CN105635466A - 移动通信终端及其音频电路 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种移动通信终端及其音频电路，所述音频电路包括：音频解码器、第一音频放大电路、第一听筒、第二音频放大电路、第二听筒，其中，第一音频放大电路接收音频解码器输出的音频信号，并对接收的所述音频信号中在第一频带范围内的音频信号进行放大，将放大的音频信号输出给第一听筒以进行声音播放，第二音频放大电路接收音频解码器输出的音频信号，并对接收的所述音频信号中在第二频带范围内的音频信号进行放大，将放大的音频信号输出给第二听筒以进行声音播放。根据本发明的示例性实施例提供的移动通信终端的音频电路，能够拓宽音频带宽。进一步地，还能够支持全音频带宽。

Description

移动通信终端及其音频电路

技术领域

本发明属于移动通信终端技术领域，更具体地说，涉及一种移动通信终端及其音频电路。

背景技术

语音业务一直是移动通信的主要业务。在移动通信早期，2G的GSM或者CDMA网络受限于通信带宽，仅能提供窄带语音(Narrowbandspeech)通话业务。窄带语音的带宽为300～3400Hz，采用8000Hz的采样率，绝大部分的音频信号都被滤除掉，只能保证通信语音的可懂性，满足基本的通话要求。

随着通信技术、语音编解码技术和声学器件的发展，以及用户对通话质量要求的提高，在WCDMA的3G网络，推出了宽带语音(Widebandspeech)通话业务。宽带语音的带宽为100～7100Hz，采用16000Hz的采样率。相比窄带语音，拓宽了一倍的语音带宽，在通话中能够传输更丰富的语音信息，提供比传统窄带语音通话业务更清晰的通话语音。尽管如此，在宽带语音通信中，仍然有大部分的音频信号被排除在外，并不能够完全真实地还原用户的通话语音和情境。

发明内容

为克服现有技术的不足，本发明的示例性实施例提供一种能够拓宽音频带宽的移动通信终端的音频电路。

本发明的示例性实施例的一方面提供一种移动通信终端的音频电路，其特征在于，所述音频电路包括：音频解码器、第一音频放大电路、第一听筒、第二音频放大电路、第二听筒，其中，第一音频放大电路接收音频解码器输出的音频信号，并对接收的所述音频信号中在第一频带范围内的音频信号进行放大，将放大的音频信号输出给第一听筒以进行声音播放，第二音频放大电路接收音频解码器输出的音频信号，并对接收的所述音频信号中在第二频带范围内的音频信号进行放大，将放大的音频信号输出给第二听筒以进行声音播放。

可选地，所述第一音频放大电路响应于指示第一听筒工作的控制信号，而对音频解码器输出的音频信号中在第一频带范围内的音频信号进行放大，将放大的音频信号输出给第一听筒以进行声音播放，

所述第二音频放大电路响应于指示第二听筒工作的控制信号，而对音频解码器输出的音频信号中在第二频带范围内的音频信号进行放大，将放大的音频信号输出给第二听筒以进行声音播放。

可选地，在移动通信终端开通了全音频带宽语音通话业务时，同时发出指示第一听筒工作的控制信号和指示第二听筒工作的控制信号；在移动通信终端未开通全音频带宽语音通话业务时，仅发出指示第一听筒工作的控制信号或指示第二听筒工作的控制信号。

可选地，所述第一音频放大电路包括：第一功率放大器、第一输入电阻、第二输入电阻、第一反馈电阻、第一反馈电容、第二反馈电阻和第二反馈电容，其中，音频解码器输出的音频信号中的正相信号经过第一输入电阻输入到第一功率放大器的反相输入端，音频解码器输出的音频信号中的反相信号经过第二输入电阻输入到第一功率放大器的正相输入端，第一反馈电阻与第一反馈电容并联，并连接在第一功率放大器的反相输入端与正相输出端之间，第二反馈电阻与第二反馈电容并联，并连接在第一功率放大器的正相输入端与反向输出端之间，第一功率放大器的正相输出端与第一听筒的正相端连接，第一功率放大器的反相输出端与第一听筒的反相端连接。

