本發(fā)明涉及音頻數(shù)模轉(zhuǎn)換電路技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種內(nèi)置電荷泵音頻數(shù)模轉(zhuǎn)換電路中的直流偏置轉(zhuǎn)換方法及裝置。

背景技術(shù)：

在音頻數(shù)模轉(zhuǎn)換電路(DAC)中，不同部位的電路工作在不同的電壓區(qū)域，部分模擬電路工作在0伏和電源電壓之間，而通常在內(nèi)置電荷泵的設(shè)計(jì)中，輸出電路部分通常需要工作在正負(fù)電源電壓之間(以地電位0伏為中心)，這通常需要偏置轉(zhuǎn)換電路的設(shè)計(jì)來完成一個(gè)偏置電位轉(zhuǎn)換成另外一個(gè)偏置電位(通常會(huì)是地電位)。如果電位轉(zhuǎn)換不精準(zhǔn)，則音頻數(shù)模轉(zhuǎn)換電路最終輸出的信號就不能保證在0伏電壓的基礎(chǔ)上，從而導(dǎo)致應(yīng)用中因?yàn)橹绷髌疃鹨纛l爆破音，此外直流偏差也會(huì)帶來額外的功率消耗。

在現(xiàn)有的音頻數(shù)模轉(zhuǎn)換電路中，若其輸出是有直流量的，則一般串接一個(gè)耦合電容來阻斷直流，但是系統(tǒng)中的直流分量在后級放大電路中還是會(huì)隨著增益的變化而變化，導(dǎo)致增益變化的時(shí)候因?yàn)橹绷髁康淖兓瘯?huì)出現(xiàn)爆破音；而且在集成電路芯片設(shè)計(jì)中由于成本原因無法使用串接耦合電容這一方法。

如果在數(shù)模轉(zhuǎn)換電路本身已經(jīng)有直流消除電路，那么輸出就可以直接驅(qū)動(dòng)后面的音頻播放設(shè)備，不需要外接大電容；但是如果這個(gè)直流偏差沒有得到校準(zhǔn)，或者當(dāng)直流偏差太大時(shí)可能損壞某些音頻設(shè)備，直流偏差不足夠小時(shí)則會(huì)產(chǎn)生音頻爆破音。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供一種內(nèi)置電荷泵音頻數(shù)模轉(zhuǎn)換電路的直流偏置轉(zhuǎn)換方法及裝置，通過一個(gè)負(fù)反饋的系統(tǒng)，先內(nèi)部檢測判斷音頻數(shù)模轉(zhuǎn)換電路的輸出直流情況，再選擇合適的補(bǔ)償直流量對偏置電路進(jìn)行補(bǔ)償，從而消除內(nèi)置電荷泵音頻數(shù)模轉(zhuǎn)換電路的輸出直流量。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提出如下技術(shù)方案：一種內(nèi)置電荷泵音頻數(shù)模轉(zhuǎn)換電路的直流偏置轉(zhuǎn)換方法，包括：

a)根據(jù)所述音頻數(shù)模轉(zhuǎn)換電路反饋的輸出電平，通過直流檢測電路檢測所述電路的直流電壓偏置方向；

b)根據(jù)所述直流電壓偏置方向，對直流補(bǔ)償電路進(jìn)行調(diào)整，選擇相應(yīng)的直流補(bǔ)償量對所述音頻數(shù)模轉(zhuǎn)換電路進(jìn)行直流補(bǔ)償，當(dāng)檢測到所述直流電壓偏置方向發(fā)生往復(fù)變化時(shí)，則補(bǔ)償?shù)轿弧?/p>

優(yōu)選地，所述步驟a)，所述直流檢測電路通過比較所述輸出電平與地電位之間的電壓差來判斷所述直流電壓偏置方向。

優(yōu)選地，根據(jù)所述電壓差的正、負(fù)對應(yīng)判斷出所述直流電壓偏置方向?yàn)檎较蜻€是負(fù)方向，從而相應(yīng)調(diào)整所述直流補(bǔ)償電路的直流補(bǔ)償量增加或減小。

