音頻輸出級的效率得到提高。除了控制電荷泵電源，檢測負載阻抗的值還可提供其他優點。
技術實現思路
根據本公開的教示，可以減少或消除與用來驅動音頻輸出信號的現有方法相關聯的缺點和問題。根據本公開的實施例，一種方法可包括通過音頻電路，生成換能器設備的收聽者基本上聽不到的測試模擬音頻信號，該音頻電路被構造為生成回放給耦合至電氣端子的換能器設備的收聽者的模擬音頻信號，該電氣端子用于將換能器設備耦合至音頻電路。該方法還可包括將測試阻抗耦合至電氣端子，使得當換能器設備耦合至電氣端子時，負載阻抗耦合至測試阻抗。該方法還可包括響應于測試模擬音頻信號，測量與測試阻抗相關聯的電壓或電流。該方法還可包括基于該電壓或該電流，確定負載阻抗的值。根據本公開的這些和其他實施例，一種裝置可包括音頻電路和換能器負載檢測電路。音頻電路可被構造為耦合至電氣端子，該電氣端子用于將具有負載阻抗的換能器設備耦合至音頻電路，生成回放給換能器設備的收聽者的模擬音頻信號，并生成換能器設備的收聽者基本上聽不到的測試模擬音頻信號。換能器負載檢測電路可被構造為將測試阻抗耦合至電氣端子，使得當換能器設備耦合至電氣端子時，負載阻抗耦合至測試阻抗，響應于測試模擬音頻信號，測量與測試阻抗相關聯的電壓或電流，并基于該電壓或該電流，確定負載阻抗的值。根據本公開的這些和其他實施例，一種方法可包括通過音頻電路，生成換能器設備的收聽者基本上聽不到的測試模擬音頻信號，該音頻電路被構造為生成回放給具有負載阻抗且耦合至電氣端子的換能器設備的收聽者的模擬音頻信號，該電氣端子用于將換能器設備耦合至音頻電路。該方法還可包括響應于測試模擬音頻信號，執行表示基準電流的第一信號與表示傳送給負載阻抗的電流的第二信號的比較，以檢測負載阻抗。該方法還可包括基于比較，確定負載阻抗的值。根據本公開的這些和其他實施例，一種裝置可包括音頻電路和換能器負載檢測電路。音頻電路可被構造為耦合至電氣端子，該電氣端子用于將具有負載阻抗的換能器設備耦合至音頻電路，生成回放給換能器設備的收聽者的模擬音頻信號，并生成換能器設備的收聽者基本上聽不到的測試模擬音頻信號。換能器負載檢測電路可被構造為響應于測試模擬音頻信號，執行表示基準電流的第一信號與表示傳送給負載阻抗的電流的第二信號的比較，以檢測負載阻抗，并基于比較，確定負載阻抗的值。根據本公開的這些和其他實施例，一種方法可包括通過功率放大器，根據功率放大器的預驅動器信號向音頻輸出生成模擬音頻信號，其中功率放大器包括電源輸入，該電源輸入被構造為接收電源電壓，并且音頻輸出被構造為耦合至電氣端子，該電氣端子用于將換能器設備耦合至音頻輸出。該方法還可包括執行表示預驅動器信號的第一信號與表示電源電壓的第二信號的比較。該方法還可包括基于比較，確定負載阻抗的值。根據本公開的這些和其他實施例，一種裝置可包括音頻電路和換能器負載檢測電路。音頻電路可包括功率放大器，該功率放大器具有被構造為接收預驅動器信號的音頻輸入、被構造為耦合至電氣端子的音頻輸出以及被構造為接收電源電壓的電源輸入，該電氣端子用于將換能器設備耦合至音頻電路，其中功率放大器被構造為根據預驅動器信號向音頻輸出生成模擬音頻信號。換能器負載檢測電路可被構造為執行表示預驅動器信號的第一信號與表示電源電壓的第二信號的比較，并基于比較，確定負載阻抗的值。根據本公開的這些和其他實施例，一種方法可包括通過功率放大器，根據功率放大器的預驅動器信號向音頻輸出生成模擬音頻信號，其中功率放大器包括電源輸入，該電源輸入被構造為接收電源電壓，并且音頻輸出被構造為耦合至電氣端子，該電氣端子用于將換能器設備耦合至音頻輸出。該方法還可包括執行表示至少一個驅動器設備的電流乘以可編程阻抗的第一信號與表示模擬音頻信號的第二信號的比較。該方法還可包括基于比較，確定負載阻抗的值。根據本公開的這些和其他實施例，一種裝置可包括音頻電路和換能器負載檢測電路。音頻電路可包括功率放大器，該功率放大器具有被構造為接收預驅動器信號的音頻輸入、被構造為耦合至電氣端子的音頻輸出以及被構造為接收電源電壓的電源輸入，該電氣端子用于將換能器設備耦合至音頻電路，其中功率放大器被構造為根據預驅動器信號向音頻輸出生成模擬音頻信號。換能器負載檢測電路可被構造為執行表示至少一個驅動器設備的電流乘以可編程阻抗的第一信號與表示模擬音頻信號的第二信號的比較，并基于比較，確定負載阻抗的值。根據本公開的這些和其他實施例，一種方法可包括從電荷本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種方法，該方法包括：通過功率放大器，根據所述功率放大器的預驅動器信號向音頻輸出生成模擬音頻信號，其中所述功率放大器包括電源輸入，該電源輸入被構造為接收電源電壓，并且所述音頻輸出被構造為耦合至電氣端子，該電氣端子用于將換能器設備耦合至所述音頻輸出；執行表示所述預驅動器信號的第一信號與表示所述電源電壓的第二信號的比較；并且基于所述比較，確定負載阻抗的值。

