CN109328430A - 用于在音频放大器中的进行预测切换的系统和方法 - Google Patents

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Abstract

一种用于向音频换能器提供输出信号的音频放大器电路包括功率放大器和控制电路。功率放大器包括用于接收音频输入信号的音频输入端，用于基于音频输入信号产生输出信号的音频输出端，以及用于接收电源电压的电源输入端，电源电压可在至少第一电源电压和大于所述第一电源电压的第二电源电压之间变化。控制电路可被配置为基于输出信号的指示信号的一个或多个特性，预测用于改变电源电压的条件的发生；以及响应于预测条件的发生，在输出信号的指示信号的近似零交叉下，改变电源电压。

Description

用于在音频放大器中的进行预测切换的系统和方法
发明领域
本发明涉及用于音频设备的电路，包括但不限于个人音频设备，诸如无线电话和媒体播放器，更具体地，涉及对用于音频设备中的音频放大器的电源电压进行预测切换的系统和方法。
发明背景
个人音频设备被广泛使用，包括无线电话，诸如移动/蜂窝电话、无绳电话、mp3播放器和其他消费者音频设备。这种个人音频设备可以包括用于驱动一对耳机或一个或多个扬声器的电路。这种电路通常包括用于将音频输出信号驱动到耳机或扬声器的功率放大器。一般而言，功率放大器通过从电源获取能量来放大音频信号并且将音频输出信号的形状控制的和输入信号相匹配但是音频输出信号具有更大幅度。尽管许多放大器结构(例如，A类、B类和AB类放大器)仅为功率放大器提供单个电源，但是一些结构提供至少两个电源电压用于为功率放大器供电，以实现单个或恒定电源电压结构的更大功率效率。
多电源电压放大器的一个实例是G类放大器。G类放大器可以在不同电压下提供两个或更多个电源轨，并在信号输出接近每个电平时在它们之间切换。因此，G类放大器可以通过减少放大器的输出驱动晶体管处的浪费功率来提高效率。在某些情况下，G类放大器可以与D类放大器组合以产生DG类放大器。DG类放大器可以使用脉冲宽度调制来产生具有可变占空比的轨到轨数字输出信号，作为到输出驱动器的预驱动器信号，如D类放大器的典型情况。然而，与D类放大器相反，DG类放大器可以使用多电平输出级，其感测音频输出信号的幅度并基于输出幅度在电源之间切换。
多电源电压放大器的另一个实例是H类放大器。H类放大器可以类似于G类放大器，除了不是在多个电压轨中进行选择，H类放大器可以具有无限可变的电压电源轨。为了提供这种无限可变的电压电源轨，可以调制输出电源轨，使得轨在任何给定时间仅稍微大于音频输出信号的幅度。例如，切换模式电源可用于产生输出信号跟踪电压轨。
然而，在G类、DG类和H类放大器中，当修改输出电压时，音频设备的听众可能听到可听音频伪像(例如，“砰声”和“咔嗒声”)，除非采取措施来减少或消除此类音频伪像。
发明内容
根据本发明公开的教示，与减少具有可变电源电压的输出级的音频系统中的音频伪像的现有方法相关联的一个或多个缺点和问题能被减少或消除。
根据本发明的实施例，用于向音频换能器提供输出信号的音频放大器电路可以包括功率放大器和控制电路。功率放大器可以包括用于接收音频输入信号的音频输入，用于基于音频输入信号产生输出信号的音频输出，以及用于接收电源电压的电源输入，其中电源电压可在至少第一电源电压和大于第一电源电压的第二电源电压之间变化。控制电路可以被配置为基于输出信号的指示信号的一个或多个特性来预测用于改变电源电压的条件的发生，并且响应于预测条件的发生，在输出信号的指示信号的近似零交叉下，改变电源电压。
根据本发明的这些和其他实施例，可以提供一种用于音频放大器电路的方法，该音频放大器电路包括功率放大器，该功率放大器具有用于接收音频输入信号的音频输入，用于基于该音频输入信号产生输出信号的音频输出，和用于接收电源电压的电源输入，其中电源电压可在至少第一电源电压和大于第一电源电压的第二电源电压之间变化。该方法可以包括基于输出信号的指示信号的一个或多个特性来预测用于改变电源电压的条件的发生。该方法还可以包括响应于条件的发生，在输出信号的指示信号的近似零交叉下，改变电源电压。
通过本文包括的附图，描述和权利要求，本发明的技术优点对于本领域技术人员而言是显而易见的。实施例的目的和优点至少通过权利要求中特别指出的元件、特征和组合来实现和获得。
应理解，前面的一般性描述和以下的详细描述都是示例和解释性的，并不是对本发明中阐述的权利要求的限制。
附图说明
