[發明專利]用于檢測音頻放大器的負載狀態的診斷電路、對應的音頻系統、集成電路和方法

有效

• 申請號: 201610366064.2
• 申請日: 2016-05-27
• 公開（公告）號: CN106792412B
• 公開（公告）日: 2020-03-03
• 發明（設計）人: E·博蒂;M·萊蒙迪
• 申請（專利權）人: 意法半導體股份有限公司
• 主分類號: H04R29/00
• 分類號: H04R29/00;H04R3/00
• 代理公司: 北京市金杜律師事務所 11256
• 代理人: 王茂華;張昊

描述了用于檢測音頻放大器的負載狀態的診斷電路、對應的音頻系統、集成電路和方法。音頻放大器(20)包括用于連接至至少一個揚聲器(30)的兩個輸出端。具體地，診斷電路(40)包括第一電路(402)、第二電路(404)和第三電路(406)。第一電路(402)被配置為生成指示經由兩個輸出端提供的信號(AAS)是否包括音頻信號的第一信號(TV)。第二電路(404)被配置為檢測指示經由兩個輸出端提供的輸出電流(Iout)的第一測量信號，并且將第一測量信號與至少一個閾值比較以生成指示輸出電流(Iout)是具有低電流振幅輪廓還是高電流振幅輪廓的第二信號(LS)。第三電路(406)被配置為根據第一信號(TV)和第二信號(LS)生成診斷信號(DIAG)。例如，當第一信號(TV)指示經由兩個輸出端提供的信號(AAS)包括音頻信號且第二信號(LS)指示低電流振幅輪廓時，診斷信號(DIAG)可指示開路負載條件。

技術領域

本發明的實施例涉及用于確定音頻系統中的負載狀態的技術。

背景技術

圖1示出了典型的音頻系統。在所示示例中，該系統包括音頻信號發生器10(諸如無線電、CD或MP3播放器)，其生成模擬音頻信號AS以發送至至少一個揚聲器30。

在所示示例中，音頻放大器20夾置在音頻信號發生器10和揚聲器30之間，其被配置為通過放大由音頻信號發生器10提供的模擬信號音頻AS來生成放大音頻信號AAS。

例如，圖2示出了所謂的D類音頻放大器20的可能實現方式。

具體地，在所示示例中，音頻放大器20包括波形發生器202，其生成周期性三角波信號TS，其通常具有250kHz和2.5MHz之間的頻率。三角波信號TS與音頻信號AS一起被發送至比較器204，其將音頻信號AS與三角波信號TS進行比較，從而生成方波信號DS，方波信號的占空比根據音頻信號AS的振幅而變化。

然后，方波信號DS被放大級206(其通常包括兩個電開關)放大，從而生成放大方波信號ADS。最后，放大方波信號ADS被發送至低通或帶通濾波器208，濾波器208從放大方波信號ADS中至少去除高頻頻譜，從而生成與原始音頻信號AS成比例的放大音頻信號AAS。這種D類放大器的操作對于本領域技術人員來說是公知的，這里省略更加詳細的描述。

基本上，D類放大器基于以下事實：放大器20的開關頻率顯著大于通常的音頻帶(20Hz和20kHz之間)，從而可利用濾波器級208來過濾高開關頻率，從而重新構建原始音頻信號AS的輪廓。

在數字音頻數據的情況下，信號發生器10可以包括用于生成信號AS的模數轉換器或者信號發生器10可以直接提供數字信號DS。

在任何情況下，基本類似的低通或帶通濾波器208被設置在大多數音頻放大器電路中和/或還可以集成到揚聲器30內。

因此，一般來說，音頻信號可以如圖3所示進行模擬。

在所示示例中，該系統包括：一般的信號發生器，諸如電壓源VS；濾波器級208，被配置為過濾由信號發生器提供的信號；以及揚聲器30，再生由濾波器級208提供的信號。因此，一般來說，濾波器級208包括用于接收由信號發生器Vs提供的信號的兩個輸入端以及用于提供濾波信號Vout的兩個輸出端。

例如，在所示示例中，濾波器208是LC濾波器。具體地，在所示示例中，第一輸入端經由電感器L連接至第一輸出端，并且第二輸入端和第二輸出端被短路并代表地GND。最后，電容器C與輸出并聯連接，即在輸出端之間。

為了服務和/或安全的原因，音頻信號通常設置有被配置為檢測負載(即，揚聲器30)的連接狀態的診斷系統。例如，優選地，診斷系統應該能夠檢測揚聲器30是否損傷，例如短路或斷路。例如，音頻放大器20的輸出端之間的短路可以引起大電流流動，這會過熱和/或損傷音頻放大器20。