CN103414444A - 一种声音输出控制方法、控制系统及智能移动终端 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种声音输出控制方法、控制系统及智能移动终端，所述声音输出控制系统中的音频功率放大器工作电压直接由电源装置的输出电压提供，该方法包括：侦测所述电源装置为音频功率放大器提供的当前工作电压；根据预先建立的工作电压与补偿增益值对应关系，确定所述当前工作电压对应的补偿增益值；控制在对音频信号进行解码过程中，对音频信号依据补偿增益值进行增益补偿，以使音频功率放大器根据经过增益补偿的解码后的音频信号进行功率放大处理。本发明实施例的方案能够在实现音量稳定的前提下，能够节约电路元件成本。

Description

一种声音输出控制方法、控制系统及智能移动终端

技术领域

本发明涉及声音输出控制领域，尤其涉及一种声音输出控制方法、控制系统及智能移动终端。

背景技术

目前，为了确保声音输出不受因为电池电量衰减等因素导致输入电压浮动的影响，都需要在音频功率放大器的电压输入端配有电压调节器。如图1所示的现有便携式电子产品的声音输出控制系统中，通过处理器将数字信号传送至音频音频解码器，经由音频音频解码器将声音做解码处理后，将声音信号传送至音频功率放大器，由音频功率放大器对声音信号做放大处理后，再由喇叭输出。而电源（对于便携式电子产品通常为电池）的电压可能会产生波动，为了防止电源装置电压直接供给音频功率放大器可能会造成声音信号的整体波动进而失真，在电源的输出端与音频功率放大器的电压输入端之间增加电压调节器，以稳定输入至音频功率放大器的电压。这就使得整个控制系统中增加了因为电压调节器产生的额外成本。

发明内容

本发明的目的在于提供一种声音输出控制方法、控制系统及智能移动终端，在保证音量稳定的前提下，省去了额外增加的电压调节器，且可以实现声音信号的动态调节。

本发明一方面提供一种声音输出控制方法，用于声音输出控制系统，所述声音输出控制系统中的音频功率放大器工作电压直接由电源装置的输出电压提供，该方法包括：

侦测所述电源装置为音频功率放大器提供的当前工作电压；

根据预先建立的工作电压与补偿增益值对应关系，确定所述当前工作电压对应的补偿增益值；

控制在对音频信号进行解码过程中，对音频信号依据补偿增益值进行增益补偿，以使音频功率放大器根据经过增益补偿的解码后的音频信号进行功率放大处理。

在一个优选的实施例中，所述音频功率放大器根据经过增益补偿的解码后的音频信号进行功率放大处理，以使音频功率放大器的输出功率为稳定的输出功率值。

在一个优选的实施例中，所述根据预先建立的工作电压与补偿增益值对应关系，确定所述当前工作电压对应的补偿增益值具体包括：

由所述音频功率放大器的稳定的输出功率值除以音频功率放大器的当前效率，得到音频功率放大器的目标输入功率；

以音频功率放大器的目标输入功率作为解码后的音频信号的目标输出功率，并通过解码增益映射关系，确定所述音频信号的目标输出功率对应的补偿增益值作为当前工作电压对应的补偿增益值。

在一个优选的实施例中，所述音频功率放大器的当前效率与音频功率放大器的当前工作电压以及音频功率放大器稳定的输出功率值有关，所述方法还包括：根据音频功率放大器的效率与音频功率放大器的工作电压以及音频功率放大器的输出功率之间的关系，由音频功率放大器的当前工作电压和稳定输出功率值Pu，确定所述音频功率放大器的当前效率。

在一个优选的实施例中，所述根据预先建立的工作电压与补偿增益值对应关系，确定所述当前工作电压对应的补偿增益值具体包括：

根据预先存储的包括至少一个工作电压与对应的补偿增益值映射表，查找到当前工作电压对应的补偿增益值。

本发明另一方面还提供一种声音输出控制系统，包括：处理器、音频功率放大器和音频解码器，所述音频功率放大器的工作电压直接由电源装置的输出电压提供，所述音频解码器对音频信号进行解码并输出至所述音频功率放大器中，所述音频功率放大器对输入的音频信号进行放大处理以驱动发声装置；所述处理器包括：

