CN108781083A - 用于音频编码解码器的直流(dc)和/或交流(ac)负载检测 - Google Patents

用于音频编码解码器的直流(dc)和/或交流(ac)负载检测 Download PDF

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Abstract

一种便携式设备可以被配置为测量耳机的负载特性。该设备可以测量负载的直流(DC)和/或交流(AC)特性。可以通过诸如音频编码解码器芯片或集成电路(IC)控制器的音频部件来测量这些特性，并且将这些特性报告给运行于耦接至音频部件的处理器上的软件或固件。软件或固件然后可以基于测得的负载特性来采取行动。例如，可以将负载特性与耳机的数据库和它们的已知负载特性进行比较，以确定附接至音频输出的耳机的特定耳机型号或类型。处理器然后可以施加合适的均衡曲线。

Description

用于音频编码解码器的直流(DC)和/或交流(AC)负载检测
技术领域
本即时公开涉及负载测量。更具体地，此公开的部分涉及使用基于直流(DC)和/或交流(AC)的技术来检测附接至音频输出的负载的特性。
背景技术
便携式音频设备近些年已经成为非常流行的设备。它们的流行飞涨，部分是由于电部件功率消耗的缩减以及数字数据储存装置的成本的缩减，电部件功率消耗的缩减使得长的电池寿命成为可能，数字数据储存装置的成本的缩减使得在口袋大小的设备中携带大的音乐集成为可能。此外，移动电话和平板用作便携式音频设备，并且由于智能电话和平板的价格下降，以及容许音频文件至智能电话和平板的流传输和下载的4G技术的提高的可用性，移动电话和平板所有权得到了显著的增大。虽然来自便携式音频设备的音频质量随着便携式音频设备市场的成长时间而得到了提高，但是音频质量通常不是设备之间的主要区别。然而，随着诸如储存密度和功率消耗的其它技术改进以较慢的速率来到，消费者开始基于音频质量来评估设备。此外，专业的和半专业的音乐家和技术人员也在它们的业务中更多地利用便携式音频设备，其也需要高的音频质量。
消费来自便携式音频设备的音频的一种流行方式是耳机。耳机的成本从几美元至几千美元变化，并且耳机的质量也跨越类似地宽的分界。取决于将什么耳机插入到设备中，市场上耳机的改变的特性能够使得便携式音频设备听起来显著不同。常规便携式音频设备，诸如图1的智能电话102，检测何时附接了一副耳机。设备使用此指示来确定何时关闭喇叭。然而，常规便携式音频设备通常不具有关于什么被插入到耳机接口中的其它信息。例如，一副耳机104A可以具有12欧姆的DC负载阻抗，而另一副耳机104B可以具有50欧姆的DC负载阻抗。DC负载阻抗，耳机104A和104B的一个特性，能够影响智能电话102生成的声音质量和声音强度。然而，因为智能电话102不具有关于该特性的信息，所以智能电话102不能补偿耳机104A与104B之间的差异。
这里提到的缺点仅是代表性的，并且被包含仅仅是突出存在对改进的电部件，特别是对诸如移动电话的消费级设备中采用的音频设备，的需要。于此描述的实施例处理某些缺点，但不必处理于此描述的或本领域已知的每一个缺点。
发明内容
诸如智能电话的便携式音频设备可以被配置为测量附接至音频输出的耳机或另外的扬声器或换能器的负载特性。该设备可以测量负载的直流(DC)和/或交流(AC)特性。可以通过诸如音频编码器/解码器(编码解码器)芯片或集成电路(IC)控制器的音频部件来测量这些特性，并且将这些特性报告给运行于耦接至音频部件的处理器上的软件或固件。软件或固件然后可以基于测得的负载特性来采取行动。例如，可以将负载特性与耳机的数据库和它们的已知负载特性进行比较，以确定附接至音频输出的耳机的特定耳机型号或类型。处理器然后可以执行对音频输出的修改，以针对耳机的特定负载特性进行调整。例如，可能已知某些耳机在特定频率范围中具有差的频率响应，并且处理器可以通过施加在该频率范围中提升声音水平的均衡方案来进行补偿。虽然将某些功能性描述为由音频部件或处理器执行，但是功能性也可以存在于音频部件或处理器或便携式音频设备的另外的部件中。例如，音频部件可以包含已知耳机的数据库，并将附接的耳机的商标报告给处理器，而不是报告负载特性。
根据一个实施例，一种装置可以包含：第一输出节点，所述第一输出节点被配置为耦接至负载并输出差分信号的第一部分；第二输出节点，所述第二输出节点被配置为耦接至所述负载并输出差分信号的第二部分；第一电流模式数字-模拟转换器(DAC)，所述第一电流模式数字-模拟转换器(DAC)经由第一开关耦接至所述第一输出节点；第二电流模式数字-模拟转换器(DAC)，所述第二电流模式数字-模拟转换器(DAC)经由第二开关耦接至所述第二输出节点；参考节点，所述参考节点耦接至所述第二电流模式数字-模拟转换器(DAC)并耦接至参考电阻，其中，可以通过驱动参考电流通过所述第二电流模式数字-模拟转换器(DAC)并通过所述参考电阻来将所述参考节点设定于参考电压；和/或比较器，所述比较器耦接至所述第一输出节点并耦接至所述参考节点。
