專利名稱：維持usb兼容性和掉電保護的同時提高音頻放大器性能的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本文檔總體上涉及電子設(shè)備，更具體地，涉及在便攜式電子設(shè)備中提供結(jié)合的音頻和數(shù)據(jù)能力。
背景技術(shù)：
個人電子設(shè)備包括MP3便攜式媒體播放器、蜂窩電話和智能電話。設(shè)備的普及部分源自于其所提供的功能，盡管其尺寸小。即使在期望使設(shè)備保持在其相同的小尺寸或者使其甚至更小時，也期望繼續(xù)在這種設(shè)備中提供更多的功能。

發(fā)明內(nèi)容
設(shè)備示例包括第一音頻放大器電路，被配置為提供模擬音頻信號，以及模擬開關(guān)電路，包括被配置為接收所述模擬音頻信號的第一輸入、被配置為接收第一數(shù)字數(shù)據(jù)信號的第二輸入、以及被配置為提供所述數(shù)字數(shù)據(jù)信號或所述模擬音頻信號之一的第一輸出。 設(shè)備還包括第一反饋電路，耦合到所述第一音頻放大器電路和模擬開關(guān)電路輸出，所述反饋電路被配置為偏置所述第一音頻放大器電路。本節(jié)旨在提供對本專利申請的主題的概述。其不旨在提供對本發(fā)明的排他性或者詳盡的解釋。本文包括了詳細的描述，以提供與本專利申請有關(guān)的進一步信息。


在圖中，不一定按照比例來繪制圖，相似的編號可以描述不同視圖中的相似組件。 具有不同字母后綴的相似編號可以表示相似組件的不同實例。圖以示例的方式而非限制的方式總體示意了在本文檔中討論的各種實施例。圖1是向單一端口提供數(shù)據(jù)和音頻的設(shè)備的示例的一部分的框圖。圖2是向單一端口提供數(shù)據(jù)和音頻的另一設(shè)備的示例的一部分的框圖。圖3是斷開開關(guān)電路的示例的電路示意圖。圖4是使用數(shù)字數(shù)據(jù)端口來提供結(jié)合的音頻和數(shù)據(jù)能力的方法的示例的流程圖。圖5示出了對在模擬開關(guān)電路的輸出處觀察到的模擬信號的仿真。
具體實施例方式
本文檔總體涉及電子設(shè)備，具體地，涉及將音頻能力并入到數(shù)字數(shù)據(jù)端口中。如上解釋的，即使有在小的設(shè)備尺寸下提供功能的壓力，也期望改進便攜式電子設(shè)備的功能。降低設(shè)備尺寸的能力典型地受到其所包括的用戶接口的物理尺寸的限制。例如， 便攜式電子設(shè)備可能受到顯示器、鍵區(qū)或者設(shè)備端口的物理尺寸的限制。在小的設(shè)備尺寸下提供功能的一種方式是增加剩余的設(shè)備接口的功能。圖1是向單一端口提供數(shù)據(jù)和音頻的設(shè)備100的示例的一部分的框圖。端口可以是數(shù)字數(shù)據(jù)端口或者數(shù)據(jù)通信端口。數(shù)字數(shù)據(jù)端口的示例包括通用串行總線(USB)端口、視頻數(shù)據(jù)端口、照相機數(shù)據(jù)端口或者高清多媒體接口(HDMI)。可以由相同設(shè)備的單獨的數(shù)字設(shè)備或數(shù)字子系統(tǒng)來提供針對該端口的數(shù)字數(shù)據(jù)。設(shè)備100包括音頻放大器電路105。音頻放大器電路105提供電子音頻模擬信號。 音頻模擬信號是從音頻放大器電路105的輸入獲得的放大信號。音頻模擬信號包括音頻范圍內(nèi)的一個或多個頻率，并且信號的幅度可以變?yōu)樽畲箅妷汉妥钚‰妷褐g的任意值。設(shè)備100包括與音頻放大器電路的輸出以及端口串聯(lián)的模擬開關(guān)電路110。模擬開關(guān)電路110包括接收模擬音頻信號的第一輸入112、接收數(shù)字數(shù)據(jù)信號的第二輸入114。 數(shù)字數(shù)據(jù)信號遵循數(shù)字數(shù)據(jù)端口的通信協(xié)議，例如，針對上述列出的任意數(shù)據(jù)端口的通信協(xié)議。模擬開關(guān)電路110包括提供數(shù)字數(shù)據(jù)信號或模擬音頻信號之一的輸出115。除了離散的數(shù)字數(shù)據(jù)信號電平外，輸出115還能夠提供連續(xù)的模擬信號輸出電壓電平。模擬開關(guān)電路110還提供了輸出115與輸入的隔離。模擬開關(guān)電路輸出115可以通過通信方式耦合到端口連接器。該通信方式的耦合允許模擬開關(guān)電路110在即使可能存在中間電路的情況下也能夠向端口傳送信號。