音频处理电路及音频设备的制作方法

专利2022-06-28  84


本实用新型涉及音频设备
技术领域
,特别涉及一种音频处理电路及音频设备。
背景技术
:随着电子产品的快速发展,人们对于电子产品的要求越来越高,对于音箱产品,大家不仅要求声音的保真性越来越高,还要求立体及3d绕音音效感越来越强,这样就会对功放芯片以及喇叭的功率要求更加严苛,从而就会对音箱整体的功耗造成很大的问题,而且还会带非常严重的温升问题。电池的容量是一定的,如果长时间大功率放电,容易对电池的寿命造成伤害。技术实现要素:本实用新型的主要目的是提出一种音频处理电路及音频设备,旨在延长音频设备的续航时间,以及减少音频设备的温升。为实现上述目的,本实用新型提出一种音频处理电路,所述音频处理电路包括:音频放大电路;音频输入端,被配置为接入数字音频信号;主控制器,被配置为根据接入的所述数字音频信号大小输出对应的反馈信号;供电电路,被配置为根据接入的所述反馈信号为所述音频处理电路提供对应大小的供电电源。可选地,所述音频处理电路还包括:延时电路,所述延时电路的输入端与所述音频输入端连接,所述延时电路的输出端与所述音频放大电路的输入端连接;所述延时电路,被配置为对接入的所述数字音频信号进行延时后输出至所述音频放大电路;所述音频放大电路,被配置为在所述供电电路提供供电电源后,将所述延时电路输出的数字音频信号进行放大并输出。可选地,所述延时电路对所述数字音频信号的延时时间大于或者等于所述供电电路提供供电电源的时间。可选地,所述主控制器具体配置为,将接入的音频的信号转换为相应大小的电压幅值,并将所述电压幅值与预设参考电压进行比较,以根据比较结果输出对应的反馈信号。可选地,所述供电电路包括升压芯片,所述升压芯片的输入端接入直流电源,所述升压芯片的输出端与所述音频放电电路的电源输入端连接,所述升压芯片的第一电压反馈端与所述主控制器连接。可选地,所述升压芯片包括多个电压档位,所述升压芯片还配置为,根据所述反馈信号的大小输出对应电压档位的供电电源。可选地,所述供电电路还包括供电电池;所述供电电池与所述升压芯片的输入端连接。可选地,所述升压芯片还包括第二电压反馈端,所述升压芯片的第二电压反馈端与所述供电电池连接;所述升压芯片,还配置为在检测到所述供电电池的电量小于预设电量阈值时,停止接收所述第一电压反馈端的反馈信号,并以第一电压为所述音频放大电路提供供电电源。可选地,所述音频处理电路还包括电量提醒电路,所述电量提醒电路与所述升压芯片的输出端连接;所述升压芯片,还配置为在检测到所述供电电池的电量小于预设电量阈值时,输出控制信号至所述电量提醒电路,以输出电量提醒信号。本实用新型还提出一种音频设备,包括扬声器及如上所述的音频处理电路;所述音频处理电路包括:音频放大电路;音频输入端,被配置为接入数字音频信号;主控制器,被配置为根据接入的所述数字音频信号大小输出对应的反馈信号;供电电路,被配置为根据接入的所述反馈信号为所述音频处理电路提供对应大小的供电电源;其中,所述音频处理电路中音频放大电路的输出端与所述扬声器连接。本实用新型音频处理电路通过设置音频输入端,以接入数字音频信号,并通过主控制器来根据接入的所述数字音频信号大小输出对应大小的反馈信号,以使供电电路根据接入的所述反馈信号为音频放大电路提供对应大小的供电电源,适应性的调整驱动功率,从而以与音频信号大小对应的驱动功率来驱动音频放大电路工作。本实用新型可以通过检测数字音频信号来对数字功放进行自动调节功率,通过实时获取音频信号的大小,及时有效的为功率放大电路提供合适的供电功率。如此设置,可以降低供电功率,有利于延长音频设备的续航时间,以及减少音频设备的温升,有利于延长音频设备中元器件的使用寿命,温升的减少和音频设备的续航时间提升,也可以提高音箱在用户者心中的体验效果。附图说明为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。图1为本实用新型音频处理电路一实施例的功能模块示意图;图2为本实用新型音频处理电路另一实施例的电路结构示意图;图3为本实用新型音频处理电路另一实施例的功能模块示意图。