一種音頻輸出功率大范圍可調(diào)的聲學(xué)產(chǎn)品的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種音頻輸出功率大范圍可調(diào)的聲學(xué)產(chǎn)品，設(shè)置有供電電壓調(diào)節(jié)電路、音頻功放電路、電流/電壓檢測電路和控制器；所述電流/電壓檢測電路對通過音頻功放輸出的音頻信號的電流或者電壓進行檢測，并生成相應(yīng)的檢測信號輸出至控制器；控制器根據(jù)檢測信號判斷音頻功放輸出的音頻信號是否失真；若失真，則通過調(diào)節(jié)音頻功放的增益和調(diào)節(jié)輸入到音頻功放的供電電壓相結(jié)合的控制方式來增大音頻功放的輸出功率，以驅(qū)動揚聲器正常發(fā)聲。本發(fā)明采用增益調(diào)節(jié)和供電電壓調(diào)節(jié)兩種方式對音頻功放的輸出功率進行綜合調(diào)節(jié)，由此擴大了音頻輸出功率的調(diào)節(jié)范圍，使得同一款聲學(xué)產(chǎn)品可以驅(qū)動更多類型的揚聲器，從而更好地滿足了廣大消費者的不同應(yīng)用需求。
【專利說明】—種音頻輸出功率大范圍可調(diào)的聲學(xué)產(chǎn)品

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于聲學(xué)產(chǎn)品【技術(shù)領(lǐng)域】，具體地說，是涉及一種可以對聲學(xué)類電子產(chǎn)品輸出的音頻功率實現(xiàn)大范圍調(diào)節(jié)的電路設(shè)計。

【背景技術(shù)】
[0002]對于目前具有音頻輸出功能的聲學(xué)類電子產(chǎn)品來說，特別是像手機、掌上電腦、隨身聽等這類小型化的手持類聲學(xué)產(chǎn)品，其內(nèi)部所使用的音頻功放的增益都是固定的，即使有些音頻功放具有增益調(diào)節(jié)功能，但其可調(diào)節(jié)的范圍也是非常有限的。因此，這類聲學(xué)產(chǎn)品的音頻功放只能驅(qū)動耳機或者布設(shè)在本機上的小功率揚聲器輸出音頻信號，無法對外置的功率較大的揚聲器實現(xiàn)直接驅(qū)動，這就限制了該類聲學(xué)產(chǎn)品在某些特殊場合的應(yīng)用，無法更好地滿足不同消費者的不同應(yīng)用需求。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于提供一種音頻輸出功率大范圍可調(diào)的聲學(xué)產(chǎn)品，通過對音頻功放的增益和供電電壓進行綜合調(diào)節(jié)，從而擴大了音頻功放的輸出功率的調(diào)節(jié)范圍，可以滿足多種揚聲器的不同驅(qū)動要求。
[0004]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案予以實現(xiàn):
一種音頻輸出功率大范圍可調(diào)的聲學(xué)產(chǎn)品，設(shè)置有:
供電電壓調(diào)節(jié)電路，用于產(chǎn)生不同幅值的供電電壓；
音頻功放電路，用于接收音頻信號，并根據(jù)選擇的增益級別和/或供電電壓對接收到的音頻信號進行功率放大處理后，推動揚聲器發(fā)聲；
電流/電壓檢測電路，對通過音頻功放電路輸出的音頻信號的電流或者電壓進行檢測，并生成相應(yīng)的檢測信號；
控制器，接收所述的檢測信號，并根據(jù)所述檢測信號判斷音頻功放電路輸出的音頻信號是否失真；若失真，則通過調(diào)節(jié)輸入到音頻功放電路的增益級別和供電電壓幅值相結(jié)合的控制方式來增大音頻功放電路的輸出功率，以驅(qū)動揚聲器正常發(fā)聲。
[0005]進一步的，所述控制器在控制音頻功放電路增大其輸出功率時，首先增大音頻功放電路的增益，若通過音頻功放電路輸出的音頻信號不再失真，則停止調(diào)節(jié)；若增益調(diào)節(jié)到最大仍失真，則首先降低音頻功放電路的增益，然后將輸入到音頻功放電路的供電電壓升高一級；此時若不再失真,則停止調(diào)節(jié),若仍失真則再次增大音頻功放電路的增益,并在增益調(diào)節(jié)到最大仍失真時，再次降低音頻功放電路的增益，并將供電電壓再升高一級，以此類推，直到驅(qū)動揚聲器正常發(fā)聲。
