CN107852136A - 具有预失真的音频放大器 - Google Patents

Abstract

本申请涉及音频放大器电路***(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。

Description

具有预失真的音频放大器

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***，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***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***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***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***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***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***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***的功率消耗和该电路***的尺寸和复杂性，因此增加该电路***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***，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***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。

已确定的所述负载的特性可以是所述负载的阻抗。在一些实施方案中，所述失真设置控制器可以被配置成将所述负载的阻抗与一个或多个阈值进行比较，从而为所述负载确定阻抗带并选择存储的失真设置中的适合于所述阻抗带的一个失真设置。

所述检测模块可以被耦合到所述放大器电路***的所述输出。所述检测模块可以被配置成当连接负载时通过监测所述输出处的电气属性来确定所述负载的特性。所述检测模块可以被配置成检测何时负载被可操作地连接到所述输出，然后确定所述负载的特性。响应于检测到负载已经被可操作地连接到所述输出，所述放大器电路***可以被配置成将一个测试激励施加到所述输出，并且所述检测模块可以被配置成响应于所述测试激励来监测所述输出处的电气属性以确定负载的特性。

所述检测模块可以被配置成在使用时持续地或周期性地监测所述负载的特性。当所述检测模块正在监测所述负载的特性时，所述放大器电路***可以被配置成将在导频音频率下的导频音添加到所述信号路径中的信号。所述检测模块可以监测在所述导频音频率下所述输出处的电气属性。所述导频音频率可以在对应于针对可能的负载所预期的低频截止的低频阈值以下。

在一些实施方案中，所述失真设置控制器被配置成使得对存储的多个失真设置中的一个失真设置的选择也是基于所述放大器电路***的至少一个操作条件的指示。在一些实施方案中，所述失真设置控制器可以被配置成基于所述放大器电路***的至少一个操作条件的指示来修改选择的失真设置。所述放大器电路***的所述至少一个操作条件包括所述放大器电路***的温度和/或所述放大器电路***的所述至少一个操作条件可以包括以下中的至少一个：供电电压；偏置电流；放大器操作模式。

在一些实施方案中，所述失真设置控制器被配置成使得在选择的失真设置在使用时被改变的情况下，经由至少一个中间设置值从旧的失真设置转变到新的失真设置。

在一些实施方案中，所述预失真模块包括一个数字信号处理器。

所述音频放大器电路***可以被实施为一个集成电路并且多个方面涉及一种包括上文所讨论的变体中的任一个变体中的音频放大器电路***的集成电路。

多个方面还涉及一种电子设备，该电子设备包括如在上文的变体中的任一个变体中所描述的音频放大器电路***。所述音频放大器电路***的输出可以被连接到该电子设备的音频连接器，该音频连接器被配置成用于与***设备的对应连接器配合连接(matingconnection)。该电子设备可以是以下中的至少一个：通信设备；计算设备；便携式设备；电池供电设备；可穿戴设备；游戏设备；移动电话；膝上型计算机、笔记本计算机或平板计算机。

多个方面还涉及一种操作音频放大器电路的方法，该方法包括：

检测在使用时电耦合到所述音频放大电路的输出的负载的特性；

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

将第一传递函数施加到在所述音频放大器电路的输入处接收的信号，其中所述第一传递函数是基于选择的失真设置，并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；以及

放大已经施加了所述第一传递函数的信号并且将经放大的信号输出到所述音频放大电路的所述输出。

该方法可以在上文所讨论的变体中的任一个变体中实施。

多个方面还涉及一种确定用于补偿放大器模块中的固有失真的预失真的方法，该方法包括：

将所述放大器模块连接到一个已定义的阻抗；

将一个预先确定的测试信号提供至所述放大器模块的输入并且监测来自所述放大器模块的输出信号；

分析所述输出信号以确定多个第一谐波分量的谐波系数的幅值和极性；

将所述谐波系数变换成对应于所述放大器模块的失真传递函数的多项式函数的失真系数；以及

将所述失真系数反相，从而为用于补偿所述放大器模块的所述失真传递函数的预失真提供预失真系数。

在另一个方面，提供了一种音频放大器电路***，包括：

一个放大器模块，用于接收输入数字信号并产生经放大的模拟输出信号；以及

一个预失真模块，用于在所述放大器模块上游将第一传递函数施加到所述数字输入信号；

其中所述第一传递函数是基于在使用时耦合到所述放大器模块的输出的负载的阻抗的指示可变的，并且对于至少一些负载阻抗，所述第一传递函数包括一个非线性失真。

在另一个方面，提供了一种用于接收输入信号并将输出信号输出到输出的音频放大器电路***，该音频放大器电路***包括：

一个存储模块，用于存储多个失真设置；

一个控制器，用于基于在使用时耦合到所述输出的负载的特性的指示来选择所述多个失真设置中的一个失真设置；以及

一个预失真模块，基于选择的失真设置将一个失真函数施加到所述输入信号。

现在将仅通过实施例的方式参考附图描述实施方案，其中：

图1例示了根据本发明的一个实施方案的放大器电路；

图2更详细地例示了本发明的一个实施方案；

图3例示了预失真模块的一个实施例；

图4例示了测试布置的一个实施例；以及

图5例示了典型的低阻抗的音圈(voice coil)阻抗和声输出功率响应。

本发明的实施方式提供了在一系列不同的可能负载阻抗上表现出良好的失真性能但是不要求相对大的有源设备或相对高的偏置电流的放大器电路***和放大方法。在本发明的实施方案中，对于至少一些负载，实施受控失真的第一传递函数被施加到输入信号以补偿当驱动特定负载时所预期的失真。

不同类型的负载可以呈现不同阻抗，例如如在下表中例示的。

示例负载类型	示例负载设备	示例阻抗带
			1	耳塞	Z<100Ω
2	头戴式受话器(headphone)	Z≥100<1000Ω
			3	线路输出	Z≥1000Ω

表1

因此，由第一传递函数实施的受控失真是输入信号的预失真并且是按照正被驱动的负载的特定类型定制的。因此，实施方案检测正被驱动的负载的特性并且基于检测到的该负载的特性控制所施加的第一传递函数的至少一个失真设置。不同的失真设置导致不同的传递函数，所述不同的传递函数中的至少一个是非线性失真函数。

