CN108028630A - 集成电路,电路组件和用于其操作的方法 - Google Patents

集成电路,电路组件和用于其操作的方法 Download PDF

Info

Publication number
CN108028630A
CN108028630A CN201580082946.XA CN201580082946A CN108028630A CN 108028630 A CN108028630 A CN 108028630A CN 201580082946 A CN201580082946 A CN 201580082946A CN 108028630 A CN108028630 A CN 108028630A
Authority
CN
China
Prior art keywords
signal
circuit
amplification
integrated circuit
predetermined
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201580082946.XA
Other languages
English (en)
Inventor
P.H.O.罗姆巴赫
G.罗卡
A.莱德尔
A.肖贝尔
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
TDK Corp
Original Assignee
TDK Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by TDK Corp filed Critical TDK Corp
Priority to CN201811037518.7A priority Critical patent/CN109245738A/zh
Publication of CN108028630A publication Critical patent/CN108028630A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03GCONTROL OF AMPLIFICATION
    • H03G3/00Gain control in amplifiers or frequency changers
    • H03G3/20Automatic control
    • H03G3/30Automatic control in amplifiers having semiconductor devices
    • H03G3/3005Automatic control in amplifiers having semiconductor devices in amplifiers suitable for low-frequencies, e.g. audio amplifiers
    • H03G3/3026Automatic control in amplifiers having semiconductor devices in amplifiers suitable for low-frequencies, e.g. audio amplifiers the gain being discontinuously variable, e.g. controlled by switching
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03FAMPLIFIERS
    • H03F3/00Amplifiers with only discharge tubes or only semiconductor devices as amplifying elements
    • H03F3/181Low-frequency amplifiers, e.g. audio preamplifiers
    • H03F3/183Low-frequency amplifiers, e.g. audio preamplifiers with semiconductor devices only
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03GCONTROL OF AMPLIFICATION
    • H03G3/00Gain control in amplifiers or frequency changers
    • H03G3/20Automatic control
    • H03G3/30Automatic control in amplifiers having semiconductor devices
    • H03G3/3005Automatic control in amplifiers having semiconductor devices in amplifiers suitable for low-frequencies, e.g. audio amplifiers
    • H03G3/301Automatic control in amplifiers having semiconductor devices in amplifiers suitable for low-frequencies, e.g. audio amplifiers the gain being continuously variable
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03GCONTROL OF AMPLIFICATION
    • H03G5/00Tone control or bandwidth control in amplifiers
    • H03G5/16Automatic control
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04RLOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
    • H04R1/00Details of transducers, loudspeakers or microphones
    • H04R1/02Casings; Cabinets ; Supports therefor; Mountings therein
    • H04R1/04Structural association of microphone with electric circuitry therefor
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04RLOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
    • H04R3/00Circuits for transducers, loudspeakers or microphones
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03FAMPLIFIERS
    • H03F2200/00Indexing scheme relating to amplifiers
    • H03F2200/03Indexing scheme relating to amplifiers the amplifier being designed for audio applications
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04RLOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
    • H04R2410/00Microphones

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Acoustics & Sound (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Amplifiers (AREA)
  • Control Of Amplification And Gain Control (AREA)

Abstract

本发明涉及集成电路,该集成电路包括被配置为接收用于集成电路的操作的供给电压的至少一个供给电压端子(262)、被配置为接收对应于音频信号的模拟输入信号的至少一个输入端子(122,124,222)和被配置为提供模拟输出信号的至少一个输出端子(132,134,232)。集成电路进一步包括信号强度检测器,其被配置为检测模拟输入信号的信号强度。集成电路被配置为基于检测到的信号强度来放大音频信号,并且被配置为在至少一个输出端子(132,134)处输出对应的放大的信号,信令电路被配置为在至少一个供给电压端子(262)或至少一个输出端子(132,134,232)处指示集成电路的放大设置。本发明进一步涉及包括信号源(110)、信号处理装置(190,390)和放大电路的电路组件(100,200,300)以及用于操作这样的电路组件(100,200,300)的方法。

