CN106375923B - 一种音频输入信号的检测电路 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种音频输入信号的检测电路。所述电路包括：第一高通滤波单元，两个输入端分别连接左声道音频信号和右声道音频信号；第一级运放单元，负输入端连接所述第一高通滤波单元的输出端；正输入端连接第一偏置电压；输出端连接第二高通滤波单元的输入端；第二级运放单元，负输入端连接所述第二高通滤波单元的输出端；正输入端输入第二偏置电压；第三高通滤波单元，输入端连接所述第二级运放单元的输出端；共集电极射极跟随电路，输入端连接所述第三高通滤波单元的输出端；共射极放大电路，输入端连接共集电极射极跟随电路的输出端，输出端输出对左声道音频信号和右声道音频信号的音频检测信号。本发明能输出对外部音频输入信号的检测信号。

Description

一种音频输入信号的检测电路

技术领域

本发明涉及音频信号技术，特别涉及一种音频输入信号的检测电路。

背景技术

在现有的无线音响产品中，往往都会有有线音频输入，这样就会有好几种音频输入源。那么怎么去切换这些音频输入源的问题就出来了。

现有的解决办法是:用按键手动去切换，这样操作不是很方便。如果音频输入源多的话，需要占用好几个按键，产品给人感觉不是很简洁。

发明内容

本发明提供的一种音频输入信号的检测电路，能够输出对外部音频输入信号的检测信号，从而实现对外部音频输入信号的自动检测。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种音频输入信号的检测电路，包括：

第一高通滤波单元，所述第一高通滤波器的两个输入端分别连接左声道音频信号和右声道音频信号；

第一级运放单元，所述第一级运放单元的负输入端连接所述第一高通滤波单元的输出端；所述第一级运放单元的正输入端连接第一偏置电压；所述第一级运放单元的输出端连接第二高通滤波单元的输入端；

第二级运放单元，所述第二级运放单元的负输入端连接所述第二高通滤波单元的输出端；所述第二级运放单元的正输入端输入第二偏置电压；

第三高通滤波单元，所述第三高通滤波单元的输入端连接所述第二级运放单元的输出端；

共集电极射极跟随电路，所述共集电极射极跟随电路的输入端连接所述第三高通滤波单元的输出端；

共射极放大电路，所述共射极的放大电路的输入端连接所述共集电极射极跟随电路的输出端，所述共射极的放大电路的输出端输出对所述左声道音频信号和右声道音频信号的音频检测信号。

第一高通滤波单元具体为：

第一电容的第一端为所述第一高通滤波单元的第一输入端；第二电容的第一端为所述第一高通滤波单元的第二输入端；

所述第一电容的第二端连接第二电阻的第一端；所述第二电容的第二端连接第三电阻的第一端；

所述第二电阻的第二端和所述第三电阻的第二端连接，作为所述第一高通滤波单元的输出端。

所述第一级运放单元具体为：

第一运算放大器，所述第一运算放大器的负输入端为所述第一级运放单元的负输入端；所述第一运算放大器的正输入端为所述第一级运放单元的正输入端；所述第一运算放大器的输出端为所述第一级运放单元的输出端；

所述第一运算放大器的负输入端分别连接第一电阻的第一端和第二电容的第一端；所述第一运算放大器的输出端分别连接第一电阻的第二端和第二电容的第二端。

输出所述第一偏置电压和输出所述第二偏置电压的电路具体为：

第九电阻的第一端连接电源电压；

所述第九电阻的第二端分别与第八电容的正极和第十二电阻的第一端连连接；所述第八电容的负极和所述第十二电阻的第二端接地；

所述第九电阻的第二端通过第五电阻输出所述第一偏置电压；

所述第九电阻的第二端通过第十一电阻输出所述第二偏置电压。

所述第二高通滤波单元具体为：

第四电阻的第一端作为所述第二高通滤波单元的输入端；所述第四电阻的第二端连接第六电容的第一端；

所述第六电容的第二端为第二高通滤波单元的输出端。

所述第二级运放单元具体为：

第二运算放大器，所述第二运算放大器的负输入端为所述第二级运放单元的负输入端；所述第二运算放大器的正输入端为所述第二级运放单元的正输入端；所述第二运算放大器的输出端为所述第二级运放单元的输出端；

