本公開(kāi)涉及揚(yáng)聲器驅(qū)動(dòng)器和/或用于驅(qū)動(dòng)揚(yáng)聲器的智能放大器。特別地，但不是必需的，本公開(kāi)涉及用于測(cè)試和/或表征揚(yáng)聲器的性能的方法和裝置。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

根據(jù)本公開(kāi)的第一方面，提供了揚(yáng)聲器驅(qū)動(dòng)器，該揚(yáng)聲器驅(qū)動(dòng)器包括放大器，該放大器包括放大器輸出端和放大器輸入端，其中放大器被配置成：在放大器輸入端處接收測(cè)試信號(hào)，其中測(cè)試信號(hào)包括一連串多個(gè)等效測(cè)試塊；以及在放大器輸出端為揚(yáng)聲器提供測(cè)量信令，該測(cè)量信令包括一連串多個(gè)測(cè)量塊，其中測(cè)量塊中的每個(gè)測(cè)量塊與用于多個(gè)測(cè)試塊中的一個(gè)測(cè)試塊的放大器的輸出對(duì)應(yīng)；輸出電流傳感器，該輸出電流傳感器被配置成：對(duì)測(cè)量信令的電流電平進(jìn)行測(cè)量，并且提供感測(cè)信令作為輸出，其中感測(cè)信令包括多個(gè)感測(cè)塊，其中多個(gè)感測(cè)塊中的每個(gè)感測(cè)塊對(duì)應(yīng)于測(cè)量信令的多個(gè)測(cè)量塊中的一個(gè)測(cè)量塊；以及處理器，該處理器被配置成：(a)組合多個(gè)感測(cè)塊以提供時(shí)間平均塊；并且確定時(shí)間平均塊的頻譜以提供時(shí)間平均頻譜塊；或者(b)確定多個(gè)感測(cè)塊中的每個(gè)感測(cè)塊的頻譜以提供多個(gè)頻譜感測(cè)塊；以及組合多個(gè)頻譜感測(cè)塊以提供時(shí)間平均頻譜塊。

在一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例中，放大器可以是D類放大器。

在一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例中，多個(gè)測(cè)試塊中的每個(gè)測(cè)試塊可以是時(shí)間的周期函數(shù)的一部分。

在一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例中，多個(gè)測(cè)試塊中的每個(gè)測(cè)試塊可以由時(shí)間的周期函數(shù)的整數(shù)個(gè)周期組成。

在一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例中，整數(shù)可以是質(zhì)數(shù)。

在一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例中，處理器可以被配置成執(zhí)行快速傅里葉變換以便確定頻譜。

在一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例中，揚(yáng)聲器驅(qū)動(dòng)器還可以包括信號(hào)發(fā)生器，該信號(hào)發(fā)生器被配置成將測(cè)試信號(hào)提供給放大器輸入端。

在一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例中，放大器可以包括放大器輸出級(jí)，并且其中放大器輸出級(jí)可以包括一個(gè)或多個(gè)輸出級(jí)FET；以及輸出電流傳感器包括測(cè)量端，該測(cè)量端可以選擇性地可連接到放大器輸出級(jí)，使得輸出電流傳感器可以被配置成測(cè)量流過(guò)輸出級(jí)FET的電流的電流電平。

在一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例中，測(cè)量端可以被配置成當(dāng)輸出級(jí)FET導(dǎo)通時(shí)連接到放大器輸出級(jí)，并且當(dāng)相關(guān)聯(lián)的輸出級(jí)FET沒(méi)有導(dǎo)通時(shí)從放大器輸出級(jí)斷開(kāi)。

在一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例中，放大器輸出端可以耦接到第一輸出端和第二輸出端，并且放大器可以包括：正電壓端和負(fù)電壓端，第一高側(cè)開(kāi)關(guān)，該第一高側(cè)開(kāi)關(guān)耦接在正電壓端和第一輸出端之間；第二高側(cè)開(kāi)關(guān)，該第二高側(cè)開(kāi)關(guān)耦接在正電壓端和第二輸出端之間；第一低側(cè)開(kāi)關(guān)，該第一低側(cè)開(kāi)關(guān)耦接在負(fù)電壓端和第二輸出端之間；以及第二低側(cè)開(kāi)關(guān)，該第二低側(cè)開(kāi)關(guān)耦接在負(fù)電壓端和第一輸出端之間；其中第一高側(cè)開(kāi)關(guān)、第一低側(cè)開(kāi)關(guān)、第二高側(cè)開(kāi)關(guān)和第二低側(cè)開(kāi)關(guān)可以被配置成提供：通過(guò)第一高側(cè)開(kāi)關(guān)和第一低側(cè)開(kāi)關(guān)在正電壓端和負(fù)電壓端之間的第一傳導(dǎo)通路；或者通過(guò)第二高側(cè)開(kāi)關(guān)和第二低側(cè)開(kāi)關(guān)在正電壓端和負(fù)電壓端之間的第二傳導(dǎo)通路；并且其中：當(dāng)提供第一傳導(dǎo)通路時(shí)，輸出電流傳感器可以被配置成測(cè)量在第二輸出端和負(fù)電壓端之間流動(dòng)的電流；以及

當(dāng)提供第二傳導(dǎo)通路時(shí)，輸出電流傳感器可以被配置成測(cè)量在第一輸出端和負(fù)電壓端之間流動(dòng)的電流。

在一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例中，第一低側(cè)開(kāi)關(guān)可以包括第一分段場(chǎng)效應(yīng)晶體管，并且第二低側(cè)開(kāi)關(guān)可以包括第二分段場(chǎng)效應(yīng)晶體管，其中：當(dāng)提供第一傳導(dǎo)通路時(shí)，僅第一分段場(chǎng)效應(yīng)晶體管的分段的子集可以被配置成導(dǎo)通；以及當(dāng)提供第二傳導(dǎo)通路時(shí)，僅第二分段場(chǎng)效應(yīng)晶體管的分段的子集可以被配置成導(dǎo)通。

在一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例中，揚(yáng)聲器驅(qū)動(dòng)器還可以包括：低通濾波器，該低通濾波器連接到放大器輸出端；以及選擇器開(kāi)關(guān)，該選擇器開(kāi)關(guān)被配置成選擇性地將ADC連接到輸出電流傳感器或低通濾波器中的任一者；其中當(dāng)?shù)屯V波器被連接到ADC時(shí)，ADC可以被配置成將ADC表征輸出電壓信號(hào)的數(shù)字化電壓表示提供給處理器，并且處理器可以被配置成基于(i)ADC表征輸出電壓信號(hào)的數(shù)字化電壓表示與(ii)供應(yīng)到放大器以生成ADC表征輸出電壓信號(hào)的ADC表征輸入信號(hào)之間的差值而確定ADC失真頻譜。

在一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例中，處理器被配置成基于ADC失真頻譜確定時(shí)間平均頻譜塊。

在一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例中，可以提供電子設(shè)備或集成電路，該電子設(shè)備或集成電路包括本公開(kāi)的揚(yáng)聲器驅(qū)動(dòng)器。

根據(jù)本公開(kāi)的另外的方面，提供測(cè)試揚(yáng)聲器的方法，包括：

在放大器的放大器輸入端接收測(cè)試信號(hào)，其中測(cè)試信號(hào)包括一連串多個(gè)等效測(cè)試塊；以及

在放大器的放大器輸出端為揚(yáng)聲器提供測(cè)量信令，該測(cè)量信令包括一連串多個(gè)測(cè)量塊，其中測(cè)量塊中的每個(gè)測(cè)量塊與用于多個(gè)測(cè)試塊中的一個(gè)測(cè)試塊的放大器的輸出對(duì)應(yīng)；

用輸出電流傳感器對(duì)測(cè)量信令的電流電平進(jìn)行測(cè)量；

提供感測(cè)信令作為輸出電流傳感器的輸出，其中感測(cè)信令包括多個(gè)感測(cè)塊，其中多個(gè)感測(cè)塊中的每個(gè)感測(cè)塊對(duì)應(yīng)于測(cè)量信令的多個(gè)測(cè)量塊中的一個(gè)測(cè)量塊；以及：

