CN101933224B

CN101933224B - 减少音频回放装置中的喀嗒声及砰声噪声的系统及方法

Info

Publication number: CN101933224B
Application number: CN200980103710.4A
Authority: CN
Inventors: 苗国庆
Original assignee: Qualcomm Inc
Current assignee: Qualcomm Inc
Priority date: 2008-01-31
Filing date: 2009-01-29
Publication date: 2014-03-12
Anticipated expiration: 2029-01-29
Also published as: US20090196435A1; EP2245735B1; KR101125499B1; KR20100108602A; WO2009099904A2; US9014396B2; JP2011511576A; JP5155413B2; EP2245735A2; TW200947849A; ES2393440T3; CN101933224A; WO2009099904A3

Abstract

本发明揭示一种音频系统，其在加电及断电操作期间减少或消除喀嗒声及砰声噪声。明确地说，所述音频系统包括放大器，所述放大器具有适合于接收输入音频信号的输入及适合于产生用于相关联扬声器的经放大输出音频信号的输出。所述音频系统进一步包括噪声减少电路，其适合于以减少或消除由所述相关联扬声器产生喀嗒声及砰声噪声的方式来将DC电压平滑地施加到所述放大器的所述输出及从所述放大器的所述输出移除DC电压。所述放大器的所述输出处的所述DC电压可从DC参考电压源及/或从所述输入音频信号导出。

Description

减少音频回放装置中的喀嗒声及砰声噪声的系统及方法

技术领域

本发明大体涉及音频装置及系统，且更明确地说涉及一种减少音频回放装置中的喀嗒声及砰声噪声的系统及方法。

背景技术

在许多音频系统中，音频装置的输出经由电容器(通常称为直流(DC)阻塞或交流(AC)耦合电容器)而耦合到扬声器。通常，音频装置的输出由音频信号及相关联DC偏移电压组成。在接通音频装置之前，AC耦合电容器上的电压通常为零(0)伏。当接通音频装置时，音频装置将AC耦合电容器充电到相关联的DC偏移电压。

AC耦合电容器的充电产生通常具有在人可听范围内的频率分量的上升电压。这些频率分量通常在扬声器的输出处产生不合需要的噪声，其在相关技术中通常被称为“喀嗒声及砰声”噪声。类似地，当音频装置经切断时，AC耦合电容器上的电荷衰减，从而产生通常也具有在人可听范围内的频率分量的下降电压。又，这些频率分量在扬声器的输出处产生不合需要的喀嗒声及砰声噪声。参考以下实例来更好地解释此现象。

图1说明示范性常规音频系统100的框图。音频系统100经由AC耦合电容器C_AC将音频信号传递到扬声器150。在此实例中，音频系统100由第一运算放大器OPA1、第二运算放大器OPA2、及电阻器R_1A、R_1B、R_2A及R_2B组成。第一运算放大器OPA1用以放大输入音频信号，其可经配置为差分信号V_im及V_ip。第二运算放大器OPA2经配置为电压跟随器以在第一运算放大器OPA1的输出处产生参考DC电压V_ref。此电压V_ref通常经设定为Vdd/2以优化或改进在第一运算放大器OPA1的输出处的音频信号的动态范围。

从输入音频信号V_im及V_ip的观点来说，电阻器R_1A及R_1B充当第一运算放大器OPA1的输入电阻器。从第二运算放大器OPA2所产生的参考电压V_ref的观点来说，电阻器R_2B充当第一运算放大器OPA1的输入电阻器。电阻器R_2A充当第一运算放大器OPA1的反馈电阻器。

在音频系统100接通之前，AC耦合电容器C_AC上的电压通常为约零(0)伏。当第一及第二运算放大器OPA1-2最初经由EN1及EN2功率输入而接通时，AC耦合电容器C_AC上的电压开始从零(0)伏朝参考电压V_ref上升。通常，转变电压具有位于人可听范围内的频率分量。此通常在扬声器150的输出处产生不合需要的喀嗒声及砰声噪声。

当音频系统100经切断时，AC耦合电容器C_AC上的电压从参考电压V_ref朝零(0)伏衰减。类似地，转变电压通常具有位于人可听范围内的频率分量。此也在扬声器150的输出处产生不合需要的喀嗒声及砰声噪声。

发明内容

本发明的一方面涉及一种在加电及断电操作期间减少或消除喀嗒声及砰声噪声的音频系统。明确地说，所述音频系统包含放大器(例如，运算放大器)，所述放大器包括适合于接收输入音频信号的输入及适合于产生用于相关联扬声器的经放大输出音频信号的输出。所述音频系统进一步包含噪声减少电路，其适合于以减少或消除由相关联扬声器产生的喀嗒声及砰声噪声的方式将电压平滑地施加到放大器的输出及从放大器的输出移除电压。在放大器的输出处的电压可从DC参考电压源及/或从输入音频信号导出。