Description

集成电路,电路组件和用于其操作的方法
本发明涉及一种集成电路,该集成电路包括至少一个供给电压端子、被配置为接收对应于音频信号的模拟输入信号的至少一个输入端子、以及至少一个输出端子,其中该集成电路被配置为放大从输入端子接收的音频信号并且被配置为在至少一个输出端子输出对应的放大信号。更进一步地,本发明涉及一种电路组件,其包括信号源、信号处理装置和布置在信号源和信号处理装置之间的信号路径中的放大器电路。此外,本发明涉及一种用于操作包括信号源、放大器电路以及信号处理装置的电路组件的方法。
一般而言从信号处理领域获知集成电路、电路组件和用于它们的操作的对应的方法。 特别是,这样的电路布置可以被用在模拟阶段以用于放大由麦克风或类似的换能器提供的信号。
在许多应用中,想要处理具有高动态范围的信号。例如,在使用便携式装置记录音频或视听表演时,该表演的低声和高声曲调这两者都应当以高保真度记录。然而,特别是在使用电池操作的移动装置时,处理装置的动态范围经常被限制。例如,被用于转换用于随后的数字信号处理装置的模拟音频信号的模拟到数字转换器的动态范围可能受从电池可用的供给电压约束。为了在整个信号范围上保持合理的分辨率,可以使用某种形式的信号预处理。例如,可以使用具有自动增益控制电路的放大器来前置放大由麦克风提供的模拟信号。以这种方式,可以使用造成更大的信号幅度的更高的放大设置来放大表演的更低声曲调,而可以使用更低的放大设置来放大表演的高声部分。
在此情形下,US 2014/0185832 A1公开了一种包括在图4中示出的信号处理单元SPU的组件。信号路径SL从模拟信号输入INA导向至模拟信号输出OUTA。在信号路径SL内,布置放大器LNA以放大馈送到模拟信号输入INA的有用的模拟信号并且放大器LNA将放大的信号导向至模拟信号输出OUTA。控制放大器LNA的增益的自动增益控制AGC被耦合到信号路径SL和放大器LNA。关于当前增益的增益信息是作为数字或模拟信号而由自动增益控制AGC提供的,所述数字或模拟信号被递送到增益信息输出DGI。因此,信号处理单元SPU包括模拟信号输出OUTA并且进一步包括增益信息输出DGI。
在增益信息输出DGI处提供的信息可能对于其中需要关于信号处理单元SPU的灵敏度的信息的对放大的模拟信号的进一步处理而言是有用的。然而,US 2014/0185832 A1中公开的电路组件要求提供用于提供增益信息的附加端子。特别是在高度集成的电路和小型化的电路设计中,提供附加的端子可能是有问题的。更进一步地,这样的电路组件可能不被使用在现有的芯片封装或电路布置中,所述现有的芯片封装或电路布置不允许提供附加的端子以供给所要求的增益信息。
因此,本发明的挑战是提供允许以高的动态范围进行信号处理并且与现有的电路布置兼容的替换的装置、系统和方法。优选地,它们应当与如由已知的集成放大器电路的端子的数量和类型所给定那样的现有的连接方案兼容。
根据本发明的第一方面,提供了一种集成电路。该集成电路包括被配置为接收用于集成电路的操作的供给电压的至少一个供给电压端子。该集成电路进一步包括被配置为接收对应于音频信号的模拟输入信号的至少一个输入端子以及被配置为提供模拟输出信号的至少一个输出端子。该集成电路进一步包括被配置为检测在至少一个输入端子处提供的模拟输入信号的信号强度的信号强度检测器。集成电路被配置为基于检测到的信号强度来放大音频信号并且在至少一个输出端子处输出对应的放大信号。该集成电路进一步包括被配置为在至少一个供给电压端子或至少一个输出端子处指示集成电路的放大设置的信令电路。
通过使用信号强度检测器检测信号强度,从而可以根据输入信号的信号强度来配置 用于放大音频信号的集成电路。借助于使用集成电路的现有的端子、特别是输出端子或供给电压端子的信令电路,可以将集成电路的内部配置信号通知给外部实体,诸如信号处理装置。以这种方式,可以防止提供附加的端子,同时允许音频信号的高动态范围。
根据第一方面的第一实施例,信令电路包括信号发生器并且被连接到至少一个输出端子。信令电路被配置为生成预定的第一频率信号,并且被配置为如果集成电路正在第一放大设置下操作,则将放大的信号与预定的第一频率信号叠加。此外,信令电路被配置为如果集成电路正在第二放大设置下操作,则不将放大的信号与预定的第一频率信号叠加或者将放大的信号与预定的第二频率信号叠加。在本实施例中,提供在集成电路中内部地生成的附加的频率信号可以被用于指示放大设置。
优选地,在至少一个第一输入端子处接收的模拟输入信号具有预定的信号带宽,并且预定的第一频率信号具有在该预定的信号带宽之外的、特别是在该预定的信号带宽的上限之上的频率。例如,在模拟输入信号表示在20Hz到2kHz的范围内的音频信号的情况下,第一预定的信号可以是在超声波范围(即在20kHz以上)中的音频信号。
根据第一方面的第二实施例,信令电路包括至少一个电负载并且被连接到至少一个供给电压端子。信令电路被配置为如果集成电路正在第一放大设置下操作,则激活预定的第一电负载,并且被配置为如果集成电路正在第二放大设置下操作,则不激活预定的第一电负载或激活预定的第二负载。在该实施例中,可以借助于降低的阻抗或供给到集成电路的供给电压上的下降来信号通知集成电路的放大设置。
