本實(shí)用新型涉及車載音頻領(lǐng)域，更具體地，涉及一種車載音頻電路。

背景技術(shù)：

隨著科技的發(fā)展和功能需求的日益多樣化，車載多媒體收放機(jī)已經(jīng)不僅僅局限于收音機(jī)和CD功能，很多車型的收放機(jī)增加了一些外部模擬音頻輸入功能。此項(xiàng)功能可以將很多種移動音頻源輸入到汽車收放機(jī)，通過汽車?yán)锐雎牎＠碚撋?，該功能可以支持所有模擬音頻輸入，例如手機(jī)、MP3播放器、手持CD播放機(jī)、車載DVD碟機(jī)等，但由于不同播放器的輸出電路不同，輸出功率不同，不同媒體文件的音量大小也不相同等原因，導(dǎo)致了車載收放機(jī)在應(yīng)對不同的音頻輸入設(shè)備時存在兩個問題：1.音頻接口插拔信號線時存在有POP噪音；2.當(dāng)輸入音頻信號過大時，輸出會發(fā)生了削頂削底失真。

問題1產(chǎn)生的原因：設(shè)備插拔POP是由于插入和拔出設(shè)備時，音頻鏈路上的隔直電容兩端電壓發(fā)生突變導(dǎo)致快速充放電過程引起的，為解決插拔POP問題，需要解決隔直電容的充放電問題；目前現(xiàn)有的解決方案有：

(1)采用去除隔直電容的方案，如圖1所示，即在原來的設(shè)計(jì)上去除音頻隔直電容，故沒有電容的充放電過程，輸入信號直通到后級，結(jié)構(gòu)簡單；但由于汽車電子工作環(huán)境比較惡劣，輸入端口極有可能存在高壓、靜電干擾等，取消隔直電容后，這些干擾信號會直接干擾音頻處理模塊，極有可能導(dǎo)致音頻模塊的損壞，引入風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)，降低了設(shè)計(jì)的可靠性。

(2)在輸入端疊加直流偏置電路，如圖2所示，偏置電壓的值與后端處理器輸入引腳的偏置電壓一致，音頻輸入設(shè)備在上電初始化過程中就對隔直電容沖電，在插拔信號時避免了隔直電容充放電的過程，因此電容兩端的電壓沒有發(fā)生突變，所以可以避開POP音。但由于輸入設(shè)備的未知性，在輸入端口疊加直流偏置有可能在因?yàn)槠秒妷焊邠p壞音頻輸入設(shè)備，再者由于偏置電路是持續(xù)工作的，所以系統(tǒng)存在持續(xù)的偏置電路電流，工作效率相對低下的問題。

問題2產(chǎn)生的原因：由于輸入信號過大超過收放機(jī)內(nèi)部音頻處理模塊輸入最大限值引起的，為解決這類失真問題，要保證輸入音頻設(shè)備的輸出電壓峰峰值在最大輸入限值以內(nèi)，現(xiàn)有的解決方法有：

(1)音頻輸入端硬性降低輸入電壓值，例如采用電阻分壓或者運(yùn)放衰減的方式，如圖3所示，電阻R11和R12組成了衰減網(wǎng)絡(luò)，輸入信號電平經(jīng)過R11和R12分壓衰減后輸入到音頻處理器，結(jié)構(gòu)比較簡單。采用電阻分壓或者運(yùn)放衰減這個方式，無論輸入設(shè)備的輸出音量大小如何，整體的音量都會衰減到設(shè)定的比例值；當(dāng)輸入設(shè)備的輸出幅度比較小時，經(jīng)過衰減網(wǎng)絡(luò)后，進(jìn)入到音頻處理模塊的信號幅度就變得更小，此時若要與其他音源做輸出平衡匹配，那么后端的音頻處理器的增益值需要更大；所有放大器都有一定的底噪的，疊加在輸出的噪聲幅度與增益值成正比關(guān)系，所以這種先衰減后放大的方法在音頻輸入的鏈路上引入了噪聲，導(dǎo)致整體信噪比的降低；而且由于外接音源設(shè)備的輸出功率大小不定，衰減系數(shù)很難確定，衰減取小了沒作用，取大了則音頻信噪比參數(shù)惡化。

(2)手動降低外置輸入音源的音量的大小，當(dāng)外接輸入設(shè)備的輸出功率較大時，也通過手動調(diào)小外接設(shè)備的輸出音量，使其減小到汽車收放機(jī)輸入限幅范圍內(nèi)。但不同的多媒體文件的輸出功率不同，極有可能在播放不同的多媒體文件時需要多次更改音量來避免失真問題。這種做法需要用戶在使用過程中進(jìn)行手動調(diào)節(jié)；在行車過程中，如果突然出現(xiàn)某首歌曲音量過大失真時，駕駛員迫不得已去調(diào)節(jié)音量時會分神，有可能導(dǎo)致交通事故的發(fā)生，安全性欠佳。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