在本发明的另一方面中，噪声减少电路包含可选电流路径，其适合于在断电操作期间平滑地耗散来自放大器的输出的电荷。来自放大器的输出的电荷的平滑地耗散以转变电压具有大体上位于人可听范围之外的频率分量的方式减小输出电压。在示范性实施例中，可选电流路径包含与场效应晶体管(FET)的漏极及源极串联的电阻器，其中可选电流路径耦合于放大器的输出与接地或Vss电位轨之间。响应于断电操作，将控制信号施加到FET的栅极以接通FET，从而允许来自放大器的输出的电荷耗散到接地或Vss电位。

在本发明的又一方面中，噪声减少电路包含耦合于DC参考电压的源与放大器的输出之间的可控电阻装置。另外，噪声减少电路包含适合于产生控制信号的产生器，所述控制信号以用减少或消除在加电操作期间由相关联扬声器产生的喀嗒声及砰声噪声的方式将来自源的DC参考电压平滑地施加到放大器的输出的方式减小可控电阻装置的电阻。所述产生器可包含斜坡信号产生器，且所述可控电阻装置可包含晶体管，例如FET。

在本发明的再一方面中，噪声减少电路包含耦合到放大器的输入的可控电阻装置，及适合于产生控制信号的产生器，所述控制信号减小或增大可控电阻装置的电阻，使得以减少或消除在加电或断电操作期间由相关联扬声器产生的喀嗒声及砰声噪声的方式将输入音频信号平滑地施加到放大器的输入或从放大器的输入移除。所述产生器可包含斜坡信号产生器，且所述可控电阻装置可包含晶体管，例如FET。

当结合附图来考虑时，本发明的其它方面、优点及新颖特征将从本发明的以下详细描述而变得显而易见。

附图说明

图1说明示范性常规音频系统的框图。

图2说明根据本发明实施例的示范性音频系统的框图。

图3说明根据本发明另一方面的音频系统的示范性控制信号的时序图。

图4A到图4D说明根据本发明另一方面的由音频系统响应于加电条件产生的示范性信号的曲线图。

图5说明根据本发明另一方面的由音频系统响应于断电条件产生的示范性信号的曲线图。

图6说明根据本发明另一方面的示范性斜坡产生器的示意图。

图7说明根据本发明另一方面的第二示范性音频系统的框图。

图8说明根据本发明另一方面的第二音频系统的示范性控制信号的时序图。

图9说明根据本发明另一方面的第三示范性音频系统的框图。

具体实施方式

图2说明根据本发明实施例的示范性音频系统200的框图。音频系统200包括噪声减少电路，其适合于减少或完全消除在相关联扬声器的输出处产生的喀嗒声及砰声噪声。明确地说，噪声减少电路通过在加电及断电期间在AC耦合电容器上提供电压的相对平滑的上升及下降而执行此操作，使得转变电压的频率分量大体上位于人可听范围之外。

更明确地说，音频系统200包含第一运算放大器OPA1、第二运算放大器OPA2、电阻器R_1A、R_1B、R_2A及R_2B，以及噪声减少电路210。噪声减少电路210又包含斜坡产生器212、第一场效应晶体管(FET)M1、第二FET M2及电阻器R_OFF。这些装置可经实施为一个或一个以上集成电路、离散装置或者一个或一个以上集成电路与一个或一个以上离散装置的组合。第一运算放大器OPA1的输出适合于经由AC耦合电容器C_AC而耦合到扬声器250，其中两者可位于并入有音频系统200的所述一个或一个以上集成电路的外部。

第一运算放大器OPA1适合于将输入音频信号放大到足够电平以驱动相关联扬声器250。在此实例中，输入音频信号经配置为具有正分量V_ip及负分量V_im的差分信号。第一运算放大器OPA1包括适合于借助于电阻器R_1B接收输入音频信号的正分量V_ip的正输入(+)。第一运算放大器OPA1还包括适合于借助于电阻器R_1A接收输入信号的负分量V_im的负输入(-)。电阻器R_2A耦合于第一运算放大器OPA1的输出与负输入(-)之间，且用以设定第一运算放大器OPA1的增益。第一运算放大器OPA1进一步包括适合于接收启用或停用放大器OPA1的控制信号EN1的控制输入。

第二运算放大器OPA2配置为电压跟随器，其适合于接收并输出DC参考电压V_ref，使得所述DC参考电压V_ref可在第一运算放大器OPA1的输出处产生。可将参考电压V_ref设定为第一运算放大器OPA1的电源电压Vdd的一半(例如，Vdd/2)。此改进或优化在第一运算放大器OPA1的输出处产生的音频信号的动态范围。第二运算放大器OPA2包括适合于接收DC参考电压V_ref的正输入(+)，及耦合到其输出的负输入(-)。第二运算放大器OPA2的输出借助于电阻器R_2B而耦合到第一运算放大器OPA1的正输入(+)。第二运算放大器OPA2的输出还耦合到噪声减少电路210的第一FET M1的漏极。第二运算放大器OPA2进一步包括适合于接收启用或停用放大器OPA2的控制信号EN2的控制启用输入。

噪声减少电路210的斜坡产生器212包括适合于接收启用或停用斜坡产生器212的控制信号EN4的控制输入。斜坡产生器212包括电耦合到第一FET M1的栅极的输出。斜坡产生器212在其输出处产生上升斜坡控制电压Vctl，如下文更详细地论述。第一FETM1的源极电耦合到第一运算放大器OPA1的输出，并借助于电阻器R_OFF而耦合到第二FET M2的漏极。第二FET M2的栅极适合于接收控制信号EN3。第二FET M2的源极可耦合到接地电位或相对“负”的电源电压Vss。现将解释音频系统200的操作。