在一些示例中，模擬開關(guān)電路110包括復(fù)用器(mux)電路。對模擬音頻信號和數(shù)字數(shù)據(jù)信號進行復(fù)用使得可以使用數(shù)字數(shù)據(jù)端口既作為數(shù)據(jù)端口，也作為音頻端口。在一些示例中，模擬電路開關(guān)包括選擇輸入。選擇輸入的狀態(tài)改變(如，從低到高，或者從不活躍到活躍)使得通信端口的模式在數(shù)字數(shù)據(jù)模式和模擬音頻模式之間改變。例如，端口連接器可以是被指定為USB端口的數(shù)據(jù)管腳連接器的管腳連接器?？梢允褂肬SB連接器將揚聲器(例如，頭戴式耳機組)連接到USB端口，以及可以經(jīng)由數(shù)據(jù)管腳向揚聲器提供音頻信號。選擇輸入使得USB端口模式在數(shù)據(jù)和音頻之間進行改變。在一些示例中，由設(shè)備100 來感測揚聲器連接的存在性(如，通過所感測到的阻抗)，并將選擇輸入設(shè)置為提供音頻模式。模擬開關(guān)電路110能夠在向端口連接器提供數(shù)字數(shù)據(jù)信號時，將音頻放大器電路 105與端口連接器隔離。隔離音頻放大器電路105對在發(fā)送或接收數(shù)據(jù)時在端口處觀察到的電容進行調(diào)節(jié)。在沒有該隔離的情況下，在該端口處觀察到的電容可能變得過大，以至于不能確保與端口所使用的數(shù)字通信協(xié)議的時序兼容。將模擬開關(guān)電路與音頻放大器電路105的輸出以及端口串聯(lián)可能對在端口連接器處觀察到的音頻放大器電路105的質(zhì)量造成有害的影響。該串聯(lián)配置可能降低端口連接器處觀察到的音頻放大器電路105的信號增益、輸出功率和性能的總諧波失真(THD)。模擬開關(guān)電路110還包括耦合到音頻放大器電路105和模擬開關(guān)電路輸出110的反饋電路120。在圖中可以看出，反饋電路120包括反饋環(huán)路，該反饋環(huán)路并入了模擬開關(guān)電路110和音頻放大器電路105的偏置阻抗125。反饋電路120并入了模擬開關(guān)電路110 的阻抗，以對音頻放大電路進行偏置。通過將模擬開關(guān)電路110包括在反饋路徑中，音頻放大器電路的信號增益、輸出功率和THD都得到了改進。然而，反饋電路120可能增加在端口連接器處觀察到的阻抗，以至于可能危及掉電保護和數(shù)據(jù)信號與端口協(xié)議的兼容性。為了確保對協(xié)議的兼容以及掉電保護，反饋電路 120包括第二開關(guān)電路130，第二開關(guān)電路130以通信方式耦合到通信端口，且被配置為當模擬開關(guān)電路110提供數(shù)字數(shù)據(jù)信號時，將反饋電路路徑從通信端口斷開。
在一些示例中，設(shè)備由印刷電路板上的多個組件形成。在一些示例中，在集成電路 (IC)上提供該設(shè)備。可以將模擬開關(guān)電路110的輸出以通信方式耦合到IC輸出，并將IC 輸出以通信方式耦合到端口連接器。圖2是向單一端口提供數(shù)據(jù)和音頻的另一設(shè)備200的示例的一部分的框圖。設(shè)備 200包括第一音頻放大器電路205和第二音頻放大器電路255。向模擬開關(guān)電路210提供音頻放大器電路的輸出。模擬開關(guān)電路210包括用于從第一音頻放大器電路和第二音頻放大器電路中的每個電路接收模擬音頻信號的兩個輸入012A、212B)。在一些示例中，第一音頻放大器電路205提供與左音頻通道信號相對應(yīng)的模擬音頻信號，第二音頻放大器電路 255提供與右音頻通道信號相對應(yīng)的模擬音頻信號。左音頻通道和右音頻通道可以提供針對頭戴式耳機組的立體聲信號。模擬開關(guān)電路210還包括用于接收兩個數(shù)字數(shù)據(jù)信號的兩個輸入(214A、214B)。 在一些示例中，第一和第二數(shù)字數(shù)據(jù)信號由設(shè)備200中包括的數(shù)字子系統(tǒng)(未示出)提供。 模擬開關(guān)電路還包括兩個輸出。在一些示例中，將該輸出以通信方式耦合到通信端口的兩個連接器。在一些示例中，將設(shè)備200并入IC，并將輸出以通信方式耦合到IC輸出(示出為10、11)。然后將IC輸出以通信方式耦合到通信端口(例如數(shù)字數(shù)據(jù)端口)的連接器，在一些示例中，模擬開關(guān)電路210包括選擇輸入。選擇輸入的狀態(tài)改變使得輸出處的信號在數(shù)字數(shù)據(jù)信號(針對數(shù)字數(shù)據(jù)模式)和模擬音頻信號(針對模擬音頻模式)之間改變。