JP7335090B2 - 高性能オーディオアンプの安定化 - Google Patents

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Description

本開示は、1つ以上の実施形態によれば、一般にオーディオアンプに関し、より詳細には例えば、高性能オーディオアンプ内での信号安定性の改善に関する。
ラップトップコンピュータ、コンピュータタブレット、MP3プレーヤーおよびスマートフォンなどの多くの現代の機器は内部ヘッドフォンアンプを利用したヘッドフォン接続性を提供する。ヘッドフォンアンプは、ヘッドフォン実装における変動に基づいて負荷インピーダンスが劇的に変化し得るため、安定化が難しいことが知られている。例えば、ヘッドフォンインピーダンスは、ヘッドフォンモデルまたはヘッドフォン製造者によって、非常に容量性であることから、非常に誘導性、またはほぼ抵抗性であることに変動する可能性がある。現代の機器の小型化と、そのような小型化によって引き起こされる熱放散における制約により、現行のヘッドフォンアンプにおいて性能を維持するための現行の解決策は常に実用的であるとは限らない。したがって、ヘッドフォンアンプなどのアンプを組み込んだ現代の機器において高性能を維持するために、アンプの安定性とノイズ性能を改善するニーズが継続して存在する。
本開示は、外部スピーカ接続性を組み込んだオーディオアンプを含む現代の機器などの現代の機器で使用されるアンプの安定性を改善する、当技術分野におけるニーズに対処するシステムおよび方法を提供する。本開示の範囲は、本セクションに参照により組み込まれる請求項によって定義される。本開示のさらに完全な理解ならびにその付加的な利点の実現は、以下の、1つ以上の実施形態の詳細な説明を考慮することによって、当業者に利用可能となろう。添付の図面のシートを参照し、先ずそれらを簡潔に説明する。
本開示の態様と、それらの利点は、以下の図面とそれに続く詳細な説明を参照すればより良く理解されよう。類似した参照符号は、図面のうち1つ以上で示される類似した要素を識別するために用いられ、その提示は本開示の実施形態を例証するためであって、本開示の実施形態を限定するためではないことを理解されたい。図面内の構成要素は必ずしも一定の縮尺ではなく、代わりに、本開示の原理を明確に示すために強調が行われている。
本開示の一実施形態によるハイファイ安定オーディオアンプの代表的模式図である。 本開示の実施形態による入力オーディオアンプ回路の代表的模式図である。 本開示の実施形態による入力オーディオアンプ回路の代表的模式図である。 本開示の実施形態による入力オーディオアンプ回路の代表的模式図である。 本開示の実施形態によるプログラマブル入力トランスコンダクタンス回路の代表的模式図である。 本開示の実施形態によるプログラマブル入力トランスコンダクタンス回路の代表的模式図である。 本開示の実施形態によるハイファイ安定オーディオ増幅の方法を示すフローチャートである。
本開示は、外部スピーカ機能性を組み込んだ現代の機器において高性能を維持するためにオーディオアンプの安全性を改善するという当技術分野におけるニーズに対処するシステムおよび方法を提供する。一実施形態において、本開示のオーディオアンプは、オーディオ入力信号を受信して、増幅オーディオ信号をスピーカに供給するように構成された2つ以上の増幅段を含む。一部の実施形態において、スピーカは、ヘッドフォンまたはその他のタイプのポータブルオーディオ機器内で実装されてよい。本明細書に記載の回路系および技法は、改善された安定性と低ノイズが望まれる種々のアンプ実装に適用可能であり得ることを理解されたい。
図1は、本開示の一実施形態によるハイファイ安定オーディオアンプ100の代表的模式図を示す。一部の実施形態において、図1のハイファイ安定オーディオアンプ100は、オーディオコーデック回路の一部を形成する。様々な実施形態において、ハイファイ安定オーディオアンプ100は、オーディオアンプ回路105と、振幅検出回路112と、アンプ切替回路114と負荷切替回路116を含む。ハイファイ安定オーディオアンプ100はオーディオ入力信号102を受信し、オーディオ入力信号102を処理して、ヘッドフォン、モバイル電話、ラップトップコンピュータ、タブレット、オーディオ/ビデオシステム、またはその他の同様な機器で実施され得る複合インピーダンススピーカ負荷135を駆動するための増幅オーディオ出力信号を提供する。