優(yōu)選地，所述直流補(bǔ)償電路是一個(gè)正負(fù)工作電壓可調(diào)的產(chǎn)生精確補(bǔ)償電壓的電路，通過調(diào)整正工作電壓或者負(fù)工作電壓，可以按比例精確調(diào)整補(bǔ)償電壓。當(dāng)檢測到輸出的直流電壓偏置為正方向時(shí)，通過反饋?zhàn)詣?dòng)控制直流補(bǔ)償電路的正工作電壓增大或者負(fù)工作電壓減小，以此精確降低補(bǔ)償電壓的值，最終降低輸出的正偏差直到補(bǔ)償過頭變成負(fù)偏差；同樣的，當(dāng)檢測到輸出的直流電壓偏置為負(fù)方向時(shí)，通過反饋?zhàn)詣?dòng)控制直流補(bǔ)償電路的正工作電壓減小或者負(fù)工作電壓增大，以此精確提高補(bǔ)償電壓的值，最終降低輸出的負(fù)偏差直到補(bǔ)償過頭變成正偏差，補(bǔ)償過頭為調(diào)整到位的標(biāo)志信號。

優(yōu)選地，當(dāng)直流補(bǔ)償?shù)姆答伓啻卧谡?fù)方向翻轉(zhuǎn)，直流電壓偏置接近為零了，根據(jù)所述直流檢測電路中比較器精度無法直接判斷直流電壓偏置的方向時(shí)，則通過進(jìn)一步分析所述比較器的翻轉(zhuǎn)情況來判斷所述電路的直流電壓偏置方向。

優(yōu)選地，當(dāng)直流補(bǔ)償?shù)姆答伓啻卧谡?fù)方向翻轉(zhuǎn)，直流電壓偏置接近為零了，會(huì)使比較器翻轉(zhuǎn)，從而會(huì)產(chǎn)生較大瞬態(tài)電流，通過波形整形器過濾這部分不確定信息，從而依據(jù)比較器的實(shí)際翻轉(zhuǎn)情況來判斷電路實(shí)際直流偏置的最小幅度。

本發(fā)明還揭示了一種內(nèi)置電荷泵音頻數(shù)模轉(zhuǎn)換電路的直流偏置轉(zhuǎn)換裝置，所述裝置包括：

直流檢測電路，其輸入端接入所述音頻數(shù)模轉(zhuǎn)換電路的輸出電平，用于根據(jù)所述輸出電平，檢測所述電路的直流電壓偏置方向；

直流補(bǔ)償電路，其輸入端與所述直流檢測電路相連，輸出端與所述音頻數(shù)模轉(zhuǎn)換電路的輸出端相連，用于根據(jù)所述直流電壓偏置方向，選擇相應(yīng)的直流補(bǔ)償量對所述音頻數(shù)模轉(zhuǎn)換電路的輸出電平進(jìn)行直流補(bǔ)償。

優(yōu)選地，所述直流檢測電路通過檢測所述輸出電平與地電位之間的電壓差來判斷音頻數(shù)模轉(zhuǎn)換電路的所述直流電壓偏置方向。

優(yōu)選地，所述直流檢測電路包括依次相連的比較器，波形整形器，采樣電路和累加器，所述比較器的輸入端接入地電平和所述音頻數(shù)模轉(zhuǎn)換電路的輸出電平，所述波形整形器用于過濾因比較器翻轉(zhuǎn)產(chǎn)生的瞬態(tài)波紋，所述累加器輸出表示直流量是正的還是負(fù)的直流標(biāo)志。

優(yōu)選地，所述裝置還包括翻轉(zhuǎn)分析電路，用于當(dāng)直流補(bǔ)償?shù)姆答伓啻卧谡?fù)方向翻轉(zhuǎn)，直流電壓偏置接近為零時(shí)，通過分析所述比較器的翻轉(zhuǎn)情況從而判斷所述電路的直流電壓偏置方向。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)檢測音頻數(shù)模轉(zhuǎn)換電路的輸出直流并且通過自身負(fù)反饋補(bǔ)償直流達(dá)到消除直流的效果。同時(shí)通過分析檢測電路比較器的輸出波形和算法處理，在比較器自身精度受限的情況下解決了直流檢測精度的問題。

附圖說明

圖1是本發(fā)明內(nèi)置電荷泵音頻數(shù)模轉(zhuǎn)換電路的直流偏置轉(zhuǎn)換裝置的模塊示意圖；

圖2是本發(fā)明直流檢測電路的模塊示意圖。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明的附圖，對本發(fā)明實(shí)施例的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整的描述。

