專利名稱：使用負(fù)載阻抗測(cè)量的串?dāng)_抵消的制作方法
使用負(fù)載阻抗測(cè)量的串?dāng)_抵消
背景技術(shù)：
本發(fā)明涉及用于放大電信號(hào)的系統(tǒng)。更具體地，但不作為限制，本 發(fā)明針對(duì)使用負(fù)載阻抗測(cè)量用來(lái)抵消在多個(gè)通道之間的串?dāng)_的系統(tǒng)和 方法。
驅(qū)動(dòng)立體聲頭戴耳機(jī)是今天的移動(dòng)電話的普通要求。有要求在頭戴 耳機(jī)連接器中的管腳數(shù)目最小化，并且還要求附著到在大多數(shù)家庭音響 設(shè)備上發(fā)現(xiàn)的標(biāo)準(zhǔn)頭戴耳機(jī)連接器。典型地，標(biāo)準(zhǔn)頭戴耳機(jī)具有三端連 接器，帶有左、右和接地端子。不允許直流電流流過(guò)頭戴耳機(jī)。這要求 左和右信號(hào)是具有零電壓直流偏置的交流信號(hào)。這樣的信號(hào)可以通過(guò)使 用具有正和負(fù)電壓供電的放大器而被生成。然而，負(fù)電壓電源在由單個(gè) 電池運(yùn)行的設(shè)備中是不容易得到的。
圖1A是用于生成立體聲信號(hào)(即，左信號(hào)和右信號(hào))的立體聲放大器
的通常配置的簡(jiǎn)化示意圖。信號(hào)Vmi被饋送到第一單端輸出放大器(輸出
AMPl)ll,和信號(hào)Vm2被饋送到笫二單端輸出放大器(輸出AMP2)12。 輸出放大器把信號(hào)提供到負(fù)載，諸如頭戴耳機(jī)、揚(yáng)聲器等等(未示出)。 輸出放大器具有等于VDD/2的公共模式DC電壓。為了避免這個(gè)電壓造 成流過(guò)負(fù)載的DC電流，使用隔直流電容器(Cu和CL2)13和14。在不存 在負(fù)電壓電源時(shí)需要隔直流電容器。采用隔直流電容器的缺點(diǎn)在于，它 們典型地是100-200 )LiF,每個(gè)這樣的電容器占用印刷電路板(PCB)上很 大的面積。
圖1B是用于生成立體聲信號(hào)的立體聲放大器的另一個(gè)通常配置的 簡(jiǎn)化的示意圖。這種配置利用參考電壓源(VMID)15。 VMID驅(qū)動(dòng)器^皮實(shí) 施為參考放大器(參考AMP)16和提供電源電壓的一半(VDD/2)作為參考 直流電壓電平。第一輸出負(fù)載(Ru)17被連接在輸出AMP1 11與參考 AMP之間。第二輸出負(fù)栽(Rl2)18被連接在輸出AMP2 12與參考AMP 之間。使用參考AMP的主要原因是消除隔直流電容器CL1和CL2，由 此減小所占用的PCB面積和減小在頭戴耳機(jī)插頭中管腳的數(shù)目。
圖2圖示當(dāng)使用參考AMP 16用于輸出放大器負(fù)載時(shí)引起的問(wèn)題。 利用這種配置，4艮難避免在通道之間的串?dāng)_。串?dāng)_的主要來(lái)源是在參考
7AMP 16中的輸出阻抗(Rmt)19。串?dāng)_從一個(gè)通道經(jīng)由這個(gè)內(nèi)部參考AMP 輸出阻抗Rmt注入到另一個(gè)通道。如果Rmt是1歐姆，和負(fù)載是32歐姆，
則串?dāng)_將是-30.1dB(串?dāng)_-201og1/32)。通常，小的Rint比起較大的Rint 是更花費(fèi)的。允許較高的輸出阻抗具有相同的串?dāng)_性能的方法因此節(jié)省 花費(fèi)。
非穩(wěn)定性也是參考AMP配置的一個(gè)問(wèn)題。放大器負(fù)載的不同配置 導(dǎo)致不同的電容性和電感性負(fù)載。在放大器上太多的電容性負(fù)載會(huì)容易 使得它不穩(wěn)定。已知的是，放大器的穩(wěn)定性可以通過(guò)在參考AMP輸出 與電容性負(fù)載之間加上串聯(lián)電阻而^L改進(jìn)。然而，把更多的串聯(lián)電阻加 到輸出的缺點(diǎn)是，它增加在通道之間的串?dāng)_。
因此，具有串?dāng)_抵消的系統(tǒng)和方法是有利的，它克服現(xiàn)有技術(shù)的缺 點(diǎn)。本發(fā)明提供這樣的系統(tǒng)和方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對(duì)用于使用負(fù)載阻抗測(cè)量抵消多個(gè)通道之間的串?dāng)_的系 統(tǒng)和方法。在涉及立體聲系統(tǒng)的第一實(shí)施例中，來(lái)自每個(gè)通道的信號(hào)在 輸出放大器的輸入端處加到其它通道。在第二實(shí)施例中，來(lái)自兩個(gè)通道 的信號(hào)在參考放大器的輸入端處相加。雖然使用兩個(gè)方法將出現(xiàn)輸出信 號(hào)的某些失真，但失真將只影響輸出信號(hào)電平的幅度。
因此，本發(fā)明通過(guò)串?dāng)_抵消改進(jìn)串?dāng)_指數(shù)(crosstalk figure )。其它 優(yōu)點(diǎn)包括本發(fā)明可被實(shí)施在ASIC的數(shù)字區(qū)域中，而同時(shí)使用最小的硅 面積。低成本、低性能模擬輸入放大器，或在ASIC中已存在的放大器， 可被用作為測(cè)量放大器。在本發(fā)明中執(zhí)行的計(jì)算還提供被連接到輸出放 大器的負(fù)載電阻指數(shù)。這個(gè)信息可被使用來(lái)發(fā)送警告消息給用戶，表示 該負(fù)載對(duì)于系統(tǒng)是不可接受的。另外，參考AMP的穩(wěn)定性可以間接地 被改進(jìn)，如果當(dāng)在參考AMP與負(fù)載之間加上串聯(lián)電阻時(shí)參考AMP的穩(wěn) 定性改進(jìn)的話。