在某些实施例中，所述负载是用于再现音频的换能器，并且其中，所述控制器被配置为至少部分基于所述负载的所确定的DC阻抗来识别所述换能器；所述负载可以是用于再现音频的换能器，并且其中，所述控制器被配置为至少部分基于所述负载的所确定的DC阻抗和所述负载的所确定的AC频率响应来识别所述换能器；和/或所述负载可以是用于再现音频的换能器，并且其中，所述控制器被配置为至少部分基于所述负载的所确定的AC频率响应来识别所述换能器。
在某些实施例中，所述装置还可以包含控制器；所述控制器可以被配置为操作所述第一电流模式数字-模拟(DAC)并操作所述第二电流模式数字-模拟(DAC)以分别在所述第一输出节点和所述参考节点生成直流(DC)信号，和/或监测所述比较器的输出以确定所述负载的DC阻抗；所述控制器可以被配置为操作所述第二电流模式数字-模拟(DAC)，以执行所述参考节点处的所述参考电压的步进斜坡变化；所述控制器可以被配置为操作所述第二电流模式数字-模拟(DAC)，以执行对于参考电流和对应的参考电压的二进位检索，在所述参考电压处，跨所述负载的电压近似等于所述参考电压；所述控制器可以被配置为操作所述第一电流模式数字-模拟(DAC)并操作所述第二电流模式数字-模拟(DAC)以分别在所述第一输出节点和所述参考节点生成交流(AC)信号，和/或监测所述比较器的输出以确定所述负载的AC频率响应；所述控制器可以被配置为操作所述第一电流模式数字-模拟(DAC)以在所述第一输出节点生成交流(AC)信号，操作所述第二电流模式数字-模拟(DAC)以在所述参考节点生成直流(DC)信号，和/或监测所述比较器的输出以确定所述负载的AC频率响应；和/或所述控制器可以被配置为操作所述第二电流模式数字-模拟(DAC)，以根据诸如斜坡变化步进或二进位检索(并且可选地在正斜率期间)的任何方法重复地增大所述参考节点处的所述DC信号以执行对所生成的交流(AC)信号的峰检测。
根据另外的实施例，一种设备可以包含控制器，所述控制器被配置为耦接至放大器电路并确定耦接至所述放大器的负载的至少一个特性，其中，所述控制器被配置为执行以下步骤：将来自第一电流模式数字-模拟转换器(DAC)的第一电流经由开关施加至负载；接收施加所述第一电流导致的跨所述负载的第一电压的指示；将来自第二电流模式数字-模拟转换器(DAC)的第二电流施加至参考负载；接收施加所述第二电流导致的跨所述参考负载的第二电压的指示；和/或将跨所述负载的第一电压与跨所述参考负载的第二电压进行比较。
在某些实施例中，所述控制器可以被配置为施加直流(DC)信号作为来自所述第一电流模式数字-模拟转换器(DAC)的所述第一电流，并被配置为确定所述负载的DC阻抗；所述控制器还可以被配置为执行包括调整从所述第二电流模式数字-模拟转换器(DAC)至所述参考负载的所述第二电流的步骤，其中，所述调整包括所述第二电流模式数字-模拟转换器(DAC)的步进斜坡变化；所述控制器还可以被配置为执行包括调整从所述第二电流模式数字-模拟转换器(DAC)至所述参考负载的所述第二电流的步骤，其中，所述调整包括对于所述第一电压和所述第二电压近似相等处的电流水平的二进位检索的部分；所述控制器可以被配置为确定耦接至音频放大器的换能器的DC阻抗并至少部分基于所述换能器的所确定的DC阻抗来识别所述换能器；所述控制器还可以被配置为施加交流(AC)信号作为来自所述第一电流模式数字-模拟转换器(DAC)的所述第一电流，并被配置为确定所述负载的AC频率响应；所述负载可以是用于再现音频的换能器，并且其中，所述控制器被配置为至少部分基于所述负载的所确定的DC阻抗和所述负载的所确定的AC频率响应来识别所述换能器；所述控制器可以被配置为施加交流(AC)信号作为来自所述第一电流模式数字-模拟转换器(DAC)的所述第一电流，并被配置为确定所述负载的AC频率响应；所述负载可以是用于再现音频的换能器，并且其中，所述控制器被配置为至少部分基于所述负载的所确定的AC频率响应来识别所述换能器；所述控制器可以被配置为操作所述第二电流模式数字-模拟转换器(DAC)，以根据诸如斜坡变化步进或二进位检索(并且可选地在正斜率期间)的任何方法重复地增大所述参考节点处的所述DC信号以执行对所生成的交流(AC)信号的峰检测。
根据另外的实施例，一种方法可以包含：将来自第一电流模式数字-模拟转换器(DAC)的第一电流经由开关施加至负载；接收施加所述第一电流导致的跨所述负载的第一电压的指示；将来自第二电流模式数字-模拟转换器(DAC)的第二电流施加至参考负载；接收施加所述第二电流导致的跨所述参考负载的第二电压的指示；和/或将跨所述负载的第一电压与跨所述参考负载的第二电压进行比较。
在一些实施例中，所述方法还可以包含：调整从所述第二电流模式数字-模拟转换器(DAC)至所述参考负载的所述第二电流，其中，所述调整包括所述第二电流模式数字-模拟转换器(DAC)的步进斜坡变化；调整从所述第二电流模式数字-模拟转换器(DAC)至所述参考负载的所述第二电流，其中，所述调整包括对于所述第一电压和所述第二电压近似相等处的电流水平的二进位检索的部分；确定耦接至音频放大器的换能器的DC阻抗；至少部分基于所述换能器的所确定的DC阻抗来识别所述换能器；施加来自所述第一电流模式数字-模拟转换器(DAC)的包括交流(AC)的第三电流；确定所述负载的AC频率响应；和/或操作所述第二电流模式数字-模拟(DAC)，以根据诸如斜坡变化步进或二进位检索(并且可选地在正斜率期间)的任何方法重复地增大所述参考节点处的所述DC信号以执行对所生成的交流(AC)信号的峰检测。
