CN108605183A - 具有功率共享、传信和多相电源的多通道电影院放大器 - Google Patents

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Abstract

一种集成式电影院放大器，一种电源级，所述电源级在多个通道上分配功率以用于在环绕声音收听环境中呈现沉浸式音频内容。所述放大器通过解码音频元数据而自动检测基于音频内容的最大及净功率可用性和要求，且基于内容和操作/环境状况动态地调整每一通道或通道的集合的增益。电源级提供功率以驱动对应于到多个扬声器的扬声器馈送的多个通道。所述放大器具有；前面板，其具有LED阵列，其中每一LED与多通道放大器的相应的通道或通道的群组相关联；及控制单元，其经配置以基于所述放大器的操作状态或错误状况根据显示图案点亮所述LED。

Description

具有功率共享、传信和多相电源的多通道电影院放大器
相关申请案的交叉引用
本申请案要求：2016年1月29日申请的欧洲专利申请案第16153471.4号的优先权；2016年1月29日申请的美国专利申请案第62/289,037号的优先权；2016年12月2日申请的美国专利申请案第62/429,682号的优先权；2016年12月2日申请的美国专利申请案第62/429,662号的优先权；和2017年1月25日申请的美国专利申请案第62/450,543号的优先权，所述专利申请案的全文特此以引用的方式并入。
技术领域
一或多个实施方案大体上涉及音频功率放大器，且更具体地说涉及具有功率共享、故障监测、LED/GUI传信和多相电源级的多通道功率放大器。
背景技术
电影院声音经历了显著改变，出现了数字音频、数字电影院和新的沉浸式音频格式，例如杜比全景声(Dolby)。许多较大电影院环境中的大量的扬声器阵列现在可播放许多音频通道。对于较大场馆，对于放大器级的功率要求和负担可为显著的。图1说明实例电影院环境，其具有由目前已知的多个功率放大器供电的环绕声音扬声器阵列。如图1中所展示，电影院或类似音频/视觉(A/V)收听环境110具有屏幕112和放置在收听环境110的外围周围的扬声器108的集合或阵列，所述扬声器的集合或阵列呈任何适当环绕声音布置，例如5.1、7.1、9.1等等。对于图1的实例，扬声器114可以是左边(L)、中间(C)、右边(R)扬声器以及低频效果(LFE)扬声器(未展示)，且扬声器108的集合或阵列可以是呈任何适当配置的环绕扬声器。对于沉浸式音频播放，扬声器108的集合或阵列还可包含架空安装式高度扬声器(未展示)。在典型的电影院或A/V应用中，音频内容由投影仪102通过声音处理器104提供且接着提供到功率放大器106以通过个别扬声器馈送驱动扬声器。
驱动扬声器所需的功率放大器的数目取决于场馆的大小和扬声器的大小/类型以及音频内容。在现代电影院环境中，可能需要大量功率放大器。举例来说，具有200到300个座位和40'或更大的屏幕大小的典型的电影院设施可能需要约12个呈放大器阵列106的双通道放大器。此放大器阵列需要大量电路且占据大量空间(例如，两个或多于两个全高架)且还可产生许多热。此对于具有空间和HVAC能力有限的小控制室的剧院可能是个问题。目前的电影院放大器系统也不会动态地适应功率要求或环境操作状况的改变。对于全景声剧院内容的一个研究展示，所有全景声架空扬声器的组合的功率总计很少会超过300W，但有时在极有限时间段内每通道会需要300W。目前的放大器系统无法以适应不同的每通道要求的方式在适当扬声器之间共享或操控功率。沉浸式音频内容加剧了此问题，其中基于通道的音频通过利用音频对象的声音的空间呈现而增强，所述音频对象是具有对明显位置(例如3D坐标)、明显宽度和其它参数的相关联参数描述的音频信号。此类沉浸式音频内容可用于许多多媒体应用，例如电影、视频游戏、模拟器，且可受益于收听环境内的扬声器的灵活的配置和布置。沉浸式音频系统相对于传统的基于通道的环绕声音系统的主要优点在于对收听者周围和上方的如由音频内容中的高度提示至少部分地表示的音频内容的准确表示。用于扬声器阵列的扬声器馈送的最优功率共享和转向尤其有利于此类型的应用，且未由目前的放大器系统所满足。
目前的放大器系统也不适应动态操作状况或故障状况的改变。举例来说，因为扬声器发生故障或性能下降，所以目前的系统检测不到此类状况或补偿有故障的或受损的扬声器或放大器组件此外，基于单电源架构的目前的放大器易受例如电源故障的故障影响，其中单个电源的故障可能使整个系统崩溃。
高级的电影院系统需要大大增加用于为扩音器供电的音频放大器的能力和数目。在现代的数字电影院中，随着更多自动化的出现，“放映员”几乎从控制室消失。因此，操作屏幕、声音和投影仪的工作人员在出现问题时准备不足，且需要用于需要注意问题时的更易于理解的提示。目前的电影院声音放大器和其它较大场馆、多通道放大器不提供足够的视觉警示。通常，此类放大器仅提供指示电源是否打开的LED或灯。虽然一些放大器可能提供指示信号强度的额外LED，但其不提供大量的或信息性的故障状况警示，或将此信息投射地足够远而适用于不站在设备正前方的任何人。与现代的数字电影院控制室相关联的另一问题在于机器与操作员的比率非常高，且所述操作员通常站在距硬件非常远的位置。此意味着操作员常常被无意义的闪烁灯包围且面对这些无意义的闪烁灯。
因此，需要提供前面板灯阵列的电影院放大器，所述前面板灯阵列提供指示各种故障状况的有用信息且将此信息投射到可能与放大器相距某一距离的用户。另外需要提供简单有效的基于灯的传信的方式，使得闪烁灯图案可易于理解成意味着某些操作或故障状况。
高通道计数放大器可提供由单个电源供电的许多通道。在电源故障的情况下，会失去所有通道。因此，另外需要提供多个冗余的放大器系统，使得电源故障不会引起放大器的所有通道的总故障。
在背景部分中论述的主题不应仅仅由于其在背景部分中被提及而被假定为现有技术。类似地，在背景部分中提到的或与背景部分的主题相关联的问题不应被假定为先前已经在现有技术中得到识别。背景部分中的主题仅表示不同的方法，其本身也可以是发明。
发明内容
实施例是针对一种音频放大器，其具有：电源级，其耦合到市电电源且提供功率以驱动对应于到多个扬声器的扬声器馈送的通道；监测器组件，其耦合到所述电源级且监测所述放大器的环境和操作特性；和功率控制器，其耦合到所述监测器组件且基于每通道特性、功率分配特性、扬声器稳定性特性和市电电源特性调整每通道增益值。
每通道特性和功率分配特性可包括市电电源的电压、断路器额定值、电源级的温度和扬声器馈送的负载。所述电源级在正常操作状况下且根据市电电源的电流和电压可用性在扬声器馈送的每一通道上提供最大电压和电流，且控制器在负面环境或操作状况的情况下缩减通道中的至少一个的增益。所述通道可组织成通道的多个经优先级排序的集合，且控制器根据所述通道相对于通道的其它集合的优先级缩减通道的增益。放大器进一步包括到发射数字化音频信号以用于发射扬声器馈送的呈现器的接口，且所述控制器可基于来自呈现器的音频内容调整通道中的至少一个的增益。扬声器可包括环绕声音音频扬声器阵列，所述环绕声音音频扬声器阵列包含用于播放具有高度提示的基于对象的音频的高度扬声器，且音频信号可包括沉浸式音频内容。
在一些实施例下，放大器可进一步包括灯控接口，所述灯控接口通过扬声器电线将照明控制信号发射到多个灯，且所述放大器电源子系统将功率提供到所述多个灯。灯控接口从呈现器接收确定所述多个灯中的每一灯的颜色和强度的元数据。所述电源级可包括合计为统一输出的双冗余电源或多相电源，且所述放大器可以是D类放大器。
实施例另外是针对一种放大器系统，其包括：一体式机箱，其具有由单个市电电源插座供电的电源；共同电源子系统，其处于所述机箱内且耦合到所述电源以通过对应的扬声器驱动多个单独通道；监测器电路，其监测所述电源子系统的总功率电平和每一单独通道的个别功率电平；和到具有沉浸式音频呈现组件的呈现器的接口，所述沉浸式音频呈现组件响应于所述经监测功率电平而应用经界定通道增益。所述监测器电路进一步监测每一扬声器以检测有故障的或受损扬声器且基于所述有故障的或受损扬声器的存在调整个别功率电平。所述监测器电路进一步监测含有扬声器的收听环境的声级且基于所述声级调整个别功率电平。所述放大器系统进一步包括电源控制单元，所述电源控制单元响应于所述经监测功率电平和来自呈现器的音频输出而调节电源轨。
实施例又另外是针对一种电影院音频播放系统，其包括：放大器，其具有耦合到市电电源且通过基于通道的扬声器馈送经由相应的扬声器电线将功率提供到多个扬声器中的每一扬声器的电源；照明控制组件，其通过所述扬声器电线将来自所述电源的功率提供到多个灯中的每一灯；和到产生沉浸式音频内容的呈现器的接口，所述沉浸式音频内容包括具有用于通过所述多个扬声器播放的相关联元数据的数字位流，其中所述元数据包含规定每一灯的颜色和强度的照明控制信号。所述系统进一步包括：监测器组件，其监测一或多个操作状况；和控制器，其基于所述一或多个操作状况调整基于通道的扬声器馈送的每一通道上的增益值。所述电源在正常操作状况下且根据市电电源的电流和电压可用性在每一通道上提供最大电压和电流，且其在次优操作状况的情况下根据通道相对于其它通道的优先级排序或经界定中断或切换过程缩减所述通道中的至少一个的增益。
实施例又另外是针对一种多通道放大器，其具有：电源级，其提供功率以驱动对应于到多个扬声器的扬声器馈送的多个通道；监测器组件，其耦合到电源级且监测所述放大器的环境和操作特性；前面板，其具有LED阵列，所述LED阵列包括多个LED，其中每一LED与所述多通道放大器的相应的通道或通道的群组相关联；和控制单元，其耦合到所述LED阵列且经配置以基于所述放大器的操作状态或错误状况根据显示图案点亮LED阵列，且其中至少一个显示图案图解地展示所述多个通道中的有故障的通道的标识。LED阵列可包括放置在前面板上的成水平线的LED，且所述多个LED中的每一LED可以是RGB LED。操作状态和错误状况包含多个通道的系统启动、系统中断、系统待机正常操作、至少一个通道的通道过载、至少一个通道的通道故障和系统故障。独特显示图案是针对多个状态中的每一个产生，且所述显示图案随包含动画的阵列序列而变，其中所述动画包括一组LED转变，且每一转变包括多个依序LED的照明例程。显示图案包括使用LED的不同颜色、亮度和闪烁频率特性的动画和邻近LED的定时照明的连续显示的转变。显示图案可包括通过LED阵列中的LED的同步照明的模拟运动，所述同步照明通过横跨成水平线的LED连续地开启和关闭相邻LED而产生，且显示图案通过显示两个扫掠LED序列来识别有故障的通道，所述两个扫掠LED序列各自从水平线的一端开始且在用于有故障的通道的相应的LED处结束。控制单元可执行用于显示图案的定时例程，所述定时例程计算用于每一扫掠LED序列的持续时间且调整至少一个序列的定时使得两个序列均在相应的LED处同时结束。发送到LED阵列的LED控制信号可同时经发射到有线或无线地耦合到控制单元的计算机的图形用户接口(GUI)，其中GUI包含展示LED阵列的视觉显示区域，所述LED阵列对应于用于由所述计算机监测的多个放大器中的每一放大器的前面板LED阵列。
