(57)【要約】  波形整形を音声増幅器内のＤＣ−ＤＣレベル遷移に適用するための技術である。ある側面において、波形整形ブロックは、例えば、音声増幅器の出力の２つのＤＣレベル間の遷移を整形するために、ガウス波形、二乗余弦波形、ルート二乗余弦波形等の非線形の整形波形を利用し得る。波形整形技術は、全体の遷移時間を最小限に抑える一方、遷移に関連するオーディオアーチファクトを減少するために、例えば、増幅器のパワーアップまたはパワーダウンの間に、またはインピーダンス測定モードにおいて利用され得る。
2015506157.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
音声信号を生成するように構成された音声信号ジェネレータと、
整形された音声信号が前記音声信号の２つのＤＣ信号レベル間の遷移の間に非線形の整形された波形プロファイルを持つように前記音声信号を整形するように構成される波形整形ブロックと、
を備える装置。
【請求項２】
前記非線形の整形された波形プロファイルは、二乗余弦プロファイルを備える、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記非線形の整形された波形プロファイルは、ガウス波形プロファイルを備える、請求項１に記載の装置。
【請求項４】
前記非線形の整形された波形プロファイルは、複数の区分線形セグメントを備える、請求項１に記載の装置。
【請求項５】
前記波形整形ブロックは、非線形の整形された波形プロファイルを記憶するデジタルルックアップテーブルを備え、前記波形整形ブロックは、前記非線形の整形された波形プロファイルを有する前記音声信号のＤＣ信号レベルの間の遷移をデジタル的に増大させるように構成される、請求項１に記載の装置。
【請求項６】
前記波形整形ブロックは、非線形の整形された波形プロファイルを記憶するデジタルルックアップテーブルを備え、前記波形整形ブロックは、前記非線形の整形された波形プロファイルを有する前記音声信号をデジタル的に畳み込むように構成される、請求項１に記載の装置。
【請求項７】
前記波形整形ブロックは、波形整形がいつ前記音声信号に適用されるかを示すコンフィギュレーション信号を受信する、請求項１に記載の装置。
【請求項８】
前記整形された音声信号を増幅するように構成された音声電力増幅器をさらに備える、請求項１に記載の装置。
【請求項９】
２つのＤＣ信号レベルの間の前記遷移は、前記音声電力増幅器の初期化中に生じる、請求項８に記載の装置。
【請求項１０】
インピーダンス測定ブロックをさらに備え、ここにおいて、前記インピーダンス測定ブロックが、前記音声信号を前記音声電力増幅器に結合される負荷インピーダンスを測定するための複数のＤＣレベルのうちの１つに設定するために機能するときはいつでも、前記波形整形ブロックは、前記音声信号を整形するように構成される、請求項７に記載の装置。
【請求項１１】
前記波形整形ブロックより前に前記音声信号を増幅するように構成される音声電力増幅器をさらに備える、請求項１に記載の装置。
【請求項１２】
音声信号を生成することと、
整形された音声信号が前記音声信号の２つのＤＣレベルの間の遷移の間に非線形の整形された波形プロファイルを持つように前記音声信号を整形することと、
を備える方法。
【請求項１３】
音声電力増幅器を用いて前記整形された音声信号を増幅することをさらに備える、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記音声電力増幅器の少なくとも出力電圧と出力電流をサンプリングすることと、
前記サンプリングされた出力電圧と出力電流に基づいて負荷インピーダンスを算出することと、をさらに備え、
ここにおいて、前記音声信号を生成することは前記負荷インピーダンスを算出するために複数のレベルに前記信号を設定することを、さらに備える、請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記非線形の整形された波形プロファイルは、二乗余弦プロファイルを備え、ここにおいて、前記遷移は、前記音声電力増幅器の初期化の間に生じる、請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
前記整形することに先立って、音声電力増幅器を用いて前記音声信号を増幅することをさらに備える、請求項１２に記載の方法。
【請求項１７】
音声信号を生成する手段と、
整形された音声信号が前記音声信号の２つのＤＣレベルの間の遷移の間に非線形の整形された波形プロファイルを持つように前記音声信号を整形するための手段と、
を備える装置。
【請求項１８】
前記整形するための手段の出力に結合される音声電力増幅器をさらに備える、請求項１７に記載の装置。
【請求項１９】
前記生成するための手段と前記整形するための手段の間に結合される音声電力増幅器をさらに備える、請求項１７に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
[0001]  米国特許法第１１９条を基礎とする優先権の主張  