根据第一方面的第三实施例,信令电路包括偏移发生器并且被连接到至少一个信号输出端子。该信令电路被配置为生成预定的第一偏移电压,并且被配置为如果集成电路正在第一放大设置下操作,则将放大的信号与预定的第一偏移电压叠加。如果集成电路正在第二放大设置下操作,则放大的信号不被与预定的第一偏移电压叠加或者被与预定的第二偏移电压叠加。经由至少一个输出端子提供的偏移电压可以容易地被高通滤波器检测和滤波。像这样,使得能够在不显著干扰放大的模拟输出信号的情况下进行集成电路的放大设置的信号通知。
根据一个替代方案,信令电路被配置为当集成电路被切换到使用第一放大设置的操作模式时提供第一控制信号以指示用于第一预定的时间段的第一放大设置,并且被配置为当集成电路被切换到使用第二放大设置的操作模式时提供第二控制信号以指示用于第二预定的时间段的第二放大设置。根据第二替代方案,信令电路被配置为只要集成电路正使用第一放大设置进行操作就提供第一控制信号以指示第一放大设置,并且被配置为只要集成电路正使用第二放大设置进行操作就不提供第一控制信号或者提供第二控制信号以指示第二放大设置。 通过只要集成电路正使用第一或第二放大设置进行操作就生成第一控制信号并且可选地生成第二控制信号,从而能够在任何时间检测到集成电路的当前的放大设置。然而,为了限制不必要的电能消耗或输出信号的干扰,可以仅在集成电路的操作模式已经在先前改变时才激活第一或第二控制信号。
如上面详述的那样,集成电路可以被操作于两种预定的操作模式之一。替换地,集成电路可以是利用可调节放大器的多个不同的增益设置之一和/或偏置电压发生器的多个不同的麦克风偏置电压设置之一来操作的,以便实现还更高的动态范围。
信号强度检测器可以被配置为确定音频信号的声压水平。集成电路可以包括被配置为用于差分信号源的输入的第一输入端子和第二输入端子。集成电路可以进一步包括被配置为用于差分信号处理装置的信号输出的第一信号输出端子和第二信号输出端子。
根据本发明的第二方面,公开了一种电路组件。该电路组件包括提供第一模拟信号的信号源、被配置为处理第二模拟信号的信号处理装置和包括信号强度检测器及信令电路的放大器电路。该放大器电路被布置在信号源和信号处理装置之间的信号路径中。该信号强度检测器被配置为检测第一模拟信号的信号强度。放大器电路被配置为基于检测到的信号强度来放大第一模拟信号并且输出包括在第二模拟信号中的第一模拟信号的放大版本。信令电路被配置为通过提供包括第二模拟信号的控制信号或者通过修改放大器电路的功率消耗来指示放大器电路的放大设置。
根据第二方面的电路组件允许将放大器设置指示给信号处理装置而不用在放大器电路处提供附加的端子或在放大器电路和信号处理装置之间提供附加的连接。
根据一个实施例,电路组件进一步包括负载检测电路,该负载检测电路被在外部地连接到放大器电路的至少一个供给电压端子。该负载检测电路被配置为向信号处理装置提供指示放大器电路的放大设置的控制信号。通过使用外部的负载检测电路,可以检测在放大器电路的供给电压上的下降。以这种方式,可以将指示放大设置的适当的控制信号提供给电路组件的其它部分。
根据至少一个实施例,信号源包括高动态范围模拟麦克风。根据至少一个实施例,信号处理装置包括模拟到数字转换器、模拟信号处理器、微控制器、数字信号处理器、音频编解码器(CODEC)和功率放大器中的至少一个。
根据本发明的第三方面,提供了一种用于操作包括信号源、放大器电路和信号处理装置的电路组件的方法。该方法包括以下步骤:
- 检测由信号源提供的信号的信号强度;
- 基于检测到的信号强度选择放大设置;
- 基于放大设置来放大所提供的信号,并将放大的信号提供给信号处理装置;和
- 通过修改被提供给信号处理装置的放大的信号或通过修改放大器电路的功率消耗来将放大设置信号通知给信号处理装置。
借助于以上步骤,可以将放大器电路的放大设置信号通知给信号处理装置而不用提供附加的端子。
在所附权利要求以及当前优选的实施例的详细描述中公开了本发明的进一步的有利的实施例。
将参照所附各图描述本发明的各个实施例。其中,关于不同实施例的类似特征将使用相同的参考符号。除非另外声明,否则关于一个实施例描述的特定特征的描述同样应用于其它实施例的对应特征。
图1A示出根据第一实施例的第一电路组件的简化图。
图1B示出用于根据图1A的电路组件的第一信令图。
图1C示出用于根据图1A的电路组件的第二信令图。
图2A示出根据第二实施例的第二电路组件的简化图。
图2B示出用于根据图2A的电路组件的信令图。
图3A示出根据第三实施例的第三电路组件的简化图。
图3B示出用于根据图3A的电路组件的信号图。
图 4示出根据现有技术的信号处理单元。
根据图1A中示出的本发明的第一实施例,附加的高频信号被叠加在放大器电路的输出信号上。
图1A示出包括信号源 110、实现放大器电路的专用集成电路(ASIC)120和信号处理装置190的电路组件100。在所描述的实施例中,信令源110包括差分麦克风112。麦克风112借助于两个输入端子122和124连接到ASIC 120。 例如,第一输入端子122可以是正输入端子,并且第二输入端子124可以是差分信号线路的负输入端子。经由输入端子122和124提供的模拟信号被放大器126放大,并且放大器126的输出信号被提供在差分信号输出的两个输出端子132和134处。