实施例另外是针对一种方法，其：通过在所述放大器的所述前面板中提供LED阵列来图解地指示多通道放大器中的操作状态和故障状况；针对所述放大器的每一状态将相应的显示图案指派到LED；和基于所感测的操作状态或故障状况点亮LED，其中至少一个显示图案图解地展示所述多个通道中的有故障的通道的标识。用于正常操作的显示图案包括使用LED的静音、稳态照明效果，且用于故障状况的显示图案包括使用LED的颜色、亮度、闪光时段和序列的定时间隔的明亮、移动照明效果，以在视觉上区分故障状况与正常操作，且向可能与放大器相距一定距离的用户提供视觉警示。
实施例另外是针对一种用于多通道放大器的电源，所述电源具有多相功率因数校正(PFC)电路，所述多相功率因数校正电路经配置以将输入市电AC功率升高到PFC输出电压，其中所述PFC校正电路包括：用于每一相的第一故障检测和保护阵列，其耦合到相应的升高级；到系统控制器的接口，其从所述第一故障检测和保护阵列接收故障信息以用于发射到可实行故障补偿措施的组件；和第一输出组合电路，其对来自每一相应的升高级的输出电压进行求和以产生最终PFC输出电压。所述电源可以是耦合到PFC电路的输出的多相谐振模式(LLC)电源，其中LLC电源具有：用于每一相的第二故障检测和保护阵列，其耦合到相应的转换器级；到系统控制器的接口，其从第二故障检测和保护阵列接收故障信息以用于发射到可实行故障补偿措施的组件；和第二输出组合电路，其对来自每一相应的转换器级的输出电压进行求和以产生最终LLC输出电压。在电源中，相应的升高级按经界定功率因数增加输入市电电源，且每一相应的转换器级将PFC输出电压划分成对应于转换器级的数目的数个相位。系统控制器可在转换器级或PFC升高级中的一或多个相位出现故障的情况下启动补偿方法，且其中所述补偿方法包括以下各者中的一个：限制所述通道中的一个或多个中的增益，或从多通道放大器的通道的总数目移除一或多个通道。PFC电路可包括二相电路，且LLC电源包括三相电路，且其中PFC输出电压约390V。所述电源可具有到用户接口控制器的接口，所述用户接口控制器经配置以通过前面板LED接口及/或计算机图形用户接口根据预定义消息格式显示图解消息以报告任何检测到的故障状况。
实施例又另外是针对制作及使用或部署放大器、扬声器和呈现器组件以控制对沉浸式音频播放系统中的每通道增益和照明控制的方法。
以引用的方式并入
本说明书中所提及的每一公开案、专利及/或专利申请案以全文引用的方式并入本文中，其程度如同每一个别公开案及/或专利申请案经特定地且个别地指示以引用的方式并入。
附图说明
在以下图式中，相同附图标记用以指相同元件。尽管以下图描绘各种实例，但一或多个实施方案不限于图中所描绘的实例。
图1说明实例电影院环境，其具有由目前已知的多个功率放大器供电的环绕声音扬声器阵列。
图2A说明在一些实施例下的具有由多通道功率放大器供电的环绕声音扬声器阵列的电影院环境。
图2B在替代实施例下展示连接在一起以形成主/从配置的两个或多于两个放大器。
图3是在一些实施例下的说明多通道放大器的主要功能组件的框图。
图4A说明在一些实施例下的基于某些放大器操作特性的每通道增益水平的产生。
图4B说明在一些实施例下的计算每通道和全局增益值以确定扬声器馈送的音频输出电平。
图5说明在一些实施例下的多通道放大器在具有照明控制的呈现环境中操作。
图6是在一些实施例下的多通道放大器模块的透视图。
图7说明在一些实施例下的放大器的组件和通过放大器的用于热管理的气流。
图8说明在一些实施例下的用于放大器热管理的电路。
图9说明在一些实施例下的用于多通道放大器的实例温度分布曲线。
图10A说明在一些实施例下的用于多通道放大器且包括LED阵列的前面板。
图10B展示在实例实施例下的用于放大器的具有线性LED阵列的前面板。
图10C是图10B的安装在实际放大器单元上的前面板的透视图。
图10D展示在替代的实例实施例下的用于放大器的具有线性LED阵列的前面板。
图10E是图10D的安装在实际放大器单元上的前面板的透视图。
图11是在一些实施例下的说明待通过对应的显示图案指示的各种模式的表。
图12A、12B和12C说明在一些实例实施例下的LED阵列的扫掠以将特定通道精确定位到用户。
图13说明在实施例下的多通道放大器在具有前面板LED传信的数字电影院环境中的部署。
图14说明在一些实施例下的用于多通道放大器的LED传信系统的实例图形用户接口显示器。
图15说明在一些实施例下的用于具有多相功率因数校正和多相谐振模式的多通道放大器的电源级。
图16是在实施例下的图15的多相功率因数校正电路的框图。
图17是在实施例下的多相谐振模式电源的框图。
图18是在一些实施例下的并有多相电源和故障报告用户接口组件的多通道放大器的图。
具体实施方式
描述用于具有电源级的集成式电影院放大器的系统和方法，所述电源级在多个通道上分配功率以在环绕声音收听环境中呈现沉浸式音频内容。放大器通过解码音频元数据而自动检测基于音频内容的最大及净功率可用性和要求，且基于内容和操作/环境状况动态地调整每一通道或通道的集合的增益。放大器监测某些操作和环境特性(例如温度、电压/电流、负载消耗、电源状况、扬声器稳定性)且基于负载及/或故障状况调整通道增益。其还包含到呈现器的接口且可基于音频内容调整通道增益。其还可包含闭合环路同步电路以确保同时对通道进行时控和切换从而减轻噪音、差拍和其它失真。
还描述用于具有以下各者的音频放大器的系统和方法：多相电源，其用于提供冗余供应电压；和前面板LED传信系统和图形用户接口，其用于报告操作故障状况。这些组件旨在用于具有电源级的集成式电影院放大器中，所述电源级在多个通道上分配功率以在环绕声音收听环境中呈现沉浸式音频内容。放大器通过解码音频元数据而自动检测基于音频内容的最大及净功率可用性和要求，且基于内容和操作/环境状况动态地调整每一通道或通道的集合的增益。放大器监测某些操作和环境特性(例如温度、电压/电流、负载消耗、电源状况、扬声器稳定性)且基于负载及/或故障状况调整通道增益。其还包含到呈现器的接口且可基于音频内容调整通道增益。
放大器的传信系统包括前面板LED用户接口，其展示不同照明图案以指示各种不同故障状况且将此信息投射给与放大器相距某一距离的用户。这优化现代数字电影院控制室和设施中的放大器操作，其中通常存在许多放大器和少数可能与硬件相距某一距离的操作员。对操作员来说，独特的LED阵列和编程序列通过提供“智能”灯光动画或序列而简化某些状态和操作/故障状况的视觉传达，所述智能灯光动画或序列快速地通知可能位于某一距离或短暂穿过设备的操作员。以此方式，可相隔一定距离容易地看到指示特定故障状况的经译码警示。
本文中所描述的一或多个实施例的方面可在音频或视听(AV)系统中实施，所述音频或视听系统在包括执行软件指令的一或多个计算机或处理装置的混合、呈现和播放系统中处理源音频信息。所描述的实施例中的任一个可以单独使用或以任何组合彼此一起使用。尽管各种实施例可能受可能在说明书中的一处或多处论述或提及的现有技术的各种缺陷启发，但所述实施例未必解决这些缺陷中的任一个。换句话说，不同实施例可解决在说明书中可能论述的不同缺陷。一些实施例可能仅部分地解决一些缺陷或仅解决在说明书中可能论述的一个缺陷，且一些实施例可能不解决这些缺陷中的任一个。
出于本描述的目的，以下术语具有相关联含义：术语“通道”意味着其中位置经译码为通道标识符，例如左上或右上环绕的音频信号加元数据；“基于通道的音频”是音频格式的，用于通过具有相关联标称部位(例如，5.1、7.1等等)的扬声器区的预定义集合(即，刚定义的通道的集合)播放；术语“对象”意味着具有参数源描述(例如明显源位置(例如3D坐标)、明显声源宽度等)的一或多个音频通道；“基于对象的音频”意味着刚定义的对象的集合；且“沉浸式音频”(替代地“空间音频”或“自适应性音频”)意味着基于通道和对象或基于对象的音频信号加元数据，其使用音频流加元数据基于播放环境呈现音频信号，其中位置经译码为空间中的3D位置；且“收听环境”意味着任何敞开、部分地闭合或完全闭合的区域，例如可仅用于播放音频内容或连同播放视频或其它内容且可体现在家、电影院、剧院、礼堂、播音室、游戏控制台等等的房间。
实施例是针对经配置以与声音格式和处理系统一起工作的声音处理和放大系统，所述声音格式和处理系统可被称作沉浸式音频系统，其基于音频格式和呈现技术以允许增强观众沉浸感、较强艺术控制和系统灵活性及可缩放性。此系统大体上包括音频编码、分配和解码系统，其经配置以产生含有常规的基于通道的音频和基于对象的音频两者的一或多个位流。2012年4月20日申请且名为“用于自适应性音频信号产生、译码和呈现的系统和方法(System and Method for Adaptive Audio Signal Generation,Coding andRendering)”的美国临时专利申请案61/636,429中描述可与本发明实施例结合使用的自适应性音频系统的实例。
实例沉浸式音频系统和相关联音频格式是杜比杜比全景声平台。此系统并有高度(向上/向下)尺寸，其可实施为9.1环绕系统或类似环绕声音配置(例如11.1、13.1、19.4等)。9.1环绕系统可包括底部平面中的组成的五个扬声器和高度平面中的四个扬声器。一般来说，这些扬声器可用于产生经设计以从或多或少准确地位于收听环境内的任何位置发出的声音。尽管沉浸式音频(例如全景声)最初可能针对在电影院环境中播放的电影节目所开发，但其已经很好地适应于家庭音频和较小场馆应用。实施例大体上参考电影院或较大剧院应用来加以描述，但应理解，其同样也很好地适用于家庭或更小规模应用。