在某些实施例中，施加所述第一电流的步骤可以包含施加直流(DC)信号，并且其中，所述方法还包括基于将所述第一电压与所述第二电压进行比较的步骤来确定所述负载的DC阻抗的步骤；和/或施加所述第一电流的步骤包括施加交流(AC)信号，并且其中，所述方法还包括基于将所述第一电压与所述第二电压进行比较的步骤来确定所述负载的AC频率响应的步骤。
前述内容已经略述而不是宽泛地描述本发明的实施例的某些特征和技术优点，以使得可以更好地理解以下具体实施方式。以下将描述形成本发明的权利要求的主题的附加特征和优点。本领域技术人员将理解，公开的概念和具体实施例可以易于用作修改或设计用于执行相同或类似目的的其它结构的基础。本领域技术人员还将意识到，该等同的构成不脱离所附权利要求中阐述的本发明的精神和范围。当结合附图考虑以下描述时，根据以下描述将可以更好地理解附加特征。然而，将清楚地理解的是，提供的每一个附图仅仅是为了示例和描述，而不是意图限制本发明。
附图说明
为了更完全地理解公开的系统和方法，现在参照结合附图进行的以下描述。
图1是示例根据现有技术的检测耳机何时附接至音频输出的常规智能电话的图。
图2是示例根据本公开的一个实施例的检测附接至音频输出的耳机的负载特性的范例便携式音频设备的图。
图3是示例根据本公开的一个实施例的对耳机的负载特性进行的基于数字-模拟转换器(DAC)测量的范例电路。
图4是示例根据本公开的一个实施例的测量耳机的直流(DC)负载特性的方法的范例流程图。
图5是示例根据本公开的一个实施例的以粗略的和精细的步进测量耳机的直流(DC)负载特性的方法的范例流程图。
图6是示例根据本公开的一个实施例的以二进位检索测量耳机的直流(DC)负载特性的方法的范例流程图。
图7是示例根据本公开的一个实施例的基于耳机的直流(DC)和/或交流(AC)负载特性来确定耳机型号的方法的范例流程图。
图8是示例根据本公开的一个实施例的测量耳机的交流(AC)负载特性的方法的范例流程图。
图9是示例根据本公开的一个实施例的针对一个频率的交流(AC)负载特性测量的范例定时图。
图10是示例根据本公开的一个实施例的对耳机的负载特性进行的基于数字-模拟转换器(DAC)的测量的具有补偿比较器偏移的能力的范例电路。
具体实施方式
图2是示例根据本公开的一个实施例的检测附接至音频输出的耳机的负载特性的范例便携式音频设备的图。便携式音频设备202，诸如智能电话或MP3播放器，可以包含应用处理器、存储器、显示器、以及一个或更多音频部件。音频部件可以包含音频编码解码器、数字信号处理器(DSP)、模拟-数字转换器(ADC)、数字-模拟转换器(DAC)、和/或放大器。当一副耳机204附接至设备202时，设备202可以通过音频插头检测该连接并确定附接了该耳机、或另外的换能器或扬声器。此检测可以诸如通过音频部件或应用处理器来触发设备202以确定附接的耳机204的特性。例如，音频部件可以执行测量以确定附接的耳机204的直流(DC)或交流(AC)负载特性。在一个实施例中，测量包含DC阻抗，其对于耳机204可以是12欧姆。可以将此测量与附加的信息或测量一起从音频部件提供至应用处理器。应用处理器然后可以将测得的特性与本地储存的或从网络位置检索的已知数据库进行比较，以精确识别商标、型号、或关于附接的耳机204的其它信息。在上述12欧姆的DC阻抗的范例中，设备202可以将耳机204识别为“商标B”耳机。设备202然后可以基于关于耳机204的确定采取进一步的行动。例如，设备202可以应用具体地选择的均衡水平来提高经由耳机204来自音频重放的声音质量。作为另一范例，设备202可以适应于对于特定原始仪器制造商(OEM)附属的和第三方耳机(headphone)、耳麦(headset)、蓝牙TM扬声器、以及家庭和汽车音频系统的音频后处理。
可以通过各种电路执行对附接的耳机204的一个或更多测量。例如，可以通过被配置为检测阻抗的电路来测量耳机的负载阻抗。该电路可以耦接至设备202的音频输出端口，诸如耳机插头。在一个实施例中，该电路可以基于存在于音频编码解码器中或设备202中含有的其它集成电路(IC)控制器中的数字-模拟转换器(DAC)。图3中示出了用于使用电流模式DAC来执行负载阻抗测量的一种电路。