因此， 一方面，本發(fā)明針對(duì)抵消在第一立體聲通道與第二立體聲通 道之間的串?dāng)_的方法，其中第 一信號(hào)被輸入到用于第 一通道的第 一輸出 放大器，和第二信號(hào)被輸入到用于第二通道的第二輸出放大器，以及用 于每個(gè)輸出放大器的輸出負(fù)載被連接在每個(gè)輸出放大器與參考放大器 之間。該方法包括在把信號(hào)輸入到第 一和第二輸出放大器之前分割第一
8和第二信號(hào)；以及把每個(gè)信號(hào)的分割的部分加到在第一和第二輸出放大 器的輸入端處的其它信號(hào)。把每個(gè)信號(hào)的分割的部分加到其它信號(hào)的步 驟可包括在把分割信號(hào)加到其它信號(hào)之前由可編程增益放大器調(diào)節(jié)每 個(gè)分割信號(hào)。
另一方面，本發(fā)明針對(duì)抵消在第一立體聲通道與第二立體聲通道之 間的串?dāng)_的方法，其中第 一信號(hào)被輸入到用于第 一通道的第 一輸出放大 器，和第二信號(hào)被輸入到用于第二通道的第二輸出放大器，以及用于每 個(gè)輸出放大器的輸出負(fù)載被連接在每個(gè)輸出放大器與參考放大器之間。 所述方法包括在第二輸出放大器的輸入端之前把第一信號(hào)分割成第一 路徑和第二路徑，以及由第 一可編程增益放大器調(diào)節(jié)在第 一路徑上的第 一信號(hào)。在第二輸出放大器的輸入端之前，第二信號(hào)被分割成第三路徑 和第四路徑。在第三路徑上的笫二信號(hào)由第二可編程增益放大器進(jìn)行調(diào) 節(jié)。在第三路徑上的調(diào)節(jié)的第二信號(hào)被加到在第二路徑上的第一信號(hào)， 以便創(chuàng)建第 一和值，以及在第 一路徑上的調(diào)節(jié)的第 一信號(hào)被加到在第四 路徑上的第二信號(hào)，以便創(chuàng)建第二和值。第一和值被輸入到第一輸出放 大器，以及第二和值被輸入到第二輸出放大器。
在另一個(gè)實(shí)施例中，本發(fā)明針對(duì)抵消在第一立體聲通道與第二立體 聲通道之間的串?dāng)_的方法，其中第 一信號(hào)被輸入到用于第 一通道的第一 輸出放大器，和第二信號(hào)被輸入到用于第二通道的第二輸出放大器，以 及用于每個(gè)輸出放大器的輸出負(fù)載被連接在每個(gè)輸出放大器與參考放 大器之間。所述方法包括把第 一 和第二輸入信號(hào)的每個(gè)分割成兩條路 徑；把每個(gè)信號(hào)的第一路徑輸入到每個(gè)信號(hào)的各個(gè)輸出放大器；把第一 和第二信號(hào)的第二路徑相加在一起；通過(guò)增益功能調(diào)節(jié)第一和第二信號(hào)
的和值；把適當(dāng)?shù)腄C偏置加到調(diào)節(jié)的和值，和把加偏置的調(diào)節(jié)的和值 輸入到參考放大器。
在再一方面，本發(fā)明針對(duì)移動(dòng)電話平臺(tái)的混合信號(hào)特定用途集成電 路(ASIC)。 ASIC把第一立體聲通道和第二立體聲通道提供到頭戴耳機(jī)插 頭。ASIC包括第一和第二輸出放大器。第一輸出放大器放大用于第一 通道的第 一輸入信號(hào)，并把第 一放大的信號(hào)提供到與頭戴耳機(jī)插頭相關(guān) 聯(lián)的第一負(fù)載。第二輸出放大器放大用于第二通道的第二輸入信號(hào)，并 把第二放大的信號(hào)提供到與頭戴耳機(jī)插頭相關(guān)聯(lián)的第二負(fù)載。參考放大 器提供在第 一和第二負(fù)載之間的參考信號(hào)。ASIC還包括串?dāng)_抵消單元，
9用于抵消在第 一和第二通道之間的串?dāng)_。串?dāng)_抵消單元包括用于在把信
號(hào)輸入到第一和第二輸出放大器之前分割第一和第二信號(hào)的裝置；以及 用于把每個(gè)信號(hào)的分割的部分加到在第一和第二輸出放大器的輸入端 處的其它信號(hào)的裝置。
在再一方面，本發(fā)明針對(duì)移動(dòng)電話平臺(tái)的混合信號(hào)ASIC。 ASIC把 第一立體聲通道和第二立體聲通道提供到頭戴耳機(jī)插頭。ASIC包括第 一和第二輸出放大器。第一輸出放大器放大用于第一通道的第一輸入信 號(hào)，并把第一放大的信號(hào)提供到與頭戴耳機(jī)插頭相關(guān)聯(lián)的第一負(fù)載。第 二輸出放大器放大用于第二通道的第二輸入信號(hào)，并把笫二放大的信號(hào) 提供到與頭戴耳機(jī)插頭相關(guān)聯(lián)的第二負(fù)載。參考放大器提供在第一和第 二負(fù)載之間的參考信號(hào)。ASIC還包括串?dāng)_抵消單元，用于抵消在第一 和第二通道之間的串?dāng)_。串?dāng)_抵消單元包括用于把第一和第二輸入信號(hào) 的每個(gè)分割成兩個(gè)路徑的第 一和笫二分割器；用于把每個(gè)信號(hào)的第 一路 徑輸入到每個(gè)信號(hào)的各個(gè)輸出放大器的裝置；以及用于把第 一和第二信 號(hào)的第二路徑相加在 一起的加法器。串?dāng)_抵消單元還包括增益放大器， 用于調(diào)節(jié)第 一和第二信號(hào)的和值并把適當(dāng)?shù)腄C偏置加到調(diào)節(jié)的和值； 以及用于把加偏置的調(diào)節(jié)的和值輸入到參考放大器的裝置。