图2A说明在一些实施例下的具有由多通道功率放大器供电的环绕声音扬声器阵列的电影院环境。如图2A中所展示，电影院或类似音频/视觉(A/V)收听环境210具有以任何适当环绕声音布置(例如5.1、7.1、9.1等)放置在屏幕212和收听环境周围的扬声器208和214的阵列。音频内容是由投影仪202通过声音处理器204提供且接着经提供到多通道放大器206。多通道放大器206通过个别扬声器馈送驱动扬声器208和214，且相比于图1中所展示的多个个别放大器106的阵列，其是单个一体式放大器单元。在实施例中，多通道放大器在安装于电影院的A/V控制室中时经提供作为支架安装设施的单个组件。
在实施例中，放大器206还包含电路(未展示)以为可在整个剧院中放置的剧院主要灯216及任选的情绪或环境灯(未展示)供电。此功率可通过扬声器电线发射，且灯可以是标准剧院照明或特别设计的模块，例如放置于收听区域210的适当部位中的多色LED阵列(或类似高效节能、电子控制的、多色照明装置)。在替代实施例中，灯可集成在扬声器箱(未展示)中的至少一些中。
对于图2A的实施例，放大器206可以是单个一体式放大器。图2B展示替代实施例，其中两个或多于两个放大器可以串联或菊链方式连接在一起使得放大器系统形成为具有主/从配置。图2B说明图2A的系统，其中放大器系统258包括串联连接在一起以形成主/从放大器系统的两个放大器252和254，在主/从放大器系统中，两个放大器一起工作以为收听环境210的不同扬声器及/或灯供电，或在主/从放大器系统中，两个放大器为整个系统提供增加的功率容量(例如，一共600w，而非单个放大器300w)，或在故障或故障状况的状况下提供冗余功能。放大器252和254可通过AES67接口或类似放大器接口连接。对于图2B的实施例，主/从放大器经配置成使得一个放大器252在电影院210的一侧驱动灯和扬声器，而另一放大器254在电影院的另一侧驱动灯和扬声器。许多其它配置也是可能的，例如使一个放大器仅驱动灯或仅驱动扬声器，使一个放大器驱动无源扬声器(例如环绕扬声器208)且使另一放大器驱动经供电扬声器(例如屏幕后方的扬声器214)，或使不同放大器驱动交错扬声器的不同集合等。在实施例中，通道的数目由每一个别放大器增加，例如2×24个通道，对于放大器系统258中的两个放大器总共48个通道。替代地，主/从放大器可经配置成使得通道的数目保持相同，但是每一通道的功率开销通过额外放大器或通道及/或功率开销增加的任何其它类似组合增加。
尽管图2B的实施例展示为具有两个放大器252和254，但应注意，任何实际数目个放大器可具备驱动一或多个从属放大器的单个主控放大器或放大器阵列。
对于其中模拟放大器可用于为扬声器供电的实施例，例如早期的电影院设施，放大器系统可通过数字音频转换器(DAC)连接到模拟放大器以将来自呈现器或声音处理器204的数字信号转换为用于模拟放大器的必要模拟信号。
图3是在一些实施例下的说明多通道放大器的主要功能组件的框图。对于图3的系统，来自呈现器302的音频信号在放大器304中放大且经发射至扬声器阵列312。
在实施例中，图3的扬声器312经配置且放置以播放沉浸式音频内容，其中呈现给收听者的音频信号来源于水平平面(主要扬声器)和架空平面(高度扬声器)中的收听位置的前方和周围。全扩音器系统布局可由以下各者组成：前部扩音器(例如左边、中间、右边且任选地左中右中、左屏、右屏、左宽和右宽)、环绕扩音器(例如：左环绕、右环绕且任选地左环绕1、右环绕1、左环绕2、右环绕2)；环绕后部扩音器(例如，左右环绕、右后环绕、中间环绕且任选地左后环绕1、右后环绕1、左后环绕2、右后环绕2、左中环绕、右中环绕)；高度扩音器(例如左前高度、右前高度、左上前部、右上前部、左上中间、右上中间、左上后部、右上后部、左后高度、右后高度)；和低音炮扬声器。此表示扬声器配置的一个实例，且其它配置也是可能的。
组件302通常表示通常被称作“呈现器”的音频组件。此呈现器可包括或耦合到编解码器解码器，所述编解码器解码器从源接收音频信号、对信号进行解码且将其发射到输出级，所述输出级产生待发射到房间中的个别扬声器的扬声器馈送。在沉浸式音频系统中，通道经直接发送到其相关联扬声器或向下混合到现有扬声器集合，且音频对象由解码器以灵活的方式呈现。因此，呈现功能可包含音频解码的方面，且除非另外说明，否则术语“呈现器”和“解码器”均可用以指代沉浸式音频呈现器302，例如图3中展示的沉浸式音频呈现器，且一般来说，术语“呈现器”指代将扬声器馈送发射到扬声器的组件，其可或可不在上游解码。在实施例中，图3的AVR或呈现器/解码器305包括供用于家庭娱乐环境(家庭剧院、家庭电视等)中的音频/视频接收器。AVR通常执行多个功能。首先，其为多源装置提供连接点，且AVR负责在输入之间切换，且第二，其执行音频解码和处理(例如环绕声音处理、杜比ProLogicTM处理、杜比DigitalTM处理、杜比TrueHDTM处理等)。其还可为扬声器提供放大或预放大。对于图3的实施例，用以驱动扬声器312的放大是由功率放大器304提供。
在实施例中，放大器302是多通道D类放大器，其包括功率共享控制器306、电源子系统308和故障检测器310的主要功能组件。环境/操作监测器314可经提供作为放大器的部分或作为将某些操作和环境条件数据提供到放大器的独立组件。放大器314经优选地封装在单个外壳中以提供一体式组件，其与可兼容呈现器或声音处理过程一起工作以为播放沉浸式音频内容提供数个单独通道(例如24个通道)。
在实施例中，放大器304遍及多通道扬声器输出级的所有通道提供共同电源子系统308的功率共享或功率转向。在实例配置中，可支持高达24个通道，但其它可能的实施例不限于此。电源子系统(或“电源级”)308可利用两个冗余的电源(例如串联或并联连接)，但其它单个或多电源配置也是可能的。电源是冗余的，因为一个电源的故障将使得另一电源启动并为放大器提供功率。故障检测器310监测电源子系统308的状态且检测电源的稳定性。故障检测器经配置以在检测到错误的情况下关闭发生故障的电源，且利用剩余电源为单元供电。在实施例中，电源可经配置以并联运作，使得电源可提供满功率，或其可与提供半功率的每一电源并联运作。在此状况下，一个电源的故障可使音频以半个可用功率(例如41V而非全82V)播放，但此预防在电源故障的状况下无音频可用的状况。
在实施例中，电源级可包括经配置在多相架构中的多个个别电源，其中不同电源经设计成以不同相角操作且合计为统一输出。此实施例使用成不同相角的多个电源，所述多个电源接着在输出上总计以形成单个输出。此技术改进功率转换效率，均匀地分配热消散，且允许电源级内的冗余。
在实施例中，内部或外部环境/操作监测器314在有规则的基础上定期取样剧院或电影院210的音频性能且检测和预测扬声器问题，例如性能下降、烧断的扬声器或引入了摩擦/蜂音的扬声器。放大器经配置以关闭所述通道且告知呈现器302重新呈现内容，标出所述有故障的扬声器且使用其它扬声器来补偿有故障的或遗失扬声器。其还可检测到剧院中的灯具或瓷砖中的非扬声器性能问题，例如摩擦和蜂音。可通过重新呈现容纳此信息，或可将其报告给系统管理员或人员。
在实施例中，电源经设计以允许系统从正常的120VAC 20Amp服务操作而不烧断交流市电断路器。为此目的，来自电源的反馈应从所述电源获得，以发信号通知系统正在达到最大输出，以便不允许放大器缩小处理以消除市电电源上的过电流状况。放大器还经配置以基于使用国家或局部电源变化操作广泛范围的可能供应电压。举例来说，市电电源可从日本的低100V变为澳大利亚的高的240V。因此，20安培的240V的设定表示放大器可在不使设施中的任何断路器跳闸的情况下递送的最大功率，且此最大功率输出经定制用于每一不同设施。监测器314和控制器306组件提供基于可用的输入功率递送的最大功率。
如图3中所展示，监测器组件314耦合到市电电源320，其表示到电影院或建筑物电源的断路器和电源连接。通过此组件，放大器经配置以检测由市电电源提供的电源电平且因此调整经递送到扬声器312的功率。市电电源的范围可取决于国家或设施配置(例如具有可选择电压的建筑物中的设施配置)而变化，且放大器可经配置以适应广泛范围的AC电压，例如任何适当相和电流下的在85到265VAC之间的AC电压。最大电源电平可使用已知的电源额定值和断路器额定值通过用户输入而编程到放大器中，例如可在配置或设施操作期间提供。替代地，这些值可通过使用测试信号和测试电压以便有意地重设/设定断路器以确定最大电压电平或通过从支持智能电源的装置读取相关参数而动态地确定。
电源经设计以允许系统从正常(例如120VAC 20Amp)服务操作而不烧断AC市电断路器。使得来自电源的反馈可从电源获得，以发信号通知系统正在达到最大输出，以便不允许放大器缩小处理以消除市电电源上的过电流状况。出于此目的，可使某些控制信号用于系统控制器306，例如达到95％功率电平、电源故障指示和电源良好。
在实施例中，放大器304基于如由故障检测器310和环境/操作监测器314监测到的某些环境和操作状况管理每一个别通道的增益。图4A说明在一些实施例下的基于某些放大器操作特性的每通道增益水平的产生。如图4A中所展示，每通道增益412从由通道1-n中的每一个上的放大器提供的输出功率410导出，其中n是例如呈现器302提供的通道的任何适当数目。在其中呈现器对应于杜比全景声电影院处理器(CP850)或类似呈现器的实例实施例中，24个音频通道从呈现器输出且通过放大器304个别地放大。输出功率402是随包括输入功率402、音频内容404和环境/操作状况406的若干输入而变。如上文所描述，输入功率402包括AC市电电源电压320和电流递送和断路器阈值。这些值可由放大器感测到及/或通过技术员输入到放大器中作为放大器安装和设置过程的部分。输入功率402规定可提供的最大量的输出功率410，且因此规定可个别地和集体地用于通道中的每一个的最大每通道增益值412。亦如上文所描述，每通道增益还可取决于由故障检测器310检测到的任何扬声器故障状况来设定或修改。在任何发生故障或有故障的扬声器、扬声器电缆、输出级或任何其它特定的通道组件的状况下，到所述通道的功率可经衰减或切断且相应地增强其它通道来补偿。
