[發(fā)明專利]降低用于音頻重放的功率消耗的系統(tǒng)及方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200980107632.5
• 申請日: 2009-03-03
• 公開（公告）號: CN101960715B
• 公開（公告）日: 2017-07-21
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 賽福拉·巴扎亞尼;苗國慶;約瑟夫·R·菲茨杰拉德;普拉賈克特·V·庫爾卡尼;賈斯汀·約瑟夫·羅森·加涅;吉恩·H·麥卡利斯特;杰弗里·欣里希斯;簡·保羅·范德瓦格特
• 申請（專利權(quán)）人: 高通股份有限公司
• 主分類號: H03F1/02
• 分類號: H03F1/02;H03G7/00
• 代理公司: 北京律盟知識產(chǎn)權(quán)代理有限責(zé)任公司11287
• 代理人: 宋獻(xiàn)濤

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明大體上涉及音頻系統(tǒng)，且更具體地說，涉及一種通過基于由音量控制模塊指示的音量水平及/或輸入音頻信號的包絡(luò)調(diào)整供應(yīng)到音頻功率放大器的功率來降低音頻系統(tǒng)中的功率消耗的系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)

典型音頻系統(tǒng)的輸出由數(shù)字部分繼之以模擬部分而組成。舉例來說，所述數(shù)字部分可包括數(shù)字信號處理器(DSP)，其適于接收輸入數(shù)字音頻信號且對所述輸入數(shù)字信號應(yīng)用某一預(yù)定信號處理。所述數(shù)字部分的輸出耦合到所述模擬部分的輸入。所述模擬部分可包括數(shù)/模轉(zhuǎn)換器(DAC)，其適于將從數(shù)字部分接收的數(shù)字音頻信號轉(zhuǎn)換為模擬音頻信號。所述模擬部分還可包括功率放大器(PA)，例如A類、A/B類、D類、E類或G類功率放大器，其適于增加模擬音頻信號的功率電平以充分地驅(qū)動揚(yáng)聲器。這通過參考以下實(shí)例來更詳細(xì)地解釋。

圖1A說明示范性的常規(guī)音頻系統(tǒng)100的框圖。在此實(shí)例中，音頻系統(tǒng)100經(jīng)配置以產(chǎn)生立體聲輸出。所述立體聲輸出的左通道部分包括：DSP 102-L，其適于接收左通道N位輸入音頻數(shù)字信號且對所述信號執(zhí)行某一預(yù)定信號處理；DAC 104-L，其適于將從DSP102-L接收的數(shù)字音頻信號轉(zhuǎn)換為模擬音頻信號；及功率放大器(PA)106-L，其適于增加所述模擬音頻信號的功率電平以充分地驅(qū)動左通道揚(yáng)聲器108-L。立體聲輸出的右通道部分包括DSP 102-R、DAC 104-R及功率放大器(PA)106-R，且可類似于左通道部分來配置，不同之處只是其對右通道N位輸入數(shù)字音頻信號起作用以產(chǎn)生具有足以驅(qū)動右通道揚(yáng)聲器108-R的功率的模擬音頻信號。

通常，以不同于用于模擬部分的電源的方式來配置用于數(shù)字部分的電源。舉例來說，用于數(shù)字部分的電源可產(chǎn)生近似1.2伏的相對較低的電源電壓。然而，用于模擬部分的電源可產(chǎn)生近似3.3伏的較高電源電壓。兩個電源電壓通常為固定的。模擬電源通常經(jīng)配置以將功率提供到模擬部分，使得所述模擬部分可支持最大音頻信號振幅。然而，模擬信號振幅通常不在其最大振幅處。因此，此情況導(dǎo)致音頻系統(tǒng)100所使用的功率的低效率。這通過參考以下實(shí)例來更詳細(xì)地解釋。

圖1B說明如以上所論述的常規(guī)音頻系統(tǒng)100的左通道的框圖。另外，在此圖式中，展示用于將功率供應(yīng)到數(shù)字部分(DSP 102-L)的電源110。而且，展示用于將功率供應(yīng)到模擬部分(DAC 104-L及功率放大器(PA)106-L)的電源112。如以上所論述，電源112經(jīng)配置以將足夠的功率提供到DAC 104-L及功率放大器106-L，使得這些裝置可處置最大音頻信號振幅。另外，針對最壞情形通常選擇用于這些裝置的偏置電流。

如果模擬部分正支持具有比最大所支持振幅小的振幅的音頻信號，則此情況導(dǎo)致音頻系統(tǒng)100所消耗的功率的低效率。舉例來說，如果音頻系統(tǒng)100的音量控制被設(shè)定為低于最大音量，則正是這種情況。另外，由于許多音頻內(nèi)容(例如音樂)具有高信號振幅及低信號振幅的時刻，所以在低音頻信號振幅處，音頻系統(tǒng)100所消耗的功率的效率較低。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的一方面涉及一種改進(jìn)音頻系統(tǒng)的功率消耗的效率的技術(shù)。本質(zhì)上，所述技術(shù)用以響應(yīng)于由音量控制模塊指示的音量水平及/或響應(yīng)于輸入音頻信號的所檢測特性來調(diào)整從電源傳遞到模擬部分(例如功率放大器)的功率。因此，以此方式，根據(jù)模擬部分正在處理的信號的電平而操作所述模擬部分。另外，所述系統(tǒng)及方法還涉及一種調(diào)整數(shù)字信號及模擬信號的動態(tài)范圍以在不需要消耗額外功率的情況下改進(jìn)系統(tǒng)的總動態(tài)范圍的技術(shù)。

舉例來說，在相對較高的音頻信號電平下，傳遞到模擬部分的功率為相對較高的。在相對較低的音頻信號電平下，傳遞到模擬部分的功率為相對較低的。這優(yōu)于不管正由模擬部分處置的實(shí)際信號電平如何而總是按照最大信號電平將功率傳遞到模擬部分的系統(tǒng)的功率消耗效率而改進(jìn)功率消耗效率。

在一個示范性實(shí)施例中，一種音頻系統(tǒng)包含：音頻放大器，其適于放大第一模擬音頻信號以產(chǎn)生第二模擬音頻信號；電源，其適于將功率供應(yīng)到所述音頻放大器；音量控制模塊，其適于產(chǎn)生指示與所述第二模擬音頻信號相關(guān)的音量水平的信號；及控制模塊，其適于響應(yīng)于所述音量水平信號來控制由所述電源傳遞到音頻放大器的功率量。

在另一示范性實(shí)施例中，一種音頻系統(tǒng)包含：音頻放大器，其適于放大第一模擬音頻信號以產(chǎn)生第二模擬音頻信號；電源，其適于將功率供應(yīng)到所述音頻放大器；檢測模塊，其適于產(chǎn)生與所述第一模擬音頻信號的特性相關(guān)的信號；及控制模塊，其適于響應(yīng)于所述特性指示信號來控制由所述電源傳遞到音頻放大器的功率量。