CN104768101A - 音频复用电路、系统和音频复用方法 - Google Patents

Abstract

本发明提出一种音频复用电路、系统和音频复用方法，实现了避免输出音量突变且降低音频输出应用电路设计复杂度的技术效果。音频复用电路包括音频功率放大器、差分音频输入电路、单端音频输入电路、音频检测电路、音频开关电路和音频输出端；音频检测电路在检测到单端音频输入电路存在音频输入信号时，向音频开关电路输出音频开关控制信号；音频开关电路在接收到音频开关控制信号后，与其音频信号输出端输出单端音频信号；音频功率放大器放大其音频信号输入端输入的单端音频信号。采用音频开关电路将差分音频信号和单端音频信号进行选择切换后输出，由音频功率放大器统一调整增益，简化了音频信号输出应用电路的设计。

Description

音频复用电路、系统和音频复用方法

技术领域

本发明涉及电路设计技术领域，具体涉及一种涉及差分音频信号与单端音频信号的音频复用电路、系统和音频复用方法。

背景技术

在诸如手机，pad等手持终端日益发展的今天，手持终端已经成为了依赖性很高的电子设备，其中使用手持终端中的摄像头拍照更是常用功能。

但就目前市面上的产品看，开启手持终端的摄像头的速度都比较慢，通常需要依托于按键或者触摸的方式激活手持终端的界面之后，再次通过按键或者触摸的方式开启摄像头应用，在这些过程中，很多精彩瞬间稍纵即逝，造成遗憾。

发明内容

在诸如电视、机顶盒等多媒体播放装置的音频电路中，通常使用如图1所示的音频输出应用电路；图1所示的应用电路中包括音频功率放大器U1、差分音频信号SPK_RN、SPK_RP、SPK_LN和SPK_LP，以及单端音频信号L和R；差分音频信号通常来自于调制解调器的音频信号输出端或者主芯片的音频信号输出端，而单端音频信号通常来自于外接的AV音频输入或分量音频输入等音频输入信号。

上述应用电路存在的问题在于：差分音频信号经音频功放U1放大后从扬声器SPK输出，而单端音频信号直接从扬声器输出，这两种音频信号的输出通路不同，使得两种音频信号的输出增益不一致，这会造成两种音频信号的输出音量不一致，在用户切换多媒体播放装置的音频播放方式后，会出现音量突变的状况，这影响用户的体验感；而为了尽量避免这种突变状况，通常需要分别设置不同音频信号输出通道的输出增益，这增加了音频输出应用电路的设计复杂度。

发明内容

本申请实施例通过提供一种音频复用电路、系统和音频复用方法，以实现降低音频输出应用电路设计复杂度的技术效果。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案予以实现：

提出一种音频复用电路，包括音频功率放大器、差分音频输入电路、单端音频输入电路和音频输出端；还包括音频检测电路以及音频开关电路；所述差分音频输入电路的输出端和所述单端音频输入电路的输出端都连接所述音频开关电路的信号输入端；所述音频开关电路的信号输出端连接所述音频功率放大器的音频信号输入端；所述音频检测电路包括检测端和控制端，所述检测端连接所述单端音频输入电路，所述控制端连接所述音频开关电路；所述音频功率放大器的音频信号输出端连接所述音频输出端；所述音频检测电路在检测到所述单端音频输入电路存在音频输入信号时，向所述音频开关电路输出音频开关控制信号；所述音频开关电路在接收到所述音频开关控制信号后，与其音频信号输出端输出单端音频信号；所述音频功率放大器放大其音频信号输入端输入的单端音频信号。

进一步的，所述音频复用电路还包括增益设置电路；所述增益设置电路与所述音频功率放大器的增益设置引脚连接。

进一步的，所述增益设置电路包括第一开关管、第二开关管；所述第一开关管和所述第二开关管的控制端连接所述音频开关控制信号；所述第一开关管的输入端一路连接工作电源，一路连接所述音频功率放大器的第一增益设置引脚，其输出端接地；所述第二开关管的输入端连接所述工作电源，其输出端一路连接所述音频功率放大器的第二增益设置引脚，另一路接地。