基于以上的技術(shù)問題，本實(shí)用新型提供一種在保證原有音頻輸入功能的情況下，解決外部音源連接過程中的POP音和失真問題的車載音頻電路。

本實(shí)用新型具體的技術(shù)方案是：一種車載音頻電路，包括：音頻輸入端，用于輸入音頻信號；插拔POP音消除模塊，與所述的音頻輸入端連接，用于去除音頻輸入端接線過程中的插拔POP音；增益自動控制模塊，與所述的插拔POP音消除模塊連接，用于監(jiān)測輸入的音頻信號的幅度并對增益的大小進(jìn)行自動控制；音頻處理器，與所述的增益自動控制模塊連接，用于處理經(jīng)增益自動控制模塊處理后的音頻信號；功率放大器，與所述的音頻處理器連接，用于將經(jīng)音頻處理器處理后的音頻信號的輸出；所述的微控制單元接收所述的插拔POP音消除模塊的插拔動作檢測信號、向所述的插拔POP音消除模塊發(fā)出POP消除使能信號；所述的微控制單元接收增益自動控制模塊的電平比較信號、向增益自動控制模塊進(jìn)行增益控制。

上述的插拔POP音消除模塊檢測插拔動作決定POP消除功能的啟動與否，增益自動控制模塊檢測輸入信號線的電平，通過調(diào)整增益將輸出信號幅值控制在后級允許的輸入范圍內(nèi)，該電路結(jié)構(gòu)簡單，易于實(shí)現(xiàn)，在傳統(tǒng)的音頻輸入鏈路中嵌入插拔POP音消除模塊和增益自動控制模塊，利用這兩個模塊去除接線過程中插拔POP音和防止信號失真問題。

優(yōu)選地，所述的車載音頻電路還包括揚(yáng)聲器，所述的揚(yáng)聲器與所述的功率放大器的輸出端連接，用于放大音頻信號。

優(yōu)選地，所述的插拔POP音消除模塊包括：第一信號輸入端、第一信號輸出端、檢測輸出端，POP音消除使能端，所述的第一信號輸入端與所述的音頻輸入端；所述的檢測輸出端和POP音消除使能端同時與微控制單元連接；插拔檢測模塊，連接在第一信號輸入端與檢測輸出端之間，用于檢測音頻信號的狀態(tài)；第一電容C1，所述的第一電容C1一端接地，另一端與第一信號輸入端連接；第一電阻R1、第二電阻R2，三極管Q1，所述的第一電阻R1連接在POP音消除使能端與第二電阻R2之間；所述的第二電阻R2并聯(lián)在所述的三極管的基極和發(fā)射極之間；所述的三極管Q1的發(fā)射極接地；所述的三極管Q1的集電極與信號輸入端連接，所述的三極管Q1的初始狀態(tài)為導(dǎo)通；第二電容C2，連接在所述的三極管Q1的集電極和第一信號輸出端之間。

優(yōu)選地，所述的增益自動控制模塊包括：增益控制信號輸入端、增益控制信號輸出端，第二信號輸入端，第二信號輸出端；所述的增益控制信號輸入端和增益控制信號輸出端同時與微控制單元連接；所述的第二信號輸入端與所述的第一信號輸出端連接；增益控制模塊，同時與增益控制信號輸入端、第二信號輸入端和第二信號輸出端連接；所述的增益控制模塊將音頻信號輸入到增益控制模塊，增益控制模塊對輸入的音頻信號進(jìn)行增益處理后，通過第二信號輸出端輸出；所述的增益控制模塊的初始值為1；比較器，所述的比較器的同相輸入端與第二信號輸入端之間連接有一開關(guān)，所述開關(guān)為選擇開關(guān)S1；所述的選擇開關(guān)S1的另一端與增益控制模塊的輸出端連接；所述的選擇開關(guān)S1的初始狀態(tài)為與比較器的同相輸入端連接；所述的比較器的同相輸入端還連接有第三電阻R3，所述的第三電阻R3另一端與一偏置電壓連接；所述的比較器的反相輸入端連接有第四電阻R4；所述的比較器的輸出端與增益控制信號輸出端連接。

優(yōu)選地，所述的增益控制模塊包括運(yùn)算放大器，所述的運(yùn)算放大器的同相輸入端連接有一接地的第五電阻R5，反相輸入端連接有第六電阻R6；所述的反相輸入端和所述的運(yùn)算放大器的輸出端之間還并聯(lián)有一調(diào)節(jié)電阻RF。

