驱动器电路系统

技术领域

以下描述阐述根据本公开的示例性实施方案。另外的示例性实施方案和具体实施对于本领域普通技术人员来说将显而易见。另外，本领域普通技术人员将认识到，各种等效技术可代替或结合下文讨论的实施方案应用，并且所有此类等效技术应被视为由本公开涵盖。

本公开中的示例性实施方案涉及用于控制或驱动换能器和/或电子电路系统的模拟和/或数字电路系统。

背景技术

控制例如像DC电动机的换能器的速度的一种方式是调整施加到电动机的供应电压。因此，在电动机上没有任何负载的情况下，在较高的供应电压下，电动机的速度较高，而在较低的供应电压下，电动机的速度较低。然而，以这种方式控制速度会限制电动机的功率和/或扭矩，并且使电动机的速度对电动机上的负载敏感。另外，由于电动机速度取决于供应电压，所以供应电压的任何变化(例如，由于例如提供供应电压的电池放电而引起的供应电压的降低)也将影响电动机速度。

控制例如像DC电动机的换能器的速度的替代方法是使用数字信号(例如像脉宽调制(PWM)或脉冲持续时间调制(PDM)驱动信号)来控制DC电动机的速度。电动机的速度是通过改变由数字驱动器电路系统输出到电动机的数字驱动信号的占空比来控制的，使得电动机速度由数字驱动信号的RMS(均方根)值有效地控制。在其中供应电压变化(例如，其中到数字驱动器电路系统的供应电压由例如像电池的功率源提供)的开环电动机控制系统中，速度是数字驱动信号的占空比和供应电压两者的函数，因为随着供应电压变化，数字驱动信号的RMS值相应地变化。

在另一个示例性实施方案中，控制例如像音频扬声器系统的换能器和驱动器布置的功率效率的一种方式是调整施加到音频扬声器驱动器的供应电压。音频扬声器驱动器可使用模拟驱动信号和电路系统(例如像与G类和/或H类放大器相关联的那些)来驱动音频扬声器，如本领域普通技术人员将理解的。在这种模拟情形下，较大的输入信号将需要较大的供应电压以便避免输出信号的削波，但将需要更多的能量，并且较小的输入信号将需要较小的供应电压，从而节省能量并使换能器和驱动器布置的功率效率较大。

此外，例如像电动机驱动器、音频驱动器和触觉驱动器的换能器可能需要来自电池诸如锂离子电池的突然的且潜在地大的瞬态电流。这些瞬态电流需求的独立和累积效应可能会例如：由于电池供应电平瞬时下降到低于其掉电阈值而导致过早系统掉电；和/或欺骗电路系统和并入有所述电路系统的主机设备的其他部件和/或系统，使其在电池实际上尚未达到其充电结束阈值时认为电池已经达到其充电结束阈值。另外，来自一个换能器的瞬态需求可能导致电池供应瞬态跌落，其结果是可能影响供应给其他换能器的输出功率。此外，这些并发电流需求的累积功率消耗可能导致电路系统和/或并入有所述电路系统的主机设备的其他部件或系统的不期望的热加热。

为了减轻电动机速度取决于供应电压电平以及数字驱动信号的占空比的问题，可通过诸如DC-DC转换器电路系统、低压差(LDO)调节器电路系统等的电压调节器电路系统来调节到数字驱动电路系统的供应电压。然而，使用这种附加的电压调节器电路系统增加了例如用于控制DC电动机的系统的物理大小、部件数量和成本，并且还可能由于附加的电压调节器电路系统中的低效率和电压调节器电路系统的必要余量要求而降低系统的功率效率。

数字驱动信号也可用于驱动其他换能器，诸如LED(发光二极管)、触觉换能器、谐振致动器等，并且当在此类应用中使用数字和/或模拟驱动信号时，会出现与上述那些类似的问题。

发明内容

根据第一方面，本发明提供一种电路系统，其包括：

数字电路系统，所述数字电路系统被配置为生成数字输出信号；以及

监测电路系统，所述监测电路系统被配置为监测到数字电路系统的供应电压并且输出用于控制数字电路系统的操作的控制信号，其中控制信号是基于供应电压。

数字电路系统可操作以基于控制信号来控制数字输出信号的参数。

数字电路系统可操作以基于控制信号来控制数字输出信号的脉冲的脉冲宽度以维持数字输出信号的每周期的给定平均电压，以至少部分地补偿供应电压的量值的变化。

电路系统可被配置为增大数字输出信号的脉冲的脉冲宽度以至少部分地补偿供应电压的量值的减小。

电路系统可被配置为减小数字输出信号的脉冲的脉冲宽度以至少部分地补偿供应电压的量值的增大。

监测电路系统可被配置为接收用于数字电路系统的输入信号并且将经修改输入信号作为控制信号输出到数字电路系统，并且数字电路系统可被配置为基于经修改输入信号生成数字输出信号。

监测电路系统可包括：

波形发生器电路系统，所述波形发生器电路系统被配置为生成具有基于供应电压的量值随时间推移变化的振幅的电压；

比较器电路系统，所述比较器电路系统被配置为将电压与参考电压进行比较并且当电压达到参考电压时输出比较信号；以及

逻辑电路系统，所述逻辑电路系统被配置为接收输入信号和比较信号并且基于输入信号和比较信号生成用于数字电路系统的经修改输入信号。

波形发生器电路系统可被配置为使得电压的增大速率与供应电压的量值成反比。

波形发生器电路系统可被配置为生成斜坡电压。

监测电路系统可包括：

电容器；

电压到电流转换器电路系统，所述电压到电流转换器电路系统被配置为基于供应电压生成第一电流；

电流发生器电路系统，所述电流发生器电路系统被配置为生成用于为电容器充电的恒定电流；以及

电流镜电路系统；以及

电流控制晶体管，其中电流镜电路系统被配置为将第一电流镜像到电流控制晶体管的控制端子，使得电流控制晶体管控制恒定电流的转向远离电容器的部分。

监测电路系统可包括：

模数转换器(ADC)电路系统，所述ADC电路系统被配置为基于供应电压生成数字输出信号；

计时器电路系统，所述计时器电路系统被配置为：

接收输入信号和数字输出信号；

在检测到输入信号的特征时开始对时间周期进行计时，其中时间周期的持续时间是基于数字输出信号；并且

在时间周期结束时输出计时器输出信号；以及

逻辑电路系统，所述逻辑电路系统被配置为接收输入信号和计时器输出信号并且基于输入信号和计时器输出信号生成用于PWM电路系统的经修改输入信号。

计时器电路系统可被配置为使得时间周期的持续时间与供应电压的量值成反比。

输入信号的特征可以是输入信号的脉冲的上升沿。

监测电路系统可包括：

压控振荡器(VCO)电路系统，所述VCO电路系统被配置为生成具有基于供应电压的频率的振荡输出信号；

计数器电路系统，所述计数器电路系统被配置为：

接收输入信号和振荡输出信号；

在检测到输入信号的特征时开始对振荡信号的循环进行计数；并且

当计数达到表示供应电压的量值的计数值时输出计数器输出信号；以及

逻辑电路系统，所述逻辑电路系统被配置为接收输入信号和计数器输出信号并且基于输入信号和计时计数器输出信号生成用于PWM电路系统的经修改输入信号。

VCO电路系统可被配置为使得振荡输出信号的频率与供应电压的量值成反比。

输入信号的特征可以是输入信号的脉冲的上升沿。

数字电路系统可包括被配置为生成脉宽调制(PWM)输出信号的PWM电路系统。

根据第二方面，本发明提供一种集成电路系统，其包括如第一方面所述的电路系统。

根据第三方面，本发明提供一种系统，其包括如第一方面中任一方面所述的电路系统以及输出换能器，所述输出换能器被配置为从数字电路系统接收数字输出信号。

输出换能器可包括电动机、发光二极管(LED)或LED阵列、触觉致动器、谐振致动器和/或伺服系统中的一者或多者。

根据第四方面，本发明提供一种设备，其包括如第一方面所述的电路系统，其中设备包括电池供电的设备、计算机游戏控制器、虚拟现实(VR)或增强现实(AR)设备、护目镜、移动电话、平板计算机或膝上型计算机、附件设备、听筒、耳机或头戴式耳机。