可选地，第一频带范围的上限值通过下式表示：

$f_H=\frac{1}{2{\mathrm{\πR}}_{f1}{C}_{f1}}=\frac{1}{2{\mathrm{\πR}}_{f2}{C}_{f2}},$

其中，R_f1为第一反馈电阻，C_f1为第一反馈电容，R_f2为第二反馈电阻，C_f2为第二反馈电容。

可选地，所述第二听筒为压电陶瓷听筒，所述第二音频放大电路包括：第二功率放大器、高通滤波器和升压电路，其中，高通滤波器接收音频解码器输出的音频信号，并将接收的所述音频信号中频率低于第二频带范围的下限值的信号滤除以输出滤波信号，第二功率放大器接收高通滤波器输出的滤波信号，并将所述滤波信号放大输出给压电陶瓷听筒，升压电路对移动通信终端的电池电压进行升压，并提供给第二功率放大器以使第二功率放大器能够驱动压电陶瓷听筒。

可选地，所述第一音频放大电路还包括：第一静电保护器，连接在第一听筒的正相端和地之间，第二静电保护器，连接在第一听筒的反相端和地之间，第一输入滤波电容，连接在第一功率放大器的正相输入端和地之间，第二输入滤波电容，连接在第一功率放大器的反相输入端和地之间，第一输出滤波器，连接在第一功率放大器的正相输出端和地之间，第二输出滤波器，连接在第一功率放大器的反相输出端和地之间。

可选地，所述第二音频放大电路还包括：第三输出滤波电路，滤除第二功率放大器输出的音频信号中的干扰。

可选地，所述第一频带范围包括小于等于8000Hz的音频。

可选地，所述第二频带范围包括大于等于8000Hz的音频。

本发明的示例性实施例的另一方面提供一种移动通信终端，其特征在于，其设置有上述的音频电路。

根据本发明的示例性实施例提供的移动通信终端的音频电路，能够拓宽音频带宽。进一步地，还能够支持全音频带宽。由此，设置有上述音频电路的移动通信终端能够支持全音频带宽语音通信，提升用户体验。

将在接下来的描述中部分阐述本发明另外的方面和/或优点，还有一部分通过描述将是清楚的，或者可以经过本发明的实施而得知。

附图说明

通过下面结合附图进行的对实施例的描述，本发明的上述和/或其它目的和优点将会变得更加清楚，其中：

图1是示出根据本发明示例性实施例的移动通信终端的音频电路的框图；

图2是示出根据本发明示例性实施例的音频电路中的第一音频放大电路的框图；

图3是示出根据本发明示例性实施例的音频电路中的第二音频放大电路的框图；

图4是示出本发明示例性实施例的音频电路与现有技术的音频电路的频率特性对比图。

具体实施方式

现将详细描述本发明的示例性实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中，相同的标号指示相同的部分。以下将通过参照附图来说明所述实施例，以便解释本发明。

图1是示出根据本发明示例性实施例的移动通信终端的音频电路的框图。所述音频电路包括：音频解码器100、第一音频放大电路200、第一听筒300、第二音频放大电路400和第二听筒500。

如图1所示，音频解码器100的输出端与第一音频放大电路200的输入端和第二音频放大电路400的输入端连接，而第一音频放大电路200的输出端与第一听筒300的输入端连接，第二音频放大电路400的输出端与第二听筒500的输入端连接。

这里，第一音频放大电路200接收音频解码器100输出的音频信号，并对接收的音频信号中在第一频带范围内的音频信号进行放大，将放大的音频信号输出给第一听筒300以进行声音播放。

第二音频放大电路400接收音频解码器100输出的音频信号，并对接收的音频信号中在第二频带范围内的音频信号进行放大，将放大的音频信号输出给第二听筒500以进行声音播放。

可以理解，音频解码器100可以为现有的各种音频解码器。第一音频放大电路200和第二音频放大电路400可以分别为支持的频带范围(即，音频带宽)不同的音频放大电路，以拓宽移动通信终端的音频带宽。并且，第一听筒300和第二听筒500分别为与相连的音频放大电路匹配的听筒。

作为一个示例，第一音频放大电路200响应于指示第一听筒300工作的控制信号，而对音频解码器100输出的音频信号中在第一频带范围内的音频信号进行放大，将放大的音频信号输出给第一听筒300以进行声音播放，第二音频放大电路400响应于指示第二听筒500工作的控制信号，而对音频解码器100输出的音频信号中在第二频带范围内的音频信号进行放大，将放大的音频信号输出给第二听筒500以进行声音播放。

