CN102333268B - Pop噪声抑制电路及方法 - Google Patents

Abstract

一种POP噪声抑制电路，包括一隔直电容、一与隔直电容相连的负载、一具有恒定小电流的充电恒流源、一具有恒定小电流的放电恒流源、一控制隔直电容中电压变化的控制电压端、一与控制电压端电压成正比的第一电流源、一与控制电压端电压成反比的第二电流源、一与充电恒流源及第一电流源相连的充电控制开关、一与放电恒流源及第二电流源相连的放电控制开关、一与控制电压端相连的滤波电容、一连接于控制电压端与隔直电容之间的音频系统放大器，充电控制开关与放电控制开关共同连接控制电压端，隔直电容中的电压在音频系统开机时平滑的上升，在音频系统关机时平滑的下降。本发明还提供一种POP噪声抑制方法。本发明能够抑制POP噪声。

Description

POP噪声抑制电路及方法

技术领域

本发明涉及一种音频处理电路及方法，尤指一种结构简单且能够抑制POP噪声的POP噪声抑制电路及方法。

背景技术

POP噪声是指音频系统中普遍存在的在开机与关机过程中产生的噪声。

在音频系统中，功率放大器驱动喇叭或耳机时常常要利用一个大电容作为隔直电容，在开机的时候需要将电容的电压充至基准电压，而在关机的时候又需要将电容中的电压放至零，这样就容易在开机与关机的时候对喇叭或耳机造成冲击而形成POP噪声，而让敏感的耳朵很不舒服。因此，有必要提供一种能够有效抑制POP噪声的POP噪声抑制电路及方法。

发明内容

鉴于以上内容，有必要提供一种结构简单且能够抑制POP噪声的POP噪声抑制电路及方法。

一种POP噪声抑制电路，用于一音频系统中，所述POP噪声抑制电路包括一隔直电容及一与所述隔直电容相连的负载，所述POP噪声抑制电路还包括一具有恒定的小电流的充电恒流源、一具有恒定的小电流的放电恒流源、一用于控制所述隔直电容中电压变化的控制电压端、一与所述控制电压端的电压成正比的第一电流源、一与所述控制电压端的电压成反比的第二电流源、一与所述充电恒流源及所述第一电流源相连的充电控制开关、一与所述放电恒流源及所述第二电流源相连的放电控制开关、一与所述控制电压端相连的滤波电容、一连接于所述控制电压端与所述隔直电容之间的音频系统放大器，所述充电控制开关与所述放电控制开关共同连接所述控制电压端，所述隔直电容中的电压在所述音频系统开机时平滑的上升，在所述音频系统关机时平滑的下降。 

一种POP噪声抑制方法，用于一音频系统中，所述POP噪声抑制方法包括以下步骤：

将一控制电压端连接至一音频系统放大器的输入端，使得所述音频系统放大器的输出电压随着所述控制电压端电压的变化而变化；

将所述音频系统放大器的输出端通过一隔直电容连接至一负载，使得所述隔直电容中的电压也随着所述控制电压端电压的变化而变化；

开启所述音频系统，一充电恒流源产生一恒定的小电流对一滤波电容进行充电，所述控制电压端的电压缓慢上升，所述音频系统放大器的输出电压随着所述控制电压端的电压变化而缓慢上升；

一与所述控制电压端的电压大小成正比的第一电流源对所述滤波电容进行充电，所述控制电压端的电压慢慢上升，所述隔直电容中的电压也慢慢上升，一充电电流慢慢变大；及

当所述控制电压端的电压被充电至一基准电压时，充电完成，所述音频系统开始正常工作。 

相对现有技术，本发明POP噪声抑制电路及方法在开机时可以使得隔直电容中的电压缓慢平滑的上升，在关机时使得隔直电容中的电压缓慢平滑的下降，结构简单且能够有效抑制音频系统在开关机的时候形成的POP噪声。

