CN211557236U - Ab类放大器和数字输入ab类放大器 - Google Patents

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Abstract

本公开涉及AB类放大器和数字输入AB类放大器。该AB类放大器包括：输出级，输出级包括被配置为将被耦合至负载的一对半桥；以及电流感测电路，被耦合至一对半桥中的第一半桥，电流感测电路包括电阻元件、并且被配置为通过以下方式来感测流过负载的负载电流：反射流过第一半桥的第一晶体管的电流，以生成镜像电流，使镜像电流流过电阻元件，以及基于电阻元件的电压来感测负载电流。通过使用根据本公开的实施例，可以有效地监测负载电流。

Description

AB类放大器和数字输入AB类放大器
技术领域
本实用新型一般地涉及一种电子系统，并且在特定实施例中，涉及一种用于AB类放大器的高级负载电流监测电路。
背景技术
基于输出级的特性对功率放大器进行分类。具体地，种类是基于输出设备传递电流的每个输入周期的比例。常规的A类放大器比B类放大器和AB类放大器更简单，并且使用被偏置的单一放大晶体管，使得该放大晶体管始终导通。对于差分A类放大器，通常选择偏置点等于最大输出电流以允许放大整个范围的输入信号。
常规的B类放大器使用两个放大晶体管，每个放大晶体管按照推挽配置操作半个周期。由于每个放大设备的信号不重叠，因此，B类放大器通常具有高交叉失真。
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类放大器使用通常比A类放大器或B类放大器的偏置电路更复杂的偏置电路。重叠以更高的静态电流为代价帮助减少存在于B类放大器中的交叉失真。
图1示出了常规的用于驱动音频扬声器106的AB类音频功率放大器100的输出级102以及用于感测流过音频扬声器106的负载电流的负载电流传感器电路104。图2示出了通常4Ω音频扬声器的阻抗与频率之间的曲线图。
实用新型内容
鉴于上述问题，本公开提供解决上述技术问题的至少一部分的方案。
根据第一方面，提供一种AB类放大器，包括：输出级，输出级包括被配置为将被耦合至负载的一对半桥；以及电流感测电路，被耦合至一对半桥中的第一半桥，电流感测电路包括电阻元件、并且被配置为通过以下方式来感测流过负载的负载电流：反射流过第一半桥的第一晶体管的电流，以生成镜像电流，使镜像电流流过电阻元件，以及基于电阻元件的电压来感测负载电流。
根据第二方面，提供一种数字输入AB类放大器，包括：输出级，输出级包括被配置为将被耦合至负载的一对半桥；数字通信接口，被配置为接收数据流；数字核心电路；数字-模拟转换器DAC；驱动电路，被配置为从DAC接收信号，并且被配置为基于接收到的信号来控制输出级；电流感测电路，被耦合至一对半桥中的第一半桥，电流感测电路包括电阻元件、并且被配置为通过以下方式来感测流过负载的负载电流：反射流过第一半桥的第一晶体管的电流，以生成镜像电流，使镜像电流流过电阻元件，以及基于电阻元件的电压来感测负载电流；以及模拟-数字转换器ADC，被耦合至数字核心电路，并且被配置为基于所感测到的负载电流来生成数字信号。
根据第三方面，提供一种数字输入AB类放大器，包括：输出级，输出级包括被配置为将被耦合至音频扬声器的一对半桥；数字通信接口，被配置为接收音频流；数字核心电路；数字-模拟转换器DAC；驱动电路，被配置为从DAC接收信号，并且被配置为基于接收到的信号来控制输出级；电流感测电路，包括：第二晶体管，具有被耦合至一对半桥中的第一半桥的输出的控制端子；第三晶体管，具有被耦合至第二晶体管的电流路径的控制端子；第一感测晶体管，具有被耦合至第一半桥的第一晶体管的控制端子的控制端子，并且具有被耦合至第三晶体管的电流路径的电流路径；第一电阻器；第一电流镜，被耦合在第一感测晶体管与第一电阻器之间，第一电流镜被配置为生成流过第一电阻器的第一镜像电流；第四晶体管，具有被耦合至一对半桥中的第二半桥的输出的控制端子；第五晶体管，具有被耦合至第四晶体管的电流路径的控制端子；第二感测晶体管，具有被耦合至第二半桥的第六晶体管的控制端子的控制端子，并且具有被耦合至第五晶体管的电流路径的电流路径；第二电阻器；第二电流镜，被耦合在第二感测晶体管与第二电阻器之间，第二电流镜被配置为生成流过第二电阻器的第二镜像电流；以及模拟-数字转换器ADC，被耦合至第一电阻器和第二电阻器，ADC被配置为基于第一电阻器的第一节点与第二电阻器的第二节点之间的电压差来生成数字信号，其中数字核心电路被配置为基于数字信号来估计音频扬声器的阻抗。
通过提供本公开的实施例，可以解决前述技术问题的至少一部分，并且实现相应的技术效果。
附图说明
为了更完整地理解本实用新型及其优点，现在参照结合附图进行的以下描述，在这些附图中：