这里，可以通过移动通信终端的控制器(CPU)向第一音频放大电路200发出指示第一听筒300工作的控制信号。所述控制信号可以利用高电平(或低电平)来表示，则指示第一听筒300不工作的控制信号可以利用低电平(或高电平)来表示。并且，可以通过移动通信终端的控制器向第二音频放大电路400发出指示第二听筒500工作的控制信号。

通过移动通信终端的控制器分别向第一音频放大电路200和第二音频放大电路400发出的控制信号，能够分别控制第一听筒300和第二听筒500，可以根据移动通信终端的实际应用需要，而仅使其中的一个听筒进行工作，或者使第一听筒300和第二听筒500同时工作。

优选地，在移动通信终端开通了全音频带宽语音通话业务时，所述控制器同时发出指示第一听筒300工作的控制信号和指示第二听筒500工作的控制信号；在移动通信终端未开通全音频带宽语音通话业务时，所述控制器仅发出指示第一听筒300工作的控制信号或指示第二听筒500工作的控制信号。

具体说来，在第一频带范围在全音频带宽(20～20000Hz)的低频部分的情况下，在移动通信终端未开通全音频带宽语音通话业务时，所述控制器仅发出指示第一听筒300工作的控制信号，在第二频带范围在全音频带宽的低频部分的情况下，在移动通信终端未开通全音频带宽语音通话业务时，所述控制器仅发出指示第二听筒500工作的控制信号。

作为示例，图2示出根据本发明示例性实施例的音频电路中的第一音频放大电路的大概构成。

如图2所示，第一音频放大电路200包括：第一功率放大器210、第一输入电阻R_in1、第二输入电阻R_in2、第一反馈电阻R_f1、第一反馈电容C_f1、第二反馈电阻R_f2和第二反馈电容C_f2。

这里，音频解码器100输出的音频信号中的正相信号AUP经过第一输入电阻R_in1输入到第一功率放大器210的反相输入端IN-，音频解码器100输出的音频信号中的反相信号AUN经过第二输入电阻R_in2输入到第一功率放大器210的正相输入端IN+，第一反馈电阻R_f1与第一反馈电容C_f1并联，并连接在第一功率放大器210的反相输入端IN-与正相输出端VO+之间，第二反馈电阻R_f2与第二反馈电容C_f2并联，并连接在第一功率放大器210的正相输入端IN+与反向输出端VO-之间，第一功率放大器210的正相输出端VO+与第一听筒300的正相端REC1P连接，第一功率放大器210的反相输出端VO-与第一听筒300的反相端REC1N连接。

这里，第一功率放大器210为反相放大的功率放大器，优选采用引入噪声低的SN4990ClassAB音频功率放大器。第一输入电阻R_in1和第二输入电阻R_in2与第一反馈电阻R_f1和第二反馈电阻R_f2确定第一功率放大器的放大倍数。所述放大倍数Av1可通过下式来计算：

$Av1=2\×\frac{R_{f1}}{R_{in1}}=2\×\frac{R_{f2}}{R_{in2}},$

这里，可根据移动通信终端的实际应用需要来确定R_in1、R_in2、R_f1和R_f2的值。

第一反馈电阻R_f1和第一反馈电容C_f1、第二反馈电阻R_f2和第二反馈电容C_f2分别构成第一功率放大器210的低通滤波器，该低通滤波器的3dB截止频率f_H可利用下式表示为：

$f_H=\frac{1}{2{\mathrm{\πR}}_{f1}{C}_{f1}}=\frac{1}{2{\mathrm{\πR}}_{f2}{C}_{f2}},$

这里，可根据移动通信终端的实际应用需要来确定C_f1和C_f2的值，从而确定第一频带范围的上限值。优选地，可以将第一频带范围的上限值设为8000Hz，则音频解码器100输出的音频信号中的高于所述上限值的音频信号被第一音频放大电路200滤除，同时被第一音频放大电路200放大输出到第一听筒300中。