附图标号说明:标号名称标号名称10主控制器31升压芯片20音频放大电路bat供电电池30供电电路a-in音频输入端40延时电路fb1第一电压反馈端50电量提醒电路fb2第二电压反馈端本实用新型目的的实现、功能特点及优点将结合实施例,参照附图做进一步说明。具体实施方式下面将结合本实用新型实施例中的附图,对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本实用新型保护的范围。需要说明,若本实用新型实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……),则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等,如果该特定姿态发生改变时,则该方向性指示也相应地随之改变。另外,若本实用新型实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述,则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外,各个实施例之间的技术方案可以相互结合,但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础,当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在,也不在本实用新型要求的保护范围之内。本文中术语“和/或”,仅仅是一种描述关联对象的关联关系,表示可以存在三种关系,例如,a和/或b,可以表示:单独存在a,同时存在a和b,单独存在b这三种情况。另外,本文中字符“/”,一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。本实用新型提出一种音频处理电路,应用于音频设备中。该音频设备可以是音箱,例如蓝牙音箱或者有线音箱。对于带电池的音箱最大的耗电处无非就是功放以及后面的喇叭,长时间大功率的放电不仅造成耗电快,而且会带来一系列的温升问题。目前由于数字音频信号难检测不易处理,通过检测模拟语音信号来减少供电功率的方式大多数都是针对模拟功放来做的,很少有对数字功放进行自动调节功率的,本实用新型是针对数字功放通过算法来进行检测,时时改变pa(poweramplifier,功率放大器)芯片的供电功率,从而达到降低供电功率,减少温升,延长电池的使用时间以及使用寿命。为了解决上述问题,本实用新型对数字功放通过算进行实时检测,以适应功放的输出功率,从而提供对应大小的供电功率,以降低功放的供电功率,减少温升,延长电池的使用时间以及使用寿命。参照图1,在本实用新型一实施例中,该音频处理电路包括:为了解决上述问题,本实用新型对数字功放进行实时检测,以适应功放的输出功率,从而提供对应大小的供电功率,以降低功放的供电功率,减少温升,延长电池的使用时间以及使用寿命。参照图1,在本实用新型一实施例中,该音频处理电路包括:音频输入端a-in,被配置为接入数字音频信号;主控制器10,被配置为根据接入的所述数字音频信号大小输出对应的反馈信号;音频放大电路20;供电电路30,被配置为根据接入的所述反馈信号为所述音频处理电路提供对应大小的供电电源。本实施例中,音频输入端a-in可以为有线音频输入端a-in,也可以是无线音频输入端a-in。在音频设备为蓝牙音箱时,该音频输入端a-in可以与蓝牙模块连接,音箱中则可以与内置有蓝牙模块的手机,平板电脑以及笔记本电脑等移动电子终端产品通过蓝牙连接。蓝牙模块接收音频信号并发送至音频输入端a-in,以播放该移动电子终端发送的音频信号。音频放大电路20可选为数字功率放大器pa。音频放大电路20的输出端a-out可以与扬声器连接,也可以与耳机接口或者音频输出接口连接,以实现音频信号的播放或者输出。音频输入端a-in还可以是usb接口、音频接口等有线音频接口,以接收外部音频设备,例如手机、电脑、或者其他音箱等输出的音频信号。在一些实施例中,音频处理电路还包括解码器,用于将蓝牙模块或者音频输入接口接收到的音频信号进行解码处理后发送至音频输入端a-in。为了实现音频信号本地播放,音箱中还可以设置有存储器,音频输入端a-in与该存储器连接,以在音频设备工作时,接入存储器存储的音频信息并进行播放。主控制器10可以采用单片机、dsp、fpga等微处理器来实现。