用于计算设备的智能限流器的制作方法

用于计算设备的智能限流器


背景技术：

1.移动计算设备通常由电池供电。硬件电池保护电路通常保护电池免受过载状况的影响。电池具有关闭阈值电流。如果从电池汲取的电池电流量超过该关闭阈值电流，则触发电池保护电路来关闭电池。
2.移动计算系统通常包括音频系统和触觉系统。电池向音频系统的音频放大器和触觉系统的触觉放大器供应电池电流。移动计算设备通常具有为音频放大器和触觉放大器的操作分配的电池电流预算。如果音频放大器和触觉放大器的组合操作在数字音频信号和数字触觉信号的放大/衰减期间从电池汲取的电池电流超过所分配的电池电流预算，则从电池汲取的电流总量可能超过关闭阈值电流，并且可能触发硬件电池保护电路来关闭电池。
3.在电池被硬件电池保护电路关闭的情况下，重置移动计算设备的电池和/或硬件电池保护电路可能涉及重启该移动计算设备。
附图说明
4.参照所附附图描述了具体实施方式。说明书和附图中在不同情况下使用相同的附图标记可以指示相似或相同的项目。以下具体实施方式和所附附图中披露了本披露内容的各个实施例或示例(“示例”)。附图未必按比例绘制。一般来讲，除非权利要求中另有提供，否则所披露的过程的操作可以以任意顺序来执行。
5.图1是包括智能限流器的实施例的移动计算设备的示例的框图表示；
6.图2是包括智能限流器的实施例的音频数字信号处理器的示例的框图表示；
7.图3是使用智能限流器的实施例来智能地限制供应给示例音频放大器的电流的方法的实施例的流程图表示；
8.图4是包括智能限流器的实施例的移动计算设备的示例的框图表示；
9.图5是包括智能限流器的实施例的触觉数字信号处理器的示例的框图表示；
10.图6是使用智能限流器的实施例来智能地限制供应给示例触觉放大器的电流的方法的实施例的流程图表示；
11.图7是包括智能限流器的实施例的移动计算设备的示例的框图表示；以及
12.图8是示例计算机装置的框图表示。
具体实施方式
13.概述
14.移动计算设备通常包括一个或多个数字输出系统，比如音频系统和/或触觉系统。电池电流预算通常被分配用于数字输出系统的组合操作，例如音频系统和触觉系统的组合操作。音频系统包括音频放大器，并且触觉系统包括触觉放大器。智能限流器用于管理在将数字音频信号传输到音频放大器以进行放大/衰减和将数字触觉信号传输到触觉放大器以进行放大/衰减之前，在音频数字信号处理器处施加于所接收的数字音频信号的增益以及在触觉数字信号处理器处施加于所接收的数字触觉信号的增益，以确保音频放大器和触觉
放大器的组合操作不会从电池中汲取超过电池电流预算的电池电流并且不会触发电池关闭。
15.在实施例中，移动计算设备包括：被配置为接收数字信号的数字信号处理器；被配置为处理所接收的数字信号的放大器；通信地耦合到该放大器的输出发生器；以及被配置为至少向该放大器供电的电池。智能限流器是数字信号处理器的部件。智能限流器被配置为基于电池的电池电压、由用于放大器的电池电流预算限定的电池电流限制以及该放大器的效率来确定与该放大器相关联的功耗限制。智能限流器被配置为基于数字信号的电压、处理该数字信号的放大器的增益以及输出发生器的导纳来确定与该放大器相关联的预测功耗。智能限流器将该预测功耗与该功耗限制进行比较，并在将数字信号供应给该放大器以进行处理之前基于该比较来调节数字信号处理器处的增益设置。
16.在实施例中，移动计算设备可以包括一个或多个数字输出系统，比如音频系统、触觉系统等。在这样的实施例中，移动计算设备可以包括：被配置为接收相应数字信号的两个或更多个数字信号处理器；两个或更多个放大器(例如，音频放大器、触觉放大器等)；以及两个或更多个输出发生器(例如，扬声器、触觉振动器等)，每个输出发生器都耦合到相应放大器的输出端；便携式能量源；以及智能限流器。便携式能量源被配置为向(多个)放大器供电。智能限流器被配置为基于便携式能量源的便携式能量源电压、由便携式能量源用于(多个)放大器的操作的电流预算限定的便携式能量源电流限制以及每个相应放大器的效率，来确定功耗限制；基于在每个放大器的相应数字信号处理器处接收的数字信号、每个放大器的增益和该放大器的相应输出发生器的导纳，来确定每个放大器的预测功耗；基于相应预测功耗确定组合预测功耗，将该组合预测功耗与功耗限制进行比较，并在将数字音频信号供应给相应放大器之前基于该比较来调节一个或多个数字信号处理器处的增益设置中的至少一个增益设置。
17.在一个实施例中，移动计算设备可以包括：被配置为接收第一数字信号的第一数字信号处理器；第一放大器；以及耦合到该第一放大器的输出端的第一输出发生器。该移动计算设备进一步包括：被配置为接收第二数字信号的第二数字信号处理器；第二放大器；以及耦合到该第二放大器的输出端的第二输出发生器。便携式能量源被配置为至少向第一放大器和第二放大器供电。智能限流器被配置为：基于便携式能量源的便携式能量源电压、由便携式能量源用于第一放大器和第二放大器的操作的电流预算限定的便携式能量源电流限制、第一放大器的效率和第二放大器的效率，来确定功耗限制；基于在第一数字信号处理器处接收的第一数字信号、第一放大器的增益和第一输出发生器的导纳，来确定该第一放大器的第一预测功耗；基于在第二数字信号处理器处接收的第二数字信号、第二放大器的增益和第二输出发生器的导纳，来确定该第二放大器的第二预测功耗；基于该第一预测功耗和该第二预测功耗确定组合预测功耗，将该组合预测功耗与该功耗限制进行比较，以及在将该第一数字信号供应给该第一放大器和将该第二数字信号供应给该第二放大器之前，基于该比较来调节该第一数字信号处理器处的增益设置和该第二数字信号处理器处的增益设置中的至少一者。