进一步的，所述音频复用电路还包括音量调整电路；所述音量调整电路与所述音频功率放大器的音频信号输出端连接。

进一步的，所述音量调整电路包括第一可调电阻和第二可调电阻；所述音频输出端包括第一音频输出端和第二音频输出端；所述第一可调电阻连接于所述音频功率放大器的第一音频信号输出引脚和所述第一音频输出端之间；所述第二可调电阻连接于所述音频功率放大器的第二音频信号输出引脚和所述第二音频输出端之间。

进一步的，所述音频检测电路和所述单端音频输入电路集成在一单端音频输入端子中；所述单端音频输入端子中包括第一音频信号输入引脚、第二音频信号输入引脚；所述音频检测电路的检测端和控制端都连接于所述第一音频信号输入引脚或所述第二音频信号输入引脚上。

提出一种音频复用系统，包括扬声器和上述的音频复用电路；所述音频输出端连接所述扬声器。

提出一种音频复用方法，包括：检测是否有单端音频输入；若是，输出音频开关控制信号；基于所述音频开关控制信号切换音频开关电路的开关通路，以使所述音频开关电路输出单端音频信号给音频功率放大器；在所述音频功率放大器放大所述单端音频信号后，输出放大的单端音频信号。

进一步的，若没有检测到有单端音频输入，所述方法还包括：放大并输出差分音频信号。

与现有技术相比，本发明申请实施例提出的技术方案，具有的技术效果或优点是：本申请实施例提出的音频复用电路、系统和音频复用方法中，采用音频开关电路将差分音频输入信号和单端音频输入信号进行选择切换后输出，由音频开关电路输出的音频信号统一经音频功率放大器调整增益，这其中，用于切换的音频开关控制信号由音频检测电路检测到单端音频输入电路存在音频输入信号后输出；这使得音频信号输出的音量能够一致，当用户切换多媒体播放装置的音频播放方式后，不会出现音量突变的状况，这提高了用户的体验感；由于所有音频输入信号统一由音频功率放大器来调整增益，这省去了每个音频信号输出通道的增益调整部分，也省去了权衡各通道调整增益以避免输出音量突变的步骤，因而简化了音频信号输出应用电路的设计，实现了降低音频输出应用电路设计复杂度的技术效果。

附图说明

图1为现有技术中音频信号输出应用电路的电路图；

图2为本申请实施例提出的音频复用电路框架图；

图3为本申请实施例提出的音频复用电路具体实施例电路图；

图4为本申请实施例提出的音频复用方法流程图。

具体实施方式

本申请实施例通过提供一种音频复用电路、系统和音频复用方法，以实现降低音频输出应用电路设计复杂度的技术效果。

为了更好的理解上述技术方案，下面将结合说明书附图以及具体的实施方式，对上述技术方案进行详细的说明。

如图2所示，为本申请实施例提出的音频复用电路的电路架构图，包括音

频功率放大器U1，差分音频输入电路SPK_IN、单端音频输入电路LINE_IN和音频输出端OUT，以及音频检测电路Detect和音频开关电路Switch；差分音频输入电路SPK_IN的输出端和单端音频输入电路LINE_IN的输出端都连接音频开关电路Switch的信号输入端；音频开关电路Switch的信号输出端连接音频功率放大器U1的音频信号输入端；音频检测电路Detect包括检测端Plug和控制端ctl，检测端Plug连接单端音频输入电路LINE_IN，控制端ctl连接音频开关电路Switch；音频功率放大器U1的音频信号输出端连接音频输出端OUT。

音频检测电路在检测到单端音频输入电路存在音频输入信号时，通过控制端ctl向音频开关电路输出音频开关控制信号Plug_in_Control；音频开关电路在接收到音频开关控制信号Plug_in_Control后，与其音频信号输出端输出单端音频信号；音频功率放大器放大其音频信号输入端输入的单端音频信号。

