[发明专利]具有预失真的音频放大器

说明书

本申请涉及音频放大器电路系统(100)。放大器模块(103)位于输入(101)和输出(102)之间的信号路径中。检测模块(106)被配置成检测在使用时电耦合到所述输出的负载(104)的特性。失真设置控制器(107)被设置用于基于检测到的所述负载的特性来选择多个存储的失真设置{p_i}中的一个失真设置；以及预失真模块(105)被配置成在所述放大器模块之前将第一传递函数施加到所述信号路径中的信号。所述第一传递函数是基于选择的失真设置且对于存储的失真设置中的至少一个失真设置，对应的第一传递函数包括一个非线性失真函数。

本申请涉及用于放大信号的方法和装置，尤其涉及音频放大器，特别涉及可以用来驱动不同类型的负载的放大器。

多种电子设备具有用于将音频信号驱动到音频负载(例如扬声器)的音频驱动器(即放大器)电路系统，并且设备常常具有用于将音频信号输出到外部设备的连接器，例如以插头(plug)和插孔(socket)的形式。外部设备可以是外围设备，诸如具有(例如位于耳机(earphone)或耳塞(earbud)等中的)相对小的扬声器的头戴式送受话器(headset)。这样的头戴式送受话器扬声器通常会具有相对低的阻抗，比方说几欧姆的量级左右。然而，常常额外地期望相同的音频驱动器电路系统可以被用来驱动连接时阻抗较高的扬声器，比方说几百欧姆的量级左右。还期望的是，相同的音频驱动器电路系统能够经由音频连接器驱动几千欧姆的量级或更大量级的线路负载，例如当音频连接器被连接到合适的音频系统时，该音频连接器例如可以是插接布置的一部分。因此，音频驱动器电路系统应能够驱动不同类型的负载。

为了高品质的声音再现，音频信号的失真，尤其是THD(总谐波失真)和互调失真，应是低的。多种因素可能促使驱动负载的放大器电路中失真。通常，该失真对于较低的阻抗负载是最差的。放大器可以被设计成通过增加输出级静态电流——这通常要求较大的输出设备和较高的电流预驱动器级——来维持到低阻抗负载中的足够低的失真。还可以通过将放大器电路系统设计成具有多个放大器级以试图通过高开环放大器增益抑制输出失真来管理失真。然而，这些方法通常增加放大器电路系统的功率消耗和该电路系统的尺寸和复杂性，因此增加该电路系统的成本。

对于许多电子设备，例如尤其是对于功率需求影响电池寿命的电池供电设备，设备的部件的功率效率可能是一个关注点。较高的功率消耗还可能具有相关联的冷却要求。部件的尺寸和成本也是这样的应用的关注点。

因此，根据本发明提供了音频放大器电路系统，包括：

一个放大器模块，位于输入和输出之间的信号路径中；

一个检测模块，用于检测在使用时电耦合到所述输出的负载的特性；

一个失真设置控制器，用于基于检测到的所述负载的特性来选择多个存储的失真设置中的一个失真设置；以及

一个预失真模块，被配置成在所述放大器模块之前将第一传递函数施加到所述信号路径中的信号，其中所述第一传递函数是基于选择的失真设置；

其中对于存储的失真设置中的至少一个失真设置，对应的第一传递函数包括一个非线性失真函数。

所述第一传递函数可以是基于一个多项式函数，且存储的失真设置中的每个失真设置可以包括针对所述多项式函数的一个或多个失真系数的集合。每个失真设置可以包括表征一个特定的负载特性的失真系数的集合。在一些实施方案中，至少一些失真系数可以具有一个相关联的相位延迟分量并且所述预失真模块可以被配置成在由相应的相位延迟分量指示的相应的延迟处施加对应于每个失真系数的失真分量。

对于存储的失真设置中的一个失真设置，对应的第一传递函数可以对应于大体上无失真。对于存储的失真设置中的多个失真设置，对应的第一传递函数可以包括一个非线性失真函数，其中不同的失真设置对应于不同的非线性失真函数。

在一些实施方案中，所述音频放大器电路系统还可以包括一个存储模块，用于存储所述多个失真设置。所述存储模块可以包括一个查找表。