CN111224627A - 用于g类应用的具有嵌入式降压控制器的音频放大器 - Google Patents

用于g类应用的具有嵌入式降压控制器的音频放大器 Download PDF

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Abstract

本公开涉及用于G类应用的具有嵌入式降压控制器的音频放大器。一种音频放大器包括降压控制器、第一音频桥接器以及音频幅度检测器，降压控制器被配置为控制在第一供电端子处的输出电压，该输出电压选自包括多个输出电压的集合，其中输出电压花费稳定时间以稳定；第一音频桥接器包括AB类驱动器级和延迟插入电路，AB类驱动器级被耦合到第一供电端子，延迟插入电路被配置为接收经处理的数字流并且在接收到经处理的数字流之后经过延迟时间向AB类驱动器级提供经处理的数字流，其中延迟时间基于稳定时间；音频幅度检测器被配置为检测第一数字音频流中的第一峰值幅度，其中降压控制器被配置为从集合中选择高于第一峰值幅度加净空电压的最低的输出电压。

Description

用于G类应用的具有嵌入式降压控制器的音频放大器
相关申请的交叉引用
本申请要求于2018年11月27日提交的、名称为“AUDIO AMPLIFIER WITH EMBEDDEDBUCK CONTROLLER FOR CLASS-G APPLICATION”的美国临时申请号62/771,967的优先权，上述申请通过引用并入本文。
技术领域
本公开总体上涉及一种电子系统和方法，并且在特定的实施例中涉及一种用于G类应用的具有嵌入式降压控制器的音频放大器。
背景技术
功率放大器基于输出级的特性分类。特别地，这些类别基于每个输入周期中输出器件通过电流的比例。常规的A类放大器比B类和AB类放大器更简单，并且使用单个放大晶体管，该单个放大晶体管被偏置，使得放大晶体管始终导通。对于差分A类放大器，通常将偏置点选择为等于最大输出电流，以允许输入信号的整个范围的放大。
常规的B类放大器在推挽配置中使用两个放大晶体管，每个放大晶体管操作半个周期。由于每个放大器件的信号不重叠，因此B类放大器通常具有较高的交越失真。
常规的AB类放大器具有操作超过半个周期的推挽配置。为了操作，AB类放大器使用偏置电路，该偏置电路通常比A类或B类放大器的偏置电路更复杂。重叠有助于以较高的静态电流为代价减少B类放大器中存在的交越失真。
图1示出了用于驱动音频扬声器106的常规的AB类音频功率放大器100的输出级102。控制器和栅极驱动器(未示出)基于(可以是模拟的或数字的)音频输入信号控制晶体管120、122、124和128。
D类放大器是一种开关放大器，其将输出晶体管作为电子开关进行操作，而不是在线性区域中操作。图2示出了用于驱动音频扬声器106的常规的D类放大器200的示意图。D类放大器包括比较器202、驱动电路204、输出级205、电感器210和电容器212。
在正常操作期间，比较器202接收音频输入信号216和三角波形218(例如，锯齿波形)，并且生成脉冲宽度调制(PWM)信号220。PWM信号220用于控制驱动电路204，该驱动电路又基于PWM信号220驱动输出级205的晶体管206和208。输出级205产生输出信号222，该输出信号222通过低通滤波器(LPF)209驱动扬声器106。
PWM信号220具有通常高于20kHz的频率，导致输出信号222的开关频率也高于20kHz，这高于人类的听得见的范围。LPF 209通常会滤除由输出信号222生成的开关噪声。
发明内容
根据一个实施例，一种音频放大器包括：第一供电端子；第二供电端子；降压控制器，其具有被配置为接收电池电压的供电输入，降压控制器被配置为控制在第一供电端子处的输出电压，该输出电压选自包括多个输出电压的集合，其中当降压控制器将输出电压从集合中的第一电压改变为集合中的第二电压时，在第一供电端子处的输出电压花费稳定时间以稳定，第二电压高于第一电压；第一音频桥接器，其具有被配置为接收第一数字音频流的输入和被配置为耦合到第一扬声器的输出，第一音频桥接器包括AB类驱动器级、数字信号处理电路以及延迟插入电路，AB类驱动器级被耦合到第一供电端子，并且AB类驱动器级被配置为耦合到第一扬声器，数字信号处理电路被耦合到第一音频桥接器的输入，并且延迟插入电路被配置为从数字信号处理电路接收经处理的数字流，并且延迟插入电路被配置为在接收到经处理的数字流之后经过延迟时间向AB类驱动器级提供经处理的数字流，其中延迟时间基于稳定时间；以及音频幅度检测器，其具有的输入被耦合到第一音频桥接器的输入，并且音频幅度检测器被配置为检测第一数字音频流中的第一峰值幅度，其中降压控制器被配置为从集合中选择高于第一峰值幅度加净空(headroom)电压的最低的输出电压。