工作电压侦测单元，用于侦测电源装置为音频功率放大器提供的当前工作电压；

补偿增益值确定单元，用于根据预先建立的工作电压与补偿增益值对应关系，确定所述当前工作电压对应的补偿增益值；

增益补偿控制单元，用于控制音频解码器在对音频信号进行解码过程中，对音频信号依据补偿增益值进行增益补偿，以使音频功率放大器根据经过增益补偿的解码后的音频信号进行功率放大处理。

在一个优选的实施例中，所述音频功率放大器根据经过增益补偿的解码后的音频信号进行功率放大处理，以使音频功率放大器的输出功率为稳定的输出功率值。

在一个优选的实施例中，所述补偿增益值确定单元包括：

目标输出功率确定子单元，用于由所述音频功率放大器的稳定的输出功率值除以音频功率放大器的当前效率，得到音频功率放大器的目标输入功率，并将音频功率放大器的目标输入功率作为所述音频解码器的目标输出功率；

补偿增益值确定子单元，用于确定所述音频解码器的的目标输出功率对应的补偿增益值作为当前工作电压对应的补偿增益值。

在一个优选的实施例中，所述补偿增益值确定单元还包括：

当前效率确定子单元，用于根据音频功率放大器的效率与音频功率放大器的工作电压以及音频功率放大器的输出功率之间的关系，由音频功率放大器的当前工作电压和稳定输出功率值Pu，确定所述音频功率放大器的当前效率。

本发明再一方面还提供一种智能移动终端，其特征在于，包括：电源装置、音频功率放大器、处理器、音频解码器和发声装置；

其中，所述电源装置的电压输出端直接连接所述音频功率放大器的工作电压输入端，为所述音频功率放大器提供工作电压；

所述音频解码器的输出端与音频功率放大器的输入端相连，音频解码器将经过解码后的音频信号输出至音频功率放大器中；

所述音频功率放大器对经过解码后的音频信号进行放大处理，并输出至发声装置；

所述处理器的电压侦测端与电源装置的电压输出端相连，侦测电源装置为音频功率放大器提供的当前工作电压，并根据预先建立的工作电压与补偿增益值对应关系，确定所述当前工作电压对应的补偿增益值，向音频解码器发送增益补偿控制指令，以使音频解码器在对音频信号进行解码过程中，对音频信号依据补偿增益值进行增益补偿。

在一个优选的实施例中，所述音频功率放大器根据经过增益补偿的解码后的音频信号进行功率放大处理，以使音频功率放大器的输出功率为稳定的输出功率值。

在一个优选的实施例中，该移动智能终端内还包括存储器，用于预先存储包括至少一个工作电压和对应的补偿增益值的映射表，所述处理器由所述映射表查找所述音频功率放大器的当前工作电压对应的补偿增益值。

与现有技术相比，本发明在保证音量不受电源装置输出电压波动的影响下，省去了电压调节器，节省了电路元件成本，且由于本发明实施例中处理器根据音频功率放大器的当前工作电压控制编码器进行增益补偿，从而实现了声音信号的动态调节。

附图说明

图1为现有技术中的便携式电子产品的声音输出控制系统示意图；

图2为本发明实施例一提供的声音输出控制方法的示意图；

图3为本发明实施例一中的音频功率放大器的效率与工作电压和输出功率值之间的关系曲线图；

图4为本发明实施例一中的声音输出控制系统的示意图；

图5为本发明实施例二提供的智能移动终端的示意图。

具体实施方式

为使对本发明的目的、构造、特征、及其功能有进一步的了解，兹配合实施例详细说明如下。

实施例一

图2示出了本发明一个实施例提供的声音输出控制方法的示意图，本发明实施例中的声音输出控制方法应用于声音输出控制系统，该声音输出控制系统中的音频功率放大器的工作电压VDD直接由电源装置的输出电压Vbat提供，不再由电压调节器将电源装置输出的电压进行稳压调节后再输出给音频功率放大器。为了解决电源装置直接为音频功率放大器提供的工作电压不稳的问题，本发明实施例中在音频解码器进行解码的过程中针对工作电压进行增益补偿。具体包括如下步骤：