图3说明根据本发明另一方面的音频系统200的示范性控制信号EN1-4的时序图。在此实例中，控制信号EN1-4为具有指示对应装置经启用的高逻辑电平及指示对应装置经停用的低逻辑电平的二进制信号。应理解，控制信号EN1-4可以其它方式来配置以实现如本文所论述的音频系统200的操作。在时序图中，存在经指示为t₁、t₂、t₃及t₄的四(4)个特定时间。第一时间t₁指示音频系统200的加电操作的开始。第二时间t₂指示斜坡控制电压Vctl何时达到其最终值(例如，Vdd)。第三时间t₃指示何时启用第一运算放大器OPA1的时间，且标记加电操作的结束。第四时间t₄指示音频系统200的断电操作的开始。

在时间t₁之前，控制信号EN1、EN2及EN4全部处于低逻辑电平，且控制信号EN3处于高逻辑电平。因此，在这些逻辑电平情况下，第一及第二运算放大器OPA1-2及斜坡产生器212经停用，且第二FET M2经接通以将第一运算放大器OPA1的输出有效地接地。在时间t₁处，控制信号EN2及EN4从低逻辑电平转变到高逻辑电平，且控制信号EN3从高逻辑电平转变到低逻辑电平。控制信号EN2及EN4的高逻辑电平启用第二运算放大器OPA2及斜坡产生器212，且控制信号EN3的低逻辑电平切断第二FET M2。

第二运算放大器OPA2的启用致使DC参考电压V_ref产生于第一FET M1的漏极处。斜坡产生器212的启用致使控制电压Vctl以相对平滑的形式上升，如下文更详细地论述。经切断的第二FET M2移除在第一运算放大器OPA1的输出与接地或Vss电位之间的电流路径。

平滑上升控制电压Vctl致使第一FET M1的电阻R_DS以相对平滑的形式减小。第一FET M1的减小电阻将DC参考电压V_ref平滑地施加到第一运算放大器OPA1的输出。结果，DC阻塞电容器C_AC上的电压以相对平滑的形式上升，使得上升电压的频率分量大体上位于典型人可听范围之外。此防止或减少在音频系统200的加电期间由相关联扬声器250所产生的喀嗒声及砰声噪声。

斜坡电压Vctl继续上升，直到其在时间t₂处达到其最终或最大电压为止，斜坡电压Vctl可经配置以大体上与Vdd一致。在时间t₃处，控制电压EN1从低逻辑电平转变到高逻辑电平以启用第一运算放大器OPA1，且控制电压EN4从高逻辑电平转变到低逻辑电平以停用斜坡产生器212。第一运算放大器OPA的启用致使其在其输出处产生输出音频信号及通过第二运算放大器OPA2经由电阻器R_2B施加到其正输入(+)的DC参考电压V_ref。因为在第一运算放大器OPA1的输出处的电压归因于噪声减少电路210而已处于大体上DC参考电压Vref，所以第一运算放大器OPA1的启用并未引起其输出DC电压的实质改变，因此也减少或消除由相关联扬声器250产生的喀嗒声及砰声噪声。斜坡产生器212的停用致使控制电压Vctl降落到大体上零(0)伏，因此切断第一FET M1。

在时间t₃与t₄之间，控制信号EN3及EN4处于低逻辑电平以在音频系统200的稳态或正常操作期间有效地停用噪声减少电路210。在这些控制信号处于低逻辑电平的情况下，第一FET M1及第二FET M2经切断，使得噪声减少电路210不会显著影响剩余音频系统200的操作。在时间t₃与t₄之间的稳态或正常操作期间，第一运算放大器OPA1操作以放大差分输入音频信号V_ip及V_im。第二运算放大器OPA2操作以继续在第一运算放大器OPA1的输出处产生DC参考电压V_ref以改进输出音频信号的动态范围。

如上文注明及，时间t₄指示音频系统200的断电操作的开始。此时，控制信号EN1-2从高逻辑电平转变到低逻辑电平以分别停用第一及第二运算放大器OPA1-2。同时，控制信号EN3从低逻辑电平转变到高逻辑电平以接通第二FET M2。电阻器R_OFF及第二FET M2形成到接地的电流路径以平滑地耗散DC阻塞电容器C_AC上的电压。电阻器R_OFF经配置以提供输出电压的相对平滑耗散，使得转变电压的频率分量大体上位于典型人可听范围之外，以在音频系统200的断电期间减少或消除喀嗒声及砰声噪声。

图4A到图4D说明根据本发明另一方面的由音频系统200响应于加电条件产生的示范性信号的曲线图。明确地说，图4A中所描绘的曲线图说明由斜坡产生器212产生的控制电压Vctl的时间变化。图4B中所描绘的曲线图说明第一FET M1的电阻Rds的时间变化。图4C中所描绘的曲线图说明音频系统200的输出电压Vop的时间变化。图4D中所描绘的曲线图说明在相关联扬声器250上的电压V_load的时间变化。