根据一个实施例，一种集成电路包括：第一供电端子；第二供电端子；电池供电端子；降压控制器，其具有耦合到电池供电端子的供电输入，降压控制器被配置为控制在第一供电端子处的输出电压，该输出电压选自包括多个输出电压的集合，其中当降压控制器将输出电压从集合中的第一电压改变为集合中的第二电压时，在第一供电端子处的输出电压花费稳定时间以稳定，第二电压高于第一电压；第一音频桥接器，其具有被配置为接收第一数字音频流的输入和被配置为耦合到第一扬声器的输出，第一音频桥接器包括AB类驱动器级、数字信号处理电路以及延迟插入电路，AB类驱动器级被耦合到第一供电端子，并且AB类驱动器级被配置为耦合到第一扬声器，数字信号处理电路被耦合到第一音频桥接器的输入，并且延迟插入电路被配置为从数字信号处理电路接收经处理的数字流，并且延迟插入电路被配置为在接收到经处理的数字流之后经过延迟时间向AB类驱动器级提供经处理的数字流，其中延迟时间基于稳定时间；以及音频幅度检测器，其具有的输入被耦合到第一音频桥接器的输入，并且音频幅度检测器被配置为检测第一数字音频流中的第一峰值幅度，其中降压控制器被配置为从集合中选择高于第一峰值幅度加净空电压的最低的输出电压。
根据一个实施例，一种方法包括：接收第一数字音频流；检测第一数字音频流中的第一峰值幅度；选择降压转换器的输出电压，以使输出电压是降压输出电压的集合中的、高于第一峰值幅度加净空电压的最低的输出电压；将第一数字音频流转换为模拟音频信号；以及在降压转换器的输出电压稳定之后经过延迟时间使用AB类驱动器级向扬声器提供模拟音频信号，其中AB类驱动器级从降压转换器接收功率。
附图说明
为了更完整地理解本发明及其优点，现在参考以下结合附图的描述，其中：
图1示出了用于驱动音频扬声器的常规的AB类音频功率放大器的输出级以及用于感测流过音频扬声器的负载电流的负载电流传感器电路；
图2示出了用于驱动音频扬声器的常规的D类放大器的示意图；
图3示出了图示常规的AB类放大器的内部组件的功耗Ptot和相应的效率η分别作为输出功率Po的函数的曲线；
图4示出了根据本发明的一个实施例的以G类配置操作的具有嵌入式降压控制器的数字输入AB类音频功率放大器；
图5示出了根据本发明的一个实施例的(向扬声器传送的)音频输出、向图4的降压转换器馈送的相应的降压转换器设置代码以及图4的降压转换器的对应的输出电平的图示；
图6示出了根据本发明的一个实施例的音频信号和相应的经调制的供电VCC，其中VCC由图4的降压转换器提供；
图7示出了根据本发明的一个实施例的音频信号(正弦波)和相应的经调制的供电VCC，其中VCC由图4的降压转换器提供；
图8示出了根据本发明的一个实施例的音频桥接器的示意图；以及
图9示出了图示常规的AB类放大器的内部组件的功耗的曲线以及图示根据本发明的以G类配置操作的具有嵌入式降压转换器的AB类放大器的内部组件的功耗的曲线。
除非另外指出，否则不同附图中的相应的数字和符号通常指代相应的部分。绘制附图以清楚地图示优选实施例的相关方面，并且附图不一定按比例绘制。
具体实施方式
下面详细讨论所公开的实施例的制造和使用。但是，应当理解，本发明提供了许多可应用的发明性概念，这些发明性概念可以在各种各样的特定上下文中体现。所讨论的特定实施例仅说明制造和使用本发明的特定方式，并且不限制本发明的范围。
以下描述说明了各种具体细节，以提供对根据本说明书的几个示例实施例的深入理解。可以在没有一个或多个具体细节的情况下或者以其他的方法、组件、材料等获得实施例。在其他情况下，没有示出或详细描述已知的结构、材料或操作，以免混淆实施例的不同方面。在本说明书中对“一个实施例”的引用指示与实施例关联描述的特定配置、结构或特征被包括在至少一个实施例中。因此，可以在本说明书的不同点处出现的诸如“在一个实施例中”的短语不一定精确地指代相同的实施例。此外，在一个或多个实施例中，可以以任何适当的方式组合特定的形成、结构或特征。
将在特定上下文(即具有多个输出的数字音频放大器)中描述本发明的实施例。本发明的实施例可以用在其他电路中，诸如具有单个输出的音频放大器，以及用于例如再现非音频信号的放大器。