图1总体例示了根据一个实施方案的放大器电路100。该放大器电路包括一个用于接收输入信号S_IN的输入101，该输入信号S_IN通常可以是数字音频信号。该放大器电路还具有一个用于输出输出音频信号S_OUT的输出102，该输出音频信号S_OUT通常是模拟音频信号。位于输入101和输出102之间的信号路径中的是一个放大器模块103，用于放大它接收的信号。该放大器模块将包括至少一个放大器级，且取决于放大器的类型，通常可以包括一个DAC(数字-模拟转换器)以在放大之前将接收的数字信号转换成模拟信号。在图1中例示的实施方案中，放大器模块103的输出是用来驱动负载104的输出信号S_OUT，负载104在使用时被电连接到该放大器电路的输出102。负载104可以是在主机设备(即其中包含该放大器电路的设备)之外且经由合适的可移除连接器(例如插座(jack)插头-插孔或插头-容座(receptacle)式布置)可移除地连接的负载。可以连接的负载104可以例如是连接到主机设备的头戴式送受话器的扬声器或连接的插接站的扬声器。

图1的实施方案还具有一个预失真模块105，该预失真模块105被配置成将第一传递函数施加到该信号路径(即在输入101和输出102之间的信号路径)中的信号。便利地在数字域中施加该第一传递函数且因此该第一传递函数可以被施加在放大器模块103上游的信号路径中。该第一传递函数可以对特定的负载施加受控失真。如图1中例示的，受控失真可以被施加到输入信号S_IN以生成该输入信号的预失真的版本S_PD，S_PD被传递到放大器模块103。该第一传递函数可以对于至少一些负载是非线性失真且是基于至少一个失真设置，例如用于一个多项式函数的一个或多个失真系数的集合{p_i}。通过预失真模块105施加的受控失真被选择以便补偿当驱动负载104时将经历的下游失真中的至少一些失真。因此，施加的受控失真补偿或校正由于放大器部件的非线性而将经历的下游信号的固有失真。该受控失真使原始输入信号S_IN以如下的方式失真：即使得实际经历的后续固有失真降低最终输出信号S_OUT中的总失真。换句话说，施加到负载的音频信号将表现出比原本在没有通过预失真模块105施加的受控失真的情况下的失真更低的失真。

然而，当驱动负载时在放大期间音频信号的固有失真的程度可以根据连接的负载的类型而变化。例如对于一个给定的放大器设计，当驱动较低阻抗的负载时固有失真可能更差。因此，通过被选择以便在施加一种类型的负载时(即当驱动第一阻抗的负载时)大体上消除放大器失真的第一传递函数实施的任何受控失真可能不能正确地消除当施加一种不同类型的负载时(即当驱动第二不同阻抗的负载时)的失真。对于负载被可拆卸地连接的应用，例如在头戴式送受话器连接到移动电话等的情况下，使用相同的音频放大器来驱动不同类型的不同阻抗的负载(产生不同的失真)是可能的且很有可能的。

因此，为了正确地失真，即使输入信号预失真，以便改善负载处的失真特性，通过预失真模块105施加的第一传递函数且因此施加的受控失真取决于负载的至少一个特性，即施加的预失真是与负载相关的。因此，检测模块106可以被配置成检测连接的负载的相关特性，所述相关特性可以例如是负载的阻抗Z_L或指示阻抗的特征。该检测模块还可以检测负载的存在。

在一些实施方案中，检测模块106可以被耦合到该放大器电路***的输出102且可以被配置成通过监测和/或测试当负载被连接时在输出102处的电气属性来确定负载的特性。然而，在一些实施方案中，检测模块106可以仅接收相关特性的指示，例如经由某个合适的通信路径从负载104自身接收，或从主机设备的确定负载104的特性的某个其他部分接收。换句话说，负载104可以包括可经由插头和插孔接口102由主机设备读取的关于其特性的预编程信息。

如所提及的，所述至少一个失真设置是基于检测到的负载104的特性。因此，失真设置控制器可以通过监测和/或测试确定负载的特性的指示或接收负载的特性的指示并随后确定适当的失真设置。在一些实施方案中，失真设置——其可以包括失真系数的集合{p_i}，如稍后更详细地解释的——可以是基于以检测到的特性为基础的多个存储的设置。换句话说，可存在已经表征不同负载特性的多个存储的失真设置。在使用时，负载的特性可以被检测且被用来生成适当的失真设置。在一些实施方案中，这可以包括选择最适当的存储的失真设置。因此，失真设置控制器107可以基于检测到的负载的特性来将适当的预失真系数集合{p_i}提供至预失真模块105。

预失真模块105可以根据一个多项式函数来施加受控失真，并且所述至少一个失真设置可以因此包括用于多项式失真的系数集合。换句话说，该预失真模块的第一传递函数可以是多项式函数。

参考图1，考虑到输入值S_IN具有瞬时值x。放大器驱动器电路***中固有的失真(例如由放大器模块103引入的失真)直接导致放大的非线性。放大器信号路径中的固有失真可以被合理地模拟为多项式失真，并且可以通过施加作为第一传递函数的合适的多项式预失真而大体上被消除。

例如考虑到包括失真的放大器传递函数k(x)可以被近似为：

k(x)＝x+k₂.x²+k₃.x³ 方程式(1)

如果根据以下方程式来控制受控预失真：

p(x)＝x+p₂.x²+p₃.x³ 方程式(2)

则通过将k(x)级联在p(x)之后导出的输出是：

k(p(x))＝p(x)+k₂.(p(x))²+k₃.(p(x))³

＝x+p₂.x²+p₃.x³+k₂.(x+p₂.x²+p₃.x³)²+k₃.(x+p₂.x²+p₃.x³)³

方程式(3)

如果p₂和p₃被选择成使得p₂＝-k₂且p₃＝2.k₂ ²-k₃，则：

k(p(x))＝x-k₂.x²+(2.k₂ ²-k₃).x³+k₂.(x-k₂.x²+(2.k₂ ²-k₃).x³)²

+k₃.(x-k₂.x²+(2.k₂ ²-k₃).x³)³

＝x+x²(-k₂+k₂)+x³(2.k₂ ²-k₃+2.k₂ ²+k₃)+O(x⁴)

＝x+O(x⁴)

方程式(4)

其中O(x⁴)指示幂为x⁴或更高的所有项。

因此，可以看到的是，失真的所有二阶和三阶影响都被消除并且仅一些小的更高阶项保留。

一般，此方法可以被扩展用于更高阶消除，即可以通过以下方程式来模拟失真：

k(x)＝k₁.x+k₂.x²+k₃.x³+...+k_N.x^N 方程式(5)

且可以根据以下方程式施加受控预失真，即第一传递函数：

p(x)＝p₁.x+p₂.x²+p₃.x³+...+p_N.x^N 方程式(6)