根据第五方面，本发明提供一种监测电路系统，其被配置为接收施加到数字电路系统的供应电压和用于数字电路系统的输入信号，监测电路系统被配置为基于输入信号和供应电压生成用于数字电路系统的经修改输入信号。

根据第六方面，本发明提供一种数字驱动器电路系统，其包括：

数字输出电路系统；以及

监测电路系统，其中监测电路系统被配置为接收用于数字输出电路系统的输入信号和施加到数字输出驱动器电路系统的供应电压，并且基于输入信号和供应电压生成用于数字输出电路系统的经修改输入信号。

根据第七方面，本发明提供一种数字控制电路系统，其包括：

数字输出驱动器电路系统，所述数字输出驱动器电路系统被配置为基于输入信号生成数字信号；以及

电路系统，所述电路系统被配置为向数字信号中引入时间偏移，其中时间偏移是基于施加到数字输出驱动器电路系统的供应电压的量值。

根据第八方面，本发明提供一种电路系统，其包括：

数字信号调制器，所述数字信号调制器被配置为输出调制数字信号；以及

电路系统，所述电路系统被配置为监测到调制器的供应电压并且输出用于控制调制器的控制信号，其中控制信号是基于供应电压。

根据第九方面，本发明提供一种数字信号调制器，其被配置为输出调制数字信号，所述数字信号调制器包括：

电路系统，所述电路系统被配置为监测到调制器的供应电压并且输出用于控制调制信号的控制信号，其中控制信号是基于供应电压。

根据第十方面，本发明提供一种用于使用数字信号驱动负载的电路系统，其中电路系统被配置为调控、控制或调整一个或多个数字脉冲的宽度以补偿供应到电路系统的数字调制器的供应电压的变化，以便对于给定负载状况维持数字信号的每周期一致的平均电压。

根据第十一方面，本发明提供一种系统，其包括：

多个驱动器电路，每个驱动器电路被配置为输出用于驱动负载的驱动信号，其中驱动信号是基于输入信号；以及

控制器，所述控制器被配置为控制驱动信号中的一个或多个的参数以至少部分地补偿系统的部件中的变化。

驱动信号中的一个或多个的参数可包括由多个驱动器电路中的一个或多个输出的数字驱动信号的脉冲宽度或脉冲振幅。

系统还可包括功率供应器，所述功率供应器用于向多个驱动器电路中的每一个提供供应电压。系统的部件中的变化可包括供应电压的变化。

功率供应器可包括电池，并且系统的部件中的变化可包括电池的参数的变化。

电池的参数可包括以下中的一者或多者：

电池的输出电压；

电池的充电状态；

电池的健康状态；以及

电池的温度。

系统还可包括电压调节器。系统的部件中的变化可包括电压调节器的输出电压的变化。

系统的部件中的变化可包括系统的寄生元件的变化。

寄生元件可包括寄生电阻。

系统的部件中的变化可包括部件的温度的变化。

系统可包括一个或多个热监测器，用于向控制器提供热信息。

系统的部件中的变化可包括输入信号的参数的变化。

系统可包括一个或多个电压监测器，用于监测电池输出电压和/或调节器输出电压。

系统可包括一个或多个阻抗监测器，用于测量或估计电池的阻抗。

一个或多个阻抗监测器可被配置为测量电池的阻抗或基于电池的一个或多个特性来估计电池的阻抗。

电池的一个或多个特性可包括充电状态、健康状态、温度、寄生元件、感测电阻和/或电池电阻中的一者或多者。

控制器可被配置为基于系统的一个或多个参数来估计、计算或以其他方式确定每个驱动信号的预测功率需求。

系统的一个或多个参数可包括：

驱动信号所基于的输入信号的振幅电平；

由驱动信号驱动的负载的特性；

用于估计浪涌电流的瞬态梯度；

频率；

平均功率；和/或

换能器效率。

控制器可被配置为基于驱动信号或驱动信号的子集的预测功率需求来控制驱动信号中的一个或多个的参数。

控制器可被配置为计算、估计或以其他方式确定总预测功率需求，并且向电池充电器控制器输出指示总预测功率需求的信号。

电池充电器控制器可被配置为基于指示总预测功率需求的信号来调整电池充电电流。

根据第十二方面，本发明提供一种系统，其包括：

多个驱动器电路，每个驱动器电路被配置为输出用于驱动负载的驱动信号；

功率供应器，所述功率供应器用于向多个驱动器电路提供供应电压；以及

控制器，所述控制器被配置为基于供应电压的电平和系统中的预期瞬态负载的指示来调控、控制或调整驱动信号中的一个或多个的参数。

根据第十三方面，本发明提供一种系统，其包括：

功率调节器或控制器，所述功率调节器或控制器与换能器相关联；

一个或多个处理器或控制器，所述一个或多个处理器或控制器用于控制功率调节器或控制器；以及

先行控制器，所述先行控制器被配置为监测来自系统的一个或多个处理器或控制器的控制和/或数据信号，先行控制器被配置为基于供应电压电平和所监测的控制和/或数据信号来调整换能器输出功率。

先行控制器可被配置为调整换能器输出功率以：

减轻或避免掉电状况；和/或

提供一致的输出电平；和/或

降低累积输出功率需求。

根据第十四方面，本发明提供一种电路系统，其包括：

一个或多个信号路径，所述一个或多个信号路径中的每一个被配置为携载用于驱动负载的信号；

控制器电路系统，所述控制器电路系统被配置为从一个或多个信号路径中的至少一个接收数据，并且向一个或多个信号路径中的一个或多个输出控制数据以用于控制由一个或多个信号路径中的一个或多个携载的信号的一个或多个特性。

由控制器电路系统从一个或多个信号路径中的至少一个接收的数据可包括电压数据和/或热数据和/或信号数据。

控制器电路系统可包括先行控制器电路系统。

一个或多个信号路径可包括模拟信号路径和/或数字信号路径。

一个或多个信号路径中的每一个可包括换能器驱动器电路系统。

控制器电路系统可被配置为输出控制数据以限制与一个或多个信号路径中的一个或多个相关联的负载的信号功率。

控制数据可被配置为致使由一个或多个信号路径中的一个或多个携载的信号衰减。

控制器电路系统可被配置为输出控制数据以延迟一个或多个信号路径中的一个或多个中的信号。

根据第十五方面，本发明提供一种电路系统，其包括：

一个或多个驱动器信号路径，每个驱动器信号路径与负载相关联，用于向负载提供驱动信号；以及

先行电路系统，所述先行电路系统被配置为：

从驱动器信号路径接收信号数据；

基于信号数据和/或耦接到驱动器信号路径的负载的特性来估计负载的功率需求；

至少部分地基于所估计的功率需求、功率供应器参数来预测未来供应电压；以及

基于所预测的未来供应电压来调整驱动器信号路径中的一个或多个中的信号的参数。

功率供应器参数可包括以下中的一者或多者：

当前电池供应电平的量度；

供应器去耦电容；以及

电池RC动态。

电池RC动态可基于电池参数，电池参数包括以下中的一者或多者：

充电状态；

健康状态；以及

温度。

根据第十六方面，本发明提供一种接收源自电压供应器的电压以用于控制一个或多个信号路径的电路系统，其包括控制器，所述控制器被配置为接收：

与至少所述电路系统有关的电压数据；和/或

与至少所述电路系统有关的热数据；和/或

来自所述一个或多个信号路径的信号数据，其中每个信号路径包括相应换能器驱动器，

其中电路系统被配置为向所述一个或多个信号路径输出控制数据以控制所述一个或多个相应信号路径中的相应信号的一个或多个特性，其中控制器是预测控制器，所述预测控制器用于在一个或多个相应信号路径中的相应信号从它们的相应换能器驱动器输出之前，基于所述接收到的数据中的一个或多个数据来控制相应信号的一个或多个特性，以便减轻或避免与至少所述电路系统有关的不利的电压和/或热和/或信号状况。