本特許出願は、２０１１年１２月１４日に出願された「Waveform shaping for audio amplifiers」と題される仮特許出願番号６１／５７０、７４０に対して優先権を主張し、この結果、この譲受人に譲渡され、ここに参照することにより明確に組み込まれる。
【０００２】
[0002]  本開示は、音声増幅器（audio amplifiers）の設計に関し、特に音声増幅器のための波形整形（waveform shaping）に関する。
【背景技術】
【０００３】
[0003]  音声電力増幅器（audio power amplifiers(PA’s）)の動作において、特定の操作上のシナリオは、あるＤＣ電圧レベルから別のレベルにもたらされる（to be brought from one DC voltage level to another level）音声ＰＡの出力を要求する。例えば、音声ＰＡの初期起動（initial start-up）またはパワーダウン（power-down）の間に、ＤＣバイアスまたはオフセット電圧は、ＰＡの出力において確立されるか、あるいはＰＡの出力から除去され得る。特に、ＤＣレベルは通常、例えば、クラスＡまたはＡＢの動作の間、増幅器の出力に存在する。この場合、Ｖｏｕｔは、増幅器の起動中に０ボルトからＤＣレベルまで上昇し、それとは逆に、Ｖｏｕｔは、増幅器の停止（shutdown）中にＤＣレベルから０ボルトまで下降し得る。代替として、ＰＡの出力電圧はまた、インピーダンス測定モード中、２つ以上の電圧レベルの間で遷移し得、例えば、複数の電圧−電流測定は、音声負荷（audio load）のインピーダンスを決定するために、ＰＡの出力で行われる。
【０００４】
[0004]  各シナリオにおいて、あるＤＣレベルから別のＤＣレベルへの増幅器の出力の上昇遷移又下降遷移（transitioning up or down）は、特定のオーディオアーチファクト（audio artifacts）を不必要に生成する可能性がある。例えば、こういった遷移は、音声デバイス（audio device）のユーザが認識可能な可聴式の（audible）「ポップ（pops）」または「クリック（clicks）」をもたらし得る。増幅器の出力があるＤＣレベルから別のＤＣレベルへ遷移する際に取り込まれるこういったオーディオアーチファクトを最小化するために、「ランピング（ramping）」波形が採用され得る。特に、増幅器が制御されていない方法で、あるＤＣレベルから別のＤＣレベルまで直接遷移するのを可能にする代わりに、遷移は制御され得、例えば時間周期にわたって線形に広がる（linearly spread out）。そのようなランピングを通じて、増幅器の出力のオーディオアーチファクトは、著しく減少する。しかし、そのようなオーディオアーチファクトをさらに減少させるための技術を提供し、同様に、時間にわたって最終的な所望されるＤＣレベルに対するより早い収束を備えることが望ましいであろう。
【０００５】
[0005]  一般的に、線形ランピングプロファイル（linear ramping profiles）は、遷移によって生成されたオーディオアーチファクトを最小化することと、要求された遷移時間を最小化することの間の最適なトレードオフを必ずしも提供するわけではない。所望のＤＣ電圧レベルに対する増幅器の出力の急速な収束を同時にもたらす、オーディオアーチファクトを最小化するための付加的な技術を提供することが望ましいであろう。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】図１は、本開示の技術が適用され得る例示的なシナリオ１００を示す。
【図２】図２は、当技術分野において周知の音声出力コンポーネントを示す。
【図３】図３は、電圧レベルの遷移が現れる時の電圧ＶｉｎとＶｏｕｔのプロットを示す。
【図４】図４は、図３に示される制御されていないＤＣ−ＤＣの遷移に対応するＶｉｎまたはＶｏｕｔの例示的な電力スペクトル密度（power spectral density）（ＰＳＤ）のプロットを示す。
【図５】図５は、本開示にしたがった例示的な実施例を示し、ここにおいて、波形整形ブロック２１２は、信号ジェネレータ２１０と音声増幅器２２０の間に提供される。
【図６】図６は、Ｖｉｎ＿ｐｒｅの例示的な低電圧から高電圧への遷移（low-to-high voltage transition）に関するＶｉｎ＿ｐｒｅとＶｉｎのタイム・ドメイン・プロットを示す。
【図６Ａ】図６Ａは、特定の波形整形方式の例示的な実施例を示す。
【図６Ｂ】図６Ｂは、サンプルの「二乗余弦（raised cosine）」波形がＶｉｎを整形するために適用されるときのＶｉｎのタイム・ドメイン・プロットを示す。
【図７】図７は、図６に示されたタイム・ドメイン・信号の電力スペクトル密度のプロットを示す。
【図８】図８は、波形整形ブロック２１２の例示的な実施を示す。
【図９】図９は、波形整形ブロックが音声増幅器と音声負荷の間に提供される代替の例示的な実施例を示す。
【図１０】図１０は、本開示にしたがった方法の例示的な実施例を示す。
【図１１】図１１は、本開示にしたがった方法の代替の例示的な実施例を示す。
【図１２】図１２は、本開示にしたがった負荷インピーダンス測定を波形整形技術と組み合わせるシステムの例示的な実施例を示す。
【詳細な説明】