在以下部分，將參照在附圖上圖示的示例性實(shí)施例描述本發(fā)明，其
中
圖1A(現(xiàn)有技術(shù))是用于生成立體聲信號(hào)的立體聲放大器的通常配 置的簡(jiǎn)化示意圖1B(現(xiàn)有技術(shù))是用于生成立體聲信號(hào)的立體聲放大器的通常配 置的簡(jiǎn)化示意圖2(現(xiàn)有技術(shù))圖示當(dāng)使用參考AMP用于輸出放大器負(fù)載時(shí)引起的 問(wèn)題；
圖3是按照本發(fā)明的第 一 實(shí)施例的放大器配置的簡(jiǎn)化示意圖； 圖4是按照本發(fā)明的笫二實(shí)施例的放大器配置的簡(jiǎn)化示意圖； 圖5是按照本發(fā)明的第一實(shí)施例的、在移動(dòng)電話平臺(tái)的現(xiàn)有混合信 號(hào)ASIC中的放大器配置的實(shí)施方案的簡(jiǎn)化示意圖6是圖示按照本發(fā)明的方法的第一實(shí)施例的步驟的流程圖；以及.圖7是圖示按照本發(fā)明的方法的第二實(shí)施例的步驟的流程圖。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明針對(duì)用于使用負(fù)載阻抗測(cè)量來(lái)抵消多個(gè)通道之間的串?dāng)_的 系統(tǒng)和方法。在此在典型二通道系統(tǒng)的上下文中描述了兩個(gè)示例性實(shí)施
例。在圖3所示的第一實(shí)施例中，來(lái)自每個(gè)通道的信號(hào)在輸出放大器的 輸入端處加到其它通道。在圖4所示的第二實(shí)施例中，來(lái)自兩個(gè)通道的 信號(hào)在參考放大器的輸入端處相加。使用兩個(gè)方法將出現(xiàn)輸出信號(hào)的某 些失真。然而，失真將只影響輸出信號(hào)電平的幅度。
串?dāng)_量可以通過(guò)公式Rmt/RL進(jìn)行計(jì)算，其中Rmt是參考AMP輸出 阻抗，以及RL是負(fù)載。這可以從以下的計(jì)算而表明是正確的。為了簡(jiǎn)
化計(jì)算，作出關(guān)于放大器和它們連接的負(fù)載的假設(shè)。假設(shè)放大器是線性
的并具有在音頻范圍(f〈20 kHz)內(nèi)的平坦的頻率響應(yīng)。還假設(shè)放大器負(fù) 載在音頻范圍(f<20 kHz)內(nèi)是與頻率無(wú)關(guān)的。
圖3是按照本發(fā)明的第一實(shí)施例的放大器配置的簡(jiǎn)化示意圖。在這 個(gè)實(shí)施例中，來(lái)自每個(gè)通道的信號(hào)在輸出放大器的輸入端處加到其它通 道。信號(hào)V:被數(shù)字-模擬(D/A)轉(zhuǎn)換器20a轉(zhuǎn)換，并被饋送到第一單端輸 出放大器(輸出AMP1)21,以及信號(hào)v2被D/A轉(zhuǎn)換器20b轉(zhuǎn)換，并被饋 送到第二單端輸出放大器(輸出AMP2)22。參考電壓電源(VMID)23被實(shí) 施為加到參考放大器(參考AMP)24的輸入。參考AMP具有內(nèi)部輸出阻 抗Ro25,并生成參考信號(hào)，其可以是參考直流電壓電平。第一輸出負(fù) 載(ra)26被連接在輸出AMP1 21與參考AMP之間。電壓降Va與第一 輸出負(fù)載ra相關(guān)聯(lián)。第二輸出負(fù)載(rb) 27^皮連接在輸出AMP2 22與參 考AMP之間。電壓降Vb與第二揄出負(fù)載rb相關(guān)聯(lián)。
信號(hào)V!在輸出AMP1 21之前被分割，并通過(guò)增益功能(3 28被路由 到加法器29，在加法器中信號(hào)V!被加到信號(hào)V2。同樣地，信號(hào)v2在 輸出AMP2 22之前^皮分割，并通過(guò)增益功能a 3(H皮路由到加法器31, 在加法器中信號(hào)v2被加到信號(hào)Vh增益功能a和p以及加法器可以在數(shù) 字域中，如所示的，和在;f莫擬域中被實(shí)施。在數(shù)字域中，增益功能a和P 可以通過(guò)使用可編程增益放大器(PGA)被實(shí)施。在才莫擬域中，可變放大 和相加運(yùn)算可以通過(guò)使用例如可變和固定電阻而被實(shí)施。
下面的計(jì)算從顯示VA和VB是分別在電阻負(fù)載RA和RB上出現(xiàn)的信
ii號(hào)開(kāi)始。不失一般性，假設(shè)所有的放大器都具有0dB增益,
幾
7 +7 —11/ — ' "u『？
A氛
丑力
(1)
應(yīng)當(dāng)指出，在所有的公式中的符號(hào)"l I "代表在該符號(hào)的任一側(cè)的電 阻R并聯(lián)連接。
如果來(lái)自負(fù)載RA上的V2的貢獻(xiàn)和來(lái)自在負(fù)載RB上的V!的貢獻(xiàn)完