(a)組合多個(gè)感測(cè)塊以提供時(shí)間平均塊；以及

確定時(shí)間平均塊的頻譜以提供時(shí)間平均頻譜塊；或者

(b)確定多個(gè)感測(cè)塊中的每個(gè)感測(cè)塊的頻譜以提供多個(gè)頻譜感測(cè)塊；以及

組合多個(gè)頻譜感測(cè)塊以提供時(shí)間平均頻譜塊。

在一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例中，方法還可以包括確定頻譜是否滿足與揚(yáng)聲器相關(guān)聯(lián)的預(yù)先確定的頻譜規(guī)則。

雖然本公開(kāi)容許各種修改和可替換的形式，但其細(xì)節(jié)已經(jīng)以舉例的方式在附圖中示出且將詳細(xì)地描述。然而，應(yīng)當(dāng)理解，超出所描述的特定實(shí)施例的其它實(shí)施例也是可能的。也涵蓋落在所附權(quán)利要求書(shū)的精神和范圍內(nèi)的所有修改、等效物和可替換的實(shí)施例。

上面的論述不旨在表示在當(dāng)前或?qū)?lái)權(quán)利要求集的范圍內(nèi)的每個(gè)例子實(shí)施例或每個(gè)實(shí)施方案。下文的附圖和具體實(shí)施方式還舉例說(shuō)明了各種例子實(shí)施例?？紤]結(jié)合附圖的以下具體實(shí)施方式可以更全面地理解各種例子實(shí)施例。

附圖說(shuō)明

現(xiàn)將僅以舉例的方式參考附圖描述一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例，在附圖中：

圖1示出智能揚(yáng)聲器驅(qū)動(dòng)器的例子實(shí)施例；

圖2示出根據(jù)用于由智能揚(yáng)聲器驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)的揚(yáng)聲器的頻率的阻抗的所測(cè)量值的例子；

圖3示出在用于由智能揚(yáng)聲器驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)的具有不規(guī)則缺陷的揚(yáng)聲器的頻域中的電流的所測(cè)量值的例子；

圖4示出類似于圖3但具有降低的信噪比的電流的所測(cè)量值的例子；

圖5示出類似于圖4但具有由增加的測(cè)量時(shí)間提供的提高的信噪比的電流的所測(cè)量值的例子；

圖6示出類似于圖4但具有由根據(jù)本公開(kāi)的實(shí)施例的時(shí)間平均方法提供的提高的信噪比的電流的所測(cè)量值的例子；

圖7a示出智能揚(yáng)聲器驅(qū)動(dòng)器的一部分的例子實(shí)施例；

圖7b示出智能揚(yáng)聲器驅(qū)動(dòng)器的一部分的例子實(shí)施例；

圖8示出提供關(guān)于電流感測(cè)模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)的非線性響應(yīng)的信息的頻域中電流的所測(cè)量值的例子；

圖9示出被配置成表征電流感測(cè)ADC的非線性響應(yīng)的智能揚(yáng)聲器驅(qū)動(dòng)器的一部分的例子實(shí)施例的示意圖；

圖10示出可與智能揚(yáng)聲器驅(qū)動(dòng)器一起使用以表征電流感測(cè)ADC的非線性響應(yīng)的低通濾波器的例子；以及

圖11示出描繪為方法步驟的流程圖的測(cè)試揚(yáng)聲器的方法的例子實(shí)施例。

具體實(shí)施方式

音頻信號(hào)的獲取和再現(xiàn)在電子電路的第一應(yīng)用中?，F(xiàn)如今，音頻電子設(shè)備是普遍存在的，并且可以在電視機(jī)和hifi立體聲音響、汽車音頻系統(tǒng)且最近在蜂窩電話和許多其它便攜式應(yīng)用中發(fā)現(xiàn)音頻電子設(shè)備。以集成電路的形式提供這些電子設(shè)備中的絕大多數(shù)。

所謂的智能揚(yáng)聲器驅(qū)動(dòng)器可以用于移動(dòng)電話中，以通過(guò)更智能地驅(qū)動(dòng)設(shè)備的揚(yáng)聲器來(lái)提高設(shè)備的音頻性能。在以下的公開(kāi)中，術(shù)語(yǔ)“揚(yáng)聲器”和“擴(kuò)音器”可以互換使用，并且應(yīng)該被解釋為同義術(shù)語(yǔ)。

智能揚(yáng)聲器驅(qū)動(dòng)器可以增大來(lái)自揚(yáng)聲器的聲學(xué)輸出，同時(shí)確保揚(yáng)聲器不被損壞。這可以通過(guò)預(yù)測(cè)揚(yáng)聲器的薄膜偏移和使用揚(yáng)聲器模型估計(jì)音圈溫度來(lái)實(shí)現(xiàn)。該薄膜偏移與聲壓級(jí)(SPL)直接有關(guān)。通過(guò)將電流的實(shí)時(shí)測(cè)量結(jié)果反饋到揚(yáng)聲器中，可以減小揚(yáng)聲器模型和現(xiàn)實(shí)世界性能之間的差異。

在一些例子中，對(duì)智能揚(yáng)聲器驅(qū)動(dòng)器極為重要的部件是驅(qū)動(dòng)實(shí)際揚(yáng)聲器的高效D類放大器。放大器本身可以由數(shù)字脈寬調(diào)制器(digital pulsewidth modulator，PWM)經(jīng)由數(shù)模轉(zhuǎn)換器(Digital to Analogue Converter，DAC)來(lái)驅(qū)動(dòng)?？梢酝ㄟ^(guò)DC-DC(直流到直流)升壓轉(zhuǎn)換器向放大器供應(yīng)電力，DC-DC(直流到直流)升壓轉(zhuǎn)換器甚至在低電池電壓下可以提供高輸出功率。DC-DC升壓轉(zhuǎn)換器由數(shù)字域控制，并且僅當(dāng)放大器輸出端處需要高功率時(shí)才可以被啟用?？梢酝ㄟ^(guò)執(zhí)行音頻信號(hào)的粗包絡(luò)跟蹤以確定是否需要高功率來(lái)提高DC-DC升壓轉(zhuǎn)換器和放大器的組合效率。

集成負(fù)載電流感測(cè)模數(shù)轉(zhuǎn)換器(Analogue to Digital Converter，ADC)可以被配置成測(cè)量通過(guò)揚(yáng)聲器的電流。適當(dāng)時(shí)，所測(cè)量電流信息可以被反饋到運(yùn)行揚(yáng)聲器保護(hù)算法的嵌入式數(shù)字信號(hào)處理器(Digital SignalProcessor，DSP)，并且還用于通過(guò)升高較低的音頻來(lái)提高聲音的質(zhì)量。在移動(dòng)設(shè)備應(yīng)用中，可以使用小型化擴(kuò)音器或所謂的微型揚(yáng)聲器。

圖1示出耦接到揚(yáng)聲器102的揚(yáng)聲器驅(qū)動(dòng)器100。揚(yáng)聲器驅(qū)動(dòng)器也可被稱作智能揚(yáng)聲器驅(qū)動(dòng)器100。智能揚(yáng)聲器驅(qū)動(dòng)器100包括放大器104，該放大器104具有放大器輸入端106和放大器輸出端108。在此例子中，放大器輸出端108包括被配置成跨揚(yáng)聲器102連接的第一輸出端108a和第二輸出端108b。應(yīng)當(dāng)理解，輸出端的其它配置是可能的。

在操作的測(cè)試模式下，放大器104被配置成在放大器輸入端106接收測(cè)試信號(hào)。測(cè)試信號(hào)包括一連串多個(gè)等效測(cè)試塊。多個(gè)測(cè)試塊可以形成連續(xù)的串(也就是說(shuō)，串中的連續(xù)測(cè)試塊之間沒(méi)有任何間隙)，或者可以形成不連續(xù)的串(也就是說(shuō)，串中的連續(xù)測(cè)試塊之間可以存在間隙)。就測(cè)試塊中的每個(gè)測(cè)試塊的頻譜和持續(xù)時(shí)間而言，測(cè)試塊中的每個(gè)測(cè)試塊是等效的。在一些例子中，每個(gè)測(cè)試塊可以與其它測(cè)試塊彼此為相同副本。

