阻抗檢測裝置與方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及檢測裝置與方法，尤其涉及阻抗檢測裝置與方法。
【背景技術(shù)】
[0002]許多現(xiàn)有的消費性電子裝置都會提供一或多個音頻輸出孔，以外接一或多個聲音輸出裝置，例如各類型的耳機與揚聲器等。然而，不同規(guī)格的聲音輸出裝置對于相同的聲音信號會產(chǎn)生不同的輸出效果，也即同樣的聲音信號經(jīng)由揚聲器輸出可能音量適中，但經(jīng)由耳機輸出則震耳欲聾；或者同樣的聲音信號由某一類型的耳機輸出時悅耳適聽，但由另一類型的耳機輸出時卻壓抑失真。上述問題主要是因為輸出聲音信號的音頻編解碼器(Aud1Codec)所預(yù)期的輸出阻抗(或說聲音輸出裝置的輸入阻抗)與實際狀況不符，因而輸出了振幅過大或過小的聲音信號。而為了適應(yīng)輸入阻抗較大的聲音輸出裝置(例如有源式揚聲器等，此時音頻編解碼器會面對較大的輸出阻抗)以提供音量較大的信號，以及適應(yīng)輸入阻抗小的聲音輸出裝置(例如無源式揚聲器或耳機等，此時音頻編解碼器會面對較小的輸出阻抗)以提供音量較小的信號，目前技術(shù)是在音頻編解碼器的輸出緩沖器(Output Buffer)110與外接的聲音輸出裝置120間串聯(lián)一電阻130(如圖1所示)，以通過該電阻130的分壓效果來調(diào)節(jié)輸出至聲音輸出裝置120的信號能量，然而，此種解決方案包含至少下列缺點:其一，倘若聲音輸出裝置120具有電容或電感效應(yīng)，即便輸出緩沖器110不隨頻率調(diào)整輸出信號的振幅，基于電容或電感效應(yīng)會隨頻率變化而呈現(xiàn)不同的阻抗效果，聲音輸出裝置120的音效仍會出現(xiàn)高低頻音量不一的情形，更甚者，由于不同規(guī)格的聲音輸出裝置可能具有不同的電容或電感效應(yīng)，因此設(shè)計者也難以全面地進行適應(yīng)性調(diào)整；其二，通常電路板上音頻編解碼器至音頻輸出孔的路徑很長，容易受噪聲干擾，在未設(shè)置電阻130時，輸出緩沖器110尚可通過非常低的輸出阻抗來降低噪聲耦合效應(yīng)，但在設(shè)置電阻130的情形下，輸出緩沖器110的抗噪能力反而會因此減損；其三，通常電阻130是電路板上具有固定阻值的無源元件，但聲音輸出裝置120的規(guī)格甚多，設(shè)計者難以使用固定阻值的電阻130來匹配所有的聲音輸出裝置，因此會產(chǎn)生顧此失彼的問題。
[0003]其它現(xiàn)有技術(shù)可參考專利公開號20130158921的美國專利申請案。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]鑒于現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，本發(fā)明的目的在于提供阻抗檢測裝置與方法，以解決現(xiàn)有技術(shù)的問題。
[0005]本發(fā)明公開了一種阻抗檢測裝置，能夠檢測一負(fù)載的阻抗值。依據(jù)本發(fā)明的一實施例，該裝置包含:一交流信號產(chǎn)生電路，用來提供一交流信號；一輸出緩沖器，耦接該交流信號產(chǎn)生電路，用來電性連接一負(fù)載，并用來依據(jù)該交流信號以及該負(fù)載的阻抗值產(chǎn)生一輸出電壓與一輸出電流；一電流鏡，I禹接該輸出緩沖器，用來依據(jù)該輸出電流產(chǎn)生一鏡像電流；一檢測阻抗，耦接該電流鏡，用來依據(jù)該鏡像電流產(chǎn)生一檢測電壓；一時鐘脈沖產(chǎn)生電路，用來提供一時鐘脈沖；一比較電路，耦接該輸出緩沖器與該檢測阻抗，用來依據(jù)該時鐘脈沖比較該輸出電壓與該檢測電壓以產(chǎn)生一比較結(jié)果；以及一控制電路，耦接該比較電路以及該電流鏡與該檢測阻抗的至少其中之一，用來依據(jù)該比較結(jié)果調(diào)整該鏡像電流與該輸出電流的比例與該檢測阻抗的阻抗值的至少其中之一，直到該比較結(jié)果滿足一預(yù)設(shè)條件。本實施例中，該交流信號的頻率小于一第一頻率或大于一第二頻率，且該交流信號與該時鐘脈沖間存在一預(yù)設(shè)相位差。
[0006]本發(fā)明也公開了一種阻抗檢測方法，能夠檢測一負(fù)載的阻抗值。依據(jù)本發(fā)明的一實施例，該方法能夠執(zhí)行至少下列步驟:提供一交流信號；依據(jù)該交流信號以及一負(fù)載的阻抗值產(chǎn)生一輸出電壓與一輸出電流；依據(jù)該輸出電流產(chǎn)生一鏡像電流；依據(jù)一檢測阻抗的阻抗值及該鏡像電流產(chǎn)生一檢測電壓；提供一時鐘脈沖；依據(jù)該時鐘脈沖比較該輸出電壓與該檢測電壓以產(chǎn)生一比較結(jié)果；以及依據(jù)該比較結(jié)果調(diào)整該鏡像電流與該輸出電流的比例與該檢測阻抗的阻抗值的至少其中之一，直到該比較結(jié)果滿足一預(yù)設(shè)條件。本實施例中，該交流信號的頻率小于一第一頻率或大于一第二頻率，且該交流信號與該時鐘脈沖間存在一預(yù)設(shè)相位差。