全被抵消，將出現(xiàn)全部串?dāng)_抵消<formula>formula see original document page 12</formula>
(2)
<formula>formula see original document page 12</formula>
(3)
串?dāng)_達(dá)到全部抵消的因子被給出為
<formula>formula see original document page 12</formula>
這表明對(duì)于全部抵消所需要的串?dāng)_信號(hào)電平等于-R。/R^Rmt/RL。它
也證明，對(duì)于這個(gè)實(shí)施方案，來(lái)自參考AMP輸出阻抗Ro的串?dāng)_可以假 設(shè)為Rint/RL。輸出信號(hào)VA和VB將受每個(gè)通道上的相加的串?dāng)_信號(hào)量影響，被顯
示為
凡
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緣
凡
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尺
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凡
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凡2
(5)
w+凡
假設(shè)RA=RB=R=100 Q和Ro=l
，=賦
101
尺一' 99 99
^ +凡
101
(6)
因此，第一實(shí)施例通過(guò)相加在放大器的輸入端處的相同量的反相信 號(hào)電平而抵消掉在其它通道的負(fù)載電阻上出現(xiàn)的、來(lái)自 一個(gè)通道的小量 的信號(hào)電平。
圖4是按照本發(fā)明的第二實(shí)施例的放大器配置的簡(jiǎn)化示意圖。在這 個(gè)實(shí)施例中，來(lái)自兩個(gè)通道的信號(hào)在參考放大器的輸入端處相加。信號(hào) Vj和V2在它們的各個(gè)輸出AMP之前被分割，并通過(guò)加法器33和增益 功能a 34被路由。在電壓Vo被加到參考AMP 24之前，把適當(dāng)?shù)闹绷?偏置VMID23加到所調(diào)節(jié)的和值。參考AMP生成參考信號(hào)，其可以是
13參考直流電壓電平。應(yīng)當(dāng)指出，加上的直流偏置可以是零，分別取決于 Vj和V2的數(shù)值。
像第一實(shí)施例一樣的，示出了這個(gè)實(shí)施例也導(dǎo)致串?dāng)_等于
-R0/R=-Rmt/RL。下面的計(jì)算從顯示Va和VB是分別在電阻負(fù)載Ra和Rb 上出現(xiàn)的信號(hào)開(kāi)始。不失一般性，假設(shè)所有的放大器都具有0dB增益。
爿 lr r llr> 0 .nlln 2
A +尺o
凡
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(7)
當(dāng)n
緣
0『、5
■—F，
時(shí):
(8)
實(shí)現(xiàn)全部串?dāng)_抵消
串?dāng)_達(dá)到全部抵消的因子，和假設(shè)(3)被給出為
凡
"凡
尺
W +凡
(9)
當(dāng)R0 R時(shí)。
輸出信號(hào)VA和VB將受每個(gè)通道上的相加的串?dāng)_信號(hào)量影響，被顯
示為
k。 =k，
■Rj +凡IK
(10)
假設(shè)(3):
14<formula>formula see original document page 15</formula>
圖3和4所示的兩個(gè)實(shí)施例可以容易地實(shí)施，和被使用于串?dāng)_抵消。 為了簡(jiǎn)化起見(jiàn)，這里僅僅選擇第 一 實(shí)施例來(lái)顯示在移動(dòng)電話平臺(tái)的現(xiàn)有 的混合信號(hào)ASIC中可以如何完成實(shí)施方案。
圖5是按照本發(fā)明的第一實(shí)施例的、在移動(dòng)電話平臺(tái)的混合信號(hào)特 定用途集成電路(ASIC)中的放大器配置的實(shí)施方案的簡(jiǎn)化示意圖。串 擾電平隨負(fù)載電阻減小而增加。例如，16Q的頭戴耳機(jī)比起32Q的頭戴 耳機(jī)具有更大的串?dāng)_。如果平臺(tái)不能預(yù)測(cè)負(fù)載的阻抗，則必須測(cè)量該阻 抗。負(fù)載阻抗可以通過(guò)計(jì)算在負(fù)載阻抗(Ru和Ru)與由RL(RL1和&2)和 Rs(Rs!和Rs2)串聯(lián)的電阻之間的關(guān)系而被確定。在第一實(shí)施例中，裝置 全部在模擬域中實(shí)施，因此不存在數(shù)字-模擬(D/A)轉(zhuǎn)換器20a和20b以 及模擬-數(shù)字(A/D)轉(zhuǎn)換器43。在串?dāng)_抵消部分中執(zhí)行的可變?cè)鲆婧拖嗉?運(yùn)算可以由可變和固定電阻執(zhí)行。^t擬放大器35測(cè)量阻抗水平，并把 信息發(fā)送到模擬PGA增益計(jì)算器36。