下面针对N一直到8总结了P₁、P₂…P_N的值。

表2

一般来说，k₁将等于1，但是视情况而定可以使用其他比例因子且本领域技术人员可以理解所述其他比例因子。因此，本发明的实施方案可以对于多个不同的固有失真特性k(x)中的每个具有一个存储的预失真系数集合{p_i}。检测负载的特性有效地识别将在使用时预期的固有失真特性k(x)且因此允许选择适当的存储的预失真系数用于降低或消除那个固有失真。因此，失真设置控制器107可以被看作失真系数生成器或选择器模块。

图2比图1更详细地例示了本发明的一个实施方案，其中使用相同的附图标记来识别类似的部件。图2再次例示的是，放大器模块103可以位于输入101和输出102之间的信号路径中。该放大器模块可以包括DAC201和放大器202。

在使用时，负载104(诸如扬声器)可以被电连接到输出102，可能是经由插头-插孔式连接203。插头-插孔布置可以例如是常规的3极或4极3.5mm或2.5mm插座插头-插孔，并且可以具有用于驱动立体声音频信号的连接。然而，到负载104的连接可以包括用于输出模拟音频信号的任何合适的连接并且可以包括多极连接器，诸如在模拟音频适配器模式或类似模式下操作的USB Type-C连接器。

DAC201可以是任何合适的DAC并且可以例如是开关电容器DAC或电流导引DAC或PWM(脉宽调制)DAC。驱动器放大器202可以例如是诸如将在本领域中很好理解的具有反馈的AB类或G类放大器。然而，可以用其他类型的放大器等同地实施各实施方案，例如D类级，闭环——具有模拟反馈——或开环或所有数字D类放大器。DAC和驱动器放大器函数可以被组合进一个电路，例如强大到足以驱动指定负载和在它周围处于反馈中的一些开关电容器电路***的放大器。

DAC201和放大器202中的每个可以具有能够导致输出信号S_OUT中的失真或电压误差的非线性属性。然而，该电压误差的水平将取决于连接的负载104的阻抗Z_L。对于低阻抗负载，诸如低阻抗扬声器，失真可以由放大器的非线性支配。对于驱动较低电流的高阻抗负载，放大器可以是更线性的，但是DAC可能仍造成显著的失真，特别是因为较高的信号电压摆动可以被指定到较高阻抗负载中，诸如线路负载。因此，该放大器模块的总体预期失真特性k(x)是与负载相关的。

检测模块106在此实施例中是阻抗检测模块，该阻抗检测模块可以被耦合到输出102以确定连接的负载的阻抗。检测模块106可以检测何时负载被可操作地连接，例如何时建立到外部设备的合适的连接，例如插座插头被***到插孔内或音频放大器电路上电或重启。该检测模块可以例如检测插座插头的***使插座插孔内部的常开开关204闭合，从而导致比较器205的输入变低。用信号通知检测模块控制器206比较器变低，指示已经连接了负载。

将理解的是，存在可以检测负载的连接和/或在别处执行负载的连接的检测并用信号通知给阻抗检测模块的多种其他方式。附加地，插头***检测可以涉及额外的步骤或额外的硬件：例如在USB Type-C的情况下，它不仅可以涉及检测已经附接了插头而且还可以涉及测量附接的附件中的多种电阻，以确定正在模拟信号模式下而不是在数字信号传输模式下操作。

一旦通过任何方式用信号通知负载被连接，该检测模块就确定经由连接器的相关极连接到输出102的负载的阻抗。在图2中例示的实施例中，已知的DC电流I_ZD可以被施加到相关的极且经由ADC207测量合成电压。来自ADC207的输出可以被提供至选择器208，该选择器208确定目前连接的负载落入若干预定义的阻抗带中的哪个。选择器208可以例如将来自ADC207的输出与一个或多个预定义的阈值进行比较，以确定相关的阻抗带，即连接的负载的类型。

头戴式送受话器的标准标称负载阻抗值包括8欧姆、16欧姆、32欧姆、600欧姆和10k欧姆。在一些实施方案中，因此可以存在5个阻抗带，每个阻抗带包括这些值中的一个或以这些值中的一个值为中心。这还可以为中间值的负载提供足够的性能。在其他实施方案中，根据特定的放大器设计的失真性能和所要求的失真抵消的量，可存在更多或更少的阻抗带。阻抗带中的至少一些是对数等距的，例如8、16和32欧姆。

在一些实施方案中，可能存在未施加预失真的一个或多个阻抗带，相当于p(x)＝1。这可以避免对信号的不必要的操纵，以例如节省功率或避免信号的可能退化。在一些实施方案中，可能仅存在两个阻抗带，并且对第一带中的阻抗施加预失真且对第二带中的阻抗不施加预失真。换句话说，对于存储的失真设置中的一个，对应的第一传递函数对应于大体上无失真。然而，将存在至少一个失真设置，对于该至少一个失真设置，对应的第一传递函数包括一个非线性失真函数。在一些实施方案中，可能存在引起不同的第一传递函数的多个不同的失真设置，所述不同的第一传递函数对应于表征一个特定负载特性的不同的非线性失真函数。

对于具有立体声音频输出驱动电路***且因此合适的连接器的两个极由音频放大器驱动的放大器电路***，每个扬声器的阻抗可以被单独地确定。然而，在一些应用中，确定连接到相关的极中的仅一个极的负载的阻抗(即确定多个扬声器中的仅一个扬声器的阻抗)可能就足够，其中假设其他扬声器具有类似的阻抗值。

还将理解的是，存在可以检测扬声器的阻抗的多种方式。施加的电流可以某种方式被调制，例如以已知方式斜坡(ramped)地或阶跃(stepped)地被调制，并且可以使用多位量化或一位(即比较器)量化来监测合成的电压。可以随时间以其他方式调制电流，例如方波或超声载波幅度。可以施加测试电压(小且逐渐地施加以避免听得见的假像)且所得到的电流被检测并被数字化或被比较。测试信号可以来源于放大器模块103或选择的其中的元件，诸如高侧驱动晶体管。