主控制器10可以是音频设备的主控制器10,也可以是用于实现音频处理的控制器,主控制器10中还集成有比较器、存储器、数据处理器,以及存储在所述存储器上并可在所述数据处理器上运行的算法、及其他软件程序和/或模块,通过调用、运行或执行存储在存储器内的算法、及其他软件程序和/或模块,来实现对音频处理电路中其他功能模块的控制、调节。需要说明的是,音频信号的幅值是上下波动的,在音频信号的幅值较高时,其音频放大电路20的驱动功率则需要增大,在音频信号的幅值较低时,其音频放大电路20的驱动功率则可以相应的减小。因此,本实施例中,主控制器10与音频输入端a-in连接,主控制器10可以获取音频输入端a-in的接入的音频信号,根据接入的音频信号的幅值大小,进行计算,产生并输出对应大小的反馈信号,也即对音频信号通过计算、比较、数模转换等等处理来进行实时检测。供电电源的输出电压可以调节,具体可以根据主控制器10输出的反馈信号输出不同大小的供电电压,以根据音频输入端a-in接入的音频信号不同而提供对应大小的驱动功率。本实用新型音频处理电路通过设置音频输入端a-in,以接入数字音频信号,并通过主控制器10来根据接入的所述数字音频信号大小输出对应大小的反馈信号,以使供电电路30根据接入的所述反馈信号为音频放大电路20提供对应大小的供电电源,适应性的调整驱动功率,从而以与音频信号大小的驱动功率来驱动音频放大电路20工作。本实用新型可以通过检测数字音频信号来对数字功放进行自动调节功率,通过实时获取音频信号的大小,及时有效的为功率放大电路提供合适的供电功率。如此设置,可以降低供电功率,有利于延长音频设备的续航时间,以及减少音频设备的温升,有利于延长音频设备中元器件的使用寿命,温升的减少和音频设备的续航时间提升,也可以提高音箱在用户者心中的体验效果。参照图1或图2,在一实施例中,所述音频处理电路还包括:延时电路40,所述延时电路40的输入端与所述音频输入端a-in连接,所述延时电路40的输出端与所述音频放大电路20的输入端连接;所述延时电路40,被配置为对接入的所述数字音频信号进行延时后输出至所述音频放大电路20;所述音频放大电路20,被配置为在所述供电电路30提供供电电源后,将所述延时电路40输出的数字音频信号进行放大并输出。其中,所述延时电路40对所述数字音频信号的延时时间大于或者等于所述供电电路30提供供电电源的时间。需要说明的是,哈斯效应中,当两个同声源的声波若到达听音者的时间差δt在5-35ms以内,人无法区分两个声源,给人以方位听感的只是前导声(超前的声源),滞后声好似并不存在;若延迟时间δt在35-50ms时,人耳开始感知滞后声源的存在,但听感做辨别的方位仍是前导声源;若时间差δt>50ms时,人耳便能分辨出前导声与滞后声源的方位,即通常能听到清晰的回声。因此根据哈斯效应,将在进入功放之前的数字音频使用延时器延时35ms以下,使得人耳感觉不到声信号的延时。本实施例中,延时电路40可以对接入的音频信号进行延时处理,如此设置,可以使得在延时电路40在对音频信号进行延时处理并输出之前,主控制器10抓取音频数字信号经过处理产生一个与该音频信号大小成比例的反馈信号(例如呈正比或者呈反比)到供电电源的反馈端,进而使得供电电路30输出一个与该反馈信号相匹配的供电电能提供给音频放大电路20。参照图1或图2,在一实施例中,所述主控制器10具体配置为,将接入的音频的信号转换为相应大小的电压幅值,并将所述电压幅值与预设参考电压进行比较,以根据比较结果输出对应的反馈信号。本实施例中,主控制器10首先将采集到的数字信号内部进行快速数模转换成模拟音频信号如图,通过包络检波器将模拟音频的信号转换电压幅值,其次每隔几个ns甚至是几个ps内进行一次电压采集,每次采集十次或者以上的电压取rms进行上报;然后与之前预设的参考电压进行比较,从而输出不同的与该参考电压比较后的反馈信号,例如以静音音源时对应的音频模拟电压作为参考电压vref。在一实施例中,所述供电电路30包括升压芯片31,所述升压芯片31的输入端接入直流电源,所述升压芯片31的输出端与所述音频放电电路的电源输入端连接,所述升压芯片31的第一电压反馈端fb1与所述主控制器10连接。