優(yōu)選地，所述的開關(guān)為繼電器、三極管或場效應(yīng)管。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型使用和優(yōu)化汽車收放機(jī)的外接音頻輸入接口，通過增加插拔POP音消除模塊，對音頻輸入設(shè)備進(jìn)行自動識別和監(jiān)測，自動濾除POP音和控制輸出信號值；再者通過增加增益自動控制模塊對輸入的音頻信號進(jìn)行反復(fù)的識別和判斷，實(shí)時監(jiān)控輸入信號幅值，從而保證給到后級的信號在其輸入限值內(nèi)，避免了失真情況。

附圖說明

圖1為背景技術(shù)的去除隔直電容的音頻電路結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為背景技術(shù)的輸入端疊加直流偏置電路的音頻電路結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3為背景技術(shù)的電阻分壓方式的音頻電路結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4為本實(shí)施例1車載音頻電路的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖5為圖4的插拔POP音消除模塊的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖6為圖5的插拔POP音消除模塊的工作流程圖。

圖7為圖4的增益自動控制模塊的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖8為圖4的增益自動控制模塊的工作流程圖。

圖9為圖7的增益自動控制模塊的結(jié)構(gòu)示意圖。

為了便于本領(lǐng)域技術(shù)人員理解，下面將結(jié)合附圖以及實(shí)施例對本實(shí)用新型進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)描述。

具體實(shí)施方式

應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本實(shí)用新型，并不用于限定本實(shí)用新型。

本實(shí)用新型提供一種車載音頻電路，參照圖4所示，在第一實(shí)施例中，該車載音頻電路包括：音頻輸入端，用于輸入音頻信號；

插拔POP音消除模塊，與音頻輸入端連接，用于去除音頻輸入端接線過程中的插拔POP音；

增益自動控制模塊，與插拔POP音消除模塊連接，用于監(jiān)測輸入的音頻信號的幅度并對增益的大小進(jìn)行自動控制；

音頻處理器，與增益自動控制模塊連接，用于處理經(jīng)增益自動控制模塊處理后的音頻信號；功率放大器，與音頻處理器連接，用于將經(jīng)音頻處理器處理后的音頻信號的輸出；

微控制單元，與插拔POP音消除模塊和增益自動控制模塊分別進(jìn)行連接，該微控制單元接收插拔POP音消除模塊的插拔動作檢測信號、向插拔POP音消除模塊發(fā)出POP消除使能信號；微控制單元還接收增益自動控制模塊的電平比較信號、向增益自動控制模塊進(jìn)行增益控制。

本實(shí)施例的插拔POP音消除模塊檢測插拔動作決定POP消除功能的啟動與否，增益自動控制模塊檢測輸入信號線的電平，通過調(diào)整增益將輸出信號幅值控制在后級允許的輸入范圍內(nèi)，該電路結(jié)構(gòu)簡單，易于實(shí)現(xiàn)，在傳統(tǒng)的音頻輸入鏈路中嵌入插拔POP音消除模塊和增益自動控制模塊，利用這兩個模塊去除接線過程中插拔POP音和防止信號失真問題。

基于第一實(shí)施例，在第二實(shí)施例中，車載音頻電路還包括揚(yáng)聲器，該揚(yáng)聲器與所述的功率放大器的輸出端連接，用于放大音頻信號。

基于第一實(shí)施例或第二實(shí)施例，在第三實(shí)施例中，如圖5所示，插拔POP音消除模塊包括：第一信號輸入端、第一信號輸出端、檢測輸出端，POP音消除使能端，所述的第一信號輸入端與所述的音頻輸入端；所述的檢測輸出端和POP音消除使能端同時與微控制單元連接；插拔檢測模塊，連接在第一信號輸入端與檢測輸出端之間，用于檢測音頻信號的狀態(tài)；

還包括：第一電容C1，C1的一端接地，另一端與第一信號輸入端連接；

第一電阻R1、第二電阻R2，三極管Q1，所述的第一電阻R1連接在POP音消除使能端與第二電阻R2之間；所述的第二電阻R2并聯(lián)在所述的三極管的基極和發(fā)射極之間；所述的三極管Q1的發(fā)射極接地；所述的三極管Q1的集電極與信號輸入端連接，所述的三極管Q1的初始狀態(tài)為導(dǎo)通；

第二電容C2，連接在三極管Q1的集電極和第一信號輸出端之間。

該插拔檢測模塊監(jiān)控外接音頻設(shè)備的接入和拔出，一旦有插拔動作時，插拔檢測模塊根據(jù)之前的記憶狀態(tài)區(qū)分設(shè)備接入和拔出的動作，將動作信號反饋給微控制單元，微控制單元根據(jù)動作控制三極管Q1動作實(shí)現(xiàn)第二電容C2的充電和鉗位動作。

