CN102361504B

CN102361504B - 一种动态降功率电路及电子设备

Info

Publication number: CN102361504B
Application number: CN 201110135273
Authority: CN
Inventors: 代文化
Original assignee: Shenzhen Skyworth RGB Electronics Co Ltd
Current assignee: Shenzhen Skyworth RGB Electronics Co Ltd
Priority date: 2011-05-24
Filing date: 2011-05-24
Publication date: 2013-06-12
Anticipated expiration: 2031-05-24
Also published as: CN102361504A

Abstract

本发明适用于电子技术领域，提供了一种动态降功率电路及电子设备，所述动态降功率电路包括：检测电路，用于接收第一音频信号，对所述第一音频信号取样调整后与基准信号比较形成检测信号；以及主控电路，用于根据所述检测信号启动降功率控制或释放功率输出，输出第二音频信号。本发明对输入的第一音频信号取样调整后与基准信号作比较形成检测信号，而后根据该检测信号启动降功率控制或释放功率输出，输出第二音频信号至音频放大电路等，实现电子设备音频输出动态地降功率，限制超出设计值，音频放大电路、音箱、喇叭等的设计余量大为减小或甚至可减为零，电路设计简单，成本极低，而在音质和效果不受影响的情况下，降低了设计成本保护了音箱等。

Description

一种动态降功率电路及电子设备

技术领域

本发明属于电子技术领域，尤其涉及一种动态降功率电路及电子设备。

背景技术

现在在电视、家庭影院、功率放大器等音视频多媒体产品中：

一、没有使用动态降功率电路方案设计，不能保护喇叭和音箱，同时喇叭和音箱的设计余量较大，成本较高；

二、采用专用集成电路来检测音频输出，动态降功率，从而达到保护喇叭或音箱，但设计繁琐，成本较高。

发明内容

本发明实施例的目的在于提供一种动态降功率电路，旨在解决现有动态降功率电路需采用专用集成电路来检测音频输出，设计复杂，成本较高的问题。

本发明实施例是这样实现的，一种动态降功率电路，包括：

检测电路，用于接收第一音频信号，对所述第一音频信号取样调整后与基准信号比较形成检测信号；以及

主控电路，用于根据所述检测信号启动降功率控制或释放功率输出，输出第二音频信号；

其中，所述主控电路维持音频通道的最大功率第一周期后，控制所述最大功率使其降至次大功率输出；

维持所述次大功率第二周期后，控制所述次大功率使其降至较小功率输出；

维持所述较小功率第三周期后，释放所述较小功率使其升至所述次大功率输出；

于所述次大功率与较小功率间循环，直至降功率控制结束；

所述最大功率为音频设备输出失真范围为10%～30%时的输出功率，所述次大功率为音频设备输出失真范围为0～10%时的输出功率，所述较小功率为所述最大功率的50%。

本发明实施例的另一目的在于提供一种电子设备，所述电子设备具有上述动态降功率电路。

本发明实施例对输入的第一音频信号取样调整后与基准信号作比较形成检测信号，而后根据该检测信号启动降功率控制或释放功率输出，输出第二音频信号至音频放大电路等，实现电子设备音频输出动态地降功率，限制超出设计值，音频放大电路、音箱、喇叭等的设计余量大为减小或甚至可减为零，电路设计简单，成本极低，且音质和效果不受影响而又保护了音箱等。

附图说明

图1是本发明实施例提供的动态降功率电路的原理框图；

图2是本发明较佳实施例提供的动态降功率电路的原理框图；

图3是本发明较佳实施例提供的动态降功率电路的电路图；

图4是主控电路动态降功率原理图；

图5是本发明较佳实施例提供的动态降功率电路的测试图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明实施例对输入的第一音频信号取样调整后与基准信号作比较形成检测信号，而后根据该检测信号启动降功率控制或释放功率输出，输出第二音频信号至音频放大电路等，实现电子设备音频输出动态地降功率，限制超出设计值，音频放大电路、音箱、喇叭等的设计余量大为减小或甚至减为零，电路设计简单，且音质和效果不受影响而又保护了音箱等。

本发明实施例提供的动态降功率电路包括：

主控电路，用于根据所述检测信号启动降功率控制或释放功率输出，输出第二音频信号。

本发明实施例提供的电子设备具有上述动态降功率电路。

以下结合具体实施例对本发明的实现进行详细描述。

图1示出了本发明实施例提供的动态降功率电路的原理框图，为了便于说明，仅示出了与本发明实施例相关的部分。

该动态降功率电路包括主控电路1和检测电路2，其中检测电路2接收第一音频信号，对该第一音频信号取样调整后与基准信号比较形成检测信号，主控电路1根据该检测信号启动降功率控制或释放功率输出，输出第二音频信号至音频放大电路等，实现电子设备音频输出动态地降功率，限制超出设计值，音频放大电路、音箱、喇叭等的设计余量大为减小或甚至可减为零，电路设计简单，成本极低，而音质和效果不受影响又保护了音箱等。