本發(fā)明所揭示的內(nèi)置電荷泵音頻數(shù)模轉(zhuǎn)換電路的直流偏置轉(zhuǎn)換方法及裝置，用于消除內(nèi)置電荷泵音頻數(shù)模轉(zhuǎn)換電路的輸出直流量，實(shí)現(xiàn)在任何環(huán)境下數(shù)模轉(zhuǎn)換電路的輸出都是工作在正負(fù)電源電壓之間。

如圖1所示，所述內(nèi)置電荷泵音頻數(shù)模轉(zhuǎn)換電路的直流偏置轉(zhuǎn)換裝置，包括音頻數(shù)模轉(zhuǎn)換電路(DAC)、輸出驅(qū)動(dòng)電路、直流檢測電路和直流補(bǔ)償電路，音頻數(shù)模轉(zhuǎn)換電路接收音頻信號并將其進(jìn)行數(shù)模轉(zhuǎn)換后發(fā)送給輸出驅(qū)動(dòng)電路；輸出驅(qū)動(dòng)電路由內(nèi)置電荷泵供電，輸出正負(fù)電平，當(dāng)輸出的中間電平(即正負(fù)電平中間的電平)同地電平相同的時(shí)候，音頻數(shù)模轉(zhuǎn)換電路輸出就沒有了直流量，當(dāng)兩者出現(xiàn)電壓差的時(shí)候就要通過直流補(bǔ)償電路和算法來消除。本發(fā)明直流補(bǔ)償?shù)年P(guān)鍵是正確檢測直流量和選擇一個(gè)合適的補(bǔ)償電壓。其中，補(bǔ)償直流量的選擇通過一個(gè)負(fù)反饋的系統(tǒng)完成，這個(gè)反饋系統(tǒng)可以是線性的，也可以是分段線性的。

輸出驅(qū)動(dòng)電路的輸出端與直流檢測電路的輸入端相連，用于將輸出驅(qū)動(dòng)電路的輸出電平反饋給直流檢測電路，直流檢測電路通過判斷數(shù)模轉(zhuǎn)換電路輸出的電壓相對地電位來說是正的還是負(fù)的偏差，從來判斷補(bǔ)償?shù)姆燃耙纛l數(shù)模轉(zhuǎn)換電路的直流電壓偏置方向。

結(jié)合圖2所示，直流檢測電路包括依次相連的比較器，波形整形器，采樣電路和累加器，比較器接收地電平和輸出驅(qū)動(dòng)電路反饋過來的輸出電壓，最后由累加器輸出表示直流量是正的還是負(fù)的直流標(biāo)志。

具體地，比較器將地電平和輸出驅(qū)動(dòng)電路反饋過來的輸出電壓進(jìn)行比較，判斷數(shù)模轉(zhuǎn)換電路的直流電壓偏置方向及補(bǔ)償幅度，以作為直流補(bǔ)償電路選擇直流補(bǔ)償量的依據(jù)。當(dāng)輸出電壓存在一個(gè)正的直流量，則判斷出相應(yīng)的直流電壓偏置方向?yàn)檎较?，反之，則為負(fù)方向。

當(dāng)輸出電平和地電平之間的電壓差很大的時(shí)候，即比較器的輸出是穩(wěn)定的高電平或者低電平，則后面的處理電路(即波形整形器、采樣電路、累加器)會(huì)直接輸出比較器的輸出結(jié)果。

所述內(nèi)置電荷泵音頻數(shù)模轉(zhuǎn)換電路的直流偏置轉(zhuǎn)換裝置還包括翻轉(zhuǎn)分析電路，當(dāng)兩者電壓差很小的時(shí)候(即輸出電平非常接近地電平的時(shí)候)，或者是接近比較器本身精度時(shí)，此時(shí)直流補(bǔ)償?shù)姆答伓啻卧谡?fù)方向翻轉(zhuǎn)，且直流電壓偏差接近為零了，因?yàn)楸容^器本身的精度限制，根據(jù)直流檢測電路中比較器精度無法直接判斷直流電壓偏置的方向，在不增加設(shè)計(jì)復(fù)雜度和設(shè)計(jì)面積的前提下提高比較結(jié)果的精度，這個(gè)時(shí)候還需通過翻轉(zhuǎn)分析電路對比較器輸出的翻轉(zhuǎn)進(jìn)行進(jìn)一步分析處理，才能正確判斷出輸出信號的直流偏差是正的還是負(fù)的。