图3是示例根据本公开的一个实施例的对耳机的负载特性进行的基于数字-模拟转换器(DAC)测量的范例电路。电路300包含被配置为经由附接的负载360传递电流的第一路径310，附接的负载360诸如是附接至耳机插头的耳机。电路300还包含被配置为经由参考部件传递电流的第二路径330。第一路径310和第二路径330的输出被提供给放大器350。放大器350可以被配置为将来自第一路径310的输出VL与来自第二路径330的输出VREF进行比较，并基于比较而生成信号。可以将该比较信号提供给控制第一路径310和第二路径330的其它电路，以继续或终止负载阻抗的测量并确定负载360的特性。低通滤波器(LPF)可以耦接于放大器350与路径310和330的输出之间，以缩减到达放大器350的信号中的噪声。开关388可以将第一路径310与比较器350断开。
路径310和330中的每一个路径可以部分基于电流模式DAC。路径310包含DAC-A312，且路径330包含DAC-B 332。开关382和386可以分别耦接至DAC-A 312和DAC-B 332，以将开关382和386的输出接地。DAC-A 312被配置为接收节点302处的控制信号CH1，并生成输出至负载360ZL的电流。节点302的输入可以由德尔塔-西格玛(delta-sigma)调制器产生。电阻器320可以与负载360并联耦接以提供限定的电阻并防止负载电压VL朝向无穷大上升，诸如当负载360具有大的电阻时将会发生的。电阻器320从而将防止当耳机阻抗值大时，从耳机能够听到的非故意的爆裂(popping)或滴答(clicking)噪声。开关384也可以耦接至输出节点306以将输出节点306接地。在正常操作期间，来自DAC-A 312的电流可以经放大器314流至诸如耳机端口316的输出节点306，以驱动至负载360的换能器的音频信号。在测量期间，静音开关(mute switch)316可以被闭合以使电流318IL从DAC-A 312传递至负载360，而不通过放大器314。被驱动通过负载360的电流生成电压VL，该电压可以被输入至放大器350并用作负载360ZL的测量的部分。DAC-B 332被配置为接收输入节点304处的控制信号CH2，并生成输出至参考电阻器338的电流。可以从德尔塔-西格玛调制器接收节点304处的输入。在正常操作期间，来自DAC-B 332的电流可以经由放大器334流至诸如耳机端口的输出节点308，以驱动至负载360的换能器的音频信号。输出节点306和308从而可以产生用于驱动换能器的差分信号。在测量期间，开关340可以闭合以将参考电阻器338耦接至DAC-B332。被驱动跨过电阻器338的电流生成参考电压VREF，该参考电压VREF可以被输入至放大器350并用作负载360ZL的测量的部分。
电路300示例在使用第二路径330的电路作为参考信号时，使用第一路径310通过第一输出节点306 HPOUTA对负载360进行的测量。也可以反转第一路径310和第二路径330的操作，使得通过第二输出节点308 HPOUTB执行对负载360进行的测量。
可以通过控制器(未示出)执行图3的电路300的操作，诸如DAC-A 312和DAC-B 332的控制并监测放大器350的输出处的信号。控制器可以被集成到诸如音频编码解码器的音频部件中。图4中示出了操作电路300以测量负载的特性的一种方法。该方法可以由控制器执行。特别是，图4示例了测量负载360ZL的直流(DC)负载特性的方法。然而，控制器可以通过示例的方法或其它方法测量DC负载特性和/或其它负载特性。
图4是示例根据本公开的一个实施例的测量耳机的直流(DC)负载特性的方法的范例流程图。方法400在框402以使DAC-A 312斜坡变化(ramp)至测试电流水平以生成跨负载360产生电压VL的电流开始。测试电流水平可以是例如零与DAC-A 312的满刻度之间的近似一半的电流水平。斜坡上升(ramp-up)可以是足够慢的速率以不生成从耳机能够听得见的噪声。然后，在框404，测试电流水平可以由DAC-A 312保持以容许从负载360发展稳态响应。框404的保持时段可以是诸如200毫秒的预编程的延迟值，或者可以监测电路300以确定何时达到稳态条件。接下来，在框406，控制DAC-B 332以生成通过参考电阻器338的导致参考电压VREF的电流，可以通过放大器350将该参考电压VREF与负载电压VL进行比较。可以控制DAC-B 332以改变通过电阻器338的电流，直至参考电压VREF近似等于和大于负载电压VL，这使得放大器350将输出信号从低至高或从高至低触发。可以检测输出信号中的此变化来确定已经确定了负载电压VL。在框406完成之后，最终电流值可以称作IREF，并且该值用于通过以下等式来计算负载360ZL的阻抗：
其中，RREF是电阻器320的电阻，且IL是由DAC-A 312施加的电流。可以根据任何算法来执行改变通过DAC-B 332的电流的方式，该任何算法包含步进斜坡变化(诸如斜坡变化或粗略/精细检索斜坡变化)、二进位检索、或其它检索技术。在确定了负载电压VL之后，方法400继续至框408以使DAC-A 312电流斜坡下降。然后可以使用确定的VL电压水平来确定关于负载的信息，诸如DC阻抗值、耳机商标、或耳机型号。例如，可以使用确定的VL电压水平来通过以VL电压水平除以DAC-A 312产生的电流或一些其它值而确定负载的DC阻抗。特别是，通过以下等式使VL电压水平与负载ZL的DC阻抗相关联：