【０００７】
[0020]  本開示の種々の側面（aspects）は、添付の図面を参照して以下にさらに詳しく記載される。しかし、本開示は、多くの異なる形式において具体化され、本開示を通して表されるいずれかの特定の構造または機能に限定されるものであると解釈されるべきではない。むしろ、これらの側面は、本開示が処理されおよび完成されるように提供されることによって当業者に対して本開示の範囲を十分に伝えられるだろう。本明細書の教示に基づいて、当業者は、本開示の範囲が、開示のいずれかその他の側面から独立してまたは組み合わせて実施されようとなかろうと、本明細書に開示された開示のいずれかの側面をカバーする意図があることを理解すべきである。例えば、装置は実装され、あるいは方法は、本明細書において説明されるいくつもの側面を用いて実行され得る。さらに、本開示の範囲は、本明細書で説明される本開示の様々な側面に加え、あるいはそれ以外のその他の構造、機能、または構造および機能を用いて実行される装置または方法をカバーすることを意図している。本明細書に開示された開示の任意の側面は、請求項の１つまたは複数のエレメントによって具体化され得ることが理解されるべきである。
【０００８】
[0021]  添付の図面に関連して以下で説明される詳細な記載は、本発明の例示的な側面の説明を意図したものであり、本発明を実施可能な例示的な側面のみを表すことを意図するものでは無い。本明細書を通して用いられる用語「例示的な」は、「具体例、例、または図としての役割を果たすこと」を意味し、必ずしもその他の例示的な側面を超えて好ましいまたは有利であると解釈されるべきではない。詳細な説明は、本発明の例示的な側面の理解を通じて提供する目的のために特定の詳細を含む。本発明の例示的な側面は、これらの特定の詳細がなくても実行され得ることが当業者には明白であろう。いくつかの例において、周知の構造およびデバイスは、本明細書に表された例示的な側面の新規性をあいまいにすることを避けるためにブロック図の形式で示されている。
【０００９】
[0022]  図１は、本開示の技術が適用され得る例示的なシナリオ１００を示す。図１は、例示の目的のためだけに示されており、本開示範囲を示された特定のシステムに限定することを意味するものではないことが理解されるであろう。例えば、本明細書で開示された技術は、図１に示された以外の音声デバイスにも容易に適用され得ることが理解されるであろう。さらに、この技術はまた、例えば、家庭用ステレオシステム、音声（audio）を取り入れるその他のマルチメディアデバイス、内蔵型スピーカーを組み込むデバイス、等その他のタイプの音声デバイスに容易に採用され得る。こういった代替の例示的な実施例は、本開示の範囲内であると考えられる。
【００１０】
[0023]  図１において、ヘッドセット１１０は、左側（Ｌ）のヘッドフォン１１５、右側（Ｒ）のヘッドフォン１２０、およびマイクロフォン１３０を含む。ヘッドセット１１０のこれらのコンポーネントは、プラグ１５０の端子に電気的に結合されており、そのプラグは、音声デバイス１４０のジャック１６０に挿入可能である。ジャック１６０は、図１によって提案されるように、デバイス１４０の表面から突出している必要はなく、さらに図１に示されるエレメントのサイズは一般的に、一定の縮尺で描かれているのではないことに留意すべきである。デバイス１４０は、例えば、携帯電話、ＭＰ３プレイヤー、家庭用ステレオシステム、等であり得る。
【００１１】
[0024]  音声および／またはその他の信号は、プラグ１５０とジャック１６０を介してデバイス１４０とヘッドセット１１０の間で交換される。プラグ１５０は、ジャック１６０から音声信号を受信し、ヘッドセット１１０の左側および右側のヘッドフォンにその信号を送る。プラグ１５０はさらに、マイクロフォン１３０によって生成された音声コンテンツを用いて電気信号をジャック１６０に結合し、マイクロフォンの信号は、デバイス１４０によってさらに処理され得る。プラグ１５０は、例えば制御信号等その他のタイプの信号を伝達するために、図示されていない端子をさらに含んでも良いことに留意すべきである。
【００１２】
[0025]  図２は、当技術分野において周知の音声出力コンポーネントを示す。図２において、信号ジェネレータ２１０は、音声電力増幅器２２０に入力される電圧Ｖｉｎを生成する。音声電力増幅器２２０は、出力電圧Ｖｏｕｔを生成するために、電圧Ｖｉｎを増幅し、電圧Ｖｏｕｔは、効果的なインピーダンスＺＬを有する音声負荷２３０を駆動する。音声負荷２３０は、例えば、音声スピーカー、ヘッドフォン、等に相当し得る。
【００１３】
[0026]  理論上、信号ジェネレータ２１０によって生成されおよび音声電力増幅器２２０に提供される電圧Ｖｉｎは、音声負荷２３０において、例えば、ボイス、音楽、デジタル方式で合成されたサウンド、等の所望の音声出力（a desired audio output）を作成するオーディオ信号コンポーネントから成ることが理解されるであろう。しかし、特定の処理のシナリオにおいて、Ｖｉｎとそれに対応するＶｏｕｔは、ＤＣ電圧レベルから別のレベルまでといった電圧の遷移と関連づけられる非音声信号コンポーネント（non-audio signal components）を含んでも良い。例えば、そのような電圧の遷移は、音声電力増幅器２２０が初めにパワーオンになり、ＤＣバイアスまたはオフセット電圧が確立されるときに生じ得る。代替として、電圧の遷移は、さらに下記に記載されるように、特定の制御モードの間に、例えば、音声負荷インピーダンスの測定と関連する時間間隔の間に生じ得る。