様々な実施形態において、複合インピーダンススピーカ負荷135は容量素子135Aと、誘導素子135Bと抵抗素子135Cを含む。本明細書で述べるように、タイプ、製造者および/またはモデルによって、複合インピーダンススピーカ負荷135は、高容量性、高誘導性および/または高抵抗性であり得る。エンドユーザは、小入力信号設定でのノイズを最も気にするが、それはノイズがユーザの聞く楽しみにこのレベルで最も大きく影響するからである。この関連で、本明細書で述べるように、多くの現代の機器で使用されている従来型オーディオアンプが、低電力消費を依然として維持しながら、特に小信号レベルでの複合インピーダンススピーカ負荷135の負荷変動にわたり低ノイズレベルおよび信号安定性などの高オーディオ性能を提供するのは困難である。
示された実施形態において、オーディオアンプ回路105は、第1段アンプ105Aと、第2段アンプ105Bと、第3段アンプ105Cを含む3段のアンプ段を備える。様々な実施形態において、入力オーディオ段アンプ105A(本明細書では第1アンプ段とも呼ばれる)は、入力トランスコンダクタンスを選択的に設定するための回路系106(例えば、複数のトランスコンダクタンス段)を含む可変トランスコンダクタンスアンプである。動作時に、ハイファイ安定オーディオアンプ100のコンポーネントはオーディオ入力信号102を検出して、第1アンプ段105Aの入力トランスコンダクタンスと、オーディオアンプ回路105の出力に結合された安定抵抗器110を検出に基づいて調節する。この関連で、ダイナミックオーディオアンプ構成は、アンプの安定性と電力消費低減を維持するために、変動するオーディオ入力信号102の振幅に応動する。例えば、オーディオアンプ回路105を高入力トランスコンダクタンスに調節するとノイズを大幅に低減する。しかしながら、高入力トランスコンダクタンスは信号安定性に影響する可能性があるため、そのような影響を低減するために、安定抵抗器110がアンプ回路105の出力に結合されている。ノイズがユーザに最も気付かれやすい小信号モード動作中に、高入力トランスコンダクタンスと安定抵抗器110は低ノイズと安定性をもたらす。小信号モード動作中は安定抵抗器を通る電流が低いため、電力消費は減少される。
さらに、大信号モードで動作する場合、オーディオアンプ回路105入力のトランスコンダクタンスは低減される可能性があり、安定抵抗器110はオーディオアンプ回路105から切り離されてよい。例えば、大信号モードで動作する間、ノイズはユーザによってより気付かれにくく、入力トランスコンダクタンスは低減され得る。さらに、大信号モード動作ではアンプ回路105がより安定化され得るため、安定抵抗器110はオーディオアンプ105の出力から切り離されてよく、安定抵抗器110を切り離すことによって電力消費が低減され得る。この関連で、ハイファイ安定オーディオアンプ100は、ダイナミックレンジ要求が全高調波歪にノイズを加算したもの(THD+N)より高い任意のアンプで実施されてよい。一部の実施形態において、ハイファイ安定オーディオアンプ100は、約120~130dBの範囲の仕様のダイナミックレンジと、約100~105dBの範囲の仕様のTHD+Nで実施される。
一実施形態において、入力オーディオアンプ段105Aは、選択的に調節可能な入力トランスコンダクタンスを備えたプログラマブル入力トランスコンダクタンスアンプである。一部の実施形態において、入力トランスコンダクタンスはアンプ切替回路114によって調節可能であり得る。例えば、入力オーディオアンプ段105Aは、第1動作モードで高入力トランスコンダクタンスを提供し、第2動作モードでより低い入力トランスコンダクタンスを提供するためにアンプ切替回路114によって調節可能であり得る。一部の実施形態において、第1動作モードは小信号モードであってよく、第2動作モードは大信号モードであってよい。別の実施形態では、入力オーディオアンプ段105Aは、アンプ切替回路114に応答してトランスコンダクタンスを調節するように動作可能な他のアンプ回路構成を含んでよい。