如果頭戴耳機(jī)配備有兩條塞繩到 每個(gè)頭戴耳機(jī)揚(yáng)聲器，如在立體聲頭戴耳機(jī)中發(fā)現(xiàn)的，總的塞繩阻抗被 包括在Ru和Rl2中，并且可^f皮測(cè)量。在替換的配置中，串?dāng)_抵消電路 和PGA增益計(jì)算器是數(shù)字的，以及在串?dāng)_抵消電路中利用PGA1 40和 PGA2 41,來(lái)執(zhí)行可變?cè)鲆婀δ?。該配置通過(guò)使用DC電壓測(cè)量而利用 A/D轉(zhuǎn)換器43,代替具有AC電壓測(cè)量的模擬放大器35。在另一個(gè)替換 配置中，串?dāng)_抵消電路和PGA增益計(jì)算器是數(shù)字的，以及該配置利用 模擬放大器35和A/D轉(zhuǎn)換器43，如圖5所示。如果頭戴耳機(jī)配備有一條公共塞繩到頭戴耳機(jī)揚(yáng)聲器，串?dāng)_電平也 增加。在這種情形下，公共塞繩不被包括在Ru和RL2中。萬(wàn)一需要來(lái) 自該阻抗的串?dāng)_抵消，則必須知道公共塞繩阻抗。
PGA增益量也可以通過(guò)使用多路復(fù)用器(MUX) 37從直接來(lái)自參考 AMP輸出信號(hào)的內(nèi)部測(cè)量進(jìn)行計(jì)算。信號(hào)測(cè)量可以是電壓測(cè)量、電流測(cè) 量、或電壓與電流的組合。
使用圖5的配置，可以引起對(duì)于串?dāng)_抵消的三種情形
1. 當(dāng)Ri是已知時(shí)(即，用預(yù)先裝載的PGA增益的串?dāng)_抵消)；
2. 當(dāng)RL是未知時(shí)(負(fù)載阻抗必須首先被測(cè)量)；以及
3. 當(dāng)內(nèi)部串?dāng)_測(cè)量是在參考AMP輸出端上取得時(shí)。在這種情形 下，利用MUX在外部與內(nèi)部測(cè)量之間進(jìn)行選擇。
串?dāng)_抵消可以通過(guò)使用加法器38和39以及在原先的輸出放大器的 前面的、具有負(fù)增益設(shè)置的可編程增益放大器PGA1 40和PGA2 41,而 被實(shí)施。
在情形1下，當(dāng)RL是已知時(shí)，PGA增益量可以通過(guò)下式直接進(jìn)行 計(jì)算
G, = 201og, = 201og^ = -30.認(rèn)
其中假設(shè)內(nèi)部輸出阻抗是1 Q,并假設(shè)負(fù)載阻抗是32Q。通過(guò)這個(gè)結(jié)果， PGA增益計(jì)算器36可以設(shè)置正確的PGA增益。
在情形2下，當(dāng)RL是未知時(shí)，按給定的次序通過(guò)以下的步驟計(jì)算 正確的串?dāng)_抵消量
A. 確定參考AMP 24的內(nèi)部輸出阻抗Rint 42以及加到頭戴耳機(jī)揚(yáng) 聲器的頭戴耳機(jī)塞繩阻抗(如果頭戴耳機(jī)配備有一條公共塞繩)。
B. 測(cè)量負(fù)載阻抗(RLl和RL2);以及
C. 計(jì)算PGA設(shè)置。
對(duì)于步驟A,為了確定Rmt42, Rmt通過(guò)放大器設(shè)計(jì)被給出。對(duì)于 下面給定的例子，假設(shè)Rmt是lQ。如果頭戴耳機(jī)配備有一條公共塞繩， 頭戴耳機(jī)塞繩阻抗可以通過(guò)測(cè)量或從供應(yīng)商找出。
對(duì)于步驟B,為了使得對(duì)于任何負(fù)載的串?dāng)_抵消最佳化，必須測(cè)量 放大器負(fù)載Rl(Rli和Ru)。這要求Rim和Rs(Rsi和Rs2)是已知的和輸入信號(hào)電平Vm是已知的。RL的輸出阻抗然后被測(cè)量，如圖5所示。<formula>formula see original document page 17</formula>
應(yīng)當(dāng)指出，它是被提供到通道的信號(hào)與由間接給出負(fù)載阻抗指數(shù)
(impedance figure)的輸入放大器(輸入AMP) 35提供的測(cè)量信號(hào)電平 的關(guān)系。
對(duì)于步驟C，計(jì)算PGA設(shè)置，當(dāng)負(fù)載阻抗是已知時(shí)，通過(guò)PGA被 加到每個(gè)通道的正確的信號(hào)量可以如下地計(jì)算
Gpa4 = 201og<formula>formula see original document page 17</formula>= 201ogi = 201og-= —30.0謹(jǐn)
& 31.92
PGA增益計(jì)算器36然后可以設(shè)置正確的PGA增益。 所考慮的最后的情形是當(dāng)內(nèi)部串?dāng)_測(cè)量是在參考AMP輸出端處進(jìn)
行時(shí)。這個(gè)測(cè)量通過(guò)使用MUX 37祐j丸行以選擇和測(cè)量VMIDR電壓電平。
PGA增益的計(jì)算可以按以下的方式完成
"/ 1 ourt _T"2 *" oW2 ' measure ' Affl3R
G池=201og^^
PGA增益計(jì)算器36然后設(shè)置正確的PGA增益。
