CN111726733A

CN111726733A - 电子设备、音频输出控制方法、装置及存储介质

Info

Publication number: CN111726733A
Application number: CN201910208376.4A
Authority: CN
Inventors: 项吉
Original assignee: Beijing Xiaomi Mobile Software Co Ltd
Current assignee: Beijing Xiaomi Mobile Software Co Ltd
Priority date: 2019-03-19
Filing date: 2019-03-19
Publication date: 2020-09-29

Abstract

本公开是关于一种电子设备、音频输出控制方法、装置及存储介质。所述电子设备包括：处理组件、音频编解码器、功率放大器、开关组件和负载接口；音频编解码器的信号输出端与负载接口之间形成有并联的第一支路和第二支路；第一支路的一端与音频编解码器的信号输出端耦合，第一支路的另一端与负载接口耦合；第二支路的一端与音频编解码器的信号输出端耦合，第二支路的另一端与负载接口耦合，且第二支路中包括功率放大器；开关组件对第一支路和第二支路进行导通控制；处理组件与开关组件耦合。本公开通过开关组件对两条支路进行导通控制，使得负载接口在连接不同阻抗的负载时，能够向负载提供合适的输出功率，更好地保证不同阻抗的负载的工作性能。

Description

电子设备、音频输出控制方法、装置及存储介质

技术领域

本公开实施例涉及音频处理技术领域，特别涉及一种电子设备、音频输出控制方法、装置及存储介质。

背景技术

诸如手机、平板电脑等电子设备通常都配备有耳机插孔，通过该耳机插孔可以外接耳机，用户使用该外接的耳机进行收听音乐、通话等操作。

目前，电子设备虽然能够支持多种不同类型的耳机接入，如低阻耳机和高阻耳机，但无法保证各种类型的耳机的工作性能。

发明内容

本公开实施例提供了一种电子设备、音频输出控制方法、装置及存储介质。所述技术方案如下：

根据本公开实施例的第一方面，提供了一种电子设备，所述电子设备包括：处理组件、音频编解码器、功率放大器、开关组件和负载接口；

所述音频编解码器的信号输出端与所述负载接口之间形成有并联的第一支路和第二支路；

所述第一支路的一端与所述音频编解码器的信号输出端耦合，所述第一支路的另一端与所述负载接口耦合；

所述第二支路的一端与所述音频编解码器的信号输出端耦合，所述第二支路的另一端与所述负载接口耦合，且所述第二支路中包括所述功率放大器；

所述开关组件对所述第一支路和所述第二支路进行导通控制；

所述处理组件与所述开关组件耦合。

在一些可能的设计中，所述处理组件，用于：

获取所述负载接口连接的目标负载的阻抗值；

当所述目标负载的阻抗值小于预设阈值时，向所述开关组件输出第一控制信号，所述第一控制信号用于控制所述开关组件将所述第一支路导通；

当所述目标负载的阻抗值大于所述预设阈值时，向所述开关组件输出第二控制信号，所述第二控制信号用于控制所述开关组件将所述第二支路导通。

在一些可能的设计中，所述处理组件与所述功率放大器耦合；

所述处理组件，还用于：

当所述目标负载的阻抗值小于所述预设阈值时，向所述功率放大器发送第三控制信号，所述第三控制信号用于控制所述功率放大器停止工作；

当所述目标负载的阻抗值大于所述预设阈值时，向所述功率放大器发送第四控制信号，所述第四控制信号用于控制所述功率放大器开始工作。

在一些可能的设计中，所述电子设备还包括：阻抗检测电路；

所述阻抗检测电路的第一端与所述负载接口耦合，所述阻抗检测电路的第二端与所述处理组件耦合。

在一些可能的设计中，所述阻抗检测电路，用于：

向所述负载接口连接的目标负载提供电流源；

采集所述目标负载两端的电压值；

根据所述电压值和所述电流源的电流值，计算所述目标负载的阻抗值；

向所述处理组件发送所述目标负载的阻抗值。

在一些可能的设计中，所述负载接口为耳机接口。

根据本公开实施例的第二方面，提供了一种音频输出控制方法，应用于如第一方面所述的电子设备的所述处理组件中，所述方法包括：

获取所述负载接口连接的目标负载的阻抗值；

在一些可能的设计中，所述方法还包括：

根据本公开实施例的第三方面，提供了一种音频输出控制装置，应用于如第一方面所述的电子设备的所述处理组件中，所述装置包括：