如图4A的曲线图说明，由斜坡产生器212产生的控制电压Vctl可大体上从零(0)伏线性上升到Vdd。在时间t₁与t₂之间的某时间处，斜坡电压Vctl越过第一FET M1的阈值电压。此致使第一FET M1开始显著地传导电流。此由图4B的曲线图更好地展示，图4B的曲线图说明第一FET M1的电阻Rds的相对平滑下降。第一FET M1的下降电阻Rds将由第二运算放大器OPA2产生的DC参考电压Vref平滑地施加到音频系统200的输出。此由图4C的曲线图更好地展示，图4C的曲线图说明输出电压从时间t₁处的零(0)伏平滑地上升到时间t₂处的大体DC参考电压V_ref。负载(例如，相关联扬声器250)上的电压V_load归因于DC阻塞电容器C_AC而本质上为输出电压的导数，其基本上展现时间t₁与t₃之间的正弦波的半周期。噪声减少电路210经配置以产生平滑负载V_load电压，使得其频率分量位于典型人可听范围之外以减少或消除喀嗒声及砰声噪声。

图5说明根据本发明另一方面的由音频系统200响应于断电条件产生的示范性信号的曲线图。明确地说，图5的曲线图展示在断电期间音频系统200的输出电压Vop的时间变化。如所说明，在时间t₄处，如上文所论述，时间t₄指示断电操作的开始，音频系统200的输出电压以相对平滑的形式衰减直到其在时间t₅处本质上为零(0)为止。噪声减少电路210经配置以产生平滑衰减的输出电压Vop，使得其频率分量位于典型人可听范围之外以减少或消除喀嗒声及砰声噪声。

图6说明根据本发明另一方面的示范性斜坡产生器600的示意图。先前论述的噪声减少电路210的斜坡产生器212可按照斜坡产生器600来配置。斜坡产生器600包含电流产生器602、p沟道FET M_P1-4、n沟道FET M_N1-7及电容器C_L。FET M_P1-4的源极电耦合到正电源轨Vdd，且FET M_P2-4的栅极电耦合到FET M_P1-2的漏极及FET M_N4的漏极。FET M_P1的栅极电耦合到FET M_N1的栅极，且两者均适合于接收控制信号EN。FET M_P3的漏极电耦合到FET M_N5的漏极及FET M_N5-6的栅极。FET M_P4的漏极电耦合到FETM_N6-7的漏极，并电耦合到电容器C_L的第一末端。

电流产生器602耦合于正电源轨Vdd与FET M_N1的漏极之间。FET M_N1的源极电耦合到FET M_N2-3的漏极及FET M_N3-4的栅极。FET M_N2及M_N7的栅极适合于接收控制信号ENB(例如，控制信号EN的补数)。FET M_N2-7的漏极以及电容器C_L的第二末端电耦合到负电源轨Vss，其可处于接地电位。

在操作中，当控制信号EN处于低逻辑电平且控制信号ENB处于高逻辑电平时，斜坡电路600被停用。处于低逻辑电平的控制信号EN切断FET M_N1以防止电流流过FETM_N3，且因其与FET M_N3的镜射配置而因此流过FET M_N4。并且，处于低逻辑电平的控制信号EN接通FET M_P1，其将Vdd耦合到FET M_P2-4的栅极，因此切断这些FET。处于高逻辑电平的控制信号ENB接通FET M_N2及M_N7以使FET M_N3-4及M_N6-7的相应漏极接地，以减少或消除经由这些晶体管的电流泄漏。因此，当斜坡电路600被停用时，电流I_0-4大体上为零。

当控制信号EN转变到高逻辑电平且控制信号ENB转变到低逻辑电平时，斜坡电路600被启用。处于高逻辑电平的控制信号EN接通FET M_N1且切断FET M_P1。处于低逻辑电平的控制信号ENB切断M_N2及M_N7。FET M_N1的接通将电流源602电耦合到FET M_N3的漏极，且晶体管M_N2的切断移除FET M_N3的短路或旁路。此允许电流I₀经由FET M_N1及M_N3从电流源602流到Vss轨。此电流还允许FET M_N4传导电流I₁。

FET M_P1的切断移除FET M_P1的短路或旁路，其因此接通FET M_P2、M_P3及M_P4，因为Vdd不再施加到其栅极。此允许电流I₁、I₂及I₃流过FET M_P2、M_P3及M_P4。FET M_N7的切断移除FET M_N6的短路或旁路，因此允许电流I₄流过FET M_N6。产生电容器C_L上的斜坡电压Vctl的输出电流I_OUT为电流I₃与I₄之间的差(例如，I_OUT＝I₃-I₄)。