18.在示例实施例中，移动计算设备可以包括音频系统、触觉系统、便携式能量源和智能限流器。音频系统包括：被配置为接收数字音频信号的音频数字信号处理器；音频放大器；以及耦合到该音频放大器的输出端的扬声器。触觉系统包括：被配置为接收数字触觉信
号的触觉数字信号处理器；触觉放大器；以及耦合到该触觉放大器的输出端的触觉振动器。便携式能量源被配置为至少向音频放大器和触觉放大器供电。智能限流器被配置为：基于便携式能量源的便携式能量源电压、由便携式能量源用于音频放大器和触觉放大器的操作电流预算限定的便携式能量源电流限制、音频放大器的效率和触觉放大器的效率，来确定功耗限制；基于在音频数字信号处理器处接收的数字音频信号、该音频放大器的增益和该扬声器的导纳，来确定该音频放大器的第一预测功耗；基于在触觉数字信号处理器处接收的数字触觉信号、该触觉放大器的增益和该触觉振动器的导纳，来确定该触觉放大器的第二预测功耗；基于该第一预测功耗和该第二预测功耗确定组合预测功耗；将该组合预测功耗与该功耗限制进行比较；以及在将该数字音频信号供应给该音频放大器和将该数字触觉信号供应给该触觉放大器之前，基于该比较来调节该音频数字信号处理器处的增益设置和该触觉数字信号处理器处的增益设置中的至少一者。
19.在实施例中，智能限流器可以被实施为用于移动计算设备的数字信号处理器的一部分。在这样的实施例中，数字信号处理器包括至少一个处理器以及包含计算机程序代码的至少一个存储器，该至少一个存储器和该计算机程序代码被配置为与该至少一个处理器一起使该智能限流器进行以下操作：基于由放大器接收的数字音频信号、该放大器的增益以及与该放大器耦合的输出发生器的导纳，来确定一个或多个放大器的预测功耗；基于这些预测功耗确定组合预测功耗；基于被配置为向该(多个)放大器供电的电池的电池电压、与该电池相关联的且由用于该(多个)放大器的操作的电池电流预算限定的电池电流限制、该(多个)放大器的效率，来确定功耗限制；将该组合预测功耗与该功耗限制进行比较，并在将该(多个)数字信号供应给该(多个)放大器之前基于该比较来调节一个或多个数字信号处理器的增益设置。
20.在示例实施例中，用于具有音频系统和触觉系统的移动计算设备的数字信号处理器包括智能限流器。该数字信号处理器包括至少一个处理器和包含计算机程序代码的至少一个存储器，该至少一个存储器和该计算机程序代码被配置为与该至少一个处理器一起使该智能限流器进行以下操作：基于在音频系统处接收的数字音频信号、音频放大器的增益和耦合到该音频放大器的扬声器的导纳，来确定该音频放大器的第一预测功耗；基于在触觉系统处接收的数字触觉信号、触觉放大器的增益和耦合到该触觉放大器的触觉振动器的导纳，来确定该触觉放大器的第二预测功耗；基于该第一预测功耗和该第二预测功耗确定组合预测功耗；基于被配置为向该音频放大器和该触觉放大器供电的电池的电池电压、与该电池相关联的且由用于该音频放大器和该触觉放大器的操作的电池电流预算限定的电池电流限制、该音频放大器的效率和该触觉放大器的效率，来确定功耗限制；将该组合预测功耗与该功耗限制进行比较；以及在将该数字音频信号供应给该音频放大器和将该数字触觉信号供应给该触觉放大器之前，基于该比较来调节该音频数字信号处理器的增益设置和该触觉数字信号处理器的增益设置中的至少一者。
21.示例实施方式
22.参照图1，示出了包括智能限流器102的实施例的移动计算设备100的示例的框图表示。移动计算设备100包括音频系统104、电池106和电池保护电路107。移动计算设备100包括有助于移动计算设备100的操作的附加部件(图1中未示出)。移动计算设备100的示例包括但不限于智能电话、平板计算机和膝上型计算机。
23.音频系统104通常包括数字音频接口(dai)108、音频数字信号处理器(dsp)110、音频放大器112和扬声器116。在实施例中，智能限流器102存储在移动计算设备100处。在实施例中，智能限流器102存储在音频dsp 110处。
24.在实施例中，dai 108被配置为通信地耦合到音频信号源118。在实施例中，dai 108通信地耦合到音频信号源118。dai 108从音频信号源118接收数字音频信号。音频信号源118的示例是媒体播放器。
25.音频dsp 110通信地耦合到dai 108。音频dsp 110接收数字音频信号作为输入并对所接收的数字音频信号进行数字处理。音频放大器112通信地耦合到音频dsp 110，并从音频dsp 110接收数字音频信号以进行放大。音频放大器112具有固定增益。音频放大器112根据固定增益放大所接收的数字音频信号。音频放大器112将放大后的音频信号传输到扬声器116。扬声器116广播所接收的音频信号。
26.尽管已经描述了音频系统104的不同部件，但是音频系统104的替代实施例可以包括促进音频系统104的操作的附加部件。