阻抗获取模块，被配置为获取所述负载接口连接的目标负载的阻抗值；

信号输出模块，被配置为当所述目标负载的阻抗值小于预设阈值时，向所述开关组件输出第一控制信号，所述第一控制信号用于控制所述开关组件将所述第一支路导通；

所述信号输出模块，还被配置为当所述目标负载的阻抗值大于所述预设阈值时，向所述开关组件输出第二控制信号，所述第二控制信号用于控制所述开关组件将所述第二支路导通。

在一些可能的设计中，所述信号输出模块，还被配置为：

根据本公开实施例的第四方面，提供了一种非临时性计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理组件执行时实现如第二方面所述方法的步骤。

本公开实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：

通过在音频编解码器与负载接口之间设计两条并联的支路，其中一条支路中包括功率放大器，另一条支路中不包括功率放大器，通过开关组件对上述两条支路进行导通控制，使得负载接口在连接不同阻抗的负载时，能够向负载提供合适的输出功率，更好地保证不同阻抗的负载的工作性能。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本公开。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本公开的实施例，并与说明书一起用于解释本公开的原理。

图1是根据一示例性实施例示出的一种电子设备的结构框图；

图2是根据另一示例性实施例示出的一种电子设备的结构框图；

图3是根据另一示例性实施例示出的一种电子设备的结构框图；

图4示例性示出了一种图3所示电子设备对应的电路图；

图5示例性示出了一种阻抗检测电路的检测原理图；

图6是根据一示例性实施例示出的一种音频输出控制方法的流程图；

图7是根据一示例性实施例示出的一种音频输出控制装置的框图。

具体实施方式

这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本公开相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本公开的一些方面相一致的装置和方法的例子。

图1是根据一示例性实施例示出的一种电子设备10的结构框图。电子设备10可以是诸如手机、平板电脑、音频播放器、可穿戴设备等任何具备音频输出功能的设备。如图1所示，电子设备10可以包括：处理组件11、音频编解码器12、功率放大器13、开关组件14和负载接口15。

处理组件11具备计算和处理功能，用于对电子设备10的各项操作进行控制，如对音频编解码器12、功率放大器13、开关组件14等进行控制。可选地，处理组件11包括AP(Application Processor，应用处理器)芯片。

音频编解码器12具备对音频数据进行编码和解码的功能。音频编解码器12的信号输出端将音频信号输出给负载接口15，再由负载接口15将音频信号输出给外接的负载，然后由负载对该音频信号进行处理和播放。音频编解码器12可以是Codec芯片。

功率放大器13用于对音频编解码器12输出的音频信号进行功率放大，以此驱动高阻耳机。在一些可能的设计中，音频编解码器12中包含一级功率放大器，音频信号在从音频编解码器12的信号输出端输出之前，已经通过该一级功率放大器进行了一级功率放大。该功率放大器13可以作为二级功率放大器，用于对音频编解码器12的信号输出端输出的音频信号做进一步的功率放大，也即二级功率放大。功率放大器13可以是专门的音频功率放大器，如耳机功率放大器。

开关组件14用于实现对电路的导通和关断功能。开关组件14可以由二极管、开关管等电子元器件实现。

负载接口15用于外接负载，如耳机、扬声器、音箱等。在本公开实施例中，主要以负载为耳机进行介绍说明，相应地，负载接口15即为耳机接口。耳机接口可以支持多种类型的耳机接入，如低阻耳机和高阻耳机。在本公开实施例中，低阻耳机是指阻抗值小于预设阈值的耳机，高阻耳机是指阻抗值大于预设阈值的耳机；其中，预设阈值可以根据实际经验进行设定，本公开实施例对此不作限定。例如，将阻抗值小于或等于60ohm的耳机归类为低阻耳机，如阻抗值为8ohm、16ohm、32ohm、60ohm的耳机属于低阻耳机，将阻抗值大于60ohm的耳机归类为高阻耳机，如阻抗值为150ohm、300ohm、600ohm甚至更大阻抗值的耳机属于高阻耳机。通常来讲，耳塞式耳机的阻抗值较小，头戴式耳机的阻抗值较大。