不利的电压状况可以是电压供应器掉电状况。

不利的热状况可以是所述电路系统的不期望的热加热。

不利的热状况可以是并入有电路系统的主机设备的其他部件或系统的不期望的热加热。

电压数据可源自电池监测器和/或电压监测器。

电池监测器可被配置为监测电池参数。

电池参数可包括电池的充电状态、电池的健康状态和/或电池的和/或与电池相关联的寄生元件中的一者或多者。

热数据可源自一个或多个热监测器。

信号数据可源自沿所述一个或多个信号路径的一个或多个点。

控制数据可控制相应信号路径中的至少一个信号参数。所控制的至少一个信号参数可被输入到控制器。

控制数据可控制相应信号路径中的至少一个信号的增益。

电路系统可提供一致的功率输出。

控制器可输出总预测功率需求信号。

总预测功率需求信号可被输入到电池控制器。

附图说明

现在将参考附图仅以举例的方式来描述本发明的实施方案，在附图中：

图1a是示出用于使用数字信号驱动换能器的电路系统的示意图；

图1b是示出用于使用模拟信号驱动换能器的电路系统的示意图；

图2是示出由图1a的电路系统输出的数字信号随时间推移的曲线图；

图3是示出根据本公开的用于使用数字信号驱动换能器的示例性电路系统的示意图；

图4是示出由图3的电路系统输出的数字信号随时间推移的曲线图；

图5是示出用于在图3的电路系统中使用的示例性监测电路系统的示意图；

图6a和图6b是示出图5的电路系统的操作的时序图；

图7是示出示例性斜坡发生器电路系统的示意图；

图8是示出替代的示例性监测电路系统的示意图。

图9a和图9b是示出图8的电路系统的操作的时序图。

图10是示出另外的替代的示例性监测电路系统的示意图。

图11a和图11b是示出图10的电路系统的操作的时序图；

图12是示出并入有图3的电路系统的主机设备的示意图；

图13a是示出用于使用相应多个数字信号驱动多个换能器的电路系统的示意图；

图13b是示出用于使用相应多个数字信号驱动多个换能器的电路系统的示意图；

图14是示出由图13a或图13b的电路系统输出的数字信号随时间推移的曲线图；

图15a是示出监测和控制元件的示意框图；

图15b是示出监测和控制元件的简化示意框图；

图16示出例示性波形，其示出高动态负载下的传感器事件；并且

图17示出延迟到换能器的信号。

具体实施方式

图1a是用于使用数字(例如PWM)信号驱动换能器的电路系统的简化示意图。总体上以100a示出的电路系统包括数字输出驱动器电路系统110，其耦接到负载120。负载120可以是例如换能器，诸如电动机、LED(或LED阵列)、伺服系统、触觉换能器、谐振致动器等。替代地，负载120可以是例如电子电路系统，例如像音频放大器。

数字输出驱动器电路系统110从功率供应器接收供应电压VBat，在此示例中，功率供应器是电池130，但同样可以是功率供应器或功率转换器、调节器等，其输出电压可由于来自并入有电路系统100的主机设备的其他部件或系统的瞬态负载而变化。

在此示例中，数字输出驱动器电路系统110包括串联连接的第一反相器和第二反相器，分别为112和114。第一反相器112在其输入节点140处接收数字输入信号SIn并且在其输出节点145处输出SIn的数字反相信号，即

图1b是用于使用模拟信号AnalogueOut驱动换能器的电路系统的简化示意图，在此示例性实施方案中，模拟信号源自数字信号SIn。总体上以100b示出的电路系统包括混合信号(即模拟和数字信号)输出驱动器电路系统111，其耦接到负载120。负载120可以是例如换能器，诸如音频换能器、扬声器、触觉换能器、超声波换能器等。替代地，负载120可以是例如电子电路系统，例如像音频放大器。

混合信号输出驱动器电路系统111从功率供应器接收供应电压VBat，如关于图1a所述。

在此示例中，混合信号输出驱动器电路系统111包括数模转换器(DAC)113，其在其输入节点140处接收数字输入信号SIn并且在其输出节点146处输出模拟等效输入信号AIn。模拟等效输入信号AIn被输入到信号路径中的延迟电路系统115以及例如像电荷泵的DC/DC转换器117。在此示例性实施方案中，延迟电路系统115的输出被输入到信号路径中的前置放大器119，并且前置放大器119的输出被输入到信号路径中的输出驱动器或功率放大器121。输出驱动器或功率放大器121从DC/DC转换器117接收双极性供应电压，所述DC/DC转换器从电池130接收其供应电压。供应给输出驱动器121的双极性电压(V+,V-)基于等效输入信号Ain的参数(例如像振幅)进行控制，使得供应给输出驱动器121的电压作为等效输入信号AIn的参数的函数进行控制。在功率放大器121的输出节点151处输出的输出信号AnalogueOut用于驱动负载120。这种混合信号输出驱动器电路系统111的布置和操作是本领域普通技术人员所熟知和理解的。本领域普通技术人员还将认识和理解，即使以100b示出的电路系统包括混合信号(即模拟和数字信号)输出驱动器电路系统111，DAC 113也可以是一些其他电路系统(未示出)的一部分，使得输出驱动器电路系统111是接收模拟等效输入信号AIn作为输入信号的模拟输出驱动器电路系统111。此外，延迟电路系统115可不在信号路径的模拟部分中，如图1b所示，而是在信号路径的数字部分中，在DAC113和DC-DC转换器的上游，接收数字先行信号而不是模拟先行信号。

为了维持每PWM周期恒定的平均电压(并且因此保持负载120的一致输出，例如，在负载120是DC电动机的情况下，维持一致的电动机速度，或者在负载120是LED或LED阵列的情况下，维持一致的光强度)，PWM输出驱动器电路系统110生成具有恒定占空比或传号-空号比的PWM输出信号PWMOut。当供应电压VBat保持恒定时，这种方法是有效的。然而，如果供应电压VBat发生变化，例如由于电池130随时间推移放电和/或由于主机设备的其他部件、系统、瞬变或电路系统从电池130汲取电流而降低，则PWM输出信号PWMOut在PWM信号周期内的平均电压也下降，如现在将参考图2所解释。

图2示出当供应电压VBat(在图2中以虚线示出)在多个PWM时间周期P1-P5内降低时由PWM输出驱动器电路系统110输出的示例性数字(例如PWM)脉冲210-250。应理解，图2是PWM脉冲210-250的高度简化表示，仅用于说明目的。本领域普通技术人员将会认识到，在实际应用中，PWM信号的频率将高得多，例如为千赫或兆赫的量级。

本领域普通技术人员将会认识到，在第一PWM周期P1期间由PWM输出驱动器电路系统110供应给负载120的平均电压(或等效地，平均功率)由脉冲210的面积表示。类似地，在PWM周期P2-P5中的每一个期间由调制器电路系统110供应给负载120的平均电压分别由脉冲220-250的面积表示。