在本发明的一个实施例中，具有嵌入式降压转换器的AB类放大器用于G类配置，以在例如轻负载期间实现较低的功耗。音频幅度检测器用于监测向桥接器传送的数字音频流的幅度，其中桥接器被耦合到扬声器。向桥接器提供功率的降压转换器将降压转换器的输出电压增大或减小到最低电压，该最低电压为桥接器提供足够的净空，以在没有钳位或失真的情况下驱动扬声器。在桥接器内部的音频信号处理链中引入延迟，以使降压转换器有足够的稳定时间来达到所期望的输出。
常规的功率音频放大器通常使用D类放大器而不是AB类放大器来实现，以降低功耗。尽管与AB类放大器相比，D类放大器可能使用更昂贵的外部组件并且可能具有最差的电磁干扰(EMI)特性，但是D类放大器通常比AB类放大器更高效。例如图3示出了曲线302和304，曲线302和304分别以输出功率Po的函数的形式图示了常规的AB类放大器的内部组件的功耗Ptot和相应的效率η。
图4示出了根据本发明的一个实施例的以G类配置操作的具有嵌入式降压控制器408的数字输入AB类音频功率放大器400。如图4所示，数字输入AB类音频功率放大器400具有N个通道，该N个通道接收N个数字音频输入(Input1、Input2、...、Inputi、...、InputN)并且以相应的音频桥接器(4041、4042、...、404i、...、404N)的相应的输出(OUTP、OUTM)驱动N个对应的扬声器(1061、1062、...、106i、...、106N)，其中N是大于或等于1的正整数。在一些实施例中，具有嵌入式降压控制器408和N个音频桥接器404的数字输入AB类音频功率放大器400例如可以在单个封装中并且在单片式衬底中的集成电路410中实现。
如图4所示，降压转换器420包括嵌入式降压控制器408、晶体管412、肖特基二极管414和输出电容器418。降压转换器420从电源VBAT接收功率并且向(多个)音频桥接器404传送供电电压VCC，该电源VBAT可以例如是汽车或蜂窝电话的电池。在一些实施例中，降压转换器420能够在18V供电电平下提供达40A的电流。在一些实施例中，降压转换器420可以提供甚至更高的功率。其他实施例可以具有在18V处低于40A的最大功率能力。
在正常操作期间，降压转换器420例如经由VCC端子向(多个)音频桥接器404提供功率。数字输入AB类音频功率放大器400例如从外部电路(例如，控制器、存储器、总线等)或从集成电路410内部的另一电路接收(多个)数字输入(Input1...InputN)。(多个)数字输入被提供给相应的(多个)音频桥接器404。(多个)音频桥接器404基于相应的数字输入(Inputi)在音频桥接器404的相应的输出(OUTP、OUTM)处生成输出(音频)信号。
(多个)音频幅度检测器405监测相应的音频桥接器404的数字输入，并且预测相应的音频桥接器在相应的输出(OUTP、OUTM)处将产生的输出信号幅度。例如，音频幅度检测器405可以在数字域中实现，并且可以监测实时输入数字信号。(多个)音频幅度检测器405将例如所预测的输出信号的峰值幅度提供给供电电平选择器406。
供电电平选择器406从(多个)音频幅度检测器405接收所预测的输出信号的峰值幅度，并且基于(多个)接收到的峰值幅度(例如，使用buck_code)为降压转换器420选择输出电压电平。例如，在一些实施例中，供电电平选择器406将降压转换器420配置为具有输出电压，该输出电压是比最高的接收到的峰值幅度(加上净空电压)高的最低电压。
图5示出了根据本发明的一个实施例的(例如通过音频桥接器404向扬声器传送的)音频输出曲线502、向降压转换器420馈送的相应的buck_code设置代码以及降压转换器420的对应的输出电平的图示500。为了简单起见，假设音频输出曲线502表示来自数字输入AB类音频功率放大器400的所有N个通道的最高的电压峰值。
如图5所示，例如基于所预测的输出信号幅度或向音频桥接器404传送的数字音频流的幅度，降压转换器420的输出被调整到最低电压，该最低电压为音频桥接器4040的输出信号(OUTP、OUTM)提供足够的净空，以驱动相应的扬声器106。
