[发明专利]用动态范围增强来减少音频系统中的音频伪迹的系统及方法

说明书

根据本公开的实施例，控制电路可被配置为响应于信号路径的增益模式之间的切换指示，该信号路径具有模拟信号路径部分和数字信号路径部分，在第一模拟增益和第二模拟增益之间切换模拟信号路径部分的可选模拟增益，在第一数字增益和第二数字增益之间切换数字信号路径部分的可选数字增益，其中第一模拟增益和第一数字增益的乘积约等于第二模拟增益和第二数字增益的乘积，并控制信号路径的模拟响应以减少由于信号路径的增益模式之间切换而导致存在输出信号中的音频伪迹的出现。

相关申请交叉引用

本公开主张2014年9月11日提交的美国非临时专利申请号14/483,659的优先权，其全部内容以引用方式并入本文中。

技术领域

本公开大体上涉及音频设备电路，包括但不限于个人音频设备，诸如无线电话和媒体播放器，更具体地，涉及用于增强音频设备中的音频信号路径的动态范围的系统及方法，同时减少当在动态范围增强模式之间切换时音频伪迹的存在。

背景技术

个人音频设备，包括无线电话，诸如移动电话/蜂窝电话、无绳电话、mp3播放器以及其他消费类音频设备得到广泛使用。这种个人音频设备可包括电路系统，用于驱动一对耳机或一个或更多个扬声器。这种电路系统通常包括功率放大器，用于驱动音频输出信号至耳机或扬声器。

可能影响其适销性及市场吸引力的个人音频设备的一个特性是，其音频输出信号的动态范围。简单地说，动态范围是音频输出信号的最大值和最小值之比。增大动态范围的一个方法是对功率放大器施加高增益。然而，存在于音频输出信号中的噪声可能通常是放大器A1的增益的单调递增函数，使得由于高增益放大器而导致的任何增大的动态范围可能被可以有效地遮蔽较低强度音频信号的信号噪声抵消。

2013年11月19日提交的名称为“音频信号路径的动态范围的增强”并转让给本公开的申请人(Cirrus Logic,Inc.)的美国专利申请号14/083,972(“’972申请”)公开了用于增强音频信号路径的动态范围的方法及系统。在’972申请中，一种用于提供输出信号给音频换能器的装置包括模拟信号路径部分、数字-模拟转换器(DAC)和控制电路。模拟信号路径部分具有用于接收模拟信号的音频输入、用于提供输出信号的音频输出以及可选模拟增益，且可被配置为基于模拟信号并和可选模拟增益一致地生成输出信号。DAC具有可选数字增益，且可被配置为和可选数字增益一致地将数字音频输入信号转换为模拟信号。控制电路可被配置为基于表示输出信号的信号的幅度，根据一个或更多个增益模式来选择可选模拟增益和选择可选数字增益，且可选择可选模拟增益和选择可选数字增益以便通过整个信号路径保持恒定增益，而与适用增益模式无关。

在’972申请的动态范围增强架构以及类似架构中，DAC可具有时延或群延迟和/或还可对可选数字增益施加瞬态响应，使得当在可选数字增益的两个电平之间瞬时切换时，可选数字增益有效地施加于模拟输入信号。在未对这种时延和瞬变过程进行校正的情况下，在输出信号中可能存在毛刺，这可能使收听者能感知到音频伪迹。

发明内容

根据本公开的教导，可以减少或消除与保持音频信号路径的高动态范围的现有方法相关的一个或更多个缺点和问题。

根据本公开的实施例，一种用于提供输出信号给音频换能器的装置可包括信号路径和控制电路。信号路径可包括模拟信号路径部分和数字信号路径部分。模拟信号路径部分可具有用于接收模拟输入信号的音频输入、用于提供输出信号的音频输出以及可选模拟增益，且可被配置为基于模拟输入信号并和可选模拟增益一致地生成输出信号。数字信号路径部分可具有可选数字增益，且可被配置为和可选数字增益一致地将数字音频输入信号转换为模拟输入信号。控制电路可被配置为响应于信号路径的增益模式之间的切换指示，在第一模拟增益和第二模拟增益之间切换可选模拟增益，在第一数字增益和第二数字增益之间切换可选数字增益，其中第一模拟增益和第一数字增益的乘积约等于第二模拟增益和第二数字增益的乘积，并控制信号路径的模拟响应以减少由于信号路径的增益模式之间切换而导致存在输出信号中的音频伪迹的出现。