當(dāng)在操作的測(cè)試模式下時(shí)，放大器104將測(cè)量信令提供給揚(yáng)聲器102。測(cè)量信令可以被配置成在用戶可聽(tīng)的且因而與由揚(yáng)聲器102再現(xiàn)的聲音的感知有關(guān)的頻率范圍內(nèi)驅(qū)動(dòng)揚(yáng)聲器102。

因?yàn)轫憫?yīng)于被提供到放大器輸入端106的相應(yīng)的測(cè)試塊，測(cè)量塊中的每個(gè)測(cè)量塊對(duì)應(yīng)于由放大器104提供的輸出，所以測(cè)量信令包括一連串多個(gè)測(cè)量塊。

輸出電流傳感器130被配置成對(duì)測(cè)量信令的電流電平進(jìn)行測(cè)量，并且提供感測(cè)信令作為輸出。因?yàn)槊總€(gè)感測(cè)塊對(duì)應(yīng)于多個(gè)測(cè)量塊中的相應(yīng)的一個(gè)測(cè)量塊，所以感測(cè)信令包括一連串多個(gè)感測(cè)塊。

在該例子中，可選的模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)110被配置成接收連續(xù)的多個(gè)感測(cè)塊，并且將感測(cè)塊中的每個(gè)感測(cè)塊的數(shù)字化表示提供到處理器120的DSP輸入端122。在該例子中，ADC 110包括采樣和保持塊112，該采樣和保持塊112被配置成接收感測(cè)塊，并且將一連串模擬值提供到ADC塊114，該ADC塊114被配置成將一連串模擬值轉(zhuǎn)換為一連串?dāng)?shù)字化值，該一連串?dāng)?shù)字化值提供每個(gè)感測(cè)塊的數(shù)字化表示。

響應(yīng)于由多個(gè)獨(dú)立場(chǎng)合上的等效測(cè)量塊進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，每個(gè)感測(cè)塊并由此還有其數(shù)字化表示提供揚(yáng)聲器102的性能的測(cè)量。由于響應(yīng)于測(cè)試塊中的每個(gè)測(cè)試塊的相應(yīng)的一個(gè)測(cè)試塊提供了每個(gè)感測(cè)塊，并且由于每個(gè)測(cè)試塊對(duì)于其它測(cè)試塊是彼此等效的，所以能夠?qū)⒏袦y(cè)塊組合在一起以形成揚(yáng)聲器102和放大器104組合的性能的有意義的平均測(cè)量。

處理器120被配置成組合多個(gè)感測(cè)塊(在該例子中，以它們的數(shù)字化形式)以提供時(shí)間平均塊?？梢圆捎迷S多不同的方法以組合感測(cè)塊，例如，可以計(jì)算簡(jiǎn)單中數(shù)平均值。在其它例子中，根據(jù)加權(quán)平均值，可以丟棄某些感測(cè)塊，或者某些感測(cè)塊可以與其它感測(cè)塊組合，這可以使得系統(tǒng)能夠穩(wěn)健地應(yīng)對(duì)統(tǒng)計(jì)離群值。以此方式，響應(yīng)于測(cè)量信令的測(cè)量塊，感測(cè)塊的組合提供表示所感測(cè)的電流流動(dòng)的時(shí)間平均塊。

與任何單獨(dú)的感測(cè)塊相比，計(jì)算平均值的優(yōu)點(diǎn)是其用以提高時(shí)間平均塊的信噪比。這是因?yàn)樵肼暠举|(zhì)上是隨機(jī)的，而信號(hào)從一個(gè)感測(cè)塊到下一個(gè)是一致的，并且因而求平均值運(yùn)算減小噪聲的影響。下面提供另外的細(xì)節(jié)。

處理器120還被配置成確定時(shí)間平均塊的頻譜以提供時(shí)間平均頻譜塊。許多不同的技術(shù)可以被用于計(jì)算頻譜，例如，快速傅里葉變換可以被應(yīng)用于時(shí)間平均塊以計(jì)算頻譜。應(yīng)當(dāng)理解，作為可替換的過(guò)程，可以首先確定用于每個(gè)感測(cè)塊的頻譜以提供多個(gè)頻譜感測(cè)塊。然后，產(chǎn)生的多個(gè)頻譜感測(cè)塊可以被組合/求平均值以提供時(shí)間平均頻譜塊。該可替換的方法提供數(shù)學(xué)上等效的結(jié)果，盡管與時(shí)間平均塊的單個(gè)頻譜的計(jì)算相比，多個(gè)頻譜的計(jì)算可能在計(jì)算上效率更低。

計(jì)算頻譜的優(yōu)點(diǎn)是其可以提供揚(yáng)聲器102的質(zhì)量/性能的表示。例如，頻譜可以使得能夠識(shí)別損害揚(yáng)聲器102的聲學(xué)性能的揚(yáng)聲器102中的缺陷。在一些例子中，可以將所確定的頻譜和與揚(yáng)聲器102有關(guān)的預(yù)期的頻譜相比較。所測(cè)量的頻譜與預(yù)期的頻譜之間的差值，特別是在這些差值超過(guò)預(yù)先確定的閾值的情況下，可以指示揚(yáng)聲器102中存在缺陷。

計(jì)算時(shí)間平均塊的頻譜的優(yōu)點(diǎn)是產(chǎn)生的頻譜的信噪比將大于單個(gè)感測(cè)塊的頻譜的信噪比。這可以使得能夠識(shí)別比以其它方式可能識(shí)別的缺陷更微小的缺陷。

將多個(gè)感測(cè)塊組合在一起是計(jì)算上相對(duì)有效的過(guò)程。因?yàn)榕c多個(gè)感測(cè)塊中的數(shù)據(jù)量相比較，時(shí)間平均塊中的數(shù)據(jù)量相對(duì)較小，所以時(shí)間平均塊的頻譜的計(jì)算也是計(jì)算上相對(duì)有效的過(guò)程。由于感測(cè)塊中的噪聲本質(zhì)上是隨機(jī)的，而信號(hào)(其可以指示一致的性能缺陷)從一個(gè)感測(cè)塊到下一個(gè)感測(cè)塊是一致的，所以組合或求平均值過(guò)程將一致地組合信號(hào)，而噪聲將趨向于朝向逐漸較低的水平求平均值。計(jì)算所有的多個(gè)感測(cè)塊的頻譜將是可能的，但是這將耗費(fèi)更多時(shí)間，并且計(jì)算上遠(yuǎn)不是那么有效。因而，本公開(kāi)提供了研究由本公開(kāi)的智能揚(yáng)聲器驅(qū)動(dòng)器100驅(qū)動(dòng)的揚(yáng)聲器的性能，以及該揚(yáng)聲器中潛在存在的制造缺陷的計(jì)算上更快和更有效的方式。

在一些例子中，處理器120可以被配置成將頻譜提供給DSP輸出端(未示出)。然后，例如，在揚(yáng)聲器102的制造期間，還可以分析頻譜，以便確定揚(yáng)聲器102具有可接受的質(zhì)量，還是具有一些制造缺陷且因而應(yīng)該被廢棄。應(yīng)當(dāng)理解，在其它例子中，可以不將頻譜提供到輸出，而可以如上面所描述的在處理器120本身內(nèi)分析頻譜。

在一些例子中，放大器104可以是D類放大器，并且特別地可以是全橋D類放大器。在一些例子中，放大器104可以是半橋D類放大器，或是可以使得電流通過(guò)待測(cè)量的擴(kuò)音器的任何其它部件。

在一些例子中，多個(gè)測(cè)試塊中的每個(gè)測(cè)試塊可以是時(shí)間的周期函數(shù)的一部分。特定部分可以開(kāi)始和結(jié)束于函數(shù)的接連的周期的等效點(diǎn)。也就是說(shuō)，測(cè)試塊中的每個(gè)測(cè)試塊可以由時(shí)間的周期函數(shù)的整數(shù)個(gè)周期組成。在其它例子中，每個(gè)塊可以由相應(yīng)的周期函數(shù)的整數(shù)個(gè)半周期組成。

