CN111541429A - 功率放大器的供电控制电路以及音频设备 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种功率放大器的供电控制电路以及音频设备。其中，供电控制电路包括：控制模块，用于接收至少一路音频信号，并根据所述音频信号的最大峰值输出对应占空比的PWM脉冲信号；以及电压转换单元，用于根据PWM脉冲信号对输入的电源电压进行转换，以及利用转换后的电压向功率放大器进行供电；控制模块还用于对接收的音频信号进行延时处理并发送至所述功率放大器，以保证功率放大器接收的音频信号与根据所述音频信号转换的用于向所述功率放大器供电的电压相匹配；功率放大器用于对接收的音频信号进行功率放大。本发明根据音频信号的峰值调节功率放大器供电电压，提高了功率放大器的工作效率。
Description
技术领域
本发明涉及音频技术领域，特别涉及一种功率放大器的供电控制电路以及音频设备。
背景技术
传统的汽车功放系统是由电池电压直接供电，无论多大音量的音乐信号，供电电压都保持不变。那么当音乐信号的音量越低时，就会造成汽车功放系统的工作效率越低，进而增加了播放功耗。由于现在电动汽车的电池容量有限，且整车厂对汽车功放的效率要求越来越高，因此，传统的由电池电压直接向汽车功放系统进行供电的方式已经不再适用。
发明内容
本发明要解决的技术问题是为了克服现有技术中由电池电压向功放系统直接供电导致功放系统工作效率低下、增加播放功耗等的缺陷，提供一种根据音频信号的峰值调节功率放大器供电电压的功率放大器的供电控制电路以及音频设备。
本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题：
本发明的第一方面提供一种功率放大器的供电控制电路，包括：
控制模块，用于接收至少一路音频信号，并根据所述音频信号的最大峰值输出对应占空比的PWM(Pulse width modulation，脉冲宽度调制)脉冲信号；
以及电压转换单元，用于接收所述PWM脉冲信号，并根据所述PWM脉冲信号对输入的电源电压进行转换，以及利用转换后的电压向所述功率放大器进行供电；
所述控制模块还用于对接收的音频信号进行延时处理并发送至所述功率放大器，以保证所述功率放大器接收的音频信号与根据所述音频信号转换的用于向所述功率放大器供电的电压相匹配；
其中，所述功率放大器用于对接收的音频信号进行功率放大。
较佳地，所述控制模块包括第一缓冲器，所述控制模块具体用于将接收的音频信号存入所述第一缓冲器，并将所述第一缓冲器输出的音频信号发送至所述功率放大器，以实现所述延时处理。
较佳地，所述控制模块包括第二缓冲器，所述控制模块具体用于将接收的音频信号的最大峰值存入所述第二缓冲器，并根据所述第二缓冲器中的最大峰值输出对应占空比的PWM脉冲信号。
较佳地，所述电压转换单元具体用于根据接收的PWM脉冲信号对输入的电源电压进行升压或者降压。
较佳地，所述供电控制电路还包括信号处理模块，用于对采样的音频信号进行音量调节、均衡调节和/或音调调节处理，并将处理后的数音频信号发送至所述控制模块。
较佳地，所述供电控制电路还包括滤波单元，串联于所述控制模块与所述电压转换单元之间，用于对所述控制模块输出的PWM脉冲信号进行滤波。
较佳地，所述滤波单元具体为二阶低通滤波单元。
较佳地，所述控制模块还用于根据偏移电压调节所述PWM脉冲信号的占空比。
本发明的第二方面提供一种音频设备，包括功率放大器、扬声器以及如权第一方面所述的功率放大器的供电控制电路，所述功率放大器用于将功率放大后的音频信号发送至所述扬声器，所述扬声器用于播放所述音频信号。
较佳地，所述音频设备还包括电池，用于向所述电压转换单元输出所述电源电压。
本发明的积极进步效果在于：控制模块根据音频信号的最大峰值输出对应占空比的PWM脉冲信号，电压转换单元根据PWM脉冲信号对电源电压进行转换，并利用转换后的电压向功率放大器进行供电，实现了根据音频信号的峰值调节功率放大器供电电压的目的，与现有技术中利用固定电压向功率放大器供电相比，提高了功率放大器的工作效率，降低了播放功耗。
附图说明