图1示出了常规的用于驱动音频扬声器的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示出了通常的4Ω音频扬声器的阻抗与频率之间的曲线图；
图3示出了根据本实用新型的实施例的数字输入AB类音频功率放大器的示意图；
图4示出了根据本实用新型的实施例的图3中的负载电流监测电路的示意图；
图5示出了根据本实用新型的实施例的图4中的负载电流监测电路的一个功率晶体管和一个感测晶体管的布局图；以及
图6示出了根据本实用新型的实施例的负载电流监测电路的示意图。
除非另有说明，不同附图中的对应数字和符号一般指代对应的部分。绘制附图以清楚地说明优选实施例的相关方面，并且不一定按比例绘制附图。
具体实施方式
下面详细讨论所公开的实施例的形成和使用。然而，应该领会的是，本实用新型提供了可以被实施在各种特定上下文中的许多可应用的实用新型概念。所讨论的具体实施例仅说明形成和使用本实用新型，而不限制本实用新型的范围。
下面的描述说明了各种具体细节，以提供对根据本说明书的若干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利用其他方法、组件、材料等来获得实施例。在其他情况下，未详细示出或描述已知的结构、材料或操作，以免模糊实施例的不同方面。本说明书中对“实施例”的引用表明：关于该实施例描述的特定配置、结构或特征被包括在至少一个实施例中。因此，可能出现在本说明书的不同点处的诸如“在一个实施例中”等短语不一定完全指代相同的实施例。此外，在一个或多个实施例中，可以以任何适当的方式来组合特定构造、结构或特征。
将针对特定上下文中的实施例、用于AB类音频功率放大器的负载电流监测电路和方法来描述本实用新型。本实用新型的实施例可以被用于其他电路(诸如例如，其他类型的AB类放大器)。
在本实用新型的实施例中，在不使用与数字输入AB类放大器的输出级的半桥串联的感测电阻器的情况下感测流过音频扬声器的负载电流。所感测到的电流被实时感测、并且被用于(例如，实时)确定音频扬声器的阻抗。音频扬声器的所确定的阻抗可以被有利地用于实时扬声器保护和实时音频质量优化。在一些实施例中，可以使用数字接口来将实时负载电流和/或实时扬声器阻抗数据串流出数字输入类AB放大器，例如，以扩展系统级的应用特征。
根据实施例，一种AB类放大器包括：输出级，该输出级包括被配置为将被耦合至负载的一对半桥；以及电流感测电路，被耦合至该一对半桥中的第一半桥。电流感测电路包括电阻元件、并且被配置为通过以下方式来感测流过负载的负载电流：反射流过第一半桥的第一晶体管的电流，以生成镜像电流，使该镜像电流流过电阻元件，以及基于电阻元件的电压来感测负载电流。
根据实施例，一种数字输入AB类放大器包括：输出级，该输出级包括被配置为将被耦合至负载的一对半桥；数字通信接口，被配置为接收数据流；数字核心电路；数字-模拟转换器(DAC)；驱动电路，被配置为从DAC接收信号，并且被配置为基于接收到的信号来控制输出级；电流感测电路，被耦合至该一对半桥中的第一半桥，电流感测电路包括电阻元件、并且被配置为通过以下方式来感测流过负载的负载电流：反射流过第一半桥的第一晶体管的电流，以生成镜像电流，使该镜像电流流过电阻元件，以及基于电阻元件的电压来感测负载电流；以及模拟-数字转换器(ADC)，被耦合至数字核心电路，并且被配置为基于所感测到的负载电流来生成数字信号。
根据实施例，一种方法包括：利用AB类放大器来驱动负载；反射流过AB类放大器的输出级的第一晶体管的电流，以生成镜像电流；使该镜像电流流过电阻元件；以及基于电阻元件的电压来感测流过负载的负载电流。
根据实施例，一种数字输入AB类放大器包括：输出级，该输出级包括被配置为将被耦合至音频扬声器的一对半桥；数字通信接口，被配置为接收音频流；数字核心电路；DAC；驱动电路，被配置为从DAC接收信号，以及被配置为基于接收到的信号来控制输出级；电流感测电路，包括：第二晶体管，具有被耦合至该一对半桥中的第一半桥的输出的控制端子；第三晶体管，具有被耦合至第二晶体管的电流路径的控制端子；第一感测晶体管，具有被耦合至第一半桥的第一晶体管的控制端子的控制端子，并且具有被耦合至第三晶体管的电流路径的电流路径；第一电阻器；第一电流镜，被耦合在第一感测晶体管与第一电阻器之间，该第一电流镜被配置为生成流过第一电阻器的第一镜像电流；第四晶体管，具有被耦合至该一对半桥中的第二半桥的输出的控制端子；第五晶体管，具有被耦合至第四晶体管的电流路径的控制端子；第二感测晶体管，具有被耦合至第二半桥的第六晶体管的控制端子的控制端子，并且具有被耦合至第五晶体管的电流路径的电流路径；第二电阻器；第二电流镜，被耦合在第二感测晶体管与第二电阻器之间，第二电流镜被配置为生成流过第二电阻器的第二镜像电流；以及模拟-数字转换器(ADC)，被耦合至第一电阻器和第二电阻器，该ADC被配置为基于在第一电阻器的第一节点与第二电阻器的第二节点之间的电压差来生成数字信号，其中数字核心电路被配置为基于数字信号来估计音频扬声器的阻抗。