在圖5的放大器配置的替換實(shí)施例中，數(shù)字模擬(D/A)轉(zhuǎn)換器20a 和20b分別^皮實(shí)施在輸出AMP1 21和輸出AMP2 22之前。由A/D轉(zhuǎn)換 器43執(zhí)行回到數(shù)字的轉(zhuǎn)換。當(dāng)然，本領(lǐng)域技術(shù)人員將會(huì)意識(shí)到，數(shù)字 域和^^莫擬域可以通過(guò)在電路的不同位置處實(shí)施D/A和A/D轉(zhuǎn)換器而被不 同地規(guī)定。例如，代替如所顯示的、在數(shù)字域中執(zhí)行串?dāng)_抵消，可變的 放大和求和運(yùn)算可以在沖莫擬域通過(guò)使用例如可變和固定電阻而#皮執(zhí)行。
圖6是圖示按照本發(fā)明的方法的第一實(shí)施例的步驟的流程圖。參照 圖3和6，第一信號(hào)被輸入到用于第一通道的第一輸出放大器21,和第 二信號(hào)被輸入到用于第二通道的第二輸出放大器22，以及每個(gè)輸出放大 器的輸出負(fù)載26和27被連接在每個(gè)輸出放大器與參考放大器24之間。 在步驟45,第一信號(hào)在第一輸出放大器的輸入端之前被分割。在步驟 46,第二信號(hào)在第二輸出放大器的輸入端之前被分割。在步驟47，每個(gè) 分割的信號(hào)的增益在增益功能P 28和增益功能cx 29中被調(diào)節(jié)。在步驟 48,每個(gè)信號(hào)的調(diào)節(jié)的分割的部分在加法器29和31中被加到其它信號(hào)。 在步驟49,相加的信號(hào)被輸入到第 一和第二輸出放大器。
圖7是圖示按照本發(fā)明的方法的第二實(shí)施例的步驟的流程圖。參照 圖4和7，第一信號(hào)被輸入到用于第一通道的第一輸出放大器21,和第 二信號(hào)被輸入到用于第二通道的第二輸出放大器22,以及每個(gè)輸出放大 器的輸出負(fù)載26和27被連接在每個(gè)輸出放大器與參考放大器24之間。 在步驟51,第一輸入信號(hào)在笫一輸出放大器之前被分割成兩條路徑。在 步驟52，第一路徑被輸入到第一輸出放大器。在步驟53,第二路徑被
18加到加法器33。在步驟54,第二輸入信號(hào)在第二輸出放大器之前被分 割成兩條路徑。在步驟55,第一路徑被輸入到第二輸出放大器。在步驟 53,第二路徑被加到加法器。在步驟57，每個(gè)信號(hào)的第二路徑被相加， 以及在步驟58,相加的笫二路徑的增益在增益功能ot34中被調(diào)節(jié)。在步 驟59，合適的DC偏置被加到所調(diào)節(jié)的和上。在步驟60,加偏置的調(diào)節(jié) 的和值被輸入到與第 一和第二輸出放大器并聯(lián)連接的參考放大器24。
因此，串?dāng)_指數(shù)可以通過(guò)串?dāng)_抵消而被改進(jìn)。本發(fā)明可以在ASIC 的數(shù)字域中實(shí)施，而同時(shí)使用最小的硅面積。低成本、低性能模擬輸入 放大器或在ASIC中已存在的放大器，可被用作為測(cè)量放大器。
計(jì)算可以給出連接到輸出放大器的負(fù)載電阻指數(shù)。這個(gè)信息可被使
用來(lái)發(fā)送報(bào)警消息給用戶，指示負(fù)載對(duì)于平臺(tái)是不可接受的。
如果當(dāng)在參考AMP與負(fù)載之間加上串聯(lián)電阻時(shí)參考AMP穩(wěn)定性改 進(jìn)，則參考AMP的穩(wěn)定性可以間接地改進(jìn)。
正如本領(lǐng)域技術(shù)人員將會(huì)意識(shí)到的，在本申請(qǐng)中描述的精巧的概念 可以在寬范圍的應(yīng)用中被修改和變化。例如，雖然這里的描述集中在二 通道立體聲實(shí)施方案，但本發(fā)明也可以應(yīng)用到多通道實(shí)施方案中的串?dāng)_ 抵消。因此，專利主題的范圍不應(yīng)當(dāng)限于以上討論的任何具體的示例性 教導(dǎo)，而是由以下的權(quán)利要求限定。
19
權(quán)利要求
1. 一種抵消在第一通道與第二通道之間的串?dāng)_的方法，其中第一信號(hào)被輸入到用于第一通道的第一輸出放大器，和第二信號(hào)被輸入到用于第二通道的第二輸出放大器，以及用于每個(gè)輸出放大器的輸出負(fù)載被連接在每個(gè)輸出放大器與參考放大器之間，所述方法包括在把信號(hào)輸入到第一和第二輸出放大器之前分割第一和第二信號(hào)；以及把每個(gè)信號(hào)的分割的部分加到在第一和第二輸出放大器的輸入端處的其它信號(hào)。
2. 按照權(quán)利要求1的方法，其中把每個(gè)信號(hào)的分割的部分加到其它 信號(hào)的步驟包括在把分割信號(hào)加到其它信號(hào)之前由增益功能調(diào)節(jié)每個(gè) 分割信號(hào)。
3. —種抵消在第一通道與第二通道之間的串?dāng)_的方法，其中第一信 號(hào)被輸入到用于第 一通道的第 一輸出放大器，和第二信號(hào)被輸入到用于 第二通道的第二輸出放大器，以及用于每個(gè)輸出放大器的輸出負(fù)載被連 接在每個(gè)輸出放大器與參考放大器之間，所述方法包括在第二輸出放大器的輸入端之前把第一信號(hào)分割成第一路徑和第 二路徑；由第 一增益功能調(diào)節(jié)在第 一路徑上的第 一信號(hào)； 在第二輸出放大器的輸入端之前把第二信號(hào)分割成第三路徑和笫四3各徑；由第二增益功能調(diào)節(jié)在第三路徑上的第二信號(hào)；把在第三路徑上的調(diào)節(jié)的第二信號(hào)加到在第二路徑上的第 一信號(hào)， 以創(chuàng)建第一和值；把在第一路徑上的調(diào)節(jié)的第一信號(hào)加到在第四路徑上的第二信號(hào)， 以創(chuàng)建第二和值；把第一和值輸入到第一輸出放大器；以及把第二和值輸入到第二輸出放大器。