在一些示例中，模擬開關(guān)電路210包括單獨的模擬使能(a_en)和單獨的數(shù)據(jù)使能 (d_en)以在輸出處提供數(shù)據(jù)信號對或者模擬信號對之一。在一些示例中，如果模擬信號或數(shù)字數(shù)據(jù)信號都未被使能，模擬開關(guān)的輸出處于高阻抗狀態(tài)。這可以使得能夠在輸出上接收到數(shù)據(jù)信號，并將該數(shù)據(jù)信號傳送給數(shù)字數(shù)據(jù)子系統(tǒng)。在一些示例中，第一數(shù)據(jù)信號和第二數(shù)據(jù)信號形成互補數(shù)字信號對，例如針對USB 連接器的互補數(shù)據(jù)信號(D+、D-)。根據(jù)選擇輸入的狀態(tài)(或者使能的狀態(tài))，向IC輸出和 /或通信端口連接器提供以下輸出互補數(shù)字信號對或者針對右音頻通道和左音頻通道的模擬音頻信號。設(shè)備200包括第一反饋電路220，第一反饋電路220以通信方式耦合到第一音頻放大器電路205和模擬開關(guān)電路210的第一輸出。第一反饋電路220對第一音頻放大器電路205進行偏置，并包括并入了模擬開關(guān)電路210和第一音頻放大器電路205的偏置阻抗 225的反饋環(huán)路。設(shè)備200還包括第二反饋電路270，第二反饋電路270以通信方式耦合到第二音頻放大器電路255和模擬開關(guān)電路210的第二輸出。第二反饋電路270對第二音頻放大器電路255進行偏置，并包括并入了模擬開關(guān)電路210和第二音頻放大器電路255的偏置阻抗275的反饋環(huán)路。各個反饋電路還包括以通信方式在其模擬電路輸出和其音頻放大器輸入之間耦合的開關(guān)電路O30、280)。開關(guān)被配置為在模擬開關(guān)電路210提供數(shù)字數(shù)據(jù)信號時，將反饋電路路徑從設(shè)備輸出斷開，在模擬開關(guān)電路210提供模擬音頻信號時，連接反饋電路路徑。如前解釋的，斷開開關(guān)電路需要將其反饋電路路徑從外部I/O焊盤或管腳連接斷開，以確保數(shù)字數(shù)據(jù)信號遵循通信協(xié)議并提供掉電保護。為了提供該保護，需要向斷開開關(guān)電路提供單獨的電壓供電軌，或者偽電壓供電軌。
圖2示出了由模擬開關(guān)電路單元中的偽電壓供電電路產(chǎn)生的偽電壓供電軌 (Prail)0偽電壓供電軌在電路供電(Vcc)是OV且DC電壓被施加到通信端口時，向斷開開關(guān)電路提供功率。偽電壓供電電路從通信端口的連接器獲得偽電壓供電，并向模擬開關(guān)電路和斷開開關(guān)電路提供該偽電壓供電。偽電壓供電軌的電壓可以大于電路供電(Vcc)。使用針對斷開開關(guān)的偽電壓供電軌確保了當在斷電期間通信端口受到壓力時，寄生二極管將不會提高(forward)偏置。在Miske等人于1999年1月四日提交的編號6，163，199的美國專利“Overvoltage/Undervoltage Tolerant Transfer Gate”中可以找到用于產(chǎn)生偽電壓供電軌的方案，在此將其以全文引用的方式并入。圖3是斷開開關(guān)電路300的示例的電路示意圖。斷開開關(guān)電路300包括互補金屬氧化物(CMOS)導(dǎo)通門(pass-gate)電路305。在圖中，當Vcc是OV時，反相器310向PMOS晶體管提供偽電壓供電軌(prail)，并且向NMOS晶體管提供OV(Vcc)，以去激活或者斷開導(dǎo)通門電路305。從而，當Vcc = OV時， 在設(shè)備斷電時或者在期望向通信端口提供數(shù)據(jù)信號時，向開關(guān)提供prail。當Vcc為高時， 向PMOS晶體管提供Vee (如，地)，并向NMOS晶體管提供Vcc，以激活導(dǎo)通門電路305并連接反饋電路路徑。圖4是使用數(shù)字數(shù)據(jù)端口來提供結(jié)合的音頻和數(shù)據(jù)能力的方法400的示例的流程圖。在步驟405處，使用復(fù)用器電路將第一電子數(shù)字數(shù)據(jù)信號和第一電子模擬音頻信號之一復(fù)用到通信端口的連接器。在一些示例中，復(fù)用包括將第一數(shù)字數(shù)據(jù)信號和第一模擬音頻信號復(fù)用到數(shù)字數(shù)據(jù)端口的連接器。