図示のように、オーディオ入力信号102はオーディオ入力信号の差動対を備えてよく、入力オーディオアンプ段105Aは、オーディオ入力信号の差動対を、プラス(+)とマイナス(-)の入力端子で受信して、オーディオアンプ回路105A内を通過するにつれて差動対オーディオ入力信号を処理する(例えば増幅する等)ように構成される。回路系106を選択的に切り替えることによって、ハイファイ安定オーディオアンプ100は、オーディオアンプ回路105の動作の信号モード(例えば、大信号モードまたは小信号モード)に基づいて修正されることが可能な可変入力トランスコンダクタンスを提供する。オーディオアンプ回路105は、シングルエンド入力信号、差動カレントソース信号および/または差動電圧ソース信号などの種々のタイプの入力信号を受信してよく、そのような信号を、差動オーディオ入力信号102に関して本明細書に記載したのと同様な方式で処理してよいことを理解されたい。
振幅検出回路112は入力オーディオアンプ段105Aの入力端子+および-に結合されて、オーディオ入力信号の差動対102を振幅検出回路112の第1入力端子で受信してよい。振幅検出回路112はまた、信号モード閾値118を第2の入力端子で受信する。一部の実施形態において、振幅検出回路112は入力信号102の振幅レベルを信号モード閾値118と比較して振幅検出出力信号122を提供する比較器として実施される。振幅検出出力信号122は、2進ハイ状態と2進ロー状態をアンプ切替回路114および負荷切替回路116に提供する。
一部の実施形態において、信号モード閾値118は小信号モード閾値および大信号モード閾値として実施される。一部の実施形態において、大信号モード閾値はマイナス55dBに調節されてよく、小信号モード閾値はマイナス100dBに調節されてよい。この関連で、約マイナス100dBの入力信号102の振幅レベルが小信号モード信号として検出され、振幅検出回路112は2進ロー状態(例えば、小信号モード検出信号)を提供する。代替的に、約マイナス55dBの入力信号102の振幅レベルが大信号モード信号として検出され、振幅検出回路112は2進ハイ状態(例えば、大信号モード検出信号)を提供する。信号モード閾値118は他の実施形態では他の値に設定され得ることを理解されたい。一部の実施形態において、振幅検出回路112は、入力信号102の振幅レベルが信号モード閾値118以下であった場合に振幅検出出力信号122に所定期間の遅延を付加するように構成された時間遅延回路112Aを含む。一部の実施形態において、時間遅延回路112Aはカウンタとして実施される。様々な実施形態において、時間遅延は約100ミリ秒であるが、他の実施形態では、例えば50~100ミリ秒等の他の時間遅延も可能である。
アンプ切替回路114は振幅検出出力信号122に結合され、入力オーディオアンプ段105Aの入力トランスコンダクタンスを振幅検出出力信号122に基づいて適応的に調節するように構成されている。この関連で、アンプ切替回路114は、入力信号102の振幅レベルが小信号モード入力信号として検出された場合に入力オーディオアンプ段105A内の入力トランスコンダクタンスを増加させてよい。一部の実施形態において、アンプ切替回路114は、入力信号102の振幅レベルが大信号モード入力信号として検出された場合に入力オーディオアンプ段105Aの入力トランスコンダクタンスを減少させてよい。この関連で、ハイファイ安定オーディオアンプ100は、オーディオアンプ回路105の信号モード(例えば、大信号モードまたは小信号モード)動作に基づいて調節されることができる可変入力トランスコンダクタンスを提供する。
負荷切替回路116は振幅検出出力信号122に結合され、オーディオアンプ回路105の出力に結合された安定抵抗器110を適応的に調節するように構成されている。例えば、負荷切替回路116は、入力信号102の振幅レベルが大信号モード信号として検出された場合にオーディオアンプ回路105の出力から安定抵抗器110を切り離すように構成される。安定抵抗器110は、スイッチ116Aおよび116Bを開くことによってオーディオアンプ回路105の出力から切り離される。スイッチ116Aは安定抵抗器110の第1の端部に接続されたワイパエンドと、オーディオアンプ回路105の正出力端子と複合インピーダンススピーカ負荷135の第1端部に結合されたターミナルエンドを含む。スイッチ116Bは、安定抵抗器110の第2の端部に接続されたワイパエンドと、オーディオアンプ回路105の負出力端子と複合インピーダンススピーカ負荷135の第2端部に結合されたターミナルエンドを含む。この関連で、安定抵抗器110は、入力信号102の振幅レベルが大信号モード信号であった場合に安定抵抗器110を通る電流を減少させるために切り離されて、ハイファイ安定オーディオアンプ100の電力消費と熱放散を低減する。