在所描述的实施例中,放大器126是具有两种不同的增益设置的前置放大器。增益设置是基于由采用声压监控器136 形式的信号强度检测器生成的控制信号High_SPL来选择的。如果在输入端子122和124处的所检测到的声压超过预定的阈值,则控制信号High_SPL被提供给放大器126。如果声压水平处于低于预定的阈值水平,则不提供对应的控制信号。控制信号High_SPL还被提供给逻辑电路138并且被用作为屏蔽信号以屏蔽由时钟发生器140提供的高频时钟信号。例如,时钟发生器 140 可以提供具有25kHz的频率的固定频率信号。如果控制信号High_SPL被提供给逻辑电路138,则由时钟发生器140生成的信号被用于操作开关142。开关142经内部电阻器R将负输出端子134与用于将ASIC 120连接到电接地电位146的端子144连接。以这种方式,具有由时钟发生器140生成的时钟信号的频率的附加信号被叠加到由ASIC 120提供的输出信号上。
在所描述的实施例中,信号处理装置190包括模拟到数字转换器192和数字编解码器194。基于由编解码器 194 执行的频谱分析,可以检测到由ASIC 120 的信令电路生成的附加信号。相应地,可以使信号处理装置190获知放大器126的放大设置并且对应地处理放大的信号。
图1B连同ASIC 120的频率响应一起示出控制信号High_SPL随时间经过的信号水平。如可以在图1B的下部看到的那样,在其中由声压监控器136 检测到高声压水平的t1和t2之间的时间段中,提供具有频率f1的附加的高频信号。在关于图1B描述的实施例中,只要控制信号High_SPL为高,就提供附加信号。所提供的信号的频率f1处于由麦克风112提供的被由ASIC 190 放大的音频信号的带宽之上。以这种方式,提供附加信号不干扰提供给信号处理装置190的有用的信号。
图1C示出根据另一实施例的替换的信令方案。在该实施例中,控制信号High_SPL也被提供给时钟发生器140。根据控制信号High_SPL,时钟发生器140生成具有第一频率或者不同的第二频率的时钟频率,分别造成具有第一频率f1或者第二频率f2的附加信号音调。此外,根据本实施例的逻辑电路138被配置为仅在控制信号High_SPL已经改变之后的预定的时间段内使时钟信号通过。相应地,在时间t2切换到用于高声压的低增益设置之后,在预定的时间段内在输出信号上叠加具有频率 f1的信号音调。在时间t3切换到用于低声压的高增益设置之后,在预定的时间段内在输出信号上叠加具有频率f2的信号音调。在其中控制信号High_SPL是稳定的各时间段中,例如在时间t1和t4,没有附加信号音调被叠加在输出信号上。
替换地,在未示出的实施例中,在将放大器126切换回高增益设置之后,将具有与之前所使用的相同的频率的第二信号音调叠加在输出信号上。在该实施例中,ASIC 120在激活时以预限定的正常模式开启,例如利用高增益设置开启,并且然后在每次切换放大设置时将具有相同频率(例如频率f1)的信号音调叠加在输出信号上。
根据在图2A中示出的本发明的第二实施例,将电流信号叠加在放大器电路的正常电流消耗上。此外,代替可调节放大器,使用可调节偏置电压发生器来改变放大器电路的放大率。
图2A示出电路组件200,其包括实现放大器电路的专用集成电路(ASIC)220和负载检测电路280。其意图的功能和用途类似于根据第一实施例的ASIC 120的功能和用途。然而,在图2A中示出的实施例中,由单端换能器(未示出)提供的信号被提供在单个输入端子222处,被放大器126放大并且被作为放大的信号提供在单个输出端子232处以用于后续的信号处理装置(未示出)。
ASIC 220进一步包括偏置电压发生器228,偏置电压发生器228用于生成用于连接到输入端子224的麦克风(在图2A中未示出)的偏置电压。取决于麦克风类型,偏置电压可以借助于如在图2A中示出的偏置电压端子230而被分离地提供,或者可以被叠加在输入信号上并且被提供在输入端子222上。代替直接改变放大器126的放大率,在本实施例中,根据指示高声压水平的控制信号High_SPL来修改由偏置电压发生器228提供的偏置电压。 如果检测到高声压水平,则向麦克风供给低偏置电压,造成低放大设置,并且反之亦然。
在所描述的实施例中,借助于供给电压端子262将供给电压Vdd提供给ASIC 220。除了其它方面之外,在供给电压端子262处供给的供给电压Vdd还被用于为偏置电压发生器228、放大器126、逻辑电路264和声压监控器136供电。在图2A中示出的实施例中,由声压监控器136确定的控制信号High_SPL被提供到偏置电压发生器228和逻辑电路264。取决于控制信号High_SPL,逻辑电路264选择性地闭合第一开关266或第二开关268。通过闭合第一开关 266,第一内部负载R1被连接到供给电压端子262。通过闭合第二开关268,第二内部负载R2被连接到供给电压端子262。