在步驟410處，將復(fù)用電路并入用于偏置音頻放大器電路的第一反饋電路路徑中，該音頻放大器電路產(chǎn)生第一模擬音頻信號。在一些示例中，方法400包括在向通信端口的連接器提供第一模擬音頻信號時， 連接第一反饋電路路徑，以及在向通信端口的連接器提供第一數(shù)字數(shù)據(jù)信號時，斷開反饋電路路徑。如上解釋的，這對維持數(shù)據(jù)信號與數(shù)字數(shù)據(jù)端口的協(xié)議的兼容性是有用的。容性負載過大可能導(dǎo)致不得不以很慢的速度來運行端口。根據(jù)一些示例，方法400還包括將第二電子數(shù)字數(shù)據(jù)信號和第二電子模擬音頻信號之一復(fù)用到通信端口的第二連接器。換言之，將兩個數(shù)字數(shù)據(jù)信號或者兩個模擬音頻信號復(fù)用到通信端口的第一連接器和第二連接器。將復(fù)用電路并入到用于偏置第二音頻放大器電路的第二反饋電路路徑中，該第二音頻放大器電路產(chǎn)生第二模擬音頻信號。圖2中示出了第一反饋電路路徑和第二反饋電路路徑的示例。在一些示例中，第一模擬音頻信號和第二模擬音頻信號對應(yīng)于向通信端口提供立體聲音頻信號的右音頻通道和左音頻通道。在一些示例中，第一數(shù)字數(shù)據(jù)信號和第二數(shù)字數(shù)據(jù)信號是互補數(shù)字信號對。如前討論的，通信端口可以包括USB端口。從而，該方法可以包括當通信端口在USB模式下操作時，將互補數(shù)字信號對復(fù)用到通信端口的連接器，以及當在音頻模式下操作USB端口時，將右音頻通道和左音頻通道復(fù)用到通信端口的連接器。將復(fù)用器電路或模擬開關(guān)電路包括在用于偏置音頻放大器的反饋路徑中可以改進音頻電路的信號增益、輸出功率和THD。圖5示出了對在圖1的模擬開關(guān)電路110的輸出處觀察到的模擬信號的仿真。仿真包括由不將模擬開關(guān)電路110包括在用于偏置音頻放大器電路105的反饋路徑中而產(chǎn)生的輸出模擬信號505。仿真示出了輸出模擬信號505的電壓幅度小于輸入信號510，產(chǎn)生-0.45分貝(dB)的增益。仿真還示出了在將模擬開關(guān)電路110的阻抗添加到對音頻放大器電路105進行偏置的反饋路徑的情況下的輸出模擬信號 515。仿真示出了輸出模擬信號515的電壓幅度略高于輸入信號510，產(chǎn)生+0.009dB的增益。其他示例和注釋在示例1中，設(shè)備包括被配置為提供模擬音頻信號的第一音頻放大器電路和模擬開關(guān)電路。模擬開關(guān)電路包括被配置為接收模擬音頻信號的第一輸入、被配置為接收第一數(shù)字數(shù)據(jù)信號的第二輸入以及被配置為提供數(shù)字數(shù)據(jù)信號或模擬音頻信號之一的第一輸出。設(shè)備還包括耦合到第一音頻放大器電路和模擬開關(guān)電路輸出的第一反饋電路。反饋電路被配置為對第一音頻放大器電路進行偏置。在示例2中，示例1的設(shè)備可選地包括第二音頻放大器電路。第一音頻放大器電路和第二音頻放大器電路可選地提供針對右音頻通道和左音頻通道的模擬音頻信號。模擬開關(guān)電路包括以通信方式耦合到第二音頻放大器電路的輸出的第三輸入、被配置為接收第二數(shù)字數(shù)據(jù)信號的第四輸入、以及第二輸出，其中，第一輸出和第二輸出提供第一數(shù)據(jù)信號和第二數(shù)據(jù)信號、或者提供針對右音頻通道和左音頻通道的模擬音頻信號。示例1的設(shè)備可選地包括以通信方式耦合到第二音頻放大器電路和第二模擬開關(guān)電路輸出的第二反饋電路。第二反饋電路被配置為對第二音頻放大器電路進行偏置。在示例3中，示例2的第一數(shù)據(jù)信號和第二數(shù)據(jù)信號可選地形成互補數(shù)字信號對。在示例4中，示例1-3中任一項所述的設(shè)備可選地包括以通信方式耦合到模擬電路開關(guān)輸出的通信端口。在示例5中，示例4的通信端口可選地包括通用串行總線(USB)端口。在示例6中，示例4和5中任一項所述的模擬電路開關(guān)可選地包括選擇輸入，其中，選擇輸入的狀態(tài)改變使通信端口在數(shù)字數(shù)據(jù)模式和模擬音頻模式之間改變。在示例7中，示例4-6中任一項所述的反饋電路可選地包括第二開關(guān)電路，第二開關(guān)電路以通信方式耦合到通信端口，并被配置為當模擬開關(guān)電路提供數(shù)字數(shù)據(jù)信號時，將反饋電路路徑從通信端口斷開。在示例8中，示例7的設(shè)備可選地包括偽電壓供電電路。