结合附图，通过参考以下的描述，可以获得对本实施例及其优点的更完整的理解，其中相同的附图标记表示相同的特征，并且其中：
图1是根据本发明的实施例的示例个人音频设备的图示；
图2是根据本发明的实施例的个人音频设备的示例音频集成电路的所选部件的框图；
图3A是根据本发明的实施例的在图2中描绘的音频集成电路内使用的控制电路的所选部件，以及可以耦合到控制电路的音频集成电路的所选部件的框图；
图3B是根据本发明的实施例的在图2中描绘的音频集成电路内使用的控制电路的所选部件，以及可耦合到控制电路的音频集成电路的所选部件的另一框图；以及
图4至7示出了示例性波形，其说明了由图3A和3B中描绘的控制电路执行的预测方法。
具体实施方式
图1是根据本发明的实施例的示例个人音频设备1的图示。图1描绘了耦合到具有一对耳塞式扬声器8A和8B的耳机3的个人音频设备1。图1中描绘的耳机3仅是示例，并且应当理解，个人音频设备1可以与各种音频换能器结合使用，包括但不限于耳机、耳塞、入耳式耳机和外部扬声器。插头4可以提供耳机3到个人音频设备1的电端子的连接。个人音频设备1可以向用户提供显示器并使用触摸屏2接收用户输入，或者替代地，标准液晶显示器(LCD)可以与设置在个人音频设备1的面部和/或侧面上的各种按钮、滑块和/或拨盘组合。还如图1所示，个人音频设备1可以包括用于产生模拟音频信号以传输到耳机3和/或另一音频换能器的音频集成电路(IC)9。
图2是根据本发明的实施例的个人音频设备的示例音频IC 9的所选部件的框图。在一些实施例中，示例音频IC 9可用于实现图1的音频IC 9。如图2所示，微控制器核心18可将数字音频输入信号DIG_IN提供给数模转换器(DAC)14，该数模转换器(DAC)14可以将数字音频输入信号转换为模拟信号VIN。DAC 14可以将模拟信号VIN提供给放大器级16，该放大器级16可以放大或衰减音频输入信号VIN以提供音频输出信号VOUT，其可以操作扬声器、耳机换能器、线路电平信号输出和/或其他合适的输出。电容器CO可用于将输出信号耦合到换能器或线路电平输出，特别是如果放大器级16由具有基本上不同于地的静态电压的单极电源操作。而且，如图2所示，音频IC 9可以包括控制电路20，该控制电路20被配置为基于数字音频输入信号DIG_IN，使用一个或多个控制信号(在图2中标记为“SUPPLY CONTROL”)控制放大器级16的电源电压，如下面参照图3A-7更详细地描述。
图3A是根据本发明的实施例的用于音频IC 9内的示例控制电路20的所选部件以及可耦合到控制电路20的音频IC 9的所选部件的框图。如图3A所示，图2的放大器级16可以用具有DG类放大器18的放大器级16A实现，该DG类放大器18具有用于接收模拟信号VIN的输入端，DG类放大器18还具有用于产生输出信号VOUT的输出端，输出信号VOUT基于模拟信号VIN产生并作为模拟信号VIN的指示信号；DG类放大器18还具有电源输入端，电源输入端从至少两个电源电压(例如，VSUP1、VSUP2)中选择一个作为电源，通过一个或多个控制信号SUPPLYCONTROL来选择性激活(例如，启用、闭合、接通)和停用(例如，禁用、断开、关闭)开关21和22来实现电源的选择，其中电源输入端通过开关21和22中的一个耦合到相应的电源电压(例如，VSUP1、VSUP2)。出于清楚和说明的目的，图3A将放大器级16A描绘为仅具有两个可选择的电源电压。然而，在一些实施例中，放大器级16A可具有三个或更多个可选择的电源电压。
同样如图3A所示，控制电路20可以包括电平检测电路42，比较器块46，信号跟踪块47，零交叉检测电路48和状态机50。电平检测电路42可以包括用于接收数字音频输入信号DIG_IN(或其衍生物)，确定这种信号的幅度，并输出这种幅度的指示信号的任何合适系统、设备或装置。比较器块46可以将电平检测电路42的输出信号与N个预定阈值幅度进行比较，其中N是正整数，并且基于这种比较，输出信号COMP_OUT(其可以包括N位)，信号COMP_OUT指示出音频输出信号VOUT的期望幅度是否大于或小于各预定阈值幅度。在一些实施例中，这样的预定阈值幅度可以和数字音频输入信号DIG_IN和/或音频输出信号VOUT的满量程电压相对应。在一些实施例中，比较器块46可以实现滞后，只有当电平检测块42的输出信号在高于或低于预定阈值幅度的条件下保持一段最小持续时间时(例如，0.1秒以将任何切换伪像置于人类可感知的音频范围之外)，则进行信号COMP_OUT或其位的转换。