图1为本发明实施例1提供的供电控制电路与功率放大器之间的电路连接结构示意图。
图2为本发明实施例1提供的控制模块的软件算法示意图。
图3为图2中A、B、C、D处的波形示意图。
图4为本发明实施例2提供的音频设备的结构框图。
具体实施方式
下面通过实施例的方式进一步说明本发明，但并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。
实施例1
本实施例提供一种功率放大器的供电控制电路，如图1所示，包括控制模块和电压转换单元。
控制模块用于接收至少一路音频信号，并根据所述音频信号的最大峰值输出对应占空比的PWM脉冲信号。
在可选的一种实施方式中，音源为数字音频信号，直接向控制模块输入即可。在可选的另一种实施方式中，音源为模拟音频信号，需要对模拟音源信号进行模数转换处理，并将得到的数字音频信号输入至控制模块。
在具体实施中，控制模块一般用于接收多路音频信号，例如8路、16路、24路等。
在可选的一种实施方式中，控制模块为DSP(数字信号处理)芯片。
电压转换单元用于接收所述PWM脉冲信号，并根据所述PWM脉冲信号对输入的电源电压进行转换，以及利用转换后的电压向所述功率放大器进行供电。
在一个例子中，电压转换单元具体用于根据接收的PWM脉冲信号对输入的电源电压进行升压。在另一个例子中，电压转换单元具体用于根据接收的PWM脉冲信号对输入的电源电压进行降压。
在可选的一种实施方式中，电压转换单元用于对电池输出的电源电压进行转换。
其中，上述电压转换单元可以为电压转换芯片，也可以为具体的电压转换电路。
所述控制模块还用于对接收的音频信号进行延时处理并发送至所述功率放大器，以保证所述功率放大器接收的音频信号与根据所述音频信号转换的用于向所述功率放大器供电的电压相匹配。其中，所述功率放大器用于对接收的音频信号进行功率放大。
本实施方式中，控制模块对接收的音频信号进行延时处理的目的是为了留出时间让控制模块和电压转换模块调节功率放大器的供电电压，使得功率放大器在接收到延时后的音频信号时，其对应的供电电压是根据该音频信号的峰值调节过的，即保证功率放大器接收的音频信号与根据所述音频信号转换的用于向功率放大器供电的电压相匹配。
在可选的一种实施方式中，功率放大器为数字功率放大器，可以接收数字信号。控制模块将延时处理的数字音频信号直接发送至功率放大器。
在可选的另一种实施方式中，功率放大器为模拟功率放大器，需要在控制模块与功率放大器之间增设数模转换单元，用于将控制模块输出的数字音频信号转换为模拟音频信号。
在可选的一种实施方式中，上述供电控制电路还包括信号处理模块，用于对采样的音频信号进行音量调节、均衡调节和/或音调调节处理，并将处理后的音频信号发送至所述控制模块。
在可选的一种实施方式中，上述控制模块包括第一缓冲器，上述控制模块通过将接收的音频信号存入所述第一缓冲器，并将所述第一缓冲器输出的音频信号发送至所述功率放大器，以实现所述延时处理。
在一个具体的例子，第一缓冲器包括24个延迟缓冲器，如图2所示，将最新接收的16个经过信号处理的音频数据样本存入第一缓冲器，将最早存入第一缓冲器中的16个样本写入功率放大器。本实施例中，通过设置24个延迟缓冲器实现了将音频信号延迟24个样本即500μs的效果，如图3中通道1和通道2的波形所示。其中，500μs是根据控制模块的时钟信号计算得到的。
在可选的一种实施方式中，上述控制模块包括第二缓冲器，上述控制模块具体用于将接收的音频信号的最大峰值存入所述第二缓冲器，并根据所述第二缓冲器中的最大峰值输出对应占空比的PWM脉冲信号。
在一个具体的例子，控制模块分别计算接收的16个经过信号处理的音频数据样本的绝对值，并将16个绝对值中的最大峰值存入第二缓冲器，如图2所示，第二缓冲器包括36个历史缓冲器，之后控制模块再计算出这36个历史缓冲器中的最大峰值，根据该最大峰值输出对应占空比的脉冲信号。
在可选的一种实施方式中，第一缓冲器和第二缓冲器均为FIFO(First InputFirst Output，先进先出)存储器。