例如，在一些实施例中，降压转换器420可以具有三个不同的输出电平(例如，对于buck_code 00为8V，对于buck_code 01为11V，以及对于buck_code 11为VBAT)。当输出音频信号(曲线502)具有低于最低电平(例如，6V)的峰值时，选择buck_code 00，buck_code00对应于降压转换器420的8V输出。当输出音频信号具有高于最低电平(例如，6V)但低于第二最低电平(例如，9V)的峰值时，选择buck_code 01，buck_code 01对应于降压转换器的11V输出。当输出音频信号具有高于最低电平(例如，6V)和第二最低电平(例如，9V)的峰值时，选择buck_code 11，buck_code 11对应于降压转换器420的VBAT输出。
在该实施例中，假设了2V的净空电压。例如，当峰值电压低于6V时，使用8V VCC。在一些实施例中，可以使用诸如小于2V或大于2V的不同的净空电压。
针对降压转换器420可以使用其他输出电平。作为另一个非限制性的示例，一些实施例可以使用6V、9V和VBAT作为分别对应于buck_code 00、buck_code 01和buck_code 11的输出电平。可以使用其他的输出电平。
针对降压转换器，一些实施例可以仅具有两个输出电平。针对降压转换器，其他的实施例可以具有多于三个的可能的输出电平。
一些实施例可以使用数模转换器(DAC)来实现输出电压选择。其他实施方式也是可能的。
在一些实施例中，数字输入AB类音频功率放大器400的N个通道中的全部通道被监测，并且降压转换器420的输出被设置到最低电平，该最低电平为N个通道中的全部通道提供足够的净空。例如，在一个实施例中，如果通道一具有11V的峰值幅度，但是其他N-1个通道具有小于6V的峰值幅度，则为降压转换器420选择VBAT设置。
图6示出了根据本发明的一个实施例的(来自音频桥接器404的输出OUTP、OUTM的)音频信号602以及相应的经调制的供电VCC(曲线604)，其中VCC由降压转换器420提供。如图6所示，当音频信号(曲线602)变低时，供电VCC(曲线604)变低，而当音频信号变高时，供电VCC(曲线604)变高，从而有利地允许足够的净空，以避免钳位音频信号或使音频信号失真，同时保持低的VCC电压。
图7示出了根据本发明的一个实施例的音频信号702(正弦波)以及相应的经调制的供电VCC(曲线604)，其中VCC由降压转换器420提供。
如图4至图7所示，降压转换器420基于数字音频输入(Input1...InputN)来调节降压输出电压VCC。当确定降压转换器420的降压输出电压VCC应该上升时，降压输出电压VCC应该在音频输出信号被传送到扬声器106之前上升。因此，一些实施例在每个音频桥接器的信号处理路径中插入延迟，以使得降压输出电压VCC能够在音频输出到达扬声器之前稳定。例如，图8示出了根据本发明的一个实施例的音频桥接器800的示意图。音频桥接器800是音频桥接器404的可能的实现方式。
如图8所示，数字输入(例如，Input1...InputN中的任何一个)由数字信号处理电路802处理。然后，由延迟插入电路804(例如，在数字域中)插入延迟。然后，将DAC与(诸如图1所示的)AB类驱动器一起使用，以驱动对应的扬声器106。在一些实施例中，由延迟插入电路804所插入的延迟基于降压转换器420的稳定时间来确定。由于数字输入中的全部数字输入都经历相同的延迟，所以听者不会经历音频中断或失真。
在一些实施例中，降压转换器420的稳定时间被确定为从输出电压中的改变(例如，buck_code中的改变)直到电压VCC在例如目标输出电压的5％以内的时间。还可以使用其他公差，诸如7％或更高，或2％或更低。在一些实施例中，根据开始的buck_code和结束的buck_code，稳定时间可以不同。在这样的实施例中，延迟插入电路804所使用的稳定时间可以是降压转换器420的可能的稳定时间中最长的稳定时间。在一些实施例中，延迟插入电路804所使用的稳定时间可以长于降压转换器420的可能的稳定时间中最长的稳定时间。
一些实施例的优点包括与常规的AB类实现方式相比功耗的降低。例如，图9示出了曲线904和曲线902，曲线904图示了常规的AB类放大器的内部组件的功耗，曲线902图示了根据本发明的以G类配置操作的具有嵌入式降压转换器的AB类放大器的内部组件的功耗。如图所示，与常规的AB类放大器相比，以G类配置操作的具有嵌入式降压转换器的AB类放大器(例如，诸如具有嵌入式降压控制器408的数字输入AB类音频功率放大器400)在轻负载期间消耗显著更少的功率。在一些实施例中，与常规的AB类放大器相比，在平均监听条件下的耗散功率可以减少达50％。