さらに、負荷切替回路116は、入力信号102の振幅レベルが小信号モード信号として検出された場合にオーディオアンプ105に安定抵抗器110を結合するように構成される。この関連で、安定抵抗器110は、電力消費を有意に増加させずにハイファイ安定オーディオアンプ100の安定性を維持するために、入力信号102の振幅レベルが小信号モード信号である期間中に結合されてもよい。重要なことに、時間遅延回路112Aは、望ましくない高電流消費を回避するために、入力信号102の振幅レベルが小信号モード信号であり続けることを確実にするために時間遅延を付加するように構成される。一部の実施形態において、安定抵抗器110は100オーム安定抵抗器110である。しかしながら、他の実施形態において安定抵抗器110は他の値であってよい。
図2A~Cは、本開示の実施形態による様々な入力オーディオアンプ回路の代表的模式図を示す。この関連で、図2Aに示すように、入力オーディオアンプ回路は、差動電圧入力オーディオアンプ回路205として実施されてよい。デジタル-アナログコンバータ(DAC)206は、差動電圧信号207Aおよび207Bをそれぞれ、非反転(+)および反転(-)入力端子で提供する。この実施形態において、入力オーディオアンプ回路205は、DAC206からの差動出力電圧を処理するための差動アンプとして構成される。
図2Bは、入力オーディオアンプ回路210が、カレントソース212Aおよび212Bから差動電流信号211Aおよび211Bをそれぞれ非反転(+)および反転(-)入力端子で受信するように構成され得ることを示している。この実施形態において、入力オーディオアンプ回路210は、差動電流信号211Aおよび211Bを処理する差動アンプとして構成される。図2Cは、入力オーディオアンプがシングルエンドオーディオアンプ回路215として実施され得ることを示している。DAC216は、電圧信号216Aを非反転(+)端子で供給する。反転(-)入力端子での電圧信号216Bは、抵抗器217を介して接地に接続されている。この実施形態において、入力オーディオアンプ回路215は、DAC216からのシングルエンド出力電圧信号216Aおよび216Bを処理するシングルエンドアンプとして構成される。
図3A~Bは、本開示の実施形態によるプログラマブル入力トランスコンダクタンス回路の代表的模式図を示す。図3Aに示すように、プログラマブル入力トランスコンダクタンス回路305はカレントソース306A~Cで構成されてよい。この関連で、カレントソース306Aは、スイッチ307A~Cを用いて切り替えられてよく、プログラマブル入力トランスコンダクタンスはトランジスタ30A~Cによって制御されてよい。ミラープログラマブル入力トランスコンダクタンス回路305は、スイッチ307D~Fおよびトランジスタ308D~Fによって制御されるカレントソース306Bを用いて実施されてよい。図3Bは、別のプログラマブル入力トランスコンダクタンス回路310を示す。この関連で、カレントソース311Aはトランジスタ312Aによって制御され、スイッチ313A~Cはそれぞれカレントソース314A~Cに接続する。プログラマブル入力トランスコンダクタンス回路310は、カレントソース311Bと、トランジスタ312Bと、入力トランスコンダクタンスのプログラム可能性を制御するスイッチ313A~Cも含む。それに関して、一部の実施形態において、プログラマブル入力トランスコンダクタンス回路305および310は、オーディオアンプ回路105の入力オーディオアンプ段105A内の入力トランスコンダクタンスを制御するために電流と物理的サイズを変動させてよい。