步骤S201：侦测电源装置为音频功率放大器提供的当前工作电压VDD。

步骤S202：根据预先建立的工作电压与补偿增益值的对应关系，确定当前工作电压VDD对应的补偿增益值。

步骤S203：控制在对音频信号进行解码的过程中，对解码后的音频信号根据补偿增益值进行增益补偿，以使音频功率放大器根据经过增益补偿的解码后的音频信号进行功率放大处理。

由于本发明实施例中，根据音频功率放大器的当前工作电压在解码过程中进行增益补偿，以使音频功率放大器接收到的音频信号已经被增益补偿过，进而使音频功率放大器的输出功率不受当前工作电压的影响。

在实际中，可以预先设定一个音频功率放大器的稳定的输出功率值Pu，为音频功率放大器设置的稳定输出功率值Pu在实际中可以参考其驱动的发声装置的性能参数规格进行设定，例如可以由发声装置发出声音的分贝数决定音频放大器的稳定输出功率值Pu，以发声装置为音箱为例，在音箱产品设计时已经针对该音箱需要多少分贝的音量输出设定了分贝数的规格，测试人员或者研发人员可以通过改变音频放大器的输出功率值，致使音箱输出的分贝数达到预先设定的分贝数规格，此时对应的音频放大器的输出功率值就确定为该音频放大器的稳定输出功率值Pu。

通过本发明实施例的方法，音频功率放大器根据经过增益补偿的解码后的音频信号进行功率放大处理后，使得音频功率放大器的输出功率维持为该稳定的输出功率值Pu。

上述根据预先建立的工作电压与补偿增益值对应关系，确定当前工作电压对应的补偿增益值，可以采用实时计算的方式确定；也可以预先根据计算公式计算并存储多个工作电压与对应的补偿增益值的映射表，在确定补偿增益值时只需要通过查表获得当前工作电压对应的补偿增益值。以下详细说明上述两种确定补偿增益值的方式的具体实现。

方式一：通过实时计算获得当前工作电压对应的补偿增益值。

在确定对应的补偿增益值前，已知的量是为音频功率放大器设定的稳定输出功率值Pu，音频功率放大器的输出功率与音频功率放大器的输入功率的比值为音频功率放大器的效率，音频功率放大器的效率不是一个恒定的值，它与音频功率放大器的输出功率以及工作电压都有关，这种关系可以称作效率曲线。每个音频功率放大器具有自身的效率曲线，该效率曲线表征了在不同工作电压下音频功率放大器的效率随着音频功率放大器的输出功率的变化情况。在实际中，该功率曲线的一个例子为图3中示出的情况。其中在给定工作电压下，音频功率放大器的效率随着其输出功率的增大而增大；而在相同的输出功率下，音频功率放大器的工作电压越高，效率越高。

步骤A：由音频功率放大器的稳定输出功率值Pu除以音频功率放大器的当前效率E，得到音频功率放大器的目标输入功率Pia。

因为音频功率放大器的效率与音频功率放大器的工作电压和音频功率放大器的输出功率值有关，例如图3示了音频功率放大器的一种具体的效率曲线，每条效率曲线对应的音频功率放大器的工作电压不同。在计算音频功率放大器的目标输入功率Pia之前，首先需要确定音频功率放大器的当前效率，因此在执行步骤A之前，优选地还执行：根据音频功率放大器的效率与音频功率放大器的工作电压以及音频功率放大器输出功率之间的关系，由音频功率放大器的当前工作电压和稳定输出功率值Pu，确定音频功率放大器的当前效率E。

举例说明，在电源装置最初电量充足时，提供给音频功率放大器的工作电压为5V，根据要求音频功率放大器的输出功率设定为585.6mW，即稳定输出功率为585.6mW，通过效率曲线得到在该工作电压和输出功率的条件下，效率为86%，因此音频功率放大器的输入功率需要为680.9mW，即585.6mW/86%。随着电源装置的电量消耗，电源装置目前提供给音频功率放大器的工作电压下降为3.6V，为了稳定输出音量不变，音频功率放大器的输出功率仍然需要维持为585.6mW不变，通过图3示出的效率曲线，得到在工作电压为3.54V，且输出功率为585.6mW的当前效率为85%。由音频功率放大器的稳定输出功率585.6mW除以当前效率85%得到此时音频功率放大器的目标输入功率Pia为688.9mW，即585.6mW/85%。