如图1所示，音频编解码器12的信号输出端与负载接口15之间形成有并联的第一支路21和第二支路22。第一支路21的一端与音频编解码器12的信号输出端耦合，第一支路21的另一端与负载接口15耦合。第二支路22的一端与音频编解码器12的信号输出端耦合，第二支路22的另一端与负载接口15耦合，且第二支路22中包括功率放大器13。

开关组件14对第一支路21和第二支路22进行导通控制。例如，开关组件14在处理组件11的控制下，对第一支路21和第二支路22进行导通控制。

处理组件11与开关组件14耦合，用于对开关组件14进行控制。例如，处理组件11向开关组件14输出控制信号，通过该控制信号对开关组件14进行控制。

在一些可能的设计中，处理组件11用于获取负载接口15连接的目标负载的阻抗值；当目标负载的阻抗值小于预设阈值时，向开关组件14输出第一控制信号，该第一控制信号用于控制开关组件14将第一支路21导通；当目标负载的阻抗值大于预设阈值时，向开关组件14输出第二控制信号，该第二控制信号用于控制开关组件14将第二支路22导通。

以负载接口15是耳机接口，其连接的目标负载是耳机为例。处理组件11获取耳机接口连接的耳机的阻抗值，然后与预设阈值进行比对。预设阈值可以根据实际需求预先设定，本公开实施例对此不作限定。当该耳机的阻抗值小于预设阈值时，也即当该耳机为低阻耳机时，处理组件11向开关组件14输出第一控制信号，该第一控制信号用于控制开关组件14将第一支路21导通，此时，音频编解码器12的信号输出端输出的音频信号不经过功率放大器13放大，直接提供给负载接口15输出。当该耳机的阻抗值大于预设阈值时，也即当该耳机为高阻耳机时，处理组件11向开关组件14输出第二控制信号，该第二控制信号用于控制开关组件14将第二支路22导通，此时，音频编解码器12的信号输出端输出的音频信号经过功率放大器13放大，放大后的音频信号再提供给负载接口15输出。

可选地，第一控制信号和第二控制信号为高低电平信号，例如第一控制信号为1且第二控制信号为0，或者第一控制信号为0且第二控制信号为1；其中，1表示高电平，0表示低电平。

由于音频编解码器12的输出功率有限，一般最大为1Vrms，其无法直接驱动高阻耳机。因此，当负载接口15连接的是高阻耳机时，通过开关组件14将第二支路22导通，利用外接的功率放大器13进行功率放大，从而实现驱动高阻耳机。而当负载接口15连接的是低阻耳机时，如果音频编解码器12输出的音频信号仍然经过功率放大器13进行功率放大后再输出给低阻耳机，则会导致底噪过大，影响音质。因此，当负载接口15连接的是低阻耳机时，通过开关组件14将第一支路21导通，使得音频编解码器12输出的音频信号直接输出给低阻耳机，使得底噪不会过大，确保低阻耳机的输出音质。

综上所述，本公开实施例提供的技术方案中，通过在音频编解码器与负载接口之间设计两条并联的支路，其中一条支路中包括功率放大器，另一条支路中不包括功率放大器，通过开关组件对上述两条支路进行导通控制，使得负载接口在连接不同阻抗的负载时，能够向负载提供合适的输出功率，更好地保证不同阻抗的负载的工作性能。

在示例性实施例中，当负载接口为耳机接口时，如果连接的是高阻耳机，则通过开关组件控制功率放大器所在的第二支路导通，确保给高阻耳机提供足够的驱动，使得高阻耳机能够正常工作；如果连接的是低阻耳机，则通过开关组件控制第一支路导通，使得底噪不会过大，确保低阻耳机的输出音质。

在基于图1实施例提供的另一示例性实施例中，如图2所示，电子设备10还可以包括：阻抗检测电路16。

阻抗检测电路16的第一端与负载接口15耦合，阻抗检测电路16的第二端与处理组件11耦合。阻抗检测电路16用于对负载接口15连接的负载的阻抗值进行检测，并将检测结果提供给处理组件11，以便处理组件11根据该检测结果对开关组件14进行控制。