27.电池保护电路107设置在电池106与音频放大器112之间。电池保护电路107保护电池106免受过载状况的影响。电池106具有关闭阈值电流。如果从电池106汲取的电池电流量超过该关闭阈值电流，则触发电池保护电路107并关闭电池106。在实施例中，电池保护电路107将电池106与由电池106供电的系统断开，从而关闭电池106。虽然电池106已被描述为用于为音频放大器112供电的电源，但也可以使用其他类型的便携式能量源。例如，可以使用光伏电池系统来向音频放大器112供电。
28.电池106向音频放大器112供应电池电流i
bat
。移动计算设备100具有为音频放大器112的操作分配的电池电流预算i
bat(lim)
。如果音频放大器112在数字音频信号的放大期间从电池106汲取的电池电流i
bat
超过所分配的电池电流预算i
bat(lim)
，则从电池106汲取的总电流量可能超过关闭阈值电流，并且可能触发电池保护电路107来关闭电池106。
29.音频dsp 110具有可调增益设置。在实施例中，音频dsp 110的默认增益设置为一。音频dsp 110根据增益设置将增益施加于所接收的数字音频信号。智能限流器102管理音频dsp 110的增益设置，并且音频dsp在将数字音频信号传输到音频放大器112以进行放大之前将增益施加于所接收的数字音频信号，以确保音频放大器112从电池106汲取的电池电流i
bat
不会超过为音频放大器112的操作分配的电池电流预算i
bat(lim)
。
30.参照图2，示出了包括智能限流器102的实施例的示例音频dsp 110的框图表示。音频dsp 110包括至少一个处理器200和至少一个存储器202。在实施例中，智能限流器102存储在至少一个存储器202中。智能限流器102包括功率限制生成器204、功耗预测器206、比较器208和增益调节器210。
31.智能限流器102基于实时进行操作。智能限流器102当在音频dsp 110处接收到数字音频信号时对这些信号进行分析，如果需要，则调节音频dsp110处的增益设置，并且在将这些数字音频信号供应给音频放大器112进行放大之前在音频dsp 110处将增益施加于所接收的数字音频信号。
32.功率限制生成器204基于电池106的电池电压v
bat
、为音频放大器112的操作分配的电池电流预算i
bat(lim)
和音频放大器112的效率eff
amp
来确定音频放大器112的功耗限制p
amp(lim)
。以下详细描述了音频放大器112的功耗限制p
amp(lim)
与电池106的电池电压v
bat
、为
音频放大器112的操作分配的电池电流预算i
bat(lim)
和音频放大器112的效率eff
amp
之间的关系推导。
33.等式1定义了音频放大器112从电池106汲取的功率p
bat
、电池106的电池电压v
bat
和音频放大器112从电池106汲取的电池电流i
bat
之间的关系。
34.等式1：p
bat
＝(v
bat
)(i
bat
)
35.如上所述，电池106的电池电流预算i
bat(lim)
是为音频放大器112的操作而分配的并且是已知参数。电池106的电池电压v
bat
是已知参数。如下面的等式2所示，用电池电流预算i
bat(lim)
的值代替电池电流i
bat
使得能够推导出为音频放大器112的操作分配的电池功率预算p
bat(lim)
。
36.等式2：p
bat(lim)
＝(v
bat
)(i
bat(lim)
)
37.等式3定义了音频放大器112消耗的功率p
amp
、扬声器116两端的电压v
amp
与馈送到扬声器116的电流i
amp
之间的关系。
38.等式3：p
amp
＝(v
amp
)(i
amp
)
39.等式4定义了音频放大器112的效率eff
amp
、从电池106汲取以驱动音频放大器112的功率p
bat
与音频放大器112消耗的功率p
amp
之间的关系。音频放大器112的效率eff
amp
反映与音频放大器112的操作相关联的损耗。
40.等式4：eff
amp
＝p
amp
/p
bat
41.因此，音频放大器112消耗的功率p
amp
可以由等式5表示。
42.等式5：p
amp
＝(eff
amp
)(p
bat
)
43.可以使用等式5所展示的关系并基于电池106为音频放大器112的操作分配的电池功率预算p
bat(lim)
和音频放大器112的效率eff
amp
来推导出音频放大器112的功耗限制p
amp(lim)
，如等式6所示。更具体地，用音频放大器112的功耗限制p
amp(lim)
代替表示音频放大器112消耗的功率p
amp
的参数，并且用为音频放大器112的操作分配的电池功率预算p
bat(lim)
代替表示从电池106汲取以驱动音频放大器112的功率p
bat
的参数。
44.等式6：p
amp(lim)
＝(eff
amp
)(p
bat(lim)
)
45.如以上等式2所示，与音频放大器112的操作相关联的电池功率预算p
bat(lim)
是电池106的电池电压v
bat
与电池106为音频放大器112的操作分配的电池电流预算i
bat(lim)
的乘积。在下面的等式7中，将电池功率预算p
bat(lim)
替换为电池电压v
bat
与电池电流预算i
bat(lim)
的乘积。
46.等式7：p
amp(lim)
＝(eff
amp
)(v
bat
)(i
bat(lim)
)
47.音频放大器112的效率eff
amp
、电池106的电池电压v
bat
和为音频放大器112的操作分配的电池电流预算i