如果供应电压VBat恒定，则在PWM周期P1-P5中的每一个期间由PWM输出驱动器电路系统110供应给负载120的平均电压将是相同的，因此脉冲210-250将全部具有相同的面积。然而，在所示的示例中，供应电压VBat随时间推移降低，并且因此尽管脉冲210-250中的每一个的宽度(即，每个PWM周期中的接通时间)相同，但脉冲210-250并非全都具有相同的电压量值(即，并非全都具有相同的振幅或高度)，并且因此每PWM周期供应给负载120的平均电压不是恒定的。这导致驱动负载120的输出信号PWMOut不一致，这例如在换能器130是DC电动机的情况下导致电动机速度不一致，或者在负载120是LED或LED阵列的情况下导致光强度不一致。

图3是用于使用数字(例如PWM)信号驱动负载120的电路系统的示意表示，所述电路系统被配置为调控、控制或调整数字信号的参数，例如像一个或多个PWM脉冲的宽度，以补偿到PWM调制器310的供应电压的变化，以便维持每PWM周期一致的平均电压，并且因此保持一致的负载输出性能。

在图3中总体上以300示出的电路系统包括与图1a的电路系统100共同的元件。此类共同的元件由共同的附图标号表示并且这里将不再详细描述。

电路系统300包括PWM输出驱动器电路系统310，其在结构和操作上与图1a的PWM输出驱动器电路系统110相同，并且因此这里将不再详细描述。

电路系统300还包括监测电路系统320，其被配置为接收供应电压VBat和输入信号SIn，并且基于供应电压VBat的电平(例如振幅)和输入信号SIn向PWM输出驱动器电路系统310输出经修改输入信号SIn’。PWM输出驱动器电路系统310的操作因此基于经修改输入信号SIn'进行控制，如将在下文更详细描述的。

在所示的示例中，PWM输出驱动器电路系统310被配置为从监测电路系统320接收经修改输入信号SIn，并且基于经修改输入信号SIn'输出输出PWM信号PWMOut。因此，经修改输入信号SIn'可被视为用于控制PWM输出驱动器电路系统310的操作的控制信号，所述控制信号基于供应电压VBat和输入信号SIn并且由监测电路系统320输出。因此，电路系统300可控制或调适PWM输出信号PWMOut的一个或多个脉冲的脉冲宽度，以便响应于变化的供应电压VBat维持每PWM周期所需的平均电压(或等效地，所需的平均输出功率)，以便维持所需的负载状况(例如，在负载120是电动机的情况下，保持所需的电动机速度)。

这种方法在图4中示出，所述图示出当供应电压VBat(在图4中以虚线示出)在多个PWM时间周期P1-P5内降低时由PWM输出驱动器电路系统310输出的示例性数字(例如PWM)脉冲410-450。

与图2所示的脉冲210-250相比，脉冲410-450不具有相同的宽度(即，持续时间)。相反，第一PWM周期P1的第一脉冲410比第二PWM周期P2的第二脉冲430和第三PWM周期P3的第三脉冲440窄(即，具有更短的持续时间)。第四PWM周期P4的第四脉冲440比第二脉冲420和第三脉冲430稍宽(具有稍长的持续时间)，并且第五PWM周期的第五脉冲450也比第二脉冲420和第三脉冲430宽(具有更长的持续时间)。(要注意的是，出于说明的目的，脉冲的宽度在图4中被放大，并且因此图4所示的例示性脉冲410-450不一定具有相等的面积。然而，如从以下描述中将显而易见的，脉冲410–450中的每一个表示每PWM周期相同的平均电压)。

因此，PWM输出驱动器电路系统310(相对于默认脉冲宽度)控制或调整脉冲410-450的宽度以补偿变化的供应电压VBat，使得在PWM周期P1–P5中的每一个内供应给负载120的平均电压相同，以便维持所需的负载状况(例如，在负载120是电动机的情况下，保持所需的电动机速度)。因此，对于第一脉冲410，脉冲宽度与第二脉冲420和第三脉冲430相比已经减小，以补偿其相对于第二脉冲420和第三脉冲430增大的振幅(高度)，而第五脉冲450的脉冲宽度与第二脉冲420和第三脉冲430相比已经增大，以补偿其相对于第二脉冲420和第三脉冲430减小的振幅(高度)。因此，脉冲410-450中的每一个的总面积相同。

图5是实现监测电路系统320的示例性电路系统的示意表示。在图5所示的示例中，监测电路系统(总体上以500示出)被配置为生成经修改输入信号SIn’，并且将经修改输入信号SIn’输出到数字(例如PWM)输出驱动器电路系统510，以控制数字输出驱动器电路系统510的操作。

图5的PWM数字输出驱动器电路系统510在结构和操作上与图1a的数字PWM输出驱动器电路系统110相同，并且因此这里将不再详细描述。

监测电路系统500包括波形发生器电路系统530，其被配置为接收供应电压VBat(例如，从电池130)和输入信号SIn，并且在此示例中，生成增大的斜坡电压VRamp，其增大速率基于电压VBat的振幅。斜坡电压VRamp被输出到比较器电路系统540的第一同相(+)输入端。比较器电路系统540的第二反相(-)输入端从合适的参考电压源接收参考或阈值电压VRef。

比较器电路系统540的输出端耦接到逻辑电路系统550的第一输入端，所述逻辑电路系统可包括一个或多个正反器、逻辑门等，如对于本领域普通技术人员而言将显而易见的。逻辑电路系统550的第二输入端接收输入信号SIn。逻辑电路系统550的输出端耦接到PWM输出驱动器电路系统510的输入端以向PWM输出驱动器电路系统510提供经修改输入信号SIn'以控制PWM输出驱动器电路系统510的操作。

现在将参考图6a和图6b的时序图描述监测电路系统500的操作。

在图6a中，最上面的迹线610a示出输入信号SIn的单个脉冲，第二迹线620a示出相对低的供应电压VBat

当在时间t0检测到输入信号SIn的脉冲的上升沿时，斜坡发生器电路系统530开始生成从0v开始增大的斜坡电压。斜坡电压的变化率Δ1(即斜率622a)是基于供应电压，使得在相对高的供应电压VBat

在供应电压相对低(即，VBat＝VBat

在时间t1，斜坡电压VRamp达到参考电压VRef并且比较器电路系统540的输出因此变高，这进而导致逻辑电路系统550的输出变高并且经修改输入信号SIn'也变高。因此PWM输出信号PWMOut等于(或接近)VBat

在输入信号SIn的脉冲结束时(在时间t3)，逻辑电路系统850的输出变低，SIn'变低，并且PWMOut再次变低。

在图6b中，最上面的迹线610b示出输入信号SIn的单个脉冲，第二迹线620b示出相对高的供应电压VBat

在供应电压相对高(即，VBat＝VBat

在时间t2，斜坡电压VRamp达到参考电压VRef并且比较器电路系统540的输出因此变高，这进而导致逻辑电路系统550的输出变高并且经修改输入信号SIn'也变高。因此PWM输出信号PWMOut等于(或接近)VBat

在输入信号SIn的脉冲结束时(在时间t3)，逻辑电路系统550的输出变低，SIn'也变低，并且PWMOut再次变低。

在检测到输入信号SIn的下一个脉冲的上升沿时，斜坡信号VRamp处于0v(或者如果尚未重置为0v，则重置为0v)并且再次开始基于供应电压VBat的量值增大。

如具体从迹线630a、630b、640a、640b将显而易见的，监测电路传统500通过在输出信号PWMOut的PWM周期中增加脉冲的宽度(即，持续时间)来补偿相对较低的供应电压VBat