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】2013.09.16 US 61/878,138;2013.09.19 US 14/031,287;1.一種方法，該方法包括：通過功率放大器，根據所述功率放大器的預驅動器信號向音頻輸出生成模擬音頻信號，其中所述功率放大器包括電源輸入，該電源輸入被構造為接收電源電壓，并且所述音頻輸出被構造為耦合至電氣端子，該電氣端子用于將換能器設備耦合至所述音頻輸出；執行表示所述預驅動器信號的第一信號與表示所述電源電壓的第二信號的比較；并且基于所述比較，確定負載阻抗的值。2.根據權利要求1所述的方法，該方法還包括：從電荷泵電源向所述功率放大器的電源輸入提供電源電壓，其中所述電荷泵電源具有選擇輸入，用于選擇所述電源的工作模式，使得在第一工作模式下，所述電源電壓等于第一電壓，并且使得在第二工作模式下，所述電源電壓等于所述第一電壓的一小部分；并且基于所述負載阻抗，選擇所述電荷泵電源的所述工作模式。3.根據權利要求1所述的方法，該方法還包括基于所述負載阻抗，設定所述功率放大器的可變補償電容器的電容。4.根據權利要求1所述的方法，該方法還包括基于所述負載阻抗，配置所述功率放大器的靜態功率分布。5.根據權利要求1所述的方法，其中所述換能器設備為耳麥，且所述負載阻抗表示耦合至所述電氣端子的耳麥類型。6.一種裝置，該裝置包括：音頻電路，該音頻電路包括：功率放大器，該功率放大器具有被構造為接收預驅動器信號的音頻輸入，音頻輸出，該音頻輸出被構造為耦合至電氣端子，該電氣端子用于將換能器設備耦合至所述音頻電路，以及，電源輸入，該電源輸入被構造為接收電源電壓，；其中所述功率放大器被構造為根據所述預驅動器信號向所述音頻輸出生成模擬音頻信號；和換能器負載檢測電路，該換能器負載檢測電路被構造為：執行表示所述預驅動器信號的第一信號與表示所述電源電壓的第二信號的比較；并且基于所述比較，確定負載阻抗的值。7.根據權利要求6所述的裝置，其中所述音頻電路還包括：電荷泵電源，該電荷泵電源被構造為向所述電源輸入提供電源電壓，其中所述電荷泵電源具有選擇輸入，用于選擇所述電源的工作模式，使得在第一工作模式下，所述電源電壓等于第一電壓，并且使得在第二工作模式下，所述電源電壓等于所述第一電壓的一小部分；和控制電路，該控制電路被構造為基于所述負載阻抗的值，選擇所述電荷泵電源的工作模式。8.根據權利要求6所述的裝置，其中所述功率放大器還包括可變補償電容器，并且所述可變補償電容器的電容基于所述負載阻抗而設定。9.根據權利要求6所述的裝置，其中所述功率放大器具有基于所述負載阻抗的靜態功率分布。10.根據權利要求6所述的裝置，其中所述換能器設備為耳麥，且所述負載阻抗表示耦合至所述電氣端子的耳麥類型。11.根據權利要求6所述的裝置，該裝置還包括所述電氣端子，并且其中所述裝置為個人音頻設備。12.一種方法，該方法包括：通過功率放大器，根據所述功率放大器的預驅動器信號向音頻輸出生成模擬音頻信號，其中所述功率放大器包括電源輸入，該電源輸入被構造為接收電源電壓，并且所述音頻輸出被構造為耦合至電氣端子，該電氣端子用于將換能器設備耦合至所述音頻輸出；執行表示所述至少一個驅動器設備的電流乘以可編程阻抗的第一信號與表示所述模擬音頻信號的第二信號的比較；并且基于所述比較，確定負載阻抗的值。13.根據權利要求12所述的方法，該方法還包括：在多個阻抗值之內按順序修改可編程阻抗；對于所述多個阻抗值中的每個阻抗值，執行表示所述至少一個驅動器設備的電流乘以所述阻抗值的第一信號與表示所述模擬音頻信號的第二信號的比較，以檢測所述負載阻抗；并基于所述比較中的至少一個比較，確定所述負載阻抗的值。14.根據權利要求12所述的方法，所述音頻電路還包括：從電荷泵電源向所述功率放大器的電源輸入提供電源電壓，其中所述電荷泵電源具有選擇輸入，用于選擇所述電源的工作模式，使得在第一工作模式下，所述電源電壓等于第一電壓，并且使得在第二工作模式下，所述電源電壓等于所述第一電壓的一小部分；并且基于所述負載阻抗，選擇所述電荷泵電源的工作模式。15.根據權利要求12所述的方法，該方法還包括基于所述負載阻抗，設定所述功率放大器的可變補償電容器的電容。16.根據權利要求12所述的方法，該方法還包括基于所述負載阻抗，配置所述功率放大器的靜態功率分布。17.根據權利要求12所述的方法，其中所述換能器設備為耳麥，且所述負載阻抗表示耦合至所述電氣端子的耳麥類型。18.一種裝置，該裝置包括：音頻電路，該音頻電路包括：功率放大器，該功率放大器具有被構造為接收預驅動器信號的音頻輸入，音頻輸出，該音頻輸出被構造為耦合至電氣端子，該電氣端子用于將換能器設備耦合至所述音頻電路，以及，電源輸入，該電源輸入被構造為接收電源電壓，；其中所述功率放大...

【專利技術屬性】
技術研發人員：阿南德·易蘭革，丹尼爾·約翰·艾倫，維維克·金達爾，阿尼魯達·薩托斯卡，B·K·桑德里，
申請(專利權)人：美國思睿邏輯有限公司，
類型：發明
國別省市：美國;US