bat(lim)
是已知参数。功率限制生成器204基于音频放大器112的放大器效率eff
amp
、电池106的电池电压v
bat
和为音频放大器112的操作分配的电池电流预算i
bat(lim)
并使用上面等式7中定义的关系，来确定音频放大器112的功耗限制p
amp(lim)
。
48.在将数字音频信号供应给音频放大器112之前，功耗预测器206基于音频放大器112的增益gain
amp
来预测预期由音频放大器112关于对数字音频信号进行放大所消耗的功率p
amp(pred)
。更具体地，功耗预测器206基于在dai 108处接收到的数字音频信号的电压v
dai
、音频放大器112的增益gain
am
和扬声器116的导纳adm
扬声器
来预测预期由音频放大器112消耗的功率p
amp(pred)
。扬声器116的导纳adm
扬声器
是已知参数，其根据在dai108处接收到的数字音
频信号的频率而变化。
49.以下详细描述了预期由音频放大器112消耗的预测功率p
amp(pred)
与在dai 108处接收到的数字音频信号的电压v
dai
、音频放大器122的增益gain
amp
和扬声器116的导纳adm
扬声器
之间的关系推导。
50.如下再现的等式3已建立了由音频放大器112消耗的功率p
amp
、扬声器116两端的电压v
amp
与馈送到扬声器116的电流i
amp
之间的关系。
51.等式3：p
amp
＝(v
amp
)(i
amp
)
52.可以使用等式3所展示的关系来推导出预期由音频放大器112消耗以对在dai 108处接收到的数字音频信号进行放大的预测功率p
amp(pred)
、扬声器116两端的预测电压v
amp(pred)
与馈送到扬声器116的预测电流i
amp(pred)
之间的关系。更具体地，用预期由具有增益gain
amp
的音频放大器112消耗的预测功率p
amp(pred)
代替表示由音频放大器112消耗的功率p
amp
的参数，用扬声器116两端的预测电压v
amp(pred)
代替表示扬声器116两端的电压v
amp
的参数，并且用馈送到扬声器116的预测电流i
amp(pred)
代替表示馈送到扬声器116的电流i
amp
的参数，如以下等式8所示。
53.等式8：p
amp(pred)
＝(v
amp(pred)
)(i
amp(pred)
)
54.等式9展示了扬声器116两端的预测电压v
amp(pred)
与在dai 108处接收到的数字音频信号的电压v
dai
和音频放大器112的增益gain
amp
之间的关系。
55.等式9：v
amp(pred)
＝(v
dai
)(gain
amp
)
56.等式10展示了馈到给扬声器116的预测电流i
amp(pred)
、扬声器116两端的预测电压v
amp(pred)
与扬声器116的导纳adm
扬声器
之间的关系，其中，扬声器116的导纳adm
扬声器
根据在dai 108处接收到的数字音频信号的频率而变化。
57.等式10：i
amp(pred)
＝(v
amp(pred)
)(adm
扬声器
)
58.扬声器116两端的预测电压v
amp(pred)
在等式9中被定义为在dai 108处接收到的数字音频信号的电压v
dai
与音频放大器112的增益gain
amp
的乘积。等式10中的扬声器116两端的预测电压v
amp(pred)
的参数在等式11中被替换为在dai 108处接收到的数字音频信号的电压v
dai
与音频放大器112的增益gain
amp
的乘积。
59.等式11：i
amp(pred)
＝(v
dai
)(gain
amp
)(adm
扬声器
)
60.如上面的等式8所建立的，预期由音频放大器112消耗以对在dai 108处接收的数字音频信号进行处理的预测功率p
amp(pred)
是扬声器116两端的预测电压v
amp(pred)
与由音频放大器112馈送给扬声器116的预测电流i
amp(pred)
的乘积。等式12是通过以下方式生成的：用在dai 108处接收到的数字音频信号的电压v
dai
与音频放大器112的增益gain
amp
的乘积(参见等式9)来替换扬声器116两端的预测电压v
amp(pred)
，并且用在dac 108处接收到的数字音频信号的电压v
dai
、音频放大器112的增益gain
amp
和扬声器116的导纳adm
扬声器
的乘积(参见等式11)来替换馈送给扬声器116的预测电流i
amp(pred)
。
61.等式12：p
amp(pred)
＝(v
dai
)(gain
amp
)(v
dai
)(gain
amp
)(adm
扬声器
)
62.在dai 108处接收到的数字音频信号的电压v
dai
、音频放大器112的增益gain
amp
以及与数字音频信号的频率相关联的扬声器116的导纳adm
扬声器
是已知参数。在将数字音频信号供应给音频放大器122以进行放大之前，功耗预测器206基于在dai 108处接收到的数字音频信号的电压v
dai
、音频放大器112的增益gain
amp
以及与数字音频信号的频率相关联的扬
声器116的导纳adm
扬声器
并使用上面等式12中定义的关系来预测预期由音频放大器122消耗的功率p
amp(pred)
。
63.如上所述，功率限制生成器204基于电池106的电池电压v