类似地，监测电路系统500通过在输出信号PWMOut的PWM周期中减小脉冲的宽度(即，持续时间)来补偿相对较高的供应电压VBat

监测电路系统500实质上实现计时器电路系统，其基于供应电压VBat的量值向由PWM输出驱动器电路系统510生成的PWM信号中引入时间偏移。引入的时间偏移通过改变PWM脉冲的长度或持续时间来补偿供应电压VBat的量值的变化。

尽管以上根据斜坡电压VRamp的生成描述了监测电路系统500的操作，但是本领域普通技术人员将会认识到，波形发生器电路系统530不需要生成线性斜坡，而是可基于供应电压VBat生成具有随时间变化的振幅的一些其他波形。

图7是实现用于图5的电路系统500的波形发生器电路系统530的示例性电路系统的示意表示。在此示例中，电路系统包括斜坡发生器电路系统。

在图7中总体上以700示出的斜坡发生器电路系统包括具有第一输入端的放大器电路系统710，所述第一输入端被配置为从分位器接收电压Vin，所述分位器由串联耦接在接收供应电压VBat的正功率供应电压轨与耦接到地的参考电压供应轨GND或另一合适的参考电压之间的第一电阻712和第二电阻714组成。放大器电路系统的第二输入端从包括晶体管720和第三电阻722的反馈回路接收反馈信号。因此，如对于本领域普通技术人员而言将显而易见的，放大器电路系统710被配置为作为电压到电流转换器操作以生成电压I1，所述电压流过第三电阻722，其中I1等于Vin/R，其中R是第三电阻722的电阻值。

斜坡发生器电路系统700还包括电流发生器电路系统730，其与第二晶体管740串联耦接在供应电压轨与参考电压轨之间。电容器750与晶体管740并联耦接在斜坡发生器电路系统700的输出节点760与参考电压供应轨GND之间。

电流I1通过电流镜晶体管770、780、790镜像到第二晶体管740的控制端子(例如栅极端子)。

第二晶体管740可操作以控制恒定电流IConst的一部分到参考电压供应轨GND的流动。因此，基于与供应电压VBat成比例的电流I1，第二晶体管740将电流IConst中原本将流向电容器750的部分泄放或转向远离电容器750。因此，随着VBat的增大，V1增大，并且电流I1也增大。I1的这种增大被镜像到第二晶体管740的控制端子，这因此将恒定电流IConst中的更大部分转向远离电容器750，这减小跨电容器750的斜坡电压VRamp的增大速率，即斜率。相反，随着VBat的降低，V1降低，并且电流I1也降低。第二晶体管740将恒定电流IConst的更小部分转向远离电容器750，从而增大斜坡电压VRamp的增大速率。因此，斜坡电压VRamp的增大速率与供应电压VBat成反比。

图8是实现监测电路系统320的替代的示例性电路系统的示意表示。在图8所示的示例中，监测电路系统(总体上以800示出)被配置为生成经修改输入信号SIn’，并且将经修改输入信号SIn’输出到PWM输出驱动器电路系统810，以控制PWM输出驱动器电路系统810的操作。

图8的PWM输出驱动器电路系统810在结构和操作上与图1的PWM输出驱动器电路系统110相同，并且因此这里将不再详细描述。

监测电路系统800包括第一电阻822和第二电阻824，它们串联耦接在接收供应电压VBat的正供应轨与参考供应电压GND(或某一其他合适的参考电压源)之间以便形成分位器。第一电阻822与第二电阻824中间的节点826耦接到模数转换器(ADC)电路系统830的输入端。ADC电路系统830因此接收指示供应电压VBat的输入电压，并且输出表示供应电压VBat的数字信号VBat'。

ADC电路系统830的输出端耦接到计时器电路系统840的第一输入端，所述第一输入端因此接收数字信号VBat'。计时器电路系统840的第二输入端接收输入信号SIn。

计时器电路系统840的输出端耦接到逻辑电路系统850的第一输入端。逻辑电路系统的第二输入端接收输入信号SIn。逻辑电路系统850可包括一个或多个正反器、逻辑门等，如对于本领域普通技术人员而言将显而易见的，并且被配置为接收由计时器电路系统840输出的信号以及输入信号SIn，并且生成经修改输入信号SIn'以输出到PWM输出驱动器电路系统810。

在监测电路系统800的操作中，ADC电路系统830向计时器电路系统840输出指示供应电压VBat的量值的数字信号VBat'。在检测到输入信号SIn的脉冲的上升沿时，计时器电路系统840开始对固定持续时间的时间周期进行计时。固定持续时间是基于ADC电路系统840输出的数字信号VBat'，使得时间周期的固定持续时间d与供应电压的量值成反比。在时间周期结束时，即当固定持续时间已经到期时，计时器电路系统840向逻辑电路系统850输出信号，所述逻辑电路系统开始经修改输入信号SIn’的输出脉冲。经修改输入信号SIn'的输出脉冲在逻辑电路系统850检测到输入信号SIn的脉冲的下降沿时结束。

现在将参考图9a和图9b的时序图描述监测电路系统1100的操作。

在图9a中，最上面的迹线910a示出输入信号SIn的单个脉冲，第二迹线920a示出相对低的供应电压VBat

当在时间t0检测到输入信号SIn的脉冲的上升沿时，计时器电路系统840开始对时间周期进行计时，如上所讨论，所述时间周期具有固定持续时间d1，所述固定持续时间基于由ADC电路系统830输出的数字信号的值来确定，使得在相对低的供应电压VBat

在供应电压相对低(即，VBat＝VBat

在时间t1，时间周期的固定持续时间d1到期，并且计时器电路系统840将触发信号输出到逻辑电路系统850，这进而导致逻辑电路系统850的输出变高并且经修改输入信号SIn'也变高。因此PWM输出信号PWMOut等于(或接近)VBat

在输入信号SIn的脉冲结束时(在时间t3)，逻辑电路系统850的输出变低，SIn'变低，并且PWMOut再次变低。

在图9b中，最上面的迹线910b示出输入信号SIn的单个脉冲，第二迹线920b示出相对高的供应电压VBat

在供应电压相对高(即，VBat＝VBat

在时间t2，时间周期的固定持续时间d2到期，并且计时器电路系统840将触发信号输出到逻辑电路系统850，这进而导致逻辑电路系统850的输出变高并且经修改输入信号SIn'也变高。因此PWM输出信号PWMOut等于(或接近)VBat

在输入信号SIn的脉冲结束时(在时间t3)，逻辑电路系统850的输出变低，SIn'也变低，并且PWMOut再次变低。

在检测到输入信号SIn的下一个脉冲的上升沿时，计时器电路系统840重置并且开始对新时间周期进行计时，所述新时间周期的固定持续时间是基于供应电压VBat的当时的量值。

如具体从迹线930a、930b、940a、940b将显而易见的，监测电路传统800通过在输出信号PWMOut的PWM周期中增加脉冲的宽度(即，持续时间)来补偿相对较低的供应电压VBat

类似地，监测电路系统800通过在输出信号PWMOut的PWM周期中减小脉冲的宽度(即，持续时间)来补偿相对较高的供应电压VBat

同样地，监测电路系统800实质上实现计时器电路系统，其基于供应电压VBat的量值向由PWM输出驱动器电路系统810生成的PWM信号中引入时间偏移。引入的时间偏移通过改变PWM脉冲的长度来补偿供应电压VBat的量值的变化。