这里，第一听筒300可选用现有低频谐振点低的支持上述第一频带范围的各种听筒。

可选地，第一音频放大电路200还可以包括：第一静电保护器，连接在第一听筒300的正相端REC1P和地之间，第二静电保护器，连接在第一听筒300的反相端REC1N和地之间。这里，第一静电保护器和第二静电保护器可以为现有的各种静电保护器，优选为TVS管。

可选地，第一音频放大电路200还可以包括：第一输入滤波电容，连接在第一功率放大器210的正相输入端IN+和地之间，第二输入滤波电容，连接在第一功率放大器210的反相输入端IN-和地之间，用于防止射频信号干扰。

可选地，第一音频放大电路200还可以包括：第一输出滤波器，连接在第一功率放大器210的正相输出端VO+和地之间，第二输出滤波器，连接在第一功率放大器210的反相输出端VO-和地之间，用于防止射频信号干扰。

此外，可以理解，第一音频放大电路200还可以包括其他能够提高电路性能的元器件，从而使输出的音频信号质量更高。

作为示例，图3示出根据本发明示例性实施例的音频电路中的第二音频放大电路的大概构成。

如图3所示，第二音频放大电路400包括：第二功率放大器410、高通滤波器420和升压电路430，

这里，高通滤波器420接收音频解码器100输出的音频信号，并将接收的所述音频信号中频率低于第二频带范围的下限值的信号滤除以输出滤波信号，第二功率放大器410接收高通滤波器420输出的滤波信号，并将所述滤波信号放大输出给第二听筒500，升压电路430对移动通信终端的电池电压进行升压，并提供给第二功率放大器410以使第二功率放大器410能够驱动第二听筒。

这里，第二功率放大器410可以为反相放大的音频功率放大器，优选采用PAM8902H音频功率放大器。此时，针对音频信号中的一个信号的高通滤波器由串联连接的电容C₁和电阻R₁与PAM8902H中内置的输入电阻R_n构成，则该高通滤波器的3dB截止频率f_L可利用下式表示：

$f_L=\frac{1}{2\mathrm{\π}(R_1+R_n)C_1},$

此外，针对音频信号中的一个信号的放大倍数由电阻R₁、PAM8902H中内置的输入电阻R_n和反馈电阻R_m来确定，如下式：

$Av2=12.8\×\frac{R_m}{R_1+R_n},$

这里，可根据移动通信终端的实际应用需要来确定R₁和C₁的值，从而得到适当的放大倍数和第二频带范围的下限值。可以理解，针对音频信号中的另一个信号的高通滤波器与上述高通滤波器相同，且放大倍数也相同。

第二频带范围的下限值可以设置为第一频带范围的上限值或比第一频带范围的上限值小的值，优选地，可以将第二频带范围的下限值设为8000Hz。由此，第二频率放大电路400将音频解码器100输出的音频信号中的低于所述下限值的音频信号滤除，并进行放大输出到第二听筒500中。

这里，第二听筒500可选用支持上述第二频带范围的各种听筒，优选地，第二听筒500为压电陶瓷听筒。

可选地，第二频率放大电路400还可以包括：第三输出滤波电路，滤除第二功率放大器400输出的音频信号中的干扰。所述第三输出滤波电路可以为现有的各种滤波电路。

此外，可以理解，第二音频放大电路400还可以包括其他能够提高电路性能的元器件，从而使输出的音频信号质量更高。

图4是示出根据本发明示例性实施例的音频电路与现有技术的音频电路的频率特性对比图。如图所示，虚线示出现有技术的音频电路的频率特性，实线示出本发明示例性实施例的音频电路的频率特性。

由图4可知，本发明示例性实施例的音频电路相对于现有技术的音频电路在低频和高频都得到了明显的提升。

根据本发明的示例性实施例提供的移动通信终端的音频电路，能够拓宽音频带宽。进一步地，还能够支持全音频带宽。由此，设置有上述音频电路的移动通信终端能够支持全音频带宽语音通信，提升用户体验。

本发明的以上实施例仅仅是示例性的，而本发明并不受限于此。本领域技术人员应该理解：在不脱离本发明的原理和精神的情况下，可对这些实施例进行改变，其中，本发明的范围在权利要求及其等同物中限定。

Claims (10)