对于图4A的实施例，音频内容404还可用于确定每一通道的输出功率410。在此实施例中，呈现器将适当数据提供到放大器，例如通过供放大器使用的沉浸式音频元数据来相应地调整每通道增益412。举例来说，如果音频主要地是对话而非音乐，那么某些中间或前部通道可放大到大于环绕通道。此类内容相关增益控制可适用于某些次优状况，例如当输入功率402低成使得代替以与同等低级别的音乐或背景音频相同的级别播放对话，可以音乐为代价增强对话以使其相对较可懂时。放大器和呈现器可经配置以根据经界定时移传达且产生扬声器馈送，使得放大器可充分处理音频内容数据且相应地设定增益水平。举例来说，呈现器可在实际播放信号若干毫秒之前将内容数据发送到放大器，使得放大器在将扬声器馈送发送到扬声器之前有时间设定增益水平。
在实施例中，监测器组件314(图3)监测市电电源以提供对到放大器的输入功率402的任何改变的指示。任何显著改变可能需要每通道增益的改变，例如需要某些通道的衰减的功率减小和允许增加遍及所有通道的增益的功率增加。监测器314还可监测其它外部状况，例如控制室或放大器壳体的环境温度，使得在潜在过热情形或危险环境条件中，输出功率410可缩减或切断以预防系统故障。操作状况406表示某些内部放大器状况，例如到扬声器的电流、每通道基础上的温度、电源稳定性、电源的温度(热状况)、扬声器馈送的负载消耗和某些D类控制环路(调制监测器)状况。放大器通常经配置以取决于输入功率402和例如内容404和扬声器稳定性408的其它任选的特性在每一通道上提供全电压和电流。在任何异常内部操作状况的情况下，可调整输出功率以补偿任何问题或潜在故障。举例来说，如果电源温度过高或如果扬声器负载过高，那么可切断功率。
在实施例中，图3的功率共享控制器304可经配置或经编程以取决于由故障检测器310、监测器314检测到的受损或负面状况或基于来自呈现器302的改变的音频内容而将增益值缩减某些经界定量。举例来说，用于任何特定通道的每通道增益可连续减少-3dB，直到故障或问题状况缓解为止。放大器内的内部反馈环路响应于改变的每通道增益而相对于改变的操作状况更新控制器。举例来说，在电源过热情形中，控制器可切断遍及所有通道的增益，直到监测器314检测到热状况的稳定化为止。同样地，如果检测到其中市电电源显著减小的持续低电压状况，那么可切断增益直到恢复全功率为止，此时，控制器可将增益重新提升到其原始水平。
放大器还可经编程以在重大问题(例如扬声器的故障或输入功率下降(例如持续低电压或停电状况))的情况下实施特定的通道中断或切换过程。举例来说，在此状况下，可中断重载通道且可将所有可用声音发送到一个或若干低功率扬声器。
可针对所有通道同等地或个别地设定输出增益412，使得每一通道或通道的某些集合具有不同增益值。以此方式，可调整每通道增益以形成层级或经优先级排序的增益集。这允许基于相关特性例如与输入功率有关的内容、扬声器或电源组件的潜在故障状况、扬声器负载、电流汲取等等增加或减小增益。优先级的次序规定在每通道基础上为每一等级的优先级指定的相对增益量。举例来说，参考图2A或2B，扬声器214可被指定为优先级1，环绕扬声器208的后组可被指定为优先级2，环绕扬声器208的L/R组可被指定为优先级3，且LFE可被指定为优先级4。在此状况下，优先级1扬声器可以是在不利环境或操作状况的状况下待衰减的最后一个扬声器，而LFE和侧面环绕扬声器将是待衰减或切断的第一通道。应注意，可取决于播放系统的能力和约束指定通道的任何分组和所要优先级等级。
在实施例中，应用于输出音频的通道的每通道增益值包括每通道增益和全局(系统)增益。图4B说明在一些实施例下的计算每通道和全局增益值以确定扬声器馈送的音频输出电平。如图4B中所展示，输入音频通道(例如24个通道，但是其它数目的通道也是可能的)经输入到用于n个通道的每通道增益计算器422和用于n个通道的全局增益计算器426。每通道增益计算器从放大器和收听环境内的一或多个传感器或组件(例如故障检测器310和监测器314)接收输入参数424。对于所展示的实施例，这些输入参数424包含：Tx，每通道放大级温度；Vx，每通道电压；Ix，每通道电流；和Dx，PWM占空比。所计算的每通道增益Gx接着连同音频输入信号经输入到全局增益计算器426。全局增益计算器426从适当传感器和组件接收输入参数428。对于所展示的实施例，这些输入参数424包含：Tp，功率级温度；Ta，环境温度；Vg，总电压；和Ig，总电流。输入参数424和426表示特性的实例集合，且可取决于应用、内容和环境状况使用其它类似和适当参数。
如图4B中所展示，每通道增益值Gx与音频输入信号的每一对应的通道组合且应用于所述每一对应的通道。来自计算器426的全局增益值G接着在应用每通道增益以产生扬声器输出通道馈送430之后应用于音频信号。
在实施例中，根据以下算法进行增益调整(其中Pr是经建议功率)：
增益调整：
如果(Ig*Vg>Pr)，那么全局增益(G)可缩减直到Ig*Vg<＝Pr为止
-此还可通过分析内容且降低具有高峰的通道的Gx来进行。
-也可以两者兼得，即，使高峰通道上的每通道增益降低预定义的可接受的量且接着降低整个增益直到Pr Ta与G具有逆关系为止。存在测量和作用于此的较长时间常量。
Tp与Pr具有逆关系；例如温度越高，则系统的经建议功率使用率将越低。
Ix*Vx(通道功率)无法超过每通道经建议功率(Prx)且增益(Gx)将缩减直到Ix*Vx超过Prx为止。
Tx与每通道经建议功率(Prx)具有逆关系。
Dx可以是通道的开启/关闭开关。
全局增益G表示用于系统的功率分配且考虑环境和放大器温度及总电压和电流值。每通道增益考虑独立通道电压、电流和温度，以及脉宽调制(PWM)占空比。在实施例中，功率控制器基于每通道特性、功率分配特性、扬声器稳定性特性和市电电源特性调整每通道增益值。
在扬声器稳定性监测方面，Vx和Ix参数可用于提供扬声器的频率响应(使用傅里叶变换)且可帮助调整个别驱动器的稳定性。此通过测量阻抗(Z＝V/I)且验证其匹配扬声器的预期曲线来进行。系统可将扬声器标记为“已损坏”以用于重新呈现或发射用户警示及/或关闭所述扬声器。任何警示或标记接着可经发射到系统管理员、剧院工作人员或网络操作中心(NOC)以供进一步行动。此信号还可针对剧院中的灯具或瓷砖中的例如摩擦和蜂音的非扬声器性能问题产生。
电影院照明控制
图5说明在一些实施例下的多通道放大器在具有照明控制的呈现环境中操作。如上文所陈述，在实施例中，放大器504经配置以结合可兼容呈现器502工作，所述可兼容呈现器通过由放大器输出的相同数目的通道(扬声器馈送)提供音频信号。此呈现器可以是杜比全景声电影院处理器CP850或类似声音处理器。此呈现器播放传统的5.1和7.1环绕声音格式，以及沉浸式音频内容，例如杜比全景声，其包括音频对象和床(基于通道的音频)。一般来说，音频对象可被视为是声音要素的群组，其可被感知为从收听环境中的特定物理部位发出。此类对象可为静态(静止)或动态(移动)的。音频对象受元数据控制，所述元数据界定给定时间点处的声音的位置连同其它功能。当播放对象时，其根据位置元数据使用存在的扬声器而非必然要输出到预定义通道来呈现。在沉浸式音频解码器中，通道经直接发送到其相关联扬声器或向下混合到现有扬声器集合，且音频对象由解码器以灵活的方式呈现。与每一对象相关联的参数源描述，例如3D空间中的位置轨迹，被视为输入连同连接到解码器的扬声器的数目和位置。呈现器利用某些算法以横跨经附接扬声器的集合分配与每一对象相关联的音频。每一对象的所创作空间意图因此通过存在于收听环境中的特定扬声器配置得以最优地呈现。
对于图5的实施例，呈现器502包括沉浸式音频呈现模块和通道增益控制以将适当数字音频信号发射到放大器504。元数据处理器处理音频对象的对应的参数位置/部位/轨迹数据以产生到放大器504的N通道扬声器馈送。放大器504包含共同电源子系统，其将功率提供到扬声器阵列508的所有通道且基于来自监测功率、环境和操作状况的监测器组件的音频内容和输入设定每通道增益值。放大器504还可包含闭合环路同步电路以确保同时对通道进行时控和切换以减轻噪音、差拍和其它失真。
在实施例中，放大器还包含或耦合到照明控制单元510，所述照明控制单元使用放大器电源子系统以为收听环境(例如电影院或剧院)的灯512供电。灯阵列512可以是电影院内的任何适当灯或灯的集合，且可包含直射(天花板/壁)灯、环境灯、底板路灯、座位灯等等。灯还可集成到扬声器中。灯512可通过有线或无线发射构件耦合到控制器510。
来自呈现器502的元数据是由放大器504接收且用于基于由呈现器产生的内容改变灯。元数据可包含规定光级(颜色/强度)的定义，或其可以是标准沉浸式音频元数据，所述标准沉浸式音频元数据由照明控制单元510解译以产生到灯阵列512的适当照明信号。照明控制单元使用元数据以自动化且增强收听环境的氛围。在实施例中，灯阵列包括环境灯，而主要电影院灯例如由电影院操作员分别控制。环境灯可以是RGB LED，其基于来自放映者的元数据来改变颜色以增强内容营销、环境的情绪或通过提供与音频同步的照明提示增强音频。照明强度和颜色可基于展示的事件例如预展示、中场休息和后期展示来改变。举例来说，当电影还未播放时，环境颜色可在这些时段期间改变为电影院品牌或赞助商的颜色。照明也可与在背景中播放的任何音乐或消息同步。在使用放大器的共同电源子系统的情况下，功率经分割在扬声器与灯之间，使得在灯控时段期间，到扬声器的功率可缩减以适应为灯供电。因此，当环境或主要灯开启时，所递送的大多数功率可送到灯，且随着灯淡入以为展前预告片做准备，功率经共享且在放大器/扬声器中从灯切换到音频。可使用相同的两根扬声器电线提供灯和音频功率，从而帮助极大地缩减安装成本，因为单独的电源线不需要敷设到灯。其还极大地增强自动化，因为用于音频内容的元数据还可用于控制灯，从而确保灯与声音之间的同步以及灯与扬声器馈送之间的平衡功率分配。
照明控制单元510还可包含效果控制器，使得除灯之外，其它致动器或效果513可与音频内容同步地由放大器使用由呈现器产生的或在内容中传递的元数据来控制。这些包含蒸汽发生器、洒水器、风扇、气味/香气发生器、道具移动、LCD显示器、全息图等等。当放大器经部署在例如主题公园、模拟器和工业/军用设施的应用中时，可使用此类致动器。
热管理
在实施例中，放大器包含热管理系统，所述热管理系统由主要和辅助风扇以及横跨所有通道、电源和机箱的温度传感器组成。传感器输出经收集、分析且反馈回到热控制器，所述热控制器控制横跨系统的风扇速度。预测温度控制设备设计包含在此系统中以基于已知的或已确立的环境特性调整未来热分布。举例来说，当经预测温度分布看起来倾斜上升超过所设定界限时，可进行调整。