在一些实施方案中，可以在使用时施加测试信号。图5以一般方式例示了典型扬声器的扬声器音圈阻抗以及电声响应与频率的关系。如所例示的，扬声器(例如在耳塞式头戴式送受话器中使用的小麦克风-扬声器)的电输入阻抗可能在音频带上是相对恒定的，而电声频率响应可能在低频和高频处下降。因此，可以通过将在某个导频音频率f_pilot处的导频音添加到信号路径在初始化时或周期性地(即以规则的或不规则的时间间隔间歇地或在需要时)或持续地测量阻抗。该导频音频率可以在声学低频截止频率以下。此导频音可以提供对线圈阻抗的适当的测量，而不产生任何大量的听得见的影响。类似地，可以使用在音频带以上的频率处的导频音，但是在较高的频率处可能需要为音圈的电感留出余地。在更复杂的实施方案中，横跨音频带或可能在音频带以上或以下的多个频率的测试信号可以被用来表征附接的负载的特性。

在一些实施方案中，可以不直接测量负载的阻抗。例如附接到主机设备的附件设备可能够经由某个信令来指示其身份，所述某个信令可以是模拟的或数字的或某个组合。例如特定值的电阻可以被附接在一个合适的连接器的其他极之间，其中该电阻的值被选择以用信号通知附件的类型并因此用信号通知负载的一般阻抗带。一些附件设备可以提供一种至少在操作的初始化或发现阶段期间用数字信号通知的方法，该方法允许从附接到主机设备的特定附件传达标称阻抗。在这样的实施方案中，检测模块可以代替地被配置成用于合适的发现连接的附件设备的类型和/或与附件设备通信。

将理解的是，可能由于其他原因已经在一些放大器电路中执行了对扬声器阻抗的检测。例如扬声器保护***可以将扬声器阻抗的指示确定为确保扬声器未热过载或机械过载的一部分。因此，阻抗检测模块将已经存在于一些放大器电路中且因此不表现出任何附加的复杂性。在任何情况下，阻抗检测模块的功能可以因此与放大器电路***的其他控制模块共享。例如负载阻抗的确定值可以被传递到电路控制器209，该电路控制器209控制放大器电路***的至少一个操作参数，例如提供到DAC201或放大器202的偏置电流和/或供电电压。

确定的负载特性(例如针对连接的负载的相关的阻抗带)可以由失真设置控制器107使用以选择多个可能的存储的系数集合{p_i}₁到{p_i}_N中的一个集合{p_i}_j。系数集合{p_i}₁到{p_i}_N可以例如被存储在合适的存储模块中，该合适的存储模块可以包括一个查找表210等。该查找表可以例如被实施为经由多路复用器选择的一组存储寄存器，但是将理解的是，可提供许多其他可能性。所述系数的值可以被存储在可以形成放大器电路***的一部分的某个合适的存储器内或可以被存储在主机设备中的其他地方。

然后，所选择的系数集合可以被锁存到寄存器211或等同物内。由检测模块106施加到负载的已知的电流或其他激励然后可以被移除且正常的信号路径被启用以允许回放音频信号。正常的信号路径的启用和禁用由与输出驱动器放大器202串联的开关指示，但是可以采用其他装置，诸如具有当路径被禁用时被置于高阻态的输出级的输出驱动器放大器。然而如上文所提及的，在一些实施方案中，施加的测试信号可以经由输出驱动器放大器202或其部件来施加且因此信号路径将不被禁用。

在一些实施方案中，寄存器可以不作为实际单独的部件存在。例如可以直接从查找表获得信号，在这种情况下，到查找表的输入可以被锁存在寄存器或代替的等同物内。

在任何情况下，所选择的系数集合然后由预失真模块使用以将适当的多项式第一传递函数p(x)施加到输入信号D_IN，从而提供如上文所描述的受控失真以提供预失真数字信号D_PD。

在一些实施方案中，可以使用专用硬件将受控失真(即多项式第一传递函数p(x))施加到信号。例如图3例示了用于施加受控失真的合适的预失真模块105的一个实施例，该受控失真是三阶多项式函数。由项“x”表示的输入信号被切分成三个路径。在第一路径中，输入信号x直接传递到求和块301。在第二路径中，输入信号x乘以自身，随后乘以相关的系数p₂，之后被输入到求和块301。在第三路径中，来自第二路径的x²项再次乘以输入信号x，然后乘以相关的系数p₃。然而同样地，可以通过运行适当的代码的合适的通用数字信号处理器(DSP)来实施预失真模块105，该处理器可已经正在执行音频信号数据流的其他处理或预调节。适当的代码可以以非暂时性方式存储在主机设备中的存储器中。

在一些实施方案中，可以根据除多项式外的其他传递函数来施加预失真。例如传递函数或其离恒定斜率的偏差可以按照分段线性特性定义，特征在于系数表示在其之间对传递函数进行线性地插置的断点(横坐标和/或纵坐标)。其他可能性包括多种已知的根据固定参数或系数进行插值的样条方法。

预失真数字信号D_PD然后由DAC201转换成模拟信号V_PD并由驱动器放大器202放大/缓冲以驱动附接的负载104。如上文所讨论的，从D_PD经由DAC201和驱动器放大器202(和音频信号路径的此节段中的任何其他电路***)的传递函数可以是根据非线性传递函数k(x)与信号成非线性的。特定的预失真多项式系数集合{p_i}_j是基于负载阻抗选择的并且被设计成旨在大体上消除或至少减小由k(x)的非线性引起的失真的主要分量。换句话说，预失真分量被选择成使得全局传递函数k(p(x))是信号幅度恒定的，比方说一致。

以上讨论已经讨论了使用标量函数，例如实多项式函数，诸如标量泰勒型多项式，以补偿固有失真分量。这将为多种情况提供合适的补偿。然而这是假设固有失真分量与基波信号相位对齐。在许多情况下，此假设将是有效的，且如所提及的，这样的多项式函数可以提供足够的补偿。然而，在至少一些实施方案中，放大器模块103的部件可以使得至少一些固有失真分量可以与基波异相相差多种量。

例如，如果DAC201是开关电容器DAC，则通常通过使用开关反馈电容器和非开关反馈电容器的无限脉冲响应(IIR)滤波对起源于DAC的开关的失真进行滤波。这会导致相位差，该相位差可能足以在音频带中导致不完全的消除。在其他情况下，无源元件的非线性可能导致连同其他无源元件一起变得频率相关的失真。

因此，在一些实施方案中，至少一些失真系数可以具有相关联的相位延迟分量(其对于一个给定的系数集合中的一些系数可能具有零值)。例如失真系数可以被存储为复变量，而不是标量变量，其中幅度提供失真的量(例如p₂)且相位指示相位延迟(例如Φ₂)。因此，预失真模块可以被配置成施加对应于每个失真系数的失真分量，以使得施加的失真分量相对于基波信号延迟指示的相位偏移。