偽電壓供電電路被配置為從通信端口的連接器獲得偽電壓供電，并向模擬開關(guān)電路和第二開關(guān)電路提供該偽電壓供電。在示例9中，示例7和8中任一項所述的第二開關(guān)電路可選地包括互補金屬氧化物(CM0Q導(dǎo)通門電路。當模擬開關(guān)電路向通信端口提供模擬音頻信號時，向?qū)ㄩT電路提供偽電壓供電。在示例10中，方法包括使用復(fù)用電路將第一電子數(shù)字數(shù)據(jù)信號和第一電子模擬音頻信號之一復(fù)用到通信端口的連接器，并將復(fù)用電路并入到用于偏置音頻放大器電路的第一反饋電路路徑中，音頻放大器電路產(chǎn)生第一模擬音頻信號。在示例11中，示例10的復(fù)用可選地包括將第一數(shù)字數(shù)據(jù)信號和第一模擬音頻信號復(fù)用到數(shù)字數(shù)據(jù)端口的連接器。在示例12中，示例10和11中任一項所述的方法可選地包括在向通信端口的連接器提供第一模擬音頻信號時，連接第一反饋電路路徑，以及在向通信端口的連接器提供第一數(shù)字數(shù)據(jù)信號時斷開反饋電路路徑。在示例13中，示例10-12中任一項所述的復(fù)用可選地包括將第二電子數(shù)字數(shù)據(jù)信號和第二電子模擬音頻信號之一復(fù)用到通信端口的第二連接器。示例10-12的并入復(fù)用電路可選地包括將復(fù)用電路并入用于偏置第二音頻放大器電路的第二反饋電路路徑，第二音頻放大器電路產(chǎn)生第二模擬音頻信號。第一數(shù)字數(shù)據(jù)信號和第二數(shù)字數(shù)據(jù)信號可選地是互補數(shù)字信號對，以及第一模擬音頻信號和第二模擬音頻信號可選地對應(yīng)于右音頻通道和左音頻通道。在示例14中，示例10-13中任一項所述的通信端口可選地包括USB端口。這些示例的復(fù)用可選地包括當通信端口在USB模式下操作時，將互補數(shù)字信號對復(fù)用到通信端口的連接器，以及當在音頻模式下操作USB端口時，將右音頻通道和左音頻通道復(fù)用到通信端口的連接器。在示例15中，集成電路(IC)包括第一 IC輸出、被配置為提供模擬音頻信號的第一音頻放大器電路以及模擬復(fù)用器(mux)電路。模擬復(fù)用器電路包括被配置為接收模擬音頻信號的第一輸入、被配置為接收第一數(shù)字數(shù)據(jù)信號的第二輸入以及被配置為向第一 IC 輸出提供第一數(shù)字數(shù)據(jù)信號或模擬音頻信號之一的第一輸出。IC可選地包括從模擬復(fù)用器電路輸出到第一音頻放大器電路的輸入的第一反饋電路路徑，其中，反饋電路被配置為對第一音頻放大器電路進行偏置。在示例16中，示例15的第一 IC輸出可選地被配置為以通信方式耦合到數(shù)字數(shù)據(jù)端□。在示例17中，示例15和16中任一項所述的第一數(shù)字數(shù)據(jù)信號可選地遵循數(shù)字數(shù)據(jù)端口通信協(xié)議。這些示例的模擬復(fù)用器電路可選地包括選擇輸入，第一模擬復(fù)用器電路輸出可選地被配置為根據(jù)選擇輸入的狀態(tài)，在第一復(fù)用器輸出處提供模擬音頻信號或遵循通信協(xié)議的數(shù)字數(shù)據(jù)信號之一。在示例18中，示例15-17中任一項所述的IC可選地包括第二 IC輸出和第二音頻放大器電路。第一音頻放大器電路和第二音頻放大器電路可選地提供針對右音頻通道和左音頻通道的模擬音頻信號。這些示例的模擬復(fù)用器電路可選地包括以通信方式與第二音頻放大器電路的輸出耦合的第三輸入、用于接收第二數(shù)字數(shù)據(jù)信號的第四輸入、以及選擇輸入。第一數(shù)字數(shù)據(jù)信號和第二數(shù)字數(shù)據(jù)信號可選地是互補數(shù)據(jù)信號對。第二輸出可選地以通信方式耦合到第二 IC輸出，以及第一模擬復(fù)用器電路輸出和第二模擬復(fù)用器電路輸出根據(jù)選擇輸入的狀態(tài)向第一 IC輸出和第二 IC輸出提供互補數(shù)據(jù)信號對、或者提供針對右音頻通道和左音頻通道的模擬音頻信號。IC還可選地包括從第二模擬復(fù)用器電路輸出到第二音頻放大器電路的輸入的第二反饋電路路徑。在示例19中，示例15-18中任一項所述的反饋電路路徑可選地包括以通信方式耦合到第一 IC輸出的開關(guān)電路。開關(guān)電路可選地被配置為當模擬復(fù)用器電路向第一 IC輸出提供數(shù)字數(shù)據(jù)信號時，從第一 IC輸出斷開反饋電路路徑，并連接反饋電路路徑并提供音頻信號以在音頻模式下操作。在示例20中，將第一電壓供電電路應(yīng)用于示例15-19中任一項所述的第一音頻放大器電路。將第二電壓供電電路可選地應(yīng)用于開關(guān)電路，以在模擬復(fù)用器電路向第一 IC輸出提供模擬音頻信號時將反饋電路路徑連接到第一 IC輸出。