4. 一種抵消在第一通道與第二通道之間的串?dāng)_的方法，其中第一信 號(hào)被輸入到用于第一通道的第一輸出放大器，和第二信號(hào)被輸入到用于 第二通道的第二輸出放大器，以及用于每個(gè)輸出放大器的輸出負(fù)載被連 接在每個(gè)輸出放大器與參考放大器之間，所述方法包括把第 一和第二輸入信號(hào)中的每個(gè)分割成兩條路徑；把每個(gè)信號(hào)的第 一路徑輸入到每個(gè)信號(hào)的各個(gè)輸出放大器；把第一和第二信號(hào)的第二路徑相加在一起；通過(guò)增益功能調(diào)節(jié)第 一和第二信號(hào)的和值；把適當(dāng)?shù)腄C偏置加到調(diào)節(jié)的和值；以及把加偏置的調(diào)節(jié)的和值輸入到參考放大器。
5. —種用于把第一通道和第二通道提供到頭戴耳機(jī)插頭的設(shè)備，所 述設(shè)備包括第一輸出放大器，用于放大用于第一通道的第一輸入信號(hào)，所述第 一放大的信號(hào)被提供到與頭戴耳機(jī)插頭相關(guān)聯(lián)的第 一 負(fù)載；第二輸出放大器，用于放大用于第二通道的第二輸入信號(hào)，所述第 二放大的信號(hào)被提供到與頭戴耳機(jī)插頭相關(guān)聯(lián)的第二負(fù)載；參考放大器，用于提供在第一和第二負(fù)載之間的參考信號(hào)；以及串?dāng)_抵消單元，用于抵消在第一和第二通道之間的串?dāng)_，所述串?dāng)_ 4氐消單元包4舌用于在把信號(hào)輸入到第一和第二輸出放大器之前分割第一和第二 信號(hào)的裝置；以及用于把每個(gè)信號(hào)的分割的部分加到在第一和第二輸出放大器的輸 入端處的其它信號(hào)的裝置。
6. 權(quán)利要求5的設(shè)備，其中用于把每個(gè)信號(hào)的分割的部分加到其它 信號(hào)的裝置包括在把分割信號(hào)加到其它信號(hào)之前通過(guò)增益功能調(diào)節(jié)每 個(gè)分割信號(hào)。
7. 權(quán)利要求6的設(shè)備，其中參考放大器具有已知的內(nèi)部輸出阻抗(Rint)，第一和第二負(fù)載(RO是已知的，以及增益功能是可編程增益放大 器(PGA),以及其中所述設(shè)備還包括PGA增益計(jì)算器，用于根據(jù)參考放 大器的已知的內(nèi)部輸出阻抗和已知的第一和第二負(fù)載，計(jì)算PGA的增益。
8. 權(quán)利要求7的設(shè)備，其中PGA增益計(jì)算器通過(guò)使用公式 GPGA=20 log Rint/RL來(lái)計(jì)算PGA的增益。
9. 權(quán)利要求6的設(shè)備，其中參考放大器具有已知的內(nèi)部輸出阻抗 (Rint),增益功能是可編程增益放大器(PGA),以及所述設(shè)備還包括用于測(cè)量第一和第二負(fù)載(RO的阻抗的裝置；以及P G A增益計(jì)算器，用于根據(jù)參考放大器的已知的內(nèi)部輸出阻抗和測(cè) 量的第一和第二負(fù)載，計(jì)算PGA的增益。
10. 權(quán)利要求9的設(shè)備，其中PGA增益計(jì)算器通過(guò)使用公式 GPGA=20 log Rint/RL來(lái)計(jì)算PGA的增益。
11. 權(quán)利要求6的設(shè)備，其中參考放大器具有已知的內(nèi)部輸出阻抗 (Rmt),增益功能是可編程增益放大器(PGA),以及所述設(shè)備還包括串?dāng)_測(cè)量多路復(fù)用器和輸入放大器，用于測(cè)量參考放大器的信號(hào)電 平；以及被連接到多路復(fù)用器的PGA增益計(jì)算器，用于根據(jù)參考放大器的 測(cè)量的信號(hào)電平，計(jì)算PGA的增益。
12. 權(quán)利要求11的設(shè)備，其中PGA增益計(jì)算器通過(guò)使用公式 GPGA=20 logVmeasure/Vml來(lái)計(jì)算PGA的增益，其中V腿薩是參考放大器 的測(cè)量的電壓電平，和Vinl是笫 一輸入信號(hào)的電壓電平。
13. 權(quán)利要求6的設(shè)備，其中參考放大器具有已知的內(nèi)部輸出阻抗 (Rint),增益功能是可編程增益放大器(PGA)，以及所述設(shè)備還包括串?dāng)_測(cè)量模擬-數(shù)字(A/D)轉(zhuǎn)換器和輸入放大器，用于測(cè)量參考放大 器的信號(hào)電平；以及被連接到A/D轉(zhuǎn)換器的PGA增益計(jì)算器，用于根據(jù)參考放大器的 測(cè)量的信號(hào)電平，計(jì)算PGA的增益。
14. 權(quán)利要求5的設(shè)備，其中所述設(shè)備被實(shí)施為移動(dòng)電話平臺(tái)的混 合信號(hào)特定用途集成電路(ASIC)。
