CN104703110B - 喇叭状态诊断电路 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种喇叭状态诊断电路，包括：第一开关器件，其第一端与电源端电连接，其第二端连接喇叭的第一输入端，其控制端接收控制信号；第二开关器件；其第一端连接所述喇叭的第二输入端，其第二端与地端电连接，其控制端接收所述控制信号；第一电阻，串联在所述第一开关器件的第一端与电源端的通路上或者所述第二开关器件的第二端与地端的通路上；其中，所述控制信号使所述第一开关器件和第二开关器件处于导通状态时，所述第一电阻与所述第一开关器件或第二开关器件的连接节点输出诊断信号。本发明能够以较为简单的方式检测喇叭的连接状态。

Description

喇叭状态诊断电路

技术领域

本发明涉及一种喇叭状态诊断电路。

背景技术

用户在使用带有音频输出的电子产品时，比如手机、平板电脑或者车载设备等，常常会遇到喇叭没有声音的情况。此时，用户通常无法确定是喇叭没有连接好还是其他电路方面的原因，常常不知所措，从而影响电子产品的正常使用。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种喇叭状态诊断电路，能够以较为简单的方式检测喇叭的连接状态。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种喇叭状态诊断电路，包括：

第一开关器件，其第一端与电源端电连接，其第二端连接喇叭的第一输入端，其控制端接收控制信号；

第二开关器件，其第一端连接所述喇叭的第二输入端，其第二端与地端电连接，其控制端接收所述控制信号；

第一电阻，串联在所述第一开关器件的第一端与电源端的通路上或者所述第二开关器件的第二端与地端的通路上；

其中，所述控制信号使所述第一开关器件和第二开关器件处于导通状态时，所述第一电阻与所述第一开关器件或第二开关器件的连接节点输出诊断信号。

根据本发明的一个实施例，所述第一电阻的电阻值不超过所述喇叭阻抗的10倍。

根据本发明的一个实施例，所述第一开关器件的控制端和/或所述第二开关器件的控制端经由第二电阻接收所述控制信号。

根据本发明的一个实施例，所述第二电阻的电阻值大于等于1KΩ。

根据本发明的一个实施例，所述电源端的电压小于等于1V。

根据本发明的一个实施例，所述第一开关器件和第二开关器件为功率三极管，所述第一开关器件和第二开关器件的第一端为功率三极管的发射极，所述第一开关器件和第二开关器件的第二端为功率三极管的集电极，所述第一开关器件和第二开关器件的控制端为功率三极管的基极。

根据本发明的一个实施例，该诊断电路还包括：与所述第一开关器件的第一端相连的检测电路，对所述诊断信号进行检测。

根据本发明的一个实施例，该诊断电路还包括：与所述检测电路相连的显示装置和/或报警电路。

根据本发明的一个实施例，在喇叭正常工作时，所述控制信号使所述第一开关器件和第二开关器件处于关断状态。

根据本发明的一个实施例，该电路还包括：第三电阻，其第一端连接所述喇叭的第二输入端，其第二端连接地端。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

本发明实施例的喇叭状态诊断电路中的第一开关器件、喇叭和第二开关器件形成串联回路，第一电阻串联在第一开关器件与电源端之间或者第二开关器件与地端之间，在第一开关器件和第二开关器件处于导通状态时，可以通过第一电阻与第一或第二开关器件的连接节点输出的诊断信号判断喇叭当前处于正常连接、开路还是短路状态；在第一开关器件和第二开关器件处于关断状态时，喇叭可以正常工作而不受影响。

附图说明

图1是本发明第一实施例的喇叭状态诊断电路的电路结构示意图。

图2是本发明第二实施例的喇叭状态诊断电路的电路结构示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施例和附图对本发明作进一步说明，但不应以此限制本发明的保护范围。

参考图1，第一实施例的喇叭状态诊断电路主要包括第一开关器件Q1和第二开关器件Q2，另外还可以包括检测电路和/或显示装置。该诊断电路可以设置在喇叭10以及驱动喇叭10的音频功放11之间，用于诊断喇叭10的连接状态，判断喇叭10是处于正常连接、开路还是短路状态。

作为一个优选的实施例，该第一开关器件Q1和第二开关器件Q2为功率三极管，更加具体而言是NPN功率三极管。

其中，第一开关器件Q1的第一端（也就是功率三极管的集电极）经由第一电阻R1与电源端Vcc电连接，第一开关器件Q1的第二端（也就是功率三极管的发射极）与喇叭10的第一输入端相连，第一开关器件Q1的控制端（也就是功率三极管的基极）接收控制信号CTRL。作为一个优选的实施例，该第一开关器件Q1的控制端经由第二电阻R2接收控制信号CTRL。