返回参考图3，由专用电路***实施的预失真模块105因此可以在路径中包括用于导出失真分量的延迟302。延迟302可以提供作为频率的函数的相位延迟，且如本领域技术人员将理解的，可以例如由全通滤波器布置来提供延迟302。

应注意的是，放大器模块103的部件的操作点和多种非线性可以随着放大器电路***的温度而变化，例如一个集成电路实施方案中的芯片温度。固有失真的传递函数k(x)可以因此随着温度而变化。

由预失真模块105施加的第一传递函数p(x)的受控失真可以根据最可能的操作温度或中点值温度或某个其他选择的操作点来定义。这样的受控失真可在放大器电路***接近于选择的操作点时最好地起作用但是与不施加受控失真相比仍可以在其他操作温度处提供改善的性能。失真设置可以针对每个阻抗带被定义为在预期的温度范围上给出最好总体性能的失真设置。

然而，在一些实施方案中，可以基于确定的负载特性以及放大器电路***的温度的指示来选择或生成至少一个失真设置，即预失真系数。放大器电路***的温度可以被测量并且失真系数{p_i}被调整，可能地根据个体设备或设备的代表性样本的最佳系数与温度的关系的某个先前的表征。

返回参考图2，电路控制器209可以因此确定温度的指示，例如从片上温度传感器212接收信号。温度T的指示可以被提供到失真设置控制器模块107，使得提供到预失真模块的系数集合{p_i}是基于温度以及检测到的阻抗。

存在可以针对温度调整系数的多种方式。例如查找表可以包括在一系列不同温度处针对每个阻抗带的先前确定的系数。因为温度改变，所以可以基于负载的特性以及温度来选择最适当的系数集合。然而，这将涉及在放大器电路***可能在使用的同时改变系数。为了避免导致听得见的假像的任何增益阶跃改变，系数的值可以***值在查找表中的离散条目之间和/或可以使系数逐渐变化，例如通过强加系数斜坡速率限制以在补偿变化的芯片温度时避免假像。附加地或替代地，系数可以被处理以添加多种后因子从而使系数以预先确定的方式随着温度变化。

扬声器的阻抗自身可以在使用时改变，例如随着温度改变。在至少一些情况下，在使用时扬声器的阻抗的改变可以是在相对小的范围内且因此阻抗可以保持在通常选择的阻抗带内。因此，由初始确定的负载阻抗所选择的失真设置将对于在使用时发生的阻抗的任何改变是足够的。然而，在一些实施方案中，检测模块105可以被配置成在使用时持续地或周期性地监测负载的阻抗。如果负载的阻抗充分地改变，则失真设置可以被相应地调整，即可以以与上文关于温度改变所讨论的类似的方式来更改失真系数。

如先前所提及的，可能由于其他原因已经在某些放大器电路中执行了对扬声器阻抗的检测，例如由于扬声器保护***。这样的扬声器保护***通常可以持续地监测扬声器的阻抗，例如通过使用作为工厂模型(plant model)操作的自适应滤波器，试图基于负载电压和负载电流的指示来模仿扬声器的行为。返回参考图1，检测模块105可以因此被配制成连续地监测连接的负载的阻抗且在这样的情况下，阻抗监测功能可以与其他功能模块(诸如扬声器保护***)共享。

放大器电路可以在一些情况下能够在许多不同的操作模式下操作和/或能够以可配置的操作参数操作，所述可配置的操作参数中的一些可以更改放大器模块103的固有失真特性k(x)。例如如上文所描述的，电路控制器209可以调整放大器电路***的操作参数，例如供应到DAC201或放大器202的偏置电流和/或供电电压，这可以更改固有失真特性k(x)。信号路径中的失真元件可以是可配置成不同的操作模式。操作模式或参数可以基于确定的负载阻抗来选择和/或可以根据其他标准(即响应于其他控制信号)来选择。

例如幅度或信号包络电平和/或音量控制信号可以影响一些操作参数或一个操作模式。在G类型操作模式下可以用包络电平来调整放大器的供电电压。多种操作参数可以在使用时被控制且操作参数的至少一些改变还可能影响放大器传递函数k(x)且因此影响期望的预失真系数{p_i}。因此，在一些实施方案中，电路控制器209可以将一个或多个操作参数的指示，通常被指示为模式信号M，提供到失真设置控制器107。如先前所讨论的，可以基于检测到的负载特性以及基于其他操作参数来选择或调整失真设置，例如预失真系数集合{p_i}。再次，查找表可以具有针对每个阻抗带的不同操作参数的多个条目和/或可以基于操作参数以预先确定的方式调整或修改系数。

以上讨论聚焦于选择适当的系数集合来定义第一传递函数，其中第一传递函数在整个感兴趣的信号带上具有相同的形式。对于许多应用，这是足够的。在许多应用中，可以确定在整个或大部分感兴趣的信号带上是适当的的一般失真特性。然而，在至少一些情况下，与给定的负载连接的放大器的失真特性可以在感兴趣的信号带上显著地变化。

例如常常期望减小静态功率消耗，例如对于用于将音频信号驱动到连接的附件设备的音频放大器，这可能导致相对低的增益带宽。在这样的情况下，在使用时经历的失真可能在不同的频率具有不同的特性且可能例如在较高的频率明显更差，这是因为开环增益在较高的频率下较低并因此在抑制放大器失真源方面不太有效。附加地或替代地，一些应用可以包括抑制电磁干扰(EMI)的部件，例如放大器和负载之间的路径中的铁氧体磁珠。这样的部件可以具有随着信号幅度变化的阻抗，该阻抗导致失真，这是因为信号被从放大器输出到负载的信号相关比分压器衰减。

在这样的情况下，失真特性可以在感兴趣的信号带内相对显著地变化。因此，如果将第一传递函数施加到在整个感兴趣的信号带具有相同形式(例如相同系数)的信号，则在一些频率下在所得到的信号中仍可能存在明显的失真分量。

因此，在一些实施方案中，第一传递函数可以具有随着频率变化的形式，即在一个频率处针对一个信号带的有效传递函数可以不同于在不同频率下的有效传递函数。例如第一传递函数可以包括多个频带传递函数，每个频带传递函数被施加到感兴趣的信号的不同频带。总体失真特性将仍取决于连接的负载，并可能取决于其他因素，诸如温度，如上文所描述，且如上文所描述的因此可以选择适当的存储的失真设置。然而，在这样的实施方案中，存储的失真设置定义了第一传递特性以及它如何随着频率变化。例如存储的失真设置可以包括系数集合，如上文所描述的，其中该系数集合包括用于针对一个给定的频带定义一个频带传递函数的系数。在一些实施方案中，该系数集合可以包括多个子集的系数，每个子集对应于将在一个给定的频带中施加的系数。