示例21可以包括或者可以可選地與示例1-20中任意一項或多項的任意部分或任意部分的組合相組合，以包括以下主題可以包括用于執(zhí)行示例1-20中的任意一項或多項功能的裝置，或者包括當由機器執(zhí)行時使得該機器執(zhí)行示例1-20中任意一項或多項功能的指令在內(nèi)的機器可讀介質(zhì)。示例21可以包括或者可以可選地與示例1-20中任意一項或多項的任意部分或任意部分的組合相組合，以包括以下主題可以包括用于執(zhí)行示例1-20中的任意一項或多項功能的裝置，或者包括當由機器執(zhí)行時使得該機器執(zhí)行示例1-20中任意一項或多項功能的指令在內(nèi)的機器可讀介質(zhì)?？梢愿鶕?jù)任意的排列或組合來對這些非限制性示例進行組合。以上詳細描述包括對附圖的參考，附圖形成該詳細描述的一部分。圖通過示意的方式示出了本發(fā)明在其中實施的特定實施例。在此也將這些實施例稱為“示例”。在此將在該文檔中參考的所有公開、 專利和專利文檔以參考的形式整體并入，例如，通過以參考的形式單獨并入。在該文檔和這樣以參考的形式并入的那些文檔之間存在不一致的使用的情況下，應(yīng)該將所并入的參考的使用視為對本文檔的使用的補充；對于不可協(xié)調(diào)的不一致，本文檔中的使用占支配地位。在本文檔中，如同一般地在專利文檔中一樣，使用術(shù)語“a”或“an”來包括一個或一個以上，而獨立于對“至少一個”或“一個或多個”的任何其他實例或使用。在本文檔中， 除非另外指出，使用術(shù)語“或”來指代非排他性的或，例如“A或B”包括“A但沒有B”、“B但沒有A”、以及“A和B”。在所附權(quán)利要求中，使用術(shù)語“ including”和“ in which"來作為對對應(yīng)的術(shù)語“comprising”和“wherein”的通俗易懂的英文等效。同樣地，在下面的權(quán)利要求中，術(shù)語“including”和“comprising”是開放式的，在權(quán)利要求中包括除了在這種術(shù)語中列出的那些系統(tǒng)、設(shè)備、部件或者處理之外的單元在內(nèi)的系統(tǒng)、設(shè)備、部件或者處理仍被視為落在該權(quán)利要求的范圍之內(nèi)。此外，在下面的權(quán)利要求中，僅將術(shù)語“第一”、“第二” 和“第三”等用作標簽，而不是旨在將數(shù)字表示的要求強加于這些對象。在此描述的方法示例可以是機器或者至少部分為計算機所實現(xiàn)。以上描述旨在是示意性的，而非限制性的。例如，可以將上述示例(或者其一個或多個方面)彼此結(jié)合來使用。可以使用其他實施例，例如由本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在查看以上描述之后進行。提供摘要以符合37C.F.R. § 1.72(b)，以允許讀者快速確定本技術(shù)公開的特性。其服從于以下的理解將不使用其來解釋或者限制權(quán)利要求的范圍或含義。同樣地，在以上的詳細描述中，可以將各種特征分組在一起，以使得本公開流暢。不應(yīng)將其解釋為如下的意圖未要求保護的已公開的特征對任何的權(quán)利要求都是必要的。而是，創(chuàng)造性的主題可以存在于比具體公開的實施例的所有特征少的特征中。從而，由此將下面的權(quán)利要求并入到詳細描述中，每個權(quán)利要求自身作為單獨的實施例。應(yīng)該參考所附權(quán)利要求，連同這些權(quán)利要求所給予權(quán)利的等價體的全部范圍一起來確定本發(fā)明的范圍。
權(quán)利要求