在一些例子中，下面關(guān)于圖3還描述了周期函數(shù)的整數(shù)個(gè)周期可以是質(zhì)數(shù)。

在該例子中，智能揚(yáng)聲器驅(qū)動(dòng)器100還包括信號(hào)發(fā)生器，該信號(hào)發(fā)生器被配置成將測(cè)試信號(hào)提供到放大器輸入端106。信號(hào)發(fā)生器包括串聯(lián)耦接在一起的處理器120、數(shù)字脈寬調(diào)制器(DPWM)142和數(shù)模轉(zhuǎn)換器(DAC)144。應(yīng)當(dāng)理解，在其它例子中，測(cè)試信號(hào)可以由在智能揚(yáng)聲器驅(qū)動(dòng)器100外部的信號(hào)發(fā)生器提供到放大器輸入端。

圖2示出如用電流感測(cè)ADC(例如圖1的輸出電流傳感器和ADC的組合)測(cè)量的一些典型阻抗特性的圖表200。圖表200在垂直軸202上繪制了根據(jù)水平軸204上的頻率的單位為歐姆的阻抗。清楚可見(jiàn)的是阻抗峰值206(a-d)，其中在該阻抗峰值206(a-d)發(fā)生所測(cè)量的揚(yáng)聲器的機(jī)械共振。

在智能揚(yáng)聲器驅(qū)動(dòng)器和揚(yáng)聲器組合的批量生產(chǎn)中，期望測(cè)試揚(yáng)聲器和智能揚(yáng)聲器驅(qū)動(dòng)器組件的質(zhì)量。不規(guī)則的機(jī)械和結(jié)構(gòu)缺陷，例如間隙中的音圈摩擦、嗡嗡響的零件、松動(dòng)微粒、線跳動(dòng)、周圍的硬限制、在背板處音圈架到達(dá)底部和泄漏的封閉體中的空氣噪聲，可以生成脈沖失真，該脈沖失真可以具有很少的能量，但是可以生成寬帶失真頻譜。如用于確定總諧波失真(THD)的常規(guī)頻譜分析可能不是檢測(cè)此些失真的充分靈敏的方式，因?yàn)檫@些失真可能發(fā)生在任何測(cè)量信令的周期的一小部分內(nèi)。在一些測(cè)試設(shè)置中，麥克風(fēng)可以被用于測(cè)量智能揚(yáng)聲器驅(qū)動(dòng)器和揚(yáng)聲器組件的聲學(xué)輸出。在嘈雜工業(yè)測(cè)試環(huán)境中，可能需要至少兩個(gè)麥克風(fēng)以抵消干擾環(huán)境噪聲，以便通過(guò)聲學(xué)技術(shù)表征智能揚(yáng)聲器驅(qū)動(dòng)器和揚(yáng)聲器組件的性能。

關(guān)于此聲學(xué)測(cè)試設(shè)置的問(wèn)題是成本。聲學(xué)測(cè)試花費(fèi)直接轉(zhuǎn)化為制造成本的時(shí)間。再者，需要專用測(cè)試裝置執(zhí)行測(cè)試，這也增加成本。代替使用麥克風(fēng)執(zhí)行聲學(xué)測(cè)量，本文中所公開(kāi)的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例可以在供應(yīng)到揚(yáng)聲器的電流中確定頻譜分量，并且因而通過(guò)代替地測(cè)量電流來(lái)識(shí)別揚(yáng)聲器中的缺陷。

圖3示出當(dāng)用小的正弦測(cè)量信號(hào)(其在該例子中具有468Hz的頻率和相對(duì)于全標(biāo)度的-30分貝(dBFS)的振幅)驅(qū)動(dòng)時(shí)通過(guò)具有不規(guī)則缺陷的揚(yáng)聲器的電流的所測(cè)量的頻譜302的例子圖表300。圖表300示出垂直軸304上單位為dBFS的振幅和水平軸306上的頻率。從對(duì)512個(gè)樣本塊執(zhí)行FFT導(dǎo)出頻譜302，其中每個(gè)樣本塊由512個(gè)樣本或測(cè)量結(jié)果組成。采樣頻率是48kHz，這樣在其上執(zhí)行FFT的測(cè)量信號(hào)的持續(xù)時(shí)間約為5.46s(也就是說(shuō)，(512x512)/(48,000)s)。

用于生成圖3中所示的數(shù)據(jù)302的智能揚(yáng)聲器驅(qū)動(dòng)器包括負(fù)載電流感測(cè)ADC、DSP(其被配置成執(zhí)行快速傅里葉變換)和正弦波發(fā)生器。由于研究智能揚(yáng)聲器驅(qū)動(dòng)器和揚(yáng)聲器組件的性能所需的所有部件可以已經(jīng)包括在智能揚(yáng)聲器驅(qū)動(dòng)器中，所以揚(yáng)聲器和智能揚(yáng)聲器驅(qū)動(dòng)器組件的質(zhì)量測(cè)試可被執(zhí)行作為“內(nèi)建自測(cè)試”(BIST)。

因?yàn)閾P(yáng)聲器總體上是相當(dāng)差的麥克風(fēng)，并且因而不能將許多環(huán)境噪聲轉(zhuǎn)換為音圈內(nèi)的電流，所以通過(guò)測(cè)量電流頻譜確定性能的該方法對(duì)環(huán)境噪聲的干擾不太敏感。如在圖3中可以看到的，所測(cè)量的頻譜具有在整個(gè)音頻范圍內(nèi)和甚至超出整個(gè)音頻范圍的諧波含量，不過(guò)高次諧波的量值非常低。例如，雖然基諧波310(其對(duì)應(yīng)于驅(qū)動(dòng)揚(yáng)聲器的測(cè)量信令的頻率)具有-30dBFS的振幅，但是三次諧波312具有幾乎不會(huì)超過(guò)-80dBFS的振幅。五次諧波314具有稍微小于-80dBFS的振幅。為了能夠以充分的精度測(cè)量高次諧波，為了識(shí)別揚(yáng)聲器性能中的缺陷，高次諧波需要具有比本底噪聲320更高的振幅。在該例子中，本底噪聲320位于大約-120dBFS處，并且因此可以允許高次諧波的檢測(cè)。此外，由負(fù)載電流感測(cè)ADC引入的失真可以是高次諧波的檢測(cè)精度的限制因素，如下面另外論述的。通過(guò)適配提供到放大器的信令，可以在智能揚(yáng)聲器驅(qū)動(dòng)器中注意噪聲和失真效應(yīng)。此適配的信令可以修改由放大器提供到揚(yáng)聲器的信令，使得盡管在系統(tǒng)內(nèi)存在噪聲或失真效應(yīng)，但是揚(yáng)聲器產(chǎn)生更接近期望的輸出的聲學(xué)輸出；本質(zhì)上，被提供到揚(yáng)聲器的信令可以預(yù)失真，使得由揚(yáng)聲器引入的失真引起將由揚(yáng)聲器提供的期望的聲學(xué)輸出。

電流感測(cè)ADC可以產(chǎn)生顯著的噪聲。在音頻頻帶中，ADC的典型等效輸入噪聲電壓可以是約3.5μV RMS?？?Ω負(fù)載的小的(-30dBFS)正弦波可以通常在電流感測(cè)ADC輸入端產(chǎn)生550μV RMS信號(hào)，給出僅44dB的信噪比(SNR)。智能揚(yáng)聲器驅(qū)動(dòng)器上的DSP可以具有標(biāo)準(zhǔn)512點(diǎn)FFT模塊。假設(shè)48kHz采樣速率，512個(gè)樣本將需要10.667ms的時(shí)隙。然后，用于驅(qū)動(dòng)擴(kuò)音器的正弦波的適當(dāng)?shù)念l率將是468.75Hz：在該頻率，精確的5個(gè)周期適合到512個(gè)樣本時(shí)隙(質(zhì)數(shù)個(gè)周期使得能夠在正弦波的最大數(shù)量的不同相位采集樣本)中。還可以使用其它頻率，例如，1031.25Hz(11周期)或2156.25Hz(23周期)。對(duì)于以下論述，468.75Hz將被用作具體例子。