降压转换器420可以以各种方式实现。例如，在一些实施例中，降压(降压型)转换器420通过以基于(在端子FB处的)反馈电压的脉冲宽度调制(PWM)信号驱动晶体管412的控制端子(在端子GD处)来生成经调节的电压VCC。可以使用分压器(未示出)对反馈电压进行分压，并且然后将反馈电压与参考电压(未示出)比较以生成PWM信号。在一些实施例中，代码buck_code改变分压器以调节由转换器420在端子VCC处生成的输出电压。其他的实施方式也是可能的。
在一些实施例中，可以使用晶体管代替肖特基二极管414。在一些实施例中，可以在输出晶体管(例如，晶体管412和/或代替肖特基二极管414的低侧晶体管)中直接感测电流，并且可以省略感测电阻419。其他的实施方式也是可能的。
供电电平选择器406可以包括数字比较器，该数字比较器比较(例如，在预定的时间窗口内)从N个音频幅度检测器405接收的最大电压峰值的数字表示，并且(例如，基于存储了可能的buck_codes的集合的查找表(LUT))选择buck_code，该buck_code对应于针对接收到的最大电压峰值具有足够的净空的最低VCC电压。其他的实施方式也是可能的。
(多个)音频幅度检测器405可以例如使用包括寄存器的数字逻辑来实现，以存储(例如，在预定的时间窗口内)从相应的输入中检测到的最大峰值电压的数字表示和/或将该数字表示发送到供电电平选择器406。其他的实施方式也是可能的。
扬声器106可以以本领域中已知的任何方式来实现。例如，在一些实施例中，扬声器106可以具有4Ω的阻抗。其他的实施方式也是可能的。
数字信号处理电路802可以被实现为定制或通用处理器、数字信号处理器(DSP)或控制器。其他的实施方式也是可能的。
延迟插入电路804可以例如通过选通时钟来实现，该时钟用于将信息从数字信号处理电路802发送到DAC和AB类驱动器级806。其他的实施方式也是可能的。
尽管图8示出了每个音频桥接器800包括数字信号处理电路802和延迟插入电路804，应当理解，在一些实施例中，集中控制器、处理器或DSP可以实现数字信号处理电路802中的全部电路和/或延迟插入电路804中的全部电路。
在一些实施例中，针对由数字信号处理电路802处理数字输入的延迟可以比降压转换器420的稳定时间更长。在这样的实施例中，延迟插入电路804可以是可选的。
DAC和AB类驱动器级806可以以常规的DAC(例如，使用R2R梯、Δ-Σ调制或其他方式)和常规的AB类驱动器级来实现，诸如使用控制器以控制诸如全桥接器102的全桥接器。
这里总结了本发明的示例实施例。从在本文中所提交的本说明书和权利要求书的整体内容还可以理解其他实施例。
示例1.一种音频放大器，包括：第一供电端子；第二供电端子；降压控制器，其具有被配置为接收电池电压的供电输入，所述降压控制器被配置为控制在所述第一供电端子处的输出电压，所述输出电压选自包括多个输出电压的集合，其中当所述降压控制器将所述输出电压从所述集合中的第一电压改变为所述集合中的第二电压时，在所述第一供电端子处的所述输出电压花费稳定时间以稳定，所述第二电压高于所述第一电压；第一音频桥接器，其具有被配置为接收第一数字音频流的输入和被配置为耦合到第一扬声器的输出，所述第一音频桥接器包括AB类驱动器级、数字信号处理电路以及延迟插入电路，所述AB类驱动器级被耦合到所述第一供电端子，并且所述AB类驱动器级被配置为被耦合到所述第一扬声器，所述数字信号处理电路被耦合到所述第一音频桥接器的所述输入，并且所述延迟插入电路被配置为从所述数字信号处理电路接收经处理的数字流，并且所述延迟插入电路被配置为在接收到所述经处理的数字流之后经过延迟时间向所述AB类驱动器级提供所述经处理的数字流，其中所述延迟时间基于所述稳定时间；以及音频幅度检测器，其具有的输入被耦合到所述第一音频桥接器的所述输入，并且所述音频幅度检测器被配置为检测所述第一数字音频流中的第一峰值幅度，其中所述降压控制器被配置为从所述集合中选择高于所述第一峰值幅度加净空电压的最低的输出电压。
示例2.根据示例1所述的音频放大器，其中所述净空电压为2V或更低。
示例3.根据示例1或2中任一示例所述的音频放大器，其中所述集合包括三个输出电压。
示例4.根据示例1至3中任一示例所述的音频放大器，其中所述集合中的输出电压是所述电池电压。
示例5.根据示例1至4中任一示例所述的音频放大器，其中所述第二供电端子被耦合到接地。
