群組感知的電流受限放大器和系統(tǒng)的制作方法
【專利說明】
【背景技術(shù)】
[0001]在移動(電池供電)產(chǎn)品中，一些系統(tǒng)設(shè)計者通過僅允許系統(tǒng)和/或放大器的某些塊和分區(qū)占用最大電流來逼近低電量操作。這防止了由于峰值上的電池電壓崩潰而引起的(多個)主處理器的掉電(brownout)或復(fù)位。借助單聲道音頻放大器例示，可以限定簡單的最大電流限度，以在峰值出現(xiàn)時對音頻峰值做出反應(yīng)并向音頻資料提供優(yōu)雅降級(graceful degradat1n)。
[0002]對于單聲道放大器，增強型放大器在低電量時可能觸發(fā)復(fù)位事件的問題已經(jīng)是公認(rèn)的。例如，一些系統(tǒng)被設(shè)計為具有由低電量條件觸發(fā)的自動電平控制(“ALC”)增益衰減塊。這拉低了放大器的增益，以防止任何音頻峰值導(dǎo)致復(fù)位。同樣，在系統(tǒng)級，已經(jīng)做出一些嘗試來使得移動設(shè)備中的各個分區(qū)的塊具有“預(yù)復(fù)位”總線警報，即嘗試警告具有異步電流需求的其它設(shè)備在關(guān)鍵時間限制電流消耗。
[0003]對于音頻實施方式，現(xiàn)有技術(shù)的局限在于:在使用多于一個放大器的較大(或平板形式)的移動設(shè)備上，每個放大器都必須獨立地做出其自己的峰值電流限度決定，盡管它們播放的音頻在本質(zhì)上(例如，在立體聲重放中)很有可能是一致的。由于其它信道的限制行為是未知的，所以一個信道對基于電池電壓和節(jié)目資料的局部版本來限制音頻峰值的任何嘗試都有可能降低或消除立體聲成像或者以其它方式降低聽覺體驗。
[0004]如上文所述，由于電源和GND平面的分布式性質(zhì)、以及確定電池電壓時的非理想性，系統(tǒng)中的不同放大器可以很好地經(jīng)受不同的電池電源電壓。例如，由于容差和/或局部的IXR下降，如果一個信道即將檢測到低電量事件，則另一個信道可以已經(jīng)切換到“保護(hù)模式”。這使得在這種系統(tǒng)中難以處理低電量操作的問題。
[0005]在閱讀了以下說明并研究了附圖的幾個圖后，現(xiàn)有技術(shù)的這些及其它局限性對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說將是顯而易見的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]在通過示例性而非限制性的方式闡述的實施例中，一群組的放大器共享公共音頻接口和通信總線，以使得它們感知該群組的放大器的音頻內(nèi)容和電流需求二者，并可以采取行動來限制該群組的總電流消耗，并且以整體方式管理任何音頻降級。
[0007]在某些示例性實施例中，使用了芯片內(nèi)或芯片間通信協(xié)議，使得可以將放大器群組在一起以計算峰值累積電流用量。在通過示例性而非限制性的方式闡述的實施例中，例如通過(物理地)利用添加的管腳或通過(虛擬地)添加有效信道來將額外的通信信道添加到給定的數(shù)字音頻接口協(xié)議。借助這樣的實施例，每個放大器都可以訪問所有其它放大器的音頻和電流需求。
[0008]在通過示例性而非限制性的方式闡述的實施例中，使用了 TDM(時分復(fù)用)數(shù)字音頻接口，其中，為每個信道分配數(shù)字音頻幀內(nèi)的時隙。在進(jìn)一步的示例性實施例中使用了將音頻數(shù)據(jù)和控制兩者結(jié)合的其它接口，并且這些接口在一些示例性應(yīng)用中是優(yōu)選的。
[0009]在某些示例性實施例中，使用了相互分布式上保護(hù)觸發(fā)電平(其中，每個放大器計算群組限度)。在其它示例性實施例中，使用了主/從關(guān)系，其中，主設(shè)備計算限度并控制每個從設(shè)備滿足累積限度。
[0010]某些示例性實施例在“開環(huán)”構(gòu)造中操作，其中，知道正在播放什么音頻、在什么信道上播放和每個放大器可用的準(zhǔn)確電壓的處理器可以允許用于每個放大器的容差、重放延遲等，使得它控制以“前饋”方式饋送給每個放大器的音頻。
[0011]在通過示例性而非限制性的方式闡述的實施例中，電流受限放大設(shè)備包括:放大器，其具有模擬音頻輸入和放大的模擬音頻輸出；放大器電源，其耦合到放大器并且產(chǎn)生電流電平信號，該電流電平信號表示由放大器汲取的電流的量；響應(yīng)于數(shù)字音頻輸入和電流電平信號的掉電控制器，該掉電控制器可操作用于產(chǎn)生控制信號；以及響應(yīng)于數(shù)字音頻輸入和控制信號的音頻數(shù)模(D/A)轉(zhuǎn)換器，該D/A轉(zhuǎn)換器可操作用于產(chǎn)生耦合到放大器的模擬音頻輸入的模擬音頻輸出。
[0012]在通過示例性而非限制性的方式闡述的實施例中，群組感知的(group-aware)電流受限放大器系統(tǒng)包括:群組掉電控制總線；以及耦合到群組掉電控制總線的多個電流受限放大信道，均包括:(a)放大器，其具有模擬音頻輸入和放大的模擬音頻輸出；(b)放大器電源，其耦合到放大器并且產(chǎn)生電流電平信號，該電流電平信號表示由放大器汲取的電流的量；(C)響應(yīng)于數(shù)字音頻輸入、群組掉電控制總線和電流電平信號的掉電控制器，該掉電控制器可操作用于產(chǎn)生控制信號；以及(d)響應(yīng)于數(shù)字音頻輸入和控制信號的音頻數(shù)模(D/A)轉(zhuǎn)換器，該D/A轉(zhuǎn)換器可操作用于產(chǎn)生耦合到放大器的模擬音頻輸入的模擬音頻輸出。