bat
、为音频放大器112的操作分配的电池电流预算i
bat(lim)
和音频放大器112的效率eff
amp
来确定音频放大器112的功耗限制p
amp(lim)
。在将数字音频信号供应给音频放大器112之前，功耗预测器206预测预期由具有增益gain
amp
的音频放大器112对在dai 108处接收到的数字音频信号进行放大所消耗的功率p
amp(pred)
。
64.比较器208将预期由具有增益gain
amp
的音频放大器112消耗的预测功率p
amp(pred)
与音频放大器112的功耗限制p
amp(lim)
进行比较，以确定音频放大器112的预测功率p
amp(pred)
消耗是否超过音频放大器112的功耗限制p
amp(lim)
。
65.如果比较器208确定音频放大器112的预测功率p
amp(pred)
消耗超过音频放大器112的功耗限制p
amp(lim)
，则增益调节器210减小音频dsp 110处的增益设置，以确保音频放大器112消耗的功率不会超过音频放大器112的功耗限制p
amp(lim)
。当减小音频dsp 110处的增益设置时，在将数字音频信号供应给音频放大器112以进行放大之前，音频dsp 110衰减所接收的数字音频信号。
66.在实施例中，如果比较器208确定音频放大器112的预测功率p
amp(pred)
消耗没有超过音频放大器112的功耗限制p
amp(lim)
，则增益调节器210将音频dsp 110处的增益设置维持在默认增益设置。
67.智能限流器102基于实时进行操作。智能限流器102当在音频dsp 110处接收到数字音频信号时对这些信号进行分析，如果需要，则调节音频dsp110处的增益设置，并且在将这些数字音频信号供应给音频放大器112之前在音频dsp 110处将增益施加于这些数字音频信号。
68.虽然上面已经描述了与智能限流器102的性能相关联的音频dsp 110的功能，但是音频dsp 110可结合所接收的数字音频信号执行其他数字信号处理功能。
69.参照图3，示出了在移动计算设备100中实施智能限流器102的实施例的方法300的流程图表示。在302处，在dai 108处从音频信号源118接收数字音频信号。在304处，在音频dsp 110处接收数字音频信号。在306处，智能限流器102基于电池106的电池电压v
bat
、为音频放大器112的操作分配的电池电流预算i
bat(lim)
和音频放大器112的效率eff
amp
来确定音频放大器112的功耗限制p
amp(lim)
。在308处，智能限流器102预测预期由具有增益gain
amp
的音频放大器112对数字音频信号进行放大所消耗的功率p
amp(pred)
。
70.在310处，智能限流器102确定具有增益gain
amp
的音频放大器112的预测功率p
amp(pred)
消耗是否超过音频放大器112的功耗限制p
amp(lim)
。如果在310处智能限流器102确定音频放大器112的预测功率p
amp(pred)
消耗超过音频放大器112的功耗限制p
amp(lim)
，则在312处智能限流器102减小音频dsp 110处的增益设置，以确保由音频放大器112消耗的功率不会超过音频放大器112的功耗限制p
amp(lim)
。在314处，音频dsp 110根据调节后的增益设置衰减所接收的数字音频信号。在音频dsp 110处衰减数字音频信号之后，在316处将数字音频信号传输到音频放大器112以进行放大。
71.在实施例中，如果在310处智能限流器102确定音频放大器112的预测功率p
amp(pred)
消耗不超过音频放大器112的功耗限制p
amp(lim)
，则智能限流器102保持音频dsp 110处的默
认增益设置，并且在316处数字音频信号被传输到音频放大器112以进行放大。
72.在318处，将音频信号从音频放大器112传输到扬声器以进行广播。
73.尽管已经结合方法300描述了一系列步骤，但是可以执行更少数量的所描述步骤和/或附加步骤。此外，尽管已经以特定顺序描述了步骤，但是方法300中的步骤可以以不同顺序执行。
74.参照图4，示出了包括智能限流器102’的实施例的移动计算设备100’的示例的框图表示。移动计算设备100’包括触觉系统400、电池106’和电池保护电路107’。移动计算设备100’包括有助于移动计算设备100’的操作的附加部件(图4中未示出)。移动计算设备100’的示例包括但不限于智能电话、平板计算机和膝上型计算机。
75.触觉系统400通常包括数字触觉接口(dhi)402、触觉dsp 404、触觉放大器406和触觉振动器410。在实施例中，智能限流器102’存储在移动计算设备100’处。在实施例中，智能限流器102’存储在触觉dsp 404处。dhi 402通信地耦合到触觉信号源410。dhi 402从触觉信号源410接收数字触觉信号。电池保护电路107’设置在电池106’与触觉放大器406之间。
76.触觉dsp 404通信地耦合到dhi 402。触觉dsp 404具有可调增益并接收数字触觉信号以进行数字信号处理。触觉放大器406通信地耦合到触觉dsp 404，并接收由触觉dsp 404生成的数字触觉信号以进行放大。触觉振动器410从触觉放大器406接收触觉信号并基于所接收的模拟触觉信号产生振动。在实施例中，触觉振动器410可以包括压电致动器、偏心旋转块(erm)电机、线性谐振致动器(lra)、及其组合等。