所述第二运算放大器的负输入端分别连接第七电阻的第一端和第七电容的第一端；所述第二运算放大器的输出端分别连接第七电阻的第二端和第七电容的第二端。

所述第三高通滤波单元具体为：

第十电阻的第一端作为所述第三高通滤波单元的输入端；所述第十电阻的第二端连接第九电容的第一端；所述第九电容的第二端为所述第三高通滤波单元的输出端。

所述共集电极射极跟随电路具体为：

第一三极管，所述第一三极管的基极作为所述共集电极射极跟随电路的输入端；所述第一三极管的集电极通过第六电阻连接电源电压；所述第一三极管的发射极分别连接第十四电阻的第一端、第十电容的第一端、第十三电阻的第一端；所述第十四电阻的第二端、所述第十电容的第二端分别接地；所述第十三电阻的第二端通过第十五电阻接地；

所述第一三极管的基极与所述第一二极管的负极连接；所述第一三极管的发射极与所述第一二极管的正极连接。

所述共射极放大电路具体为：

第二三极管，所述第二三极管的基极为所述共射极放大电路的输入端；

所述第二三极管的集电极为所述共射极放大电路的输出端；

所述第二三极管的集电极通过第八电阻与所述电源电压连接；

所述第二三极管的发射极接地。

所述检测电路还包括：

第四电容和第五电容，

所述第四电容的第一端和所述第五电容的正极连接电源电压；

所述第四电容的第二端和所述第五电容的负极接地。

本发明实施例的有益效果是：

本发明能够输出对外部音频输入信号的检测信号，从而实现对外部音频输入信号的自动检测，使得后续能够根据检测信号进行相应的处理。

附图说明

图1为本发明所述的一种音频输入信号的检测电路的示意图；

图2为本发明实施例中所述的一种音频输入信号的检测电路的连接示意图；

图3为本发明实施例中所述的一种音频输入信号的检测电路的仿真电路图；

图4为本发明实施例所述的电路的输入信号为1V的仿真结果示意图；

图5为本发明实施例所述的电路的输入信号为1mV的仿真结果示意图；

图6为本发明实施例所述的电路的应用电路示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。

如图1所示，为本发明所述的一种音频输入信号的检测电路，包括：

第一高通滤波单元11，所述第一高通滤波器的两个输入端分别连接左声道音频信号和右声道音频信号；

第一级运放单元12，所述第一级运放单元的负输入端连接所述第一高通滤波单元的输出端；所述第一级运放单元的正输入端连接第一偏置电压；所述第一级运放单元的输出端连接第二高通滤波单元13的输入端；

第二级运放单元14，所述第二级运放单元14的负输入端连接所述第二高通滤波单元的输出端；所述第二级运放单元的正输入端输入第二偏置电压；

第三高通滤波单元15，所述第三高通滤波单元的输入端连接所述第二级运放单元的输出端；

共集电极射极跟随电路16，所述共集电极射极跟随电路的输入端连接所述第三高通滤波单元的输出端；

共射极放大电路17，所述共射极的放大电路的输入端连接所述共集电极射极跟随电路的输出端，所述共射极的放大电路的输出端输出对所述左声道音频信号和右声道音频信号的音频检测信号。

本发明的电路中，当有左右声道的音频信号输入时，通过运放前端的隔直电容，然后进入运放，放大为脉冲信号。通过两级放大，放大后的脉冲信号去控制三极管的导通。经过三极管Q1后，再通过三极管Q2，输出音频检测信号。正常无外部有线音频信号输入时，Audio_Detect 管脚为高输出；当有外部有线音频信号输入时，Audio_Detec输出为低电平。后续处理中，单片机通过音频检测信号的高低变换来判断是否需要把功放的音频输入源切换到外部有线音频输入还是其它无线输入，从而实现源信号自动切换。