零交叉检测电路48可以包括用于检测数字音频输入信号(或其衍生物)的零交叉的发生并输出指示这种信号的零交叉已经发生的信号ZERO_DETECT的任何合适的系统、设备或装置。当这种信号的波形穿过零幅度或穿过零阈值内的另一电平并指示零交叉(例如，低于-70dB的低信号电平或在少量最低有效位为零内)时，可能发生信号的零交叉。
信号跟踪块47可以包括用于跟踪音频信号的特定参数的任何合适的系统、设备或装置，音频信号的特定参数包括但不限于这种音频信号的多个峰值和/或这种音频信号的信号包络，并且基于对音频信号的特定参数的跟踪，产生指示这种跟踪参数的输出信号TRACKING。
状态机50可以接收信号COMP_OUT、TRACKING和/或ZERO_DETECT，并且基于这些信号中的一个或多个，生成一个或多个信号SUPPLY CONTROL，信号SUPPLY CONTROL用于控制放大器级16A的电源电压，如本发明中其他地方更详细地描述。
例如，当数字音频输入信号DIG_IN的幅度从高于预定阈值幅度转变到低于预定阈值幅度(例如，-24dB)时，信号COMP_OUT可以指示这种转变，并且作为响应，状态机50可以等待直到出现零交叉(如信号ZERO_DETECT所示)，之后(假设VSUP2>VSUP1)状态机50可以使开关22停用并使开关21激活，从而将DG类放大器18接收的电源电压从电源电压VSUP2切换为电源电压VSUP1。在较低信号幅度时降低电源电压可以增加音频IC 9的功率效率。此外，通过在数字音频输入信号DIG_IN(或其衍生物)的零交叉下切换电源电压，能将对电源电压切换和与该切换相关联的任何听觉伪像相关的噪声掩盖，因此使这些噪声对于包括音频IC 9的音频设备的收听者来说是不明显的或不太明显的。
作为另一实例，当数字音频输入信号DIG_IN的幅度的总和从低于预定阈值幅度转变到高于预定阈值幅度(例如，-24dB)时，信号COMP_OUT可以指示这种转变，并且作为响应，状态机50可以使开关21停用并使开关22激活，从而将DG类放大器18接收的电源电压从电源电压VSUP1切换为电源电压VSUP2。然而，当从较低电源电压切换为较高电源电压时，可能不希望等待输出信号的零交叉，因为从低于预定阈值幅度转变到高于预定阈值幅度可能几乎立即导致音频信号的削波。因此，期望能实现对数字音频输入信号DIG_IN的幅度是否可能交叉对应的预定阈值进行预测，并且响应于这种预测，在数字音频输入信号DIG_IN实际交叉预定阈值之前，在数字音频输入信号DIG_IN的零交叉事件发生时来进行电源电压的切换。通过应用这样的预测技术，其实例在下面说明并由图4-7示出，控制电路20可以促进与放大器级16A相关联的电源电压之间的改变，以提高功率效率，同时减少音频伪像。
图3B是根据本发明的实施例的用于音频IC 9内的示例控制电路20的所选部件以及可耦合到控制电路20的音频IC 9的所选部件的框图。如图3B所示，图2的放大器级16可以用具有H类放大器26的放大器级16B实现，该H类放大器26具有用于接收模拟信号VIN的输入端，H类放大器26还具有用于产生输出信号VOUT的输出端，输出信号VOUT基于模拟信号VIN产生并作为模拟信号VIN的指示信号，H类放大器26还具有电源输入端，电源输入端用于接收由可变电源28输出的电源电压，其中可变电源28基于一个或多个控制信号SUPPLY CONTROL输出可变电源电压。由可变电源28输出的电源电压可以选自多个离散电压，或者可以包括在最小和最大电压之间的无限数量的电压。除了用于调制可变电源28的输出电压的信号SUPPLYCONTROL之外(与图3A的放大器级16A中的控制开关21和22相反)，图3B的控制电路20在所有材料方面可以类似于图3A的控制电路20。
类似于图3A，当数字音频输入信号DIG_IN的幅度从高于预定阈值幅度转变到低于预定阈值幅度(例如，-24dB)时，信号COMP_OUT可以指示这种转变，并且作为响应，状态机50可以等待直到发生零交叉(由信号ZERO_DETECT指示)，之后状态机50可以使可变电源28降低提供给H类放大器26的电源电压。在较低信号幅度时降低电源电压可以提高音频IC 9的功率效率。此外，通过在数字音频输入信号DIG_IN(或其衍生物)的零交叉下切换电源电压，能将对电源电压切换和与该切换相关联的任何听觉伪像相关的噪声掩盖，因此使这些噪声对于包括音频IC 9的音频设备的收听者来说是不明显的或不太明显的。