[0006]又進一步的，在所述聲學(xué)產(chǎn)品中還設(shè)置有音頻處理芯片，輸出音頻信號，并根據(jù)接收到的音量調(diào)節(jié)信號調(diào)節(jié)其輸出的音頻信號的音量；所述控制器在調(diào)節(jié)輸入到音頻功放電路的供電電壓達到最高級別，且音頻功放電路的增益調(diào)節(jié)到最大時，若檢測到通過音頻功放電路輸出的音頻信號仍失真，則控制音頻處理芯片降低音量，使通過所述音頻功放電路輸出的音頻信號不再失真。
[0007]作為是否失真的一種判斷方式，所述控制器根據(jù)接收到的檢測信號判斷通過所述音頻功放電路輸出的音頻信號的電流或者電壓是否變化，若檢測到所述的電流或者電壓在設(shè)定的時間段內(nèi)未發(fā)生變化，則判定通過所述音頻功放電路輸出的音頻信號失真。這里的未發(fā)生變化是指電流和電壓的變化未超出設(shè)定的允許波動范圍。
[0008]為了降低系統(tǒng)功耗，所述控制器在檢測到用于驅(qū)動發(fā)聲的揚聲器改變時，首先將輸入到音頻功放電路的供電電壓調(diào)節(jié)至最低級別，并將音頻功放電路的增益調(diào)節(jié)至默認級別；所述默認級別是所述聲學(xué)產(chǎn)品在通過其慣用揚聲器發(fā)聲時，在滿足音量調(diào)節(jié)到最大時通過音頻功放電路輸出的音頻信號不失真的條件下，確定出來的增益級別。
[0009]作為調(diào)節(jié)音頻功放增益的一種實現(xiàn)方式，在所述聲學(xué)產(chǎn)品中設(shè)置增益級別選擇電路，接收控制器輸出的增益控制信號，并傳輸至音頻功放電路的增益引腳，以調(diào)節(jié)音頻功放電路的增益級別。
[0010]優(yōu)選的，在所述增益級別選擇電路中設(shè)置有N路開關(guān)元件，所述控制器輸出N路增益控制信號，一一對應(yīng)地傳輸至N路開關(guān)元件的控制極，通過控制所述N路開關(guān)元件通斷，生成N路開關(guān)量信號，對應(yīng)傳輸至音頻功放電路的N個增益引腳，對音頻功放電路進行2Nf級別的增益調(diào)節(jié)；所述N為正整數(shù)。
[0011]為了對輸入到音頻功放電路的供電電壓進行調(diào)節(jié)，所述供電電壓調(diào)節(jié)電路接收控制器輸出的供電電壓切換信號，進而根據(jù)所述供電電壓切換信號調(diào)節(jié)其輸出的供電電壓的幅值，并將所述供電電壓傳輸至音頻功放電路的供電引腳。
[0012]作為所述供電電壓調(diào)節(jié)電路的一種優(yōu)選電路組建方式，在所述供電電壓調(diào)節(jié)電路中設(shè)置有電池和M路升壓電路，所述M路升壓電路的輸入端連接電池，對電池電壓進行升壓變換后，輸出不同幅值的供電電壓；所述控制器輸出的供電電壓切換信號為M路使能信號，分別對所述的M路升壓電路進行使能控制，進而將通過電池或者其中一路升壓電路輸出的供電電壓傳輸至所述音頻功放電路的供電引腳，以調(diào)節(jié)輸入到音頻功放電路的供電電壓的幅值；所述M為正整數(shù)。
[0013]作為所述供電電壓調(diào)節(jié)電路的另外一種優(yōu)選電路組建方式，在所述供電電壓調(diào)節(jié)電路中設(shè)置有電池和一路輸出電壓可調(diào)的升壓電路，所述升壓電路的輸入端連接電池，輸出端連接阻值可調(diào)的電阻分壓網(wǎng)絡(luò)，所述電阻分壓網(wǎng)絡(luò)的分壓節(jié)點連接升壓電路的反饋端；所述控制器輸出的供電電壓切換信號為阻值調(diào)節(jié)信號，通過調(diào)節(jié)電阻分壓網(wǎng)絡(luò)中分壓電阻的阻值來改變通過升壓電路輸出的供電電壓的幅值；通過電池輸出的供電電壓與通過升壓電路輸出的供電電壓各自經(jīng)由一防反偏二極管選通其中一路供電電壓傳輸至所述音頻功放電路的供電引腳。
[0014]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點和積極效果是:本發(fā)明采用增益調(diào)節(jié)和供電電壓調(diào)節(jié)兩種方式對音頻功放的輸出功率進行綜合調(diào)節(jié)，由此擴大了音頻輸出功率的調(diào)節(jié)范圍，使得同一款聲學(xué)產(chǎn)品可以驅(qū)動更多類型的揚聲器，從而拓展了該類聲學(xué)產(chǎn)品的適用領(lǐng)域，可以更好地滿足廣大消費者的不同應(yīng)用需求。此外，本發(fā)明的聲學(xué)產(chǎn)品可以自動檢測音頻功放輸出的音頻信號是否失真，并根據(jù)檢測結(jié)果自動調(diào)整音頻功放的輸出功率，由此解決了用戶手動調(diào)節(jié)所存在的盲目性，方便了用戶的使用。