如图2所示，图2为本发明实施例中所述的一种音频输入信号的检测电路的连接示意图，第一高通滤波单元11具体为：

第一电容C1的第一端为所述第一高通滤波单元11的第一输入端；第二电容C2的第一端为所述第一高通滤波单元的第二输入端；

所述第一电容C2的第二端连接第二电阻R2的第一端；所述第二电容C2的第二端连接第三电阻R3的第一端；

所述第二电阻R2的第二端和所述第三电阻R3的第二端连接，作为所述第一高通滤波单元11的输出端。

所述第一级运放单元12具体为：

第一运算放大器U3A，所述第一运算放大器U3A的负输入端为所述第一级运放单元12的负输入端；所述第一运算放大器U3A的正输入端为所述第一级运放单元的正输入端；所述第一运算放大器U3A的输出端为所述第一级运放单元的输出端；

所述第一运算放大器U3A的负输入端分别连接第一电阻R1的第一端和第二电容C2的第一端；所述第一运算放大器U3A的输出端分别连接第一电阻R1的第二端和第二电容C2的第二端。

输出所述第一偏置电压和输出所述第二偏置电压的电路具体为：

第九电阻R9的第一端连接电源电压；

所述第九电阻R9的第二端分别与第八电容C8的正极和第十二电阻R12的第一端连连接；所述第八电容C8的负极和所述第十二电阻R12的第二端接地；

所述第九电阻R9的第二端通过第五电阻R5输出所述第一偏置电压；

所述第九电阻R9的第二端通过第十一电阻R11输出所述第二偏置电压所述第二高通滤波单元13具体为：

第四电阻R4的第一端作为所述第二高通滤波单元13的输入端；所述第四电阻R4的第二端连接第六电容C6的第一端；

所述第六电容C6的第二端为第二高通滤波单元13的输出端。

所述第二级运放单元14具体为：

第二运算放大器U3B，所述第二运算放大器U3B的负输入端为所述第二级运放单元14的负输入端；所述第二运算放大器U3B的正输入端为所述第二级运放单元14的正输入端；所述第二运算放大器U3B的输出端为所述第二级运放单元14的输出端；

所述第二运算放大器U3B的负输入端分别连接第七电阻R7的第一端和第七电容C7的第一端；所述第二运算放大器U3B的输出端分别连接第七电阻R7的第二端和第七电容C7的第二端。

所述第三高通滤波单元15具体为：

第十电阻R10的第一端作为所述第三高通滤波单元15的输入端；所述第十电阻R10的第二端连接第九电容C9的第一端；所述第九电容C9的第二端为所述第三高通滤波单元的输出端。

所述共集电极射极跟随电路16具体为：

第一三极管Q1，所述第一三极管Q1的基极作为所述共集电极射极跟随电路的输入端；所述第一三极管Q1的集电极通过第六电阻连接电源电压；所述第一三极管Q1的发射极分别连接第十四电阻R14的第一端、第十电容C10的第一端、第十三电阻R13的第一端；所述第十四电阻R14的第二端、所述第十电容C10的第二端分别接地；所述第十三电阻R13的第二端通过第十五电阻R15接地；

所述第一三极管的基极与所述第一二极管的负极连接；所述第一三极管的发射极与所述第一二极管的正极连接。

所述共射极放大电路17具体为：

第二三极管Q2，所述第二三极管Q2的基极为所述共射极放大电路的输入端；

所述第二三极管Q2的集电极为所述共射极放大电路的输出端；

所述第二三极管Q2的集电极通过第八电阻与所述电源电压连接；

所述第二三极管Q2的发射极接地。

所述检测电路还包括：

第四电容C4和第五电容C5，

所述第四电C4容的第一端和所述第五电容C5的正极连接电源电压；

所述第四电容C4的第二端和所述第五电容C5的负极接地。

图3为本发明实施例中所述的一种音频输入信号的检测电路的仿真电路图，如图3所示，其中，大信号输入: 输入信号1V，图4为本发明实施例所述的电路的输入信号为1V的仿真结果示意图，如图4所示；大信号输入: 输入信号1mV，图5为本发明实施例所述的电路的输入信号为1mV的仿真结果示意图。