步骤B：以音频功率放大器的目标输入功率Pia作为解码后的音频信号的目标输出功率Poc，通过解码增益映射关系，确定解码后的音频信号的目标输出功率Poc对应的补偿增益值，作为当前工作电压对应的补偿增益值。

通常解码器的输出功率大小主要是由内部的音量前级放大与音量后级放大控制来控制的，而解码器的输出信号就是解码后的音频信号的输出功率，所以在确定了上述解码后的音频信号的输出功率后，可以通过调整解码器的前级放大增益和/或后级放大增益来实现解码过程的补偿增益。

这里的解码增益映射关系为在解码过程中，解码后的音频信号的输出功率与解码过程的补偿增益值的对应关系，可以通过采取映射表的形式进行预先存储，也可以以算法的方式实时计算。当同时采用解码器的前级放大增益和后级放大增益对解码过程进行补偿增益时，解码后的音频信号的输出功率与解码过程的补偿增益值的对应关系映射表的形式可以为下表：

解码后的音频信号的输出功率	前级放大增益	后级放大增益
			Pi1	A1	A2
Pi2	A3	A4

方式二：通过工作电压与补偿增益值的映射表，确定音频功率放大器的当前工作电压对应的补偿增益值。

方式一中采用了实时计算的方式由音频功率放大器的当前工作电压、稳定输出功率值Pu、效率曲线逐步计算确定出对应的补偿增益值，该过程也表明了音频功率放大器的工作电压、稳定输出功率值Pu、效率曲线与补偿增益值之间的对应逻辑，基于该对应逻辑，可以预先存储由工作电压、稳定输出功率值Pu、效率和对应的补偿增益值组成的映射表中，而在确定当前工作电压对应的补偿增益值时，只需要通过查映射表的方式获得。在实际中，上述映射表中的效率可以由音频功率放大器在工作电压下为输出稳定输出功率值Pu而所需的输入功率，该映射表的形式可以为下表示出的内容。

此外，当上述映射表所存储的工作电压和对应的补偿增益值的样本数量较少时，可能会出现无法精确地找到与音频功率放大器的当前工作电压完全相同的工作电压样本（可以称为匹配不成功），此时可以再进行类似方式一的实时计算的方式计算对应的补偿增益值，优选地还可以将该实时计算出的补偿增益值补充存储入映射表中，以使后续再进行查找映射表的过程时，增大匹配成功的几率；对于匹配不成功，除了实时计算的方式，还可以采用就近匹配的原则，例如从映射表中选择最靠近当前工作电压值的工作电压，将最近的工作电压对应的补偿增益值作为最终确定的对应的补偿增益值。

图4示出了本发明实施例一相应提供的一种声音输出控制系统的示意图，该系统包括处理器303、音频功率放大器302和音频解码器304，其中，音频功率放大器302的工作电压直接由电源装置301的输出电压提供，音频解码器304对音频信号进行解码并输出至音频功率放大302器中，音频功率放大器302对输入的音频信号进行放大处理，以驱动发声装置。其中，处理器303包括：

工作电压侦测单元3031，用于侦测电源装置301为音频功率放大器302提供的当前工作电压；

补偿增益值确定单元3032，用于根据预先建立的工作电压与补偿增益值对应关系，确定所述当前工作电压对应的补偿增益值；

增益补偿控制单元3033，用于控制音频解码器304在对音频信号进行解码过程中，对解码后的音频信号依据补偿增益值进行增益补偿，以使音频功率放大器302根据经过增益补偿的解码后的音频信号进行功率放大处理。

其中，音频功率放大器302根据经过增益补偿的解码后的音频信号进行功率放大处理，以使音频功率放大器302的输出功率为稳定的输出功率值。

当确定补偿增益值采用实时计算的方式时，补偿增益值确定单元3032包括：

目标输出功率确定子单元3032b，用于由所述音频功率放大器302的稳定输出功率值除以音频功率放大器302的当前效率，得到音频功率放大器302的目标输入功率，并将音频功率放大器302的目标输入功率作为所述音频解码器304的目标输出功率；