【００１４】
[0027]  図３は、電圧レベルの遷移が現れるときの電圧ＶｉｎとＶｏｕｔのプロットを示す。図３は例示の目的のためだけに示され、電圧レベルの遷移のいずれか特定のタイプに本開示の範囲を限定する意図は無いことに留意すべきである。図３において、Ｖｉｎは、時間ｔ１の第１のＤＣレベルＶ１から時間ｔ２の第２のＤＣレベルＶ２へ遷移する（すなわち、ＤＣ−ＤＣの遷移が生じる（undergoes a DC-to-DC transition））。出力電圧Ｖｏｕｔは、時間ｔ１’からｔ２’までの時間間隔の間にＶ１’からＶ２’へ対応して遷移する。図３におけるＶｉｎとＶｏｕｔの水平および垂直軸は、一般的に、一定の縮尺で示されておらず、増幅器の応答時間にはもちろん、例えば、増幅器利得の大きさに依存し得ることに留意すべきである。さらに、図３では、増幅器利得は、例示の目的のためだけに正（positive）（すなわち、Ｖｉｎにおける上昇遷移（an upward transition）は、Ｖｏｕｔにおける上昇遷移に対応する）で示されており、本開示の技術が、増幅器利得が負（negative）である代替の例示的な実施例にも容易に適用され得ることに留意すべきである。
【００１５】
[0028]  従来技術の実施において、Ｖ１−Ｖ２の遷移および／またはＶ１’−Ｖ２’の遷移の電圧とタイミング特性は、さもなければ制御されることはない、例えば、増幅器の出力のＶ１’からＶ２’への遷移は、増幅器の電圧レベルの遷移仕様、例えば入力において対応する電圧の遷移が与えられた場合の増幅器の出力の立ち上がり時間または立ち下がり時間（rise-time or fall-time）に直接依存し得る。代替として、特定の従来技術の実施において、Ｖ１−Ｖ２の遷移と対応するＶ１’−Ｖ２’の遷移は、直線的な傾斜形状で立ち上がりまたは立ち下がりする（rise or fall in a straight-line ramping configuration）ように構成され、すなわち、Ｖｉｎの２つの入力ＤＣレベル間の遷移が、結果としてＶｏｕｔの２つの出力ＤＣレベル間の直線的な線形遷移（a straight-line linear transition）をもたらすように構成され得る。
【００１６】
[0029]  図４は、図３に示される制御されていないＤＣ−ＤＣの遷移に対応するＶｉｎまたはＶｏｕｔの例示的な電力スペクトル密度（ＰＳＤ）のプロットを示す。図３のＤＣ−ＤＣの遷移は、図４に示されるように、例えば、周波数ｆ１とｆ２の間の可聴周波数レンジの範囲内にあるＶｏｕｔの重要なスペクトルコンポーネントを生成し得ることが理解されるであろう。例示的な実施例において、ｆ１は２０Ｈｚに対応し、およびｆ２は２０ｋＨｚに対応し得る。次に、Ｖｏｕｔが音声負荷２３０に結合されると、これらのスペクトルコンポーネントは、例えば、クリック、ポップ、および／またはその他のノイズの形式で、音声負荷２３０におけるオーディオアーチファクトを生成し得る。音声負荷２３０におけるそのようなオーディオアーチファクトを最小化するための技術を提供することが望ましいであろう。同じ時刻において、図３に示めされるような遷移時間、例えば、時間間隔ｔ２’−ｔ１’を最小化することが望ましいであろう。
【００１７】
[0030]  図５は、本開示にしたがって、例示的な実施例を示しており、ここにおいて、波形整形ブロック２１２は、信号ジェネレータ２１０と音声増幅器２２０の間に提供される。波形整形ブロック２１２は、図５のＶｉｎ＿ｐｒｅとラベル表示された、信号ジェネレータ２１０によって生成された出力を入力として受け取る。波形整形ブロック２１２は、音声増幅器２２０のためにＶｉｎとラベル表示された出力をさらに生成する。オペレーション中、波形整形ブロック２１２は、電圧Ｖｉｎ＿ｐｒｅのＤＣ−ＤＣの遷移を検出し、および予め選択された遷移波形プロファイル（a pre-selected transition waveform profile）にしたがって、Ｖｉｎの対応する遷移を「整形（shape）」するように構成される。この予め選択された波形プロファイルは、ガウス波形（Gaussian waveforms）、二乗余弦波形（raised-cosine waveforms）、ルート二乗余弦波形（root-raised cosine waveforms）、切り捨てられたシンクパルス波形(truncated sinc pulse waveforms)、および／または当技術分野において周知のその他のパルス整形波形（pulse shaping waveforms）を含んでも良い。こういった波形プロファイルは、一般的に非線形であるようにＶｉｎを整形し得る。このコンテキストにおいて、用語「非線形（nonlinear）」とは、電圧レベル間のＤＣ−ＤＣの遷移が、直線によって単純に特徴づけられていないことを示すことに留意すべきである。例えば、非線形の波形プロファイルとは、すなわち、様々な特徴のある線形セグメントを含む区分的に線形（piecewise linear）であり得る。