图6是在一些实施例下的多通道放大器模块的透视图。对于放大器模块600，一体式机箱602固持数个个别放大器电路，所述个别放大器电路装有翅片式散射器604以用于消耗热。数个风扇606可提供在机箱的适当部位处以通过机箱602中的通风口将空气驱动通过放大器电路并驱动到放大器电路外部。可取决于放大器电路和整个放大器模块600的配置和功率输出使用任何适当数目、大小和功率的风扇。
图7说明在一些实施例下的放大器的组件和通过放大器的用于热管理的气流。如图7中所展示，放大器700包含放大器堆叠712(例如，对应于图6中的放大器模块600)、主要电源706和其它电源707。安装机箱701围封这些主要组件且提供用于安装在支架或其它设施中的结构以及用于气流通过放大器的引导通道。空气因受主要风扇708牵引而通过进气口702流入，以在主要和其它电源706、707上方流动。辅助风扇710(例如对应于图6中的风扇606)帮助驱动放大器堆叠712上方的空气以通过放大器前部(及/或侧面或其它表面)排出704。可提供辅助或额外风扇714和716的一或多个集合以牵引或驱动放大器的其它组件或区域上方的空气。出于说明可能实施例的目的提供用于放大器700的通气孔、风扇和组件的配置，且其它配置也是可能的。
一般来说，多通道放大器600的热管理系统包括风扇的速度控制。主要、辅助和其它风扇可各自是变速风扇，其速度受监测放大器的热特性的控制器控制，所述热特性可包含每通道温度、电源温度、内部机箱温度、环境温度和任何其它相关温度。风扇可设定成以默认或最小速度操作，且接着在传感器指示相关温度中的一或多个增加到超过经界定界限的情况下增加速度以提供较强冷却。一旦包括热分布的温度是在安全操作范围内，那么风扇的速度可减小以最小化功率消耗且缩减操作噪音和振动。
图8说明在一些实施例下的用于放大器热管理的电路。如图8中所展示，电路800接收音频输入，所述音频输入与来自数个温度传感器812的反馈信号相加。传感器经定位且配置以感测包括放大器的热分布的相关温度，所述相关温度例如每通道温度、电源温度、环境温度和任何预测输入。信号接着经传递到控制器单元804，所述控制器单元耦合到风扇806。风扇受一或多个转速计808控制，以用于针对放大器内的个别风扇或风扇阵列进行速度控制。音频内容接着通过放大器级810发射以形成音频输出814。音频输出包括放大器的个别通道(例如24个通道)，所述个别通道还向传感器812中的至少一些提供输入。
如图8中所展示，预测温度控制组件可用于基于已知的或已确立的环境特性来调整未来的热分布。举例来说，当预测温度分布增加到超过所设定界限时，可进行调整。图9说明在一些实施例下的用于多通道放大器的实例温度分布曲线。图的标绘图展示放大器随时间推移的相关温度测量。界限906经界定在所设定温度处以界定放大器的最高可接受的操作温度。经测量或预测温度分布902在温度随时间推移上升和下降时绘制温度。如果控制器804确定、预测或提供指示温度分布标绘图将或已经超过所设定界限906的传感器数据，那么致动风扇或使其加速以降低温度，从而使得其保持低于所述界限。此风扇控制构成由控制器执行的校正性动作且产生校正性温度分布904。以此方式，放大器的热状况可受控制。图9可表示放大器的整个内部温度或其可表示包括热分布的相关温度中的任一个，即，个别通道温度、电源温度、环境温度等等。
前面板LED传信
图2A的多通道放大器206的实施例可包含前面板，所述前面板包含一或多个LED阵列(或类似灯)，所述一或多个LED阵列通过预定义灯序列传信各种不同操作及/或故障状况。灯序列可以是颜色、定时、闪光或序列图案的独特组合。图10A说明在一些实施例下的用于多通道放大器且包括LED阵列的前面板。如图10A中所展示，前面板1000包括包含经穿孔部分1002的不同部分，所述经穿孔部分覆盖放大器的前部部分的大部分且提供保护以及通风以允许热从放大器的内部排出。前面板的底部部分1004可包含I/O部分，所述I/O部分提供一或多个连接器或端口1006以连接辅助装置，例如USB或其它类似接口装置，还可提供例如主要电源按钮1007的一或多个输入控制件。底部部分的第二部分提供布置成笔直线性阵列的数个LED灯1008。LED灯的大小和数目可取决于系统配置、前面板空间等等而加以调适。LED灯可以是单个颜色，但优选地是个别地显示不同颜色的红色/绿色/蓝色(RGB)LED。其可取决于设计和配置偏好而具有任何形状(例如圆形、矩形、三角形)。
阵列1008中的个别LED或灯元件的数目可取决于放大器提供的通道的数目及/或在放大器中监测到的数目而变化。对于高通道计数放大器，通道可经组合以由单个LED表示从而缩减所需的LED的数目且防止需要过于复杂或难以看到的传信序列。对于图10A中所展示的实例实施例，提供32个个别LED。这些LED可表示32通道放大器中的每通道的一个LED，或各自用于放大器的数个通道的一个LED。如果放大器是160通道放大器，那么每一LED表示五个通道。
LED可以任何适当阵列布置，例如单条水平直线、两条或多于两条线、竖直线、对角线等等。在优选实施例下，阵列经布置为单个线性阵列，如所展示。下文更详细地描述的照明序列将参考影响横跨此线性阵列的动画加以描述，但应注意，类似序列可用于其它可能的阵列配置。LED可经分组成例如四个群组，每个群组8个LED，每个LED各自用于32通道，或LED可经分组成在视觉上吸引人且适当的任何其它分组。
图10B说明用于放大器的具有用于可安装在支架上的放大器的实例实施例下的LED阵列的前部面板。如图10B中所展示，前面板1020包含布置成LED的相对紧凑线的LED的线性阵列1022，所述LED可以是圆形、矩形或任何形状。在实施例中，LED标称地显示每通道的信号强度且接着在任何经界定故障或其它操作状况的情况下根据动画序列照明。为了提供平滑动画，LED通常紧密地位于一起以提供“流动”灯光效果。替代地，LED可经分组以展示通道的不同集合以便于通道区分。还可提供其它开关或接口1023，其中的每一个可具有其自身相关联的LED或灯。
图10C是图10B的安装在实际放大器单元上的前面板的透视图。如图10C中所展示，前面板1020安装到放大器1024的前表面且提供安装凸缘1025和用于支架安装设施的硬件。LED阵列1022定位于前面板的适当部位中，且可与前面板的表面齐平，或放置于面板的插入部分或条带中。反射性材料或透镜可用于增强或放大灯光效果或在LED亮起来时提供辉光。
放大器可实施为全高、半高机架安放或独立单元。前面板因此可具有任何适当大小。图10D展示在替代的实例实施例下的用于放大器的具有线性LED阵列的前面板。对于此实施例，前面板1040安装到细长放大器或甚至预放大器单元或其它声音处理单元，其向单独音频或功率放大器单元发送信号且接收信号。LED阵列1042经展示为沿着面板的基本上整个宽度定位的阵列，但实施例不限于此。图10E是图10D的安装在实际放大器单元1044上的前面板1040的透视图。图10D和10E说明前面板和相关联放大器单元的仅一个替代实施例，且许多其它配置也是可能的。
应注意，图10A到10E和其它图中的任一个中所展示的形状中的任一个可实施或设计成具有仍然执行相同功能的替代外观。
在实施例中，LED阵列耦合到从放大器中的传感器取得输入的控制单元，所述放大器监测操作和故障状况，例如热状况、信号电平、通道稳定性/故障、电缆连接性、电流汲取以及其它类似操作特性。正常操作可由显示默认光图案的灯指示，例如展示随LED强度及/或颜色而变的输出信号强度的每一通道或通道群组LED。在其中放大器需要操作员(例如离得远且巡视许多放大器的操作员)的注意的故障状况的情况下，控制单元一致地动画化LED以发送可从一定距离容易地看到的光图案(例如S.O.S.信号)。
控制单元经编程有使得前面板LED阵列用户接口显示视觉提示的各种不同照明图案，所述视觉提示传达某些状态信息，所述状态信息包含：(1)正面、正常操作，(2)错误状态，和(3)警告及警示。各种不同操作模式可通过适当照明图案展示，例如：放大器启动(启动，进行中，完成状态)、待机模式中、正常操作状态和系统中断以及其它模式。图11是在一些实施例下的说明待通过对应的显示图案指示的各种模式的表。表1100展示可通过LED照明图案显示以将正常和异常操作通知/警示给操作员的一些实例操作状态和状况。经显示状况包含放大器和通道状态且各自具有独特的对应的显示图案以将其与其它状况区分开。针对列举的状况展示实例图案。举例来说，仅提供图11，且许多其它状况和照明图案是可能的。
通过传信灯序列，正常操作(例如启动、待机、正常信号存在、中断)通常由可视为常规的显示图案的显示图案指示，而异常状况(例如通道过载、通道故障、系统故障)是由表示错误和警告消息的显示图案指示，用户(操作员)应注意所述错误和警告消息且可能采取行动来矫正。
在实施例中，显示图案利用每一RGB LED的颜色范围和阵列中的LED的间距以通过彩色光的扫掠扫描创建动画的视觉表示。各种不同参数经编程以产生适当显示图案，包含但不限于：
1.LED色彩
2.LED强度
3.起始点/结束点
4.扫掠速度
5.扫掠定序
6.LED或阵列闪光/脉冲
扫掠图案可通过点亮紧邻的LED来产生，或其可跳过某些LED以创建经内插扫掠图案。为创建某些动画效果，各种不同LED特性可变化，例如颜色持续时间、内插等等。举例来说，扫掠可快速地开始且在其接近有故障的通道时减缓，及/或其可改变颜色，或间隔可改变使得每一其它LED在开始扫掠时被点亮，而每一LED在扫掠接近结束时在更亮的强度下被点亮，以及任何其它可能变化。
显示图案组合且变更这些LED参数中的任何一个或多个以通过使用视觉和定时属性提供用于每一状况的独特图案，所述视觉和定时属性甚至相距一定距离也可一眼就容易地辨别。一般来说，例如正常操作的正面消息旨在在其视觉呈现中为清晰的但更加柔和；因此，其可经编程为在其动画化的方式上“更平静”(例如平稳单色灯)。相比之下，用于错误和警告的负面消息经设计成以鲜明和引人注意的方式来表现，例如通过明亮或不协调的色彩或例如闪光的效果等等。
可取决于用户偏好使用任何适当颜色或颜色组合，且可采用某些已知的惯例，例如用于良好状况的绿色或蓝色、用于警告的黄色、用于不良状况的红色等等。使用RGB LED允许增加为每一通道传送的传信的“词语分辨率”。举例来说，每一通道LED中的16个不同的颜色饱和度和光度水平可用于指示在正常操作期间的每一个别通道的信号存在水平。此发信接着可中断且重新使用以警示用户需要处理的错误状态或通道故障。