図4は、本開示の一実施形態によるハイファイ安定オーディオ増幅のための方法400を示すフローチャートである。方法400は、入力信号102の振幅レベルを検出する(ステップ410)操作と、その振幅レベルを、大信号モード信号および小信号モード信号向けの信号モード閾値118と比較する(ステップ420)操作を含む。ステップ410と420の操作は、例えば振幅検出回路112によって実行されてよい。方法400はさらに、オーディオアンプ回路105の入力トランスコンダクタンスを調節するために、オーディオアンプ回路105の入力オーディオアンプ段105Aの入力トランスコンダクタンスを、大信号モードおよび小信号モード閾値118に入力信号102の振幅レベルを比較することに基づいて調節する(ステップ430)操作を含んでよい。方法400はさらに、アンプの安定性を維持してハイファイ安定オーディオアンプ100内の電力消費と熱放散を低減するために、比較に基づいて安定抵抗器110を結合する操作(ステップ440)を含んでよい。
該当する場合、本開示によって提供される種々の実施形態は、ハードウェア、ソフトウェア、またはハードウェアとソフトウェアの組み合わせを用いて実施されてよい。さらに、該当する場合、本明細書に記載の種々のハードウェアコンポーネントおよび/またはソフトウェアコンポーネントは、本開示の趣旨から逸脱せずに、ソフトウェア、ハードウェアおよび/またはそれら両方を備えた複合コンポーネントに統合されてもよい。該当する場合、本明細書に記載の種々のハードウェアコンポーネントおよび/またはソフトウェアコンポーネントは、本開示の範囲から逸脱せずに、ソフトウェア、ハードウェアおよび/またはそれら両方を備えたサブコンポーネントに分割されてもよい。さらに、該当する場合、ソフトウェアコンポーネントがハードウェアコンポーネントとして実施され得る、およびハードウェアコンポーネントがソフトウェアコンポーネントとして実施され得ることが想定される。
プログラムコードおよび/またはデータなどの、本開示によるソフトウェアは、1つ以上のコンピュータ可読媒体に記憶されてよい。本明細書で特定されたソフトウェアは、ネットワーク化されたおよび/または他様式の、1つ以上の汎用または特定目的コンピュータおよび/またはコンピュータシステムを用いて実施され得ることも想定される。該当する場合、本明細書に記載の種々のステップの順序は変更されても、複合ステップに統合されても、および/またはサブステップに分離されて本明細書に記載の特徴を提供してもよい。
以上の開示は本開示を、開示された厳密な形式または特定の使用分野に限定する意図はない。そのため、本明細書に明示的に記載されたにせよ暗示されたにせよ、本開示への種々の別の実施形態および/または変更が、本開示に照らして可能であることが想定される。以上、本開示について述べたが、当業者ならば、本開示の範囲から逸脱せずに形式および詳細に変更がなされ得ることを認識するであろう。したがって、本開示は請求項によってのみ限定される。
100 ハイファイ安定オーディオアンプ
105 オーディオアンプ回路
112 振幅検出回路
114 アンプ切替回路
116 負荷切替回路
135 複合インピーダンススピーカ負荷

Claims (20)

  1. 複数のアンプ段と、前記複数のアンプ段の出力に選択的に結合された安定抵抗器と、を備えたオーディオアンプ回路の入力でオーディオ入力信号を受信することを含み、前記複数のアンプ段のうち少なくとも1つは可変入力トランスコンダクタンスを有し、
    前記オーディオアンプ回路が、
    複数のアンプ段のうち少なくとも1つが第1の入力トランスコンダクタンスに設定されて安定抵抗器が複数のアンプ段の出力に結合される第1動作モードと、
    複数のアンプ段のうち少なくとも1つが前記第1の入力トランスコンダクタンスより低い第2の入力トランスコンダクタンスに設定されて、前記安定抵抗器が複数のアンプ段の出力から切り離される第2動作モードと、を含む少なくとも2つの動作モードを有し、
    さらに、前記オーディオ入力信号に関連する振幅レベルを検出し、
    前記振幅レベルに対応する少なくとも2つの動作モードのうち1つを決定し、
    前記アンプ段のうち少なくとも1つの入力トランスコンダクタンスを適応的に調節して、前記安定抵抗器を、前記決定された少なくとも2つの動作モードのうち1つに基づいて選択的に結合することを含む方法。
  2. 前記第1動作モードが小信号モードを含み、前記第2動作モードが大信号モードを含む、請求項1に記載の方法。
  3. 前記少なくとも2つの動作モードのうち1つを決定することがさらに、小信号モード閾値と大信号モード閾値のうち1つを含む1つの信号モード閾値を選択することを含む、請求項2に記載の方法。