77.电池保护电路107’设置在电池106’与音频放大器112’之间以及电池106’与触觉放大器406之间。电池保护电路107’保护电池106’免受过载状况的影响。电池106’具有关闭阈值电流。如果从电池106’汲取的电池电流量超过该关闭阈值电流，则触发电池保护电路107’并关闭电池106’。在实施例中，电池保护电路107’将电池106’与由电池106’供电的系统断开，从而关闭电池106’。虽然电池106’已被描述为用于为音频放大器112’和触觉放大器406供电的电源，但也可以使用其他类型的便携式能量源。例如，可以使用光伏电池系统来向音频放大器112’和触觉放大器406供电。
78.尽管已经描述了触觉系统400的不同部件，但是触觉系统400的替代实施例可以包括促进触觉系统400的操作的附加部件。
79.参照图5，示出了包括智能限流器102’的实施例的示例触觉dsp 404的框图表示。触觉dsp 404包括至少一个处理器500和至少一个存储器502。在实施例中，智能限流器102’存储在至少一个存储器502中。智能限流器102’包括功率限制生成器504、功耗预测器506、比较器508和增益调节器510。
80.智能限流器102’基于实时进行操作。智能限流器102’当在触觉dsp 404处接收到数字触觉信号时对这些信号进行分析，如果需要，则调节触觉dsp 404处的增益设置，并且在将这些数字触觉信号供应给触觉放大器406之前在触觉dsp 404处施加增益。
81.功率限制生成器504基于电池106’的电池电压v
bat’、为触觉放大器406的操作分配的电池电流预算i
bat(lim)’和触觉放大器406的效率eff
amp’来确定触觉放大器406的功耗限制p
amp(lim)’。这些参数之间的关系可以以类似于上述用于推导出音频系统104的类似参数之间的关系的方式推导出，并且由以下等式13定义。
82.等式13：p
amp(lim)’＝(eff
amp’)(v
bat’)(i
bat(lim)’)
83.触觉放大器406的效率eff
amp’、电池106’的电池电压v
bat’和为触觉放大器406的操作分配的电池电流预算i
bat(lim)’是已知参数。功率限制生成器504基于触觉放大器406的放大器效率eff
amp’、电池106’的电池电压v
bat’和为触觉放大器406的操作分配的电池电流预算i
bat(lim’)
，来确定触觉放大器406的功耗限制p
amp(lim)’。
84.在将数字触觉信号供应给触觉放大器406之前，功耗预测器506预测预期由具有增益gain
amp’的触觉放大器406关于对数字触觉信号进行放大所消耗的功率p
amp(pred)’。更具体地，功耗预测器506基于在dsp 404处接收到的数字触觉信号的电压v
dhi
、触觉放大器406的增益gain
amp’和触觉振动器410的导纳adm
振动器
来预测预期由触觉放大器406消耗的功率p
amp(pred)’。触觉振动器410的导纳adm
振动器
是已知参数，其根据在dhi 402处接收到的数字触觉信号的频率而变化。
85.这些参数之间的关系可以以类似于上述用于推导出音频系统104的类似参数之间的关系的方式推导出，并且由以下等式14定义。在dhi 402处接收到的数字触觉信号的电压v
dhi
、触觉放大器406的增益gain
amp
以及与数字触觉信号的频率相关联的触觉振动器410的导纳adm
振动器
是已知参数。
86.等式14：p
amp(pred)’＝(v
dhi
)(gain
amp’)(v
dhi
)(gain
amp’)(adm
振动器
)
87.比较器508将触觉放大器406的预测功率p
amp(pred)’消耗与触觉放大器406的功耗限制p
amp(lim)’进行比较，以确定预测功率p
amp(pred)’消耗是否超过功耗限制p
amp(lim)’。
88.如果比较器208确定触觉放大器406的预测功率p
amp(pred)’消耗超过触觉放大器406的功耗限制p
amp(lim)’，则增益调节器510减小触觉dsp 404处的增益，以确保触觉放大器406消耗的功率不会超过功耗限制p
amp(lim)’。在实施例中，触觉dsp 404处的增益具有默认设置一。增益调节器510减小触觉dsp 404处的增益设置并在将数字触觉信号供应给触觉放大器406以进行放大之前，根据调节后的增益设置在触觉dsp 404处衰减所接收的数字触觉信号。
89.在实施例中，如果比较器508确定触觉放大器406的预测功率p
amp(pred)
消耗没有超过触觉放大器406的功耗限制p
amp(lim)
，则增益调节器510将触觉dsp 404处的增益设置维持在默认增益设置。
90.智能限流器102’基于实时进行操作。智能限流器102’当在触觉dsp 404处接收到数字触觉信号时对这些信号进行分析，如果需要，则调节触觉dsp404处的增益设置，并且在将这些数字触觉信号供应给触觉放大器406以进行放大之前在触觉dsp 404处将调节后的增益施加于这些数字触觉信号。
91.虽然上面已经描述了与智能限流器102’的性能相关联的触觉dsp的功能，但是触觉dsp 404可以结合所接收的数字触觉信号执行其他数字信号处理功能。