在实施例中，LED阵列用于向个别通道或通道群组提供直接状态信息。这是通过扫掠功能完成，所述扫掠功能使用横跨LED阵列的运动(x轴)以“指向”特定通道或通道群组。图12A到C说明LED阵列的扫掠以将特定通道精确定位到用户。图12A说明阵列中的LED的连续照明以展示横跨放大器的面部从左到右扫掠的动画。扫掠图案可从任一侧到另一侧或从两侧执行以指向特定通道。因此，图12B展示向内扫掠以指向一个通道的LED，而图12C展示向内扫掠以指向另一通道的LED。当每一LED按顺序亮起来时，其可保持开启或关闭，且经指向的通道可以高对比度颜色显示或作为闪光的LED显示。
在高通道计数电影院放大器中，有可能多个通道会遇到故障问题。LED传信系统提供快速确切地查看哪些通道是有故障的的有效手段。如果仅一个通道是有故障的，那么阵列动画的左侧和右侧会聚在有故障的通道上。如果多于一个通道是有故障的，那么动画的左侧和右侧会聚在LED阵列的中心点上且接着每一有故障的通道会闪烁。替代地，动画可快速按顺序会聚在每一有故障的通道LED上，其中所有有故障的通道LED持续处于闪烁或对比色状态。
如图11中所展示，许多不同显示或照明序列(动画)可经编程以用于不同操作和故障状态状态。一些实例动画包含：
1.系统启动：LED以经界定颜色(例如蓝色)依序点亮。
2.系统待机：LED依序调暗或一起淡出且电源灯变亮。
3.放大器中断：所有LED闪红光(或其它颜色)，接着淡出。
4.放大器故障：LED连续地以红色(或其它)颜色波动。
5.通道中断：动画序列指向有故障的LED。
6.信号存在：LED根据强度发光且在削波时改变颜色(例如蓝色到白色)。
这些仅仅是放大器状态和动画组合的一些实例，且可使用用于任何适当操作模式或故障状态的任何其它适当传信动画。
图12A到C中所展示的扫掠LED动画的使用表示用于明显错误状态的显示图案。其是独特的吸引人的物理传信系统和用户体验，其紧密近接和相距一定距离的情况下都可起作用。其基本上充当LED信标系统，其将所有单通道LED组合成集合，其共同目的是指向某物、共享特性，且接着从此强力视觉指示符转变为精确定位实际出错通道(且指示故障类型)的个别LED的动画。因而，这些“智能”LED动画和转变提供所关注和相关信息。因此，LED提供前面板接口，其通过一致地动画化LED以发送可从一定距离容易地看到的警示或S.O.S.信号来警示用户需要注意放大器。
动画可循环使得连续地显示有故障的状况，直到用户采取行动为止。替代地，其可在提供另一类型的警示之前显示达经设定时间周期，另一类型的警示例如响亮的警报、文本消息、自动电话呼叫、GUI消息，或其它类似类型的远程警报。
在实施例中，此“挥动手臂”吸引注意经编程为一或多个显示图案，所述一或多个显示图案经编程到由耦合到LED阵列的控制单元提供的可执行软件中，或经编程到控制LED或硬接线到LED控制电路的FPGA(或类似装置)中。在多通道放大器实施例的实施例中，LED控制程序可在将指令和值发送到LED时由放大器主要软件调用。显示图案利用某些LED功能以提供对应的动画和转变。这些包含：颜色和光强度，使得通过使用RGB LED，系统创建运用a)光强度、b)闪烁频率和c)颜色变化构建的不同且简单“消息”。所述程序可独立地针对每一LED以及针对任何给定LED的每一转变动画化红色、绿色和蓝色开始及结束值(例如从0到65535)。所述系统通过横跨x轴连续地开启和关闭相邻LED以“指向”需要注意的一或多个通道来创建移动的感觉，如图12B和12C中所展示。
所述程序还提供某些定时算法。举例来说，如果动画A从最左边的LED开始且动画B同时从最右边的LED开始且其共享横跨x轴(即，指向特定通道)的同一结束点，那么定时算法计算每一转变的持续时间使得两个动画同时达到同一目的地。系统允许任何数目的LED形成LED的集合，其中每一LED集合作为群组都具有其自身的特性。所述系统可同时触发两个集合。对于个别转变，系统允许LED从“阵列发信”到集合再切换为个别“精确定位模式”。这允许系统转变到个别LED，个别LED中的每一个可具有其自身动画以指示其当前状况。所述系统还提供连续且延迟的定时。集合和转变可放置在虚拟时间线上从而以编程方式创建复杂但又在视觉上简单且丰富的动画。所述系统可相对于一个集合来偏移另一集合的起点以创建例如快速模糊和缓慢淡出(即，等效于关键帧内插)的特殊视觉效果。
在实施例中，放大器经设计以监测自身且向前面板LED系统发送必要的消息以显示适当“消息”，且在重大错误的状况下，使那些动画和转变循环直到已解决了错误状况为止。特定显示图案可由系统提供作为默认设置，或其可至少在某种程度上是用户可配置的，例如在颜色、动画速度等的选择上。
一般来说，对于LED传信系统，显示图案是动画与阵列序列的集合；其中阵列序列是开始/结束索引和值、动画、持续时间和定时偏移(即，何时开始)的集合。动画是转变的集合，其中转变指定个别LED属性、内插和延迟。以下实例数据元素可用于在实施例下说明显示图案的结构：
Transition_LED(属性、开始/结束、持续时间、内插、延迟)
→属性(LED颜色、LED亮度)
动画(转变的集合)
阵列序列(开始/结束动画、总持续时间、比例持续时间)
显示图案(动画、阵列序列)
在实施例中，多通道放大器和前面板LED传信系统可用于数字电影院环境中，在数字电影院环境中，操作员通常远离固持用于整个系统中的多个放大器的设备架。相较于通常在围绕小控制室建造的早期的数字系统中遇到的典型的六英尺距离，此类距离可高达30英尺或更多。传信系统允许操作员相距一定距离且在各种设备架周围行走时查看每一放大器的运行。图13说明在实施例下的多通道放大器在具有前面板LED传信的数字电影院环境中的部署。如图13中所展示，数字电影院空间1300含有数个投影仪1302，其各自具有放大器1304的相应的支架且相对于经标注为1310a到1310d的相应的屏幕进行投射。许多不同的电影院配置是可能的，且取决于电影院，房间1300可能非常大(例如约60到90英尺宽)，这取决于投影仪和屏幕的数目。通常单个操作员1306监测且操作所有数字投影仪，且因此需要关注用于每一投影仪的设备架。在目前的多通道系统中，如果所有或大多数投影仪同时操作，那么一次操作的音频通道的整个数目可能极其高。因此必须快速且准确地识别任何一个通道中的故障以确保平稳操作。前面板LED传信系统提供在拥挤的设备环境中以有效方式且远距离地传达每一放大器通道的操作稳定性的手段。
所述传信系统经配置以取决于用户1306与放大器的近程来提供不同水平的传信。如上文所描述，某些“挥臂”显示消息经编程以投射错误消息以用于在一定距离上传信。对于紧密近程，用于正常操作状态的显示消息(例如其中音频通常在礼堂中播放)，信号存在的范围介于低信号指示符(例如蓝光)与较高信号之间，所述较高信号为在效果上具有限制的音频信号(例如白光)。显示消息经编程使得这些正常状况不会从一定距离处吸引过多的注意，因为其针对较近近程的读取进行了优化，且从一定距离来看显现为较柔和的辉光，因此允许在超过所述距离时容易地辨别错误状况。
在实施例中，用户1306可通过计算机1308控制投影仪和放大器的操作。在实施例中，LED传信系统通过控制计算机1308的图形用户接口(GUI)复制，使得放大器通道状态和一般操作状况通过通常在用户正前方的中央用户接口容易地呈现给用户。计算机1308可实施于位于电影院、场馆或控制室1300中的客户端或服务器计算机中，或其可实施为由用户携带的膝上型计算机或笔记本电脑，或甚至便携式装置，例如平板电脑或移动电话。如图14中所展示，UI显示器1400具有用以提供信息的数个显示区域和用于放大器操作和系统配置的各个方面的输入区域。对于图14的实例，放大器控制区域1404展示用于每一通道的LED指示灯，且UI中所展示的灯阵列1404对应于用于放大器的前面板LED阵列1012。在实施例中，UI接收与前面板相同的LED控制馈送，且因此同时并根据前面板自身上的LED点亮。LED显示器1404可对应于实际前面板LED阵列的布局，或其可以是不同的。对于图14中所展示的实例，LED按通道编号且经分组成四个群组，每个群组八个通道(总共32个通道)。此有助于特定的放大器卡在支架安装件内的简单定位，所述支架安装件可包含用于32个通道的四个卡。可取决于支架内的放大器硬件布局使用任何其它UI布局。
可为放大器的其它方面提供UI的额外显示区域，例如显示电源状况的状态及指令消息的适当警告的AC市电区域1406。放大器配置参数还可经显示在例如区域1408中，所述区域展示将某些通道分组或桥接在一起的用于通道的桥式配置。还可提供其它配置参数和相关联输入控制及状态指示符，例如通道/扬声器指派、通道配置等等。图14的UI旨在仅出于说明的目的，且许多其它UI屏幕可具备不同显示区域和格式。
UI 1400可经配置以显示用于一个放大器或用于多个放大器的配置和操作信息。对于多个放大器，所有LED前面板显示器可展示在一个UI屏幕上，使得关注UI屏幕的操作员可查看每一放大器的状态而无需在整个电影院环境中审视或行走。可为包含投影仪控制和放大器控制的整个电影院操作提供UI中的其它显示区域。
在实施例中，控制用于每一放大器的LED阵列的控制单元通过有线或无线通信链路将LED控制信号发射到计算机1308。
尽管已经关于通过LED灯阵列的实施描述前面板传信系统的实例，但应理解，实施例不限于此。替代地，用于状况传信的灯阵列可通过经配置以显示像素的液晶显示器(LCD)屏幕或其它显示元件实施，所述其它显示元件呈可提供相同类型的灯传信的灯或经定序图像对象的形式。
多相电源
对于图5中所说明的放大器504的实施例，所有输出通道(例如24或36个通道)由单个电源子系统或电源驱动。实施例包含多相电源设计，其并有双冗余或三重冗余以防让电源故障状况淘汰所有通道。
图15说明在一些实施例下的用于具有多相功率因数校正和多相谐振模式的多通道放大器的电源级。电源1500包含具有损失相位故障耐受性和检测的多相谐振模式DC-DC电源组件1510。此组件包含提供高级容错性(即，装置故障)且维持合理的可操作性水平使得放大器将继续在所有或基本上所有通道上操作的电路。其还可通过LED或UI传信接口或其它警报或指示方法将故障状况通知用户。多相转换器1510提供谐振模式功率转换的至少两个相位(或如所展示的三个相位)，其中电源甚至可在损失一或多个相位之后继续恰当地操作。如果谐振模式转换器的相位出现故障，那么以下会出现：(A)所述故障被隔离(即，其不会破坏剩余相位)，(B)检测到故障且可视需要告知操作员，(C)剩余相位可继续正常操作，和(D)其它放大器组件可视需要使用有限功率以防止电源电路超过长期的最大阈值。