即當(dāng)輸出電平和地電平之間的電壓差很小的時(shí)候，或者是接近比較器本身精度時(shí)會(huì)使比較器翻轉(zhuǎn)，甚至?xí)胁淮_定的反復(fù)翻轉(zhuǎn)，會(huì)瞬間產(chǎn)生較大瞬態(tài)電流，并且導(dǎo)致內(nèi)置電荷泵正負(fù)電源上出現(xiàn)瞬態(tài)波紋，此波紋會(huì)限制檢測電路的精度，波形整形器可以使得這部分不確定的信息被過濾，從而使得可依據(jù)比較器的翻轉(zhuǎn)情況來判斷實(shí)際偏差的最小幅度。當(dāng)比較器翻轉(zhuǎn)的波形占空比接近50％并且最密集的時(shí)候，也就是說比較器比較的兩個(gè)電壓沒有哪一個(gè)占有明顯優(yōu)勢的高電壓或低電壓，比較器的輸出為最無序的隨機(jī)高電平或低電平交替出現(xiàn)，可以判斷這些隨機(jī)性是由于檢測電路自身精度的極限引起的，也就是在檢測電路現(xiàn)有的精度條件下，調(diào)整已經(jīng)達(dá)到最優(yōu)化了。

如果比較器能完成翻轉(zhuǎn)以后馬上又反向翻轉(zhuǎn)回來出現(xiàn)的尖脈沖，后面的采樣電路則會(huì)忽略這些錯(cuò)誤的翻轉(zhuǎn)；當(dāng)輸出的直流更加接近地的電平，或者說調(diào)整已經(jīng)到位，那么比較器會(huì)均勻穩(wěn)定的電平翻轉(zhuǎn)，通過采樣電路抽樣分析，當(dāng)高低電平均勻的時(shí)候，正是直流被消除的時(shí)候。

直流補(bǔ)償電路與直流檢測電路相連，用于根據(jù)直流補(bǔ)償電路的輸出結(jié)果選擇相應(yīng)的直流補(bǔ)償量。當(dāng)直流檢測電路的輸出電壓存在一個(gè)正的直流量，那么說明數(shù)模轉(zhuǎn)換電路的直流量和直流補(bǔ)償電路的直流量需要調(diào)整，而數(shù)模轉(zhuǎn)換電路的直流量是固定的，所以需要調(diào)整直流補(bǔ)償電路的設(shè)置，使其正向電壓降低或者負(fù)向電壓增大；當(dāng)直流檢測電路的輸出電壓存在一個(gè)負(fù)的直流量，我們就需要調(diào)整直流補(bǔ)償電路使其正向電壓增大或者負(fù)向電壓減小。當(dāng)反饋系統(tǒng)出現(xiàn)翻轉(zhuǎn)，即正的直流變成了負(fù)的直流或者負(fù)的直流變成了正的直流，說明調(diào)整已經(jīng)到位了，也就是完成了直流消除的任務(wù)。

優(yōu)選地，本發(fā)明的直流補(bǔ)償電路為多檔直流補(bǔ)償電壓源/電流源，能夠根據(jù)直流檢測電路的輸出結(jié)果自動(dòng)調(diào)整直流輸出檔位，直到輸出電壓滿足系統(tǒng)的要求。

綜上所述，通過本發(fā)明，實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)檢測輸出直流并且通過自身負(fù)反饋補(bǔ)償直流達(dá)到消除直流的效果。同時(shí)通過分析檢測電路比較器的輸出波形和算法處理，在比較器自身精度受限的情況下解決了直流檢測精度的問題。

本發(fā)明可以涵蓋任何兩個(gè)直流偏置電壓之間的轉(zhuǎn)換方法。另外，本實(shí)施例以直流偏置轉(zhuǎn)換位為地電位為例進(jìn)行闡述的，但是不排除任何直流偏置轉(zhuǎn)換的通用性。

本發(fā)明的技術(shù)內(nèi)容及技術(shù)特征已揭示如上，然而熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員仍可能基于本發(fā)明的教示及揭示而作種種不背離本發(fā)明精神的替換及修飾，因此，本發(fā)明保護(hù)范圍應(yīng)不限于實(shí)施例所揭示的內(nèi)容，而應(yīng)包括各種不背離本發(fā)明的替換及修飾，并為本專利申請權(quán)利要求所涵蓋。