图6例示了此原理。输入信号x可以被供应到带切分器601，该带切分器601将输入信号切分成多个不同的频带。该带切分器可以例如包括多个滤波器602，例如带通滤波器。在一些应用中，仅具有两个频带(实际上是一个高频带和一个低频带)就足够。如上所述，增益带宽影响对较高的频率可以是较大的且最大幅度的信号倾向于具有低频。因此，将信号带分成仅两个频带且解决每个带中的失真分量可以给出可接受的性能。然而，在一些情况下，将信号切分成更多带以允许针对每个带定制第一传递函数可以是优选的。这可以以附加的部件和处理为代价来改善性能。

然而，将理解，可能存在其他原因将信号切分成不同的频带以在每个带中施加不同的处理，例如用于施加压缩、均衡等。在这样的情况下，音频信号路径可以具有一个出于其他目的而设置的带切分器，该带切分器可以影响所选择的频带。因此，带切分器601可以是一个由于某个其他信号处理原因也提供带切分的部件。在此情况下，信号可以被切分成比施加预失真将需要的更多的带，在此情况下，出于施加第一传递函数的频带函数的目的可以组合由于某个其他信号处理原因而分开的两个或更多个频带，或者可以将相同的频带函数施加到频带中的两个或更多个频带。

在图6中例示的实施例中，输入信号x被切分成至少三个信号分量x₁到x₃，每个信号分量在其自己的频带中。至少基于如上文所讨论的负载特性来从J个可能的失真设置的集合选择一个相关的失真设置，比方说索引j。在此实施例中，J个失真设置中的每个包括一个系数集合{p_ik}_j，该系数集合包括用于k个频带中的每个且定义个体频带传递函数的系数的子集，第一传递函数是所述个体频带传递函数的组合。相关的频带转移函数被施加到相关的信号分量并且预失真频带可以被组合以提供适当的预失真信号D_PD。每个个体频带传递函数可以如上文所描述的实施在相关的信号分量上。

应注意的是，存储的失真设置可以仅在一些频带中变化。例如对于一个给定的频带k第一失真设置和第二失真设置可以具有相同的系数，但是对于另一个频带则改变。还将理解的是，用于至少一些频带的系数可以在那个带中不引起失真，即p_1k被设置成1且p_2k和更高阶的系数被设置成零。

将注意到，已经参考图2中例示的电路控制器209解释了多种函数。为了清楚起见，此控制器已经在图2中被例示为单个元件，但是在实践中可以通过多种不同的函数块来提供所描述的功能。还将理解的是，电路控制器的至少一些功能可以被包括作为失真设置控制器的一部分。

注意到，如在本文中使用的，术语“模块”应被用来指用于执行所陈述的功能的功能单元。模块可以至少部分地由诸如自定义电路***的专用硬件部件实施和/或至少部分地由一个或多个软件处理器或在合适的通用处理器等上运行的适当的代码实施。适当的代码可以被存储在主机设备的存储器中。还应注意的是，形成一个模块的一部分的任何电路***部件可以与另一个模块共享和/或相同的处理器可以实施多个模块且可能已经正在执行其他控制或数据处理，所述其他控制或数据处理包括对音频信号的其他处理，例如对音频信号数据流的预调节。

如上文所描述的，在多个实施方案中，适当的失真系数集合可以是基于连接到放大器电路的负载的特性生成的或选择的并且被用来将第一传递函数施加在信号路径中，对于至少一些负载这导致受控失真。受控失真被定制以至少部分地补偿或校正放大器电路***的固有失真。这改善了合成输出信号的失真特性，即提供具有比其他情况的失真更低的失真。这意味着相对小的和/或低的功率分量可以被用于放大器模块且电路仍提供可接受的品质。

如所提及的，至少一些相关的预失真系数可以被存储在合适的存储中，例如查找表等。这可以包括专用寄存器电路***或可以是存储器电路***的某个可寻址空间，所述可寻址空间也可用于其他目的，例如用于存储主机设备的其他操作参数。

可以以多种方法生成存储的系数的值。至少一些失真系数可以通过对于待被使用的特定放大器模块模拟固有失真特性k(x)来确定。然后，可以基于模拟的失真特性来确定相关的预失真系数。

然而，在实践中，使用标准设备模型和寄生提取方法进行模拟可能在一些情况下不足够精确地在输出信号中实现期望的低水平失真。因此，在至少一些情况下，可以因此作为测试或校准过程的一部分依经验导出系数{p_i}。例如可以通过将测试信号施加到选择的负载来依经验导出系数{p_i}。

图4例示了测试布置的一个实施例。受测试的放大器模块103被连接到已定义的阻抗Z_Li401。此已知的阻抗可以以期望的阻抗带为中心，可以关于在实践中可使用的负载的可能类型来选择该期望的阻抗带。

为了开始测试，预失真模块105可以被禁用或旁路以使得它不将任何受控失真施加到输入信号D_IN。替代地，系数集合{p_i}可以被设置成不施加失真，例如将系数p₁设置成具有等于1的值且将高阶系数设置成零。

然后施加定义的输入测试信号。该测试信号可以具有被设计成允许表征放大器模块的响应的形式。该测试信号可以例如是在对应于消除任何失真所最期望的电平的幅度电平处的正弦波，所述任何失真可以例如是满量程的，或接近于满量程的。在一些情况下，该测试信号可以具有已定义的频率调制或是多音测试信号。

放大器模块的输出处的输出信号(即电压)然后可以被输入到校准模块402。该输出电压可以由ADC403采样。ADC403可以是高性能ADC以允许精确地捕获固有失真分量。在实践中，该校准模块可以是用来校准放大器电路的ATE(自动测试装备)机器的一部分，例如作为工厂校准的一部分。然而，在一些实施方案中，校准模块402可以被设置成主机设备的一部分，比方说作为放大器电路的片上校准模块的一部分。在此情况下，ADC403可以是形成检测模块的一部分的ADC，比方说ADC207。为了减少ADC的要求，在转换之前可以从被监测的信号中减去理想的或无失真的输出信号，以仅留下需要被数字化的失真分量。

在没有施加预失真的情况下，在一定的测试信号周期内来自ADC403的输出被传递到谐波分析器404，该谐波分析器404可以例如执行FFT(快速傅立叶变换)或Goertzel算法以测量前几个谐波的幅度和极性。