[0007]本發(fā)明的有益效果在于，綜上所述，本發(fā)明的阻抗檢測裝置與方法包含至少下列優(yōu)點:其一，可通過檢測一負(fù)載的阻抗來做適應(yīng)性的調(diào)整，從而避免現(xiàn)有技術(shù)的問題；其二，通過交流信號來進行阻抗檢測，能夠應(yīng)用于具有耦合電容的電路設(shè)計；其三，通過限制交流信號的頻率及/或波形，能夠避免異音；其四，可通過調(diào)整電流與阻抗來加速阻抗的檢測及/或擴大阻抗檢測的范圍。
[0008]有關(guān)本發(fā)明的特征、實務(wù)與功效，茲配合附圖作較佳實施例詳細(xì)說明如下。
【附圖說明】
[0009]圖1為現(xiàn)有技術(shù)的音頻輸出架構(gòu)的示意圖；
[0010]圖2為本發(fā)明的阻抗檢測裝置的一實施例的示意圖；
[0011]圖3為圖2的信號關(guān)系的示意圖；
[0012]圖4為圖2的輸出緩沖器的一實施例的示意圖；
[0013]圖5為本發(fā)明的阻抗檢測方法的一實施例的流程圖；以及
[0014]圖6為本發(fā)明的阻抗檢測方法的另一實施例的流程圖。
[0015]其中，附圖標(biāo)記說明如下:
[0016]110輸出緩沖器
[0017]120聲音輸出裝置
[0018]130 電阻
[0019]200阻抗檢測裝置
[0020]210交流信號產(chǎn)生電路
[0021]220輸出緩沖器
[0022]222緩沖放大器
[0023]224 P型晶體管
[0024]226 N型晶體管
[0025]228耦合電容
[0026]230 負(fù)載
[0027]240 電流鏡
[0028]250檢測阻抗
[0029]260時鐘脈沖產(chǎn)生電路
[0030]270 比較電路
[0031]280控制電路
[0032]S510提供一交流信號
[0033]S520依據(jù)該交流信號以及一負(fù)載的阻抗值產(chǎn)生一輸出電壓與一輸出電流
[0034]S530依據(jù)該輸出電流產(chǎn)生一鏡像電流
[0035]S540依據(jù)一檢測阻抗的阻抗值與該鏡像電流的電流值產(chǎn)生一檢測電壓
[0036]S550提供一時鐘脈沖
[0037]S560依據(jù)該時鐘脈沖比較該輸出電壓與該檢測電壓以產(chǎn)生一比較結(jié)果
[0038]S570 依據(jù)該比較結(jié)果調(diào)整該鏡像電流與該輸出電流的比例與該檢測阻抗的阻抗值的至少其中之一，直到該比較結(jié)果滿足一預(yù)設(shè)條件
[0039]S580 于該比較結(jié)果滿足該預(yù)設(shè)條件后，依據(jù)該輸出電壓、該鏡像電流與該輸出電流的比例以及該阻抗的阻抗值得到該負(fù)載的阻抗值
[0040]S590依據(jù)該負(fù)載的阻抗值調(diào)整一第一增益值與一第二增益值的至少其中之一
【具體實施方式】
[0041]以下說明內(nèi)容的技術(shù)用語是參照本技術(shù)領(lǐng)域的習(xí)慣用語，如本說明書對部分用語有加以說明或定義，該部分用語的解釋是以本說明書的說明或定義為準(zhǔn)。
[0042]本發(fā)明的揭示內(nèi)容包含阻抗檢測裝置與方法，用來檢測一負(fù)載的阻抗。該裝置及方法可應(yīng)用于一集成電路(例如音頻編解碼器(Aud1 Codec))或一系統(tǒng)裝置(例如計算機、手機、音樂播放器等音頻輸出裝置)，在實施為可能的前提下，本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員能夠依本說明書的公開內(nèi)容選擇等效的元件或步驟來實現(xiàn)本發(fā)明，也即本發(fā)明的實施并不限于后敘的實施例。由于本發(fā)明的阻抗檢測裝置所包含的部分元件單獨而言可能為已知元件，因此在不影響該裝置發(fā)明的充分公開及可實施性的前提下，以下說明對于已知元件的細(xì)節(jié)將予以省略。此外，本發(fā)明的阻抗檢測方法可通過本發(fā)明的阻抗檢測裝置或其等效裝置來執(zhí)行，在不影響該方法發(fā)明的充分公開及可實施性的前提下，以下方法發(fā)明的說明將著重于步驟內(nèi)容而非硬件。
[0043]請參閱圖2，其為本發(fā)明的阻抗檢測裝置的一實施例的示意圖，該實施例能夠檢測一負(fù)載的阻抗值以供輸出增益校正之用或其它利用。如圖2所示，本實施例的阻抗檢測裝置200包含:一交流信號產(chǎn)生電路210，用來提供一交流信號，該交流信號例如是一正弦波，然而其它類型的交流信號(例如平均振幅值為零(也即直流成分為零)的弦波信號、三角波信號、方波信號等)在實施為可能的前提下也得為本發(fā)明所采用；一輸出緩沖器(OutputBuffer) 220，耦接該交流信號產(chǎn)生電路210，用來電性連接一負(fù)載230，并用來依據(jù)該交流信號以及該負(fù)載230的阻抗值產(chǎn)生一輸出電壓與一輸出電流；一電流鏡240, f禹接該輸出緩沖器220，用來依據(jù)該輸出電流產(chǎn)生一鏡像電流，所述鏡像電流為該輸出電流的K倍，其中K為正值(例如分?jǐn)?shù)或整數(shù))，本實施例中，K值可調(diào)整，并可隨著檢測過程做多次的變動，變動