第二开关器件Q2的第一端（也就是功率三极管的集电极）与喇叭10的第二输入端电连接，第二开关器件Q2的第二端（也就是功率三极管的发射极）与地端GND相连，第二开关器件Q2的控制端（也就是功率三极管的基极）接收控制信号CTRL。作为一个优选的实施例，该第二开关器件Q2的基极和第一开关器件Q1的基极相连，也经由第二电阻R2接收控制信号CTRL。

进一步而言，第一电阻R1的电阻值与喇叭10的阻抗相比不能太大，优选为不超过喇叭10的阻抗的10倍。在一个非限制性的实例中，喇叭10的阻抗为4欧姆，第一电阻R1的电阻值相应地优选为33欧姆。

第二电阻R2可以起到限制基极电流、保护器件的作用，其电阻值优选为大于等于1KΩ。在一个非限制性的实例中，第二电阻R2的电阻值为1KΩ。

作为一个优选的实施例，喇叭10的第二输入端还可以经由第三电阻R3接地。

本领域技术人员应当理解，虽然在图1所示的示例中第一电阻R1、第二电阻R2以及第三电阻R3是单个电阻，但其可以是由多个电阻通过串联、并联等方式形成的电阻网络，其等效为一个电阻。

对于三极管而言，集电极的电流越大，导通阻抗就越大，而过大的导通阻抗（大到可以和喇叭10的阻抗以及第一电阻R1相比拟）会影响检测结果的准确性。为了降低这种影响，优选采用如下手段：诊断电路的供电尽量采用低电压，如此不会由于电流过大，造成在第一电阻R1、第一开关器件Q1、第二开关器件Q2上热损耗过大，从而烧毁器件和电路；电源端Vcc的电压值优选为小于等于1V，这样可以降低集电极电流；第一开关器件Q1和第二开关器件Q2不采用常规的普通三极管，而是采用在同样集电极电流下导通阻抗较小的功率三极管。

第一开关器件Q1的第一端可以连接有检测电路，用于检测输出的诊断信号，该检测电路例如可以是模数转换器（ADC），或者也可是包含模数转换器的处理器等。另外，检测电路输出的信号还可以输出至后级电路进行后续处理，例如可以在显示装置上显示诊断结果，或者是通过报警电路报警。

需要说明的是，由于诊断电路中的电流主要是直流电流，而音频功放（AMP）11和喇叭10之间的音频信号是交流电流，因此本实施例的音频功放11和诊断电路并不同时工作。对于选用NPN三极管的情况，在进行状态检测时，控制信号CTRL可以是高电平；而在音频功放11工作时，控制信号CTRL可以是低电平。本实施例的诊断电路例如可以在设备开机启动时，即音频功放11还没上电时，自动对外接设备进行连接状态诊断，或者也可以根据用户手动操作进行检测，不过此时要将音频功放11先关掉。

在第一实施例中，第一开关器件Q1和第二开关器件Q2为NPN功率三极管，该诊断电路的工作原理大致如下：在系统上电初始阶段诊断喇叭10的状态，音频功放11关闭，控制信号CTRL为高电平，第一开关器件Q1和第二开关器件Q2处于导通状态，如果喇叭10正常，输出端口ADC1上会得到第一电阻R1、第一开关器件Q1、第二开关器件Q2以及喇叭10分压得到的中间电平；如果喇叭10短路，输出端口ADC1上会得到接近0V的电压；如果喇叭10开路，输出端口ADC1将被第一电阻R1上拉到电源端Vcc的电压（从安全考虑，电源端Vcc电压不宜太高，例如可选用1V左右）；在得到诊断结果之后，可以将控制信号CTRL拉低，之后就可以打开音频功放11，而此时诊断电路由于处于高阻状态，对于喇叭10的正常工作不会产生影响。

另外，在系统正常工作的中间阶段也可以对喇叭10进行诊断，这时只需要将音频功放11关闭即可。注意，音频功放和喇叭诊断电路不可以同时工作。

在一个非限制性的实例中，电源端Vcc的电压值为1V，第一电阻R1的电阻值为33欧姆，经过电路仿真，得到的结果如下：

a)喇叭10正常：输出端口ADC1的电压=629.7mV（第一电阻R1、三极管Q1、三极管Q2的分压）；

b)喇叭10短路：输出端口ADC1的电压=56.82mV（相当于接地，0V）；

c)喇叭10开路：输出端口ADC1的电压=1V（上拉到电源端Vcc）。

将输出端口ADC1连接至检测电路，例如连接到处理器的ADC端口上，可以很容易地区分开三种差异较大的电平，从而判断出喇叭10的工作状态。

当控制信号CTRL变为低电平时，第一开关器件Q1和第二开关器件Q2被关闭，喇叭10上会残留一些电荷，对喇叭10的工作可能造成影响，第三电阻R3可以对残留电荷进行泄放，而第三电阻R3通常可以选择阻值较大的电阻，例如100K欧姆，对于喇叭10的正常工作以及诊断的结果都不会有影响。