类似地，当数字音频输入信号DIG_IN的幅度的总和从低于预定阈值幅度转变到高于预定阈值幅度(例如，-24dB)时，信号COMP_OUT可以指示这种转变，并且作为响应，状态机50可以使可变电源38增加提供给H类放大器26的电源电压。然而，当从较低的电源电压变为较高的电源电压时，可能不希望等待输出信号的零交叉，因为从低于预定阈值幅度转变到高于预定阈值幅度可能几乎立即导致音频信号的削波。因此，期望能实现对数字音频输入信号DIG_IN的幅度是否可能交叉对应的预定阈值进行预测，并且响应于这种预测，在数字音频输入信号DIG_IN实际交叉预定阈值之前，在数字音频输入信号DIG_IN的零交叉事件发生时来进行电源电压的切换。通过应用这样的预测技术，其示例在下面说明并由图4-7示出，控制电路20可以促进与放大器级16B相关联的电源电压之间的改变，以提高功率效率，同时减少音频伪像。
图4至7示出了说明可以通过控制电路20执行的预测方法的示例波形。在图4至7的每一个中，y轴表示相对于数字音频输入信号DIG_IN的满量程电压以分贝给出的数字音频输入信号DIG_IN的电压。
如图4中所示的数字音频输入信号DIG_IN与时间的示例波形图所示，控制电路20可通过确定数字音频输入信号DIG_IN(或其衍生物)是否交叉第二阈值来预测数字音频输入信号DIG_IN的幅度是否可能交叉预定的主阈值。举例说明如下，为了预测数字音频输入信号DIG_IN是否将增加到高于需要对放大器级16相关联的电源电压进行切换的主阈值(例如，相对于数字音频输入信号DIG_IN的满量程电压为-24dB)，控制电路20可以监视(例如，用比较器块46)数字音频输入信号DIG_IN是否增加到低于主阈值的第二阈值(例如，相对于数字音频输入信号DIG_IN的满量程电压为-25dB)，其发生在图4中所示的时间t1处。响应于数字音频输入信号DIG_IN增加到高于该第二阈值，控制电路20可以等待数字音频输入信号DIG_IN的下一个零交叉事件(例如，如零交叉检测电路48所检测到的)，其发生在图4中所示的时间t2处。在这种零交叉事件中，控制电路20可以使与放大器级16相关的电源电压增加。当数字音频输入信号DIG_IN随后增加到高于主阈值(例如，高于-24dB)时(其发生在图4中所示的时间t3处)，将不会发生与放大器级16相关联的电源电压的切换，因为电源电压的切换在之前的零交叉事件已经完成。
在一些实施例中，状态机50还可以实现与第二阈值相关的定时元件(例如，定时器或计数器)，以确定数字音频输入信号DIG_IN是否将增加到高于主阈值。举例说明如下，为了预测数字音频输入信号DIG_IN是否将增加到高于需要对放大器级16相关联的电源电压进行切换的主阈值(例如，相对于数字音频输入信号DIG_IN的满量程电压为-21dB)，控制电路20可以监视(例如，用比较器块46)数字音频输入信号DIG_IN是否增加到低于主阈值的第二阈值(例如，相对于数字音频输入信号DIG_IN的满量程电压为-22dB)，其发生在图4中所示的时间t4处。响应于数字音频输入信号DIG_IN增加到高于该第二阈值，控制电路20可以等待数字音频输入信号DIG_IN的下一个零交叉事件(例如，如零交叉检测电路48所检测到的)，其发生在图4中所示的时间t5处。在这种零交叉事件中，控制电路20可以使与放大器级16相关的电源电压增加。另外，响应于在时间t4处数字音频输入信号DIG_IN增加到高于该第二阈值，状态机50可以启动定时元件以对从t4开始的持续时间进行计时，t4为数字音频输入信号DIG_IN增加到高于该第二阈值的时间。如果在持续时间期满之前，数字音频输入信号DIG_IN增加到高于主阈值，则控制电路20可以将与放大器级16相关联的电源电压维持在时间t5的零交叉事件处将其切换的水平。否则，如果持续时间期满之前，如图4中的时间t6所示，在数字音频输入信号DIG_IN增加到高于主阈值之前，控制电路20可以预测可能不会增加到高于主阈值，并且可以将与放大器级16相关联的电源电压切换到在时刻t5的零交叉事件之前已经具有的水平。
在这些和其他实施例中，控制电路20可以采用信号跟踪技术来预测数字音频输入信号DIG_IN是否可以增加到高于第二阈值。例如，控制电路20(例如，经由信号跟踪块47)可以跟踪数字音频输入信号DIG_IN的幅度峰值的峰值趋势，如图4所示。通过跟踪幅度峰值，控制电路20可以推算趋势以确定数字音频输入信号DIG_IN的幅度是否趋向于增加到高于主阈值(例如，相对于数字音频输入信号DIG_IN的满量程电压为-24dB)。附加地或替代地跟踪峰值趋势，控制电路20(例如，经由信号跟踪块47)可以类似地跟踪数字音频输入信号DIG_IN的信号包络，以确定数字音频输入信号DIG_IN是否趋向于增加到高于主阈值。