负载检测电路280包括检测电阻器Rext。基于跨检测电阻器Rext的电压降,可以确定通过ASIC 220的电流Idd。此外,如果已知在没有激活的负载R1和R2的情况下的ASIC 220的电流消耗Idd0,则基于检测到的电流Idd,可以通过负载检测电路280来检测负载R1和R2的激活。虽然在图2A中未示出,但是负载检测电路280将对应的控制信号提供给要求关于ASIC 220的放大设置的认知的任何后续的处理装置。
参照图2B的信号图可以最好地理解根据图2A的电路组件200的操作。其中,可以看到,紧接在从具有高放大的模式到具有低放大的模式的转变(即,控制信号High_SPL从低状态到高状态的转变)之后,可以在预定的时间段内观察到在ASIC 220的输入电流标记图上达到对应于第一负载R1的激活的操作电流Idd1的第一峰值。在预定的时间段之后,由逻辑电路264使用第一开关266断开第一负载R1,并且ASIC 220的电流返回到其标称电流Idd0。在从具有高声压水平的状态到具有低声压水平的状态的随后的转变中,在ASIC 220的电流标记图上印制出第二峰值。在该时段中的峰值电流消耗对应于Idd2。如果第二峰值在幅度上与第一峰值不同,如在图2A中示出那样,则可以将绝对放大设置通信给负载检测电路280。替换地,第二峰值可以具有与第一峰值相同的幅度,以便如上面关于第一实施例描述的那样编码循环模式改变或模式切换。因为附加的负载R1和 R2仅被激活相对短的时段,所以它们不显著地影响电路组件200的能量效率。
当然,附加负载R1也可以在其中放大器126在第一放大设置下操作的整个持续时间内被激活。在这种情况下,可能不需要附加的负载来指示第二放大信号。优选地,如果信号源110的特性是已知的,则附加负载在放大器的被更少地使用以便改进ASIC 220的能量效率的操作模式下被激活。
根据在图3A中示出的本发明的第三实施例,DC(直流)转向被应用于放大器电路的输出信号。
图3A示出电路组件300,其包括信号源110、实现放大器电路的专用集成电路(ASIC)320和信号处理装置390。其意图的功能和用途类似于根据第一实施例的ASIC 120的功能和用途。
图3A中示出的ASIC 320被连接到差分麦克风112。为了信号通知可调节放大器126的放大设置,对在ASIC 320的输出端子132和134处的共模输出电压强加DC转向。典型地,放大器电路的输出电压居中于例如对于具有1.8V的供给电压Vdd的ASIC 320而言大约0.9V的中轨电压上。为了使输出端子132和134的DC分量转向,声压监控器136将控制信号High_SPL提供到DC转向器372。在所描述的实施例中,例如0.4V的偏置电压被叠加在输出端子132和134处的放大的输出信号上。
在信号处理装置390中,DC检测器396可以被用于检测DC转向。此外,随后的减法单元398将自动地取消由DC转向器372提供的任何DC分量,以使得可以以与常规系统中相同的方式处理在输出通道132和134处提供的信号。
如在图3B中示出那样,可以仅在从一个放大设置到另一个放大设置的转变之后在短时段内提供DC转向。例如,当从适合于低声压水平的放大设置改变到适合于高声压水平的放大设置时,可以在预定的时间段内提供达到电压水平Vo1的负DC转向。相反,当切换回先前的放大设置时,可以提供达到Vo2的电压电位的DC电压转向。替换地,如上面讨论那样,在放大设置的改变时可以仅使用正的或负的偏移来提供“切换”信号,或者只要由放大器126使用特定的放大设置就可以应用对应的信令。
虽然已经关于仅具有两个不同的放大设置(即,两个不同的增益值或偏置电压水平)的放大器电路描述了本发明,但是本发明也可以应用于信号强度检测器和对应的自动增益电路或具有多个的水平的自动偏置控制器。例如,可以通过使用具有对应的频率的音调、对应的电流信号或对应的DC转向来通信每个放大设置。此外,甚至可以基于所叠加的控制信号的对应的频率、对应的电流信号或对应的DC偏移来指示模拟增益设置或麦克风偏置电压改变。
虽然已经关于ASIC 120、220和320描述了实施例,但是可以使用其它的集成电路或电路布置来实现放大器电路。任何这样的电路只需要包括供给电压端子、接地电位端子、一个或两个输入端子以及一个或两个输出端子。因此,根据本发明可以使用具有在4个和6个之间的输出引脚的常规芯片封装。
参考列表:
100 电路组件
110 信号源
112 麦克风
120 ASIC(放大器电路)
122,124 输入端子
126 放大器
132,134 输出端子
136 声压监控器
138 逻辑电路
140 时钟发生器
142 开关
144 接地端子
146 接地电位
190 信号处理装置
192 模拟数字转换器(ADC)
194 编解码器(CODEC)
200 电路组件
220 ASIC(放大器电路)
222 输入端子
228 偏置电压发生器
230 偏置电压端子
232 输出端子
262 供给电压端子
264 逻辑电路
266 开关
268 开关
280 负载检测电路
300 电路组件
320 ASIC(放大器电路)
372 DC转向器
390 信号处理装置
396 DC检测器
398 减法单元。