  4. 前記少なくとも2つの動作モードのうち1つを決定することがさらに、
    前記オーディオ入力信号を前記信号モード閾値と比較し、
    前記比較に基づいて信号モード検出信号を供給することを含み、前記信号モード検出信号は、小信号モード検出信号と大信号モード検出信号のうち1つを含む、請求項3に記載の方法。
  5. 前記供給することが、前記小信号モード検出信号を所定期間にわたり確認することを含む、請求項4に記載の方法。
  6. 前記期間が約100ミリ秒である、請求項5に記載の方法。
  7. 前記安定抵抗器は100オーム安定抵抗器を備え、適応的に調節することが、前記小信号モードでは前記100オーム安定抵抗器を前記複数のアンプ段の出力に結合し、前記大信号モードでは前記100オーム安定抵抗器を前記複数のアンプ段の出力から切り離すことを含む、請求項2に記載の方法。
  8. 前記複数のアンプ段は、前記オーディオ入力信号を受信する第1アンプ段を備えた3段のアンプ段を備え、前記適応的に調節することは、前記第1アンプ段用に可変入力トランスコンダクタンスを調節することを含む、請求項1に記載の方法。
  9. 前記オーディオアンプ回路はヘッドフォンアンプを備えている請求項1に記載の方法。
  10. 前記オーディオアンプ回路の出力に結合されて、前記オーディオ入力信号に関連する増幅オーディオ信号を受信するように構成されたスピーカをさらに備えた請求項1に記載の方法。
  11. 複数のアンプ段と、前記複数のアンプ段の出力に選択的に結合された安定抵抗器と、を備えたオーディオアンプ回路を備え、前記複数のアンプ段のうち少なくとも1つは可変入力トランスコンダクタンスを有し、前記オーディオアンプ回路は、オーディオ入力信号を受信して、
    複数のアンプ段のうち少なくとも1つにおける第1の入力トランスコンダクタンスを有し、前記安定抵抗器が前記アンプ段の出力に結合される第1動作モードと、
    前記複数のアンプ段のうち少なくとも1つにおける第2の入力トランスコンダクタンスを有し、前記第2の入力トランスコンダクタンスが前記第1の入力トランスコンダクタンスより低く、前記安定抵抗器が前記複数のアンプ段の出力から切り離される第2動作モードと、を含む少なくとも2つの動作モードに従ってオーディオ入力信号を増幅するように動作可能であり、
    さらに、前記オーディオアンプ回路に結合されて、前記オーディオ入力信号を受信して前記オーディオ入力信号を信号モード閾値と比較して信号モード検出信号を供給するように動作可能な振幅検出回路と、
    前記振幅検出回路に結合されて、前記信号モード検出信号を受信して前記複数のアンプ段のうち少なくとも1つの可変入力トランスコンダクタンスを調節するように動作可能なアンプ切替回路と、
    前記振幅検出回路に結合されて、前記安定抵抗器を前記複数のアンプ段の出力に選択的に結合し選択的に切り離すように動作可能な負荷切替回路と、を備えたシステム。
  12. 前記第1動作モードが小信号モードを含み、前記第2動作モードが大信号モードを含む請求項11に記載のシステム。
  13. 振幅検出回路はさらに、小信号モード閾値と大信号モード閾値のうち1つを含む1つの信号モード閾値を選択するように動作可能である、請求項12に記載のシステム。
  14. 前記振幅検出回路はさらに、前記オーディオ入力信号を前記信号モード閾値比較して号モード検出信号を供給するように動作可能な比較器を備え、前記信号モード検出信号は小信号モード検出信号と大信号モード検出信号のうち1つを含む請求項11に記載のシステム。

  15. 前記振幅検出回路がさらに、前記小信号モード検出信号の供給を或る遅延期間にわたり遅延させるように動作可能な遅延回路を備え、前記小信号モード検出信号は、前記信号モード検出信号が前記遅延期間中に変化のない状態を保った場合に供給される、請求項14に記載のシステム。
  16. 前記遅延期間は約100ミリ秒である請求項15に記載のシステム。
  17. 前記安定抵抗器は100オーム安定抵抗器を備え、前記負荷切替回路は、前記小信号モードでは前記100オーム安定抵抗器を前記複数のアンプ段の出力に結合し、前記大信号モードでは前記100オーム安定抵抗器を前記複数のアンプ段の出力から切り離すように動作可能である、請求項12に記載のシステム。