尽管图4及其前面的描述已经描述了使用预测方法来确定数字音频输出信号DIG_IN是否可能从低于主阈值增加到高于主阈值，但是类似的方法(例如，第二阈值、定时元件、峰值跟踪、信号包络跟踪等)也可以用于确定数字音频输入信号DIG_IN是否可能从高于主阈值降低到低于主阈值，并且响应于这种预测在与放大器级相关联的电源电压之间切换。
除了上面讨论的实施例之外或作为另外一种选择，控制电路20可以采用第二阈值和定时元件来预测数字音频输入信号DIG_IN的幅度是否要降低到低于预定的主阈值并且保持低于该主阈值，如图5所示。在由图5表示的实施例中，只要数字音频输入信号DIG_IN的幅度从高于主阈值降低到低于主阈值(例如，相对于数字音频输入信号DIG_IN的满量程电压为-24dB)，如图5中的时间t1和t4所示，状态机50可以启动定时元件并用于对一段预定持续时间开始进行计时。如果在持续时间期满之前，数字音频输入信号DIG_IN增加到小于主阈值的第二阈值(例如，相对于数字音频输入信号DIG_IN的满量程电压为-25dB)，如图5中的时间t2、t3和t6所示，定时元件可以重置预定的持续时间。如图5中的时间t7处所示，t7处会发生持续时间期满，这会指示在超过该持续时间时数字音频输入信号DIG_IN没有增加到高于第二阈值，并且数字音频输入信号DIG_IN低于主阈值，因此控制电路20可以预测数字音频输入信号DIG_IN低于主阈值并且将保持低于主阈值，并因此导致与放大器级16相关联的电源电压降低。通过使用该预测方法，控制电路20能避免在数字音频输入信号DIG_IN的幅度下降到低于主要阈值但是然后在短时间内再次升到高于主阈值的情形下进行切换。例如，在图5所示的图中，该预测方法防止在时刻t4和t5发生电源电压切换事件。
除了上面讨论的实施例之外或作为另外一种选择，当数字音频输入信号DIG_IN的幅度停留在主阈值附近时，控制电路20可以采用一个或多个定时元件来禁用与放大器级16相关联的电源电压之间的变化，如图6所示。在图6所示的实施例中，当数字音频输入信号DIG_IN的幅度交叉主阈值(例如，相对于数字音频输入信号DIG_IN的满量程电压为-24dB)时，如图6中的时间t1、t2、t3、t4、t5、t6和t7所示，状态机50可以启动定时元件对一段预定的持续时间开始进行计时。如果在预定的持续时间期满之前，数字音频输入信号DIG_IN再次交叉主阈值(例如，时间t2与时间t3、t4和/或t5中的每一个之间的差可能小于预定的持续时间)，控制电路20可以禁用改变与放大器级16相关联的电源电压(例如，在时间t3、t4和t5不会发生切换)。在预定的持续时间期满时，如图6中的时间t6所示(例如，时间t5和时间t6之间的差可能大于预定的持续时间)，从而指示超过该预定的持续时间，数字音频输入信号DIG_IN没有交叉主阈值，控制电路20可以因此预测数字音频输入信号DIG_IN在一段时间内没有交叉主阈值，并且当数字音频输入信号DIG_IN再次交叉主阈值时，如图6中的时间t7所示，可以重新启用改变与放大器级16相关联的电源电压。通过使用该预测方法，如果数字音频输入信号DIG_IN的幅度停留在主阈值附近，则控制电路20可以避免多个切换事件。
除了上面讨论的实施例之外或作为另外一种选择，控制电路20可以被配置为预测数字音频输入信号DIG_IN何时具有相对于主阈值的持续幅度模式，如图7所示。为了预测持续模式，状态机50可记录数字音频输入信号DIG_IN保持低于主阈值(例如，相对于数字音频输入信号DIG_IN的满量程电压为-24dB)的时间段t1并记录数字音频输入信号DIG_IN保持高于主阈值的时间段t2。对于数字音频输入信号DIG_IN低于主阈值的一个或多个后续时段(例如，时段t3、t5)，状态机50可以确定这些时段的持续时间并将它们与记录的时段t1的持续时间进行比较。如果一个或多个后续时段在记录的时段t1的特定持续时间Δ内(例如，t1-Δ≤t3≤t1+Δ)，则控制电路20可以确定数字音频输入信号DIG_IN具有持续模式。类似地，对于数字音频输入信号DIG_IN高于主阈值的一个或多个后续时段(例如，时段t4、t6)，状态机50可以确定这些时段的持续时间并将它们与记录的时段t2的持续时间进行比较。如果一个或多个后续时段在记录的时段t1的特定持续时间Δ内(例如，t2-Δ≤t4≤t2+Δ)，则控制电路20可以确定数字音频输入信号DIG_IN具有持续模式。在一些实施例中，响应于确定存在持续模式，控制电路20可以禁用改变与放大器级16相关联的电源电压。在其他实施例中，当存在持续模式时，控制电路20可以使用关于持续模式的信息(例如，时段t1和/或t2)以预测数字音频输入信号DIG_IN未来交叉主阈值的发生，并且在未来交叉主阈值之前并在发生零交叉事件时改变与放大器级16相关联的电源电压。