Claims (17)

1.一种集成电路,包括:
—至少一个供给电压端子(262),被配置为接收用于集成电路的操作的供给电压(Vdd);
—至少一个输入端子(122,124,222),被配置为接收对应于音频信号的模拟输入信号;
—至少一个输出端子(132,134,232),被配置为提供模拟输出信号;和
—信号强度检测器,被配置为检测在所述至少一个输入端子(122,124,222)处提供的模拟输入信号的信号强度,其中集成电路被配置为基于检测到的信号强度来放大音频信号,并且被配置为在所述至少一个输出端子(132,134,232)处输出对应的放大的信号;
—其特征在于,集成电路进一步包括信令电路,其被配置为在至少供给电压端子(262)或所述至少一个输出端子(132,134,232)处指示集成电路的放大设置。
2.根据权利要求1所述的集成电路,其中,信令电路包括信号发生器并且被连接到所述至少一个输出端子(132,134),信令电路被配置为生成预定的第一频率信号,并且被配置为如果集成电路正在第一放大设置下操作,则将放大的信号与预定的第一频率信号叠加,并且被配置为如果集成电路正在第二放大设置下操作,则不将放大的信号与预定的第一频率信号叠加或者将放大的信号与预定的第二频率信号叠加。
3.根据权利要求2所述的集成电路,其中在所述至少一个第一输入端子(122,124)处接收的模拟输入信号具有预定的信号带宽,并且预定的第一频率信号具有在预定的信号带宽之外的、特别是高于预定的信号带宽的上限的频率。
4.根据权利要求1所述的集成电路,其中,信令电路包括至少一个电负载(R1,R2)并且被连接到所述至少一个供给电压端子(262),信令电路被配置为如果集成电路正在第一放大设置下操作,则激活预定的第一电负载,并且被配置为如果集成电路正在第二放大设置下操作,则不激活预定的第一电负载或者激活预定的第二电负载。
5.根据权利要求1所述的集成电路,其中信令电路包括偏移发生器并且被连接到所述至少一个输出端子(132,134),信令电路被配置为生成预定的第一偏移电压,并且被配置为如果集成电路正在第一放大设置下操作,则将放大的信号与预定的第一偏移电压叠加,并且被配置为如果集成电路正在第二放大设置下操作,则不将放大的信号与预定的偏移电压叠加或者将放大的信号与预定的第二偏移电压叠加。
6.根据权利要求1至5中的任何一项所述的集成电路,其中,信令电路被配置为当集成电路被切换到使用第一放大设置的操作模式时,在第一预定的时间段内提供第一控制信号以指示第一放大设置,并且被配置为当集成电路被切换到使用第二放大设置的操作模式时,在第二预定的时间段内提供第二控制信号以指示第二放大设置。
7.根据权利要求1至5中的任何一项所述的集成电路,其中,信令电路被配置为只要集成电路正使用第一放大设置进行操作就提供第一控制信号以指示第一放大设置,并且被配置为只要集成电路正使用第二放大设置进行操作就不提供第一控制信号或者提供第二控制信号以指示第二放大设置。
8.根据权利要求1至7中的任何一项所述的集成电路,进一步包括:可调节放大器(126),被配置为利用多个不同的增益设置中的一个进行操作。
9.根据权利要求1至7中的任何一项所述的集成电路,进一步包括:偏置电压发生器,被配置为利用多个不同的麦克风偏置电压设置中的一个进行操作。
10.根据权利要求1至9中的任何一项所述的集成电路,其中信号强度检测器被配置为确定音频信号的声压水平。
11.根据权利要求1至10中的任何一项所述的集成电路,包括第一输入端子(122)和第二输入端子(124),第一输入端子和第二输入端子(122,124)被配置为用于差分信号源(110)的输入。
12.根据权利要求1至11中的任何一项所述的集成电路,包括第一输出端子(132)和第二输出端子(134),第一输出端子和第二输出端子(132,134)被配置为用于差分信号处理装置(190,390)的信号输出。
13.一种电路组件(100, 200, 300),包括:
—信号源(110),提供第一模拟信号;
—信号处理装置(190,390),被配置为处理第二模拟信号;和
—放大器电路,包括信号强度检测器和信令电路,放大器电路被布置在信号源(110)和信号处理装置(190)之间的信号路径中;
—其中,信号强度检测器被配置为检测第一模拟信号的信号强度;
—其中,放大器电路被配置为基于检测到的信号强度来放大第一模拟信号并且被配置为输出包括在第二模拟信号中的第一模拟信号的放大的版本;以及
—其中,信令电路被配置为通过提供包括第二模拟信号的控制信号或通过修改放大器电路的功率消耗来指示放大器电路的放大设置。
14.根据权利要求12所述的电路组件(100,200,300),进一步包括负载检测电路(280),负载检测电路(280)被在外部地连接到放大器电路的至少一个供给电压端子(262),负载检测电路(280)被配置为将指示放大器电路的放大设置的控制信号提供给信号处理装置(190,390)。
15.根据权利要求13或14所述的电路组件(100,200,300),其中信号源(110)包括高动态范围模拟麦克风(112)。
16.根据权利要求13至15中的任何一项所述的电路组件,其中,信号处理装置(190,390)包括模拟到数字转换器(192)、模拟信号处理器、微控制器、数字信号处理器、音频编解码器(194)和功率放大器中的至少一个。
17.一种用于操作电路组件(100,200,300)的方法,电路组件(100,200,300)包括信号源(110)、放大器电路和信号处理装置(190,390),所述方法包括:
—检测由信号源(110)提供的信号的信号强度;
—基于检测到的信号强度选择放大设置;
—基于放大设置放大所提供的信号,并将放大的信号提供给信号处理装置(190,390);和
—通过修改提供给信号处理装置(190,390)的放大的信号或通过修改放大器电路的功率消耗来将放大设置信号通知给信号处理装置(190,390)。
CN201580082946.XA 2015-09-07 2015-09-07 集成电路,电路组件和用于其操作的方法 Pending CN108028630A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201811037518.7A CN109245738A (zh) 2015-09-07 2015-09-07 集成电路,电路组件和用于其操作的方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/EP2015/070401 WO2017041822A1 (en) 2015-09-07 2015-09-07 Integrated circuit, circuit assembly and a method for its operation