如在图1中示出的，常规的AB类音频功率放大器100通过利用相应的电流感测电阻器110和112监测在输出级102的每个半桥上流动的电流，并且使用电流感测缓冲器108以生成电压Vsense来执行负载电流感测。电压Vsense是与流过扬声器106的电流成比例的电压。归因于低功耗考虑，电流感测电阻器110和112通常非常小(例如，大约几mΩ)。因此，在电流感测电阻器110和112两端所生成的电压也非常小，从而使得难以精确地测量较小的负载电流。
如在图2中所示，对于每个频率，音频扬声器的阻抗可以是不同。例如，音频扬声器的阻抗可以被建模为与电容器并联，然后与电感器串联的电阻器。因此，音频扬声器的阻抗基于扬声器再生的音频信号的频率内容而变化。
音频扬声器的阻抗还会受过程变化的影响。此外，音频扬声器的阻抗可以随时间(例如，归因于老化)以及实时(例如，归因于扬声器的温度变化)发生改变。因此，常规的音频系统倾向于未充分利用音频扬声器(例如，向音频扬声器输送较少的功率)，作为确保音频扬声器在操作期间不被损坏(例如，由音频扬声器的过度位移和/或过热引起的)的方式。
在本实用新型的实施例中，电流感测电路在不使用与输出级的半桥串联的感测电阻器的情况下感测负载电流。避免使用与输出级的半桥串联的感测电阻器有利地允许精确地感测小电流，而不感测在非常小的感测电阻器(例如，电阻低于1mΩ至例如，10mΩ的电阻器)两端的非常小的电压(例如，μV电压至几mV电压)。所感测到的负载电流可以被用于实时估计音频扬声器的阻抗，从而允许优化的音频功率输送和音频质量，同时仍然保护音频扬声器。
图3示出了根据本实用新型的实施例的数字输入AB类音频功率放大器302的示意图。数字输入AB类音频功率放大器302包括数字接口308、数字核心310、数字-模拟转换器(DAC)312、模拟AB类音频功率放大器304、以及负载电流监测电路306。模拟AB类音频功率放大器304包括偏置和驱动电路315以及输出级102。负载电流监测电路306包括电流感测电路318和模拟-数字转换器(ADC)316。
在正常操作期间，数字接口308接收数字音频流并且将音频数据传输至数字核心310。数字核心310接收来自数字接口308的音频数据，处理该音频数据，并且将处理过的音频数据传输至DAC 312。DAC 312接收来自数字核心310的音频数据并且将其转换为驱动偏置和驱动电路314的模拟信号。偏置和驱动电路314驱动输出级102。负载电流监测电路306通过使用电流感测电路318来感测输出电流。负载电流监测电路306使用ADC 316来将所感测到的电流转换为数字形式，并且将其传输至数字核心310。
如在图3中示出的，电流感测电路318在不使用与输出级102的半桥串联的电阻器的情况下感测负载电流。
电流监测电路306能够连续并且实时地监测负载电流。
数字核心310可以出于各种目的使用所感测到的负载电流。例如，在一些实施例中，数字核心310可以基于所感测到的电流来实时估计和监测负载阻抗。例如，在一些实施例中，数字核心310通过以下等式来确定音频扬声器106的阻抗Rload：
Figure BDA0002398732120000071
其中，Iload是电流感测电路318所感测到的电流，并且Vout是音频扬声器106上的电压。在一些实施例中，直接测量电压Vout。在其他实施例中，例如，通过以下等式来估计电压Vout：
Vout＝Vin·G (2)
其中，Vin是输入电压，其可以根据数字输入音频流来确定该输入电压，并且G是增益，该增益是被应用于输入电压Vin的数字或模拟增益并且也是已知的。
可以使用实时负载阻抗信息，例如，作为自动增益控制(AGC)(也被称为自动音量控制(AVC))的输入以针对不同的频率输入信号以调整输出功率并且优化声音质量。
数字核心310还可以使用所感测到的负载电流来限制流过音频扬声器106的最大电流以保护音频扬声器106。例如，在一些实施例中，在检测到高负载电流时(例如，通过将所感测到的电流与阈值相比较)，数字核心310可以(例如，通过数字地调整增益)来减小被馈送至DAC 312的信号的幅度以减小负载电流。在一些实施例中，数字核心310可以在偏置和驱动电路314内或偏置和驱动电路314外使用模拟电路来减小正馈送偏置和驱动电路314的模拟信号的幅度。
在一些实施例中，数字核心310不处理音频数据，而相反，从数字接口308所接收到的相同音频流被发送至DAC 312。在一些实施例中，数字核心310通过滤波，添加延迟，执行数据完整性操作以及其他已知的音频/数据处理技术来处理音频数据。