1.一種放大設(shè)備，包括第一音頻放大器電路，被配置為提供模擬音頻信號；模擬開關(guān)電路，包括第一輸入，被配置為接收所述模擬音頻信號；第二輸入，被配置為接收第一數(shù)字數(shù)據(jù)信號；以及第一輸出，被配置為提供所述數(shù)字數(shù)據(jù)信號或所述模擬音頻信號之一；以及第一反饋電路，耦合到所述第一音頻放大器電路和模擬開關(guān)電路輸出，所述反饋電路被配置為偏置所述第一音頻放大器電路。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的放大設(shè)備，包括第二音頻放大器電路，其中，所述第一音頻放大器電路和所述第二音頻放大器電路提供針對右音頻通道和左音頻通道的模擬音頻信號，其中，所述模擬開關(guān)電路包括第三輸入，以通信方式耦合到所述第二音頻放大器電路的輸出；第四輸入，被配置為接收第二數(shù)字數(shù)據(jù)信號；以及第二輸出，其中，所述第一輸出和所述第二輸出提供所述第一數(shù)據(jù)信號和所述第二數(shù)據(jù)信號、或者提供針對右音頻通道和左音頻通道的所述模擬音頻信號；以及第二反饋電路，以通信方式耦合到所述第二音頻放大器電路和第二模擬開關(guān)電路輸出，所述第二反饋電路被配置為偏置所述第二音頻放大器電路。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的放大設(shè)備，其中，所述第一數(shù)據(jù)信號和所述第二數(shù)據(jù)信號形成互補數(shù)字信號對。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任一項所述的放大設(shè)備，包括以通信方式耦合到所述模擬開關(guān)電路輸出的通信端口。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的放大設(shè)備，其中，所述通信端口包括通用串行總線USB端口。
6.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的放大設(shè)備，其中，所述模擬開關(guān)電路包括選擇輸入，所述選擇輸入的狀態(tài)改變使得所述通信端口在數(shù)字數(shù)據(jù)模式和模擬音頻模式之間改變。
7.根據(jù)權(quán)利要求4-6中任一項所述的放大設(shè)備，其中，所述反饋電路包括第二開關(guān)電路，所述第二開關(guān)電路以通信方式耦合到所述通信端口，并被配置為當所述模擬開關(guān)電路提供所述數(shù)字數(shù)據(jù)信號時，將所述反饋電路路徑從所述通信端口斷開。
8.根據(jù)權(quán)利要求4-7中任一項所述的放大設(shè)備，包括偽電壓供電電路，其中，所述偽電壓供電電路被配置為從所述通信端口的連接器獲得偽電壓供電，以及向所述模擬開關(guān)電路和所述第二開關(guān)電路提供所述偽電壓供電。
9.根據(jù)權(quán)利要求1-8中任一項所述的放大設(shè)備，其中，所述第二開關(guān)電路包括互補金屬氧化物CMOS導(dǎo)通門電路，以及當所述模擬開關(guān)電路向所述通信端口提供所述模擬音頻信號時，向所述導(dǎo)通門電路提供所述偽電壓供電。
10.一種放大方法，包括使用復(fù)用電路將第一電子數(shù)字數(shù)據(jù)信號和第一電子模擬音頻信號之一復(fù)用到通信端口的連接器；以及將所述復(fù)用電路并入用于偏置音頻放大器電路的第一反饋電路路徑中，所述音頻放大器電路產(chǎn)生第一模擬音頻信號。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的放大方法，其中，復(fù)用包括將所述第一數(shù)字數(shù)據(jù)信號和所述第一模擬音頻信號復(fù)用到數(shù)字數(shù)據(jù)端口的連接器。
12.根據(jù)權(quán)利要求10或11所述的放大方法，包括在向所述通信端口的連接器提供所述第一模擬音頻信號時，連接所述第一反饋電路路徑，以及在向所述通信端口的連接器提供所述第一數(shù)字數(shù)據(jù)信號時，斷開所述反饋電路路徑。
13.根據(jù)權(quán)利要求10-12中任一項所述的放大方法，其中，所述復(fù)用包括將第二電子數(shù)字數(shù)據(jù)信號和第二電子模擬音頻信號之一復(fù)用到通信端口的第二連接器，并入所述復(fù)用電路包括將所述復(fù)用電路并入用于偏置第二音頻放大器電路的第二反饋電路路徑，所述第二音頻放大器電路產(chǎn)生所述第二模擬音頻信號，所述第一數(shù)字數(shù)據(jù)信號和所述第二數(shù)字數(shù)據(jù)信號是互補數(shù)字信號對，以及所述第一模擬音頻信號和所述第二模擬音頻信號對應(yīng)于右音頻通道和左音頻通道。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的放大方法， 其中，所述通信端口包括USB端口，以及所述復(fù)用包括當所述通信端口在USB模式下操作時，將所述互補數(shù)字信號對復(fù)用到所述通信端口的連接器，以及當在音頻模式下操作所述USB端口時，將所述右音頻通道和所述左音頻通道復(fù)用到所述通信端口的連接器。