具体的，如图2所示，差分音频信号SPK_LP、SPK_LN和SPK_RP、SPK_RN连接音频开关电路的输入端，同时，单端音频信号LINE_IN_L和LINE_IN_R也连接音频开关电路的输入端，当没有单端音频信号输入时，音频开关电路的输出端输出差分音频信号，并将输出的差分音频信号输入到音频功率放大器的INL_P、INL_N、INR_P和INR_N四个引脚，由音频功率放大器经过增益调整后，从其音频信号输出端引脚OUTL和OUTR输出给音频输出端OUT；当单端音频输入电路输入单端音频信号时，音频检测电路检测到单端音频输入电路有音频输入信号，则产生一个音频开关控制信号，并将该音频开关控制信号输出给音频开关电路，音频开关电路将音频信号的输出通道从输出差分音频信号的通道切换到输出单端音频信号的通路上来，从而在其输出端输出单端音频信号LINE_IN_L和LINE_IN_R；输出的单端音频信号LINE_IN_L和LINE_IN_R输入到音频功率放大器的INL_P、INR_P引脚上，而音频功率放大器的音频输入端INL_N和INR_N接地，则单端音频信号经音频功率放大器的增益调整后，从其音频信号输出引脚OUTL和OUTR输出给音频输出端OUT。

上述可见，采用音频开关电路将差分音频输入信号和单端音频输入信号进行选择切换后输出，由音频开关电路输出的音频信号统一经音频功率放大器调整增益，其中，用于切换的音频开关控制信号由音频检测电路检测到单端音频输入电路存在音频输入信号后输出；这使得音频信号输出的音量能够一致，当用户切换多媒体播放装置的音频播放方式后，不会出现音量突变的状况，这提高了用户的体验感；由于所有音频输入信号统一由音频功率放大器来调整增益，这省去了每个音频信号输出通道的增益调整部分，也省去了权衡各通道调整增益以避免输出音量突变的步骤，因而简化了音频信号输出应用电路的设计，实现了降低音频输出应用电路设计复杂度的技术效果。

通常，输入音频功率放大器的差分音频信号的幅值，与输入音频功率放大器的单端音频信号的幅值是不相同的，因此对于音频功率放大器而言，其对于差分音频信号的增益调整幅度与对单端音频信号的增益调整幅度也是不同的，针对不同的音频信号输入，需实施不同的增益调整。

在具体的一个实施例应用中，音频检测电路和单端音频输入电路集成在一个单端音频输入端子中；如图3所示，该单端音频输入端子通常包括第一音频信号输入引脚L和第二音频信号输入引脚R以及接地引脚GND；第一音频信号输入引脚引入单端音频信号LINE_IN_L，第二音频信号输入引脚引入单端音频信号LINE_IN_R；音频检测电路的检测端和控制端都连接于第一音频信号输入引脚（或第二音频信号输入引脚）上；工作电源VCC通过电阻R26连接一探针，该探针抵在第一音频信号输入引脚（或第二音频信号输入引脚）上，使得第一音频信号输入引脚（或第二音频信号输入引脚）在没有外接音频输入设备的音频信号连接端子插入时呈高电平状态。

该单端音频输入端子，在多媒体播放终端中，通常为一个引入音频输入的诸如耳机端子、音频接入端子等音频引入连接头，当该单端音频输入端子中插入外接音频输入设备的音频信号连接端子时，第一音频信号输入引脚和第二音频信号输入引脚引入了外接音频输入设备输入的单端音频信号，同时，连接在第一音频信号输入引脚（或第二音频信号输入引脚）上探针被插入的外接音频输入设备的音频信号连接端子顶开，使得第一音频信号输入引脚（或第二音频信号输入引脚）从高电平状态转换为高阻状态，则连接在第一音频信号输入引脚（或第二音频信号输入引脚）上的检测端和控制端也从也高电平状态转换为高阻状态，这种高电平状态和高阻态即可作为音频开关控制信号，来控制音频开关电路通道切换，以及增益设置变化等；例如，当检测端成高电平状态时，说明没有外接音频输入设备的音频信号连接端子插入该单端音频输入端子中，则控制端的高电平用来指示音频开关电路保持在输出差分音频信号的通道上，而当检测端呈高阻态时，说明有外接音频输入设备的音频信号连接端子插入该单端音频输入端子中，则控制端的高阻态用来指示音频开关电路切换到输出单端音频信号的通道上。

如图2所示，音频复用电路还包括增益设置电路Gain Setting；该增益设置电路与音频功率放大器的增益设置引脚连接；用于控制音频开关电路切换输出通道的音频切换控制信号，还可以用来作为增益设置电路改变增益设置的控制信号。