[0015]結(jié)合附圖閱讀本發(fā)明實施方式的詳細描述后，本發(fā)明的其他特點和優(yōu)點將變得更加清楚。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]圖1是本發(fā)明所提出的聲學(xué)產(chǎn)品的內(nèi)部電路原理框圖；
圖2是本發(fā)明所提出的聲學(xué)產(chǎn)品的內(nèi)部電路的一種實施例的電路原理圖；
圖3是圖1中供電電壓調(diào)節(jié)電路的一種實施例的電路原理圖。

【具體實施方式】
[0017]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的【具體實施方式】作進一步詳細地說明。
[0018]本實施例的聲學(xué)產(chǎn)品為了能夠驅(qū)動更多類型的揚聲器播放音頻信號，在聲學(xué)產(chǎn)品的內(nèi)部電路板上設(shè)計了一套可以實現(xiàn)輸出功率大范圍可調(diào)的音頻電路，參見圖1所示，包括音頻功放電路(例如音頻功率放大器)、控制器和供電電壓調(diào)節(jié)電路。其中，音頻功放電路接收音源或者音頻處理芯片(對于內(nèi)置有音頻處理芯片的聲學(xué)產(chǎn)品而言)輸出的音頻信號，并根據(jù)選擇的增益級別和/或供電電壓，對接收到的音頻信號進行功率放大處理后，驅(qū)動本機或者外置揚聲器發(fā)聲，播放音頻信號。
[0019]由于不同的揚聲器所需的驅(qū)動功率不同，為了使本實施例的音頻電路能夠驅(qū)動更多類型的揚聲器，需要對音頻功放電路的輸出功率的調(diào)節(jié)范圍進行擴展。為了調(diào)節(jié)音頻功放電路的輸出功率，本實施例采用調(diào)節(jié)音頻功放電路(以下簡稱音頻功放)的增益和供電電壓相結(jié)合的方式來實現(xiàn)對音頻功放輸出功率的大范圍調(diào)節(jié)。
[0020]為了實現(xiàn)對音頻輸出功率的按需調(diào)節(jié)，一種設(shè)計方式是手動調(diào)節(jié)方式，另一種設(shè)計方式是自動調(diào)節(jié)方式。
[0021]當(dāng)選用手動調(diào)節(jié)方式時，可以在內(nèi)置有所述音頻電路的聲學(xué)產(chǎn)品上增設(shè)增益調(diào)節(jié)鍵(或旋鈕)和供電電壓調(diào)節(jié)鍵(或旋鈕)，將所述增益調(diào)節(jié)鍵和供電電壓調(diào)節(jié)鍵通過按鍵電路連接至所述的控制器。所述控制器通過按鍵電路檢測增益調(diào)節(jié)鍵和供電電壓調(diào)節(jié)鍵的操作狀態(tài)，進而生成相應(yīng)的增益控制信號和供電電壓切換信號輸出。對于控制器輸出的增益控制信號可以傳輸至音頻功放的增益引腳，用于對音頻功放的增益進行調(diào)整；而對于控制器輸出的供電電壓調(diào)節(jié)信號則可以傳輸至供電電壓調(diào)節(jié)電路，以控制供電電壓調(diào)節(jié)電路切換輸出不同幅值的供電電壓，傳輸至音頻功放的供電引腳，通過改變音頻功放的供電電壓來調(diào)整音頻功放的輸出功率。
[0022]當(dāng)用戶選擇一個揚聲器連接到所述的聲學(xué)產(chǎn)品上時，可以根據(jù)所述揚聲器的驅(qū)動功率調(diào)節(jié)聲學(xué)產(chǎn)品上的增益調(diào)節(jié)鍵和/或供電電壓調(diào)節(jié)鍵。若通過增大音頻功放的增益即可滿足對該揚聲器的驅(qū)動要求，則可以僅操作增益調(diào)節(jié)鍵來調(diào)節(jié)音頻功放的輸出功率。若將增益調(diào)節(jié)到最大，仍不能滿足對該揚聲器的驅(qū)動要求，則可以采用操作供電電壓調(diào)節(jié)鍵的方式，通過增大輸入到音頻功放的供電電壓，來增大音頻功放的輸出功率，以滿足對該揚聲器的驅(qū)動要求。當(dāng)然，用戶也可以采用同時調(diào)節(jié)增益調(diào)節(jié)鍵和供電電壓調(diào)節(jié)鍵的方式來調(diào)整音頻功放的輸出功率，以期達到對該揚聲器的驅(qū)動要求。