92.参照图6，示出了在移动计算设备100’中实施智能限流器102’的实施例的方法600的流程图表示。在602处，在dhi 402处从触觉信号源410接收数字触觉信号。在604处，在触觉dsp 404处接收数字触觉信号以进行处理。在606处，智能限流器102’基于电池106’的电池电压v
bat’、为触觉放大器406的操作分配的电池电流预算i
bat(lim)’和触觉放大器406的效率eff
amp’来确定触觉放大器406的功耗限制p
amp(lim)’。在608处，智能限流器102’预测预期由具有增益gain
amp’的触觉放大器406对在dhi 402处接收到的数字触觉信号进行放大所消耗的功率p
amp(pred)’。
93.在610处，智能限流器102’确定具有增益gain
amp’的触觉放大器406的预测功率p
amp(pred)’消耗是否超过触觉放大器406的功耗限制p
amp(lim)’。如果在610处智能限流器102’确定触觉放大器406的预测功率p
amp(pred)’消耗超过触觉放大器406的功耗限制p
amp(lim)’，则在612处增益调节器510减小触觉dsp 404处的增益，以确保触觉放大器406消耗的功率不会超过触觉放大器406的功耗限制p
amp(lim)’。在614处，触觉dsp 404根据调节后的增益衰减所接收的触觉数字信号。在616处，在触觉放大器406处接收衰减后的触觉信号以进行放大。
94.在实施例中，如果在610处智能限流器102’确定触觉放大器406的预测功率p
amp(pred)
消耗没有超过触觉放大器406的功耗限制p
amp(lim)
，则增益调节器510将维持触觉dsp 404处的默认增益设置。在616处，在触觉放大器406处接收数字触觉信号以进行放大。
95.在618处，将数字触觉信号从触觉放大器406传输到触觉振动器410。
96.尽管已经结合方法600描述了一系列步骤，但是可以执行更少数量的步骤和/或附加步骤。此外，尽管已经以特定顺序描述了步骤，但是方法600中的步骤可以以不同顺序执行。
97.参照图7，示出了包括智能限流器102”的实施例的移动计算设备100”的示例的框图表示。移动计算设备100”包括两个数字输出系统。更具体地，在所示的实施例中，计算设备100”包括音频系统104”和触觉系统400”。然而，预期移动计算设备100”可以包括其他类型的数字输出系统，和/或可以包括多种组合的三个或更多个数字输出系统。移动计算设备100”进一步包括电池106”和电池保护电路107”。音频系统104”大体上类似于音频系统104并且以类似于上述音频系统104的操作的方式操作。触觉系统400”大体上类似于触觉系统400并且以类似于上述触觉系统400的方式操作。
98.电池106”向音频放大器112”和触觉放大器406”供应电池电流i
bat”。电池保护电路107”设置在电池106”与音频放大器112”和触觉放大器406”两者之间。电池保护电路107”保护电池106”免受过载状况的影响。电池106”具有关闭阈值电流。如果从电池106”汲取的电池电流量超过该关闭阈值电流，则触发电池保护电路107”并关闭电池106”。在实施例中，电池保护电路107”将电池106”与由电池106”供电的系统断开，从而关闭电池106”。虽然电池106”已被描述为用于为音频放大器112”和触觉放大器406”供电的电源，但也可以使用其他类型的便携式能量源。例如，可以使用光伏电池系统来向音频放大器112”和触觉放大器406”供电。
99.移动计算设备100”具有为音频放大器112”和触觉放大器406”两者的操作分配的电池电流预算i
bat(lim)”。如果音频放大器112”与触觉放大器406”的组合在分别数字音频信号和数字触觉信号的放大期间从电池106”汲取的电池电流i
bat”超过所分配的电池电流预算i
bat(lim)”，则从电池104”汲取的总电流量可能超过关闭阈值电流，并且可能触发电池保护电路107”来关闭电池106”。
100.用于音频系统102”的音频dsp 110”和用于触觉系统400”的触觉dsp 404”被集成到单个dsp块700中并且彼此耦合和/或相互通信。在实施例中，用于音频系统104”的音频dsp 110”包括第一智能限流器102a，并且用于触觉系统400”的触觉dsp 404”包括第二智能限流器102h。
101.第一智能限流器102a管理音频dsp 110”处的增益并在将数字音频信号传输到音频放大器112”以进行放大之前在音频dsp 110”处将增益施加于在音频dsp 110”处接收的
数字音频信号。第二智能限流器102h管理触觉dsp 404”处的增益并在将数字触觉信号传输到触觉放大器406”以进行放大之前在触觉dsp 404”处施加增益。第一智能限流器102a与第二智能限流器102h通信和/或协作以确保音频放大器112”和触觉放大器406”的组合从电池106”汲取的电池电流i
bat”不会超过为音频放大器102”和触觉放大器406”两者的操作而分配的电池电流预算i
bat(lim)”。因此，在实施例中，第一智能限流器102a和第二智能限流器102h可以知道对方的数字输出系统(例如，音频系统104”或触觉系统400”)正在使用的电流量并且因此可以相应地优化其相应系统的消耗。在实施例中，第一限流器102a和第二限流器102h被组合成单个智能限流器。