除了上面讨论的实施例之外或作为另外一种选择，控制电路20可以被配置为通过接收数字音频输入信号DIG_IN并在信号传播到放大器级16之前处理这样的信号来预测数字音频输入信号DIG_IN何时交叉主阈值，使得在信号传播到放大器级16之前，控制电路20可以确定并应用与放大器级16相关联的所需电源电压。
使用本文公开的方法和系统，可以通过预测电源电压阈值交叉并且响应于这种预测来屏蔽放大器的电源电压的变化和与其相关联的音频伪像，并且在阈值交叉之前的音频信号的零交叉处抢先进行切换。在快速上升的信号交叉阈值的情形下进行电源电压之间切换时，这种预测和零交叉时的抢先切换可能对于避免音频伪像不是必要的，因为信号的快速上升的瞬态特性可能掩盖音频伪像。然而，在较慢上升信号交叉电源电压阈值交叉的情况下，瞬态效应可能不掩盖音频伪像，并且因此本文公开的用于预测电源电压阈值交叉并对该预测做出响应的方法和系统可用来掩盖这种伪像。
尽管前面的描述可以设想用于响应于增加幅度的信号切换电源电压的阈值幅度可以是用于响应于减小幅度的信号切换电源电压的相同阈值幅度，但是应当理解，在一些实施例中，响应于增加幅度的信号切换电源电压的阈值幅度可以是用于响应于减小幅度的信号切换电源电压的不同阈值幅度。
本发明涵盖本领域普通技术人员将理解的对本文的示例性实施例的所有改变、替换、变化、改变和修改。类似地，在适当的情况下，所附权利要求涵盖本领域普通技术人员将理解的对本文的示例性实施例的所有改变、替换、变化、改变和修改。此外，在所附权利要求中对适于、布置成、能够、配置成、实现、可操作或可操作以执行特定功能的装置或系统或装置或系统的部件的提及涵盖这样的装置，系统或部件，无论其或该特定功能是否被激活、打开或解锁，只要该装置、系统或部件这样适应、布置、能够、配置、实现、可操作或操作。
本文所述的所有实例和条件性语言旨在用于教学目的以帮助读者理解本发明和由发明人用于推进本领域所提供的概念，并且被解释为不限于这些具体叙述的实例和条件。尽管已经详细描述了本发明的实施例，但是应该理解，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可以对其进行各种改变、替换和变更。

Claims (32)

1.一种用于向音频换能器提供输出信号的音频放大器电路，所述音频放大器电路包括：
功率放大器，其具有用于接收音频输入信号的音频输入端，用于提供所述输出信号的音频输出端，以及用于接收电源电压的电源输入端，其中所述功率放大器基于所述音频输入信号产生所述输出信号，其中所述电源电压可在至少第一电源电压和大于所述第一电源电压的第二电源电压之间变化；
控制电路，其被配置为：
基于所述输出信号的指示信号的一个或多个特性，预测用于改变所述电源电压的条件的发生；以及
响应于预测所述条件的发生，在所述输出信号的所述指示信号的趋于零交叉下，改变所述电源电压。
2.根据权利要求1所述的音频放大器电路，其中用于改变所述电源电压的所述条件包括所述输出信号的所述指示信号的所述幅度交叉预定阈值幅度。
3.根据权利要求2所述的音频放大器电路，其中所述控制电路被配置为响应于所述输出信号的所述指示信号的所述幅度增加到高于比所述预定阈值幅度更小的第二预定阈值幅度来预测所述输出信号的所述指示信号交叉所述预定阈值幅度的条件。
4.根据权利要求2所述的音频放大器电路，其中所述控制电路被配置为响应于所述输出信号的所述指示信号的所述幅度下降到低于比所述预定阈值幅度更大的第二预定阈值幅度来预测所述输出信号的所述指示信号交叉所述预定阈值幅度的条件。
5.根据权利要求2所述的音频放大器电路，其中所述控制电路被配置为通过以下方式预测所述输出信号的所述指示信号交叉所述预定阈值幅度的条件：
跟踪所述输出信号的所述指示信号的信号峰值；
从所述信号峰值中推算出所述输出信号的所述指示信号的幅度的未来值；以及
基于所述未来值预测所述输出信号的所述指示信号的幅度将交叉所述预定阈值幅度。
6.根据权利要求2所述的音频放大器电路，其中所述控制电路被配置为通过以下方式预测所述输出信号的所述指示信号交叉所述预定阈值幅度的条件：