[0023]當(dāng)選用自動調(diào)節(jié)方式時，可以通過檢測音頻功放輸出的音頻信號是否失真，來間接地判斷音頻功放當(dāng)前的輸出功率是否能夠滿足揚聲器的驅(qū)動要求。若失真，則表示音頻功放對當(dāng)前所選用的揚聲器的驅(qū)動能力不足，需要增大音頻功放的輸出功率；若不失真，無需進行調(diào)整。
[0024]考慮到音頻信號是一種交流信號，當(dāng)音頻輸出正常時，通過音頻功放輸出的音頻信號的電流和電壓是波動的；而當(dāng)出現(xiàn)失真問題時，通過音頻功放輸出的電流和電壓是不變的。因此，可以通過檢測音頻功放輸出的電流或者電壓是否發(fā)生變化，來間接地判斷出通過音頻功放輸出的音頻信號是否出現(xiàn)失真問題。
[0025]為了實現(xiàn)上述目的，本實施例在音頻電路中進一步設(shè)置電流/電壓檢測電路，如圖1所示，連接音頻功放的輸出端，用于對音頻功放輸出的音頻信號的電流I或者電壓V進行檢測，并生成相應(yīng)的檢測信號，輸出至所述的控制器。所述控制器根據(jù)接收到的檢測信號判斷通過音頻功放輸出的音頻信號的電流I或者電壓V是否變化，當(dāng)檢測到所述的電流I或者電壓V在設(shè)定的時間段內(nèi)未發(fā)生變化，即所述電流I和電壓V在設(shè)定的時間段內(nèi)，其變化范圍未超出設(shè)定的允許波動范圍，則判定通過所述音頻功放輸出的音頻信號失真，需要對音頻功放的輸出功率進行調(diào)整，以滿足當(dāng)前所選用揚聲器的驅(qū)動要求。
[0026]本實施例的控制器在對音頻功放的輸出功率進行調(diào)節(jié)的過程中，采用的是增益調(diào)節(jié)和供電電壓調(diào)節(jié)相結(jié)合的方式，具體調(diào)節(jié)過程如下:
當(dāng)控制器檢測到音頻失真時，首先調(diào)節(jié)其輸出的增益控制信號，以增大音頻功放的增益；若通過增大音頻功放的增益，即可調(diào)整其輸出的音頻信號不再失真，則通過調(diào)整增益，即可滿足對當(dāng)前揚聲器的驅(qū)動要求，此時便可停止調(diào)節(jié)過程；
若控制器將音頻功放的增益調(diào)整到最大時，仍未解決音頻失真的問題，則控制器首先降低音頻功放的增益，然后改變其輸出的供電電壓切換信號，控制供電電壓調(diào)節(jié)電路增大其輸出的供電電壓的幅值，進而將輸入到音頻功放的供電電壓升高一級，以增大音頻功放的輸出功率。若此時，音頻信號不再失真，則可以結(jié)束調(diào)節(jié)過程；若仍失真，則在此級別的供電電壓的基礎(chǔ)上，再次采用調(diào)增益的方式來進一步增大音頻功放的輸出功率；
控制器控制供電電壓調(diào)節(jié)電路保持當(dāng)前輸出的供電電壓不變，調(diào)節(jié)增益控制信號以逐級增大音頻功放的增益，并在增益調(diào)節(jié)的過程中實時檢測通過音頻功放輸出的電流或者電壓是否變化，若檢測到電流或者電壓正常波動，則判定音頻輸出正常，退出調(diào)節(jié)過程；若將增益調(diào)節(jié)到最大仍失真，則需要再次采用調(diào)節(jié)供電電壓的方式來進一步增大音頻功放的輸出功率；
此時，控制器調(diào)節(jié)其輸出的增益控制信號，調(diào)整音頻功放的增益，例如將音頻功放的增益降至最低，然后調(diào)節(jié)其輸出的供電電壓切換信號，控制供電電壓調(diào)節(jié)電路再次增大其輸出的供電電壓的幅值，將輸入到音頻功放的供電電壓再升高一級，以進一步增大音頻功放的輸出功率；
以此類推，控制器采用先調(diào)節(jié)增益再調(diào)節(jié)供電電壓的方式，控制音頻功放的輸出功率逐步增大，直到滿足當(dāng)前所選用的揚聲器的驅(qū)動要求，推動揚聲器正常發(fā)聲為止。
[0027]當(dāng)然，音頻功放的輸出功率并不是可以無限增大的，所述控制器在調(diào)節(jié)輸入到音頻功放的供電電壓達到最高級別，且音頻功放的增益調(diào)節(jié)到最大時，若檢測到通過音頻功放輸出的音頻信號仍失真，則表示超出了當(dāng)前聲學(xué)產(chǎn)品的驅(qū)動能力范圍。當(dāng)出現(xiàn)這種情況時，對于內(nèi)置有音頻處理芯片的聲學(xué)產(chǎn)品來說，可以通過控制器輸出音量調(diào)節(jié)信號，傳輸至音頻處理芯片，以控制音頻處理芯片降低其輸出的音頻信號的音量，以期使得通過所述音頻功放輸出的音頻信號不再失真。