1.一种移动通信终端的音频电路，其特征在于，所述音频电路包括：音频解码器、第一音频放大电路、第一听筒、第二音频放大电路、第二听筒，

其中，第一音频放大电路接收音频解码器输出的音频信号，并对接收的所述音频信号中在第一频带范围内的音频信号进行放大，将放大的音频信号输出给第一听筒以进行声音播放，

第二音频放大电路接收音频解码器输出的音频信号，并对接收的所述音频信号中在第二频带范围内的音频信号进行放大，将放大的音频信号输出给第二听筒以进行声音播放。

2.根据权利要求1所述的音频电路，其特征在于：

所述第一音频放大电路响应于指示第一听筒工作的控制信号，而对音频解码器输出的音频信号中在第一频带范围内的音频信号进行放大，将放大的音频信号输出给第一听筒以进行声音播放，

所述第二音频放大电路响应于指示第二听筒工作的控制信号，而对音频解码器输出的音频信号中在第二频带范围内的音频信号进行放大，将放大的音频信号输出给第二听筒以进行声音播放。

3.根据权利要求2所述的音频电路，其特征在于，在移动通信终端开通了全音频带宽语音通话业务时，同时发出指示第一听筒工作的控制信号和指示第二听筒工作的控制信号；

在移动通信终端未开通全音频带宽语音通话业务时，仅发出指示第一听筒工作的控制信号或指示第二听筒工作的控制信号。

4.根据权利要求1所述的音频电路，其特征在于，所述第一音频放大电路包括：第一功率放大器、第一输入电阻、第二输入电阻、第一反馈电阻、第一反馈电容、第二反馈电阻和第二反馈电容，

其中，音频解码器输出的音频信号中的正相信号经过第一输入电阻输入到第一功率放大器的反相输入端，音频解码器输出的音频信号中的反相信号经过第二输入电阻输入到第一功率放大器的正相输入端，第一反馈电阻与第一反馈电容并联，并连接在第一功率放大器的反相输入端与正相输出端之间，第二反馈电阻与第二反馈电容并联，并连接在第一功率放大器的正相输入端与反向输出端之间，第一功率放大器的正相输出端与第一听筒的正相端连接，第一功率放大器的反相输出端与第一听筒的反相端连接。

5.根据权利要求4所述的音频电路，其特征在于，第一频带范围的上限值通过下式表示：

$f_H=\frac{1}{2{\mathrm{\πR}}_{f1}{C}_{f1}}=\frac{1}{2{\mathrm{\πR}}_{f2}{C}_{f2}},$

其中，R_f1为第一反馈电阻，C_f1为第一反馈电容，R_f2为第二反馈电阻，C_f2为第二反馈电容。

6.根据权利要求1所述的音频电路，其特征在于，所述第二听筒为压电陶瓷听筒，所述第二音频放大电路包括：第二功率放大器、高通滤波器和升压电路，

其中，高通滤波器接收音频解码器输出的音频信号，并将接收的所述音频信号中频率低于第二频带范围的下限值的信号滤除以输出滤波信号，第二功率放大器接收高通滤波器输出的滤波信号，并将所述滤波信号放大输出给压电陶瓷听筒，升压电路对移动通信终端的电池电压进行升压，并提供给第二功率放大器以使第二功率放大器能够驱动压电陶瓷听筒。

7.根据权利要求4所述的音频电路，其特征在于，所述第一音频放大电路还包括：第一静电保护器，连接在第一听筒的正相端和地之间，第二静电保护器，连接在第一听筒的反相端和地之间，

第一输入滤波电容，连接在第一功率放大器的正相输入端和地之间，第二输入滤波电容，连接在第一功率放大器的反相输入端和地之间，

第一输出滤波器，连接在第一功率放大器的正相输出端和地之间，第二输出滤波器，连接在第一功率放大器的反相输出端和地之间。

8.根据权利要求6所述的音频电路，其特征在于，所述第二音频放大电路还包括：

第三输出滤波电路，滤除第二功率放大器输出的音频信号中的干扰。

9.根据权利要求7所述的音频电路，其特征在于，所述第一频带范围包括小于等于8000Hz的音频。

10.一种移动通信终端，其特征在于，其设置有权利要求1-9中任一项所述的音频电路。