可以按照本领域中已知的任何方式来实施数字接口308。例如，在一些实施例中，数字接口308包括IC间声音(I2S)接口、集成电路间(I2C)接口、串行外围接口(SPI)和/或任何其他数字接口。
如在图3中示出的，音频流由数字接口308接收(例如，从外部源(诸如，外部控制器、处理器或通信电路))。在一些实施例中，可以在内部生成音频流，例如，从对应的非易失性存储器。其他实施方式也是可能的。
在一些实施例中，数字核心310经由数字接口308将所感测到的负载电流的实时数据和/或音频扬声器106的阻抗的实时数据发送到外部使用者(诸如，外部控制器)。例如，在一些实施例中，外部控制器可以使用I2S通信来读取实时负载电流数据，并且可以使用I2C来读取实时负载阻抗数据。其他实施方式也是可能的。
偏置和驱动电路314被用于驱动输出级102。例如，栅极驱动器可以被用于驱动输出级102的每个半桥的对应的高侧晶体管和低侧晶体管的控制端子。可以以本领域中已知的任何方式来实施偏置和驱动电路314。
数字核心310可以被实施例如为定制逻辑，并且可以包括状态机。在一些实施例中，通用控制器或处理器可以被用于执行数字核心310功能中的一些或全部。
可以以本领域中已知的任何方式来实施DAC 312和ADC 316。例如，ADC 316可以被实施为SAR ADC或sigma-delta ADC。例如，DAC 312可以被实施为delta-sigma DAC或逐次逼近DAC。其他实施方式也是可能的。
在一些实施例中，具有单片半导体衬底的单一集成电路(IC)包括：数字接口308、数字核心310、DAC 312、偏置和驱动电路314、输出级102、电流感测电路318以及ADC 316。在一些实施例中，上述电路中的一些可以被分离地实施。例如，在一些实施例中，DAC312、数字接口310和数字核心310可以被实施在包括电流感测电路318的IC外。其他实施方式也是可能的。
可以以本领域中已知的任何方式来实施输出级102。例如，在一些实施例中，晶体管120和124是p型的功率金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)，并且晶体管122和126是被布置在桥接负载(BTL)结构中的n型的功率MOSFET。
图4示出了根据本实用新型的实施例的负载电流监测电路306的示意图。如在图4中示出的，负载电流监测电路包括电流感测电路318、全差分缓冲器417以及ADC 316。
在正常操作期间，例如，如针对图3描述的，输出级102驱动音频扬声器106。感测晶体管410被用于通过使用晶体管404和408来反射流过功率晶体管122的电流I122以使晶体管410的漏极偏置等于输出端OUTM的电压的电压。由于晶体管410和122的栅极电压相等并且晶体管410和122的漏极电压相等，因此，感测电流I410是电流I122的缩放副本，其中缩放因子是基于晶体管410与晶体管122之间的相对大小。同样地，感测晶体管430被用于通过使用晶体管424和428来反射流过功率晶体管126的电流I126以使晶体管430的漏极偏置等于输出端OUTP的电压的电压，从而产生感测电流I430，该感测电流I430是电路I126的缩放副本。
通过使用电流镜416，感测电流I410被反射为感测电流I414，该电流镜416包括晶体管406和412。感测电流I414流过感测电阻器414，以生成电压VsenseM。同样地，通过使用电流镜436，感测电流I430被反射为感测电流I434，该电流镜436包括晶体管426和432。感测电流I434流过感测电阻器434，以生成电压VsenseP。
全差分缓冲器417接收电压VsenseP和VsenseM并且对它们的DC偏压进行电平移位以与ADC 316的比较器的DC偏压相同，其中ADC316的比较器的DC偏压是基于参考电压Vref_adc。在一些实施例中，全差分缓冲器417产生利用不同于1的增益(例如，2、2.5、5、10或更多，或者0.9、0.75、0.5或更小)所产生的差分电压ΔV。在其他实施例中，全差分缓冲器417产生利用等于1的增益所产生的差分电压ΔV。
ADC 316对差分电压ΔV进行采样并且生成数字输出ADCout，该数字输出ADCout被发送至数字核心310。如在图4中示出的，ADC 316接收参考电压Vref_adc。然后，ADC 316的输出ADCout是差分电压ΔV与参考电压Vref_adc的比较的结果。在一些实施例中，通过使参考电流Iref流过电阻器452来生成参考电压Vref_adc。在一些实施例中，电阻器452与电阻器414和434相匹配。通过使电阻器414、434和452相匹配，补偿了影响电阻器414和434的电阻的过程变化，从而有利地允许过程变化中的精确负载电流感测。