[0028]在用戶更換揚聲器時(可以通過檢測揚聲器連接器上揚聲器的插拔狀態(tài)來判斷用戶是否更換了揚聲器)，為了降低系統(tǒng)功耗，延長聲學(xué)產(chǎn)品的續(xù)航時間，本實施例優(yōu)選設(shè)計控制器在檢測到用于驅(qū)動發(fā)聲的揚聲器改變時，首先將輸入到音頻功放的供電電壓調(diào)節(jié)至最低級別，即幅值最小的一級供電電壓，并將音頻功放的增益調(diào)節(jié)至默認級別。所述默認級別可以根據(jù)聲學(xué)產(chǎn)品在使用慣用揚聲器(所述慣用揚聲器是指系統(tǒng)設(shè)置的默認揚聲器或者用戶在使用過程中最常使用的揚聲器)發(fā)聲時，在滿足音量調(diào)節(jié)到最大值時通過音頻功放輸出的音頻信號不失真的條件下，對應(yīng)的增益級別進行確定。
[0029]對于采用小容量電池供電的聲學(xué)產(chǎn)品來說，當(dāng)用戶選用的揚聲器所要求的輸出功率較小時，可以直接使用電池供電，這樣可以將比較小的電池容量的利用率最大化。而當(dāng)要求比較大的輸出功率時，則切換到相應(yīng)能滿足驅(qū)動要求的最小級別的供電電壓對音頻功放進行供電，以盡量控制系統(tǒng)能耗。同時，考慮到當(dāng)聲學(xué)產(chǎn)品驅(qū)動大功率揚聲器發(fā)聲時，電量消耗比較大，為了保證用戶能夠長時間連續(xù)收聽音頻信號，本實施例設(shè)計所述控制器在音頻功放的輸出功率較大時，自動生成提示信息，傳輸至聲學(xué)產(chǎn)品上的顯示屏進行顯示，以提示用戶盡快插上充電器對電池進行充電，這樣就解決了電池容量比較小，卻要帶動比較大的音頻功放的矛盾。
[0030]為了對音頻功放的增益和供電電壓實現(xiàn)準確地控制，本實施例提出了如圖2所示的供電電壓調(diào)節(jié)電路和增益級別選擇電路的組建結(jié)構(gòu)。其中，增益級別選擇電路用于產(chǎn)生和選擇增益級別，具體可連接至所述的控制器，接收控制器輸出的增益控制信號，并傳輸至音頻功放電路的增益引腳，以調(diào)節(jié)音頻功放電路的增益級別。
[0031]為了實現(xiàn)音頻功放的增益的多級調(diào)節(jié)，可以設(shè)計控制器輸出多路增益控制信號，例如N路，所述N為正整數(shù)，并在所述增益級別選擇電路中設(shè)置N路開關(guān)元件。將所述控制器輸出的N路增益控制信號一一對應(yīng)地傳輸至N路開關(guān)元件的控制極，通過控制所述N路開關(guān)元件通斷，以生成N路高電平或者低電平的開關(guān)量信號，進而對應(yīng)傳輸至音頻功放的N個增益引腳，由此可以對音頻功放實現(xiàn)2N個級別的增益調(diào)節(jié)。
[0032]本實施例以實現(xiàn)四級增益調(diào)節(jié)為例進行說明，即N=2，則需要控制器輸出兩路增益控制信號GAIN_C0NTR0L1和GAIN_C0NTR0L2，如圖2所示。將所述兩路增益控制信號GAIN_CONTROL I和GAIN_C0NTR0L2對應(yīng)傳輸至兩路開關(guān)元件，以NPN型三極管Q1、Q5作為所述開關(guān)元件為例進行說明。通過三極管Q1、Q5的基極接收所述的增益控制信號GAIN_C0NTR0L1或GAIN_C0NTR0L2，并將三極管Q1、Q5的基極分別通過下拉電阻R4、R2接地。將三極管Q1、Q5的發(fā)射極接地，集電極分別通過上拉電阻R6或R3連接直流電源VCC，并分別與音頻功放Ul的兩個增益引腳G1、G0——對應(yīng)連接。
[0033]采用這種電路設(shè)計，通過控制器輸出的增益控制信號GAIN_C0NTR0L1和GAIN_C0NTR0L2的高低電平狀態(tài)與傳輸至音頻功放Ul的相應(yīng)增益引腳G1、G0的電平狀態(tài)剛好是反向的，通過調(diào)節(jié)輸入到增益引腳G1、G0的電平狀態(tài)為00、01、10、11，從而實現(xiàn)對音頻功放Ul的增益的四級調(diào)節(jié)。
[0034]當(dāng)然，對于音頻功放Ul具有更多路增益引腳的情況，則可以配置更多路開關(guān)元件傳輸更多路增益控制信號，以對音頻功放Ui實現(xiàn)更多級的增益調(diào)節(jié)。
[0035]需要說明的是:對于所述開關(guān)元件，也可以采用MOS管、可控硅等其他具有開關(guān)作用的元器件代替所述NPN型三極管Q1、Q5設(shè)計所述的增益控制電路。例如:當(dāng)采用N溝道MOS管替換所述NPN型三極管Ql、Q5時，可以通過所述N溝道MOS管的柵極接收所述控制器發(fā)出的增益控制信號GAIN_C0NTR0L1或GAIN_C0NTR0L2，將N溝道MOS管的源極接地，漏極連接音頻功放Ul的增益引腳，并通過上拉電阻連接直流電源，由此也可實現(xiàn)對音頻功放Ul的增益調(diào)節(jié)。
