具有开关放大器输出故障检测的集成电路的制作方法

背景技术：

1、随着新型电子设备的开发和集成电路(ic)技术的进步，新型ic产品被商业化。用于电子设备的一种示例ic产品是模拟信号链或相关的开关放大器(例如，d类放大器)。在一些示例中，模拟信号链是音频系统的一部分，用于控制要输出到扬声器的音频信号的音量或均衡。开关放大器输出(outp/outn)和扬声器之间的导体或部件可能有故障。示例故障包括：开关放大器输出之间的短路；任一开关放大器输出和电压源之间的短路或开路；以及任一开关放大器输出和地之间的短路或开路。在开关放大器输出处的常规故障检测不支持目标性能参数，例如与具有低至30khz的磁珠频率的电磁干扰(emi)磁珠滤波器的兼容性、由于故障检测而产生的最小爆裂噪声以及低延迟检测。

技术实现思路

1、在一个示例中，一种开关放大器包括：具有差分输入和差分输出的驱动器电路；以及耦合到差分输出的故障检测电路。该故障检测电路包括：电源输入；以及耦合到差分输出的感测电路。该感测电路包括：在电源输入和差分输出的正输出之间的第一电阻器；在正输出和地之间的第二电阻器；在电源输入和差分输出的负输出之间的第三电阻器；以及在负输出和地之间的第四电阻器。故障检测电路还包括分析器电路，该分析器电路耦合到感测电路并被配置为基于感测电路的输出确定相对于差分输出的故障位置。

2、在另一示例中，一种系统包括：电源输入；具有差分输入和差分输出的开关放大器；以及耦合到差分输出的故障检测电路。该故障检测电路包括：第一电阻性路径，其具有耦合在差分输出的正输出和电源输入之间的第一开关；第二电阻性路径，其具有耦合在差分输出的正输出和地之间的第二开关；第三电阻性路径，其具有耦合在差分输出的负输出和电源输入之间的第三开关；第四电阻性路径，其具有耦合在差分输出的负输出和地之间的第四开关；以及分析器电路，其耦合到差分输出并被配置为将电压或电流属性与预定阈值进行比较以确定相对于差分输出、电源输入和地的故障位置。

3、在又一示例中，一种方法由具有差分输出和片上故障检测电路的开关放大器集成电路(ic)来执行。该方法包括：通过一组开关选择性地启用差分输出的正输出与电源之间的第一电阻性路径、该正输出与地之间的第二电阻性路径、差分输出的负输出与电源之间的第三电阻性路径、该负输出与地之间的第四电阻性路径。该方法还包括：由开关放大器ic基于操作该组开关在差分输出处施加测试信号；由开关放大器ic获得由所施加的测试信号产生的差分输出处的电压或电流属性；由开关放大器ic执行电压或电流属性和与不同故障相关联的阈值的比较；以及由开关放大器ic基于该比较来识别故障。

技术特征：

1.一种开关放大器，包括：

2.根据权利要求1所述的开关放大器，其中所述感测电路包括：

3.根据权利要求2所述的开关放大器，其中所述控制器被配置为根据施加到所述测试信号的第一模式接通所述第一开关、所述第二开关、所述第三开关和所述第四开关。

4.根据权利要求3所述的开关放大器，其中所述控制器被配置为响应于所述分析器电路的不确定分析而根据执行补充故障测试的第二模式接通所述第一开关、所述第二开关、所述第三开关和所述第四开关。

5.根据权利要求1所述的开关放大器，其中所述分析器电路包括比较器，所述比较器耦合到所述电压或电流感测电路并被配置为将测量结果和与正输出短路到电源故障、负输出短路到电源故障、正输出短路到地故障和负输出短路到地故障相关联的预定阈值进行比较。

6.根据权利要求1所述的开关放大器，其中所述分析器电路包括：

7.根据权利要求1所述的开关放大器，其中所述感测电路或所述分析器电路被配置为对所述电压或电流感测电路获得的测量结果在时间上求平均，并且所述分析器电路被配置为分析平均的测量结果以确定所述故障位置。

8.根据权利要求2所述的开关放大器，其中所述分析器电路被配置为：

9.根据权利要求1所述的开关放大器，其中所述开关放大器包括消音电路，所述消音电路耦合到所述驱动器的所述差分输入并被配置为在所述故障测试期间执行消音。

10.根据权利要求1所述的开关放大器，其中所述驱动器电路和所述故障检测电路是集成电路的一部分。

11.一种系统，包括：

12.根据权利要求11所述的系统，其中所述故障检测电路包括控制器，所述控制器被配置为根据施加频率低于20hz或高于20khz的测试信号的故障测试来控制所述第一开关、所述第二开关、所述第三开关和所述第四开关的通断状态。

13.根据权利要求12所述的系统，其中所述控制器被配置为根据施加所述测试信号的第一模式来接通所述第一开关、所述第二开关、所述第三开关和所述第四开关。

14.根据权利要求13所述的系统，其中所述控制器被配置为响应于所述分析器电路的不确定分析而根据第二模式接通所述第一开关、所述第二开关、所述第三开关和所述第四开关。

15.根据权利要求11所述的系统，其中故障检测电路包括耦合到所述差分输出的电压或电流感测电路，并且所述分析器电路包括比较器，所述比较器耦合到所述电压或电流感测电路并被配置为将所述电压或电流属性和与正输出短路到电源故障、负输出短路到电源故障、正输出短路到地故障和负输出短路到地故障相关联的预定阈值进行比较。

16.根据权利要求11所述的系统，其中故障检测电路包括耦合到所述差分输出的电压或电流感测电路，并且所述分析器电路包括：

17.根据权利要求12所述的系统，其中所述分析器电路被配置为：

18.根据权利要求11所述的系统，其进一步包括：

19.根据权利要求11所述的系统，其中所述开关放大器和所述故障检测电路是集成电路的一部分。

20.一种由具有差分输出和片上故障检测电路的开关放大器集成电路ic执行的方法，所述方法包括：

21.根据权利要求20所述的方法，进一步包括：

技术总结
一种开关放大器包括：具有差分输入和差分输出的驱动器电路；以及耦合到差分输出的故障检测电路。该故障检测电路包括：电源输入；以及耦合到差分输出的感测电路。该感测电路包括：在电源输入和差分输出的正输出之间的第一电阻器；在正输出和地之间的第二电阻器；在电源输入和差分输出的负输出之间的第三电阻器；以及在负输出和地之间的第四电阻器。该故障检测电路还包括分析器电路，该分析器电路耦合到感测电路并且被配置为基于感测电路的输出确定相对于差分输出的故障位置。

技术研发人员：V·R·拉马胡瑟,M•查瓦拉
受保护的技术使用者：德克萨斯仪器股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/12