跟踪所述输出信号的所述指示信号的信号包络；
从所述包络中推算出所述输出信号的所述指示信号的幅度的未来值；以及
基于所述未来值预测所述输出信号的所述指示信号的幅度将交叉所述预定阈值幅度。
7.根据权利要求2所述的音频放大器电路，其中用于改变所述电源电压的条件包括所述输出信号的所述指示信号的幅度相对于所述预定阈值幅度缺少持续幅度模式。
8.根据权利要求7所述的音频放大器电路，其中所述控制电路还被配置为检测所述持续模式。
9.根据权利要求1所述的音频放大器电路，其中所述控制电路还被配置为：
基于所述输出信号的指示信号的幅度，预测用于改变所述电源电压的第二条件的发生；以及
响应于预测所述第二条件的发生，在所述输出信号的所述指示信号的趋于零交叉下，改变所述电源电压以等于第三电源电压。
10.根据权利要求9所述的音频放大器电路，其中：
用于改变所述电源电压的所述条件包括所述输出信号的所述指示信号的幅度从低于预定阈值幅度增加到高于所述预定阈值幅度；以及
用于改变所述电源电压的所述第二条件包括所述输出信号的所述指示信号的幅度从低于第二预定阈值幅度增加到高于所述第二预定阈值幅度，其中所述第二预定阈值幅度大于所述预定阈值幅度。
11.根据权利要求10所述的音频放大器电路，其中所述控制电路还被配置为：
基于所述输出信号的指示信号的幅度，预测用于改变所述电源电压的第三条件的发生，其中用于改变所述电源电压的所述第三条件包括所述输出信号的所述指示信号的幅度从高于所述预定阈值幅度降低到低于所述预定阈值幅度；以及
响应于预测所述第三条件的发生，在所述输出信号的所述指示信号的趋于零交叉下，将所述电源电压变为所述第一电源电压。
12.根据权利要求11所述的音频放大器电路，其中所述控制电路还被配置为：
基于所述输出信号的指示信号的幅度，预测用于改变所述电源电压的第四条件的发生，其中用于改变所述电源电压的所述第四条件包括所述输出信号的所述指示信号的幅度从高于所述第二预定阈值幅度降低到低于所述第二预定阈值幅度；以及
响应于预测所述第四条件的发生，在所述输出信号的所述指示信号的趋于零交叉发生下，将所述电源电压变为所述第二电源电压。
13.根据权利要求1所述的音频放大器电路，其中用于改变所述电源电压的所述条件包括所述输出信号的所述指示信号的幅度在一段时间内避免交叉预定阈值幅度。
14.根据权利要求13所述的音频放大器电路，其中所述控制电路还被配置为：
响应于所述输出信号的所述指示信号的幅度从高于所述预定阈值幅度降低到低于所述预定阈值幅度，初始化定时器实现一段预定持续时间的开始计时；
在所述计时器期满前，响应于所述输出信号的所述指示信号的幅度从低于比所述预定阈值幅度更小的第二预定阈值幅度增加到高于所述第二预定阈值幅度，重新初始化定时器实现一段预定持续时间的开始计时；以及
响应于所述定时器的期满，在所述输出信号的所述指示信号的趋于零交叉发生下，改变所述电源电压。
15.根据权利要求13所述的音频放大器电路，其中所述控制电路还被配置为：
响应于所述输出信号的所述指示信号的幅度从高于所述预定阈值幅度降低到低于所述预定阈值幅度，初始化定时器实现一段预定持续时间的开始计时；
在所述输出信号的所述指示信号从低于所述预定阈值幅度增加到高于所述预定阈值幅度前，响应于所述计时器期满，在所述输出信号的所述指示信号的趋近零交叉发生下，改变所述电源电压。
16.根据权利要求13所述的音频放大器电路，其中所述控制电路还被配置为：
响应于所述输出信号的所述指示信号的幅度交叉所述预定阈值幅度，初始化定时器实现一段预定持续时间的开始计时；以及
在所述输出信号的所述指示信号再次交叉所述预定阈值幅度前，响应于所述计时器期满，在所述输出信号的所述指示信号的趋于零交叉发生下，改变所述电源电压。
17.一种方法，其包括：
在音频放大器电路中包括功率放大器，该功率放大器具有用于接收音频输入信号的音频输入端，用于基于所述音频输入信号产生所述输出信号的音频输出端，以及用于接收电源电压的电源输入端，其中所述电源电压可在至少第一电源电压和大于所述第一电源电压的第二电源电压之间变化；
基于所述输出信号的指示信号的一个或多个特性，预测用于改变所述电源电压的条件的发生；以及
响应于预测所述条件的发生，在所述输出信号的所述指示信号的趋于零交叉下，改变所述电源电压。
18.根据权利要求17所述的方法，其中用于改变所述电源电压的所述条件包括所述输出信号的所述指示信号的所述幅度交叉预定阈值幅度。