附图说明

图1为本发明POP噪声抑制电路较佳实施方式的系统框图。

图2为本发明POP噪声抑制电路较佳实施方式的电路框图。

图3为本发明POP噪声抑制电路较佳实施方式的具体电路图。

图4为本发明POP噪声抑制方法较佳实施方式的流程图。

具体实施方式

请同时参阅图1与图2，本发明POP噪声抑制电路较佳实施方式包括一充电恒流源I1、一放电恒流源I2、一第一电流源I3、一第二电流源I4、一与该充电恒流源I1及该第一电流源I3相连的充电控制开关K1、一与该放电恒流源I2及该第二电流源I4相连的放电控制开关K2、一控制电压端Vc、一滤波电容C1、一音频系统放大器PA、一与该音频系统放大器PA相连的隔直电容C2及一与该隔直电容相连的负载R1。其中，该充电恒流源I1是为了防止在充电过程中出现控制电压端Vc为零，充电电流ICH也为零的死循环状态，而在开机时需要增加的一个恒定的小电流来给滤波电容C1进行充电。该放电恒流源I2是为了防止在放电过程中出现控制电压端Vc为零，放电电流IDIS也为零的死循环状态，而在关机时需要增加的一个恒定的小电流来给滤波电容C1进行放电。该第一电流源I3与该第二电流源I4均由该控制电压端Vc控制，且该第一电流源I3的电流与该控制电压端Vc的电压成正比，该第二电流源I4的电流与该控制电压端Vc的电压成反比。该音频系统放大器PA用于驱动该负载R1，以使得该负载R1能够正常工作。该隔直电容C2用于隔离直流信号，仅允许音频信号通过。在本实施方式中，该负载R1为一耳机或者喇叭。

请同时参阅图3，在本实施方式中，该充电恒流源I1为一第一场效应管M1，该放电恒流源I2为一第二场效应管M2，该第一电流源I3包括一第三场效应管M3、一第四场效应管M4、一第五场效应管M5、一第一运算放大器OP1、一第二运算放大器OP2及一第一电阻R1，该第二电流源I4包括一第六场效应管M6、一第七场效应管M7、一第八场效应管M8、一第九场效应管M9、一第十场效应管M10、一第三运算放大器OP3、一第四运算放大器OP4及一第二电阻R2。该充电控制开关K1为一第十一场效应管M11，该放电控制开关K2为一第十二场效应管M12。

本发明POP噪声抑制电路较佳实施方式的具体电路连接关系如下：该第一场效应管M1的栅极连接一第一偏置电压端VBP，其漏极与该第四场效应管M4的漏极及该第十一场效应管M11的源级相连，该第三场效应管M3的栅极、漏极与该第四场效应管M4的栅极及该第五场效应管M5的漏极相连。该第一运算放大器OP1的一正相输入端连接该控制电压端Vc，该第一运算放大器OP1的一反相输入端与该第五场效应管M5的源级及该第一电阻R1的一端相连，该第一运算放大器OP1的一输出端连接该第五场效应管M5的栅极，该第一电阻R1的另一端连接一地端AVS。该第十一场效应管M11的栅极连接一充电电压控制端CHARGE_EN，其漏极与该第二运算放大器OP2的一电源端相连。该第二运算放大器OP2的一正相输入端与一基准电压Vref相连，该第二运算放大器OP2的一反相输入端、一输出端、该第十二场效应管M12的漏极、该滤波电容C1的一端及该音频系统放大器PA的一正相输入端共同连接该控制电压端Vc，该滤波电容C1的另一端连接地端AVS。该第十二场效应管M12的栅极连接一放电电压控制端DISCHARGE_EN，其源级与该第二场效应管M2的漏极及该第十场效应管M10的漏极相连。该第二场效应管M2的栅极连接一第二偏置电压端VBN，该第九场效应管M9的栅极、漏极及该第十场效应管M10的栅极与该第七场效应管M7的漏极相连。该第六场效应管M6的栅极、漏极及该第七场效应管M7的栅极与该第八场效应管M8的漏极相连。该第三运算放大器OP3的一正相输入端与该基准电压Vref相连，该第三运算放大器OP3的一反相输入端与该第八场效应管M8的源级及该第二电阻R2的一端相连，该第三运算放大器OP3的一输出端与该第八场效应管M8的栅极相连。该第四运算放大器OP4的一正相输入端与该控制电压端Vc相连，该第四运算放大器OP4的一反相输入端、一输出端与该第二电阻R2的另一端相连。该音频系统放大器PA的一反相输入端、一输出端与该隔直电容C2的一端相连，该隔直电容C2的另一端与该负载R1的一端相连，该负载R1的另一端连接地端AVS。该第一场效应管M1的源级、该第三场效应管M3的源级、该第四场效应管M4的源级、该第六场效应管M6的源级及该第七场效应管M7的源级共同连接一电源端AVD。该第二场效应管M2的源级、该第九场效应管M9的源级及该第十场效应管M10的源级共同连接地端AVS。

本发明POP噪声抑制电路的工作原理分析如下：

为了抑制POP噪声，我们需要在开机时使得隔直电容C2中的电压缓慢平滑的上升，在关机时使得隔直电容C2中的电压缓慢平滑的下降。由于隔直电容C2中的电压随着控制电压端Vc电压的变化而变化，因此需要在开机时使得控制电压端Vc的电压缓慢平滑的上升，在关机时使得控制电压端Vc的电压缓慢平滑的下降。