102.在实施例中，第一智能限流器102a和第二智能限流器102h根据功率分配优先级调节音频dsp 110”和触觉dsp 404”处的增益设置。
103.示例操作环境
104.参照图8，示出了示例计算机装置800的功能框图表示。在实施例中，根据本说明书中所描述的一个或多个实施例，计算装置800的部件可以被实施为电子设备、计算设备和/或移动计算设备的一部分。计算装置800包括一个或多个处理器802，其可以是微处理器、控制器或用于处理计算机可执行指令以控制电子设备的操作的任何其他合适类型的处理器。可以在计算装置800上提供包括操作系统804的平台软件或任何其他合适的平台软件，以使得能够在设备上执行应用软件806。
105.可以使用计算装置800可访问的任何计算机可读介质来提供计算机可执行指令。计算机可读介质可以包括例如计算机存储介质(如存储器808)和通信介质。如存储器808等计算机存储介质包括以用于存储如计算机可读指令、数据结构、程序模块等信息的任何方法或技术实施的易失性和非易失性、可移除和不可移除介质。计算机存储介质包括但不限于ram、rom、eprom、eeprom、闪存或其他存储器技术、cd
‑
rom、数字通用光盘(dvd)或其他光学存储装置、磁带盒、磁带、磁盘存储装置或其他磁性存储设备、或可用于存储信息以供计算装置800访问的任何其他非传输介质。相反，通信介质可以在诸如载波等调制数据信号或其他传输机制中体现计算机可读指令、数据结构、程序模块等。如本文所定义，计算机存储介质不包括通信介质。因此，计算机存储介质本身不应被解释为传播信号。传播的信号本身不是计算机存储介质的示例。尽管计算机存储介质(存储器808)被示出在计算装置800内，但是本领域技术人员将理解，该存储可以被远程地分布或定位并且可以经由网络或其他通信链路(例如，使用通信接口810)访问。
106.计算装置800可以包括输入/输出控制器812，该输入/输出控制器被配置成将信息输出到一个或多个输出设备814，例如显示器或扬声器，这些输出设备可以与电子设备分离或集成到电子设备。输入/输出控制器812还可以被配置成从一个或多个输入设备816(例如键盘、麦克风或触摸板)接收并处理输入。在一个实施例中，输出设备814也可以充当输入设备。这种设备的示例可以是触敏显示器。输入/输出控制器812还可以将数据输出到除输出设备814之外的设备，例如，本地连接的打印设备。
107.本文描述的功能可以至少部分地由一个或多个硬件逻辑部件执行。根据实施例，通过程序代码来配置计算装置800，该程序代码当由处理器802执行时用于执行所描述的操作和功能的实施例。可替代地或另外地，本文描述的功能可以至少部分地由一个或多个硬件逻辑部件执行。例如但非限制性地，可以使用的说明性类型的硬件逻辑部件包括现场可
编程门阵列(fpga)、专用集成电路(asic)、专用标准产品(assp)、片上系统(soc)、复杂可编程逻辑器件(cpld)、图形处理单元(gpu)。
108.尽管可以将本发明的一些实施例描述和展示为在智能电话、移动电话或平板计算机中实施，但是这些仅是设备的示例，而不是限制。如本领域技术人员将理解的，本发明的实施例适合应用于各种不同类型的设备，诸如便携式和移动设备，例如应用于膝上型计算机、平板计算机、游戏机或游戏控制器、各种可穿戴设备、嵌入式设备等。
109.如对本领域技术人员将明显的，可以在不丧失寻求的效果的情况下扩展或改变本文给出的任何范围或设备值。
110.尽管已经以结构特征和/或方法动作专用的语言描述了主题，但应当理解的是，所附权利要求中限定的主题不一定局限于以上所述的特定特征或动作。相反，以上所述的特定特征和动作是作为实施权利要求的示例形式而披露的。
111.将理解的是，上述益处和优点可以涉及一个实施例或可以涉及若干实施例。实施例不限于解决任何或所有所陈述问题的实施例，或具有任何或所有所陈述益处和优点的实施例。还将理解，对“一个”项的提及是指那些项中的一个或多个。
112.除非另有说明，否则本文所展示和描述的披露内容的示例中的操作的实行或执行顺序不是必需的。即，除非另有说明，否则可以以任何顺序执行这些操作，并且本披露内容的示例可以包括比本文所披露的操作更多或更少的操作。例如，可以设想在另一操作之前、同时或之后实行或执行特定操作也在本披露内容的各方面的范围内。
113.当介绍本披露内容的各方面的元件或其示例时，冠词“一(a)”、“一个(an)”、“该(the)”和“所述(said)”旨在表示存在这些元件中的一个或多个。术语“包括(comprising)”、“包含(including)”和“具有(having)”旨在是包括性的，并且意味着除所列元件之外可能还有附加元件。术语“示例性”旨在表示“示例”。短语“以下中的一个或多个：a、b和c”是指“a中的至少一个和/或b中的至少一个和/或c中的至少一个”。
114.已经详细描述了本披露内容的各方面，将显而易见的是，在不脱离如所附权利要求所限定的本披露内容的各方面的范围的情况下，可以进行修改和变化。由于可以在不脱离本披露内容的各方面的范围的情况下对以上构造、产品和方法进行各种改变，因此意图在于，包含在以上说明书中并且在附图中示出的所有主题应当被解释为说明性的而非限制性意义。