19.根据权利要求18所述的方法，还包括响应于所述输出信号的所述指示信号的所述幅度增加到高于比所述预定阈值幅度更小的第二预定阈值幅度来预测所述输出信号的所述指示信号交叉所述预定阈值幅度的条件。
20.根据权利要求18所述的方法，还包括响应于所述输出信号的所述指示信号的所述幅度降低到低于比所述预定阈值幅度更小的第二预定阈值幅度来预测所述输出信号的所述指示信号交叉所述预定阈值幅度的条件。
21.根据权利要求18所述的方法，还包括通过以下方式预测所述输出信号的所述指示信号交叉所述预定阈值幅度的条件：
跟踪所述输出信号的所述指示信号的信号峰值；
从所述信号峰值中推算出所述输出信号的所述指示信号的幅度的未来值；以及
基于所述未来值预测所述输出信号的所述指示信号的幅度将交叉所述预定阈值幅度。
22.根据权利要求18所述的方法，还包括通过以下方式预测所述输出信号的所述指示信号交叉所述预定阈值幅度的条件：
跟踪所述输出信号的所述指示信号的信号包络；
从所述包络中推算出所述输出信号的所述指示信号的幅度的未来值；以及
基于所述未来值预测所述输出信号的所述指示信号的幅度将交叉所述预定阈值幅度。
23.根据权利要求18所述的方法，其中用于改变所述电源电压的条件包括所述输出信号的所述指示信号的幅度相对于所述预定阈值幅度缺少持续幅度模式。
24.根据权利要求23所述的方法，还包括检测所述持续模式。
25.根据权利要求17所述的方法，还包括：
基于所述输出信号的指示信号的幅度，预测用于改变所述电源电压的第二条件的发生；以及
响应于预测所述第二条件的发生，在所述输出信号的所述指示信号的趋于零交叉下，改变所述电源电压以等于第三电源电压。
26.根据权利要求25所述的方法，其中：
用于改变所述电源电压的所述条件包括所述输出信号的所述指示信号的幅度从低于预定阈值幅度增加到高于所述预定阈值幅度；以及
用于改变所述电源电压的所述第二条件包括所述输出信号的所述指示信号的幅度从低于第二预定阈值幅度增加到高于所述第二预定阈值幅度，其中所述第二预定阈值幅度大于所述预定阈值幅度。
27.根据权利要求26所述的方法，还包括：
基于所述输出信号的指示信号的幅度，预测用于改变所述电源电压的第三条件的发生，其中用于改变所述电源电压的所述第三条件包括所述输出信号的所述指示信号的幅度从高于所述预定阈值幅度降低到低于所述预定阈值幅度；以及
响应于预测所述第三条件的发生，在所述输出信号的所述指示信号的近似零交叉下，将所述电源电压变为所述第一电源电压。
28.根据权利要求27所述的方法，还包括：
基于所述输出信号的指示信号的幅度，预测用于改变所述电源电压的第四条件的发生，其中用于改变所述电源电压的所述第四条件包括所述输出信号的所述指示信号的幅度从高于所述第二预定阈值幅度降低到低于所述第二预定阈值幅度；以及
响应于预测所述第四条件的发生，在所述输出信号的所述指示信号的趋于零交叉发生下，将所述电源电压变为所述第二电源电压。
29.根据权利要求27所述的方法，其中用于改变所述电源电压的所述条件包括所述输出信号的所述指示信号的幅度在一段时间内避免交叉预定阈值幅度。
30.根据权利要求29所述的方法，还包括：
响应于所述输出信号的所述指示信号的幅度从高于所述预定阈值幅度降低到低于所述预定阈值幅度，初始化定时器实现一段预定持续时间的开始计时；
在所述计时器期满前，响应于所述输出信号的所述指示信号的幅度从低于比所述预定阈值幅度更小的第二预定阈值幅度增加到高于所述第二预定阈值幅度，重新初始化定时器实现一段预定持续时间的开始计时；以及
响应于所述定时器的期满，在所述输出信号的所述指示信号的趋于零交叉发生下，改变所述电源电压。
31.根据权利要求29所述的方法，还包括：
响应于所述输出信号的所述指示信号的幅度从高于所述预定阈值幅度降低到低于所述预定阈值幅度，初始化定时器实现一段预定持续时间的开始计时；
在所述输出信号的所述指示信号从低于所述预定阈值幅度增加到高于所述预定阈值幅度前，响应于所述计时器期满，在所述输出信号的所述指示信号的趋于零交叉发生下，改变所述电源电压。
32.根据权利要求29所述的方法，还包括：
响应于所述输出信号的所述指示信号的幅度交叉所述预定阈值幅度，初始化定时器实现一段预定持续时间的开始计时；以及
在所述输出信号的所述指示信号再次交叉所述预定阈值幅度前，响应于所述计时器期满，在所述输出信号的所述指示信号的近似零交叉发生下，改变所述电源电压。
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