在开机的时候，该充电电压控制端CHARGE_EN为低电平，该放电电压控制端DISCHARGE_EN也为低电平，该第十一场效应管M11导通，该第十二场效应管M12截止，该充电恒流源I1与该第一电流源I3开始给该滤波电容C1充电，则充电电流ICH=I1+I3，由于I1为防止充电进入死循环的恒定的小电流，当音频系统刚刚开机时，该控制电压端Vc的电压为零，由该充电恒流源I1给该滤波电容C1进行充电，此时充电电流ICH很小，该控制电压端Vc的电压上升很缓慢；由于该第一运算放大器OP1的反相输入端的电压等于其正相输入端的电压，即该第五场效应管M5的源级的电压为该控制电压端Vc的电压，因此流过该第一电阻R1的电流I5=Vc/R1，即流过该第一电阻R1的电流大小与该控制电压端Vc的电压的大小成正比例关系，由于该第四场效应管M4为该第三场效应管M3的镜像，因此流过该第四场效应管M4的电流与流过该第三场效应管M3的电流相等，即与流过该第一电阻R1的电流相等，因此可以看出充电电流ICH的大小与该控制电压端Vc的电压的大小成正比例关系。因此当该控制电压端Vc的电压慢慢变大时，充电电流ICH也开始慢慢变大。当该控制电压端Vc的电压被充电至一基准电压Vref时，充电完成，音频系统开始正常工作。

在关机的时候，该充电电压控制端CHARGE_EN为高电平，该放电电压控制端DISCHARGE_EN也为高电平，该第十一场效应管M11截止，该第十二场效应管M12导通，该放电恒流源I2与该第二电流源I4开始给该滤波电容C1放电，则放电电流IDIS=I2+I4，由于I2为防止放电进入死循环的恒定的小电流，当音频系统刚刚关机时，该控制电压端Vc的电压为基准电压Vref，由该放电恒流源I2给该滤波电容C1进行放电，此时放电电流IDIS很小，该控制电压端Vc的电压下降很缓慢；由于该第三运算放大器OP3的反相输入端的电压等于其正相输入端的电压，即该第八场效应管M8的源级的电压为该基准电压Vref，该第四运算放大器OP4的反相输入端的电压等于其正相输入端的电压，即等于该控制电压端Vc的电压，因此流过该第六场效应管M6的电流I6=(Vref-Vc)/R3，即流过该第六场效应管M6的电流大小与该控制电压端Vc的电压大小成反比例关系，由于该第七场效应管M7为该第六场效应管M6的镜像，该第十场效应管M10为该第九场效应管M9的镜像，因此流过该第十场效应管M10的电流与流过该第六场效应管M6的电流相等，因此可以看出放电电流IDIS的大小与该控制电压端Vc的电压的大小成反比例关系。因此当该控制电压端Vc的电压慢慢变小时，放电电流IDIS开始慢慢变大。当控制电压端Vc的电压被放电至零时，放电完成，音频系统被关闭。

请参阅图4，本发明POP噪声抑制方法较佳实施方式包括以下步骤：

步骤一，将控制电压端Vc连接至音频系统放大器PA的输入端，使得音频系统放大器PA的输出电压随着控制电压端Vc电压的变化而变化。

步骤二，将音频系统放大器PA的输出端通过隔直电容C2连接至负载R，使得隔直电容C2中的电压也随着控制电压端Vc电压的变化而变化。

步骤三，开启音频系统，充电恒流源I1产生一恒定的小电流对滤波电容C1进行充电，控制电压端Vc的电压缓慢上升，音频系统放大器PA的输出电压随着控制电压端Vc的电压变化而缓慢上升。

步骤四，与控制电压端Vc的电压大小成正比的第一电流源I3对滤波电容C1进行充电，控制电压端Vc的电压慢慢上升，隔直电容C2中的电压也慢慢上升，充电电流ICH慢慢变大。

步骤五，当控制电压端Vc的电压被充电至基准电压Vref时，充电完成，音频系统开始正常工作。

步骤六，关闭音频系统，放电恒流源I2产生一恒定的小电流对滤波电容C1进行放电，控制电压端Vc的电压缓慢下降，音频系统放大器PA的输出电压随着控制电压端Vc的电压变化而缓慢下降。

步骤七，与控制电压端Vc的电压大小成反比的第二电流源I4对滤波电容C1进行放电，控制电压端Vc的电压慢慢下降，隔直电容C2中的电压也慢慢下降，放电电流IDIS慢慢变大。