圖4示出所測(cè)量的頻譜402的圖表400，該所測(cè)量的頻譜402具有在垂直軸404上所示的單位為dBFS的振幅和在水平軸406上所示的頻率。使用上面所描述的468.75Hz設(shè)置(也就是說(shuō)，使用約為10.667ms的單個(gè)512樣本時(shí)隙)生成頻譜402?？梢钥吹交C波410在468.75Hz的頻率具有約為-30dBFS的振幅。

在該圖表400中，高次諧波被淹沒(méi)在噪聲中。可以通過(guò)增加測(cè)量時(shí)間改善這種情況。

圖5示出由于對(duì)從不同的測(cè)量周期獲得的數(shù)據(jù)執(zhí)行FFT獲得的頻譜的圖表500：

與圖3中所示的頻譜相同的“512x512”頻譜520從512個(gè)樣本的512個(gè)順序樣本塊導(dǎo)出，并且具有約為-120dbFS的“512x512”本底噪聲522；

“64x512”頻譜530從512個(gè)樣本的64個(gè)順序樣本塊導(dǎo)出，并且具有“64x512”本底噪聲532；以及

“8x512”頻譜540從512個(gè)樣本的8個(gè)順序樣本塊導(dǎo)出，并且具有“8x512”本底噪聲542。

測(cè)量時(shí)間(并且因而樣本大小)中每次加倍在每個(gè)頻率區(qū)間的噪聲中給出可預(yù)測(cè)的3dB減小。“512x512”頻譜520可以被視為“強(qiáng)力”方法。通過(guò)增加并入所測(cè)量的數(shù)據(jù)中的感測(cè)塊的數(shù)量簡(jiǎn)單地增加測(cè)量的時(shí)間的強(qiáng)力方法在一些應(yīng)用中不是切實(shí)可行的。該方法要求大的(～0.8MB)存儲(chǔ)器和計(jì)算量大、費(fèi)時(shí)的262114點(diǎn)FFT(其是512x512點(diǎn)FFT，以處理512順序組的512個(gè)測(cè)量結(jié)果或樣本)。從而，該方法是資源密集的，并且因而計(jì)算效率低。

就存儲(chǔ)器和計(jì)算而言，在確定頻譜之前，可以通過(guò)首先求時(shí)域中樣本塊的平均值實(shí)現(xiàn)更有效的方法。如上面所論述的，可以通過(guò)計(jì)算FFT確定頻譜?？梢酝ㄟ^(guò)將每個(gè)新的感測(cè)塊(其是一組512個(gè)樣本)添加到先前的樣本塊中，并且然后除以適當(dāng)?shù)谋稊?shù)以計(jì)算中數(shù)平均值，來(lái)執(zhí)行求平均值。下面在簡(jiǎn)單的MATLAB(RTM)腳本中示出了該過(guò)程，在該MATLAB(RTM)腳本中：

X是樣本流(等效于感測(cè)信令)；

X是512字存儲(chǔ)器(用于儲(chǔ)存感測(cè)塊)；以及

M是512的倍數(shù)(對(duì)應(yīng)于將被時(shí)間平均的感測(cè)塊的數(shù)量)：

圖6示出通過(guò)應(yīng)用于由上述的過(guò)程提供的時(shí)間平均數(shù)據(jù)的512點(diǎn)FFT計(jì)算的第一頻譜602的圖表600。在垂直軸604上示出單位為dBFS的振幅，并且在水平軸604上示出頻率。對(duì)于值M＝512計(jì)算的頻譜602(也就是說(shuō)，512個(gè)感測(cè)塊的時(shí)間平均值)被示出作為圖表600中的第一實(shí)線。

圖6中還示出了由從與第一頻譜602相同的樣本系列計(jì)算(而沒(méi)有任何時(shí)域平均)的512x512點(diǎn)FFT提供的第二頻譜608。第一頻譜602的諧波本質(zhì)上與第二頻譜608的諧波重疊。然而，由于第二頻譜608基于對(duì)大得多的數(shù)據(jù)集(512倍大的)執(zhí)行的FFT，所以第二頻譜608被示出作為在第二頻譜本底噪聲622下面的信號(hào)620的實(shí)的(交叉斜線)塊，該第二頻譜本底噪聲622位于約-120dBFS處。第一頻譜602被示出作為既在第一頻譜本底噪聲624上面又在第一頻譜本底噪聲624下面的單個(gè)實(shí)線，該第一頻譜本底噪聲624位于與第二頻譜本底噪聲622相同的電平。

如可以看到的，在諧波處的頻率區(qū)間的振幅值在第一頻譜和第二頻譜兩者中是相等的；事實(shí)上，在數(shù)學(xué)上它們是相同的。為了根據(jù)該頻域信息對(duì)有缺陷的揚(yáng)聲器進(jìn)行分類，在高次諧波處的頻率區(qū)間的振幅值提供充足的信息。第一頻譜602的使用是有利的，因?yàn)榈谝活l譜602包含將有缺陷的揚(yáng)聲器分類為第二線608所需要的相同的有關(guān)頻域信息，但第一頻譜602僅需要512點(diǎn)FFT的計(jì)算，然而由多得多地計(jì)算密集的262144點(diǎn)FFT(也就是說(shuō)，512x512點(diǎn)FFT)生成第二線608。

M＝512的值(也就是說(shuō)，512個(gè)感測(cè)塊)轉(zhuǎn)化為512x512/48kHz＝5.46s的測(cè)量時(shí)間，在一些應(yīng)用中，該測(cè)量時(shí)間可能過(guò)長(zhǎng)。然而，因?yàn)橛捎诓恍枰獠繙y(cè)量裝置(例如麥克風(fēng))因此可以并行測(cè)試多個(gè)揚(yáng)聲器，所以在一些例子中可以減輕該長(zhǎng)的測(cè)量時(shí)間的影響。可替換的是，如果增大電流感測(cè)信號(hào)的SNR，則需要更少的時(shí)域平均，且因此需要更少的感測(cè)塊，并且因而需要更少的測(cè)量時(shí)間。

圖7a示出被配置成用于由放大器供應(yīng)到揚(yáng)聲器702a的電流的電流感測(cè)的D類放大器的輸出級(jí)700a。在該例子中，使用例如20mΩ感測(cè)電阻器(R_SA和R_SB)測(cè)量通過(guò)揚(yáng)聲器702a的電流?？绺袦y(cè)電阻器的電壓(V_SENSEA或V_SENSEB)可以是用于圖1中所示的模數(shù)轉(zhuǎn)換器的輸入信號(hào)。

放大器耦接到第一輸出端710a和第二輸出端712a。以與圖1的布置類似的方式，揚(yáng)聲器702a被示出連接在第一輸出端710a和第二輸出端712a之間。

放大器輸出級(jí)700a包括：

正電壓端714a和負(fù)電壓端716a；

耦接在正電壓端714a和第一輸出端710a之間的第一高側(cè)開(kāi)關(guān)720a；

耦接在正電壓端714a和第二輸出端712a之間的第二高側(cè)722a開(kāi)關(guān)；

耦接在負(fù)電壓端716a和第二輸出端712a之間的第一低側(cè)開(kāi)關(guān)724a；以及

耦接在負(fù)電壓端716a和左輸出端710a之間的第二低側(cè)開(kāi)關(guān)726a。

第一高側(cè)開(kāi)關(guān)720a和第一低側(cè)開(kāi)關(guān)724a可被配置成提供正電壓端714a和負(fù)電壓端716a之間的第一傳導(dǎo)通路730a。第二高側(cè)開(kāi)關(guān)722a和第二低側(cè)開(kāi)關(guān)726a可被配置成提供正電壓端714a和負(fù)電壓端716a之間的第二可替換的傳導(dǎo)通路(未示出)。第二傳導(dǎo)通路本質(zhì)上是第一傳導(dǎo)通路730a的鏡像，該鏡像具有延伸出圖且在正電壓端714a和負(fù)電壓端716a之間將圖分成兩份的鏡面。