补偿增益值确定子单元3032c，用于确定所述音频解码器304的的目标输出功率对应的补偿增益值作为当前工作电压对应的补偿增益值。

进一步地，为了确定音频功率放大器302的当前效率，在补偿增益值确定单元3032中还包括：当前效率确定子单元3032a，用于根据音频功率放大器302的效率与音频功率放大器302的工作电压以及音频功率放大器302的输出功率之间的关系，由音频功率放大器302的当前工作电压和稳定输出功率值Pu，确定所述音频功率放大器302的当前效率。

本实施例中的方案在保证音量不受电源装置输出电压波动的影响下，省去了电压调节器，节省了电路元件成本，且由于本发明实施例中处理器303根据音频功率放大器302的当前工作电压控制编码器进行增益补偿，从而实现了声音信号的动态调节。

实施例二

图5示出了本发明的另一个实施例提供的一种智能移动终端的结构示意图，该智能移动终端在实际应用中可以为手机、平板电脑、PDA等。

如图5所示，该智能移动终端包括电源装置401（可以为电池）、音频功率放大器402、处理器403（可以为CPU）、音频解码器404和发声装置405（可以为扬声器或者耳机）。

其中，电源装置401的电压输出端直接连接音频功率放大器402的工作电压输入端，为音频功率放大器402提供工作电压。音频解码器404的输出端与音频功率放大器402的输入端相连，音频解码器404将经过解码后的音频信号输出至音频功率放大器402中，音频功率放大器402对经过解码后的音频信号进行放大处理，并输出至发声装置405。

处理器403的电压侦测端与电源装置401的电压输出端相连，用于侦测电源装置401为音频功率放大器402提供的当前工作电压。处理器403还根据预先建立的工作电压与补偿增益值对应关系，确定所述当前工作电压对应的补偿增益值，并向音频解码器404发送增益补偿控制指令，以使音频解码器404在对音频信号进行解码过程中，对音频信号依据补偿增益值进行增益补偿。

可以预先设定一个音频功率放大器的稳定的输出功率值Pu，音频功率放大器402根据经过增益补偿的解码后的音频信号进行功率放大处理后，使得音频功率放大器402的输出功率维持为该稳定的输出功率值Pu。

根据预先建立的工作电压与补偿增益值对应关系，确定当前工作电压对应的补偿增益值，可以采用实时计算的方式确定；也可以预先根据计算公式计算并存储多个工作电压与对应的补偿增益值的映射表，在确定补偿增益值时只需要通过查表获得当前工作电压对应的补偿增益值。其中实时计算的方式和映射表的实现方式与实施例一中的两种相应的方式相同，这里不再赘述。

当采用查找映射表的实现方式来确定音频功率放大器的当前工作电压对应的补偿增益值时，本实施例中的智能移动终端中还可以包括存储器，该存储器预先存储包括至少一个工作电压和对应的补偿增益值的映射表，处理器403由上述映射表查找音频功率放大器402的当前工作电压对应的补偿增益值。

本发明已由上述相关实施例加以描述，然而上述实施例仅为实施本发明的范例。必需指出的是，已揭露的实施例并未限制本发明的范围。相反地，在不脱离本发明的精神和范围内所作的更动与润饰，均属本发明的专利保护范围。

Claims (12)

1.一种声音输出控制方法，用于声音输出控制系统，其特征在于，所述声音输出控制系统中的音频功率放大器工作电压直接由电源装置的输出电压提供，该方法包括：

侦测所述电源装置为音频功率放大器提供的当前工作电压；

根据预先建立的工作电压与补偿增益值对应关系，确定所述当前工作电压对应的补偿增益值；

控制在对音频信号进行解码过程中，对音频信号依据补偿增益值进行增益补偿，以使音频功率放大器根据经过增益补偿的解码后的音频信号进行功率放大处理。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述音频功率放大器根据经过增益补偿的解码后的音频信号进行功率放大处理，以使音频功率放大器的输出功率为稳定的输出功率值。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据预先建立的工作电压与补偿增益值对应关系，确定所述当前工作电压对应的补偿增益值具体包括：