【００１８】
[0031]  例示的な実施例において、波形整形ブロック２１２は、Ｖｉｎ＿ｐｒｅ内の電圧の遷移が有利に整形され得る間の時間間隔を示すコンフィギュレーション信号（a configuration signal）２１２ａを提供され得る。この方法において、波形整形ブロック２１２は、Ｖｉｎ＿ｐｒｅが音声コンポーネントのみを含むことが分かったときの時間間隔の間に、信号ジェネレータの出力Ｖｉｎ＿ｐｒｅを不必要に整形することを避ける可能性がある。例えば、信号２１２ａは、ＰＡのパワーアップ（power-up）、パワーダウン、またはインピーダンス測定モード、に対応する時間間隔をシグナルし得る。代替の例示的な実施例において、コンフィギュレーション信号２１２ａは省略されてもよく、およびその代わりに波形整形ブロック２１２は、いつＶｉｎ＿ｐｒｅの解析に直接基づいてＶｉｎ＿ｐｒｅを整形するかを決定するように構成され得る。
【００１９】
[0032]  図６は、Ｖｉｎ＿ｐｒｅの例示的な低電圧から高電圧への遷移（an exemplary low-to-high voltage transition in Vin_pre）に関するＶｉｎ＿ｐｒｅとＶｉｎのタイム・ドメイン・プロットを示す。図６において、Ｖｉｎ＿ｐｒｅは、時間ｔ１の低電圧から高電圧への遷移を含む例示的な時間ドメイン関数ｆ（ｔ）によって特徴づけられる。波形整形ブロック２１２による処理の後に、波形整形が適用される時間間隔の間に、電圧Ｖｉｎは、関数ｆ（ｔ）の整形されたバージョン（a shaped version）のｆ’（ｔ）によって特徴づけられる。
【００２０】
[0033]  図６Ａは、特定の波形整形方式の例示的な実施例を示す。図に６Ａに示されるｆ’（ｔ）を生成するために、ｆ（ｔ）を整形するための特定の方式は、例示の目的のためだけに記載されており、いずれの特定の波形整形方式に本開示の範囲を限定するものではないことに留意すべきである。図６Ａにおいて、ｆ（ｔ）は左手側に示され、下記の関数のようにさらに数学的に特徴づけられ、    
f(t) = V1 + x(t) = V1 + ΔV ・ u (t-t1);  
ここにおいて、Ｖ１は、時間ｔ１における初期電圧であり、ΔＶは、Ｖｉｎ＿ｐｒｅの最後の（Ｖ２）と最初の（Ｖ１）の遷移電圧の間の差異として定義されており、・は、乗算演算であり、およびｕ（ｔ）は単位ステップ関数（unit step function）に対応している。さらに、図６Ａの右手側に示されるのは、下記のとおり特徴づけられる例示的な整形された波形関数ｆ’（ｔ）であり、    
f’(t) = V1 + x(t) ・ p(t);  
ここにおいて、ｐ（ｔ）は二乗余弦関数（a raised cosine function）であり、図６Ａに示されるように定義される。
【００２１】
[0034]  図６Ｂは、図６Ａに記載される例示的な二乗余弦パルスがＶｉｎを整形するために適用されるときのＶｉｎのタイム・ドメイン・プロットを示す。図６Ｂにおいて、整形された波形は、水平な時間軸上を横切って傾斜する波形（a ramped waveform）（すなわち、直線的な線形補間（a straight-line linear interpolation）にしたがって処理が行われる遷移）と比較される。二乗余弦波形と傾斜波形（the ramp waveform）の両方は、１時間ユニット後にＶｏｕｔ＝１の所望のＤＣレベルに収束するが、二乗余弦波形は、適切に選択されたＴを用いて、傾斜波形を行うより早く、例えば、最後のＶｏｕｔレベルの９０％に収束し得ることに留意すべきである。さらに、図６Ｂの水平軸と垂直軸のスケールは、本開示の原則を強調するために任意に選択され、本開示の範囲を限定する意図は無い。
【００２２】
[0035]  図７は、図６に示されるタイム・ドメイン・信号の例示的な電力スペクトル密度プロットを示す。図７から、例えば、本明細書に記載された二乗余弦プロファイルを用いる波形整形の結果、ｆ１からｆ２までの可聴周波数レンジ内に位置するＶｉｎの電力は、整形されていない波形Ｖｉｎ＿ｐｒｅの電力に相対して減じられ得る
[0036]  上述されたことを踏まえて、当業者は、波形整形オペレーションが明細書に明確に記載されていないその他の技術を用いても実行され得ることを理解するであろう。例えば、二乗余弦パルス形状（raised cosine pulse shape）（例えば、ガウスパルス形状（Gaussian pulse shape）等）以外のパルス形状（pulse shapes）は、記載されたように、ＤＣ−ＤＣレベル遷移を選択的に整形するために用いられ得る。さらに、代替のオペレーションはまた、例えば、特定の例示的な実施例に適用され得、時間ドメイン関数ｆ（ｔ）は、ｆ’（ｔ）、すなわち下記の式を生成するために選択された整形された波形インパルス応答を用いて畳み込みされ（convolved with the selected shaped waveform impulse response）得、    
f’(t) = f(t) * p(t);  