可以以本领域中已知的任何方式来实现电阻器414、434和452之间的匹配。例如，在一些实施例中，以具有交叉指型结构的IC的布局来将电阻器414、434和452设置在彼此旁边。例如，电阻器414、434和452可以被分成以对称的方式利用彼此被插入的若干指状物。
在一些实施例中，参考电流Iref可以被修整以进一步提高电流感测的精确度。修整可以在制造期间执行，并且可以以本领域中已知的方式来执行。
电流源402和422被分别地用于使晶体管404和424偏置。在一些实施例中，电流源402和422各自产生约100μA的电流。可以使用其他电流幅度。
如在图4中示出的，感测电阻器414和434不与功率晶体管120、122、124或126串联。因此，感测电阻器可以具有高于几mΩ的电阻，而不会影响输出级102的功耗或输出电压。例如，在一些实施例中，感测电阻器414和434具有在50Ω与150Ω之间或者约100Ω的电阻。还可以使用其他电阻值(例如，高于150Ω或低于50Ω)，诸如例如，10Ω或者更低。
在一些实施例中，晶体管122和410以及晶体管126和430相匹配，使得电流I410追踪电流I122，并且电流I126追踪电流I430。图5示出了根据本实用新型的实施例的晶体管122和410的布局图500。可以以相似的方式来实施晶体管126和430。
如在图5中示出的，晶体管122被设置在半导体衬底502中，并且被分成两个部分122A和122B(例如，为相同的大小)。感测晶体管410也被分成两个部分410A和410B(例如，为相同的大小)。晶体管410的两个部分被设置在晶体管122的两个部分之间。例如，当晶体管122和410将被暴露于基本上相同的温度时，通过在晶体管122的两个部分之间设置晶体管410，有利地实现了晶体管122与晶体管410之间的良好匹配。将晶体管122和410设置得非常接近(诸如在图5中示出的)，还有利地允许过程变化的最小影响(即，任何过程变化都将以相似的方式影响两个晶体管)。
通过实现晶体管122与晶体管410之间以及晶体管126与晶体管430之间的良好匹配，有利地允许电流I410和I430精确地追踪电流I122和I126。
一些实施例的优点包括：提高对小负载电流和大负载电流的实时电流感测的精确度。所感测到的电流可以被用于扬声器保护和提高声音质量，这些特性在诸如汽车声音系统的应用中是期望的。
在一些实施例中，负载电流监测电路可配置为针对多于一个电流范围执行电流测量。例如，图6示出了根据本实用新型的实施例的负载电流监测电路606的示意图。负载电流监测电路606以与负载电流监测电路306相似的方式操作。然而，负载电流监测电路606包括电流镜624、626、644和646，该电流镜624、626、644和646可以被配置为修改电流镜像比。例如，晶体管616、622、636和642可以被禁用或被激活以修改电流镜像比。例如，在一些实施例中，通过分别地将晶体管616、622、636和642的栅极与晶体管614、620、634和640的栅极连接，晶体管616、622、636和642被启用。在这种实施例中，通过将晶体管616和636的栅极连接至GND，晶体管616和636可以被禁用，以及通过将晶体管616和636的栅极连接至PVDD，晶体管622和642可以被禁用。应该理解，晶体管616、622、636和642可以彼此独立地被启用或被禁用。
可以通过一个或多个控制信号来控制电流测量的范围的修改(例如通过启用或禁用晶体管616、622、636和642)。这种一个或多个控制信号可以例如从数字接口308接收。在一些实施例中，这种控制信号可以由数字核心310生成。例如，在一些实施例中，可以最初选择第一范围(例如，2A)。在检测到所感测到的电流超过或接近超过2A时，控制信号启用/禁用晶体管616、622、636和642中的一个或多个以将测量范围改变为第二范围(例如，4A)。
修改电流镜像比有利地允许优化针对特定范围的电流感测的精确度。例如，在一些实施例中，可以选择电流镜像比，使得负载电流监测电路606在1A、2A、4A或8A范围内操作。通过选择所优化的范围(例如，当最大预期负载电流为2A时，选择2A)，优化了动态范围以及整体的信噪比(SNR)。
此处总结了本实用新型的示例实施例。还可以根据本文所提出的整个说明书和权利要求书来理解其他实施例。
示例1。一种AB类放大器，包括：输出级，该输出级包括被配置为将被耦合至负载的一对半桥；以及被耦合至该一对半桥中的第一半桥的电流感测电路，该电流感测电路包括电阻元件、并且被配置为通过以下方式来感测流过负载的负载电流：反射流过第一半桥的第一晶体管的电流，以生成镜像电流，使该镜像电流流过电阻元件，以及基于电阻元件的电压来感测负载电流。
