群组感知的电流受限放大器和系统的制作方法
【专利说明】
【背景技术】
[0001]在移动(电池供电)产品中，一些系统设计者通过仅允许系统和/或放大器的某些块和分区占用最大电流来逼近低电量操作。这防止了由于峰值上的电池电压崩溃而引起的(多个)主处理器的掉电(brownout)或复位。借助单声道音频放大器例示，可以限定简单的最大电流限度，以在峰值出现时对音频峰值做出反应并向音频资料提供优雅降级(graceful degradat1n)。
[0002]对于单声道放大器，增强型放大器在低电量时可能触发复位事件的问题已经是公认的。例如，一些系统被设计为具有由低电量条件触发的自动电平控制(“ALC”)增益衰减块。这拉低了放大器的增益，以防止任何音频峰值导致复位。同样，在系统级，已经做出一些尝试来使得移动设备中的各个分区的块具有“预复位”总线警报，即尝试警告具有异步电流需求的其它设备在关键时间限制电流消耗。
[0003]对于音频实施方式，现有技术的局限在于:在使用多于一个放大器的较大(或平板形式)的移动设备上，每个放大器都必须独立地做出其自己的峰值电流限度决定，尽管它们播放的音频在本质上(例如，在立体声重放中)很有可能是一致的。由于其它信道的限制行为是未知的，所以一个信道对基于电池电压和节目资料的局部版本来限制音频峰值的任何尝试都有可能降低或消除立体声成像或者以其它方式降低听觉体验。
[0004]如上文所述，由于电源和GND平面的分布式性质、以及确定电池电压时的非理想性，系统中的不同放大器可以很好地经受不同的电池电源电压。例如，由于容差和/或局部的IXR下降，如果一个信道即将检测到低电量事件，则另一个信道可以已经切换到“保护模式”。这使得在这种系统中难以处理低电量操作的问题。
[0005]在阅读了以下说明并研究了附图的几个图后，现有技术的这些及其它局限性对于本领域的技术人员来说将是显而易见的。
【发明内容】
[0006]在通过示例性而非限制性的方式阐述的实施例中，一群组的放大器共享公共音频接口和通信总线，以使得它们感知该群组的放大器的音频内容和电流需求二者，并可以采取行动来限制该群组的总电流消耗，并且以整体方式管理任何音频降级。
[0007]在某些示例性实施例中，使用了芯片内或芯片间通信协议，使得可以将放大器群组在一起以计算峰值累积电流用量。在通过示例性而非限制性的方式阐述的实施例中，例如通过(物理地)利用添加的管脚或通过(虚拟地)添加有效信道来将额外的通信信道添加到给定的数字音频接口协议。借助这样的实施例，每个放大器都可以访问所有其它放大器的音频和电流需求。
[0008]在通过示例性而非限制性的方式阐述的实施例中，使用了 TDM(时分复用)数字音频接口，其中，为每个信道分配数字音频帧内的时隙。在进一步的示例性实施例中使用了将音频数据和控制两者结合的其它接口，并且这些接口在一些示例性应用中是优选的。
[0009]在某些示例性实施例中，使用了相互分布式上保护触发电平(其中，每个放大器计算群组限度)。在其它示例性实施例中，使用了主/从关系，其中，主设备计算限度并控制每个从设备满足累积限度。
[0010]某些示例性实施例在“开环”构造中操作，其中，知道正在播放什么音频、在什么信道上播放和每个放大器可用的准确电压的处理器可以允许用于每个放大器的容差、重放延迟等，使得它控制以“前馈”方式馈送给每个放大器的音频。
[0011]在通过示例性而非限制性的方式阐述的实施例中，电流受限放大设备包括:放大器，其具有模拟音频输入和放大的模拟音频输出；放大器电源，其耦合到放大器并且产生电流电平信号，该电流电平信号表示由放大器汲取的电流的量；响应于数字音频输入和电流电平信号的掉电控制器，该掉电控制器可操作用于产生控制信号；以及响应于数字音频输入和控制信号的音频数模(D/A)转换器，该D/A转换器可操作用于产生耦合到放大器的模拟音频输入的模拟音频输出。
[0012]在通过示例性而非限制性的方式阐述的实施例中，群组感知的(group-aware)电流受限放大器系统包括:群组掉电控制总线；以及耦合到群组掉电控制总线的多个电流受限放大信道，均包括:(a)放大器，其具有模拟音频输入和放大的模拟音频输出；(b)放大器电源，其耦合到放大器并且产生电流电平信号，该电流电平信号表示由放大器汲取的电流的量；(C)响应于数字音频输入、群组掉电控制总线和电流电平信号的掉电控制器，该掉电控制器可操作用于产生控制信号；以及(d)响应于数字音频输入和控制信号的音频数模(D/A)转换器，该D/A转换器可操作用于产生耦合到放大器的模拟音频输入的模拟音频输出。