如上所述，用于改变DAC-B 332的电流的一个范例控制方法是粗略/精细检索算法。图5中示出了粗略/精细检索算法的一个范例。图5是示例根据本公开的一个实施例的以粗略的和精细的步进测量耳机的直流(DC)负载特性的方法的范例流程图。方法500在框502以使DAC-B 332电流以粗略步进斜坡上升开始。可以以比较器350的时钟周期的一半的速率或以连续时间进行斜坡变化。框502的斜坡上升继续，直至比较器350输出切换。然后，在框504记录DAC-B 332电流的值。此记录的值可以提供负载阻抗的粗略的估计，能够根据以下等式来计算负载阻抗的该粗略的估计：
其中，RREF是电阻器302的电阻，IL是DAC-A 312施加的电流，且IREF,coarse是在框504记录的值。接下来，在框506，将DAC-B 332电流从在框504记录的值缩减以将比较器输出切换回上一状态。然后，在框508，使DAC-B 332电流再次斜坡上升，但是以比框502的斜坡上升的步进小的步进。框508的精细斜坡上升继续，直至放大器350输出切换。接下来，在框510，在框510记录DAC-B 332电流。此记录的值可以提供负载阻抗的较精细的估计，能够根据以下等式来计算负载阻抗的该较精细的估计：
其中，RREF是电阻器320的电阻，IL是DAC-A 312施加的电流，且IREF,fine是在框510记录的值。图5的粗略/精细检索算法可以缩减确定负载电压VL所消耗的时间。框502和504的粗略检索容许负载电压VL的快速确定，并且框508和510的精细检索容许在可能的负载电压VL值的小范围中的高精度测量。
用于改变DAC-B 332电流的另一范例控制方法是二进位检索算法。二进位检索算法通常通过如下来进行操作：将对于负载电压VL值的可能范围分裂为两份，测试两份之间的中点，确定实际负载电压VL值是大于还是小于该中点，并且然后考虑上半部(top half)或下半部(bottom half)并再次分裂成两份并测试中点。此过程继续，直至以期望的精度水平确定了近似的负载电压VL。图6中示出了二进位检索算法的一个范例。图6是示例根据本公开的一个实施例的以二进位检索测量耳机的直流(DC)负载特性的方法的范例流程图。方法600在框602以将DAC-B 332的电流设定为诸如半刻度值的测试电流值开始。然后，在框604，确定放大器350输出是否变化。如果未变化，则实际负载电压VL值高于测试电流值。方法600于是继续至框606以增大DAC-B 332电流至满刻度电流值与当前(测试电流)电流值之间的一半。如果放大器350的输出在框604处变化，则实际负载电压VL值低于测试电流值。方法600于是继续至框608以减小DAC-B 332电流至零与当前(测试电流)电流值之间的一半。在框610，二进位检索算法如框604、606、以及608中那样继续，直至DAC-B 332电流值被确定以生成近似等于负载电压VL的参考电压VREF。
通常可以执行以上参照图4、图5、以及图6描述的用于负载特征化的技术来确定对于负载360ZL的DC负载阻抗值。也可以使用电路300来测量AC负载阻抗特性，并且DC和AC特性的结果被组合以提高负载识别中的精度。图7中示例了使用DC和AC特性的一个识别方法。图7是示例根据本公开的一个实施例的基于耳机的直流(DC)和/或交流(AC)负载特性来确定耳机型号的方法的范例流程图。方法700在框702以测量耳机的DC负载特性开始。框702可以包含执行图4、图5、和/或图6中描述的方法中的一个或更多方法。然后，在框704，确定匹配框702的测得的DC负载特性的一组可能的耳机型号。当一个以上可能的耳机型号匹配连接的耳机的测得的特性时，在更特别地识别耳机中，耳机的进一步的特征化可以是有用的。从而，在框706，测量耳机的AC负载特性。框706可以包含不同频率处的多个AC测量。在一个实施例中，框706可以继续执行AC测量，直至可以以充分的精度确定耳机的型号。然后，在框708，可以基于框706的测得的AC特性来缩减该组可能的耳机型号。这可以导致将该组缩减至对耳机的一个可能的匹配。移动音频设备然后可以基于在框708确定的耳机型号来采取行动。
图8是示例根据本公开的一个实施例的测量耳机的交流(AC)负载特性的方法的范例流程图。除控制DAC-A 312向负载360施加交流(AC)信号外，可以与框702的DC负载特性测量的执行类似地执行方法800的AC负载特性测量。方法800在框802以从DAC-A 312向负载施加具有测试电流水平的幅度的正弦波电流源来生成跨负载的电压开始。作为电流IL施加至负载360的此测试电流水平可以生成跨负载360的电压，该电压通过以下等式计算：
在框804，将DAC-B 332设定为预定值，诸如通过图4、图5、或图6的方法测得的DC负载检测值。可以改变由DAC-B 332生成的DC信号的幅度以生成不同的电流水平。接下来，在框806，在每一个正弦波周期中增大或减小DAC-B 332电流一次。在框808，将使得放大器350输出变化的DAC-B 332电流水平记录为AC阻抗值。记录的电流水平IREF,AC可以用于根据以下等式来计算负载360阻抗：