在該例子中，輸出電流傳感器包括設(shè)置在第一傳導(dǎo)通路730a中的第一測(cè)量電阻器740a和設(shè)置在第二傳導(dǎo)通路中的第二測(cè)量電阻器742a。第一測(cè)量電阻器740a被放置為與負(fù)電壓端716a和第一低側(cè)開(kāi)關(guān)724a串聯(lián)，并且被放置在負(fù)電壓端716a和第一低側(cè)開(kāi)關(guān)724a之間。當(dāng)?shù)谝桓邆?cè)開(kāi)關(guān)720a和第一低側(cè)開(kāi)關(guān)724a閉合且提供第一傳導(dǎo)通路730a時(shí)，輸出電流傳感器被配置成測(cè)量通過(guò)第一測(cè)量電阻器740a的電流?？梢酝ㄟ^(guò)測(cè)量第一測(cè)量端750a和負(fù)電壓端716a之間的電壓進(jìn)行此測(cè)量，由此測(cè)量跨第一測(cè)量電阻器740a的電壓。當(dāng)?shù)诙邆?cè)開(kāi)關(guān)722a和第二低側(cè)開(kāi)關(guān)726a閉合且提供第二傳導(dǎo)通路時(shí)，輸出電流傳感器被配置成測(cè)量通過(guò)第二測(cè)量電阻器742a的電流?？梢酝ㄟ^(guò)測(cè)量第二測(cè)量端752a和負(fù)電壓端716a之間的電壓進(jìn)行此測(cè)量，由此測(cè)量跨第二測(cè)量電阻器742a的電壓。

確定感測(cè)電阻器740a、742a的優(yōu)選的電阻值涉及在SNR和效率之間折衷：較高的電阻值將增加到達(dá)ADC的信號(hào)功率，但還將增加耗散。由于通常用小(例如，-30dBFS)的信號(hào)進(jìn)行揚(yáng)聲器測(cè)試，所以耗散不是顯著的問(wèn)題，因此感測(cè)電阻器的較高的電阻值可以是優(yōu)選的。然而，使得感測(cè)電阻器可切換可能不是切實(shí)可行的，因?yàn)檫@將要求具有小于20mW導(dǎo)通電阻的開(kāi)關(guān)，如果該開(kāi)關(guān)被實(shí)施為硅片的一部分，則要求大的硅面積。

圖7b示出與圖7a的放大器輸出級(jí)相比較的可替換的放大器輸出級(jí)。與圖7a的特征類似的圖7b的特征已給定類似的附圖標(biāo)記，并且這里可以不必另外論述。圖7b包括連接在第二輸出端712b和輸出電流傳感器的第一測(cè)量端754b之間的第一測(cè)量開(kāi)關(guān)760b。第一測(cè)量開(kāi)關(guān)760b可以選擇性地將第二輸出端712b連接到第一測(cè)量端754b，或使第二輸出端712b與第一測(cè)量端754b斷開(kāi)。圖7b包括連接在第一輸出端710b和輸出電流傳感器的第二測(cè)量端756b之間的第二測(cè)量開(kāi)關(guān)762b。第二測(cè)量開(kāi)關(guān)762b可以選擇性地將第一輸出端710b連接到第二測(cè)量端756b，或使第一輸出端710b與第二測(cè)量端756b斷開(kāi)。

當(dāng)?shù)谝桓邆?cè)開(kāi)關(guān)720b和第一低側(cè)開(kāi)關(guān)724b閉合以便提供第一傳導(dǎo)通路730b時(shí)，輸出電流傳感器被配置成測(cè)量在第二輸出端712b和負(fù)電壓端716b之間流動(dòng)的電流。也就是說(shuō)，電流傳感器測(cè)量與第一測(cè)量電阻器740b和第一低側(cè)開(kāi)關(guān)724b的串聯(lián)連接相關(guān)聯(lián)的電流/電壓。這可以通過(guò)閉合第一測(cè)量開(kāi)關(guān)760b以將第二輸出端712b連接到輸出電流傳感器的第一測(cè)量端754b實(shí)現(xiàn)。由此，因?yàn)榈谝坏蛡?cè)開(kāi)關(guān)724b的電阻可顯著地大于測(cè)量電阻器740b的電阻，所以所測(cè)量的電壓可以顯著地大于上文關(guān)于圖7a所描述的電壓?？梢栽诘谝坏蛡?cè)開(kāi)關(guān)724b是功率場(chǎng)效應(yīng)晶體管(Field Effect Transistor，F(xiàn)ET)，例如n型金屬氧化物半導(dǎo)體(n-typeMetal Oxide Semiconductor，NMOS)場(chǎng)效應(yīng)晶體管的情況下自然地提供此較大電阻。

當(dāng)?shù)诙邆?cè)開(kāi)關(guān)722b和第二低側(cè)開(kāi)關(guān)726b閉合以便提供第二傳導(dǎo)通路時(shí)，輸出電流傳感器可以被配置成測(cè)量在左輸出端710b和負(fù)電壓端716b之間流動(dòng)的電流。這可以通過(guò)閉合第二測(cè)量開(kāi)關(guān)762b以將第一輸出端710b連接到輸出電流傳感器的第二測(cè)量端756b實(shí)現(xiàn)。

一般來(lái)說(shuō)，可以使用NMOS或任何其它類型的功率FET實(shí)施上面所公開(kāi)的高側(cè)開(kāi)關(guān)或低側(cè)開(kāi)關(guān)中的任一個(gè)。應(yīng)當(dāng)理解，當(dāng)執(zhí)行特定的電流測(cè)量時(shí)，第一測(cè)量開(kāi)關(guān)760b和第二測(cè)量開(kāi)關(guān)762b中有關(guān)的一個(gè)將閉合，而在其它時(shí)間，這些開(kāi)關(guān)將打開(kāi)，以將輸出級(jí)700b的有關(guān)部分從輸出電流傳感器斷開(kāi)。

NMOS功率FET的導(dǎo)通電阻通常大約是200mΩ，與如上面所公開(kāi)的20mΩ電阻器的測(cè)量結(jié)果相比較，給出信號(hào)振幅的10×增大。這將給出轉(zhuǎn)到模數(shù)轉(zhuǎn)換器的信號(hào)的SNR的20dB的提高。從而，測(cè)量時(shí)間可以實(shí)現(xiàn)減少到一百分之一，以實(shí)現(xiàn)與通過(guò)僅測(cè)量如圖7a中的感測(cè)電阻器相比較相同的精度。

圖7b的例子可以被概括為輸出電流傳感器，其具有選擇性地可連接到放大器輸出級(jí)的測(cè)量端754b、測(cè)量端756b，使得輸出電流傳感器提供表示流過(guò)輸出級(jí)FET的電流，和/或跨輸出級(jí)FET下降的電壓的感測(cè)信令，輸出級(jí)FET包括放大器輸出級(jí)的一部分。當(dāng)相關(guān)聯(lián)的輸出級(jí)FET導(dǎo)通時(shí)，單獨(dú)的測(cè)量端754b、756b可以連接到輸出端710b、712b，并且當(dāng)相關(guān)聯(lián)的輸出級(jí)FET沒(méi)有導(dǎo)通時(shí)，單獨(dú)的測(cè)量端754b、756b可以從輸出端710b、712b斷開(kāi)。

在一些例子中，D類放大器中的功率FET可以被分段。分段的FET包括并聯(lián)耦接在一起的多個(gè)子晶體管。以此方式，因?yàn)榉侄蔚木w管的電阻將被減小，所以導(dǎo)電的分段(或子晶體管)的數(shù)量越大，可以為特定的電壓傳導(dǎo)的電流越大。相反地，如果僅分段的子組導(dǎo)電，則分段晶體管的電阻將更高。由此，可以通過(guò)僅開(kāi)關(guān)分段中的一小部分或子組，實(shí)現(xiàn)信號(hào)振幅中另外的增大和測(cè)量時(shí)間中對(duì)應(yīng)的減少。將要被開(kāi)關(guān)的子組將少于分段的總數(shù)，并且可以等于分段晶體管的分段的總數(shù)的二分之一、三分之一、四分之一、十分之一或少于分段晶體管的分段的總數(shù)的任何其它適宜的分?jǐn)?shù)。例如，僅開(kāi)關(guān)分段中的一半在SNR中給出6dB增加且在測(cè)量時(shí)間中給出4×減少。以此方式，測(cè)量時(shí)間可以被減少到少于100ms。