图10是实现监测电路系统320的另外的替代的示例性电路系统的示意表示。在图10所示的示例中，监测电路系统(总体上以1000示出)被配置为生成经修改输入信号SIn’，并且将经修改输入信号SIn’输出到PWM输出驱动器电路系统1010，以控制PWM输出驱动器电路系统1010的操作。

图10的PWM输出驱动器电路系统1010在结构和操作上与图1的PWM输出驱动器电路系统110相同，并且因此这里将不再详细描述。

监测电路系统1000包括压控振荡器(VCO)电路系统1030，其被配置为接收供应电压VBat并且输出振荡信号SOsc，所述振荡信号具有根据供应电压VBat的量值变化的频率fOsc。在此示例中，振荡信号SOsc的频率fOsc与供应电压VBat的量值成反比，使得当供应电压相对低(即，VBat＝VBat

VCO电路系统1030的输出端耦接到计数器电路系统1040的第一输入端。计数器电路系统1040的第二输入端接收输入信号SIn。计数器电路系统1040被配置为在检测到输入信号SIn的脉冲的上升沿时开始对在其第一输入端处接收的振荡信号SOsc的循环进行计数，并且当计数值Cnt达到表示供应电压VBat的计数值CntVBat时向逻辑电路系统1050输出触发信号。如将会认识到的，在fOsc的较高值下与在fOsc的较低值下相比将更快地达到表示供应电压VBat的计数值CntVBat，并且因此当供应电压VBat的量值较低时，将更快地达到表示供应电压VBat的计数值CntVBat。

计数器电路系统1040的输出端耦接到逻辑电路系统1050的第一输入端。逻辑电路系统1050的第二输入端接收输入信号SIn。逻辑电路系统1050可包括一个或多个正反器、逻辑门等，如对于本领域普通技术人员而言将显而易见的，并且被配置为接收由计数器电路系统1040输出的触发信号以及输入信号SIn，并且生成经修改输入信号SIn'以输出到PWM输出驱动器电路系统1010。

在监测电路系统1000的操作中，VCO电路系统1030向计数器电路系统1040输出振荡信号SOsc，其频率fOsc是基于或指示供应电压VBat的量值。在检测到输入信号SIn的脉冲的上升沿时，计数器电路系统1040开始对振荡信号SOsc的振荡进行计数，直到达到表示供应电压VBat的计数值CntVBat，此时计数器电路系统1040向逻辑电路系统1050输出触发信号，所述逻辑电路系统开始经修改输入信号SIn’的输出脉冲。经修改输入信号SIn'的输出脉冲在逻辑电路系统1050检测到输入信号SIn的脉冲的下降沿时结束。

现在将参考图11a和图11b的时序图描述监测电路系统1000的操作。

在图11a中，最上面的迹线1110a示出输入信号SIn的单个脉冲，第二迹线1120a示出相对低的供应电压VBat

当在时间t0检测到输入信号SIn的脉冲的上升沿时，计数器电路系统1040开始对由VCO电路系统1030输出的振荡信号SOsc的循环进行计数。如上所讨论，振荡信号SOsc的频率fOsc是基于供应电压VBat的量值，使得在相对低的供应电压VBat

在供应电压相对低(即，VBat＝VBat

在时间t1，达到表示供应电压VBat的量值的计数值CntVBat，并且计数器电路系统1040向逻辑电路系统1050输出触发信号，这进而使得逻辑电路系统1050的输出变高并且经修改输入信号SIn’也变高。因此PWM输出信号PWMOut等于(或接近)VBat

在输入信号SIn的脉冲结束时(在时间t3)，逻辑电路系统1050的输出变低，SIn'变低，并且PWMOut再次变低。计数值Cnt可在适当时(例如当它在输入信号SIn的脉冲结束时达到CntVBat时(或此后不久))重置为零。

在图11b中，最上面的迹线1110b示出输入信号SIn的单个脉冲，第二迹线1120b示出相对高的供应电压VBat

在供应电压相对高(即，VBat＝VBat

在时间t2，达到表示供应电压VBat的量值的计数值CntVBat，并且计数器电路系统1040向逻辑电路系统1050输出触发信号，这进而使得逻辑电路系统1050的输出变高并且经修改输入信号SIn’也变高。因此PWM输出信号PWMOut等于(或接近)VBat

在输入信号SIn的脉冲结束时(在时间t3)，逻辑电路系统1050的输出变低，SIn'也变低，并且PWMOut也是低的。计数值Cnt可在适当时(例如当它在输入信号SIn的脉冲结束时达到CntVBat时(或此后不久))重置为零。

在检测到输入信号SIn的下一个脉冲的上升沿时，计数器电路系统1040重置(如果它先前尚未重置的话)并且开始对信号SOsc的振荡进行计数，所述信号的频率fOsc是基于供应电压VBat的当时的量值。

如具体从迹线1130a、1130b、1140a、1140b将显而易见的，监测电路传统1000通过在输出信号PWMOut的PWM周期中增加脉冲的宽度(即，持续时间)来补偿相对较低的供应电压VBat

类似地，监测电路系统1000通过在输出信号PWMOut的PWM周期中减小脉冲的宽度(即，持续时间)来补偿相对较高的供应电压VBat

同样地，监测电路系统1000实质上实现计时器电路系统，其基于供应电压VBat的量值向由PWM输出驱动器电路系统1010生成的PWM信号中引入时间偏移。引入的时间偏移通过增大PWM脉冲的长度来补偿供应电压VBat的量值的变化。

电路系统300可并入到主机设备中，所述主机设备可以是电池供电的设备。例如，主机设备可包括计算机游戏控制器、虚拟现实(VR)或增强现实(AR)设备(诸如头戴式耳机、护目镜等)、移动电话、平板计算机或膝上型计算机或诸如听筒、耳机或头戴式耳机的附件设备。

图12是示出这种主机设备的一些元件的示意表示。在图12中总体以1200示出的主机设备包括电池1210、负载120，所述负载可以是例如输出换能器，诸如电动机、LED或LED阵列、触觉换能器、谐振致动器或伺服系统，或者替代地可以是电子电路系统，诸如放大器电路系统。负载120由PWM输出驱动器电路系统310基于由监测电路系统320输出的经修改输入信号SIn'控制，如上文参考图3至图11所述。

主机设备1200还可包括：一个或多个输入换能器1220(和相关联的驱动器电路系统)，其可包括例如麦克风、操纵杆、一个或多个按钮、开关、力传感器、触摸传感器和/或触摸屏；以及一个或多个输出换能器1230(和相关联的驱动器电路系统)，其可包括例如一个或多个触觉输出换能器、一个或多个音频输出换能器诸如扬声器以及一个或多个视频输出换能器诸如屏幕、显示器等。

图13a是图1a和图1b的变型，其中多个(N个)数字和/或模拟输出驱动器电路110-1至110-N耦接到相应负载120-1至120-N。负载120-1至120-N中的每一个可以是例如换能器，诸如：电动机；LED(或LED阵列)；伺服系统；扬声器、触觉换能器；谐振致动器等，包括其各种组合。替代地和/或附加地，负载120-1至120-N中的一个或多个可以是例如电子电路系统，例如像音频放大器。

数字和/或模拟输出驱动器电路110-1至110-N中的每一个从功率供应器接收供应电压VBat，在此示例中，功率供应器是电池130，但同样可以是功率供应器或功率转换器、调节器等，其输出电压可由于来自并入有电路系统100/100-N的主机设备的其他部件或系统的瞬态负载而变化。为简明起见，对数字输出驱动器电路110-1至110-N的引用还包括对模拟输出驱动器电路111-1至111-N(参见图1b)的引用，以及对数字和/或模拟PWM输出驱动器电路的任何和所有组合的引用。