对于图15的实施例，具有损失相位故障耐受性和检测的多相功率因数校正组件1508耦合到转换器1510作为功率因数前端预调节器。此组件1508有效地充当另一功率转换电路以在故障状况的情况下提供额外冗余水平。两个多相组件在一起工作以提供功率转换电路，所述功率转换电路获取输入(市电)功率且在不同相位下提供切换。诊断电路监测相位且会检测到任何失去的相位且故障状况通过适当用户接口(例如前面板LED或计算机UI)经发射到系统控制器以供报告。相位损失还可经发射到其它放大器组件，例如FPGA控制器模块，从而可缩减或限制通道上的增益以允述电源在小于完整数目相位的情况下操作。2016年12月2日申请的且名为“具有连续时间D类调节器及嵌入式可编程逻辑装置的多通道放大器(Multi-Channel Amplifier with Continuous Time Class-D Modulator withembedded Programmable Logic Device)”的同在申请中的美国临时专利申请案62/429,662描述此FPGA控制器的实例。
在实施例中，在15A/20A下的85到264VAC的范围内的市电功率(取决于地理区域)通过一或多个线路滤波器、限幅器及/或二极管桥组件1502提供到电源。此输入功率是由含有子组件(例如中继计时器、功率因数校正控制器、LLC控制件及其它类似组件)的功率控制器电路1504监测。输入功率也经发射到多相功率因数校正电路1508。对于所展示的实施例，这是二相组件(但可使用任何数目的相位)，其以增加的电平输出功率，例如390V。此功率接着经输入到多相谐振转换器1510。对于所展示的实施例，这是三相组件(但可使用任何数目的相位)，其在三个相位中将功率输出到功率放大器。对于电源1500，某些电压/电流测量和保护电路1514耦合到电路的各个点以测量操作状况，例如AC电压、热状况、故障保护状况等等。这些测量经发射到系统控制器1512，所述系统控制器还从功率控制器1504和多相组件1508及1510获取输入以将增益控制和启用信号提供到功率放大器。
多相组件1508和1510进行操作，使得市电功率在两个相位中由功率因数校正组件1508增加到390V。此390V接着经由转换器1510划分成三个63kHz相位。在实例实施例中，三个相位是0度、120度和240度，但其它相位也是可能的。这些相位接着经馈送到系统控制器1512中以用于监测。如果相位中的任一个或两个出现故障，那么功率仍提供于剩余相位中。有故障的相位的出现是由系统控制器1512通过适当用户接口来报告。此故障信息还可由系统控制器使用以调整增益使得放大器可例如通过限制通道中的一或多个的增益、切断某些通道以及其它补偿措施而继续以缩减的电容操作。
此电源设计有效地将输入功率分裂成三个(或更多)独立且冗余的功率路径，使得如果路径中的任一个或两个归因于硬件或其它故障而出现故障，那么剩余路径继续提供功率。每一组件1508和1510的相位表示多个功率路径。
图16是在实施例下的图15的多相功率因数校正电路的框图。如图16中所展示，功率因数校正(PFC)电路1508通过线路滤波器1602从市电电源获取AC电压，所述线路滤波器将功率分配到电压/电流监测电路1604和故障检测及保护装置的阵列1606。每一组故障检测和保护装置耦合到相应的PFC升高级。对于所展示的实施例，PFC电路1508是二相装置，因此两个PFC升高级1608和1610经提供以产生经标示为φ1和φ2的两个PFC功率相位。PFC升高级将输入功率电压(例如120VAC)升高到总计在一起会产生PFC Vout输出电压1616的电平。在实施例中，其约390V。PFC控制器1612控制由升高级1608和1610产生的相位。PFC控制器从PFC故障检测/保护组件1606接收任何故障信息且将输出提供到系统控制器1614。监测电路1604及/或故障检测组件报告例如归因于内部硬件故障或市电功率输入的损坏(例如功率循环改变的水平下降)的任何检测到的故障状况。升高级中的任一个的故障可表现为归因于未能将功率升高所期望的量的目标PFC Vout电平的减小。保护装置可实施某些补偿技术以克服所检测到的故障或系统控制器可启动其它系统广泛补偿机制，例如每通道增益限制或通道切断。系统控制器因此将输出提供到其它后续系统组件，且对于图15中所展示的实施例，此包含多相谐振模式电源1510。
图17是在实施例下的多相谐振模式电源的框图。如图17中所展示，电路1510是具有相位损失故障检测和保护的多相谐振模式DC-DC电源。一般来说，作为谐振模式电源，电路1510产生由插入在电流路径中的电感器(L)和电容器(C)塑形成正弦波的电流和电压波形，且因此其可被称作“LLC”电源。电路1510通过大容量存储装置1702在390V输出电平下从PFC装置1508获取电压输出，所述大容量存储装置将功率分配到故障检测和保护装置的阵列1704。每一组故障检测和保护装置耦合到相应的经隔离LLC(谐振)转换器1706。对于所展示的实施例，电路1510是三相装置，因此三个LLC转换器(经标示为1、2和3)经提供以产生经标示为φ1、φ2和φ3的两个LLC功率相位。LLC转换器级将PFC输入功率电压(例如390V)划分成三个相位(例如0度、120度和20度)，所述三个相位在一起经总计以产生LLC Vout输出电压1710。此输出电压经提供到产生个别通道输出的功率放大器。LLC控制器1708控制由转换器级1706产生的相位。LLC控制器从LLC故障检测/保护组件1604接收任何故障信息且将输出提供到系统控制器1614。例如归因于内部硬件故障的用于一或多个相位的任何检测到的故障状况经报告到系统控制器，从而接着可启动系统广泛的补偿机制以允许放大器在功率缩减的相位模式中操作。
尽管图15的实施例说明了共同地利用PFC 1508和LLC 1510组件的放大器系统，但应注意，组件可单独使用或结合其它类似组件使用。另外，可使用用于任一组件的任何实际数目的相位。可在任何适当类型的音频放大器中单独或共同地使用PFC和LLC组件，所述任何适当类型的音频放大器需要大量功率及/或可为较高数目的个别通道供电。在实施例中，PFC和LLC电路并入到多通道电影院放大器中，例如图3中展示。
图18是在一些实施例下的并有多相电源和故障报告用户接口组件的多通道电影院放大器的图。放大器1800包含共同电源子系统1808，所述共同电源子系统包含两个独立电源(PS1和PS2)，所述两个独立电源将功率提供到功率放大器1811以驱动一定数目(N)的扬声器通道。在实施例中，N可约为24到36个通道，但实施例不限于此。功率共享控制器1806控制系统内的功率分配，如上文所描述。电源子系统1808还包含图16和17中所展示且描述的多相PFC和LLC组件。这些组件升高市电功率且将市电功率分裂成数个功率相位以在放大器内提供功率的冗余。在故障的情况下，一或多个相位可能受损，但功率通过剩余相位仍可用。故障状况可经报告到功率控制单元或故障检测器1810和监测器1814组件。在实施例中，系统控制器1816处理由PFC/LLC组件1809报告的任何故障状况以启动任何适当补偿措施，例如增益限制等等。在实施例中，放大器1800还包含前面板LED控制器及/或计算机UI控制器1818以通过前面板LED阵列1820或计算机UI产生适当视觉消息，如上文所描述。
本文中所描述的音频放大器的实施例可在任何适当场馆或应用中使用，例如电影院、家庭剧院、现场场馆、礼堂、工业设施、军事设施、主题公园等等。尽管相对于例如杜比CP850等某些指定组件描述实例实施方案，但应注意，实施例不限于此且可使用任何类似或其它适当组件。
除非上下文另有明确要求，否则贯穿整个描述和权利要求书，“包括(comprise/comprising)”等词应以包含性的意义来进行解释，而不是独一或全面的意义；即作为“包含但不限于”的意义。使用单数或复数的词也分别包含复数或单数。另外，词“本文中”和“在下文”及类似含义的词是指作为一整体的本申请案，且并非指本申请案的任何特定部分。在涉及两个或多于两个项目的列表时使用词“或”时，所述词涵盖所述词的所有以下解释：列表中的项目中的任一个、列表中的所有项目，及列表中的项目的任何组合。
尽管已借助于实例且根据特定实施例描述一或多个实施方案，但应理解，一或多个实施方案不限于所公开的实施例。相反地，希望涵盖对本领域的技术人员来说将显而易见的各种修改和类似布置。因此，所附权利要求书的范围应被赋予最广义的解释，以便涵盖所有此类修改和类似布置。

Claims (35)

1.一种音频放大器，其包括：
电源级，其耦合到市电电源且提供功率以驱动对应于到多个扬声器的扬声器馈送的通道；
监测器组件，其耦合到所述电源级且监测所述放大器的环境和操作特性；及
功率控制器，其耦合到所述监测器组件且基于每通道特性、功率分配特性、扬声器稳定性特性和市电电源特性调整每通道增益值。
2.根据权利要求1所述的放大器，其进一步包括故障检测器，所述故障检测器监测所述多个扬声器的操作状况且经配置以预测且检测发生故障的扬声器且将指示有故障的或发生故障的扬声器的信号发送到所述功率控制器，其中所述信号经发射到系统管理员或网络操作中心。
3.根据权利要求2所述的放大器，其中所述故障检测器测量每通道电压和电流值以提供扬声器的频率响应，从而测量所述扬声器的阻抗Z且验证所述经测量频率响应匹配用于所述扬声器的经预期频率响应曲线。
4.根据权利要求2所述的放大器，其中所述每通道特性和所述功率分配特性包括以下各者中的至少一个：所述市电电源的电压和电流、断路器额定值、热测量和扬声器负载。
5.根据权利要求4所述的放大器，其中所述电源级在正常操作状况下且根据所述市电电源的电流和电压可用性在所述扬声器馈送的每一通道上提供最大电压和电流，且其中所述控制器在负面环境或操作状况的情况下缩减所述通道中的至少一个的增益。
6.根据权利要求5所述的放大器，其中所述通道经组织成通道的多个经优先级排序的集合，且其中所述控制器根据至少一个通道相对于通道的其它集合的优先级缩减所述通道中的至少一个的增益，所述放大器进一步包括到呈现器的接口，所述呈现器发射数字化音频信号以用于发射所述扬声器馈送。