增加信號(hào)振幅來(lái)提高SNR的潛在的缺點(diǎn)是當(dāng)ADC的失真可以是非線性的，并且因而對(duì)較高的振幅輸入具有更大的影響時(shí)，ADC的失真可以變得更顯著。電流感測(cè)ADC可以具有適中的總諧波失真(THD)性能，例如，對(duì)于5mV RMS輸入信號(hào)通常為-70dB。

圖8示出圖表800，該圖表800示出了數(shù)據(jù)，該數(shù)據(jù)示出可以由ADC引入的失真。圖表示出垂直軸804上的振幅和水平軸806上的頻率。理想的(線性)ADC頻譜810被示出大體上與非理想(弱非線性)ADC頻譜812重疊。圖8示出ADC失真主要被限制于三次諧波和五次諧波。非理想ADC頻譜812的三次諧波830和五次諧波850都分別顯著大于(大于超過(guò)10dBFS)理想ADC頻譜810的三次諧波832和五次諧波852。在該情況下，在高于第5諧波的高次諧波處的差值在±3dBFS范圍內(nèi)。因此，由ADC引入的失真與由圖6中所示的揚(yáng)聲器中的不規(guī)則缺陷引起的失真相比具有明顯地不同的鮮明特征。

對(duì)于由ADC引入的非線性失真的問(wèn)題的實(shí)用解決方案將是簡(jiǎn)單地忽略較低的諧波(例如，三次諧波和五次諧波)，并且僅為不規(guī)則缺陷的檢測(cè)考慮高次諧波。雖然高次諧波的量值也受ADC失真的影響，但是可以假設(shè)僅在如果高次諧波已經(jīng)存在于揚(yáng)聲器電流信號(hào)中的情況下可以發(fā)生高次諧波。高于五次的諧波的存在可被認(rèn)為是揚(yáng)聲器中存在不規(guī)則缺陷的指示。

可替換的是，可以執(zhí)行后校正處理，以除去或減小ADC失真對(duì)最終頻譜的影響。為此，ADC的失真需要被表征。這可以通過(guò)使用D類放大器的輸出電壓作為ADC的輸入信號(hào)來(lái)實(shí)現(xiàn)。下面將關(guān)于圖9描述此處理。

圖9根據(jù)本公開(kāi)示出智能揚(yáng)聲器驅(qū)動(dòng)器900的一部分的框圖。類似于圖1的特征的圖9的特征已經(jīng)被給予類似的附圖標(biāo)記，并且這里可以不再另外論述。

智能揚(yáng)聲器驅(qū)動(dòng)器900包括連接到放大器輸出端908的低通濾波器916。智能揚(yáng)聲器驅(qū)動(dòng)器900還包括選擇器開(kāi)關(guān)918，該選擇器開(kāi)關(guān)918被配置成選擇性地將ADC塊914的輸入端連接到以下兩者中的一者：(i)輸出電流傳感器930的輸出端(經(jīng)由采樣和保持塊912)或(ii)低通濾波器916的輸出端。當(dāng)ADC塊914連接到低通濾波器916時(shí)，ADC塊914將從采樣和保持塊912斷開(kāi)，并且反之亦然。如下面參考圖10將更詳細(xì)論述的，低通濾波器916可以被用于提供揚(yáng)聲器902行為的理想化模型。

當(dāng)?shù)屯V波器916經(jīng)由選擇器開(kāi)關(guān)918連接到ADC塊914時(shí)，智能揚(yáng)聲器驅(qū)動(dòng)器可被認(rèn)為處于ADC表征操作模式下。在該操作模式下，據(jù)稱放大器可接收ADC表征輸入信號(hào)(其可以或可以不與上面所述的測(cè)試信號(hào)相同)，并且提供ADC表征輸出電壓信號(hào)，然后，由低通濾波器916處理該ADC表征輸出電壓信號(hào)。在一些例子中，ADC表征輸出電壓信號(hào)可以是具有在可聽(tīng)范圍內(nèi)的頻率的正弦波。有益地，對(duì)于該操作模式，此電壓信號(hào)不受揚(yáng)聲器902中的任何瑕疵的影響。

回想到在放大器904的輸出端的電流受揚(yáng)聲器902中的瑕疵的影響，這是當(dāng)智能揚(yáng)聲器驅(qū)動(dòng)器處于操作的測(cè)試模式且采樣和保持塊912的輸出端連接到ADC塊914的輸入端時(shí)，此電流信號(hào)可以被用于表征揚(yáng)聲器902的性能的原因。

在ADC表征操作模式下，ADC塊914被配置成將ADC表征輸出電壓信號(hào)的數(shù)字化電壓表示提供到數(shù)字信號(hào)處理器(未示出)。ADC表征輸出電壓信號(hào)的數(shù)字化電壓表示和ADC表征輸入信號(hào)可以被用于確定根據(jù)頻率的ADC塊914的非線性響應(yīng)，如下面所論述的。

數(shù)字信號(hào)處理器可以被配置成基于(i)ADC表征輸出電壓信號(hào)的數(shù)字化電壓表示與(ii)ADC表征輸入信號(hào)之間的差值，確定ADC失真頻譜。放大器的非線性要么可以是已知的，要么對(duì)于充分小的測(cè)試輸入信號(hào)可以被假設(shè)為零。因而，因?yàn)锳DC僅應(yīng)該是引起對(duì)信號(hào)的頻率分量的任何改變的ADC，所以這些信號(hào)的比較可以使得能夠確定ADC的非線性響應(yīng)。在頻域中所表達(dá)的，ADC響應(yīng)的非線性可以被描述為ADC失真頻譜。

然后，頻譜的計(jì)算可以基于時(shí)間平均數(shù)字化表示的頻域表示和ADC失真頻譜，例如，通過(guò)從時(shí)間平均數(shù)字化表示的頻域表示減去ADC失真頻譜的至少一部分(例如三次諧波和五次諧波)。以此方式，可能去除或減小ADC的非線性效應(yīng)，并且由此使用頻譜的所有諧波以檢測(cè)和/或表征揚(yáng)聲器902的任何不期望的行為。

圖10示出可被用作圖9中所示的低通濾波器的無(wú)源低通濾波器1000。此低通濾波器1000可以被用于調(diào)節(jié)D類放大器輸出信號(hào)，使得該D類放大器輸出信號(hào)匹配于ADC輸入范圍。無(wú)源低通濾波器1000包括可以耦接到圖9中所示的第一放大器輸出端和第二放大器輸出端的第一輸入端1008a和第二輸入端1008b。為了表征由ADC引入的失真，由低通濾波器1000提供的信號(hào)可以被歸一化以具有與由圖9中所示的采樣和保持塊提供的信號(hào)相同的量值。因而，第一輸入端1008a和第二輸入端1008b之間的差分電壓(V_OUTA-V_OUTB)可以由低通濾波器1000按歸一化因數(shù)進(jìn)行修改。在該例子中，低通濾波器1000包括每個(gè)具有電阻R₁的一對(duì)第一電阻器1020和每個(gè)具有電阻R₂的一對(duì)第二電阻器1022。因此，技術(shù)人員將理解，在該例子中，歸一化因數(shù)等于R₂/(R₁+R₂)。無(wú)源低通濾波器1000還包括可以耦接到圖9中所示的ADC的輸入端的輸出端1018以將歸一化信號(hào)提供到ADC。由此，無(wú)源低通濾波器1000的輸出可以提供沒(méi)有任何缺陷的揚(yáng)聲器行為的理想化模型，如下面另外描述的。

首先，揚(yáng)聲器可以以電阻器和電感器的串聯(lián)連接來(lái)近似。通過(guò)選取低通濾波器1000的截止頻率近似地等于揚(yáng)聲器的截止頻率，在PWM頻率周圍的頻譜含量可與電流感測(cè)信號(hào)的頻譜含量比較。而且，可以使輸出信號(hào)衰減以匹配于ADC的輸入范圍。由于輸出信號(hào)電平為低(例如，-30dBFS)，所以可以認(rèn)為D類放大器的失真是可忽略的。使用低通濾波的未失真D類輸出電壓作為參考信號(hào)，可以確定ADC的非線性傳遞函數(shù)f(x)。