数字和/或模拟输出驱动器电路110-1至110-N中的每一个包括与图1a和图1b所示相同或类似的电路系统，并且每一个都接收相应输入信号SIn-1至SIn-N以驱动相应负载120-1至120-N。

为了维持每相应PWM周期PWMOut-1至PWMOut-N恒定的平均电压(并且因此维持到相应负载120-1至120-N的一致输出，例如，在负载120是DC电动机的情况下，维持一致的电动机速度，或者在负载120是LED或LED阵列的情况下，维持一致的光强度)，每个相应PWM输出驱动器电路110-1至110-N生成具有相应恒定占空比或传号-空号比的相应PWM输出信号PWMOut-1至PWMOut-N。当供应电压VBat保持恒定时，这种方法是有效的。然而，如果供应电压VBat发生变化，例如由于电池130随时间推移放电和/或由于主机设备的其他部件、系统、瞬变或电路系统从电池130汲取电流而降低，则相应PWM输出信号PWMOut-1至PWMOut-N在相应PWM信号周期内的平均电压也下降，如将在下文参考图14a和图14b解释的。

图13b是图13a的变型，其中多个(N个)数字输出驱动器电路110-1至110-N耦接到相应负载120-1至120-N。例如，负载120-1至120-N中的每一个可以是例如如关于图13a所描述的那些。图13a与图13b之间的所有其他相关方面如上文关于图13a所述，如本领域普通技术人员将理解的。

图14示出当供应电压VBat(在图2b中以上部虚线示出)在多个PWM时间周期P1’–P5’内降低时主要由多个数字输出驱动器电路110-1至110-N中的仅一个输出的示例性数字脉冲210’–250’。

为了清楚地解释此图14，将主要描述仅PWM输出驱动器电路110-1，并且本领域普通技术人员将理解，相同的原理适用于任何和所有其他输出驱动器电路110-2至110-N。

应理解，图14是PWM脉冲210’–250’的高度简化表示，并且仅用于说明目的。本领域普通技术人员将会认识到，在实际应用中，PWM信号的频率将高得多，例如为千赫或兆赫的量级。

本领域普通技术人员将会认识到，在第一PWM周期P1’期间由PWM输出驱动器电路系统110-1供应给其负载120-1的平均电压(或等效地，平均功率)由脉冲210’的面积表示。类似地，在PWM周期P2’–P5’中的每一个期间由调制器电路系统110-1供应给其负载120-1的平均电压分别由脉冲220’–250’的面积表示。

如果供应电压VBat恒定，则在PWM周期P1’–P5’中的每一个期间由PWM输出驱动器电路系统110-1供应给负载120-1的平均电压将是相同的，因此脉冲210’–250’将全部具有相同的面积。然而，在所示的示例中，供应电压VBat随时间推移降低，并且因此尽管脉冲210’-250’中的每一个的宽度(即，每个PWM周期中的开启时间)相同，但脉冲210’-250’并非全都具有相同的电压量值(即，并非全都具有相同的振幅或高度)，并且因此每PWM周期供应给负载120-1的平均电压以及因此功率不是恒定的。这导致驱动负载120-1的输出信号PWMOut-1不一致，这例如在换能器120-1是DC电动机的情况下导致电动机速度不一致，或者在负载120-1是LED或LED阵列的情况下导致光强度不一致。

如图14所示，有两个发生瞬变事件T1和T2的示例。这些瞬变可由于来自负载120-2至120-N的任何组合和/或主机设备的其他部件或系统的任何组合的过电流需求以及PWM输出驱动器电路系统110-1及其负载120-1的负载需求而发生。在PWM“开启”脉冲230’和240’内的变灰部分表示来自负载120-2至120-N的任何组合和/或主机设备的其他部件或系统的任何组合的PWM‘开启’脉冲，分别为230’

如在图14中可见的，因为在P3’PWM周期期间由于超过供应电压VBat的电流递送能力的PWM‘开启’脉冲的重合造成的过电流需求，瞬变T1导致供应电压VBat降低。然而，过电流需求不足以将供应电压VBat降低到低于掉电阈值V

类似地，因为在P4’PWM周期期间由于超过供应电压VBat的电流递送能力的多个PWM‘开启’脉冲的重合造成的过电流需求，瞬变T2导致供应电压VBat降低。然而在此T2情形下，过电流需求远足以在供应电压VBat在过电流需求停止时(即，在多个PWM‘开启’脉冲的重合停止时)返回到其标称电平之前将供应电压VBat降低到低于掉电阈值V

无论是否导致触发掉电状况，PWM‘开启’周期的重合也都可能导致热问题，所述热问题可能导致PWM输出驱动器电路110-1至110-N和/或并入有PWM输出驱动器电路110-1至110-N的主机设备的其他部件或系统例如断电并且重置或完全关闭。

图15a是用于监测和控制数字和/或模拟输出驱动器电路110/1-1至110/1-N(包括它们的相应信号路径和/或相关联的块和/或并入有数字和/或模拟输出驱动器电路110/1-1至110/1-N的主机设备的其他部件或系统(为了解释清楚，可能并未示出所有这些部件或系统))的各方面的元件(例如像硬件和/或固件和/或软件)的块级表示。此处，为了简洁和清楚，将仅描述数字输出驱动器电路110-1至110-N，但相同或类似的推理将适用于模拟输出驱动器电路111-1至111-N，如本领域普通技术人员将会认识和理解的。

PWM输出驱动器电路110-1至110-N中的每一个使用相应PWM输出信号120-1至120-N来驱动相应负载120-1至120-N(未示出)。可使用例如预测控制器1100来调控、控制或调整PWM输出信号的相应数字脉冲中的一个或多个的一个或多个参数，例如像脉冲宽度或脉冲振幅，以补偿例如供应电压VBat和/或调节器供应器和/或电池参数的“变化”，所述参数包括但不限于电池的充电状态(SOC)、健康状态、温度和/或寄生元件(例如，Rtrace、Rsense、Rsystem)，和/或硬件、固件和/或至少并入有图15a的块级表示所示的硬件和/或固件和/或软件的主机设备的其他部件或系统的温度。

图15a所示的高级概念是使用瞬态负载和/或其相关联的效应发生或可能发生的时间和位置的知识，以便补偿上述“变化”并且预测性地调控、控制或调整相应PWM脉冲中的一个或多个的一个或多个参数。

预测控制器1100可以是例如状态机，所述状态机预测性地调控、控制或调整相应PWM脉冲PWMOut-1至PWMOut-N中的一个或多个的一个或多个参数，以补偿例如电池/调节器状态、来自一个或多个热监测器的热信息和/或信号路径中的任何点处的信号SIN-1至SIN-N的任何组合和/或它们的相应信号参数中的“变化”。另外，预测控制器1100可基于例如其各种输入中的一个或多个输出‘总预测功率需求’信号等，所述信号可发送到电池充电器控制器(未示出)或其一部分诸如电池充电器状态机，以便允许电池充电器控制器动态地停止或减少电池充电电流以便避免过温或过电流事件。

因此，图15a所示的方法在高概念水平上使用系统和/或瞬态负载的知识和/或与系统和/或瞬态负载相关联的知识以及当前供应电压电平来相应地控制数字信号的一个或多个参数，例如PWM信号的宽度，以便至少减轻或优选地防止例如通常将在T2发生的掉电，和/或减少系统中可能发生的峰值热问题，和/或提供一致的驱动强度或提供一致的输出功率，即驱动脉冲面积。

主机设备通常包括一个或多个处理器，所述一个或多个处理器控制例如换能器和相关联的功率调节器和控制器(包括电池充电器控制器)。来自一个或多个处理器和/或控制器的控制和/或数据信号在其被被施加到传感器输出端之前也可由控制器1100观察。这种信号先行还可使得有机会补偿可能由换能器或功率调节器引起的供应电压VBat的任何降低，以通过降低换能器输出功率来减轻或避免掉电状况，或者通过使输出电平适应于供应电平来提供一致的输出电平。附加地或替代地，还可减小累积需求以降低热加热，特别是通过芯片上I

每个换能器输入信号PWMOut-X、Analogue-X(其中X表示1与N之间的数字)的功率预测可基于一个或多个参数，例如像：其相应输入信号S

电压供应器信息可包括例如：电压监测器，用于测量当前电池(以及在需要时)调节器供应器电平；和/或阻抗监测器，用于测量电池阻抗或基于电池特性(例如像：充电状态；健康状态；当前温度；寄生元件，诸如电池PCB/连接器迹线阻抗、当前感测电阻和/或电池电阻)中的一些或全部来估计电池阻抗。

预测信号控制器1100可考虑换能器输入的功率预测中的每一个(或其可选择子集)的累积效应，并且结合当前电压供应电平和对电池阻抗的预测，在需要时，在将换能器信号施加到它们的换能器输出端之前，预测性地调控、控制或调整换能器信号(或调控、控制或调整换能器驱动器或调节器)，以避免过早电池掉电，和/或减少峰值热问题，和/或在存在变化的供应电压的情况下提供一致的换能器功率输出电平，即驱动强度。调整所有换能器还是其子集是任选的。

附加地和/或替代地，预测信号控制器1100可向相应单独功率预测器提供相应信号调整状态以允许它们动态地补偿它们的估计。预测控制器1100还可考虑预调整但延迟的相应换能器输入信号S

任何信号调整的应用可直接应用于信号和/或应用于换能器的DAC/驱动器(诸如当用于调制PWM驱动信号时，类似于共同未决的美国专利申请号63/059,504中概述的方案)。

长期供应电压VBat测量结果可以是短期估计，或者可任选地被过滤、延迟或平均化以考虑到例如像去耦电容的效应。换能器信号监测可包括换能器特性例如像峰值输出功率、老化效应等的可编程性。VBat估计可包括例如包括去耦电容器的可编程性，所述去耦电容器可在电池需要充电之前提供短期充电需求，这可允许通过在不需要的情况下不过度减弱信号来进行优化。预测控制器1100还可从一个或多个热监测器接收温度信息—此信息可与换能器输入的功率预测中的每一个和电池状态的累积效应一起使用以减少换能器驱动器或调节器功率消耗。温度测量结果可以是瞬时的或者在可编程时间周期内平均的，并且与可编程滞后阈值一起考虑。

图15b是用于监测和控制数字和/或模拟输出信号的各方面的元件(例如像硬件和/或固件和/或软件)的简化块级表示，所述数字和/或模拟输出信号用于驱动相应负载(未示出)，包括它们的相应信号路径和/或相关联的块和/或并入有数字和/或模拟输出驱动器电路的主机设备的其他部件或系统(为了清楚的解释，可能并未示出所有这些部件或系统)。图15b示出接收源自电压供应器(例如像电池)的电压以用于控制一个或多个信号路径的电路系统，所述电路系统包括控制器，所述控制器被配置为从所述一个或多个信号路径接收电压数据和/或热数据和/或信号数据，其中每个路径包括相应换能器驱动器。控制器还被配置为向信号路径中的一个或多个输出控制数据以用于控制一个或多个相应信号路径中的相应信号的一种或多种特性。控制器优选地是预测控制器，即先行控制器，用于在将一个或多个相应信号路径中的相应信号从它们的相应换能器驱动器输出之前，基于所接收的电压和/或热和/或信号数据的一个或多个方面来控制这些信号的一个或多个特性，以便减轻或避免与至少所述电路系统有关的不利的电压和/或热和/或信号状况。

图16示出可能需要高动态功率的示例性换能器事件(例如，触觉输出)，这可能导致电池功率供应减小或“跌落”。通过基于一个或多个先行信号和/或负载特性以及以下各项的量度来估计任何和每个换能器的信号功率：当前电池供应电平；供应器去耦电容；和/或使用电池RC动态的知识(基于一些或所有电池参数，诸如充电状态、健康状态和温度等)，可预测未来供应电压VBat

参考图17，如果换能器输出信号PWMOut-X、AnalogueOut-X有足够的先行性，则可能能够通过使相应换能器输出信号PWMOut-X、AnalogueOut-X偏差来完全避免瞬变事件。在可附加地调整换能器输出信号的情况下，即，在进一步延迟小持续时间(通过向信号添加进一步的等待时间)而不引起任何用户影响或任何可察觉的用户影响的情况下，在换能器输出信号与处于较低功率有利状态的一个或多个其他换能器输出重合时，有机会在不进行信号调控、控制或调整的情况下输出附加地延迟的信号。这种信号延迟或偏差优选地在将信号施加到换能器之前而不是在将信号施加到换能器期间应用。如果信号偏差或延迟，则偏差/延迟表示必须用于正在进行的功率预测。在图17所示的示例中，附加地延迟的信号S

从上述讨论将显而易见的是，本公开的电路系统提供一种用于动态补偿施加到数字输出驱动器电路系统的供应电压的变化的机构，使得对于负载的所需操作状态，每周期供应给由数字输出驱动器电路系统驱动的负载(例如，换能器或电子电路系统)的平均电压(或等效地，平均功率)保持基本上恒定，从而维持一致的负载输出。本公开的电路系统能够补偿可用供应电压的瞬态变化(其可能由于例如由并入有数字输出驱动器电路系统的主机设备的其他部件或子系统从功率供应器汲取电流而产生)和可用供应电压的长期变化(其可能由于例如电池随时间推移放电而产生)两者。

实施方案可实现为集成电路系统(例如，集成电路(例如，单片集成电路)；或多个集成电路(例如，多个单片集成电路)，每个集成电路实现上述电路系统或系统的部分)，在一些示例中，集成电路系统可以是编解码器或音频DSP或类似物。实施方案可并入到电子设备中，所述电子设备可以是例如便携式设备和/或可以电池功率操作的设备。设备可以是通信设备，诸如移动电话或智能电话或类似物。设备可以是计算设备，诸如笔记本、膝上型计算机或平板计算设备。设备可以是可穿戴设备，诸如智能手表。设备可以是具有语音控制或激活功能的设备，诸如智能扬声器。在一些情况下，设备可以是将与某一其他产品一起使用的附件设备，诸如头戴式耳机、听筒、耳机、耳塞等。

技术人员将认识到，上述装置和方法的一些方面，例如发现和配置方法，可体现为处理器控制代码，例如在非易失性载体介质诸如磁盘、CD-或DVD-ROM、编程存储器(诸如只读存储器(固件))上，或者在数据载体诸如光或电信号载体上。对于许多应用，实施方案将在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)上实现。因此，代码可包括常规的程序代码或微代码，或(例如)用于设置或控制ASIC或FPGA的代码。代码还可包括用于动态地配置可再配置装置(诸如可再编程逻辑门阵列)的代码。类似地，代码可包括用于硬件描述语言(诸如Verilog 

应注意，上述实施方案说明而非限制实施方案，并且本领域技术人员将能够在不脱离所附权利要求的范围的情况下设计许多替代实施方案。词语“包括”不排除权利要求中列出的元件或步骤之外的元件或步骤的存在，“一个”或“一种”不排除多个，单个特征或其他单元可履行在权利要求中叙述的若干单元的功能；并且电路系统旨在包括硬件、固件和/或软件(包括其组合)的使用。权利要求中的任何附图标号或标记不应解释为限制它们的范围。