示例6.根据示例1至5中任一示例所述的音频放大器，进一步包括：高侧晶体管，其被耦合在所述降压控制器的所述供电输入和中间节点之间；二极管，其被耦合在所述第二供电端子和所述中间节点之间；以及电感器，其被耦合在所述中间节点和所述第一音频桥接器的所述输入之间。
示例7.根据示例1至6中任一示例所述的音频放大器，其中所述降压控制器、所述第一音频桥接器被集成在集成电路中，并且其中所述高侧晶体管、所述二极管以及所述电感器在所述集成电路的外部。
示例8.根据示例1至7中任一示例所述的音频放大器，进一步包括低侧晶体管，所述低侧晶体管包括所述二极管。
示例9.根据示例1至8中任一示例所述的音频放大器，其中所述二极管是肖特基二极管。
示例10.根据示例1至9中任一示例所述的音频放大器，进一步包括：第二音频桥接器，其具有被配置为接收第二数字音频流的输入和被配置为耦合到第二扬声器的输出，所述第二音频桥接器包括第二AB类驱动器级、第二数字信号处理电路以及第二延迟插入电路，所述第二AB类驱动器级被耦合到所述第一供电端子，并且所述第二AB类驱动器级被配置为耦合到所述第二扬声器，所述第二数字信号处理电路被耦合到所述第二音频桥接器的所述输入，并且所述第二延迟插入电路被配置为从所述数字信号处理电路接收第二经处理的数字流，并且所述第二延迟插入电路被配置为在接收到所述经处理的数字流之后经过第二延迟时间向所述AB类驱动器级提供所述第二经处理的数字流，其中所述第二延迟时间基于所述稳定时间；以及第二音频幅度检测器，其具有的输入被耦合到所述第二音频桥接器的所述输入，并且所述第二音频幅度检测器被配置为检测所述第二数字音频流中的第二峰值幅度，其中所述降压控制器被配置为从所述集合中选择高于所述第一峰值幅度加所述净空电压并且高于所述第二峰值幅度加所述净空电压的最低的输出电压。
示例11.根据示例1至10中任一示例所述的音频放大器，其中所述延迟时间大于或等于所述稳定时间。
示例12.一种集成电路包括：第一供电端子；第二供电端子；电池供电端子；降压控制器，其具有耦合到所述电池供电端子的供电输入，所述降压控制器被配置为控制在所述第一供电端子处的输出电压，所述输出电压选自包括多个输出电压的集合，其中当所述降压控制器将所述输出电压从所述集合中的第一电压改变为所述集合中的第二电压时，在所述第一供电端子处的所述输出电压花费稳定时间以稳定，所述第二电压高于所述第一电压；第一音频桥接器，其具有被配置为接收第一数字音频流的输入和被配置为耦合到第一扬声器的输出，所述第一音频桥接器包括AB类驱动器级、数字信号处理电路以及延迟插入电路，所述AB类驱动器级被耦合到所述第一供电端子，并且所述AB类驱动器级被配置为耦合到所述第一扬声器，所述数字信号处理电路被耦合到所述第一音频桥接器的所述输入，并且所述延迟插入电路被配置为从所述数字信号处理电路接收经处理的数字流，并且所述延迟插入电路被配置为在接收到所述经处理的数字流之后经过延迟时间向所述AB类驱动器级提供所述经处理的数字流，其中所述延迟时间基于所述稳定时间；以及音频幅度检测器，其具有的输入被耦合到所述第一音频桥接器的所述输入，并且所述音频幅度检测器被配置为检测所述第一数字音频流中的第一峰值幅度，其中所述降压控制器被配置为从所述集合中选择高于所述第一峰值幅度加净空电压的最低的输出电压。
示例13.根据示例12所述的集成电路，进一步包括：第二音频桥接器，其具有被配置为接收第二数字音频流的输入和被配置为耦合到第二扬声器的输出，所述第二音频桥接器包括第二AB类驱动器级、第二数字信号处理电路以及第二延迟插入电路，所述第二AB类驱动器级被耦合到所述第一供电端子，并且所述第二AB类驱动器级被配置为耦合到所述第二扬声器，所述第二数字信号处理电路被耦合到所述第二音频桥接器的所述输入，并且所述第二延迟插入电路被配置为从所述数字信号处理电路接收第二经处理的数字流，并且所述第二延迟插入电路被配置为在接收到所述经处理的数字流之后经过第二延迟时间向所述AB类驱动器级提供所述第二经处理的数字流，其中所述第二延迟时间等于所述延迟时间；以及第二音频幅度检测器，其具有的输入被耦合到所述第二音频桥接器的所述输入，并且所述第二音频幅度检测器被配置为检测所述第二数字音频流中的第二峰值幅度，其中所述降压控制器被配置为从所述集合中选择高于所述第一峰值幅度加所述净空电压并且高于所述第二峰值幅度加所述净空电压的最低的输出电压。