步骤八，当控制电压端Vc的电压被放电至零时，放电完成，音频系统被关闭。

其中，步骤三至步骤五为开机时执行的步骤，步骤六至步骤八为关机时执行的步骤，因此可以根据需要将开机时执行的步骤与关机时执行的步骤做相应的对调。

本发明POP噪声抑制电路及方法在开机时，充电电流ICH很小，控制电压端Vc的电压上升很缓慢，使得隔直电容C2中的电压缓慢平滑的上升，不会产生电压突变，大大降低了开机时的POP噪声，随着控制电压端Vc的电压慢慢上升，充电电流ICH也慢慢变大，大大缩短了开机的时间；在关机时，放电电流IDIS很小，控制电压端Vc的电压下降很缓慢，使得隔直电容C2中的电压缓慢平滑的下降，也不会产生电压突变，大大降低了关机时的POP噪声，随着控制电压端Vc的电压慢慢下降，放电电流IDIS也慢慢变大，大大缩短了关机的时间。因此，本发明结构简单且能够有效抑制音频系统在开关机的时候形成的POP噪声。

Claims (5)

1.一种POP噪声抑制电路，用于一音频系统中，所述POP噪声抑制电路包括一隔直电容及一与所述隔直电容相连的负载，其特征在于：所述POP噪声抑制电路还包括一具有恒定的小电流的充电恒流源、一具有恒定的小电流的放电恒流源、一用于控制所述隔直电容中电压变化的控制电压端、一与所述控制电压端的电压成正比的第一电流源、一与所述控制电压端的电压成反比的第二电流源、一与所述充电恒流源及所述第一电流源相连的充电控制开关、一与所述放电恒流源及所述第二电流源相连的放电控制开关、一与所述控制电压端相连的滤波电容、一连接于所述控制电压端与所述隔直电容之间的音频系统放大器，所述充电控制开关与所述放电控制开关共同连接所述控制电压端，所述隔直电容中的电压在所述音频系统开机时平滑的上升，在所述音频系统关机时平滑的下降；所述充电恒流源为一第一场效应管，所述第一电流源包括一第三场效应管、一第四场效应管、一第五场效应管、一第一运算放大器、一第二运算放大器及一第一电阻，所述充电控制开关为一第十一场效应管，所述第一场效应管的栅极连接一第一偏置电压端，其漏极与所述第四场效应管的漏极及所述第十一场效应管的源级相连，所述第三场效应管的栅极、漏极与所述第四场效应管的栅极及所述第五场效应管的漏极相连；所述放电恒流源为一第二场效应管，所述第二电流源包括一第六场效应管、一第七场效应管、一第八场效应管、一第九场效应管、一第十场效应管、一第三运算放大器、一第四运算放大器及一第二电阻，所述放电控制开关为一第十二场效应管，所述第二运算放大器的一正相输入端与一基准电压相连，所述第二运算放大器的一反相输入端、一输出端、所述第十二场效应管的漏极、所述滤波电容的一端及所述音频系统放大器的一正相输入端共同连接所述控制电压端，所述滤波电容的另一端连接地端，所述第十二场效应管的栅极连接一放电电压控制端，其源级与所述第二场效应管的漏极及所述第十场效应管的漏极相连。

2.如权利要求1所述的POP噪声抑制电路，其特征在于：所述第一运算放大器的一正相输入端连接所述控制电压端，所述第一运算放大器的一反相输入端与所述第五场效应管的源级及所述第一电阻的一端相连，所述第一运算放大器的一输出端连接所述第五场效应管的栅极，所述第一电阻的另一端连接一地端，所述第十一场效应管的栅极连接一充电电压控制端，其漏极与所述第二运算放大器的一电压端相连。

3.如权利要求2所述的POP噪声抑制电路，其特征在于：所述第二场效应管的栅极连接一第二偏置电压端，所述第九场效应管的栅极、漏极及所述第十场效应管的栅极与所述第七场效应管的漏极相连，所述第六场效应管的栅极、漏极及所述第七场效应管的栅极与所述第八场效应管的漏极相连，所述第三运算放大器的一正相输入端与所述基准电压相连，所述第三运算放大器的一反相输入端与所述第八场效应管的源级及所述第二电阻的一端相连，所述第三运算放大器的一输出端与所述第八场效应管的栅极相连。

4.如权利要求3所述的POP噪声抑制电路，其特征在于：所述第四运算放大器的一正相输入端与所述控制电压端相连，所述第四运算放大器的一反相输入端、一输出端与所述第二电阻的另一端相连，所述音频系统放大器的一反相输入端、一输出端与所述隔直电容的一端相连，所述隔直电容的另一端与所述负载的一端相连，所述负载的另一端连接地端。

5.如权利要求4所述的POP噪声抑制电路，其特征在于：所述第一场效应管的源级、所述第三场效应管的源级、所述第四场效应管的源级、所述第六场效应管的源级及所述第七场效应管的源级共同连接一电源端，所述第二场效应管的源级、所述第九场效应管的源级及所述第十场效应管的源级共同连接地端。

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