本发明的电路中，左右声道通过C1和R2,C3和R3组成的第一高通滤波，叠加到运放输入端，所以不管是左声道还是右声道，都会触发，高通滤波器的截止频率为10 hz左右。

R1是反馈电阻，R1和R2,R3 构成第一级运放的放大,放大倍数 G1=R1/R2=50，C2是消振电容，防止运放自激，R5是正极输入电阻。

R9和R12分压构成第一级和第二级运放的偏置电压，C8是偏置电压的退耦电容。

R4和C6组成第二高通滤波,截至频率为10hz左右。

R7是反馈电阻,G2=R7/R4=20, C7也是消振电容,防止自激, R11是输入电阻.C4和C5是整个运放的退耦电容。

R10和C9构成输出第三高通滤波电路。

D1提高输入偏置电压，保证输出信号的幅度不失真，前端信号通过Q1 构成一级共集电极射极跟随电路。 R6是集电极的偏置电阻，R14是输出电阻，C10是缓冲电容，防止前端输入有轻微波动，后端输出会来回跳动，增加C10后有个缓冲作用，确保后段输出稳定。R13和R15是Q1的输入偏置电压的分压电阻。

Q2和R8构成一个共射极的放大电路,把输出信号放大后通过Audio_ Detect输出给单片机的I/O来检测。单片机可以根据对所述左声道音频信号和右声道音频信号的音频检测信号，进行相应的处理。

具体为：当正常使用的时候，如果没有外部音频插入，此时系统默认的是使用其它的音频源信号。当外部有线音频源信号插入后，会检测外部有线音频信号源的有无，判断是否需要切换到外部有线信号。

因为音乐信号由多种信号叠加在一起，如果有音乐播放，则通过运放前端的隔直电容，然后进入运放，放大为脉冲信号。为了防止运放的饱和以及对前端输入信号的影响，选择两级放大，放大后的脉冲信号去控制三极管的导通。如果使用一级三极管触发时,会导致小信号输入时，充电时间过长，影响判断，所以增加一级三级管判断。经过三极管Q1后，信号通过C4大电容的缓冲，再通过三极管Q2后，去触发单片机。

正常无外部有线音频信号输入时，Audio_Detect 管脚为高输出；当有外部有线音频信号输入时，Audio_Detec 输出为低电平。

图6为本发明实施例所述的电路的应用电路示意图，如图6所示，为本发明所述的音频输入信号的检测电路的应用场景。单片机通过高低变换来判断是否需要把功放的音频输入源切换到外部有线音频输入还是其它无线输入，从而实现源信号自动切换。同时,可以根据外部有线输入源信号的有无，来判断机器是否应该关闭蓝牙或者WIFI，让机器进入待机状态，从而更好的满足能耗管理规定，更好的管理系统能耗，特别对于内置电池产品，能很好的节约能耗，延长播放时间。

应用该电路，可以实现通过判断外部有线输入音频信号的有无，来自动切换信号源，避免手动操作，从而实现更好的用户体验。同时，可以通过判断外部有线音频信号的有无，来管理机器功耗，从而更好地实现能耗管理。对于便携式内置电池产品，可以更好地延长播放时间，提高整个产品的使用品质。此电路的检测精度可以达到1mv，使用运放来检测，集成度高，调试方便，可靠性也得到很好的保证。

根据现在的播放源自动切换，在使用无线的源信号时,无线模块本身是可以检测到的，这样就可以控制相应的无线源信号。但是有线信号的检测就会有问题。本发明的电路设计用来检测有线信号，用一个集成运放来做检测，比起分离原件的检测电路，稳定性更好，检测精度更高，电路调试更加便捷。此电路还可以用做系统待机和关机的检测。如果系统的有线输入信号已经停止播放，同时无线音乐源没有信号输入，就可以让系统自动进入待机状态，待机一定时间后，还没有检测到音乐源，就可以让系统关机，达到省电的目的，同时也可以更好地满足能耗管理规定。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种音频输入信号的检测电路，其特征在于，包括：

第一高通滤波单元，第一高通滤波器的两个输入端分别连接左声道音频信号和右声道音频信号；

第一级运放单元，所述第一级运放单元的负输入端连接所述第一高通滤波单元的输出端；所述第一级运放单元的正输入端输入第一偏置电压；所述第一级运放单元的输出端连接第二高通滤波单元的输入端；