示例14.一种方法包括：接收第一数字音频流；检测所述第一数字音频流中的第一峰值幅度；选择降压转换器的输出电压，以使所述输出电压是降压输出电压的集合中的、高于所述第一峰值幅度加净空电压的最低的输出电压；将所述第一数字音频流转换为模拟音频信号；以及在所述降压转换器的所述输出电压稳定之后经过延迟时间使用AB类驱动器级向扬声器提供模拟音频信号，其中所述AB类驱动器级从所述降压转换器接收功率。
示例15.根据示例14所述的方法，其中所述集合包括三个降压输出电压。
示例16.根据示例14或15中任一示例所述的方法，其中所述集合中的第一输出电压等于由所述降压转换器接收的电池电压。
示例17.根据示例14或16中任一示例所述的方法，其中所述净空电压是2V或更低。
示例18.根据示例14或17中任一示例所述的方法，进一步包括：接收第二数字音频流；检测所述第二数字音频流中的第二峰值幅度；以及选择所述降压转换器的输出电压，以使所述输出电压是所述集合中的、高于所述第一峰值幅度加净空电压并且高于所述第二峰值幅度加所述净空电压的最低的输出电压。
尽管已经参考说明性实施例描述了本发明，但是本说明书不旨在以限制性的意义来解读。参考本说明书，说明性实施例的各种修改和组合以及本发明的其他实施例对于本领域技术人员将是明显的。因此，意图是所附权利要求涵盖任何这样的修改或实施例。

Claims (18)

1.一种音频放大器，包括：
第一供电端子；
第二供电端子；
降压控制器，所述降压控制器具有被配置为接收电池电压的供电输入，所述降压控制器被配置为控制在所述第一供电端子处的输出电压，所述输出电压选自包括多个输出电压的集合，其中当所述降压控制器将所述输出电压从所述集合中的第一电压改变为所述集合中的第二电压时，在所述第一供电端子处的所述输出电压花费稳定时间以稳定，所述第二电压高于所述第一电压；
第一音频桥接器，所述第一音频桥接器的输入被配置为接收第一数字音频流，并且所述第一音频桥接器的输出被配置为耦合到第一扬声器，所述第一音频桥接器包括：
AB类驱动器级，所述AB类驱动器级被耦合到所述第一供电端子，并且所述AB类驱动器级被配置为耦合到所述第一扬声器，
数字信号处理电路，所述数字信号处理电路被耦合到所述第一音频桥接器的所述输入，以及
延迟插入电路，所述延迟插入电路被配置为从所述数字信号处理电路接收经处理的数字流，并且所述延迟插入电路被配置为在接收到所述经处理的数字流之后经过延迟时间向所述AB类驱动器级提供所述经处理的数字流，其中所述延迟时间基于所述稳定时间；以及
音频幅度检测器，所述音频幅度检测器的输入被耦合到所述第一音频桥接器的所述输入，并且所述音频幅度检测器被配置为检测所述第一数字音频流中的第一峰值幅度，其中所述降压控制器被配置为从所述集合中选择高于所述第一峰值幅度加净空电压的最低的输出电压。
2.根据权利要求1所述的音频放大器，其中所述净空电压为2V或更低。
3.根据权利要求1所述的音频放大器，其中所述集合包括三个输出电压。
4.根据权利要求1所述的音频放大器，其中所述集合中的输出电压是所述电池电压。
5.根据权利要求1所述的音频放大器，其中所述第二供电端子被耦合到接地。
6.根据权利要求1所述的音频放大器，进一步包括：
高侧晶体管，所述高侧晶体管被耦合在所述降压控制器的所述供电输入和中间节点之间；
二极管，所述二极管被耦合在所述第二供电端子和所述中间节点之间；以及
电感器，所述电感器被耦合在所述中间节点和所述第一音频桥接器的所述输入之间。
7.根据权利要求6所述的音频放大器，其中所述降压控制器、所述第一音频桥接器被集成在集成电路中，并且其中所述高侧晶体管、所述二极管以及所述电感在所述集成电路的外部。
8.根据权利要求6所述的音频放大器，进一步包括低侧晶体管，所述低侧晶体管包括所述二极管。
9.根据权利要求6所述的音频放大器，其中所述二极管是肖特基二极管。
10.根据权利要求1所述的音频放大器，进一步包括：
第二音频桥接器，所述第二音频桥接器的输入被配置为接收第二数字音频流，并且所述第二音频桥接器的输出被配置为耦合到第二扬声器，所述第二音频桥接器包括：
第二AB类驱动器级，所述第二AB类驱动器级被耦合到所述第一供电端子，并且所述第二AB类驱动器级被配置为耦合到所述第二扬声器，
第二数字信号处理电路，所述第二数字信号处理电路被耦合到所述第二音频桥接器的所述输入，以及