处理器405可以被配置成将不具有预失真的输出信号的前几个(例如N个)谐波的幅度系数转换成N阶输出路径多项式模型系数{k_i}，然后将多项式Σk_ixⁱ反相以获得消除前N个谐波的N阶多项式p(x)的系数{p_i}。

例如，对于被设计成消除第二谐波和第三谐波的***，信号y可以被定义为：

通过与FFT中的相应的容器(bin)的系数进行比较：

＝a₀+a₁sinωt+a₂cos2ωt-a₃sin3ωt＝a₀+a₁sinωt+a₂cos₂ωt-a₃sin3ωt

方程式(8)

然后，可以确定的是：

然后，可以计算p₂＝-k₂和p₃＝2.k₂ ²-k₃，如关于上文的方程式(4)所讨论的。

然后将对多个不同的特性阻抗中的每个重复该过程以针对每个阻抗带生成一个系数集合{p_i}。这些系数集合然后可以被写入某个合适的设备存储器中。

如果需要，则还可以在放大器模块103的多个受控温度中的每个下进行测试过程和/或用多个不同的操作参数来进行测试过程以提供对多个温度和/或操作参数合适的系数。

在制造测试期间，该测试过程可以被应用到生产的每个部分，即每个放大器电路。替代地，可以表征多个部分的一个代表性样本，以及由统计分析导出合适的系数。这将避免对耗时且昂贵的个体校准的需要。在任一种情况下，系数可以被写入且被存储在某个可编程非易失存储器(例如EEPROM或OTP)中。系数可以被存储在与放大器电路***相同的集成电路上的存储器中或可以被存储主机设备中的其他地方。

参考图4描述的校准过程使用来自放大器模块103的电反馈信号。因此，所得到的失真系数将补偿在连接到相关阻抗的负载时放大器模块处的电压波形中的任何失真分量。然而，在实践中，在放大器模块103下游可能存在其他失真，例如由任何下游部件(诸如或许是ESD保护部件或主机设备中的串联开关)引起的。因此，可以优选的是，通过监测在主机设备中的或甚至与典型的附件设备连接的下游点处的信号和通过监测来自邻近扬声器的点的音频信号来执行校准过程并确定系数。

无论如何导出系数，存储多个系数集合允许放大器电路***与多种不同类型的负载(例如具有不同阻抗的不同类型的扬声器)一起使用，且在驱动那个负载时施加对于电路适当的受控失真。这对于可以被用来驱动可移除地连接的负载且因此放大器电路可能在使用中遇到不同负载(即阻抗)的音频放大器是特别有用的。然而，即使放大器电路***实际上在使用时被包含在具有不可移除的负载的主机设备中，在本文中描述的实施方案也可以是有用的。可以针对由一个制造商(例如芯片制造商)指定的负载范围集合中的每个来制造和校准放大器电路，然后将该放大器电路供应到不同的制造商用于组装成最终设备。例如头戴式送受话器制造商可以制造在头戴式送受话器自身中(例如在电子狗中)具有音频驱动器电路***的至少一些头戴式送受话器。头戴式送受话器制造商希望在具有不同类型扬声器的一系列产品中使用相同类型的放大器电路，并且不希望必须校准放大器电路***或以其他方式指定特定的失真设置。因此，能够确定所使用的负载的类型的放大器电路***可能是有益的。替代地，制造的头戴式送受话器设备可以包括存储的数字代码，该存储的数字代码被提供到音频驱动器电路***以指示对于每个特定批次的设备使用了哪种类型的扬声器。

也如上文所提及的，在一些应用中，放大器电路可以在使用时响应于给定的扬声器的阻抗的任何变化。

将理解的是，已经参考具有到接地的返回的单端负载描述了上文所描述的实施方案。当然应理解的是，输出可以是H桥式布置。操作原理将是如所描述的，除了对负载电压的任何感测可以涉及差分感测且可以根据哪个操作象限是有效的来适配任何负载电流测量之外。

因此，本领域技术人员将认识到，上文描述的装置和方法的一些方面可以体现为处理器控制代码，所述处理器控制代码例如在非易失性载体介质(诸如磁盘、CD-ROM或DVD-ROM)、编程存储器(诸如只读存储器(固件))上，或在数据载体(诸如光信号载体或电信号载体)上。对于许多应用，本发明的实施方案将被实施在DSP(数字信号处理器)、ASIC(专用集成电路)或FPGA(现场可编程门阵列)上。因此，代码可以包括常规程序代码或微代码，或例如用于建立控制ASIC或FPGA的代码。代码还可以包括用于动态地配置可重配置装置(诸如可重新编程的逻辑门阵列)的代码。类似地，代码可以包括用于硬件描述语言(诸如Verilog^TM或VHDL)的代码。如技术人员将理解的，代码可以被分布在彼此通信的多个耦合部件之间。在适当的情况下，实施方案还可以使用在现场可(重新)编程的模拟阵列或类似设备上运行的代码来实施，以配置模拟硬件。

本发明的一些实施方案可以被布置为音频处理电路(例如可以被设置在主机设备中的音频电路)的一部分。根据本发明的一个实施方案的电路可以被实施为集成电路。一个或多个扬声器可以在使用时被连接到该集成电路。

本发明的实施方案可以在主机设备中实施，所述主机设备尤其是便携式和/或电池供电的主机设备，诸如移动电话、音频播放器、视频播放器、PDA、移动计算平台例如膝上型计算机或平板计算机和/或游戏设备。本发明的实施方案还可以在附件中被整体地或部分地实施，所述附件可附接到主机设备，例如位于有源扬声器等中。

应注意，上文所提及的实施方案是例示而非限制本发明，在不偏离随附权利要求的范围的前提下，本领域技术人员将能够设计许多替代实施方案。词语“包括”不排除除了在权利要求中列出的那些元件或步骤之外的元件或步骤的存在，“一”或“一个”不排除多个，且单个特征或其他单元可以实现权利要求中所列举的若干个单元的功能。权利要求中的任何附图标记或参考标注不应被解释为限制所述权利要求的范围。术语诸如“放大”或“增益”包括可能将小于1的缩放因子施加到信号。

Claims (35)

1.音频放大器电路***，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。

2.根据权利要求1所述的音频放大器电路***，其中所述第一传递函数是基于一个多项式函数，且存储的失真设置中的每个包括针对所述多项式函数的一个或多个失真系数的集合。