[0036]對于所述供電電壓調(diào)節(jié)電路，本實施例提出兩種優(yōu)選電路結(jié)構(gòu)設(shè)計，參見圖2、圖3所示。其中一種電路設(shè)計方式是采用M路輸出電壓恒定的升壓電路配合聲學(xué)產(chǎn)品內(nèi)部的電池構(gòu)建而成，所述M為正整數(shù)。所述升壓電路可以選擇升壓芯片配合簡單的外圍電路設(shè)計而成。當(dāng)選擇升壓芯片時，應(yīng)選擇輸出電壓幅值各不相同的M路升壓芯片，由此通過所述供電電壓調(diào)節(jié)電路可以切換輸出M+1路不同幅值的供電電壓。
[0037]為了實現(xiàn)對各路供電電壓的準確切換，本實施例設(shè)計通過所述控制器輸出的供電電壓切換信號為M路使能信號，分別對M路升壓芯片進行使能控制，進而將通過電池或者其中一路升壓芯片輸出的供電電壓傳輸至所述音頻功放Ul的供電引腳VDD，以調(diào)節(jié)輸入到音頻功放UI的供電電壓的級別。
[0038]以M=2為例進行說明。在所述供電電壓調(diào)節(jié)電路中設(shè)置兩路升壓芯片U2、U3，如圖2所示，通過控制器輸出兩路使能信號VDD_EN_1、VDD_EN_2，分別經(jīng)由阻容濾波電路R5、C4或者R7、C15對應(yīng)傳輸至升壓芯片U2、U3的使能引腳EN，分別對兩路升壓芯片U2、U3進行使能控制。將電池輸出的電池電壓VBAT分別經(jīng)由濾波電容Cl或C13進行濾波處理后，對應(yīng)傳輸至兩路升壓芯片U2、U3的輸入端VIN，所述升壓芯片U2、U3在接收到有效的使能信號VDD_EN_1或VDD_EN_2后，對輸入的電池電壓VBAT進行升壓變換，輸出其對應(yīng)幅值的供電電壓V2或V3，經(jīng)濾波電容C2、C3或者C14、C16濾除掉干擾噪波后，分別通過防反偏二極管D2或D3傳輸至音頻功放Ul的供電引腳VDD。所述電池也通過一路防反偏二極管Dl連接至音頻功放Ul的供電引腳VDD，由此可對音頻功放Ul提供三個不同級別的供電電壓。
[0039]在供電電壓調(diào)節(jié)電路中設(shè)計防反偏二極管D1、D2、D3，可以保證在切換至不同幅值的供電電壓時，供電電流的正確流向。
[0040]第二種供電電壓調(diào)節(jié)電路設(shè)計方式是采用一路輸出電壓可調(diào)的升壓電路配合聲學(xué)產(chǎn)品內(nèi)部的電池構(gòu)建而成。如圖3所示，所述升壓電路優(yōu)選采用一顆輸出電壓可調(diào)的升壓芯片U4配合簡單的外圍電路設(shè)計而成。將通過電池BAT輸出的電池電壓VBAT傳輸至升壓芯片U4的輸入端FREQ，通過升壓芯片U4的輸出端BOOT輸出升壓變換后的供電電壓VI。在升壓芯片U4的輸出端BOOT連接阻值可調(diào)的電阻分壓網(wǎng)絡(luò)，例如由電阻RFl和RF2組成的分壓網(wǎng)絡(luò)，將其分壓節(jié)點連接至升壓芯片U4的反饋端FB，通過調(diào)節(jié)所述分壓節(jié)點處的電壓值，以改變通過升壓芯片U4輸出的電壓幅值。
[0041]為了對通過升壓芯片U4輸出的供電電壓Vl的幅值實現(xiàn)多級調(diào)節(jié)，本實施例設(shè)計通過所述控制器輸出的供電電壓切換信號為阻值調(diào)節(jié)信號，通過調(diào)節(jié)電阻分壓網(wǎng)絡(luò)中分壓電阻RF2的阻值來改變通過升壓芯片U4輸出的供電電壓Vl的幅值。在升壓芯片U4的輸出端BOOT與電池連接音頻功放Ul的供電引腳VDD的線路中各自串聯(lián)一路防反偏二極管D32、Dl，利用所述防反偏二極管D32、D1選通電池BAT輸出的供電電壓VBAT或者升壓芯片U4輸出的供電電壓Vl傳輸至所述音頻功放Ul的供電引腳VDD，以實現(xiàn)對音頻功放Ul輸出功率的調(diào)節(jié)。
[0042]當(dāng)然，所述供電電壓調(diào)節(jié)電路也可以采用其他電路組建方式設(shè)計而成，本實施例并不僅限于以上舉例。
[0043]采用圖2、圖3所示的供電電壓調(diào)節(jié)電路組建方式，通過電池輸出的供電電壓VBAT是最低級別的供電電壓，通過升壓芯片U2、U3、U4輸出的供電電壓是更高級別的供電電壓。控制器可以根據(jù)所需要的輸出功率，選擇切換至其中一種級別的供電電壓傳輸至所述音頻功放Ul的供電引腳VDD。