第二延迟插入电路，所述第二延迟插入电路被配置为从所述数字信号处理电路接收第二经处理的数字流，并且所述第二延迟插入电路被配置为在接收到所述经处理的数字流之后经过第二延迟时间向所述AB类驱动器级提供所述第二经处理的数字流，其中所述第二延迟时间基于所述稳定时间；以及
第二音频幅度检测器，所述第二音频幅度检测器的输入被耦合到所述第二音频桥接器的所述输入，并且所述第二音频幅度检测器被配置为检测所述第二数字音频流中的第二峰值幅度，其中所述降压控制器被配置为从所述集合中选择高于所述第一峰值幅度加所述净空电压并且高于所述第二峰值幅度加所述净空电压的最低的输出电压。
11.根据权利要求1所述的音频放大器，其中所述延迟时间大于或等于所述稳定时间。
12.一种集成电路，包括：
第一供电端子；
第二供电端子；
电池供电端子；
降压控制器，所述降压控制器具有耦合到所述电池供电端子的供电输入，所述降压控制器被配置为控制在所述第一供电端子处的输出电压，所述输出电压选自包括多个输出电压的集合，其中当所述降压控制器将所述输出电压从所述集合中的第一电压改变为所述集合中的第二电压时，在所述第一供电端子处的所述输出电压花费稳定时间以稳定，所述第二电压高于所述第一电压；
第一音频桥接器，所述第一音频桥接器的输入被配置为接收第一数字音频流，并且所述第一音频桥接器的输出被配置为耦合到第一扬声器，所述第一音频桥接器包括：
AB类驱动器级，所述AB类驱动器级被耦合到所述第一供电端子，并且所述AB类驱动器级被配置为耦合到所述第一扬声器，
数字信号处理电路，所述数字信号处理电路被耦合到所述第一音频桥接器的所述输入，以及
延迟插入电路，所述延迟插入电路被配置为从所述数字信号处理电路接收经处理的数字流，并且所述延迟插入电路被配置为在接收到所述经处理的数字流之后经过延迟时间向所述AB类驱动器级提供所述经处理的数字流，其中所述延迟时间基于所述稳定时间；以及
音频幅度检测器，所述音频幅度检测器的输入被耦合到所述第一音频桥接器的所述输入，并且所述音频幅度检测器被配置为检测所述第一数字音频流中的第一峰值幅度，其中所述降压控制器被配置为从所述集合中选择高于所述第一峰值幅度加净空电压的最低的输出电压。
13.根据权利要求12所述的集成电路，进一步包括：
第二音频桥接器，所述第二音频桥接器的输入被配置为接收第二数字音频流，并且所述第二音频桥接器的输出被配置为耦合到第二扬声器，所述第二音频桥接器包括：
第二AB类驱动器级，所述第二AB类驱动器级被耦合到所述第一供电端子，并且所述第二AB类驱动器级被配置为耦合到所述第二扬声器，
第二数字信号处理电路，所述第二数字信号处理电路被耦合到所述第二音频桥接器的所述输入，以及
第二延迟插入电路，所述第二延迟插入电路被配置为从所述数字信号处理电路接收第二经处理的数字流，并且所述第二延迟插入电路被配置为在接收到所述经处理的数字流之后经过第二延迟时间向所述AB类驱动器级提供所述第二经处理的数字流，其中所述第二延迟时间等于所述延迟时间；以及
第二音频幅度检测器，所述第二音频幅度检测器的输入被耦合到所述第二音频桥接器的所述输入，并且所述第二音频幅度检测器被配置为检测所述第二数字音频流中的第二峰值幅度，其中所述降压控制器被配置为从所述集合中选择高于所述第一峰值幅度加所述净空电压并且高于所述第二峰值幅度加所述净空电压的最低的输出电压。
14.一种方法，包括：
接收第一数字音频流；
检测所述第一数字音频流中的第一峰值幅度；
选择降压转换器的输出电压，以使所述输出电压是降压输出电压的集合中的、高于所述第一峰值幅度加净空电压的最低的输出电压；
将所述第一数字音频流转换为模拟音频信号；以及
在所述降压转换器的所述输出电压稳定之后经过延迟时间使用AB类驱动器级向扬声器提供模拟音频信号，其中所述AB类驱动器级从所述降压转换器接收功率。
15.根据权利要求14所述的方法，其中所述集合包括三个降压输出电压。
16.根据权利要求15所述的方法，其中所述集合中的第一输出电压等于由所述降压转换器接收的电池电压。
17.根据权利要求14所述的方法，其中所述净空电压是2V或更低。
18.根据权利要求14所述的方法，进一步包括：
接收第二数字音频流；
检测所述第二数字音频流中的第一峰值幅度；以及
选择所述降压转换器的输出电压，以使所述输出电压是所述集合中的、高于所述第一峰值幅度加净空电压并且高于所述第二峰值幅度加所述净空电压的最低的输出电压。
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