示例2。根据示例1的AB类放大器，其中电流感测电路还包括：具有被耦合至第一半桥的输出的控制端子的第二晶体管；具有被耦合至第二晶体管的电流路径的控制端子的第三晶体管；具有被耦合至第一晶体管的控制端子的控制端子并且具有被耦合至第三晶体管的电流路径的电流路径的感测晶体管；以及被耦合在感测晶体管与电阻元件之间电流镜，该电流镜被配置为生成镜像电流。
示例3。根据示例1或2中任一项的AB类放大器，其中第一晶体管和感测晶体管是相匹配的晶体管。
示例4。根据示例1至3中任一项的AB类放大器，其中第一晶体管具有被设置在半导体衬底中的第一部分和第二部分，以及其中感测晶体管被设置在第一部分与第二部分之间。
示例5。根据示例1至4中任一项的AB类放大器，其中第一部分与第一晶体管的第一半部对应，并且第二部分与第一晶体管的第二半部对应。
示例6。根据示例1至5中任一项的AB类放大器，其中电流镜包括：被配置为基于控制信号来调整电流镜的镜像比的电流镜晶体管。
示例7。根据示例1至6中任一项的AB类放大器，其中电流感测电路还包括：被耦合在感测晶体管与电流镜之间的第二电流镜，该第二电流镜包括被配置为基于第二控制信号来调整第二电流镜的镜像比的第二电流镜晶体管。
示例8。根据示例1至7中任一项的AB类放大器，还包括：被配置为基于电阻元件的电压来生成数字信号的模拟-数字转换器(ADC)。
示例9。根据示例1至8中任一项的AB类放大器，还包括：参考电阻器；以及被配置为将参考电流注入到参考电阻器中，以生成参考电压的参考电流源，其中ADC被配置为接收参考电压，其中电阻元件包括第一电阻器，以及其中第一电阻器和参考电阻器是相匹配的电阻器。
示例10。根据示例1至9中任一项的AB类放大器，还包括：被耦合在电阻元件与ADC之间的全差分缓冲器，其中ADC被配置为接收参考电压，以及其中全差分缓冲器被配置为对电阻元件的电压进行电平移位，以具有基本上等于ADC中的比较器的DC偏压的DC偏压，以及其中ADC中的比较器的DC偏压是基于参考电压。
示例11。根据示例1至10中任一项的AB类放大器，还包括：被配置为从ADC接收数字信号、并且被配置为基于数字信号来计算负载阻抗的数字核心电路。
示例12。根据示例1至11中任一项的AB类放大器，还包括：被配置为从ADC接收数字信号、并且被配置为基于数字信号来限制负载电流的数字核心电路。
示例13。根据示例1至12中任一项的AB类放大器，还包括负载，其中负载是耦合该一对半桥的音频扬声器。
示例14。根据示例1至13的AB类放大器，其中第一晶体管是该一对半桥的低侧晶体管。
示例15。根据示例1至14中任一项的AB类放大器，其中电阻元件包括：具有电阻为10Ω或更高的电阻器。
示例16。一种数字输入AB类放大器，包括：输出级，该输出级包括被配置为将被耦合至负载的一对半桥；被配置为接收数据流的数字通信接口；数字核心电路；数字-模拟转换器(DAC)；被配置为从DAC接收信号、并且被配置为基于接收到的信号来控制输出级的驱动电路；被耦合至该一对半桥中的第一半桥的电流感测电路，该电流感测电路包括电阻元件、并且被配置为通过以下方式来感测流过负载的负载电流：反射流过第一半桥的第一晶体管的电流，以生成镜像电流，使该镜像电流流过电阻元件，以及基于电阻元件的电压来感测负载电流；以及被耦合至数字核心电路，并且被配置为基于所感测到的负载电流来生成数字信号的模拟-数字转换器(ADC)。
示例17。根据示例16的数字输入AB类放大器，其中数字核心电路被配置为从ADC接收实时负载电流数据。
示例18。根据示例16或17中任一项的数字输入AB类放大器，其中数字核心电路被进一步配置为经由数字通信接口来将实时负载电流数据发送给外部使用者。
示例19。根据示例16至18中任一项的数字输入AB类放大器，其中数字核心电路被进一步配置为基于实时负载电流数据来计算负载的负载阻抗。
示例20。根据示例16至19中任一项的数字输入AB类放大器，其中数字核心电路被进一步配置为经由数字通信接口来发送负载阻抗。
示例21。根据示例16至20中任一项的数字输入AB类放大器，其中数字核心电路被进一步配置为基于实时负载电流数据来限制负载电流。
示例22。根据示例16至21中任一项的数字输入AB类放大器，其中电流感测电路还包括：具有被耦合至第一半桥的输出的控制端子的第二晶体管；具有被耦合至第二晶体管的电流路径的控制端子的第三晶体管；具有被耦合至第一晶体管的控制端子的控制端子并且具有被耦合至第三晶体管的电流路径的电流路径的感测晶体管；以及被耦合在感测晶体管与电阻元件之间的电流镜，该电流镜被配置为生成镜像电流。
示例23。根据示例16至22中任一项的数字输入AB类放大器，其中数字通信接口包括IC间声音(I2S)接口，其中数据流包括音频流，以及其中I2S接口被配置为接收数据流。
示例24。一种方法，包括：利用AB类放大器来驱动负载；反射流过AB类放大器的输出级的第一晶体管的电流，以生成镜像电流；使该镜像电流流过电阻元件；以及基于电阻元件的电压来感测流过负载的负载电流。