其中，RREF是电阻器320的电阻，且IL是DAC-A 312施加的电流。在框810，改变DAC-B332电流，直至达到最大的周期计数。在框812，DAC-A 312电流斜坡下降。可以针对DAC-A312和DAC-B 332生成的不同频率的正弦波重复图8的方法。从而，例如，可以记录麦克风的频率响应分布。
在框810改变DAC-B电流水平可以包含，例如，执行二进位检索算法、峰检测算法、或另外的控制技术。AC检测中的二进位检索技术可以消耗高达大约九个周期以达到最终值(期望的误差容限内)。然而，九个周期在低频处是显著的延迟量。为了缩减延迟时间，可以执行数字峰检测，其中，DAC-B电流沿正弦波的正的斜率斜坡上升，直至放大器350输出切换。从而，代替使参考电压VREF随二进位检索每个周期变化仅一次，参考电压VREF可以在正弦波期间增大多次获连续以达到峰。对于低频，此数字峰检测技术可以缩减延迟至四或五个周期。
图9中示出了示例以上使用二进位检索算法描述的一个AC测量技术的定时图。图9是示例根据本公开的一个实施例的对于一个频率的交流(AC)负载特性测量的范例定时图。图9中，图示902示例DAC-A 312的正弦波输出，其被施加至被测量的负载360。施加至负载360的电流产生图示904中示出的负载电压VL，其被输入至放大器350。图示906中示出了也被输入至放大器350用于与负载电压VL比较的参考电压VREF。控制DAC-B 332输出以获得图示906中示出的期望的参考电压VREF。图示906示出了图示904的每个周期变化一次的参考电压VREF；然而，VREF变化可以更不频繁地或更频繁地发生。图908中示出了放大器350的输出。放大器350输出的切换可以被记录并用于确定负载360的特性，诸如在由DAC-A 312生成的正弦波的频率处，负载360的阻抗。
可以在诸如图3中示例的电路的电路上执行图4、图5、图6、图7、以及图8的方法。在图3的电路中，可以存在比较器偏移。例如，不考虑偏移，比较器350可以在VL＝VREF时跳闸(trip)，使得能够根据以下等式计算负载360：
当考虑比较器偏移Vos时，比较器350可以在VL＝VREF-VOS时跳闸，使得能够根据以下等式计算负载360：
考虑DAC偏移(IOFF1和IOFF2对应于DAC-A和DAC-B偏移)，能够根据以下等式计算负载360：
如果VOS＝IOFF2RREF，则以上等式的分子等于零。通过使电流IOFF2通过RREF并将其与VOS进行比较，能够在电路中实现这个。图10中示出了用于执行该校准的电路拓扑。
图10是示例根据本公开的一个实施例的对耳机的负载特性进行的基于数字-模拟转换器(DAC)的测量的具有补偿比较器偏移的能力的范例电路。图10的电路1000类似于图3的电路300，但是包含将放大器350的一个输入端耦接至地的开关1002。可以控制开关1002以消除放大器350中的偏移的效果。即，可以激活开关1002来将放大器350的一个输入端耦接至地，以确定放大器350的电压偏移。然后，可以在诸如负载电压VL的测量的后面的测量中补偿该已知的偏移电压。用于校准电路以确定偏移的一种方法可以包含触发开关1002以将放大器350的非反相输入端接地并将来自DAC-B 332的电流驱动通过电阻338。因为使用相同的放大器350来测量DAC偏移，所以IOFF2＝VOS2/RREF，并且所以可以根据以下等式来计算负载360：
从而，消除了比较器偏移，并且仅有的剩余偏移为对应于DAC-A的IOFF1，然后，能够通过DAC-A偏移校准来缩减这个。
作为逻辑流程图图解总体阐述了图4、图5、图6、图7的示意性流程图图解。同样，描绘的顺序和标注的步骤是指示公开的方法的方面。可以设想与示例的方法的一个或更多步骤、或其部分在功能、逻辑、或效果上等同的其它步骤和方法。另外，采用的格式和符号被提供以解释方法的逻辑步骤，并且应被理解为不限制方法的范围。虽然在流程图图解中采用了各种箭头类型和线类型，但是应将它们理解为不限制对应方法的范围。实际上，可以使用一些箭头或其它连接器来仅指示方法的逻辑流。例如，箭头可以指示描绘的方法的列举的步骤之间的未指定的持续时间的等候或监测时段。另外，特定方法用以发生的顺序可以严格遵守示出的对应步骤的顺序或可以不严格遵守示出的对应步骤的顺序。
如果实施于固件和/或软件中，以上描述的功能可以被储存为计算机可读介质上的一个或更多指令或代码。范例包含被编码有数据结构的非暂时计算机可读介质和被编码有计算机程序的计算机可读介质。计算机可读介质包含物理计算机储存介质。储存介质可以是能够由计算机访问的任何可用介质。作为范例，并且不是限制，该计算机可读介质能够包括随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、电可擦可编程只读存储器(EEPROM)、高密碟只读存储器(CD-ROM)或其它光盘储存装置、磁盘储存装置或其它磁储存设备，或能够用于储存指令或数据结构的形式的期望的程序代码且能够由计算机访问的任何其它介质。盘(disk)和碟(disc)包含高密碟(CD)、激光碟、光碟、数字多功能碟(DVD)、软盘和蓝光碟。通常，盘磁性地再现数据，而碟光学地再现数据。以上的组合也应被包含在计算机可读介质的范围内。