斜坡电路400可经配置以使用可能因相对小的输出电流I_OUT而实施于集成电路中的电容器C_L来产生斜坡电压Vctl。举例来说，FET M_N3可经配置以具有是FET M_N4的沟道宽度的20倍(20×)的沟道宽度。因此，因FET M_N3及M_N4的电流镜射配置，电流I₁是电流I₀的大体1/20(例如，I₁＝1/20*I₀)。同样地，FET M_P2可经配置以具有是FET M_P3及M_P4的沟道宽度的五(5)倍(5×)的沟道宽度。因此，因FET M_P2、M_P3及M_P4的电流镜射配置，电流I₂及I₃是电流I₁的大体五分之一(1/5)(例如，I₂＝I₃＝1/5*I₁)。FET M_N5可经配置以具有是M_N6的沟道宽度的5/4倍的沟道宽度。因此，因FET M_N5及M_N6的电流镜射配置，电流I₄为电流I₂的4/5(例如，I₄＝4/5*I₂)。

使用电流I₁是电流I₀的1/20的事实，可依据I₀而将电流I₃写出如下：

I₃＝1/5*I₁＝1/100*I₀ 方程式1

并且，使用电流I₂也是电流I₀的1/100的事实，可依据I₀而将电流I₄写出如下：

I₄＝4/5*I₂＝4/500*I₀ 方程式2

如上文所论述，输出电流I_OUT可表示如下：

I_OUT＝I₃-I₄ 方程式3

以如方程式1及2中注明供的I₃及I₄取代如方程式3中注明供的I₃及I₄，输出电流I_OUT可呈现如下：

I_OUT＝1/100*I₀-4/500*I₀＝1/500*I₀ 方程式4

举例来说，如果I₀经选择为大致两(2)微安，则输出电流I_OUT将为大致4毫微安。此小电流将允许电容器C_L实施于集成电路中，且仍将适当上升时间提供给斜坡控制Vctl，以减少或消除在加电操作期间由相关联扬声器250产生的喀嗒声及砰声噪声。

图7说明根据本发明另一方面的第二示范性音频系统700的框图。除归因于施加DC参考电压Vref到其输出及从其输出移除DC参考电压Vref而减少或消除喀嗒声及砰声噪声外，音频系统700还经配置以归因于存在于输入音频信号中的DC偏移电压而减少或消除喀嗒声及砰声噪声。音频系统700的主音频放大器放大包括DC偏移电压的输入音频信号以在其输出处产生DC偏移电压。在加电期间，此DC偏移电压还可致使喀嗒声及砰声噪声由相关联扬声器产生。

明确地说，音频系统700包含第一运算放大器OPA1、第二运算放大器OPA2及噪声减少电路710。第一运算放大器OPA1经配置以放大输入音频信号。第二运算放大器OPA2经配置以在第一运算放大器OPA1的输出处提供DC参考电压(例如，Vref～Vdd/2)以改进或大体上优化输出音频信号的动态范围。噪声减少电路710适合于归因于将DC参考电压Vref提供到第一运算放大器OPA1的输出及终止于第一运算放大器OPA1的输出处的存在于输入音频信号处的DC偏移电压而减少或消除由相关联扬声器750产生的喀嗒声及砰声噪声。

更明确地说，第一运算放大器OPA1包括负输入(-)，其适合于借助于输入电阻器R_1A及FET M3(其为噪声减少电路710的组件)接收输入音频信号的负分量V_im。第一运算放大器OPA1还包括正输入(+)，其适合于借助于输入电阻器R_1B及FET M4(其为噪声减少电路710的组件)接收输入音频信号的正分量V_ip。第一运算放大器OPA1进一步包括借助于AC耦合电容器C_AC而耦合到相关联扬声器750的输出。反馈电阻器R_2A耦合于第一运算放大器OPA1的输出与负输入(-)之间。第一运算放大器OPA1包括适合于接收控制信号EN2的输入。

第二运算放大器OPA2经配置为电压跟随器以产生到第一运算放大器OPA1的正输入端子(+)的DC参考电压Vref。第二运算放大器OPA2包括适合于接收DC参考电压Vref的正输入(+)。第二运算放大器OPA2还包括耦合到其输出的负输入(-)。第二运算放大器OPA2的输出借助于电阻器R_2B而电耦合到第一运算放大器OPA1的正输入(+)。第二运算放大器OPA2包括适合于接收控制信号EN1的输入。

噪声减少电路710包含斜坡产生器712、FET M1-M4、电阻器R_OFF，及响应于控制信号EN2、EN2B、EN5及EN5B的可控开关。明确地说，FET M1包括电耦合到第二运算放大器OPA2的输出的漏极、电耦合到第一运算放大器OPA1的输出的源极，及借助于可控开关EN5而电耦合到斜坡产生器712的栅极。FET M2包括借助于电阻器R_OFF而电耦合到第一运算放大器OPA1的输出的漏极、电耦合到接地或Vss的源极，及适合于接收控制信号EN3的栅极。

FET M3包括适合于借助于电阻器R_1A而接收输入音频信号的负分量V_im的漏极、电耦合到第一运算放大器OPA1的负输入(-)的源极，及电耦合到FET M4的栅极并借助于可控开关EN2电耦合到斜坡产生器712的栅极。FETM4包括适合于借助于电阻器R_1B接收输入音频信号的正分量V_ip的漏极、电耦合到第一运算放大器OPA1的正输入(+)的源极，及电耦合到FET M3的栅极并借助于可控开关EN2电耦合到斜坡产生器712的栅极。可控开关EN2B电耦合于FET M3及M4的栅极与接地或Vss之间。可控开关EN5B电耦合于FET M1的栅极与接地或Vss之间。音频系统700的操作解释如下。