示例25。根据示例24的方法，其中负载是音频扬声器。
示例26。根据示例24或25中任一项的方法，其中第一晶体管是输出级的低侧晶体管。
示例27。根据示例24至26中任一项的方法，其中电阻元件包括具有电阻至少为10Ω的电阻器。
示例28。根据示例24至27中任一项的方法，其中第一晶体管是功率金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)。
示例29。一种数字输入AB类放大器，包括：输出级，该输出级包括被配置为将被耦合至音频扬声器的一对半桥；被配置为接收音频流的数字通信接口；数字核心电路；数字-模拟转换器(DAC)；被配置为从DAC接收信号、并且被配置为基于接收到的信号来控制输出级的驱动电路；电流感测电路，包括：具有被耦合至该一对半桥中的第一半桥的输出的控制端子的第二晶体管；具有被耦合至第二晶体管的电流路径的控制端子的第三晶体管；具有被耦合至第一半桥的第一晶体管的控制端子的控制端子并且具有被耦合至第三晶体管的电流路径的电流路径的第一感测晶体管；第一电阻器；被耦合在第一感测晶体管与第一电阻器之间的第一电流镜，该第一电流镜被配置为生成流过第一电阻器的第一镜像电流；具有被耦合至该一对半桥中的第二半桥的输出的控制端子的第四晶体管；具有被耦合至第四晶体管的电流路径的控制端子的第五晶体管；具有被耦合至第二半桥的第六晶体管的控制端子的控制端子并且具有被耦合至第五晶体管的电流路径的电流路径的第二感测晶体管；第二电阻器；被耦合在第二感测晶体管与第二电阻器之间的第二电流镜，该第二电流镜被配置为生成流过第二电阻器的第二镜像电流；以及被耦合至第一电阻器和第二电阻器的模拟-数字转换器(ADC)，ADC被配置为基于第一电阻器的第一节点与第二电阻器的第二节点之间的电压差来生成数字信号，其中数字核心电路被配置为基于数字信号来估计音频扬声器的阻抗。
虽然已经参照说明性实施例描述了本实用新型，但是该描述不旨在以限制意义来解释。当参考本说明书时，说明性实施例以及本实用新型的其他实施例的各种修改和组合对于本领域的技术人员而言将是显而易见的。因此，随附权利要求旨在涵盖任何这种修改或者实施例。

Claims (24)

1.一种AB类放大器，其特征在于，包括：
输出级，所述输出级包括被配置为将被耦合至负载的一对半桥；以及
电流感测电路，被耦合至所述一对半桥中的第一半桥，所述电流感测电路包括电阻元件、并且被配置为通过以下方式来感测流过所述负载的负载电流：
反射流过所述第一半桥的第一晶体管的电流，以生成镜像电流，
使所述镜像电流流过所述电阻元件，以及
基于所述电阻元件的电压来感测所述负载电流。
2.根据权利要求1所述的AB类放大器，其特征在于，所述电流感测电路还包括：
第二晶体管，具有被耦合至所述第一半桥的输出的控制端子；
第三晶体管，具有被耦合至所述第二晶体管的电流路径的控制端子；
感测晶体管，具有被耦合至所述第一晶体管的控制端子的控制端子，并且具有被耦合至所述第三晶体管的电流路径的电流路径；以及
电流镜，被耦合在所述感测晶体管与所述电阻元件之间，所述电流镜被配置为生成所述镜像电流。
3.根据权利要求2所述的AB类放大器，其特征在于，所述第一晶体管和所述感测晶体管是相匹配的晶体管。
4.根据权利要求3所述的AB类放大器，其特征在于，所述第一晶体管具有被设置在半导体衬底中的第一部分和第二部分，以及其中所述感测晶体管被设置在所述第一部分与所述第二部分之间。
5.根据权利要求4所述的AB类放大器，其特征在于，所述第一部分与所述第一晶体管的第一半部对应，并且所述第二部分与所述第一晶体管的第二半部对应。
6.根据权利要求2所述的AB类放大器，其特征在于，所述电流镜包括：被配置为基于控制信号来调整所述电流镜的镜像比的电流镜晶体管。
7.根据权利要求6所述的AB类放大器，其特征在于，所述电流感测电路还包括：
第二电流镜，被耦合在所述感测晶体管与所述电流镜之间，所述第二电流镜包括被配置为基于第二控制信号来调整所述第二电流镜的镜像比的第二电流镜晶体管。
8.根据权利要求1所述的AB类放大器，其特征在于，还包括：模拟-数字转换器ADC，被配置为基于所述电阻元件的所述电压来生成数字信号。
9.根据权利要求8所述的AB类放大器，其特征在于，还包括：
参考电阻器；以及
参考电流源，被配置为将参考电流注入到所述参考电阻器中以生成参考电压，其中所述ADC被配置为接收所述参考电压，其中所述电阻元件包括第一电阻器，以及其中所述第一电阻器和所述参考电阻器是相匹配的电阻器。
10.根据权利要求8所述的AB类放大器，其特征在于，还包括：全差分缓冲器，被耦合在所述电阻元件与所述ADC之间，其中所述ADC被配置为接收参考电压，以及其中所述全差分缓冲器被配置为对所述电阻元件的所述电压进行电平移位，以具有基本等于所述ADC中的比较器的DC偏压的DC偏压，以及其中所述ADC中的比较器的所述DC偏压是基于所述参考电压。