可以通過(guò)將當(dāng)耦接到無(wú)源低通濾波器1000時(shí)來(lái)自ADC的輸出與供應(yīng)到放大器的ADC表征輸入信號(hào)相比較，實(shí)現(xiàn)該確定。將當(dāng)由被供應(yīng)已知測(cè)試塊的放大器驅(qū)動(dòng)時(shí)理想的ADC應(yīng)該產(chǎn)生的模型與當(dāng)經(jīng)由無(wú)源低通濾波器驅(qū)動(dòng)時(shí)由ADC產(chǎn)生的信令相比較，可以使得能夠確定ADC的非線性傳遞函數(shù)。

根據(jù)此非線性傳遞函數(shù)，可以通過(guò)泰勒級(jí)數(shù)或查找表(LUT)或數(shù)據(jù)庫(kù)來(lái)近似反傳遞函數(shù)f¹(x)。然后，在對(duì)時(shí)間平均塊執(zhí)行FFT之前，當(dāng)智能揚(yáng)聲器驅(qū)動(dòng)器處于操作的測(cè)試模式(如參考圖1所描述的)下時(shí)，該反傳遞函數(shù)可以被用于校正ADC的輸出。

本公開(kāi)中所描述的一個(gè)或多個(gè)例子可以應(yīng)用于移動(dòng)電話、便攜式設(shè)備和其它電子設(shè)備?？梢栽诩呻娐坊蛐酒袑?shí)施該例子。

圖11示出描繪測(cè)試揚(yáng)聲器的方法的流程圖1100。方法包括在步驟1102在放大器的放大器輸入端接收測(cè)試信號(hào)，其中測(cè)試信號(hào)包括一連串多個(gè)等效測(cè)試塊。

在步驟1104，方法包括在放大器的放大器輸出端為揚(yáng)聲器提供測(cè)量信令。測(cè)量信令包括一連串多個(gè)測(cè)量塊，其中測(cè)量塊中的每個(gè)測(cè)量塊與用于多個(gè)測(cè)試塊中的一個(gè)測(cè)試塊的放大器的輸出對(duì)應(yīng)。

在步驟1106，方法包括對(duì)測(cè)量信令的電流電平進(jìn)行測(cè)量以便提供感測(cè)信令，其中感測(cè)信令包括多個(gè)感測(cè)塊，并且其中多個(gè)感測(cè)塊中的每個(gè)感測(cè)塊對(duì)應(yīng)于測(cè)量信令的多個(gè)測(cè)量塊中的一個(gè)測(cè)量塊。

在步驟1106之后，方法以基于相同的通用功能提供時(shí)間平均頻譜塊的兩個(gè)可替換的方式分支。在第一分支中，方法包括：在步驟1108組合多個(gè)感測(cè)塊以提供時(shí)間平均塊；以及在步驟1110確定時(shí)間平均塊的頻譜以提供時(shí)間平均頻譜塊。

在第二分支中，方法包括：在步驟1112確定多個(gè)感測(cè)塊中的每個(gè)感測(cè)塊的頻譜以提供多個(gè)頻譜感測(cè)塊；以及在步驟1112組合多個(gè)頻譜感測(cè)塊以提供時(shí)間平均頻譜塊。

在一些例子中，方法還可以包括確定時(shí)間平均頻譜塊是否滿足與揚(yáng)聲器相關(guān)聯(lián)的預(yù)先確定的頻譜準(zhǔn)則的步驟(未示出)。以此方式，當(dāng)這些有缺陷的揚(yáng)聲器未能滿足預(yù)先確定的頻譜準(zhǔn)則時(shí)，可以識(shí)別有缺陷的揚(yáng)聲器，并且然后可以采取適當(dāng)?shù)某C正措施。

在智能揚(yáng)聲器驅(qū)動(dòng)器中，可以用電流感測(cè)ADC測(cè)量通過(guò)擴(kuò)音器的電流。該電流信息可以被用于表征揚(yáng)聲器。不規(guī)則揚(yáng)聲器缺陷可以生成脈沖聲失真，該脈沖聲失真具有極少的能量，但是生成寬帶頻譜?？梢杂秒娏鞲袦y(cè)ADC測(cè)量該頻譜，這引起用于揚(yáng)聲器和智能揚(yáng)聲器驅(qū)動(dòng)器/揚(yáng)聲器組件的便宜和快速的裝配線測(cè)試。

除非明確陳述具體次序，否則可以任何次序執(zhí)行附圖中的指令和/或流程圖步驟。再者，本領(lǐng)域的技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到，盡管已經(jīng)論述一組例子指令/方法，但是本說(shuō)明書(shū)中的材料可以以各種方式組合，以同樣給出其它例子，并且應(yīng)在該詳細(xì)描述提供的上下文內(nèi)來(lái)理解。

在一些例子實(shí)施例中，上文描述的該組指令/方法步驟被實(shí)施為體現(xiàn)為一組可執(zhí)行指令的功能和軟件指令，這些可執(zhí)行指令在計(jì)算機(jī)或以所述可執(zhí)行指令編程并由所述可執(zhí)行指令控制的機(jī)器上實(shí)現(xiàn)。此些指令經(jīng)過(guò)加載以用于在處理器(例如，一個(gè)或多個(gè)CPU)上執(zhí)行。術(shù)語(yǔ)“處理器”包括微處理器、微控制器、處理器模塊或子系統(tǒng)(包括一個(gè)或多個(gè)微處理器或微控制器)，或其它控制或計(jì)算設(shè)備。處理器可以是指單個(gè)部件或多個(gè)部件。

在其它例子中，本文中所示出的該組指令/方法以及與其相關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)和指令被存儲(chǔ)在相應(yīng)儲(chǔ)存設(shè)備中，該存儲(chǔ)設(shè)備實(shí)施為一個(gè)或多個(gè)非暫時(shí)性機(jī)器或計(jì)算機(jī)可讀或計(jì)算機(jī)可用儲(chǔ)存媒體。此些計(jì)算機(jī)可讀或計(jì)算機(jī)可用儲(chǔ)存媒體被認(rèn)為是物品(或制品)的一部分。物品或制品可指任何所制造的單個(gè)部件或多個(gè)部件。如本文所定義的非暫時(shí)性機(jī)器或計(jì)算機(jī)可用媒體不包括信號(hào)，但此些媒體能夠接收和處理來(lái)自信號(hào)和/或其它暫時(shí)性媒體的信息。

本說(shuō)明書(shū)中論述的材料的例子實(shí)施例可整體或部分通過(guò)網(wǎng)絡(luò)、計(jì)算機(jī)或基于數(shù)據(jù)的設(shè)備和/或服務(wù)實(shí)施。這些可以包括云、互聯(lián)網(wǎng)、內(nèi)聯(lián)網(wǎng)、移動(dòng)電話、臺(tái)式計(jì)算機(jī)、處理器、查找表、微控制器、消費(fèi)者裝置、基礎(chǔ)設(shè)施，或其它使能設(shè)備和服務(wù)。如可以在本文中和權(quán)力要求書(shū)中使用的，提供了以下非排他的定義。

在一個(gè)例子中，使本文中所論述的一個(gè)或多個(gè)指令或步驟自動(dòng)化。術(shù)語(yǔ)“自動(dòng)化”或“自動(dòng)地”(及其相似變化)意味著使用計(jì)算機(jī)和/或機(jī)械/電氣設(shè)備控制裝置、系統(tǒng)和/或過(guò)程的操作，而不需要人類干預(yù)、觀測(cè)、努力和/或決策。

應(yīng)當(dāng)理解，據(jù)稱耦接的任何部件可以要么直接地要么間接地進(jìn)行耦合或連接。在間接耦接的情況下，另外的部件可以位于據(jù)稱將耦接的兩個(gè)部件之間。

在本說(shuō)明書(shū)中，已經(jīng)依據(jù)一組所選擇的細(xì)節(jié)呈現(xiàn)例子實(shí)施例。然而，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員將理解，可以實(shí)踐包括一組不同的所選擇的這些細(xì)節(jié)的許多其它例子實(shí)施例。所附權(quán)利要求書(shū)旨在涵蓋所有可能的例子實(shí)施例。