15. —種用于把第一通道和第二通道提供到頭戴耳機(jī)插頭的設(shè)備， 所述設(shè)備包括第一輸出放大器，用于放大用于第一通道的第一輸入信號(hào)，所述第 一放大的信號(hào)被提供到與頭戴耳機(jī)插頭相關(guān)聯(lián)的第 一 負(fù)載；第二輸出放大器，用于放大用于第二通道的第二輸入信號(hào)，所述第 二放大的信號(hào)被提供到與頭戴耳機(jī)插頭相關(guān)聯(lián)的第二負(fù)載；參考放大器，用于提供在第一和第二負(fù)載之間的參考信號(hào)；以及串?dāng)_抵消單元，用于抵消在第一和第二通道之間的串?dāng)_，所述串?dāng)_ 抵消單元包括第 一和第二分割器，用于把第 一和第二輸入信號(hào)的每個(gè)分割成兩條 路徑；用于把每個(gè)信號(hào)的第一路徑輸入到每個(gè)信號(hào)的各個(gè)輸出放大器的裝置；用于把第一和第二信號(hào)的第二路徑相加在一起的第一加法器； 增益功能，用于調(diào)節(jié)第一和第二信號(hào)的和值； 第二加法器，用于把適當(dāng)?shù)腄C偏置加到調(diào)節(jié)的和值；以及 用于把加偏置的調(diào)節(jié)的和值輸入到參考放大器的裝置。
16. 權(quán)利要求15的設(shè)備，其中增益功能是可編程增益放大器(PGA)。
17. 權(quán)利要求16的設(shè)備，其中參考放大器具有已知的內(nèi)部輸出阻抗 (Rint),并且第一和第二負(fù)載(RL)是已知的，以及所述設(shè)備還包括PGA增 益計(jì)算器，用于根據(jù)參考放大器的已知的內(nèi)部輸出阻抗和已知的第一和 笫二負(fù)載，計(jì)算PGA的增益。
18. 權(quán)利要求17的設(shè)備，其中PGA增益計(jì)算器通過(guò)使用公式 GPGA=20 log Rmt/RL來(lái)計(jì)算PGA的增益。
19. 權(quán)利要求16的設(shè)備，其中參考放大器具有已知的內(nèi)部輸出阻抗 (Rint),以及所述設(shè)備還包括用于測(cè)量第一和第二負(fù)載(RL)的阻抗的裝置；以及 PGA增益計(jì)算器，用于根據(jù)參考放大器的已知的內(nèi)部輸出阻抗和測(cè) 量的第一和第二負(fù)載，計(jì)算PGA的增益。
20. 權(quán)利要求19的設(shè)備，其中PGA增益計(jì)算器通過(guò)使用公式 GPGA=20 log Rint/RL來(lái)計(jì)算PGA的增益。
21. 權(quán)利要求16的設(shè)備，其中參考放大器具有已知的內(nèi)部輸出阻抗 (Rmt),以及所述設(shè)備還包括串?dāng)_測(cè)量多路復(fù)用器和輸入放大器，用于測(cè)量參考放大器的信號(hào)電 平；以及被連接到多路復(fù)用器的PGA增益計(jì)算器，用于根據(jù)參考放大器的 測(cè)量的信號(hào)電平，計(jì)算PGA的增益。
22. 權(quán)利要求21的設(shè)備，其中PGA增益計(jì)算器通過(guò)使用公式 GPGA=20 1ogV腿畫(huà)/V,m來(lái)計(jì)算PGA的增益，其中V腿，是參考放大器 的測(cè)量的電壓電平，和Vinl是第 一輸入信號(hào)的電壓電平。
23. 權(quán)利要求16的設(shè)備，其中參考放大器具有已知的內(nèi)部輸出阻抗 (Rint),以及所述設(shè)備還包括串?dāng)_測(cè)量模擬-數(shù)字(A/D)轉(zhuǎn)換器和輸入放大器，用于測(cè)量參考放大器的信號(hào)電平；以及被連接到A/D轉(zhuǎn)換器的PGA增益計(jì)算器，用于根據(jù)參考放大器的 測(cè)量的信號(hào)電平，計(jì)算PGA的增益。
24.權(quán)利要求15的設(shè)備，其中所述設(shè)備被實(shí)施為移動(dòng)電話平臺(tái)的混 合信號(hào)特定用途集成電路(ASIC)。
全文摘要
一種用于抵消在第一立體聲通道與第二立體聲通道之間的串?dāng)_的方法和ASIC，其中第一信號(hào)被輸入到用于第一通道的第一輸出放大器，和第二信號(hào)被輸入到用于第二通道的第二輸出放大器，以及用于每個(gè)輸出放大器的輸出負(fù)載被連接在每個(gè)輸出放大器與參考放大器之間。在一個(gè)實(shí)施例中，在信號(hào)被輸入到第一和第二輸出放大器之前第一和第二信號(hào)被分割，以及每個(gè)信號(hào)的增益調(diào)節(jié)的部分被加到輸出放大器的輸入端處的其它信號(hào)。在另一個(gè)實(shí)施例中，第一和第二輸入信號(hào)的每個(gè)再次被分割成兩條路徑。在每個(gè)信號(hào)的第一路徑被輸入到每個(gè)信號(hào)的各個(gè)輸出放大器的同時(shí)，第一和第二信號(hào)的第二路徑被相加在一起。最終得到的和值通過(guò)增益功能被調(diào)節(jié)，被適當(dāng)?shù)闹绷麟妷杭悠?，以及被輸入到參考放大器?br> 文檔編號(hào)H04S1/00GK101491117SQ200780025855
公開(kāi)日2009年7月22日 申請(qǐng)日期2007年7月2日 優(yōu)先權(quán)日2006年7月8日
發(fā)明者B·?；魻柲? M·霍爾姆斯特倫, S·馬蒂森 申請(qǐng)人:艾利森電話股份有限公司