[0044]在本實施例中，通過所述音頻處理芯片輸出的音頻信號可以是差分形式的左、右聲道音頻信號SPK_RN、SPK_RP、SPK_LN、SPK_LP，如圖2所示，各自經(jīng)由一路串聯(lián)的隔直電容C5-C7隔離掉其中的直流分量后，傳輸至所述的音頻功放Ul的輸入引腳INL-、INL+, INR-,INR+，通過音頻功放Ul將其轉(zhuǎn)換成單端形式的左、右聲道音頻信號后，通過音頻功放Ul的輸出引腳OUTL、OUTR輸出至本機揚聲器，并可經(jīng)由串聯(lián)電感FB2、FBI傳輸至揚聲器連接器。在本實施例中，所述揚聲器連接器可以包括用于插接耳機的耳機揚聲器CR2和用于插接外置音響的連接器CR1，如圖2所示，由此可以為用戶提供更多的音頻播放途徑，滿足不同用戶的使用需求，提供用戶使用的滿意度。
[0045]本實施例通過采用上述音頻電路的結(jié)構(gòu)設(shè)計以及輸出功率的調(diào)節(jié)方式，不僅擴大了音頻功放的輸出功率調(diào)節(jié)范圍，使得內(nèi)置有上述音頻電路的聲學(xué)產(chǎn)品可以根據(jù)當(dāng)前選定揚聲器的驅(qū)動要求實現(xiàn)其輸出功率的自動調(diào)整，而且通過有效控制系統(tǒng)能耗，對于采用電池供電的小型化手持類聲學(xué)產(chǎn)品來說，可以盡可能地延長產(chǎn)品的續(xù)航時間，解決用戶頻繁充電的煩惱。
[0046]當(dāng)然，上述說明并非是對本發(fā)明的限制，本發(fā)明也并不僅限于上述舉例，本【技術(shù)領(lǐng)域】的普通技術(shù)人員在本發(fā)明的實質(zhì)范圍內(nèi)所做出的變化、改型、添加或替換，也應(yīng)屬于本發(fā)明的保護范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種音頻輸出功率大范圍可調(diào)的聲學(xué)產(chǎn)品，設(shè)置有: 供電電壓調(diào)節(jié)電路，用于產(chǎn)生不同幅值的供電電壓； 音頻功放電路，用于接收音頻信號，并根據(jù)選擇的增益級別和/或供電電壓對接收到的音頻信號進行功率放大處理后，推動揚聲器發(fā)聲； 電流/電壓檢測電路，對通過音頻功放電路輸出的音頻信號的電流或者電壓進行檢測，并生成相應(yīng)的檢測信號； 控制器，接收所述的檢測信號，并根據(jù)所述檢測信號判斷音頻功放電路輸出的音頻信號是否失真；若失真，則通過調(diào)節(jié)輸入到音頻功放電路的增益級別和供電電壓幅值相結(jié)合的控制方式來增大音頻功放電路的輸出功率，以驅(qū)動揚聲器正常發(fā)聲。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的音頻輸出功率大范圍可調(diào)的聲學(xué)產(chǎn)品，其特征在于，所述控制器在控制音頻功放電路增大其輸出功率時，首先增大音頻功放電路的增益，若通過音頻功放電路輸出的音頻信號不再失真，則停止調(diào)節(jié)；若增益調(diào)節(jié)到最大仍失真，則首先降低音頻功放電路的增益，然后將輸入到音頻功放電路的供電電壓升高一級；此時若不再失真，則停止調(diào)節(jié)，若仍失真則再次增大音頻功放電路的增益，并在增益調(diào)節(jié)到最大仍失真時，再次降低音頻功放電路的增益，并將供電電壓再升高一級，以此類推，直到驅(qū)動揚聲器正常發(fā)聲。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的音頻輸出功率大范圍可調(diào)的聲學(xué)產(chǎn)品，其特征在于，在所述聲學(xué)產(chǎn)品中還設(shè)置有音頻處理芯片，輸出音頻信號，并根據(jù)接收到的音量調(diào)節(jié)信號調(diào)節(jié)其輸出的音頻信號的音量； 所述控制器在調(diào)節(jié)輸入到音頻功放電路的供電電壓達到最高級別，且音頻功放電路的增益調(diào)節(jié)到最大時，若檢測到通過音頻功放電路輸出的音頻信號仍失真，則控制音頻處理芯片降低音量，使通過所述音頻功放電路輸出的音頻信號不再失真。