[0013]在通過示例性而非限制性的方式闡述的實施例中，用于對多信道放大器系統(tǒng)進(jìn)行電流限制的方法包括:將多個放大器信道的其中之一指定為主放大器信道，剩余放大器信道中的每一個作為從放大器信道，其中，多個放大器信道中的每一個都具有提供信道路徑增益的放大器；以及，對于每一個從放大器信道，(a)等待新的數(shù)字音頻樣本；(b)確定當(dāng)前由放大器汲取的電流；(C)至少部分地基于新的數(shù)字音頻樣本來預(yù)計將由放大器汲取的電流；(d)將信道電流和增益數(shù)據(jù)發(fā)送到主放大器信道；(e)將所預(yù)計的電流與用于放大器信道的電流限度相比較；以及(f)如果所預(yù)計的電流大于電流限度，就減小用于信道的路徑增益。
[0014]在閱讀了以下說明并研究了附圖的幾個圖后，這些及其它實施例、特征和優(yōu)點對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說將是顯而易見的。
【附圖說明】
[0015]現(xiàn)在將參考附圖描述幾個示例性實施例，在附圖中，相似的部件被提供有相似的附圖標(biāo)記。示例性實施例旨在說明而非限制本發(fā)明。附圖包括以下圖:
[0016]圖1是示例性群組感知的電流受限放大器的框圖；
[0017]圖2是包括圖1的群組感知的電流受限放大器中的兩個或更多個的示例性多信道放大器系統(tǒng)的框圖；
[0018]圖3是由被配置為從設(shè)備的群組感知的電流受限放大器所實施的第一示例性過程的流程圖；
[0019]圖4是由被配置為從設(shè)備的群組感知的電流受限放大器所實施的第二示例性過程的流程圖；并且
[0020]圖5是由被配置為主設(shè)備的群組感知的電流受限放大器所實施的示例性過程的流程圖。
【具體實施方式】
[0021]在圖1中，示例性群組感知的電流受限放大器信道10耦合到電聲揚聲器12。在通過示例性而非限制性的方式闡述的該實施例中，電流受限放大器信道10包括緩沖器14、音頻數(shù)模(D/A)轉(zhuǎn)換器16、放大器18、掉電控制器20、模數(shù)(A/D)轉(zhuǎn)換器22和電源24。在輸入線26上產(chǎn)生的數(shù)字音頻輸入被饋送到緩沖器14和掉電控制器20兩者中。線路28將緩沖器14的輸出耦合到音頻D/A轉(zhuǎn)換器16的輸入，并且線路30將音頻D/A轉(zhuǎn)換器16的輸出耦合到放大器18的輸入。線路32將放大器18的輸出耦合到揚聲器12。
[0022]在該非限制性示例中，電源24提升在電源總線34上為放大器18的電源總線36提供的系統(tǒng)功率。例如，電源24可以是升壓轉(zhuǎn)換器。電源24還提供模擬電流電平信號，該模擬電流電平信號表示在通往A/D轉(zhuǎn)換器22的線路38上由放大器18汲取的電流。
[0023]除了線路38上的電流電平信號以外，在此示例性實施例中，A/D轉(zhuǎn)換器22具有另一個模擬輸入，其耦合到線路40，以接收例如通過熱敏電阻測量的設(shè)備溫度。A/D轉(zhuǎn)換器22具有耦合到線路42的數(shù)字輸出，線路42將A/D轉(zhuǎn)換器22的數(shù)字輸出連接到掉電控制器20的數(shù)字輸入。掉電控制器20具有耦合到群組掉電控制總線44的輸入/輸出(I/O)端口，并且在一些非限制性示例中，掉電控制器20具有耦合到音頻D/A轉(zhuǎn)換器16的可選的控制線或總線46。
[0024]在圖2中，多信道放大器系統(tǒng)包括η個群組感知的電流受限放大器信道10.X，其中，η多2并且X等于I，...η。在此示例中，電流受限放大器信道10.χ中的每一個都具有信道路徑增益Gx，以提供足以驅(qū)動相關(guān)聯(lián)的電聲揚聲器12.χ的音頻功率。同樣，放大器信道10.χ中的每一個都包括緩沖器14.X、音頻D/A轉(zhuǎn)換器16.X、放大器18.X、掉電控制器20.X、A/D轉(zhuǎn)換器22.χ和電源24.X0此外，出于該示例的目的，線路50用于表示處于放大器信道
10.1與10.η之間的任何放大器信道10.X、總線連接44、揚聲器12.χ等。
[0025]在通過示例性而非限制性的方式闡述的實施例中，將放大器信道10.χ的其中之一指定為主放大器信道，而將剩余放大器信道10.X指定為從放大器信道?？梢栽谙到y(tǒng)啟動時對主放大器信道10.χ和從放大器信道10.χ進(jìn)行配置，或者可以在操作期間對它們進(jìn)行配置。在其它實施例中，放大器信道10.χ中的全部都可以是從放大器信道，并且專用的主處理器可以提供對從放大器信道10.χ的協(xié)調(diào)和控制。在又一個實施例中，主放大器還可以被配置為同時充當(dāng)從放大器。在此非限制性示例中，主和/或從放大器信道的操作處于使用數(shù)字邏輯的掉電控制器20.χ的控制下。例如，掉電控制器可以包括狀態(tài)機、分立邏