第二级运放单元，所述第二级运放单元的负输入端连接所述第二高通滤波单元的输出端；所述第二级运放单元的正输入端输入第二偏置电压；

第三高通滤波单元，所述第三高通滤波单元的输入端连接所述第二级运放单元的输出端；

共集电极射极跟随电路，所述共集电极射极跟随电路的输入端连接所述第三高通滤波单元的输出端；

共射极放大电路，所述共射极的放大电路的输入端连接所述共集电极射极跟随电路的输出端，所述共射极的放大电路的输出端输出对所述左声道音频信号和右声道音频信号的音频检测信号。

2.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，第一高通滤波单元具体为：

第一电容的第一端为所述第一高通滤波单元的第一输入端；第二电容的第一端为所述第一高通滤波单元的第二输入端；

所述第一电容的第二端连接第二电阻的第一端；所述第二电容的第二端连接第三电阻的第一端；

所述第二电阻的第二端和所述第三电阻的第二端连接，作为所述第一高通滤波单元的输出端。

3.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，所述第一级运放单元具体为：

第一运算放大器，所述第一运算放大器的负输入端为所述第一级运放单元的负输入端；所述第一运算放大器的正输入端为所述第一级运放单元的正输入端；所述第一运算放大器的输出端为所述第一级运放单元的输出端；

所述第一运算放大器的负输入端分别连接第一电阻的第一端和第二电容的第一端；所述第一运算放大器的输出端分别连接第一电阻的第二端和第二电容的第二端。

4.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，输出所述第一偏置电压和输出所述第二偏置电压的电路具体为：

第九电阻的第一端连接电源电压；

所述第九电阻的第二端分别与第八电容的正极和第十二电阻的第一端连接；所述第八电容的负极和所述第十二电阻的第二端接地；

所述第九电阻的第二端通过第五电阻输出所述第一偏置电压；

所述第九电阻的第二端通过第十一电阻输出所述第二偏置电压。

5.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，所述第二高通滤波单元具体为：

第四电阻的第一端作为所述第二高通滤波单元的输入端；所述第四电阻的第二端连接第六电容的第一端；

所述第六电容的第二端为第二高通滤波单元的输出端。

6.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，所述第二级运放单元具体为：

第二运算放大器，所述第二运算放大器的负输入端为所述第二级运放单元的负输入端；所述第二运算放大器的正输入端为所述第二级运放单元的正输入端；所述第二运算放大器的输出端为所述第二级运放单元的输出端；

所述第二运算放大器的负输入端分别连接第七电阻的第一端和第七电容的第一端；所述第二运算放大器的输出端分别连接第七电阻的第二端和第七电容的第二端。

7.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，所述第三高通滤波单元具体为：

第十电阻的第一端作为所述第三高通滤波单元的输入端；所述第十电阻的第二端连接第九电容的第一端；所述第九电容的第二端为所述第三高通滤波单元的输出端。

8.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，所述共集电极射极跟随电路具体为：

第一三极管，所述第一三极管的基极作为所述共集电极射极跟随电路的输入端；所述第一三极管的集电极通过第六电阻连接电源电压；所述第一三极管的发射极分别连接第十四电阻的第一端、第十电容的第一端、第十三电阻的第一端；所述第十四电阻的第二端、所述第十电容的第二端分别接地；所述第十三电阻的第二端通过第十五电阻接地；

所述第一三极管的基极与第一二极管的负极连接；所述第一三极管的发射极与所述第一二极管的正极连接。

9.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，所述共射极放大电路具体为：

第二三极管，所述第二三极管的基极为所述共射极放大电路的输入端；

所述第二三极管的集电极为所述共射极放大电路的输出端；

所述第二三极管的集电极通过第八电阻与电源电压连接；

所述第二三极管的发射极接地。

10.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，所述检测电路还包括：

第四电容和第五电容，

所述第四电容的第一端和所述第五电容的正极连接电源电压；

所述第四电容的第二端和所述第五电容的负极接地。

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