图8说明根据本发明另一方面的音频系统700的示范性控制信号的时序图。所述时序图包括五(5)个注明的时间t1-t5。时间t1表示音频系统700的加电操作(且明确地说，以减少或消除由相关联扬声器750产生的喀嗒声及砰声噪声的方式将DC参考电压Vref平滑地施加到第一运算放大器OPA1的输出的过程)的开始。时间t2表示将DC参考电压Vref平滑地施加到第一运算放大器OPA1的输出的过程的结束。时间t3表示以减少或消除由相关联扬声器750产生的喀嗒声及砰声噪声的方式将输入音频信号(其可包括DC偏移电压)耦合到第一运算放大器OPA1的输入的开始。时间t4表示将输入音频信号耦合到第一运算放大器OPA1的输入的过程的结束。并且，时间t5表示音频系统700的断电操作的开始。

在时间t1之前，控制信号EN1、EN2、EN4及EN5处于低逻辑电平，且控制信号EN3处于高逻辑电平。在此配置中，第一及第二运算放大器OPA1-2及斜坡产生器712经停用，FET M1、M3及M4经切断，FET M2经接通，可控开关EN2及EN5处于其断开位置，且可控开关EN2B及EN5B处于其闭合位置。

在时间t1处，控制信号EN1、EN4及EN5从低逻辑电平转变到高逻辑电平，且控制信号EN3从高逻辑电平转变到低逻辑电平。处于高逻辑电平的控制信号EN1致使第二运算放大器OPA2在其输出处及FET M1的漏极处产生DC参考电压Vref。处于高逻辑电平的控制信号EN5致使可控开关EN5处于闭合位置，且可控开关EN5B处于断开位置。处于高逻辑电平的控制信号EN4启用斜坡产生器712开始产生第一斜坡控制电压Vctl1。处于低逻辑电平的控制信号EN3切断FET M2。

在时间t1与t2之间，上升第一控制电压Vctl1致使FET M1的电阻R_DS以相对平滑的形式减小，以便以减少或消除由相关联扬声器750产生的喀嗒声及砰声噪声的方式将DC参考电压Vref平滑地施加到第一运算放大器OPA1的输出，如先前参考现有实施例更详细地论述。到时间t2为止，第一运算放大器OPA1的输出处的电压应大体处于DC参考电压Vref。在时间t2处，控制信号EN4及EN5从高逻辑电平转变到低逻辑电平以停用斜坡产生器712、断开可控开关EN5以将斜坡产生器712与FET M1的栅极去耦，且闭合可控开关EN5B以确保FET M1被切断。

在时间t3处，启用信号EN2及EN4从低逻辑电平转变到高逻辑电平。处于高逻辑电平的控制信号EN2启用第一运算放大器OPA1、闭合可控开关EN2，并断开可控开关EN2B。处于高逻辑电平的控制信号EN4启用斜坡产生器712以开始产生第二斜坡控制电压Vctl2。在时间t3与t4之间，上升控制电压Vctl2致使FET M3及M4的电阻以相对平滑的形式减小，以便以减少或消除由相关联扬声器750产生的喀嗒声及砰声噪声的方式将包括其DC偏移电压的输入音频信号平滑地施加到第一运算放大器OPA1的输入，且因此施加到第一运算放大器OPA1的输出。

在时间t4与t5之间，音频系统700通过放大输入音频信号以产生具有足够功率电平的输出音频信号来驱动相关联扬声器750而以正常或稳态模式操作。在正常或稳态操作期间，可控开关EN2保持闭合且斜坡产生器712产生高逻辑电平以保持FET M3及M4接通。在时间t5(其如上文所论述指示断电操作的开始)处，控制信号EN1、EN2及EN4从高逻辑电平转变到低逻辑电平，控制信号EN3从低逻辑电平转变到高逻辑电平，且控制信号E5保持处于低逻辑电平。此通过停用第一及第二运算放大器OPA1-2及斜坡产生器712及接通FET M2而将音频系统700带到其切断模式。FET M2的接通致使电容器C_AC上的电荷以相对平滑的形式耗散，以防止由相关联扬声器750产生的喀嗒声及砰声噪声。电阻器R_OFF可经配置以提供电容器C_AC上的电荷的相对平滑的耗散。

图9说明根据本发明另一方面的第三示范性音频系统900的框图。对于音频系统直接耦合到相关联扬声器(例如，在无AC耦合电容器的情况下)的状况，音频系统900经配置以减少或消除喀嗒声及砰声噪声。明确地说，音频系统900包含运算放大器OPA1、电阻器R_1A、R_1B、R_2A及R_2B、FET M3及M4以及斜坡产生器902。这些装置可实施于一个或一个以上集成电路、离散装置或者一个或一个以上集成电路与一个或一个以上离散装置的组合中。