除储存在计算机可读介质上外，也可以将指令和/或数据提供为包含在通信装置中的传输介质上的信号。例如，通信装置可以包含具有指示指令和数据的信号的收发器。指令和数据被配置为使得一个或更多处理器实施权利要求中略述的功能。
虽然已经详细描述了本公开和某些代表性优点，但是应当理解，于此能够不脱离如由所附权利要求限定的本公开的精神和范围进行各种变化、替代和更改。此外，不意图将本申请的范围限制于说明书中描述的过程、机构、制造、物质的成分、措施、方法和步骤的特定实施例。因为本领域技术人员根据本公开将容易理解，可以利用当前存在的或以后开发的执行与于此描述的对应实施例基本相同的功能或实现基本相同的结果的过程、机构、制造、物质的成分、措施、方法、或步骤。因而，意图所附权利要求在它们的范围内包含该过程、机构、制造、物质的成分、措施、方法、或步骤。

Claims (34)

1.一种装置，包括：
第一输出节点，所述第一输出节点被配置为耦接至负载并输出差分信号的第一部分；
第二输出节点，所述第二输出节点被配置为耦接至所述负载并输出差分信号的第二部分；
第一电流模式数字-模拟转换器(DAC)，所述第一电流模式数字-模拟转换器(DAC)经由第一开关耦接至所述第一输出节点；
第二电流模式数字-模拟转换器(DAC)，所述第二电流模式数字-模拟转换器(DAC)经由第二开关耦接至所述第二输出节点；
参考节点，所述参考节点耦接至所述第二电流模式数字-模拟转换器(DAC)并耦接至参考电阻，其中，可以通过驱动参考电流通过所述第二电流模式数字-模拟转换器(DAC)并通过所述参考电阻来将所述参考节点设定于参考电压；以及
比较器，所述比较器耦接至所述第一输出节点并耦接至所述参考节点。
2.如权利要求1所述的装置，还包括控制器，其中，所述控制器被配置为：
操作所述第一电流模式数字-模拟(DAC)并操作所述第二电流模式数字-模拟(DAC)，以分别在所述第一输出节点和所述参考节点生成直流(DC)信号；以及
监测所述比较器的输出以确定所述负载的DC阻抗。
3.如权利要求2所述的装置，其中，所述控制器被配置为操作所述第二电流模式数字-模拟(DAC)，以执行所述参考节点处的所述参考电压的步进斜坡变化。
4.如权利要求2所述的装置，其中，所述控制器被配置为操作所述第二电流模式数字-模拟(DAC)，以执行对于参考电流和对应的参考电压的二进位检索，在所述参考电压处，跨所述负载的电压近似等于所述参考电压。
5.如权利要求2所述的装置，其中，所述负载是用于再现音频的换能器，并且其中，所述控制器被配置为至少部分基于所述负载的所确定的DC阻抗来识别所述换能器。
6.如权利要求2所述的装置，其中，所述控制器还被配置为：
操作所述第一电流模式数字-模拟(DAC)并操作所述第二电流模式数字-模拟(DAC)，以分别在所述第一输出节点和所述参考节点生成交流(AC)信号；以及
监测所述比较器的输出以确定所述负载的AC频率响应。
7.如权利要求6所述的装置，其中，所述负载是用于再现音频的换能器，并且其中，所述控制器被配置为至少部分基于所述负载的所确定的DC阻抗和所述负载的所确定的AC频率响应来识别所述换能器。
8.如权利要求1所述的装置，还包括控制器，其中，所述控制器被配置为：
操作所述第一电流模式数字-模拟(DAC)，以在所述第一输出节点生成交流(AC)信号；
操作所述第二电流模式数字-模拟(DAC)，以在所述参考节点生成直流(DC)信号；以及
监测所述比较器的输出以确定所述负载的AC频率响应。
9.如权利要求8所述的装置，其中，所述负载是用于再现音频的换能器，并且其中，所述控制器被配置为至少部分基于所述负载的所确定的AC频率响应来识别所述换能器。
10.如权利要求8所述的装置，其中，所述控制器被配置为操作所述第二电流模式数字-模拟(DAC)，以在所生成的交流(AC)信号的正斜率期间重复地增大所述参考节点处的所述DC信号。
11.如权利要求1所述的装置，还包括耦接至所述比较器和所述第一输出节点的开关，其中，所述开关被配置为在所述开关被激活以执行所述比较器的校准时，将所述比较器的一个输入端接地。
12.如权利要求1所述的装置，其中，所述第一电流模式数字-模拟转换器(DAC)和所述第二电流模式数字-模拟转换器(DAC)被配置为在第一时间段期间执行负载特性测量，并被配置为在第二时间段期间将音频信号输出分别提供给所述第一输出节点和所述第二输出节点。
13.一种装置，包括：
控制器，所述控制器被配置为耦接至放大器电路并确定耦接至所述放大器的负载的至少一个特性，其中，所述控制器被配置为执行以下步骤：
将来自第一电流模式数字-模拟转换器(DAC)的第一电流经由开关施加至负载；
接收施加所述第一电流导致的跨所述负载的第一电压的指示；
将来自第二电流模式数字-模拟转换器(DAC)的第二电流施加至参考负载；