其中，三極管Q1的初始狀態(tài)為導(dǎo)通，上電時先對第二電容C2進(jìn)行充電，保證后續(xù)在音頻輸入設(shè)備插入之前第二電容C2已經(jīng)充滿電，防止第二電容C2在有設(shè)備接入時形成充電回路產(chǎn)生POP音，第一電容C1為皮法級別的電容，用于抵御靜電干擾。

當(dāng)有音頻輸入設(shè)備接入時，微控制單元控制三極管Q1關(guān)閉，音頻輸入信號有效輸出給到后級。

當(dāng)連接的設(shè)備拔出時，微控制單元控制三極管Q1導(dǎo)通，音頻輸入信號被鉗在0電位，防止音頻輸入信號在拔出時發(fā)生電平的突變，解決拔出時產(chǎn)生POP音問題，插拔POP音消除模塊具體的工作流程如圖6所示。

基于第三實(shí)施例，在第四實(shí)施例中，如圖7所示，增益自動控制模塊包括：增益控制信號輸入端、增益控制信號輸出端，第二信號輸入端，第二信號輸出端；其中，增益控制信號輸入端和增益控制信號輸出端同時與微控制單元連接；第二信號輸入端與所述的第一信號輸出端連接；

該模塊還包括增益控制模塊，其同時與增益控制信號輸入端、第二信號輸入端和第二信號輸出端連接；增益控制模塊將音頻信號輸入到增益控制模塊，增益控制模塊對輸入的音頻信號進(jìn)行增益處理后，通過第二信號輸出端輸出；所述的增益控制模塊的初始值為1；

比較器，比較器的同相輸入端與第二信號輸入端之間連接有一開關(guān)，開關(guān)為選擇開關(guān)S1；選擇開關(guān)S1的另一端與增益控制模塊的輸出端連接；所述的選擇開關(guān)S1的初始狀態(tài)為與比較器的同相輸入端連接；比較器的同相輸入端還連接有第三電阻R3，所述的第三電阻R3另一端與一偏置電壓連接；比較器的反相輸入端連接有第四電阻R4；所比較器的輸出端與增益控制信號輸出端連接。

由于音頻信號是上下擺動的，所以本實(shí)施例在輸入音頻信號施加了偏置電壓Vref，此時進(jìn)入比較模塊的同相輸入端的電平Vin+Vref，此電平與反向輸入端的Vpeak信號，即后端音頻處理器允許輸入的最大信號幅值進(jìn)行比較，根據(jù)比較結(jié)果，控制信號鏈路的增益，保證輸出功率在后級的允許輸入范圍內(nèi)。

比較模塊的選擇開關(guān)S1在初始狀態(tài)下是連接到比較器的同相輸入端；選擇開關(guān)S1由微控制單元控制；增益控制模塊的初始值為1。

輸入音頻信號進(jìn)入到比較器與原先設(shè)定的Vpeak進(jìn)行比較后，判斷輸入信號是否過大。

若輸入音頻信號在允許范圍內(nèi)，則保持當(dāng)前的增益狀態(tài)；

若輸入音頻信號超出所允許的范圍，微控制單元通過線性降低增益值，反復(fù)比較判斷直至輸出信號在允許范圍內(nèi)，該增益自動控制模塊的工作流程如圖8所示：

基于第四實(shí)施例，在第五實(shí)施例中，如圖9所示，增益控制模塊包括運(yùn)算放大器，運(yùn)算放大器的同相輸入端連接有一接地的第五電阻R5，反相輸入端連接有第六電阻R6；反相輸入端和運(yùn)算放大器的輸出端之間還并聯(lián)有一調(diào)節(jié)電阻RF。

如圖9所示，增益控制模塊由反向比例運(yùn)算電路組成，調(diào)節(jié)電阻RF為反饋電阻，該反饋電阻的值由微控制單元控制。

輸出信號幅值為：

如上述公式所示，輸出信號大小由反饋電阻RF和輸入電阻、第六電阻R6的比值決定，因此可以通過調(diào)整反饋電阻RF的值更改增益值，從而限制輸出信號幅度。

基于第四或第五實(shí)施例，在第六實(shí)施例中，開關(guān)可以選擇繼電器、三極管或場效應(yīng)管中的一種。

以上為本實(shí)用新型的其中具體實(shí)現(xiàn)方式，其描述較為具體和詳細(xì)，但并不能因此而理解為對本實(shí)用新型專利范圍的限制。應(yīng)當(dāng)指出的是，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實(shí)用新型構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)，這些顯而易見的替換形式均屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。