更明确地说，运算放大器OPA1包括适合于借助于电阻器R_1A及FET M3的漏极及源极接收输入差分音频信号的负分量V_im的负输入(-)。运算放大器OPA1还包括适合于借助于电阻器R_1B及FET M4的漏极及源极接收输入差分音频信号的正分量V_im的正输入端子(+)。应理解，输入音频信号无需被配置为差分信号。电阻器R_2B耦合于运算放大器OPA1的正输入(+)与Vss或接地电位之间。运算放大器OPA1包括借助于反馈电阻器R_2A耦合到负输入(-)的输出。运算放大器OPA1的输出可在无介入的AC耦合电容器的情况下耦合到相关联扬声器。斜坡产生器902耦合到FET M3及M4的栅极以在加电及/或断电操作期间将斜坡控制信号提供给所述栅极。运算放大器OPA1与斜坡产生器902两者包括启用输入以接收控制信号EN1。

在操作中，在音频系统900经加电之前，控制信号EN1处于低逻辑电平以停用运算放大器OPA1及斜坡产生器902。在加电时，控制信号EN1从低逻辑电平转变到高逻辑电平。此致使启用运算放大器OPA1及斜坡产生器902。斜坡产生器902产生上升斜坡控制电压Vctl，其平滑地减小FET M3及M4的电阻。此具有将输入音频信号(V_im及V_ip)平滑地施加到运算放大器OPA1的输入的效应。如果输入音频信号中存在任何DC偏移，则平滑地减小FET M3及M4的电阻的效应致使经放大的DC偏移电压平滑地出现于运算放大器OPA1的输出处。斜坡产生器902可经配置而以运算放大器OPA1的输出处的转变DC偏移电压减少或消除在相关联扬声器950处产生的喀嗒声及砰声噪声的方式产生控制电压Vctl。

在正常或稳态操作期间，斜坡产生器902继续产生高逻辑电平控制信号Vclt以使FET M3及M4保持接通以允许输入音频信号耦合到运算放大器OPA1的输入。响应于断电操作，控制信号EN1从高逻辑电平转变到低逻辑电平以停用运算放大器OPA1及斜坡产生器902。或者，斜坡产生器902可经配置以提供下降斜坡电压，以平滑地增大FETM3及M4的电阻从而将输入音频信号与运算放大器OPA1的输入平滑地去耦。此致使运算放大器OPA1的输出处的电压平滑地衰减，以防止或消除由相关联扬声器950产生的喀嗒声及砰声噪声。

在一个或一个以上示范性实施例中，所描述的功能可以硬件、软件、固件或其任何组合来实施。如果以软件实施，则所述功能可作为一个或一个以上指令或代码存储于计算机可读媒体上或经由计算机可读媒体传输。计算机可读媒体包括计算机存储媒体与通信媒体(包括促进将计算机程序从一处传递到另一处的任何媒体)两者。存储媒体可为可由计算机存取的任何可用媒体。借助于实例且非限制，所述计算机可读媒体可包含RAM、ROM、EEPROM、CD-ROM或其它光盘存储装置、磁盘存储装置或其它磁性存储装置，或可用于携载或存储呈指令或数据结构的形式的所要程序代码且可由计算机存取的任何其它媒体。并且，任何连接均适当地称为计算机可读媒体。举例来说，如果使用同轴电缆、光纤电缆、双绞线、数字用户线(DSL)，或例如红外、无线电及微波的无线技术而从网站、服务器或其它远程源传输软件，则同轴电缆、光纤电缆、双绞线、DSL，或例如红外、无线电及微波的无线技术包括在媒体的定义中。如本文中所使用，磁盘及光盘包括压缩光盘(CD)、激光光盘、光盘、数字化通用光盘(DVD)、软性磁盘及蓝光光盘，其中磁盘通常以磁性方式再现数据，而光盘用激光以光学方式再现数据。上述内容的组合也应包括在计算机可读媒体的范围内。

尽管已结合各种方面而描述本发明，但将理解，本发明能够具有其它修改。本申请案打算涵盖本发明的任何变化、使用或修改，其大体遵循本发明的原理且包括偏离本发明的如在本发明所属的技术内的已知及惯例实践内的所述偏离。

Claims

1.一种音频系统，其包含：

放大器，其包括适合于接收输入音频信号的输入及适合于产生输出音频信号的输出；以及

噪声减少电路，其适合于以减少或消除由相关联扬声器产生的噪声的方式将DC电压施加到所述放大器的所述输出或从所述放大器的所述输出移除DC电压;

其中所述噪声减少电路包含：

可控电阻装置，其耦合到所述放大器的所述输出；以及

产生器，其适合于产生控制信号，所述控制信号减小所述可控电阻装置的电阻而以减少或消除在加电操作期间由所述相关联扬声器产生的噪声的方式将所述DC电压平滑地施加到所述放大器的所述输出。

2.根据权利要求1所述的音频系统，其中所述放大器包含运算放大器。

3.根据权利要求1所述的音频系统，其中所述噪声包括喀嗒声及砰声噪声。

4.根据权利要求1所述的音频系统，其中所述噪声减少电路包含可选电流路径，其适合于以减少或消除在断电操作期间由相关联扬声器产生的噪声的方式平滑地耗散来自所述放大器的所述输出的电荷以减小所述电压。

