[发明专利]用于检测音频放大器的负载状态的诊断电路、对应的音频系统、集成电路和方法

说明书

描述了用于检测音频放大器的负载状态的诊断电路、对应的音频系统、集成电路和方法。音频放大器(20)包括用于连接至至少一个扬声器(30)的两个输出端。具体地，诊断电路(40)包括第一电路(402)、第二电路(404)和第三电路(406)。第一电路(402)被配置为生成指示经由两个输出端提供的信号(AAS)是否包括音频信号的第一信号(TV)。第二电路(404)被配置为检测指示经由两个输出端提供的输出电流(Iout)的第一测量信号，并且将第一测量信号与至少一个阈值比较以生成指示输出电流(Iout)是具有低电流振幅轮廓还是高电流振幅轮廓的第二信号(LS)。第三电路(406)被配置为根据第一信号(TV)和第二信号(LS)生成诊断信号(DIAG)。例如，当第一信号(TV)指示经由两个输出端提供的信号(AAS)包括音频信号且第二信号(LS)指示低电流振幅轮廓时，诊断信号(DIAG)可指示开路负载条件。

技术领域

本发明的实施例涉及用于确定音频系统中的负载状态的技术。

背景技术

图1示出了典型的音频系统。在所示示例中，该系统包括音频信号发生器10(诸如无线电、CD或MP3播放器)，其生成模拟音频信号AS以发送至至少一个扬声器30。

在所示示例中，音频放大器20夹置在音频信号发生器10和扬声器30之间，其被配置为通过放大由音频信号发生器10提供的模拟信号音频AS来生成放大音频信号AAS。

例如，图2示出了所谓的D类音频放大器20的可能实现方式。

具体地，在所示示例中，音频放大器20包括波形发生器202，其生成周期性三角波信号TS，其通常具有250kHz和2.5MHz之间的频率。三角波信号TS与音频信号AS一起被发送至比较器204，其将音频信号AS与三角波信号TS进行比较，从而生成方波信号DS，方波信号的占空比根据音频信号AS的振幅而变化。

然后，方波信号DS被放大级206(其通常包括两个电开关)放大，从而生成放大方波信号ADS。最后，放大方波信号ADS被发送至低通或带通滤波器208，滤波器208从放大方波信号ADS中至少去除高频频谱，从而生成与原始音频信号AS成比例的放大音频信号AAS。这种D类放大器的操作对于本领域技术人员来说是公知的，这里省略更加详细的描述。

基本上，D类放大器基于以下事实：放大器20的开关频率显著大于通常的音频带(20Hz和20kHz之间)，从而可利用滤波器级208来过滤高开关频率，从而重新构建原始音频信号AS的轮廓。

在数字音频数据的情况下，信号发生器10可以包括用于生成信号AS的模数转换器或者信号发生器10可以直接提供数字信号DS。

在任何情况下，基本类似的低通或带通滤波器208被设置在大多数音频放大器电路中和/或还可以集成到扬声器30内。

因此，一般来说，音频信号可以如图3所示进行模拟。

在所示示例中，该系统包括：一般的信号发生器，诸如电压源VS；滤波器级208，被配置为过滤由信号发生器提供的信号；以及扬声器30，再生由滤波器级208提供的信号。因此，一般来说，滤波器级208包括用于接收由信号发生器Vs提供的信号的两个输入端以及用于提供滤波信号Vout的两个输出端。

例如，在所示示例中，滤波器208是LC滤波器。具体地，在所示示例中，第一输入端经由电感器L连接至第一输出端，并且第二输入端和第二输出端被短路并代表地GND。最后，电容器C与输出并联连接，即在输出端之间。

为了服务和/或安全的原因，音频信号通常设置有被配置为检测负载(即，扬声器30)的连接状态的诊断系统。例如，优选地，诊断系统应该能够检测扬声器30是否损伤，例如短路或断路。例如，音频放大器20的输出端之间的短路可以引起大电流流动，这会过热和/或损伤音频放大器20。