  18. 前記複数のアンプ段は3段のアンプ段を備え、前記アンプ切替回路は、第1のアンプ段の可変入力トランスコンダクタンスを調節して、第1モード向けのより高い入力トランスコンダクタンスと、第2モード向けのより低い入力トランスコンダクタンスを提供するように動作可能である、請求項11に記載のシステム。
  19. 前記オーディオアンプ回路はヘッドフォンアンプを備えている請求項11に記載のシステム。
  20. 前記オーディオアンプ回路の出力に結合されて、前記オーディオ入力信号に関連する増幅オーディオ信号を受信するように動作可能なスピーカをさらに備えた請求項11に記載のシステム。

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Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10657089B2 (en) 2018-07-30 2020-05-19 Texas Instruments Incorporated Embedded universal serial bus 2 repeater
US11386036B2 (en) * 2018-08-06 2022-07-12 Texas Instruments Incorporated Embedded universal serial bus 2 repeater
US10762016B2 (en) 2018-08-30 2020-09-01 Texas Instruments Incorporated Embedded universal serial bus 2 repeater
GB2588246B (en) * 2019-10-07 2022-11-16 Cirrus Logic Int Semiconductor Ltd Amplifier circuitry
CN111885462B (zh) * 2020-07-17 2022-08-05 上海艾为电子技术股份有限公司 音频功放电路及其功放模式控制方法、电子设备
CN113490102A (zh) * 2021-07-15 2021-10-08 恒玄科技(北京)有限公司 一种无线耳机及其通信方法
CN113825067A (zh) * 2021-09-27 2021-12-21 恒玄科技(上海)股份有限公司 音频功放驱动电路、电路控制方法及装置

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3295440B2 (ja) * 1991-09-10 2002-06-24 パイオニア株式会社 オーディオ装置における信号処理回路
GB9300669D0 (en) * 1993-01-14 1993-03-03 Marshall Amplification Plc Audio amplifier
US7196577B2 (en) * 2003-10-14 2007-03-27 Analog Devices, Inc. Amplifier with capacitor selection
US8284971B2 (en) * 2008-11-21 2012-10-09 Envoy Medical Corporation Logarithmic compression systems and methods for hearing amplification
CN102655619A (zh) * 2012-03-28 2012-09-05 广州惠威电器有限公司 扬声器低频限幅控制系统
US9203350B2 (en) * 2013-05-20 2015-12-01 Analog Devices Global Transconductance circuit and a current digital to analog converter using such transconductance circuits
US9054648B1 (en) * 2013-12-10 2015-06-09 Montage Technology (Shanghai) Co., Ltd. Wideband active balun LNA topology with narrow-band filtering and noise cancelling

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