5.根据权利要求4所述的音频系统，其中所述电流路径包含与可控开关串联的电阻元件。

6.根据权利要求5所述的音频系统，其中所述电阻元件包含电阻器，且所述可控开关包含场效应晶体管（FET），所述场效应晶体管具有与所述电阻器串联耦合的漏极及源极以及适合于接收控制信号的栅极。

7.根据权利要求1所述的音频系统，其进一步包含适合于产生所述DC电压的DC电压源。

8.根据权利要求7所述的音频系统，其中所述噪声减少电路包含：

可控电阻装置，其耦合于所述DC电压源与所述放大器的所述输出之间。

9.根据权利要求1所述的音频系统，其中所述产生器包含斜坡产生器，且所述可控电阻装置包含场效应晶体管（FET）。

10.根据权利要求9所述的音频系统，其中所述斜坡产生器包含：

第一电流路径，其适合于产生第一电流，其中所述第一电流路径可响应于控制信号而选择；

第二电流路径，其以镜射形式耦合到所述第一电流路径，以产生与所述第一电流成第一镜射比率关系的第二电流；

第三电流路径，其以镜射形式耦合到所述第一电流路径，以产生与所述第一电流成第二镜射比率关系的第三电流；以及

电容元件，其以第四电流流过所述电容元件的方式耦合到所述第二及第三电流路径，其中所述第四电流为所述第二与第三电流之间的差，且其中控制电压至少部分地产生于所述电容元件上。

11.一种音频系统，其包含：

噪声减少电路，其适合于以减少或消除由相关联扬声器产生的噪声的方式将DC电压施加到所述放大器的所述输出或从所述放大器的所述输出移除DC电压；

其中在所述放大器的所述输出处的所述DC电压是从存在于所述输入音频信号中的DC偏移电压导出，且其中所述噪声减少电路包含：

可控电阻装置，其耦合到所述放大器的所述输入；以及

产生器，其适合于产生控制信号，所述控制信号减小或增大所述可控电阻装置的电阻使得以减少或消除分别在加电或断电操作期间由所述相关联扬声器产生的噪声的方式将所述DC偏移电压平滑地施加到所述放大器的所述输入或从所述放大器的所述输入移除所述DC偏移电压。

12.一种操作音频系统的方法，其包含产生控制信号以减小或增大可控电阻装置的电阻，并以减少或消除由相关联扬声器产生的噪声的方式将DC电压平滑地施加到所述音频系统的输出或从所述音频系统的输出移除DC电压。

13.根据权利要求12所述的方法，其中所述噪声包括喀嗒声及砰声噪声。

14.根据权利要求12所述的方法，其中从所述音频系统的所述输出移除所述DC电压包含平滑地耗散来自所述音频系统的所述输出的电荷。

15.根据权利要求12所述的方法，其中从所述音频系统的所述输出移除所述DC电压是响应于所述音频系统的断电操作。

16.根据权利要求12所述的方法，其中将所述DC电压施加到所述音频系统的所述输出包含将所述DC电压的源平滑地耦合到所述音频系统的所述输出。

17.根据权利要求12所述的方法，其中将所述DC电压施加到所述音频系统的所述输出是响应于所述音频系统的加电操作。

18.根据权利要求12所述的方法，其中从输入音频信号导出所述DC电压。

19.一种音频系统，其包含：

用于放大输入音频信号以产生输出音频信号的装置；以及

用于通过将DC电压平滑地施加到所述放大装置的输出或从所述放大装置的输出移除DC电压而减少由相关联扬声器产生的噪声的装置；

其中用于减少噪音的装置包含：

用于将DC电压的源可变地耦合到所述放大装置的所述输出的装置；以及

用于产生控制信号的装置，所述控制信号减小所述可变耦合装置的电阻而以减少或消除在加电操作期间由所述相关联扬声器产生的噪声的方式将所述DC电压从所述源平滑地施加到所述放大装置的所述输出。

20.根据权利要求19所述的音频系统，其中用于减少噪音的装置包含可选电流路径，所述可选电流路径适合于以减少或消除在断电操作期间由所述相关联扬声器产生的噪声的方式平滑地耗散来自所述放大装置的所述输出的电荷以减小所述DC电压。

21.根据权利要求19所述的音频系统，其中所述控制信号产生装置包含：

用于响应于控制信号而选择性地产生第一电流的装置；

用于产生与所述第一电流成第一比率关系的第二电流的装置；

用于产生与所述第一电流成第二比率关系的第三电流的装置；

用于产生大体上为所述第二与第三电流之间的差的第四电流的装置；以及

用于从所述第四电流产生所述控制信号的装置。

22.一种音频系统，其包含

用于放大输入音频信号以产生输出音频信号的装置；以及

其中在所述放大装置的所述输出处的所述DC电压是从存在于所述输入音频信号中的DC偏移电压导出，且其中用于减少噪音的装置包含：

用于将所述输入音频信号耦合到所述放大装置的装置；以及

用于产生控制信号的装置，所述控制信号减小或增大所述耦合装置的电阻而以减少或消除分别在加电或断电操作期间由相关联扬声器产生的噪声的方式将包括第二DC偏移电压的所述输入音频信号平滑地施加到所述放大装置的输入或从所述放大装置的输入移除包括第二DC偏移电压的所述输入音频信号。