Related Child Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201811037518.7A Division CN109245738A (zh) 2015-09-07 2015-09-07 集成电路,电路组件和用于其操作的方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN108028630A true CN108028630A (zh) 2018-05-11

Family

ID=54064361

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201580082946.XA Pending CN108028630A (zh) 2015-09-07 2015-09-07 集成电路,电路组件和用于其操作的方法
CN201811037518.7A Pending CN109245738A (zh) 2015-09-07 2015-09-07 集成电路,电路组件和用于其操作的方法

Family Applications After (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201811037518.7A Pending CN109245738A (zh) 2015-09-07 2015-09-07 集成电路,电路组件和用于其操作的方法

Country Status (5)

Country Link
US (2) US10581397B2 (zh)
EP (2) EP3367565B9 (zh)
JP (1) JP2018530223A (zh)
CN (2) CN108028630A (zh)
WO (1) WO2017041822A1 (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113347534A (zh) * 2021-05-25 2021-09-03 朱成超 话筒的音频开关的控制方法及控制电路

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101718079B1 (ko) * 2016-08-26 2017-03-20 주식회사 에이디텍 마이크로폰 시스템

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4457020A (en) * 1982-12-27 1984-06-26 Rockwell International Corporation Signal processing device for use on radio links
CN1314025A (zh) * 1998-08-25 2001-09-19 艾利森公司 根据电源电平的改变而调节音频信号的方法和相关的通信设备
US20010030579A1 (en) * 2000-04-17 2001-10-18 Yasuyuki Koyama Audio signal amplifier circuit and portable telephone set and portable electronic device using the same audio signal amplifier circuit
JP2003142968A (ja) * 2001-11-01 2003-05-16 Murata Mfg Co Ltd 増幅回路
JP2004363743A (ja) * 2003-06-03 2004-12-24 Fujitsu Ltd 無線通信装置
CN1918791A (zh) * 2004-02-09 2007-02-21 松下电器产业株式会社 放大装置和音响系统
CN101401261A (zh) * 2006-02-03 2009-04-01 匡坦斯公司 功率放大器控制器电路
US20090195305A1 (en) * 2008-02-06 2009-08-06 Infineon Technologies Ag Analog Switch Controller
CN104754484A (zh) * 2013-12-27 2015-07-01 Gn瑞声达A/S 具有可切换电源电压的听力设备

Family Cites Families (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0773175B2 (ja) 1987-04-16 1995-08-02 松下電器産業株式会社 自動利得制御装置
US4944024A (en) * 1989-02-02 1990-07-24 Amaf Industries, Inc. Method and apparatus for reducing noise in a linked compressor-expander telecommunications system
JPH09271086A (ja) 1996-03-29 1997-10-14 Mitsubishi Electric Corp 骨伝導マイク
JP2000022465A (ja) 1998-06-29 2000-01-21 Nec Corp 高速agc回路とその制御方法
JP3915257B2 (ja) 1998-07-06 2007-05-16 ヤマハ株式会社 カラオケ装置
JP2001060836A (ja) 1999-08-20 2001-03-06 Matsushita Electric Ind Co Ltd マイク装置
EP1192836A4 (en) 2000-04-07 2008-10-08 Sonionmicrotronic Nederland MICROPHONE WITH SELECTION OF RANGES
US7031476B1 (en) * 2000-06-13 2006-04-18 Sharp Laboratories Of America, Inc. Method and apparatus for intelligent speaker
ATE371355T1 (de) * 2002-04-10 2007-09-15 Sonion As Mikrofonbaugruppe mit einem hilfsanalogeingang
JP2005072983A (ja) 2003-08-25 2005-03-17 Matsushita Electric Ind Co Ltd 音声信号増幅装置及び音響装置
CN1890880B (zh) 2003-10-10 2013-05-22 塔特公司 具有宽动态范围的低功率集成电路信号处理器
JP4312103B2 (ja) 2004-05-31 2009-08-12 パナソニック株式会社 音響装置
TWI232024B (en) 2004-06-28 2005-05-01 Realtek Semiconductor Corp Amplifying circuit with variable supply voltage
JP5556074B2 (ja) 2008-07-30 2014-07-23 ヤマハ株式会社 制御装置
US8302047B2 (en) * 2009-05-06 2012-10-30 Texas Instruments Incorporated Statistical static timing analysis in non-linear regions
JP5083290B2 (ja) * 2009-10-23 2012-11-28 富士通株式会社 記憶システム
JPWO2011055489A1 (ja) 2009-11-04 2013-03-21 パナソニック株式会社 補聴器
EP2405675B1 (en) * 2010-07-09 2013-03-06 ST-Ericsson SA Speaker impedance measurement
JP5872687B2 (ja) 2011-06-01 2016-03-01 エプコス アーゲーEpcos Ag アナログデータ処理ユニットを備えるアセンブリ及び当該アセンブリを使用する方法
JP5861946B2 (ja) 2011-12-28 2016-02-16 株式会社村田製作所 高周波信号処理装置および無線通信装置
CN109903776B (zh) 2013-09-12 2024-03-01 杜比实验室特许公司 用于各种回放环境的动态范围控制
DK2890155T3 (da) * 2013-12-27 2020-06-02 Gn Hearing As Høreapparat med omskiftelig strømforsyningsspænding