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的音頻輸出功率大范圍可調(diào)的聲學(xué)產(chǎn)品，其特征在于，所述控制器根據(jù)接收到的檢測信號判斷通過所述音頻功放電路輸出的音頻信號的電流或者電壓是否變化，若檢測到所述的電流或者電壓在設(shè)定的時間段內(nèi)未發(fā)生變化，則判定通過所述音頻功放電路輸出的音頻信號失真。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項所述的音頻輸出功率大范圍可調(diào)的聲學(xué)產(chǎn)品，其特征在于，所述控制器在檢測到用于驅(qū)動發(fā)聲的揚聲器改變時，首先將輸入到音頻功放電路的供電電壓調(diào)節(jié)至最低級別，并將音頻功放電路的增益調(diào)節(jié)至默認級別；所述默認級別是所述聲學(xué)產(chǎn)品在通過其慣用揚聲器發(fā)聲時，在滿足音量調(diào)節(jié)到最大時通過音頻功放電路輸出的音頻信號不失真的條件下，確定出來的增益級別。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項所述的音頻輸出功率大范圍可調(diào)的聲學(xué)產(chǎn)品，其特征在于，在所述聲學(xué)產(chǎn)品中設(shè)置有增益級別選擇電路，接收控制器輸出的增益控制信號，并傳輸至音頻功放電路的增益引腳，以調(diào)節(jié)音頻功放電路的增益級別。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的音頻輸出功率大范圍可調(diào)的聲學(xué)產(chǎn)品，其特征在于，在所述增益級別選擇電路中設(shè)置有N路開關(guān)元件，所述控制器輸出N路增益控制信號，一一對應(yīng)地傳輸至N路開關(guān)元件的控制極，通過控制所述N路開關(guān)元件通斷，生成N路開關(guān)量信號，對應(yīng)傳輸至音頻功放電路的N個增益引腳，對音頻功放電路進行2N個級別的增益調(diào)節(jié)；所述N為正整數(shù)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項所述的音頻輸出功率大范圍可調(diào)的聲學(xué)產(chǎn)品，其特征在于，所述供電電壓調(diào)節(jié)電路接收控制器輸出的供電電壓切換信號，進而根據(jù)所述供電電壓切換信號調(diào)節(jié)其輸出的供電電壓的幅值，并將所述供電電壓傳輸至音頻功放電路的供電引腳。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的音頻輸出功率大范圍可調(diào)的聲學(xué)產(chǎn)品，其特征在于，在所述供電電壓調(diào)節(jié)電路中設(shè)置有電池和M路升壓電路，所述M路升壓電路的輸入端連接電池，對電池電壓進行升壓變換后，輸出不同幅值的供電電壓；所述控制器輸出的供電電壓切換信號為M路使能信號，分別對所述的M路升壓電路進行使能控制，進而將通過電池或者其中一路升壓電路輸出的供電電壓傳輸至所述音頻功放電路的供電引腳，以調(diào)節(jié)輸入到音頻功放電路的供電電壓的幅值；所述M為正整數(shù)。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的音頻輸出功率大范圍可調(diào)的聲學(xué)產(chǎn)品，其特征在于，在所述供電電壓調(diào)節(jié)電路中設(shè)置有電池和一路輸出電壓可調(diào)的升壓電路，所述升壓電路的輸入端連接電池，輸出端連接阻值可調(diào)的電阻分壓網(wǎng)絡(luò)，所述電阻分壓網(wǎng)絡(luò)的分壓節(jié)點連接升壓電路的反饋端；所述控制器輸出的供電電壓切換信號為阻值調(diào)節(jié)信號，通過調(diào)節(jié)電阻分壓網(wǎng)絡(luò)中分壓電阻的阻值來改變通過升壓電路輸出的供電電壓的幅值；通過電池輸出的供電電壓與通過升壓電路輸出的供電電壓各自經(jīng)由一防反偏二極管選通其中一路供電電壓傳輸至所述音頻功放電路的供電引腳。
【文檔編號】H04R3/04GK104469620SQ201410678659
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2014年11月24日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月24日
【發(fā)明者】李衛(wèi)國, 宋國明 申請人:青島歌爾聲學(xué)科技有限公司