3.根据权利要求2所述的音频放大器电路***，其中每个失真设置包括表征一个特定的负载特性的失真系数的集合。

4.根据权利要求2或3所述的音频放大器电路***，其中至少一些失真系数具有一个相关联的相位延迟分量并且其中所述预失真模块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。

5.根据任一项前述权利要求所述的音频放大器电路***，其中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对应于大体上无失真。

6.根据任一项前述权利要求所述的音频放大器电路***，其中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。

7.根据任一项前述权利要求所述的音频放大器电路***，还包括一个存储模块，用于存储所述多个失真设置。

8.根据权利要求7所述的音频放大器电路***，其中所述存储模块包括一个查找表。

9.根据任一项前述权利要求所述的音频放大器电路***，其中所述负载的所述特性是所述负载的阻抗。

10.根据权利要求9所述的音频放大器电路***，其中所述失真设置控制器被配置成将所述负载的阻抗与一个或多个阈值进行比较，从而为所述负载确定阻抗带并且选择存储的失真设置中的适合于所述阻抗带的一个失真设置。

11.根据任一项前述权利要求所述的音频放大器电路***，其中所述检测模块被耦合到所述放大器电路***的所述输出且被配置成当连接负载时通过监测所述输出处的电气属性来确定所述负载的特性。

12.根据权利要求11所述的音频放大器电路***，其中所述检测模块被配置成检测何时负载被可操作地连接到所述输出，并然后确定所述负载的特性。

13.根据权利要求12所述的音频放大器电路***，其中响应于检测到负载已经被可操作地连接到所述输出，所述放大器电路***被配置成将一个测试激励施加到所述输出，并且所述检测模块被配置成响应于所述测试激励来监测所述输出处的电气属性以确定所述负载的特性。

14.根据任一项前述权利要求所述的音频放大器电路***，其中所述检测模块被配置成在使用时持续地或周期性地监测所述负载的特性。

15.根据权利要求14所述的音频放大器电路***，其中当所述检测模块正在监测所述负载的特性时，所述放大器电路***被配置成将在导频音频率下的导频音添加到所述信号路径中的信号，并且所述检测模块监测在所述导频音频率下所述输出处的电气属性。

16.根据权利要求15所述的音频放大器电路***，其中所述导频音频率在对应于针对可能的负载所预期的低频截止的低频阈值以下。

17.根据任一项前述权利要求所述的音频放大器电路***，其中所述失真设置控制器被配置成使得对存储的多个失真设置中的一个失真设置的选择也是基于所述放大器电路***的至少一个操作条件的指示。

18.根据权利要求1至16中任一项所述的音频放大器电路***，其中所述失真设置控制器被配置成基于所述放大器电路***的至少一个操作条件的指示来修改选择的失真设置。

19.根据权利要求17或18所述的音频放大器电路***，其中所述放大器电路***的所述至少一个操作条件包括所述放大器电路***的温度。

20.根据权利要求17至19中任一项所述的音频放大器电路***，其中所述放大器电路***的所述至少一个操作条件包括以下中的至少一个：供电电压；偏置电流；放大器操作模式。

21.根据任一项前述权利要求所述的音频放大器电路***，其中所述失真设置控制器被配置成使得在选择的失真设置在使用时被改变的情况下，经由至少一个中间设置值从旧的失真设置转变到新的失真设置。

22.根据任一项前述权利要求所述的音频放大器电路***，其中所述第一传递函数具有在感兴趣的信号带内随着频率变化的形式。

23.根据任一项前述权利要求所述的音频放大器电路***，其中所述第一传递函数包括多个频带传递函数且所述预失真模块被配置成将每个频带传递函数施加到所述信号的在一个相应的频带中的分量。

24.根据权利要求23所述的音频放大器电路***，当直接或间接从属于权利要求2时，其中一个或多个失真系数的所述集合包括针对所述频带传递函数中的每个频带传递函数的失真系数的子集。

25.根据权利要求23或24所述的音频放大器电路***，还包括一个带切分器，用于将所述信号路径中的信号切分成所述相应的频带。

26.根据任一项前述权利要求所述的音频放大器电路***，其中所述预失真模块包括一个数字信号处理器。

27.根据任一项前述权利要求所述的音频放大器电路***,该音频放大器电路***被实施为一个集成电路。

28.一种电子设备，包括根据任一项前述权利要求所述的音频放大器电路***。

29.根据权利要求28所述的电子设备，其中所述音频放大器电路***的输出被连接到所述电子设备的音频连接器，所述音频连接器被配置成用于与***设备的对应连接器配合连接。

30.根据权利要求28或29所述的电子设备，其中所述电子设备是以下中的至少一个：通信设备；计算设备；便携式设备；电池供电设备；可穿戴设备；游戏设备；移动电话；膝上型计算机、笔记本计算机或平板计算机。

31.音频放大器电路***，其是在上文中参考附图中的图1至图5所描述的。

32.一种操作音频放大器电路的方法，该方法包括：

检测在使用时电耦合到所述音频放大电路的输出的负载的特性；

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

将第一传递函数施加到在所述音频放大器电路的输入处接收的信号，其中所述第一传递函数是基于选择的失真设置，并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；以及

放大已经施加了所述第一传递函数的信号并且将经放大的信号输出到所述音频放大电路的所述输出。

33.一种确定用于补偿放大器模块中的固有失真的预失真的方法，该方法包括：

将所述放大器模块连接到一个已定义的阻抗；

将一个预先确定的测试信号提供至所述放大器模块的输入并且监测来自所述放大器模块的输出信号；

分析所述输出信号以确定多个第一谐波分量的谐波系数的幅值和极性；

将所述谐波系数变换成对应于所述放大器模块的失真传递函数的多项式函数的失真系数；以及

将所述失真系数反相，从而为用于补偿所述放大器模块的所述失真传递函数的预失真提供预失真系数。

34.音频放大器电路***，包括：

一个放大器模块，用于接收输入数字信号并产生经放大的模拟输出信号；以及

一个预失真模块，用于在所述放大器模块上游将第一传递函数施加到所述数字输入信号；

其中所述第一传递函数是基于在使用时耦合到所述放大器模块的输出的负载的阻抗的指示可变的，并且对于至少一些负载阻抗，所述第一传递函数包括一个非线性失真。

35.用于接收输入信号并将输出信号输出到输出的音频放大器电路***，该音频放大器电路***包括：

一个存储模块，用于存储多个失真设置；

一个控制器，用于基于在使用时耦合到所述输出的负载的特性的指示来选择所述多个失真设置中的一个失真设置；以及

一个预失真模块，基于选择的失真设置将一个失真函数施加到所述输入信号。