7.根据权利要求1所述的放大器，其进一步包括到第二放大器的接口，所述接口用于配置含有所述放大器和第二放大器的主/从配置。
8.根据权利要求5所述的放大器，其中所述热测量包括以下各者中的至少一个：每通道温度、电源温度、环境温度、整个内部放大器温度，且所述放大器进一步包括热控制器，所述热控制器调整一或多个风扇的速度以在检测到或预测所述放大器的温度分布超过经界定温度界限的情况下缩减所述放大器的所述温度分布，且其中所得热校正动作受来自所述呈现器的前馈数据影响，从而允许热子系统通过预测过程主动地调整系统热性能。
9.根据权利要求8所述的放大器，其中所述多个扬声器包括环绕声音音频扬声器阵列，所述环绕声音音频扬声器阵列包含用于播放具有高度提示的基于对象的音频的高度扬声器，且其中所述音频信号包括沉浸式音频内容，且所述放大器进一步包括通过扬声器电线将照明控制信号发射到多个灯的灯控接口，且其中电源子系统将功率提供到所述多个灯，且另外其中所述灯控接口从所述呈现器接收确定所述多个灯中的每一灯的颜色和强度的元数据。
10.根据权利要求1所述的放大器，其中所述电源级包括双冗余电源，且其中所述放大器是D类放大器。
11.根据权利要求1所述的放大器，其中所述电源级包括经配置在多相架构中的两个或多于两个电源，其中所述两个或多于两个电源经设计成以不同相角操作且合计成统一输出。
12.一种放大器系统，其包括：
一体式机箱，其具有由单个市电电源插座供电的电源；
共同电源子系统，其位于所述机箱内且耦合到所述电源以通过对应的扬声器驱动多个单独通道；
监测器电路，其监测所述电源子系统的总功率电平和每一单独通道的个别功率电平；及
到呈现器的接口，所述呈现器具有响应于所述经监测功率电平而应用经界定通道增益的沉浸式音频呈现组件。
13.根据权利要求12所述的放大器系统，其中所述监测器电路进一步监测每一扬声器以检测有故障的或受损扬声器且基于所述有故障的或受损扬声器的存在调整所述个别功率电平，且基于经预指派通道优先级进一步调整每通道增益，其中一或多个通道的通道优先级归因于有故障的或受损状况在节目播放期间基于扬声器性能的改变从初始优先级修改成不同优先级，且另外其中所述监测器电路进一步监测含有所述扬声器的收听环境的声级且基于所述声级调整所述个别功率电平。
14.根据权利要求13所述的放大器系统，其进一步包括电源控制单元，所述电源控制单元响应于所述经监测功率电平和来自所述呈现器的音频输出而调节电源轨。
15.根据权利要求14所述的放大器系统，其中来自所述呈现器的所述音频输出包括沉浸式音频内容，所述沉浸式音频内容具有基于通道的音频和基于对象的音频，所述基于对象的音频包含具有高度分量的声音对象，且其中来自所述呈现器的所述音频输出包括具有相关联元数据的数字位流。
16.根据权利要求15所述的放大器系统，其中所述扬声器包括环绕声音音频扬声器阵列，所述环绕声音音频扬声器阵列包含用于播放具有高度提示的基于对象的音频的高度扬声器，且其中所述单独通道包括至少24个通道，且所述放大器系统进一步包括通过扬声器电线将照明控制信号发射到多个灯的灯控接口，且其中所述多个灯是由所述共同电源子系统供电，且另外其中所述灯控接口从所述呈现器接收确定所述多个灯中的每一灯的颜色和强度的元数据。
17.一种电影院音频播放系统，其包括：
放大器，其具有耦合到市电电源且通过基于通道的扬声器馈送经由相应的扬声器电线将功率提供到多个扬声器中的每一扬声器的电源；
照明控制组件，其通过所述扬声器电线将来自所述电源的功率提供到多个灯中的每一灯；及
到呈现器的接口，所述呈现器产生沉浸式音频内容，所述沉浸式音频内容包括具有用于通过所述多个扬声器播放的相关联元数据的数字位流，其中所述元数据包含规定所述每一灯的颜色和强度的照明控制信号。
18.根据权利要求17所述的系统，其中所述放大器包括：
监测器组件，其监测一或多个操作状况；及
控制器，其基于所述一或多个操作状况调整所述基于通道的扬声器馈送的每一通道上的增益值，所述一或多个操作状况包括以下各者中的至少一个：所述市电电源的电压、断路器电平、每通道温度、电源级温度、所述扬声器馈送的负载和每一扬声器的稳定状态。
19.根据权利要求18所述的系统，其中所述电源在正常操作状况下且根据所述市电电源的电流和电压可用性在每一通道上提供最大电压和电流，且其中所述控制器在次优操作状况的情况下缩减所述通道中的至少一个的增益，且其中所述控制器根据以下各者中的一个缩减增益：通道相对于其它通道的优先级排序，和经界定中断或切换过程。
20.根据权利要求19所述的系统，其进一步包括热控制器，所述热控制器调整所述放大器内的一或多个风扇的速度以在检测到或预测所述放大器的温度分布超过经界定温度界限的情况下缩减所述放大器的所述温度分布。
21.一种多通道放大器，其包括：
电源级，其提供功率以驱动对应于到多个扬声器的扬声器馈送的多个通道；
监测器组件，其耦合到所述电源级且监测所述放大器的环境和操作特性；
前面板，其具有LED阵列，所述LED阵列包括多个LED，其中每一LED与所述多通道放大器的相应的通道或通道的群组相关联；及
控制单元，其耦合到所述LED阵列且经配置以基于所述放大器的操作状态或错误状况根据显示图案点亮所述LED阵列，且其中至少一个显示图案图解地展示所述多个通道中的一或多个有故障的通道的标识，其中所述LED阵列包括放置在所述前面板上的成水平线的LED，且其中所述多个LED中的每一LED是RGB LED。
22.根据权利要求21所述的放大器，其中所述操作状态和错误状况是选自多个状态，所述多个状态选自包括以下各者的群组：所述多个通道的系统启动、系统中断、系统待机正常操作、至少一个通道的通道过载、所述至少一个通道的通道故障，和系统故障，且其中独特的显示图案针对所述多个状态中的每一个产生，且其中所述显示图案是随包含动画的阵列序列而变，其中所述动画包括一组LED转变，且每一转变包括用于多个依序LED的照明例程。
23.根据权利要求22所述的放大器，其中所述显示图案包括使用所述LED的不同颜色、亮度和闪烁频率特性的动画，和邻近LED的定时照明的连续显示的转变，且另外其中所述至少一个显示图案包括通过所述LED阵列中的LED的同步照明的模拟运动，所述同步照明通过横跨所述成水平线的LED连续地开启和关闭相邻LED而产生。
24.根据权利要求23所述的放大器，其中所述至少一个显示图案通过显示两个扫掠LED序列来识别所述有故障的通道，所述两个扫掠LED序列各自从所述水平线的一端开始且在用于所述有故障的通道的相应的LED处结束，且其中所述控制单元执行用于所述至少一个显示图案的定时例程，所述定时例程计算用于每一扫掠LED序列的持续时间且调整至少一个序列的定时使得两个序列同时都在相应的LED处结束。
25.根据权利要求21所述的放大器，其中经发送到所述LED阵列的LED控制信号同时经发射到有线或无线地耦合到所述控制单元的计算机的图形用户接口GUI，所述GUI包含展示LED阵列的视觉显示区域，所述LED阵列对应于用于由所述计算机监测的多个放大器中的每一放大器的前面板LED阵列。
26.一种图解地指示多通道放大器中的操作状态和故障状况的方法，其包括：
在所述放大器的前面板中提供LED阵列；
针对所述放大器的每一状态将相应的显示图案指派到所述LED；及
基于所感测的操作状态或故障状况点亮所述LED，其中至少一个显示图案图解地展示多个通道中的有故障的通道的标识。
27.根据权利要求26所述的方法，其中用于正常操作的显示图案包括使用所述LED的静音、稳态照明效果，且用于故障状况的显示图案包括使用LED的颜色、亮度、闪光周期和序列的定时间隔的明亮、移动照明效果，以在视觉上区分故障状况与正常操作且向可能与所述放大器相距一定距离的用户提供视觉警示，且其中所述操作状态和故障状况选自多个状态，所述多个状态选自包括以下各者的群组：多个通道的系统启动、系统中断、系统待机正常操作、至少一个通道的通道过载、所述至少一个通道的通道故障，和系统故障。
28.根据权利要求27所述的方法，其中所述至少一个显示图案通过显示两个扫掠LED序列识别所述有故障的通道，所述两个扫掠LED序列各自从所述水平线的一端开始且在用于一或多个有故障的通道的相应的LED处结束。
29.根据权利要求28所述的方法，其进一步包括将LED控制信号发射到有线或无线地耦合到所述放大器的计算机的图形用户接口GUI，其中所述GUI包含展示LED阵列的视觉显示区域，所述LED阵列对应于用于由所述计算机监测的多个放大器中的每一放大器的前面板LED阵列。
30.一种用于多通道放大器的电源，其包括：
多相功率因数校正PFC电路，其经配置以将输入市电AC功率升高到PFC输出电压，其中所述PFC校正电路包括用于每一相的耦合到相应的升高级的第一故障检测和保护阵列；
到系统控制器的接口，其从所述第一故障检测和保护阵列接收故障信息以用于发射到可提供故障补偿措施的组件；及
第一输出组合电路，其对来自每一相应的升高级的输出电压进行求和以产生最终PFC输出电压。
31.根据权利要求30所述的电源，其进一步包括耦合到所述PFC电路的输出的多相谐振模式(LLC)电源，其中所述LLC电源包括：
用于每一相的第二故障检测和保护阵列，其耦合到相应的转换器级；
到所述系统控制器的接口，其从所述第二故障检测和保护阵列接收故障信息以用于发射到可提供故障补偿措施的组件；及
第二输出组合电路，其对来自每一相应的转换器级的输出电压进行求和以产生最终LLC输出电压。
32.根据权利要求31所述的电源，其中每一相应的升高级按经界定功率因数增加输入市电功率，且每一相应的转换器级将所述PFC输出电压划分成对应于转换器级的数目的数个相位。
33.根据权利要求32所述的电源，其中所述系统控制器在所述转换器级或PFC升高级中的一或多个相位出现故障的情况下启动补偿方法，且其中所述补偿方法包括以下各者中的一个：限制所述通道中的一或多个中的增益或从所述多通道放大器的通道的总数目移除一或多个通道。
34.根据权利要求33所述的电源，其中所述PFC电路包括二相电路且所述LLC电源包括三相电路，且其中所述PFC输出电压约390V。
35.根据权利要求30所述的电源，其进一步包括到用户接口控制器的接口，所述用户接口控制器经配置以通过用户接口根据预定义消息格式显示图解消息以报告任何检测到的故障状况，所述用户接口包括以下各者中的至少一个：前面板LED阵列和计算机图形用户接口。
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