参考图2，图2示出了第二实施例的喇叭状态诊断电路的结构示意图，其结构与图1所示的第一实施例类似，主要区别在于：第二实施例中的第一开关器件Q1和第二开关器件Q2为PNP功率三极管，第二实施例中的第一电阻R1串联在第二开关器件Q2与地端GND之间的通路上。

进一步而言，第一开关器件Q1的第一端（也就是功率三极管的发射极）与电源直接电连接，第一开关器件Q1的第二端（也就是功率三极管的集电极）与喇叭20的第一输入端相连，第一开关器件Q1的控制端（也就是功率三极管的基极）接收控制信号CTRL。作为一个优选的实施例，该第一开关器件Q1的控制端经由第二电阻R2接收控制信号CTRL。

第二开关器件Q2的第一端（也就是功率三极管的发射极）与喇叭20的第二输入端电连接，第二开关器件Q2的第二端（也就是功率三极管的集电极）与地端GND经由第一电阻R1连接，第二开关器件Q2的控制端（也就是功率三极管的基极）接收控制信号CTRL。作为一个优选的实施例，该第二开关器件Q2的基极和第一开关器件Q1的基极相连，也经由第二电阻R2接收控制信号CTRL。

喇叭20的第一输入端和第二输入端可以和音频功放21相连。

在第二实施例中，第一开关器件Q1和第二开关器件Q2为PNP功率三极管，当控制信号CTRL为高电平时，第一开关器件Q1和第二开关器件Q2被关断，处于高阻状态；当控制信号CTRL为低电平时，第一开关器件Q1和第二开关器件Q2导通，这与选用NPN型三极管正好相反。

在一个非限制性的实例中，电源端Vcc的电压值为1V，第一电阻R1的电阻值为33欧姆，经过电路仿真，得到的结果如下：

a)喇叭20正常：输出端口ADC1的电压=584.0mV；

b)喇叭20短路：输出端口ADC1的电压=966.8mV；

c)喇叭20开路：输出端口ADC1的电压=1.129nV。

本发明虽然以较佳实施例公开如上，但其并不是用来限定本发明，任何本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，都可以做出可能的变动和修改，因此本发明的保护范围应当以本发明权利要求所界定的范围为准。

Claims (8)

1.一种喇叭状态诊断电路，其特征在于，包括：

第一开关器件，其第一端与电源端电连接，其第二端连接喇叭的第一输入端，其控制端接收控制信号；

第二开关器件，其第一端连接所述喇叭的第二输入端，其第二端与地端电连接，其控制端接收所述控制信号；

第一电阻，串联在所述第一开关器件的第一端与电源端的通路上或者所述第二开关器件的第二端与地端的通路上；

第二电阻，所述第一开关器件的控制端和/或所述第二开关器件的控制端经由第二电阻接收所述控制信号；

第三电阻，其第一端连接所述喇叭的第二输入端，其第二端连接地端；

其中，所述控制信号使所述第一开关器件和第二开关器件处于导通状态时，所述第一电阻与所述第一开关器件或第二开关器件的连接节点输出诊断信号。

2.根据权利要求1所述的喇叭状态诊断电路，其特征在于，所述第一电阻的电阻值不超过所述喇叭阻抗的10倍。

3.根据权利要求1所述的喇叭状态诊断电路，其特征在于，所述第二电阻的电阻值大于等于1KΩ。

4.根据权利要求1所述的喇叭状态诊断电路，其特征在于，所述电源端的电压小于等于1V。

5.根据权利要求1所述的喇叭状态诊断电路，其特征在于，所述第一开关器件和第二开关器件为功率三极管，所述第一开关器件和第二开关器件的第一端为功率三极管的发射极，所述第一开关器件和第二开关器件的第二端为功率三极管的集电极，所述第一开关器件和第二开关器件的控制端为功率三极管的基极。

6.根据权利要求1所述的喇叭状态诊断电路，其特征在于，还包括：与所述第一开关器件的第一端相连的检测电路，对所述诊断信号进行检测。

7.根据权利要求6所述的喇叭状态诊断电路，其特征在于，还包括：与所述检测电路相连的显示装置和/或报警电路。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的喇叭状态诊断电路，其特征在于，在喇叭正常工作时，所述控制信号使所述第一开关器件和第二开关器件处于关断状态。