如图3所示，为本申请实施提出的音频复用电路的一个具体实施例电路图，这其中的，增益设置电路包括第一开关管Q1、第二开关管Q2（图中所示第一开关管和第二开关管为NPN三极管）；第一开关管Q1和第二开关管Q2的控制端连接音频开关控制信号Plug_in_Control；第一开关管的输入端一路通过电阻R3连接工作电源VCC，一路连接音频功率放大器的第一增益设置引脚G0，其输出端接地；第二开关管的输入端连接工作电源VCC，其输出端一路连接音频功率放大器的第二增益设置引脚G1，另一路通过电阻R5接地。

第一开关管和第二开关管可以为NPN三极管，则第一开关管和第二开关管的控制端为NPN三极管的基极，输入端为NPN三极管的集电极，输出端为NPN三极管的发射极；第一开关管和第二开关管还可以为NMOS管，则第一开关管和第二开关管的控制端为NMOS管的栅极，输入端为NMOS管的源极，输出端为NMOS管的漏极。

如上所述，当音频开关电路的音频信号输出端输出差分音频信号时，音频开关控制信号为高电平，则第一开关管和第二开关管导通，使得第一增益设置引脚G0和第二增益设置引脚G1的状态是（0,1），对应的增益为Ga；当插入外接音频输入设备的音频信号连接端子后，音频开关控制信号为高阻态，此时第一增益设置引脚G0和第二增益设置引脚G1的状态是（1，0），对应的增益为Gb；由于单端输入音频信号一般会比差分音频信号的幅度大，为了尽量保证音频功率放大器输出放大的音频信号不失真，通常增益Ga大于增益Gb。

如图2所示，本申请实施例提出的音频复用电路还包括音量调整电路Volum_ad；该音量调整电路与音频功率放大器U1的音频信号输出端连接。

具体的一个实施例见图3，该音量调整电路包括第一可调电阻RT1和第二可调电阻RT2，音频输出端对应包括第一音频输出端SPK_L和第二音频输出端SPK_R；第一可调电阻RT1连接于音频功率放大器的第一音频信号输出引脚OUTL与第一音频输出端SPK_L之间；第二可调电阻RT2连接于音频功率放大器的第二音频信号输出引脚OUTR第二音频输出端SPK_R之间。通过可调电阻的调节，能够进一步避免输出音量产生突变而降低用户体验感。

本申请实施例提出的音频复用电路，不限于差分音频信号和单端音频信号的复用；只要是通过本音频复用电路，能够实现避免音量输出产生突变，且降低音频输出应用电路设计复杂度的技术效果，任何不同种类的音频信号复用输出都可采用本申请实施例提出的音频复用电路。

基于上述，本申请实施例提出一种音频复用系统，包括扬声器和上述的音频复用电路，音频复用电路中的音频输出端SPK_L和SPK_R连接该扬声器，使得经音频复用电路输出的音频信号从扬声器中播放出来时不会发生突变而降低用户体验感，且电路设计简单。

本申请实施例还提出一种音频复用方法，包括：

步骤S41：检测是否有单端音频输入；

基于上述音频复用电路，当没有单端音频输入时，音频开关电路保持在输出差分音频信号的输出通道上，输出的差分音频信号经音频功率放大器调整增益后输出；而当有单端音频输入时，音频开关电路切换到输出单端音频信号的输出通道上，输出的单端音频信号经音频功率放大器调整增益后输出。

不同的音频信号经过切换后都经音频功率放大器调整增益后输出，简化了每个音频信号输出通道上的增益控制电路部分，简化了电路设计，也省去了各个音频信号输出通道的增益权衡和调整的步骤，避免了不同音频信号输出产生音量突变的情况。

具体的，若有单端音频输入，则执行步骤S42：输出音频开关控制信号；和步骤S43：基于音频开关控制信号切换音频开关电路的开关通道，以使音频开关电路输出单端音频信号给音频功率放大器；

该音频开关控制信号由音频检测电路产生，指示音频开关电路切换音频输出通道，在有单端音频信号输入时，将音频开关电路的输出通道切换到输出单端音频信号的通道上，向音频功率放大器输出单端音频信号。

步骤S44：在音频功率放大器放大单端音频信号后，输出放大的单端音频信号。

若音频检测电路没有检测到单端音频输入，则不产生音频开关控制信号，音频开关电路保持在输出差分音频信号的通道上，输出差分音频信号给音频功率放大器，音频功率放大器放大该差分音频信号并输出，输出的音频信号可以是差分音频信号，也可以是单端音频信号，由音频功率放大器的输出音频信号种类决定。