接收施加所述第二电流导致的跨所述参考负载的第二电压的指示；以及
将跨所述负载的第一电压与跨所述参考负载的第二电压进行比较。
14.如权利要求13所述的装置，其中，所述控制器被配置为施加直流(DC)信号作为来自所述第一电流模式数字-模拟转换器(DAC)的所述第一电流，并被配置为确定所述负载的DC阻抗。
15.如权利要求14所述的装置，其中，所述控制器还被配置为执行包括调整从所述第二电流模式数字-模拟转换器(DAC)至所述参考负载的所述第二电流的步骤，其中，所述调整包括所述第二电流模式数字-模拟转换器(DAC)的步进斜坡变化。
16.如权利要求13所述的装置，其中，所述控制器还被配置为执行包括调整从所述第二电流模式数字-模拟转换器(DAC)至所述参考负载的所述第二电流的步骤，其中，所述调整包括对于所述第一电压和所述第二电压近似相等处的电流水平的二进位检索的部分。
17.如权利要求13所述的装置，其中，所述控制器被配置为确定耦接至音频放大器的换能器的DC阻抗并至少部分基于所述换能器的所确定的DC阻抗来识别所述换能器。
18.如权利要求13所述的装置，其中，所述控制器还被配置为施加交流(AC)信号作为来自所述第一电流模式数字-模拟转换器(DAC)的所述第一电流，并被配置为确定所述负载的AC频率响应。
19.如权利要求18所述的装置，其中，所述负载是用于再现音频的换能器，并且其中，所述控制器被配置为至少部分基于所述负载的所确定的DC阻抗和所述负载的所确定的AC频率响应来识别所述换能器。
20.如权利要求13所述的装置，其中，所述控制器被配置为施加交流(AC)信号作为来自所述第一电流模式数字-模拟转换器(DAC)的所述第一电流，并被配置为确定所述负载的AC频率响应。
21.如权利要求20所述的装置，其中，所述负载是用于再现音频的换能器，并且其中，所述控制器被配置为至少部分基于所述负载的所确定的AC频率响应来识别所述换能器。
22.如权利要求21所述的装置，其中，所述控制器被配置为操作所述第二电流模式数字-模拟(DAC)，以在所生成的交流(AC)信号的正斜率期间重复地增大所述参考节点处的所述DC信号。
23.如权利要求13所述的装置，其中，所述控制器被配置为将配置的比较器的一个输入端接地，以校准所述比较器，所述比较器执行将跨所述负载的第一电压与跨所述参考负载的第二电压进行比较的步骤。
24.一种方法，包括：
将来自第一电流模式数字-模拟转换器(DAC)的第一电流经由开关施加至负载；
接收施加所述第一电流导致的跨所述负载的第一电压的指示；
将来自第二电流模式数字-模拟转换器(DAC)的第二电流施加至参考负载；
接收施加所述第二电流导致的跨所述参考负载的第二电压的指示；以及
将跨所述负载的第一电压与跨所述参考负载的第二电压进行比较。
25.如权利要求24所述的方法，其中，施加所述第一电流的步骤包括施加直流(DC)信号，并且其中，所述方法还包括基于将所述第一电压与所述第二电压进行比较的步骤来确定所述负载的DC阻抗的步骤。
26.如权利要求25所述的方法，还包括调整从所述第二电流模式数字-模拟转换器(DAC)至所述参考负载的所述第二电流，其中，所述调整包括所述第二电流模式数字-模拟转换器(DAC)的步进斜坡变化。
27.如权利要求24所述的方法，还包括调整从所述第二电流模式数字-模拟转换器(DAC)至所述参考负载的所述第二电流，其中，所述调整包括对于所述第一电压和所述第二电压近似相等处的电流水平的二进位检索的部分。
28.如权利要求25所述的方法，还包括：
确定耦接至音频放大器的换能器的DC阻抗；以及
至少部分基于所述换能器的所确定的DC阻抗来识别所述换能器。
29.如权利要求25所述的方法，还包括：
施加来自所述第一电流模式数字-模拟转换器(DAC)的包括交流(AC)的第三电流；以及
确定所述负载的AC频率响应。
30.如权利要求29所述的方法，其中，所述负载是用于再现音频的换能器，并且其中，所述方法还包括至少部分基于所述负载的所确定的DC阻抗和所述负载的所确定的AC频率响应来识别所述换能器。
31.如权利要求24所述的方法，其中，施加所述第一电流的步骤包括施加交流(AC)信号，并且其中，所述方法还包括基于将所述第一电压与所述第二电压进行比较的步骤来确定所述负载的AC频率响应的步骤。
32.如权利要求31所述的方法，其中，所述负载是用于再现音频的换能器，并且其中，所述方法还包括至少部分基于所述负载的所确定的AC频率响应来识别所述换能器。
33.如权利要求31所述的方法，还包括操作所述第二电流模式数字-模拟(DAC)，以在所生成的交流(AC)信号的正斜率期间重复地增大所述参考节点处的所述DC信号。
34.如权利要求24所述的方法，还包括将比较器的一个输入端接地，所述比较器被配置为执行将跨所述负载的第一电压与跨所述参考负载的第二电压进行比较的步骤，其中，通过执行将所述比较器的所述一个输入端接地的步骤来确定比较器偏移。
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