11.根据权利要求8所述的AB类放大器，其特征在于，还包括：数字核心电路，被配置为从所述ADC接收所述数字信号，并且被配置为基于所述数字信号来计算负载阻抗。
12.根据权利要求8所述的AB类放大器，其特征在于，还包括：数字核心电路，被配置为从所述ADC接收所述数字信号，并且被配置为基于所述数字信号来限制所述负载电流。
13.根据权利要求1所述的AB类放大器，其特征在于，还包括所述负载，其中所述负载是耦合所述一对半桥的音频扬声器。
14.根据权利要求1所述的AB类放大器，其特征在于，所述第一晶体管是所述一对半桥的低侧晶体管。
15.根据权利要求1所述的AB类放大器，其特征在于，所述电阻元件包括：具有10Ω或更高电阻的电阻器。
16.一种数字输入AB类放大器，其特征在于，包括：
输出级，所述输出级包括被配置为将被耦合至负载的一对半桥；
数字通信接口，被配置为接收数据流；
数字核心电路；
数字-模拟转换器DAC；
驱动电路，被配置为从所述DAC接收信号，并且被配置为基于所述接收到的信号来控制所述输出级；
电流感测电路，被耦合至所述一对半桥中的第一半桥，所述电流感测电路包括电阻元件、并且被配置为通过以下方式来感测流过所述负载的负载电流：
反射流过所述第一半桥的第一晶体管的电流，以生成镜像电流，
使所述镜像电流流过所述电阻元件，以及
基于所述电阻元件的电压来感测所述负载电流；以及
模拟-数字转换器ADC，被耦合至所述数字核心电路，并且被配置为基于所感测到的所述负载电流来生成数字信号。
17.根据权利要求16所述的数字输入AB类放大器，其特征在于，所述数字核心电路被配置为从所述ADC接收实时负载电流数据。
18.根据权利要求17所述的数字输入AB类放大器，其特征在于，所述数字核心电路被进一步配置为经由所述数字通信接口来将所述实时负载电流数据发送至外部使用者。
19.根据权利要求17所述的数字输入AB类放大器，其特征在于，所述数字核心电路被进一步配置为基于所述实时负载电流数据来计算所述负载的负载阻抗。
20.根据权利要求19所述的数字输入AB类放大器，其特征在于，所述数字核心电路被进一步配置为经由所述数字通信接口来发送所述负载阻抗。
21.根据权利要求17所述的数字输入AB类放大器，其特征在于，所述数字核心电路被进一步配置为基于所述实时负载电流数据来限制所述负载电流。
22.根据权利要求16所述的数字输入AB类放大器，其特征在于，所述电流感测电路还包括：
第二晶体管，具有被耦合至所述第一半桥的输出的控制端子；
第三晶体管，具有被耦合至所述第二晶体管的电流路径的控制端子；
感测晶体管，具有被耦合至所述第一晶体管的控制端子的控制端子，并且具有被耦合至所述第三晶体管的电流路径的电流路径；以及
电流镜，被耦合在所述感测晶体管与所述电阻元件之间，所述电流镜被配置为生成所述镜像电流。
23.根据权利要求16所述的数字输入AB类放大器，其特征在于，所述数字通信接口包括IC间声音I2S接口，其中所述数据流包括音频流，以及其中所述I2S接口被配置为接收所述数据流。
24.一种数字输入AB类放大器，其特征在于，包括：
输出级，所述输出级包括被配置为将被耦合至音频扬声器的一对半桥；
数字通信接口，被配置为接收音频流；
数字核心电路；
数字-模拟转换器DAC；
驱动电路，被配置为从所述DAC接收信号，并且被配置为基于所述接收到的信号来控制所述输出级；
电流感测电路，包括：
第二晶体管，具有被耦合至所述一对半桥中的第一半桥的输出的控制端子；
第三晶体管，具有被耦合至所述第二晶体管的电流路径的控制端子；
第一感测晶体管，具有被耦合至所述第一半桥的第一晶体管的控制端子的控制端子，并且具有被耦合至所述第三晶体管的电流路径的电流路径；
第一电阻器；
第一电流镜，被耦合在所述第一感测晶体管与所述第一电阻器之间，所述第一电流镜被配置为生成流过所述第一电阻器的第一镜像电流；
第四晶体管，具有被耦合至所述一对半桥中的第二半桥的输出的控制端子；
第五晶体管，具有被耦合至所述第四晶体管的电流路径的控制端子；
第二感测晶体管，具有被耦合至所述第二半桥的第六晶体管的控制端子的控制端子，并且具有被耦合至所述第五晶体管的电流路径的电流路径；
第二电阻器；
第二电流镜，被耦合在所述第二感测晶体管与所述第二电阻器之间，所述第二电流镜被配置为生成流过所述第二电阻器的第二镜像电流；以及
模拟-数字转换器ADC，被耦合至所述第一电阻器和所述第二电阻器，所述ADC被配置为基于所述第一电阻器的第一节点与所述第二电阻器的第二节点之间的电压差来生成数字信号，其中所述数字核心电路被配置为基于所述数字信号来估计所述音频扬声器的阻抗。
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