这里选用的升压芯片31为本身自带多个电压档位;rms值与参考电压vref的比较得到的数值可以转换成一个反馈信号使得升压芯片31可以输出一个匹配的电压档位。其中,所述升压芯片31包括多个电压档位,所述升压芯片31还配置为,根据所述反馈信号的大小输出对应电压档位的供电电源。本实施例中,升压芯片31基于主控制器10的控制,用于为音频放大电路20提供驱动电压。供电电池bat输出的驱动电压可调,调节范围可以根据音频设备输出的音频信号幅值最高值和最低值进行设置,在实际应用时,例如设置为3.5~4.3v之间。主控制器10可以将rms与参考电压vref之间的差值,分成几个不同的反馈信号,升压芯片31在根据反馈信号的大小将电压按照一定的规律分成几个档位,在接收到不同大小的反馈信号时,则可以输出对应档位的供电电源。从而在检测到用于驱动发声的音频信号的幅值大小发生波动时,将输入到音频功放的供电电压调节与该音频信号幅值对应,即幅值最小的音频信号对应最低一级的供电电压,幅值最大的音频信号则对应最高一级的供电电压。从而在满足音量播放的情况下,来切换不同的供电电压的幅值,进而以适应音频功放的输出功率。参照图1或图2,在一实施例中,所述供电电路30还包括供电电池bat;所述供电电池bat与所述升压芯片31的输入端连接。本实施例中,供电电池bat可以是单个的供电电池bat,也可以是多个供电电池bat串联或者并联组成的供电电池bat组,具体可以采用干电池bat、储锂离子电池bat或镍氢电池bat等可充电电池bat实现。在一些实施例中,音频处理电路还包括柔性电路板上设置有电路布线层,用于实现电路板上的升压芯片31和供电电池bat之间的电连接。参照图1或图2,在一实施例中,所述升压芯片31还包括第二电压反馈端fb2,所述升压芯片31的第二电压反馈端fb2与所述供电电池bat连接;所述升压芯片31,还配置为在检测到所述供电电池bat的电量小于预设电量阈值时,停止接收所述第一电压反馈端fb1的反馈信号,并以第一电压为所述音频放大电路20提供供电电源。可以理解的是,当供电电池bat长时间放电电量就会变低,此时电池电压也会很低。经过升压芯片31产生一个高压此时的效率就会非常低温升很高,就会大大的缩短电池的使用时间。本实施例中,设置有预设电量阈值,当升压芯片31检测到电池的电量非常低时,低至该预设电压阈值,也即接近数字功率放大芯片需要的最低电压时,升压芯片31接收到该电池输出的反馈信号到第二电压反馈端fb2,升压芯片31则不再接收反馈信号。此时就以数字功率放大芯片需要的最低电压进行工作。参照图3,在一实施例中,所述音频处理电路还包括电量提醒电路50,所述电量提醒电路50与所述升压芯片31的输出端连接;所述升压芯片31,还配置为在检测到所述供电电池bat的电量小于预设电量阈值时,输出控制信号至所述电量提醒电路50,以输出电量提醒信号。本实施例中,还可以设置有声光报警电路,例如采用led指示灯来实现,当电量过低时,则可以显示对应的颜色的亮度指示,从而起到给用户提示及时充电的报警信号。本实用新型还提出一种音频设备,包括扬声器及如上所述的音频处理电路;所述音频处理电路的输出端与所述扬声器连接。该音频处理电路的详细结构可参照上述实施例,此处不再赘述;可以理解的是,由于在本实用新型音频设备中使用了上述音频处理电路,因此,本实用新型音频设备的实施例包括上述音频处理电路全部实施例的全部技术方案,且所达到的技术效果也完全相同,在此不再赘述。该音频设备可以是无线音箱,例如蓝牙音箱,扬声器用于将音频处理电路输出的音频信号进行输出,当然在其他实施例中,音频设备还可以包括耳机接口,在耳机接口有耳机接入时,则可以控制扬声器停止工作,从而使音频信号从耳机接口输出。或者,音频设备还可以包括音频输出接口,音频输出接口可以与其他音频设备连接,从而实现音频设备的级联,通过多台音频设备的级联可以实现音频信号的立体输出。以上所述仅为本实用新型的可选实施例,并非因此限制本实用新型的专利范围,凡是在本实用新型的实用新型构思下,利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变换,或直接/间接运用在其他相关的
技术领域
均包括在本实用新型的专利保护范围内。当前第1页1 2 3 
技术特征:

1.一种音频处理电路,其特征在于,所述音频处理电路包括:

音频放大电路;

音频输入端,被配置为接入数字音频信号;

主控制器,被配置为根据接入的所述数字音频信号大小输出对应的反馈信号;

供电电路,被配置为根据接入的所述反馈信号为所述音频处理电路提供对应大小的供电电源。

2.如权利要求1所述的音频处理电路,其特征在于,所述音频处理电路还包括:

延时电路,所述延时电路的输入端与所述音频输入端连接,所述延时电路的输出端与所述音频放大电路的输入端连接;所述延时电路,被配置为对接入的所述数字音频信号进行延时后输出至所述音频放大电路;

所述音频放大电路,被配置为在所述供电电路提供供电电源后,将所述延时电路输出的数字音频信号进行放大并输出。

3.如权利要求2所述的音频处理电路,其特征在于,所述延时电路对所述数字音频信号的延时时间大于或者等于所述供电电路提供供电电源的时间。

4.如权利要求1所述的音频处理电路,其特征在于,所述主控制器具体配置为,将接入的音频的信号转换为相应大小的电压幅值,并将所述电压幅值与预设参考电压进行比较,以根据比较结果输出对应的反馈信号。

5.如权利要求1至4任意一项所述的音频处理电路,其特征在于,所述供电电路包括升压芯片,所述升压芯片的输入端接入直流电源,所述升压芯片的输出端与所述音频放大电路的电源输入端连接,所述升压芯片的第一电压反馈端与所述主控制器连接。

6.如权利要求5所述的音频处理电路,其特征在于,所述升压芯片包括多个电压档位,所述升压芯片还配置为,根据所述反馈信号的大小输出对应电压档位的供电电源。

7.如权利要求5所述的音频处理电路,其特征在于,所述供电电路还包括供电电池;所述供电电池与所述升压芯片的输入端连接。

8.如权利要求7所述的音频处理电路,其特征在于,所述升压芯片还包括第二电压反馈端,所述升压芯片的第二电压反馈端与所述供电电池连接;所述升压芯片,还配置为在检测到所述供电电池的电量小于预设电量阈值时,停止接收所述第一电压反馈端的反馈信号,并以第一电压为所述音频放大电路提供供电电源。

9.如权利要求8所述的音频处理电路,其特征在于,所述音频处理电路还包括电量提醒电路,所述电量提醒电路与所述升压芯片的输出端连接;

所述升压芯片,还配置为在检测到所述供电电池的电量小于预设电量阈值时,输出控制信号至所述电量提醒电路,以输出电量提醒信号。

10.一种音频设备,其特征在于,包括扬声器及如权利要求1至9任意一项所述的音频处理电路;

所述音频处理电路的输出端与所述扬声器连接。

技术总结
本实用新型公开一种音频处理电路及音频设备,该音频处理电路包括:音频放大电路;音频输入端,被配置为接入数字音频信号;主控制器,被配置为根据接入的数字音频信号大小输出对应的反馈信号;供电电路,被配置为根据接入的反馈信号为音频处理电路提供对应大小的供电电源。本实用新型可以通过检测数字音频信号来对数字功放进行自动调节功率,通过实时获取音频信号的大小,及时有效的为功率放大电路提供合适的供电功率。有利于延长音频设备的续航时间,有利于延长音频设备中元器件的使用寿命。

技术研发人员:宁素焕;刘向候;叶晨辉;徐沛;陆兵兵
受保护的技术使用者:歌尔科技有限公司
技术研发日:2019.12.30
技术公布日:2020.06.09

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