通常，该检测信号为高低电平，由取样调整后的第一音频信号的动态电压与基准电压Vcc比较后产生，该基准电压Vcc一般为3.0V。而该第一音频信号具有多个通道，例如前置左通道FL、前置右通道FR、中置通道CEN、环绕后置左通道SL、环绕后置右通道SR、超重低音通道SUB等。

本发明实施例中检测信号为低电平时，主控电路1启动降功率控制。该检测信号为高电平时，该主控电路1释放功率输出。由此可知，本实施例采用的控制方式为高放低控。显然，该控制方式还可为高控低放，只要和动态降功率检测电路形成的检测信号相匹配即可。

具体地，上述主控电路1包括主芯片和外围电路，检测电路2包括比较电路21和取样电路23，如图2所示。该取样电路23接收第一音频信号，对该第一音频信号各通道进行实时取样，在音频通道的最大输出幅度有效值超出其取样电压的关键点时，输出取样信号。该比较电路21接收该取样信号，将其与基准信号比较后形成输出至主芯片的检测信号，由主芯片做如图4所示的功率输出控制。

进一步地，该比较电路21与取样电路23之间还设有将该取样信号调整为能与基准信号相比较的比较信号的调整电路22，以避免输出至比较电路21的电流和电压过大。假定该比较信号的电压为V6，该基准信号的电压为V5；V6＞V5时，输出的检测信号为低电平；V6≤V5时，输出的检测信号为高电平。

如图3所示，在音频输出电路端口接上各对应参数的取样电路，取样电路的参数根据各个音频输出频率范围确定，不得影响其频率输出响应。取样电路对多通道输出的最大信号做出了取样，对取样信号进行调整后与基准信号在比较电路中进行比较形成检测信号TOP。

为体现音频设备的输出功率和实际音响的效果，根据音频输出的总功率定义每个音频输出通道的最大功率，才去定义取样电路的参数。在此引入几个关键额定功率概念，ROP（Rated Output Power）为额定输出功率，ROP(THD30%)是音频设备输出失真范围为10%～30%时的输出功率（最大功率），即A点的最大功率。图四BC段T2周期和FG段T6周期的输出功率是音频设备通常工作失真范围为0～10%时的输出功率（次大功率），即ROP(THD10%)功率。图四DE段T4周期的输出功率为50%*ROP(THD30%)功率（较小功率）。T1、T2、T3、T5、T6周期根据实际音响效果定义为相同的特定值，如10秒钟等。T4降功率实现阶段通常定义为其降功率稍长的周期，为1.5～2倍等，通常采用18秒钟，以达进一步降功率。

为了测试降功率电路系统，需要把机器音量设置为最大或接近最大音量。最大功率ROP(THD30%)维持第一周期（15秒钟）后，主控电路从A点用T1（10秒）时间把最大功率ROP(THD30%)降为次大功率ROP(THD10%)B点（降3dB分6次完成），次大功率ROP(THD10%)维持T2时间（即第二周期BC段为10秒钟）后，继续降功率。当主控电路收到的控制信号TOP为低电平L，主控电路从C点用10秒钟T3时间降为较小功率50%*ROP(THD30%)至D点（降3dB分6次完成）。在D点主控电路收到高电平检测信号H，此时D点的功率为50%*ROP(30%)，主控电路维持18秒钟（T4时间即第三周期）的较小功率50%*ROP(30%)后至E点释放功率输出。经过10秒钟（T5时间）至F点时，F点的功率为次大功率ROP(THD10%)（升3dB分6次完成），此时主控电路收到低电平检测信号L，维持与BC段一样开始往复BG过程，直至结束。

基于本动态降功率电路方案，在各种电子设备，特别是家庭影院系统上得以实现和应用。选取整机输出最大功率ROP(THD30%)为300W，次大功率ROP(THD10%)为240W，以上功率均系RMS有效功率值。采用本动态降功率电路设计方案，即可按下表进行功率配置和测试定义。在保证品质的情况下，音频放大电路和音箱的设计余量几乎为零，使得总成本降低10%。

本发明实施例中第一音频信号具有六个通道，现以其中一个通道说明原理和实施过程。如前置右声道FR，在ROP(THD30%)输出功率为37.5W，此时最大输出幅度有效值为12.25V。在ROP(THD10%)输出功率为30W,此时最大输出幅度有效值为10.95V。设置在最大功率ROP(THD30%)时机器会自动维持15秒钟即降为ROP(THD10%)输出功率，所以取有效值11V作为取样电压的关键点。这样对第一音频信号各通道进行实时取样，于音频通道的最大输出幅度有效值超出11V时，输出取样信号。