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4457020A (en) * 1982-12-27 1984-06-26 Rockwell International Corporation Signal processing device for use on radio links
CN1314025A (zh) * 1998-08-25 2001-09-19 艾利森公司 根据电源电平的改变而调节音频信号的方法和相关的通信设备
US20010030579A1 (en) * 2000-04-17 2001-10-18 Yasuyuki Koyama Audio signal amplifier circuit and portable telephone set and portable electronic device using the same audio signal amplifier circuit
JP2003142968A (ja) * 2001-11-01 2003-05-16 Murata Mfg Co Ltd 増幅回路
JP2004363743A (ja) * 2003-06-03 2004-12-24 Fujitsu Ltd 無線通信装置
CN1918791A (zh) * 2004-02-09 2007-02-21 松下电器产业株式会社 放大装置和音响系统
CN101401261A (zh) * 2006-02-03 2009-04-01 匡坦斯公司 功率放大器控制器电路
US20090195305A1 (en) * 2008-02-06 2009-08-06 Infineon Technologies Ag Analog Switch Controller
CN104754484A (zh) * 2013-12-27 2015-07-01 Gn瑞声达A/S 具有可切换电源电压的听力设备

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113347534A (zh) * 2021-05-25 2021-09-03 朱成超 话筒的音频开关的控制方法及控制电路

Also Published As

Publication number Publication date
EP3367565A1 (en) 2018-08-29
EP3347985A1 (en) 2018-07-18
EP3347985B1 (en) 2023-07-19
US20180262173A1 (en) 2018-09-13
EP3367565B9 (en) 2023-07-05
CN109245738A (zh) 2019-01-18
US20180269843A1 (en) 2018-09-20
JP2018530223A (ja) 2018-10-11
US10622957B2 (en) 2020-04-14
EP3367565B1 (en) 2023-04-19
US10581397B2 (en) 2020-03-03
WO2017041822A1 (en) 2017-03-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN104837102B (zh) 头戴式耳机扬声器阻抗检测的方法和电子装置
US9071214B2 (en) Audio signal controller
US9083288B2 (en) High level capable audio amplification circuit
US9419562B1 (en) Systems and methods for minimizing noise in an amplifier
CN113038341B (zh) 电容式传感器组件及其操作方法、集成电路
CN101924525B (zh) 高性能音频放大电路
CN105375888B (zh) D类开关放大器和控制扬声器的方法
US20190214950A1 (en) Switched-mode audio amplifier employing power-supply audio-modulation
US20100176788A1 (en) Current detecting apparatus
JP5872687B2 (ja) アナログデータ処理ユニットを備えるアセンブリ及び当該アセンブリを使用する方法
AU2011200230A1 (en) Low-power integrated-circuit signal processor with wide dynamic range
CN102340722B (zh) 数模混合麦克风
US10690730B2 (en) Apparatus and method for reducing offsets and 1/f noise
US20190115909A1 (en) Calibration of a dual-path pulse width modulation system
CN108028630A (zh) 集成电路,电路组件和用于其操作的方法
US20080317262A1 (en) Microphone Having an Output Signal Amplifier
US9560455B2 (en) Offset calibration in a multiple membrane microphone
CN215679619U (zh) 一种医疗设备及其报警音自检电路
JP4281004B2 (ja) Pwmパワーアンプ及びその制御方法
KR100770747B1 (ko) 디지털 앰프 및 음성 재생 방법
ATE429649T1 (de) Magnetfeld-sensor mit filter
US20190115886A1 (en) Calibration of a dual-path pulse width modulation system
JP2018157577A (ja) 集積回路、回路アセンブリおよびその動作方法
JP2017175415A (ja) 電流検出装置
CN217687493U (zh) 一种声音检测装置

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20180511

WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication