專(zhuān)利名稱(chēng)：一種多音源共用音頻功放電路及其控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及多音源音頻信號(hào)切換技術(shù)及其增益控制方法，具體涉及一種 在同一終端設(shè)備上，多個(gè)音源共用一個(gè)音頻功放的電路以及該電路的控制方法。
背景技術(shù)：
目前業(yè)界在終端設(shè)備上實(shí)現(xiàn)多音源外;^文的需求隨處可見(jiàn)，例如在音樂(lè)手 機(jī)上，通常要求實(shí)現(xiàn)mp3音樂(lè)、FM立體聲廣播的外放，同時(shí)還要支持實(shí)現(xiàn) 通話免提的功能。這些來(lái)自不同音源的音頻信號(hào)，需要使用由模擬開(kāi)關(guān)控制 的音頻通道進(jìn)行切換，使不同場(chǎng)景下，相應(yīng)的音頻信號(hào)輸入后級(jí)音頻功放 (Audio Power Amplifier,以下簡(jiǎn)稱(chēng)音頻PA),以共用同一個(gè)音頻PA和同 一個(gè)揚(yáng)聲器(Speaker)實(shí)現(xiàn)外放。一般來(lái)說(shuō)音頻PA會(huì)提供一個(gè)低阻抗的輸出，因此共用 一個(gè)Speaker是 比較容易做到的。由于多音源直接從基帶解碼/解調(diào)芯片輸出，其強(qiáng)度比較 小，對(duì)這些信號(hào)通過(guò)模擬開(kāi)關(guān)切換，比較容易實(shí)現(xiàn)。然而，不同的音源要共 用同一音頻PA,會(huì)存在一些問(wèn)題，這些問(wèn)題包括但不限于1, 不同的音源，其前級(jí)電路的輸出阻抗是不同的；2, 不同的音源，其信號(hào)強(qiáng)度是不同的，有時(shí)差異很大。例如mp3解碼 器的輸出與FM芯片的解調(diào)輸出，信號(hào)可能相差若干dbm;3, 不同的音源，其輸出信號(hào)方式有所不同。例如當(dāng)基帶處理器輸出的 話音信號(hào)是差分信號(hào)，而FM解調(diào)芯片輸出的音頻信號(hào)卻是單端信號(hào)。由這些問(wèn)題引起多音源共用音頻PA外放時(shí)，導(dǎo)致不同音源外放音量差 異明顯，直接影響用戶(hù)感受。在業(yè)界目前克服此問(wèn)題的方法主要是A、軟件方法就是切換不同的音源作為音頻PA輸入時(shí)，應(yīng)結(jié)合不同音源的輸出阻抗特性，通過(guò)軟件控制其音頻輸出信號(hào)的強(qiáng)度，以此折衷由于 各音源輸出阻抗、信號(hào)強(qiáng)度、信號(hào)輸出方式不同而造成的外放音量嚴(yán)重差異。 但該方法存在以下缺點(diǎn)1,多音源的音量控制級(jí)數(shù)不均勻。例如軟件可以對(duì)較弱的FM信號(hào)輸出強(qiáng)度進(jìn)行100級(jí)調(diào)整，卻只能對(duì)較強(qiáng)的mp3信號(hào)輸 出強(qiáng)度進(jìn)行50級(jí)調(diào)整，那么就會(huì)出現(xiàn)mp3最小音量調(diào)到最小時(shí)也有很大的 音量，并且各音量之間差異太大(即粒度過(guò)粗)，同時(shí)FM外^L卻對(duì)音量調(diào) 整不夠靈敏的情況(即粒度過(guò)細(xì))；2,需要針對(duì)不同音源的特性進(jìn)行適配， 算法復(fù)雜；3,有時(shí)由于各音源輸出阻抗、信號(hào)強(qiáng)度的可調(diào)整范圍、調(diào)整粒 度的極大差異，使得軟件方法完全不可用。如申請(qǐng)?zhí)枮镃N200610023869, 發(fā)明名稱(chēng)為 一種自動(dòng)音量調(diào)節(jié)的方法及系統(tǒng)，該發(fā)明控制音量的方式就屬于 軟件方法，其內(nèi)容大致是，首先將音頻數(shù)據(jù)分成兩個(gè)頻段，然后計(jì)算平均音 量，在對(duì)數(shù)域獲得控制增益值，然后回到線性域控制音量，本發(fā)明算法較復(fù) 雜，且該發(fā)明不涉及如何對(duì)多音源音量差異問(wèn)題的解決方法。B、硬件方法就是干脆為每個(gè)音源配置一個(gè)音頻PA,各音頻PA調(diào)整 在各自適合的增益值上，切換不同的音源到不同的音頻PA輸入，不同音頻 PA輸出的信號(hào)共用Speaker外放。這種做法地缺點(diǎn)是嚴(yán)重增加了終端設(shè)備 的硬件成本、體積和功耗。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明所解決的技術(shù)問(wèn)題在于提供一種多音源共用音頻功放電路及其 控制方法，以實(shí)現(xiàn)既不會(huì)增加軟件復(fù)雜度和影響用戶(hù)感受，又能夠節(jié)約硬件 成本和功庫(kù)毛的問(wèn)題。為了實(shí)現(xiàn)上述問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種多音源共用音頻功放電路，包括 多音源輸出電路、差分音頻功放輸入電路、差分音頻功放反饋電路、差分音 頻功放、基帶處理器和揚(yáng)聲器組成，其特征在于，所述電路還包括多音源 輸出串聯(lián)電阻、模擬開(kāi)關(guān)，其中，所述多音源輸出串聯(lián)電阻一端分別與對(duì)應(yīng) 的多音源輸出電路相連接，用于接收多音源輸出電路輸出的音頻信號(hào)并進(jìn)行 輸出阻抗補(bǔ)償；所述多音源輸出串聯(lián)電阻另一端與所述模擬開(kāi)關(guān)相連接，所 述模擬開(kāi)關(guān)的另 一端與所述差分音頻功放輸入電路相連接，該才莫擬開(kāi)關(guān)用于切換多音源輸出串聯(lián)電阻輸出的多音源音頻信號(hào)到所述差分音頻功放輸入 電路，所述基帶處理器與所述模擬開(kāi)關(guān)相連，該基帶處理器用于模擬開(kāi)關(guān)的 控制多音源音頻信號(hào)切換通道、并完成基帶信號(hào)調(diào)制解調(diào)。本發(fā)明所述的電路，其中，所述模擬開(kāi)關(guān)為雙刀多擲模擬開(kāi)關(guān)。其中，所述差分音頻功放輸入電路，為差分音頻功放的輸入阻容耦合電路。其中，所述差分音頻功放反饋電路，為差分音頻功放反饋?zhàn)枞蓦娐?。其中，所述電路的控制方法，包括以下步驟(1) 終端系統(tǒng)通過(guò)多音源輸出電路執(zhí)行不同音源的音頻信號(hào)的外放；(2) 終端系統(tǒng)根據(jù)不同音源的音頻信號(hào)的外放，控制沖莫擬開(kāi)關(guān)切換， 將相應(yīng)音源的輸出及其串聯(lián)電阻切換到差分音頻功放輸入電3各，并打開(kāi)差分 音頻功》文；(3 )終端系統(tǒng)根據(jù)用戶(hù)對(duì)音量的控制操作，通過(guò)基帶處理器調(diào)整各音 源輸出信號(hào)強(qiáng)度；(4)終端系統(tǒng)循環(huán)判斷用戶(hù)是否進(jìn)行了結(jié)束音頻信號(hào)外方支的操作，如 果否，轉(zhuǎn)步驟(3),如果是，則轉(zhuǎn)步驟(5);(5 )終端系統(tǒng)關(guān)閉差分音頻功放和模擬開(kāi)關(guān)，進(jìn)入低功耗的待機(jī)狀態(tài)， 結(jié)束該音頻信號(hào)的外放。與現(xiàn)有技術(shù)相比較，本發(fā)明以較低的成本實(shí)現(xiàn)終端設(shè)備多音源外放音量 及其調(diào)整范圍的一致性。


圖l是本發(fā)明所述的多音源共用音頻功放電路結(jié)構(gòu)框圖；圖2是本發(fā)明所述的多音源共用音頻功放電路的各參數(shù)的確定流程圖；圖3是本發(fā)明所述的多音源共用音頻功放電路的控制方法流程圖。
具體實(shí)施方式
本發(fā)明在這里提供了 一種多音源共用音頻功放電路及其控制方法，以實(shí) 現(xiàn)既不會(huì)增加軟件復(fù)雜度和影響用戶(hù)感受，又能夠節(jié)約硬件成本和功耗的問(wèn) 題。以下對(duì)具體實(shí)施方式
進(jìn)行詳細(xì)描述，但不作為對(duì)本發(fā)明的限定。
本發(fā)明對(duì)所原先所采用的軟件不需要做改動(dòng)。本發(fā)明的主要特點(diǎn)是，雖
然多音源硬件和信號(hào)特性差異^f艮大，但仍然共用了音頻PA和Speaker,各 音源的外放音量差異性在可控的范圍之內(nèi)，且各音源外放音量通過(guò)軟件是連 續(xù)可調(diào)，調(diào)整的粒度也在可控的范圍之內(nèi)。在電路的硬件上只需要增加多音 源輸出串聯(lián)電阻和模擬開(kāi)關(guān)，這些硬件設(shè)備比較廉價(jià)，成本很低。
本發(fā)明的大致原理是串接多音源輸出端的電阻和多音源輸出電路的輸 出電阻，以及差分音頻PA輸入電路的輸入電阻之和，共同構(gòu)成差分音頻PA 的輸入電阻。由于該串聯(lián)電阻被負(fù)責(zé)音頻信號(hào)切換的模擬開(kāi)關(guān)電路所隔離， 因此對(duì)于不同音源的音頻信號(hào)被切換到外;故通道上時(shí)，其經(jīng)過(guò)差分音頻PA 的放大增益，可以單獨(dú)調(diào)整到不同的預(yù)置值上；這里即不同音源的音頻信號(hào) 外放時(shí)雖然共用音頻PA,但不共用同一增益值，因此軟件處理上就不存在 為強(qiáng)信號(hào)、低輸出阻抗的音源與強(qiáng)信號(hào)、高輸出阻抗的音源做增益折衷的問(wèn) 題。
如圖l所示，本發(fā)明所述的多音源共用音頻功放電路，包括多音源輸出 電路IOI、 102、 103,差分音頻功放輸入電路106、差分音頻功放反饋電路 107、 108;差分音頻功放109、基帶處理器110和揚(yáng)聲器(Speaker) IIO組 成，其中，所述電路還包括多音源輸出串聯(lián)電阻104、雙刀n擲的模擬開(kāi) 關(guān)105,其中，所述多音源輸出串聯(lián)電阻104—端分別與對(duì)應(yīng)的多音源輸出 電路IOI、 102、 103相連接，用于接收多音源輸出電路輸出的音頻信號(hào)并進(jìn) 行輸出阻抗補(bǔ)償；所述多音源輸出串聯(lián)電阻104另一端與所述模擬開(kāi)關(guān)105 相連接，所述模擬開(kāi)關(guān)105的另一端與所述差分音頻功放輸入電路106相連 接，該模擬開(kāi)關(guān)105用于切換多音源輸出串聯(lián)電阻輸出的多音源音頻信號(hào)到 所述差分音頻功放輸入電路106，所述基帶處理器111與所述模擬開(kāi)關(guān)105 相連，該基帶處理器111用于模擬開(kāi)關(guān)105的控制多音源音頻信號(hào)切換通道、 并完成基帶信號(hào)調(diào)制解調(diào)；
所述差分音頻功放109分別與差分音頻功放輸入電路106、差分音頻功放反饋電路107、 108，以及揚(yáng)聲器110相連接。這里所述差分音頻功放輸 入電路106,即為差分音頻PA的輸入阻容耦合電路。所述差分音頻功放反 饋電路107，即差分音頻PA反饋?zhàn)枞蓦娐?。如圖2所示，為本發(fā)明所述的多音源共用音頻功放電路的各參數(shù)的確定 流程圖，包括以下步驟步驟201,固定差分音頻PA的輸入和輸出阻抗網(wǎng)絡(luò)(其中，輸入阻抗 網(wǎng)絡(luò)其實(shí)指的就是輸入電阻和電容，其中輸入電阻包括多音源輸出串聯(lián)的電 阻Rx—P、 Rx_N (x=l, 2,…n)以及功i文輸入端的電阻Ri—P、 Ri_N;輸 出阻抗網(wǎng)絡(luò)是包括反饋電阻Rf—P、 Rf—N以及其并聯(lián)的電容Cf一P、 Cf—N), 將各音源的輸出信號(hào)都調(diào)到最大值(這里主要是通過(guò)多音源共用音頻功放電 路的硬件設(shè)計(jì)過(guò)程中要確定電路參數(shù)時(shí)，需要做一個(gè)試驗(yàn)，這個(gè)試驗(yàn)首先要 通過(guò)軟件把各個(gè)音源(芯片)的輸出信號(hào)調(diào)整到最大，然后分別測(cè)試各音源 情況下的輸出音量，這個(gè)測(cè)試過(guò)程要結(jié)合聽(tīng)覺(jué)感受，并輔助一些儀表測(cè)量完 成(即輸出音量不僅要主觀測(cè)試，而且要客觀測(cè)試的)測(cè)試完這些音量，就 知道哪個(gè)音源外放音量是最小的了 )，就在這個(gè)音源輸出上把串聯(lián)電阻104 定為O,即短路，定為O則輸入電阻值就最小，增益就最大(也就是說(shuō)要提 高對(duì)小信號(hào)的增益，確定出多音源外放時(shí)音量最小的音源，這是因?yàn)橐纛l PA的電壓增益在其反饋?zhàn)杩构潭ǖ那闆r下，與輸入阻抗呈反比，對(duì)于信號(hào) 輸出最小的音源，其增益應(yīng)該調(diào)整在最大值)；步驟202,基帶處理器以外放時(shí)測(cè)得的最小音量為準(zhǔn)，調(diào)整其他各音源 的輸出串聯(lián)電阻，使各音源的外放音量達(dá)到基本一致(這里所述的調(diào)整其他 各音源的輸出串聯(lián)電阻是在硬件設(shè)計(jì)時(shí)考慮的，其主體是硬件設(shè)計(jì)人員，也 是通過(guò)我前面所述的試驗(yàn)來(lái)確定硬件電路參數(shù)，其測(cè)試要結(jié)合主客觀進(jìn)行， 當(dāng)然也要輔助儀表完成)；步驟203,調(diào)整差分音頻輸入電路和輸出反饋電路參數(shù)，使得各音源外 放最大音量在合適的水平。 一般最大音量要夠大，但又不能產(chǎn)生破音和飽和 失真。在實(shí)際中這個(gè)參數(shù)的確定可能也需要結(jié)合頻響和音頻PA的效率、設(shè) 備允許的功耗考慮。如圖3所示，為本發(fā)明所述的多音源共用音頻功放電路的控制方法流程圖，包括以下步驟
步驟301,終端系統(tǒng)通過(guò)多音源輸出電路執(zhí)行不同音源的音頻信號(hào)的外
放；
步驟302,終端系統(tǒng)根據(jù)不同音源的音頻信號(hào)的外放，控制模擬開(kāi)關(guān)切 換，將相應(yīng)音源的輸出及其串聯(lián)電阻切換到差分音頻PA輸入電路，并打開(kāi) 差分音頻PA;
步驟303,終端系統(tǒng)根據(jù)用戶(hù)對(duì)音量的控制操作，通過(guò)基帶處理器調(diào)整 各音源輸出信號(hào)強(qiáng)度；
步驟304,終端系統(tǒng)循環(huán)判斷用戶(hù)是否進(jìn)行了結(jié)束音頻信號(hào)外放的操作， 如果否，轉(zhuǎn)步驟303,如果是，則轉(zhuǎn)步驟305;
步驟305,終端系統(tǒng)關(guān)閉差分音頻功放和模擬開(kāi)關(guān)，進(jìn)入低功耗的待機(jī) 狀態(tài)；
步驟306,結(jié)束音頻信號(hào)的外放。
本發(fā)明所述的多音源共用音頻功放電路及其控制方法與現(xiàn)有技術(shù)相比 有如下優(yōu)點(diǎn)
A、 徹底解決了不同音源由于硬件和信號(hào)特性造成的外放音量差異問(wèn)
題；
B、 軟件工量小，只需要在不同場(chǎng)景下切換不同音源。音量控制的粒度 可以啦支到比較細(xì)；
C、 由于共用音頻PA和Speaker,成本低廉，體積功耗小，可靠性高。 當(dāng)然，本發(fā)明還可有其他多種實(shí)施例，在不背離本發(fā)明精神及其實(shí)質(zhì)的