设置主控电路收到的检测信号TOP为低电平L（0～0.8V）时启动降功率控制；检测信号TOP为高电平H(2.75～3.5V)时不做功率控制，即释放功率输出。

设置音量为较大音量30（最大音量为40，使用最大音量的75%或最大），机器最大功率ROP(THD30%)37.5W时机器自动维护15秒钟即降为次大功率ROP(THD10%)30W输出，到达图四B点，实现图四AB段的效果。主控电路控制次大功率ROP(THD10%)30W，使其在次大功率ROP(THD10%)30W维持10秒钟，实现图四中BC段的效果。通过取样电路对动态的交流信号做取样，在调整电路中调整成略大于基准信号V5(3.0V)的比较信号V6（3.2-3.4V），通过比较电路输出低电平检测信号TOP，即当V6>V5时，输出至主控电路的检测信号TOP为低电平L（0-0.8V）。主控电路收到该低电平检测信号TOP后，控制输出功率使其从C点用10秒钟时间降至50%*ROP(THD30%)18.75W（降3dB分6次完成），即降至D点。此时检测信号TOP为高电平H(2.75-3.5V)，即V6<=V5时，主控电路收到该高电平检测信号TOP后维持18秒钟后至E点即释放功率输出。经10秒钟至F点，F点的功率为ROP(THD10%)30W（升3dB分6次完成），此时主控电路收到低电平检测信号L，即V6>V5时，主控电路维持与BC段一样开始往复BG过程，直至结束，达到动态降功率功能和效果，原理如图4所示，实际测试如图5所示。

取样电路中六个通道并联，这样可以取六个通道中最大输出幅度有效值超出其取样关键点的电压经调整后与基准电压相比较。注意取样电路中电容容量的选取，在不同音频输出通道要求输出的音频信号是不同的。如机器重低音为30～150Hz，选取的电容就要大些；前置、后置和中置设为150～20KHz，则选取相同参数的电容。

本发明实施例对输入的第一音频信号取样调整后与基准信号作比较形成检测信号，而后根据该检测信号启动降功率控制或释放功率输出，输出第二音频信号至音频放大电路等，实现电子设备音频输出动态地降功率，限制超出设计值，音频放大电路、音箱、喇叭等的设计余量大为减小或甚至可减为零，电路设计简单，成本极低，而音质和效果不受影响。同时，使维持较小功率的周期较长，以达进一步降功率。此外，升降功率均分为6次完成，以保证音响效果。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种动态降功率电路，其特征在于，所述电路包括：

于所述次大功率与较小功率间循环，直至降功率控制结束；

2.如权利要求1所述的动态降功率电路，其特征在于，所述检测信号为高低电平，由取样调整后的第一音频信号的动态电压与基准电压比较后产生；

所述检测信号为低电平时，所述主控电路启动降功率控制；

所述检测信号为高电平时，所述主控电路释放功率输出。

3.如权利要求2所述的动态降功率电路，其特征在于，所述检测信号的低电平为0～0.8V，高电平为2.75～3.5V；所述基准电压为3.0V。

4.如权利要求1、2或3所述的动态降功率电路，其特征在于，所述第一周期为12～18s，第二周期为7～13s，第三周期为15～21s，其中由所述最大功率降至次大功率的时长为7～13s，由所述次大功率降至较小功率的时长为7～13s，由所述较小功率升至次大功率的时长为7～13s。

5.如权利要求4所述的动态降功率电路，其特征在于，由所述最大功率降至次大功率分6次完成，两者相差3dB；由所述次大功率降至较小功率分6次完成，两者相差3dB；由所述较小功率升至次大功率分6次完成，两者相差3dB。

6.如权利要求5所述的动态降功率电路，其特征在于，所述检测电路包括：

取样电路，用于接收第一音频信号，对所述第一音频信号各通道进行实时取样，于音频通道的最大输出幅度有效值超出其取样电压的关键点时，输出取样信号；

比较电路，用于接收所述取样信号，将其与基准信号比较，输出检测信号。

7.如权利要求6所述的动态降功率电路，其特征在于，所述取样电路与比较电路之间还设有将所述取样信号调整为能与基准信号相比较的比较信号的调整电路。

8.如权利要求7所述的动态降功率电路，其特征在于，所述比较信号的电压为V6，所述基准信号的电压为V5；

V6＞V5时，所述检测信号为低电平；

V6≤V5时，所述检测信号为高电平。

9.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备具有如权利要求1～8中任一项所述的动态降功率电路。