[发明专利]用于耳机的数模转换器和放大器

说明书

一种用于耳机的放大器，包括：电流数模转换器(DAC)，被配置为输出基于数字音频输入信号的电流；输出，电连接到扬声器并且被配置为将输出信号输出到扬声器；以及脉宽调制(PWM)环路，被配置为接收误差信号，以及基于该误差信号生成输出信号，该误差信号基于来自电流DAC的电流和输出信号的电流之间的差。PWM环路包括：模数转换器(ADC)，被配置为接收基于来自电流DAC的电流的模拟信号以及输出表示该模拟信号的数字信号；以及编码器，被配置为接收数字信号以及输出具有基于模拟信号的宽度的脉冲。

技术领域

本公开涉及与耳机中使用的放大器相关的系统和方法，并且具体地，涉及具有脉宽调制(pulse width modulation，PWM)环路的开关放大器。

背景技术

耳机通常包括具有较低功耗的放大器，诸如AB类放大器，其提供效率和线性度。耳机中不总是优选AB类放大器，有时会使用D类或开关放大器。然而，D类放大器通常不能满足AB类放大器所满足的音频性能要求。

D类放大器或开关放大器通过由调制器生成幅度固定但宽度和间隔变化、或每单位时间的数量变化的多个脉冲来工作，该多个脉冲表示模拟音频输入信号的幅度变化。传统上，调制器将模拟电压与特定波形(通常是三角波形)进行比较，以决定数字信号的脉冲应该有的宽度。调制器的输出随后用于交替地导通(gate on)和截止(gate off)输出晶体管，以用作耳机扬声器的信号。低通滤波器可用于为音频信号的低频提供路径，以输出到耳机的扬声器，而留下高频脉冲。

本公开的实施例解决了现有技术的这些和其他缺点。

附图说明

从参考附图对实施例的以下描述中，本公开的实施例的方面、特征和优点将变得显而易见，其中：

图1是根据本公开实施例的放大器的框图。

图2是图1的脉冲密度调制数模转换器和数字动态元件匹配设备的示例框图。

图3是图1的电流数模转换器的示例框图。

图4是图1的环路滤波器的示例电路图。

图5是图1的逐次逼近寄存器模数转换器的示例电路图。

图6是用于由图1的编码器基于图5的逐次逼近寄存器模数转换的输出来生成脉冲的示例时序图。

图7是图1的驱动器的一部分的示例电路。

具体实施方式

本文公开了使用D类或开关放大器将数字音频数据转换成扬声器信号的放大器，其可用在例如耳机中。该放大器包括：电流数模转换器(digital-to-analog converter，DAC)，被配置为输出基于数字音频输入信号的电流；输出，电连接到扬声器并且被配置为将输出信号输出到扬声器，以及脉宽调制(pulse width modulation，PWM)环路，被配置为接收误差信号，以及基于该误差信号生成输出信号，其中该误差信号基于来自电流DAC的电流和输出信号的电流之间的差。不是使用处理模拟形式的数据的传统技术，而是，该PWM环路使用模数转换器(analog-to-digital converter，ADC)和编码器来处理数字形式的数据，其中该模数转换器(ADC)被配置为接收基于来自电流DAC的电流的模拟信号以及输出表示该模拟信号的数字信号，以及该编码器被配置为接收数字信号以及输出具有基于模拟信号的宽度的脉冲。

图1是根据本公开的实施例的、可以用在耳机中的放大器100的框图。在一些实施例中，放大器100可以包括可以提供较低的功率来操作并为耳机扬声器提供有效的驱动信号的D类或开关放大器。放大器100可以接收与媒体内容相关的数字信号，以及将该数字信号转换成模拟信号以输出到耳机扬声器。