ここにおいて、＊は、畳み込み演算（convolution operation）を表し、ｐ（ｔ）は、整形された波形インパルス応答を表す。こういった代替の例示的な実施例は、本開示の範囲内であると意図される。
【００２３】
[0037]  図８は、波形整形ブロック２１２の例示的な実施を示す。図８は、例示の目的のためだけに示されており、波形整形ブロックのいずれかの特定の実施に本開示の範囲を限定する意図は無いことが留意されるべきである。当業者は、開示された技術を前提に、波形整形ブロックの代替の実施が導き出され、こういった代替の例示的な実施例が本開示の範囲内であると考えられることを理解するだろう。
【００２４】
[0038]  図８において、Ｖｉｎ＿ｐｒｅは、波形整形オペレーションブロック８１０にデジタル信号として提供される。ブロック８１０は、ルックアップテーブル（ＬＵＴ）８２０に格納されたパルス形状係数（pulse shape coefficients）を参照して、上述のように波形整形オペレーションに従ってＶｉｎ＿ｐｒｅを処理するように構成され得る。ブロック８１０の出力は次に、上述のように音声増幅器に提供される。さらなる段階（図８に図示されていない）は、ブロック８１０のデジタル出力を、音声増幅器を駆動するための適切な形式に変換するために、ブロック８１０と、例えば、デジタルアナログ変換（ＤＡＣ）回路および／またはその他の前処理回路のような音声増幅器の間に提供され得ることに留意すべきである。
【００２５】
[0039]  代替の例示的な実施例において、パルス波形は、プロセッサまたはその他のデジタル回路内で計算される式を用いて生成され、およびこういったパルス波形は、本明細書に記載された技術に従って信号を整形するために用いられ得る。
【００２６】
[0040]  図９は、波形整形ブロックが音声増幅器と音声負荷の間に提供される代替の例示的な実施例を示す。図９において、波形整形ブロック２２２には、音声増幅器２２０の出力電圧Ｖｏｕｔが提供され、波形整形ブロック２２２は次に、音声負荷２３０のための整形された出力電圧Ｖｏｕｔ＿ｐｏｓｔを生成する。この例示的な実施例において、音声増幅器２２０の出力は、アナログ電圧であっても良く、その結果、波形整形ブロック２２２は、アナログ電圧を処理および波形整形するための適切なコンポーネント回路を組み込んでも良いことが留意されるべきである。例えば、波形整形ブロック２２２は、１つまたは複数のデジタルアナログコンバータ（ＤＡＣの）に続いて、デジタル処理のために、Ｖｏｕｔをデジタルドメインに変換するための１つまたは複数のアナログデジタルコンバータ（ＡＤＣの）を含んでも良い。あるいは、波形整形ブロック２２２は、アナログドメイン内でアナログ電圧を直接処理および整形しても良い。こういった代替の例示的な実施例は、本開示の範囲内にあると意図される。
【００２７】
[0041]  例示的な実施例において、波形整形ブロック２２２はまた、音声増幅器２２０の出力段階に組み込まれ得る。
【００２８】
[0042]  図１０は、本開示にしたがった方法１０００の例示的な実施例を示す。図１０の方法は、例示の目的のためだけに示され、本開示の範囲を示されたいずれかの特定の方法に限定することを意図するものではない。
【００２９】
[0043]  図１０のブロック１０１０において、信号は、音声増幅器を駆動するために生成される。この信号は、遷移周期（a transition period）の間に２つのＤＣレベル間の遷移を備える。
【００３０】
[0044]  ブロック１０２０において、音声増幅器を駆動するのに先立って、信号は、非線形の整形された波形プロファイル（a nonlinear shaped waveform profile）を持つように遷移周期の間に整形される。
【００３１】
[0045]  図１１は、本開示にしたがった方法１１００の代替の例示的な実施例を示す。ブロック１１１０において、音声信号は生成される。
【００３２】
[0046]  ブロック１１２０において、音声出力信号は、整形された音声信号が、音声信号の２つのＤＣレベル間の遷移の間に、非線形の整形された波形プロファイルを持つように整形される。
【００３３】
[0047]  図１２は、本開示にしたがって、負荷インピーダンス測定と波形整形技術を組み合わせるシステムの例示的な実施例を示す。図１２の例示的な実施例は、例示の目的のためだけに示され、本開示の範囲を負荷インピーダンス測定システムのいずれか特定の実施に限定することを意図するものではない。当業者は、本明細書に開示された技術が代替の負荷インピーダンス測定システムのための波形整形された信号を生成するために容易に適用されることが理解されるであろう。
【００３４】
[0048]  図１２において、インピーダンス測定および制御ブロック１２２０は、入力電圧設定制御ブロック１２１０をプログラムする。ブロック１２１０は、下記に記載されるように、音声負荷２３０のインピーダンスを決定するために適切な複数の電圧のうちの１つに、信号ジェネレータによって出力される電圧Ｖｉｎ＿ｐｒｅを設定する。波形整形ブロック２１２と音声増幅器２２０による処理に次いで、音声増幅器２２０は、出力電圧Ｖｏｕｔと出力電流Ｉｏｕｔを用いて音声負荷２３０を駆動する。電圧／電流測定ブロック１２３０は、音声負荷２３０によって引き出された対応する電流Ｉｏｕｔと同時に、音声負荷２３０を駆動する電圧Ｖｏｕｔを測定し得る。これらの電圧および電流の測定は、元のインピーダンス計算および制御ブロック１２２０に提供され、それは、測定された電圧および電流に基づいて、音声負荷２３０のインピーダンスを計算する。