由所述音频功率放大器的稳定的输出功率值除以音频功率放大器的当前效率，得到音频功率放大器的目标输入功率；

以音频功率放大器的目标输入功率作为解码后的音频信号的目标输出功率，并通过解码增益映射关系，确定所述音频信号的目标输出功率对应的补偿增益值作为当前工作电压对应的补偿增益值。

4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述音频功率放大器的当前效率与音频功率放大器的当前工作电压以及音频功率放大器稳定的输出功率值有关，所述方法还包括：根据音频功率放大器的效率与音频功率放大器的工作电压以及音频功率放大器的输出功率之间的关系，由音频功率放大器的当前工作电压和稳定输出功率值，确定所述音频功率放大器的当前效率。

5.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据预先建立的工作电压与补偿增益值对应关系，确定所述当前工作电压对应的补偿增益值具体包括：

根据预先存储的包括至少一个工作电压与对应的补偿增益值的映射表，查找到当前工作电压对应的补偿增益值。

6.一种声音输出控制系统，其特征在于，包括：处理器、音频功率放大器和音频解码器，所述音频功率放大器的工作电压直接由电源装置的输出电压提供，所述音频解码器对音频信号进行解码并输出至所述音频功率放大器中，所述音频功率放大器对输入的音频信号进行放大处理以驱动发声装置；所述处理器包括：

工作电压侦测单元，用于侦测电源装置为音频功率放大器提供的当前工作电压；

补偿增益值确定单元，用于根据预先建立的工作电压与补偿增益值对应关系，确定所述当前工作电压对应的补偿增益值；

增益补偿控制单元，用于控制音频解码器在对音频信号进行解码过程中，对音频信号依据补偿增益值进行增益补偿，以使音频功率放大器根据经过增益补偿的解码后的音频信号进行功率放大处理。

7.如权利要求6所述的声音输出控制系统，其特征在于，所述音频功率放大器根据经过增益补偿的解码后的音频信号进行功率放大处理，以使音频功率放大器的输出功率为稳定的输出功率值。

8.如权利要求7所述的声音输出控制系统，其特征在于，所述补偿增益值确定单元包括：

目标输出功率确定子单元，用于由所述音频功率放大器的稳定的输出功率值除以音频功率放大器的当前效率，得到音频功率放大器的目标输入功率，并将音频功率放大器的目标输入功率作为所述音频解码器的目标输出功率；

补偿增益值确定子单元，用于确定所述音频解码器的的目标输出功率对应的补偿增益值作为当前工作电压对应的补偿增益值。

9.如权利要求8所述的声音输出控制系统，其特征在于，所述补偿增益值确定单元还包括：

当前效率确定子单元，用于根据音频功率放大器的效率与音频功率放大器的工作电压以及音频功率放大器的输出功率之间的关系，由音频功率放大器的当前工作电压和稳定输出功率值Pu，确定所述音频功率放大器的当前效率。

10.一种智能移动终端，其特征在于，包括：电源装置、音频功率放大器、处理器、音频解码器和发声装置；

其中，所述电源装置的电压输出端直接连接所述音频功率放大器的工作电压输入端，为所述音频功率放大器提供工作电压；

所述音频解码器的输出端与音频功率放大器的输入端相连，音频解码器将经过解码后的音频信号输出至音频功率放大器中；

所述音频功率放大器对经过解码后的音频信号进行放大处理，并输出至发声装置；

所述处理器的电压侦测端与电源装置的电压输出端相连，侦测电源装置为音频功率放大器提供的当前工作电压，并根据预先建立的工作电压与补偿增益值对应关系，确定所述当前工作电压对应的补偿增益值，向音频解码器发送增益补偿控制指令，以使音频解码器在对音频信号进行解码过程中，对音频信号依据补偿增益值进行增益补偿。

11.如权利要求10所述的智能移动终端，其特征在于，所述音频功率放大器根据经过增益补偿的解码后的音频信号进行功率放大处理，以使音频功率放大器的输出功率为稳定的输出功率值。

12.如权利要求11所述的智能移动终端，其特征在于，还包括存储器，用于预先存储包括至少一个工作电压和对应的补偿增益值的映射表，所述处理器由所述映射表查找所述音频功率放大器的当前工作电压对应的补偿增益值。

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