具体的方法过程已经在音频复用电路中详细说明，此处不予赘述。

通过本申请实施例提出的音频复用电路、系统和音频复用方法，采用音频开关电路将差分音频输入信号和单端音频输入信号进行选择切换后输出，由音频开关电路输出的音频信号统一经音频功率放大器调整增益后输出；这使得音频信号输出的音量能够一致，当用户切换多媒体播放装置的音频播放方式后，不会出现音量突变的状况，这提高了用户的体验感；由于所有音频输入信号统一由音频功率放大器来调整增益，这省去了每个音频信号输出通道的增益调整部分，也省去了权衡各通道调整增益以避免输出音量突变的步骤，因而简化了音频信号输出应用电路的设计，实现了降低音频输出应用电路设计复杂度的技术效果。

应当指出的是，上述说明并非是对本发明的限制，本发明也并不仅限于上述举例，本技术领域的普通技术人员在本发明的实质范围内所做出的变化、改性、添加或替换，也应属于本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种音频复用电路，包括音频功率放大器、差分音频输入电路、单

端音频输入电路和音频输出端，其特征在于，还包括音频检测电路以及音频开关电路；

所述差分音频输入电路的输出端和所述单端音频输入电路的输出端都连接所述音频开关电路的信号输入端；所述音频开关电路的信号输出端连接所述音频功率放大器的音频信号输入端；所述音频检测电路包括检测端和控制端，所述检测端连接所述单端音频输入电路，所述控制端连接所述音频开关电路；所述音频功率放大器的音频信号输出端连接所述音频输出端；

所述音频检测电路在检测到所述单端音频输入电路存在音频输入信号时，向所述音频开关电路输出音频开关控制信号；所述音频开关电路在接收到所述音频开关控制信号后，与其音频信号输出端输出单端音频信号；所述音频功率放大器放大其音频信号输入端输入的单端音频信号。

2.根据权利要求1所述的音频复用电路，其特征在于，所述音频复用电路还包括增益设置电路；所述增益设置电路与所述音频功率放大器的增益设置引脚连接。

3.根据权利要求2所述的音频复用电路，其特征在于，所述增益设置电路包括第一开关管、第二开关管；所述第一开关管和所述第二开关管的控制端连接所述音频开关控制信号；所述第一开关管的输入端一路连接工作电源，一路连接所述音频功率放大器的第一增益设置引脚，其输出端接地；所述第二开关管的输入端连接所述工作电源，其输出端一路连接所述音频功率放大器的第二增益设置引脚，另一路接地。

4.根据权利要求1所述的音频复用电路，其特征在于，所述音频复用电路还包括音量调整电路；所述音量调整电路与所述音频功率放大器的音频信号输出端连接。

5.根据权利要求4所述的音频复用电路，其特征在于，所述音量调整电路包括第一可调电阻和第二可调电阻；所述音频输出端包括第一音频输出端和第二音频输出端；

所述第一可调电阻连接于所述音频功率放大器的第一音频信号输出引脚和所述第一音频输出端之间；所述第二可调电阻连接于所述音频功率放大器的第二音频信号输出引脚和所述第二音频输出端之间。

6.根据权利要求1所述的音频复用电路，其特征在于，所述音频检测电路和所述单端音频输入电路集成在一单端音频输入端子中；所述单端音频输入端子中包括第一音频信号输入引脚、第二音频信号输入引脚；所述音频检测电路的检测端和控制端都连接于所述第一音频信号输入引脚或所述第二音频信号输入引脚上。

7.一种音频复用系统，包括扬声器，其特征在于，还包括如权利要求1-6任一项权利要求所述的音频复用电路；所述音频输出端连接所述扬声器。

8.一种音频复用方法，其特征在于，包括：

检测是否有单端音频输入；

若是，输出音频开关控制信号；

基于所述音频开关控制信号切换音频开关电路的开关通路，以使所述音频开关电路输出单端音频信号给音频功率放大器；

在所述音频功率放大器放大所述单端音频信号后，输出放大的单端音频信号。

9.根据权利要求8所述的音频复用方法，其特征在于，若没有检测到有单端音频输入，所述方法还包括：

放大差分音频信号并输出。