【００３５】
[0049]  当技術分野で周知の音声負荷２３０のインピーダンスを測定するための技術は、Ｖｉｎ＿ｐｒｅに複数の設定を生成するために、信号ジェネレータ２１０を好適に構成してもよく、その結果、Ｖｏｕｔはそれに応じて時間にわたって複数の対応する値に設定される。例えば、例示的な実施例において、Ｖｉｎ＿ｐｒｅを少なくとも２つのＤＣ電圧設定Ｖｉｎ＿ｐｒｅ（１）およびＶｉｎ＿ｐｒｅ（２）に設定することが望ましく、その結果、少なくとも２つの対応するＶｏｕｔ値Ｖｏｕｔ（１）およびＶｏｕｔ（２）を生成する。２つ以上の異なる電圧設定Ｖｏｕｔ（１）とＶｏｕｔ（２）は、少なくとも２つの対応する電圧−電流測定（Ｖｏｕｔ、Ｉｏｕｔ）を取得するために、電圧／電流測定ブロック１１３０をイネーブルし、その結果より正確な測定方法を提供する。
【００３６】
[0050]  例示的な実施例において、信号ジェネレータ２１０が、インピーダンス測定中に複数の電圧設定にＶｉｎ＿ｐｒｅを設定するように構成される場合、本開示の波形整形技術は、整形された波形Ｖｉｎを生成するためにＶｉｎ＿ｐｒｅを整形するために適用され得る。例えば、コンフィギュレーション信号２１２ａは、システム１２００がインピーダンス測定モードにある場合、波形整形を行うために波形整形ブロック２１２を構成し得る。例示的な実施例におけるインピーダンスモードにおいて、Ｖｉｎ＿ｐｒｅがＶｉｎ＿ｐｒｅ（１）とＶｉｎ＿ｐｒｅ（２）に連続して設定される場合、波形整形ブロック２１２は、本開示の波形整形技術を適用し、その結果、（Ｖｉｎ＿ｐｒｅ（１）からＶｉｎ＿ｐｒｅ（２）への遷移に起因する）Ｖｉｎ（１）からＶｉｎ（２）への遷移は、整形された波形である。これによって、遷移と関連して生じ得るオーディオアーチファクトを有利に低減することができ、その一方で、同様に遷移時間を最短にできる。
【００３７】
[0051]  波形整形技術はまた、インピーダンス測定が３つ以上の異なる電圧−電流測定値（Ｖｏｕｔ、Ｉｏｕｔ）を要求する際に生成され得るように、Ｖｉｎ＿ｐｒｅの３つ以上の設定を提供するように容易に適用されることが理解されるであろう。さらに、図１２のインピーダンス測定システムはまた、図９の例示的な実施例を容易に提供し得、すなわちここにおいて、波形整形ブロックは音声増幅器に従う。このような代替の例示的な実施例は、本開示の範囲内であると考えられる。
【００３８】
[0052]  本明細書で「電圧」遷移について言及すると、当業者は、本明細書に開示された技術がまた、その他のタイプの遷移、例えば、電磁信号内の電流遷移および／またはその他のタイプの遷移に容易に適用されることを理解するだろうことに留意すべきである。このような代替の例示的な実施例は、本開示の範囲内であると考えられる。
【００３９】
[0053]  本明細書および請求項において、エレメントが別のエレメントに「接続される」または「結合される」場合、その他のエレメントに直接接続または結合されることができる、あるいは介在するエレメントが存在し得ることが理解されるであろう。一方で、エレメントが別のエレメントに「直接接続される」か、あるいは「直接結合される」とみなされる場合、介在するエレメントは存在しない。さらに、エレメントが別のエレメントに「電気的に結合している」とみなされる場合、低い抵抗のパスがこのようなエレメントの間に存在し、その一方で、エレメントが単に別のエレメントに結合されているとみなされる場合、こういったエレメントの間には低い抵抗のパスが存在してもしなくても良いことを意味する。
【００４０】
[0054]  当業者は、情報および信号が様々な異なる技術および技巧のいずれかを用いて表され得ることを理解するであろう。例えば、上記の記載を通して言及され得るデータ、命令、コマンド、情報、信号、ビット、記号およびチップは、電圧、電流、電磁波、磁場または磁気粒子、光電場、または光粒子、またはそれらの任意の組合せによって代表され得る。
【００４１】
[0055]  当業者はさらに、本明細書に開示された例示的な側面に関連して記載された様々な例示的な論理ブロック、モジュール、回路およびアルゴリズムステップは、電子ハードウェア、コンピュータソフトウェア、またはその両方の組み合わせとして実装される得ることを理解するであろう。ハードウェアとソフトウェアのこの互換性をはっきり示すために、様々な例示的なコンポーネント、ブロック、モジュール、回路、およびステップが、一般的にそれらの機能の観点から上記に記載された。こういった機能性がハードウェアまたはソフトウェアとして実装されるかどうかは、特定のアプリケーションおよびシステム全体に課せられた設計の制約に依存する。当業者は、各特定のアプリケーションについて様々な点で記載された機能を実装し得るが、こういった実装の決定は、本発明の例示的な側面の範囲を逸脱すると解釈されるべきではない。
【００４２】