15.一種放大集成電路IC，包括 第一 IC輸出；第一音頻放大器電路，被配置為提供模擬音頻信號； 模擬復(fù)用器(mux)電路，包括 第一輸入，被配置為接收所述模擬音頻信號； 第二輸入，被配置為接收第一數(shù)字數(shù)據(jù)信號；以及第一輸出，被配置為向所述第一 IC輸出提供所述第一數(shù)字數(shù)據(jù)信號或所述模擬音頻信號之一；以及第一反饋電路路徑，從模擬復(fù)用器電路輸出到所述第一音頻放大器電路的輸入，其中， 所述反饋電路被配置為偏置所述第一音頻放大器電路。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的放大IC，其中，所述第一IC輸出被配置為以通信方式耦合到數(shù)字數(shù)據(jù)端口。
17.根據(jù)權(quán)利要求15或16所述的放大IC，其中，第一數(shù)字數(shù)據(jù)信號遵循數(shù)字數(shù)據(jù)端口通信協(xié)議，以及所述模擬復(fù)用器電路包括選擇輸入，且第一模擬復(fù)用器電路輸出被配置為根據(jù)所述選擇輸入的狀態(tài)，在第一復(fù)用器輸出處提供所述模擬音頻信號或者遵循所述通信協(xié)議的數(shù)字數(shù)據(jù)信號之一。
18.根據(jù)權(quán)利要求15-17中任一項所述的放大IC，包括 第二 IC輸出；第二音頻放大器電路，其中，所述第一音頻放大器電路和所述第二音頻放大器電路提供針對右音頻通道和左音頻通道的模擬音頻信號， 其中，所述模擬復(fù)用器電路包括第三輸入，以通信方式耦合到所述第二音頻放大器電路的輸出；第四輸入，接收第二數(shù)字數(shù)據(jù)信號，其中，所述第一數(shù)字數(shù)據(jù)信號和所述第二數(shù)字數(shù)據(jù)信號是互補數(shù)據(jù)信號對；選擇輸入；以及第二輸出，以通信方式耦合到所述第二 IC輸出，其中，所述第一模擬復(fù)用器電路輸出和所述第二模擬復(fù)用器電路輸出根據(jù)所述選擇輸入的狀態(tài)，向所述第一 IC輸出和所述第二 IC輸出提供所述互補數(shù)據(jù)信號對、或者提供針對所述右音頻通道和所述左音頻通道的模擬音頻信號，以及其中，所述IC還包括從所述第二模擬復(fù)用器電路輸出到所述第二音頻放大器電路的輸入的第二反饋電路路徑。
19.根據(jù)權(quán)利要求15-18中任一項所述的放大IC，其中，所述反饋電路路徑包括以通信方式與所述第一 IC輸出耦合的開關(guān)電路，其中，所述開關(guān)電路被配置為當所述模擬復(fù)用器電路向所述第一 IC輸出提供所述數(shù)字數(shù)據(jù)信號時，將所述反饋電路路徑從所述第一 IC輸出斷開；以及連接所述反饋電路路徑，并提供所述音頻信號以在音頻模式下工作。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的放大IC，其中，將第一電壓供電電路應(yīng)用于所述第一音頻放大器電路，以及，將第二電壓供電電路應(yīng)用于所述開關(guān)電路，以在所述模擬復(fù)用器電路向所述第一 IC輸出提供所述模擬音頻信號時，將所述反饋電路路徑連接到所述第一 IC輸出。
全文摘要
本發(fā)明涉及維持USB兼容性和掉電保護的同時提高音頻放大器性能。一種放大設(shè)備包括第一音頻放大器電路，被配置為提供模擬音頻信號，以及模擬開關(guān)電路，包括被配置為接收所述模擬音頻信號的第一輸入、被配置為接收第一數(shù)字數(shù)據(jù)信號的第二輸入、以及被配置為提供所述數(shù)字數(shù)據(jù)信號或所述模擬音頻信號之一的第一輸出。所述設(shè)備還包括第一反饋電路，耦合到所述第一音頻放大器電路和模擬開關(guān)電路輸出，所述反饋電路被配置為偏置第一音頻放大器電路。
文檔編號H03F1/52GK102299687SQ201110140238
公開日2011年12月28日 申請日期2011年5月27日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月28日
發(fā)明者厄爾·施賴爾, 朱莉·林恩·斯塔爾茨 申請人:飛兆半導(dǎo)體公司