在可选的一种实施方式中，为了避免音频失真，上述控制模块还用于根据偏移电压调节所述PWM脉冲信号的占空比。具体地，在上述实施方式中根据第二缓冲器中的最大峰值输出对应占空比的PWM脉冲信号的基础上，根据偏移电压调节PWM脉冲信号的占空比，使得输出音频信号的电压整体增加一个偏移电压。
在一个具体的例子中，偏移电压为4V，如图2和3所示。
在可选的一种实施方式中，上述供电控制电路还包括滤波单元，串联于所述控制模块与所述电压转换单元之间，用于对所述控制模块输出的PWM脉冲信号进行滤波。在一个具体的例子中，上述滤波单元为二阶低通滤波单元。
本实施例中，控制模块根据音频信号的最大峰值输出对应占空比的PWM脉冲信号，电压转换单元根据PWM脉冲信号对输入的电源电压进行转换，并利用转换后的电压向功率放大器进行供电，实现了根据音频信号的峰值调节功率放大器供电电压的目的，与现有技术中利用固定电压向功率放大器供电相比，提高了功率放大器的工作效率，降低了播放功耗。
实施例2
本实施例提供一种音频设备，如图4所示，包括功率放大器、扬声器以及实施例1提供的功率放大器的供电控制电路，所述功率放大器用于将功率放大后的音频信号发送至所述扬声器，所述扬声器用于播放所述音频信号。
在可选的一种实施方式中，所述音频设备还包括电池，用于向上述电压转换单元输出所述电源电压。
本实施例中的音频设备可以用于交通载具，例如汽车、火车、轮船、飞机等。
虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这仅是举例说明，本发明的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本发明的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种功率放大器的供电控制电路，其特征在于，包括：
控制模块，用于接收至少一路音频信号，并根据所述音频信号的最大峰值输出对应占空比的PWM脉冲信号；
以及电压转换单元，用于接收所述PWM脉冲信号，并根据所述PWM脉冲信号对输入的电源电压进行转换，以及利用转换后的电压向所述功率放大器进行供电；
所述控制模块还用于对接收的音频信号进行延时处理并发送至所述功率放大器，以保证所述功率放大器接收的音频信号与根据所述音频信号转换的用于向所述功率放大器供电的电压相匹配；
其中，所述功率放大器用于对接收的音频信号进行功率放大。
2.如权利要求1所述的供电控制电路，其特征在于，所述控制模块包括第一缓冲器，所述控制模块具体用于将接收的音频信号存入所述第一缓冲器，并将所述第一缓冲器输出的音频信号发送至所述功率放大器，以实现所述延时处理。
3.如权利要求1所述的供电控制电路，其特征在于，所述控制模块包括第二缓冲器，所述控制模块具体用于将接收的音频信号的最大峰值存入所述第二缓冲器，并根据所述第二缓冲器中的最大峰值输出对应占空比的PWM脉冲信号。
4.如权利要求1所述的供电控制电路，其特征在于，所述电压转换单元具体用于根据接收的PWM脉冲信号对输入的电源电压进行升压或者降压。
5.如权利要求1所述的供电控制电路，其特征在于，所述供电控制电路还包括信号处理模块，用于对采样的音频信号进行音量调节、均衡调节和/或音调调节处理，并将处理后的音频信号发送至所述控制模块。
6.如权利要求1所述的供电控制电路，其特征在于，所述供电控制电路还包括滤波单元，串联于所述控制模块与所述电压转换单元之间，用于对所述控制模块输出的PWM脉冲信号进行滤波。
7.如权利要求6所述的供电控制电路，其特征在于，所述滤波单元具体为二阶低通滤波单元。
8.如权利要求1-7中任一项所述的供电控制电路，其特征在于，所述控制模块还用于根据偏移电压调节所述PWM脉冲信号的占空比。
9.一种音频设备，其特征在于，包括功率放大器、扬声器以及如权利要求1-8中任一项所述的功率放大器的供电控制电路，所述功率放大器用于将功率放大后的音频信号发送至所述扬声器，所述扬声器用于播放所述音频信号。
10.如权利要求9所述的音频设备，其特征在于，所述音频设备还包括电池，用于向所述电压转换单元输出所述电源电压。
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