[0056]  本明細書に開示された例示的な側面に関連して記載された様々な例示的な論理ブロック、モジュール、及び回路は、汎用プロセッサ、デジタル・シグナル・プロセッサ（ＤＳＰ）、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、フィールド・プログラマブル・ゲート・アレイ（ＦＰＧＡ）またはその他のプログラム可能な論理デバイス、ディスクリートゲートまたはトランジスタ論理、ディスクリートハードウェアコンポーネント、または本明細書に記載された機能を実行するように設計されたそれらのうちの任意の組合せを用いて実装または実行され得る。汎用プロセッサは、マイクロプロセッサであっても良いが、選択的に、プロセッサは、従来のプロセッサ、コントローラ、マイクロコントローラ、またはステートマシーンのいずれかであっても良い。プロセッサはまた、例えば、ＤＳＰとマイクロプロセッサの組合せ、複数のマイクロプロセッサ、ＤＳＰコアと連動した１つまたは複数のマイクロプロセッサ、または任意のその他のそのような構成等の計算デバイスの組合せとして実装され得る。
【００４３】
[0057]  明細書に開示された例示的な側面に関連して記載された方法またはアルゴリズムステップは、ハードウェアで、プロセッサによって実行されるソフトウェアモジュールで、またはその２つの組合せで、直接具現化され得る。ソフトウェアモジュールは、ランダム・アクセス・メモリ（ＲＡＭ）、フラッシュメモリ、読み取り専用メモリ（ＲＯＭ）、電気的プログラム可能なＲＯＭ（ＥＰＲＯＭ）、電気的消去可能なＲＯＭ（ＥＥＰＲＯＭ）、レジスタ、ハードディスク、リムーバブル・ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、または当技術分野で周知の記憶媒体の任意のその他の形式に存在する。例示的な記憶媒体は、プロセッサが記憶媒体から情報を読み取る及び記憶媒体へ情報を書き込むことができるようにプロセッサに結合される。代替として、記憶媒体はプロセッサに統合され得る。プロセッサと記憶媒体はＡＳＩＣに存在し得る。ＡＳＩＣは、ユーザ端末に存在し得る。代替として、プロセッサと記憶媒体は、ユーザ端末内のディスクリートコンポーネントとして存在し得る。
【００４４】
[0058]  １つまたは複数の例示的な側面において、記載された機能は、ハードウェア、ソフトウェア、ファ−ムウェア、またはそれらの任意の組合せにおいて実装され得る。ソフトウェアにおいて実行された場合、その機能は、１つまたは複数の命令またはコードとして、コンピュータ可読媒体に記憶されるかまたはコンピュータ可読媒体にわたって送信され得る。コンピュータ可読媒体は、コンピュータ記憶媒体、および、ある場所から別の場所へコンピュータプログラムの転送を容易にする任意の媒体を含む通信媒体の両方を含む。記憶媒体は、コンピュータによってアクセス可能な任意の入手可能な媒体であり得る。例として、および限定ではなく、このようなコンピュータ可読媒体は、ＲＡＭ、ＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭまたはその他の光学ディスク記憶装置、磁気ディスク記憶装置またはその他の磁気記憶デバイス、または、命令またはデータ構造の形式で所望のプログラムコードを搬送または記憶するために用いられることができ、およびコンピュータによってアクセス可能ないずれかその他の媒体を備えることができる。同様に、任意の接続は、適切にコンピュータ可読媒体と呼ばれる。例えば、ソフトウェアが、同軸ケーブル、光ファイバーケーブル、ツイストペア、デジタル加入者線（ＤＳＬ）、または赤外線、無線、およびマイクロ波等のような無線技術を用いて、ウェブサイト、サーバ、またはその他の遠隔ソースから送信される場合、同軸ケーブル、光ファイバーケーブル、ツイストペア、ＤＳＬ、または赤外線、無線、およびマイクロ波等のような無線技術は、媒体の定義に含まれる。ディスク（ｄｉｓｋ）およびディスク（ｄｉｓｃ）は、本明細書で用いられるように、コンパクトディスク（ＣＤ）、レーザ―ディスク（登録商標）、光ディスク、デジタル多目的ディスク（ＤＶＤ）、フロッピー（登録商標）ディスクおよびブルーレイ（商標登録）ディスクを含み、ディスク（ｄｉｓｋ）が通常データを磁気再生する一方で、ディスク（ｄｉｓｃ）は、レーザを用いてデータを光学的に再生する。上記の組合せはまた、コンピュータ可読媒体の範囲内に含まれるべきである。
【００４５】
[0059]  開示された例示的な側面のうちの前の記載は、本発明を製造または使用するのを任意の当業者に可能にするために提供される。これらの例示的な側面に対する種々の変更は、当業者にとって容易に明らかであり、および本明細書に定義された包括的な原理は、本発明の精神または範囲を逸脱することなくその他の例示的な側面に適用され得る。従って、本開示は、本発明に示された例示的な側面を限定することを意図するものではないが、本明細書に開示された原則および新規の特徴と一致するもっとも広い範囲と調和するように意図される。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【国際調査報告】
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