但這些相應(yīng)的改變和變形都應(yīng)屬于本發(fā)明所附的權(quán)利要求的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1、一種多音源共用音頻功放電路，包括多音源輸出電路、差分音頻功放輸入電路、差分音頻功放反饋電路、差分音頻功放、基帶處理器和揚(yáng)聲器組成，其特征在于，所述電路還包括多音源輸出串聯(lián)電阻、模擬開(kāi)關(guān)，其中，所述多音源輸出串聯(lián)電阻一端分別與對(duì)應(yīng)的多音源輸出電路相連接，用于接收多音源輸出電路輸出的音頻信號(hào)并進(jìn)行輸出阻抗補(bǔ)償；所述多音源輸出串聯(lián)電阻另一端與所述模擬開(kāi)關(guān)相連接，所述模擬開(kāi)關(guān)的另一端與所述差分音頻功放輸入電路相連接，該模擬開(kāi)關(guān)用于切換多音源輸出串聯(lián)電阻輸出的多音源音頻信號(hào)到所述差分音頻功放輸入電路，所述基帶處理器與所述模擬開(kāi)關(guān)相連，該基帶處理器用于模擬開(kāi)關(guān)的控制多音源音頻信號(hào)切換通道、并完成基帶信號(hào)調(diào)制解調(diào)。
2、 如權(quán)利要求l所述的電路，其特征在于，所述模擬開(kāi)關(guān)為雙刀多擲 模擬開(kāi)關(guān)。
3、 如權(quán)利要求l所述的電路，其特征在于，所述差分音頻功放輸入電 路，為差分音頻功放的輸入阻容耦合電路。
4、 如權(quán)利要求l所述的電路，其特征在于，所述差分音頻功放反饋電 路，為差分音頻功放反饋?zhàn)枞蓦娐贰?br> 5、 如權(quán)利要求l所述的電路，其特征在于，所述電路的控制方法，包 括以下步驟(1 )終端系統(tǒng)通過(guò)多音源輸出電路執(zhí)行不同音源的音頻信號(hào)的外放；(2) 終端系統(tǒng)根據(jù)不同音源的音頻信號(hào)的外放，控制模擬開(kāi)關(guān)切換， 將相應(yīng)音源的輸出及其串聯(lián)電阻切換到差分音頻功放輸入電路，并打開(kāi)差分 音頻功放；(3) 終端系統(tǒng)根據(jù)用戶(hù)對(duì)音量的控制操作，通過(guò)基帶處理器調(diào)整各音 源輸出信號(hào)強(qiáng)度；(4) 終端系統(tǒng)循環(huán)判斷用戶(hù)是否進(jìn)行了結(jié)束音頻信號(hào)外放的操作，如 果否，轉(zhuǎn)步驟(3)，如果是，則轉(zhuǎn)步驟(5);(5 )終端系統(tǒng)關(guān)閉差分音頻功放和模擬開(kāi)關(guān)，進(jìn)入低功耗的待機(jī)狀態(tài)， 結(jié)束該音頻信號(hào)的外放。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)多音源共用音頻功放電路，包括多音源輸出電路、差分音頻功放輸入電路、差分音頻功放反饋電路、差分音頻功放、基帶處理器和揚(yáng)聲器組成，還包括多音源輸出串聯(lián)電阻、模擬開(kāi)關(guān)，多音源輸出串聯(lián)電阻一端分別與對(duì)應(yīng)的多音源輸出電路相連，用于接收多音源輸出電路輸出音頻信號(hào)并進(jìn)行輸出阻抗補(bǔ)償；多音源輸出串聯(lián)電阻另一端與模擬開(kāi)關(guān)相連，模擬開(kāi)關(guān)另一端與差分音頻功放輸入電路相連，模擬開(kāi)關(guān)用于切換多音源輸出串聯(lián)電阻輸出多音源音頻信號(hào)到差分音頻功放輸入電路，基帶處理器與模擬開(kāi)關(guān)相連，基帶處理器用于模擬開(kāi)關(guān)控制多音源音頻信號(hào)切換通道、并完成基帶信號(hào)調(diào)制解調(diào)。本發(fā)明以較低成本實(shí)現(xiàn)終端設(shè)備多音源外放音量及其調(diào)整范圍的一致性。
文檔編號(hào)H03F3/20GK101242679SQ20081000771
公開(kāi)日2008年8月13日 申請(qǐng)日期2008年2月29日 優(yōu)先權(quán)日2008年2月29日
發(fā)明者張曉峰, 時(shí)慧欽, 胡衛(wèi)東, 華 薛, 馳 馬 申請(qǐng)人:中興通訊股份有限公司