[0013]在通过示例性而非限制性的方式阐述的实施例中，用于对多信道放大器系统进行电流限制的方法包括:将多个放大器信道的其中之一指定为主放大器信道，剩余放大器信道中的每一个作为从放大器信道，其中，多个放大器信道中的每一个都具有提供信道路径增益的放大器；以及，对于每一个从放大器信道，(a)等待新的数字音频样本；(b)确定当前由放大器汲取的电流；(C)至少部分地基于新的数字音频样本来预计将由放大器汲取的电流；(d)将信道电流和增益数据发送到主放大器信道；(e)将所预计的电流与用于放大器信道的电流限度相比较；以及(f)如果所预计的电流大于电流限度，就减小用于信道的路径增益。
[0014]在阅读了以下说明并研究了附图的几个图后，这些及其它实施例、特征和优点对于本领域的技术人员来说将是显而易见的。
【附图说明】
[0015]现在将参考附图描述几个示例性实施例，在附图中，相似的部件被提供有相似的附图标记。示例性实施例旨在说明而非限制本发明。附图包括以下图:
[0016]图1是示例性群组感知的电流受限放大器的框图；
[0017]图2是包括图1的群组感知的电流受限放大器中的两个或更多个的示例性多信道放大器系统的框图；
[0018]图3是由被配置为从设备的群组感知的电流受限放大器所实施的第一示例性过程的流程图；
[0019]图4是由被配置为从设备的群组感知的电流受限放大器所实施的第二示例性过程的流程图；并且
[0020]图5是由被配置为主设备的群组感知的电流受限放大器所实施的示例性过程的流程图。
【具体实施方式】
[0021]在图1中，示例性群组感知的电流受限放大器信道10耦合到电声扬声器12。在通过示例性而非限制性的方式阐述的该实施例中，电流受限放大器信道10包括缓冲器14、音频数模(D/A)转换器16、放大器18、掉电控制器20、模数(A/D)转换器22和电源24。在输入线26上产生的数字音频输入被馈送到缓冲器14和掉电控制器20两者中。线路28将缓冲器14的输出耦合到音频D/A转换器16的输入，并且线路30将音频D/A转换器16的输出耦合到放大器18的输入。线路32将放大器18的输出耦合到扬声器12。
[0022]在该非限制性示例中，电源24提升在电源总线34上为放大器18的电源总线36提供的系统功率。例如，电源24可以是升压转换器。电源24还提供模拟电流电平信号，该模拟电流电平信号表示在通往A/D转换器22的线路38上由放大器18汲取的电流。
[0023]除了线路38上的电流电平信号以外，在此示例性实施例中，A/D转换器22具有另一个模拟输入，其耦合到线路40，以接收例如通过热敏电阻测量的设备温度。A/D转换器22具有耦合到线路42的数字输出，线路42将A/D转换器22的数字输出连接到掉电控制器20的数字输入。掉电控制器20具有耦合到群组掉电控制总线44的输入/输出(I/O)端口，并且在一些非限制性示例中，掉电控制器20具有耦合到音频D/A转换器16的可选的控制线或总线46。
[0024]在图2中，多信道放大器系统包括η个群组感知的电流受限放大器信道10.X，其中，η多2并且X等于I，...η。在此示例中，电流受限放大器信道10.χ中的每一个都具有信道路径增益Gx，以提供足以驱动相关联的电声扬声器12.χ的音频功率。同样，放大器信道10.χ中的每一个都包括缓冲器14.X、音频D/A转换器16.X、放大器18.X、掉电控制器20.X、A/D转换器22.χ和电源24.X0此外，出于该示例的目的，线路50用于表示处于放大器信道
10.1与10.η之间的任何放大器信道10.X、总线连接44、扬声器12.χ等。
[0025]在通过示例性而非限制性的方式阐述的实施例中，将放大器信道10.χ的其中之一指定为主放大器信道，而将剩余放大器信道10.X指定为从放大器信道。可以在系统启动时对主放大器信道10.χ和从放大器信道10.χ进行配置，或者可以在操作期间对它们进行配置。在其它实施例中，放大器信道10.χ中的全部都可以是从放大器信道，并且专用的主处理器可以提供对从放大器信道10.χ的协调和控制。在又一个实施例中，主放大器还可以被配置为同时充当从放大器。在此非限制性示例中，主和/或从放大器信道的操作处于使用数字逻辑的掉电控制器20.χ的控制下。例如，掉电控制器可以包括状态机、分立逻