在一些可能的设计中，阻抗检测电路16用于：向负载接口15连接的目标负载提供电流源，采集目标负载两端的电压值，根据上述电压值和电流源的电流值，计算目标负载的阻抗值，向处理组件11发送目标负载的阻抗值。可选地，将上述电压值和电流源的电流值相除，即可计算得到目标负载的阻抗值。

在一些可能的设计中，处理组件11与功率放大器13耦合。处理组件11还用于：当目标负载的阻抗值小于预设阈值时，向功率放大器13发送第三控制信号，该第三控制信号用于控制功率放大器13停止工作；当目标负载的阻抗值大于预设阈值时，向功率放大器13发送第四控制信号，该第四控制信号用于控制功率放大器13开始工作。

当目标负载的阻抗值小于预设阈值时，由于开关组件14控制第一支路21导通，因此功率放大器13不需要工作，通过控制功率放大器13停止工作，有助于节省功耗；当目标负载的阻抗值大于预设阈值时，由于开关组件14控制第二支路22导通，因此功率放大器13需要工作，通过控制功率放大器13开始工作，以产生足够的功率驱动高阻抗的目标负载。

可选地，第三控制信号和第四控制信号为高低电平信号，例如第三控制信号为1且第四控制信号为0，或者第三控制信号为0且第四控制信号为1；其中，1表示高电平，0表示低电平。

可选地，第一控制信号和第三控制信号相同，第二控制信号和第四控制信号相同。

另外，处理组件11可以通过第一GPIO(general-purpose input/output，通用输入/输出)接口向开关组件14输出第一控制信号或第二控制信号，也可以通过第二GPIO接口向功率放大器13输出第三控制信号和第四控制信号。

综上所述，本公开实施例提供的技术方案中，还通过设计阻抗检测电路，实现对负载接口外接的负载的阻抗值进行检测；还通过在第一支路导通时，控制功率放大器停止工作，有助于节省电子设备的功耗。

在一个示例性实施例中，如图3所示，电子设备30可以包括：处理组件31、音频编解码器32、功率放大器33、开关组件34和耳机接口35。

音频编解码器32的信号输出端与耳机接口35之间形成有并联的第一支路41和第二支路42。第一支路41的一端与音频编解码器32的信号输出端耦合，第一支路41的另一端与耳机接口35耦合。第二支路42的一端与音频编解码器32的信号输出端耦合，第二支路42的另一端与耳机接口35耦合，且第二支路42中包括功率放大器33。

可选地，如图3所示，第一支路41中包括两根信号线，分别为第一左声道信号线和第一右声道信号线，在图中以L和R表示。第二支路42中也包括两根信号线，分别为第二左声道信号线和第二右声道信号线，在图中同样以L和R表示。

开关组件34对第一支路41和第二支路42进行导通控制。处理组件31分别与开关组件34和功率放大器33耦合。

当耳机接口35连接的是低阻耳机时，处理组件31向开关组件34输出第一控制信号，并向功率放大器33输出第三控制信号。开关组件34根据第一控制信号将第一支路41导通，并将第二支路42断开。功率放大器33根据第三控制信号停止工作。

当耳机接口35连接的是高阻耳机时，处理组件31向开关组件34输出第二控制信号，并向功率放大器33输出第四控制信号。开关组件34根据第二控制信号将第二支路42导通，并将第一支路41断开。功率放大器33根据第四控制信号开始工作。

以阻抗值分别为16ohm和600ohm的两种耳机为例，底噪的功率跟耳机两端的输入功率呈正比。假设底噪功率为ΔP，耳机两端的输入功率为P，ΔP与P呈正比。假设功率放大器33的最大输出电压为2.5V，音频编解码器32提供的最大输出电压为1V。则：

如果音频信号经功率放大器33进行功率放大后再输出给阻抗值为16ohm的耳机，其底噪ΔP₁＝(2.5V×2.5V)/16ohm×A＝0.3906×Amw；

如果音频信号不经功率放大器33进行功率放大直接输出给阻抗值为16ohm的耳机，其底噪ΔP₂＝(1V×1V)/16ohm×A＝0.0625×Amw；

其中，A为常数。

可见，采用本公开实施例提供的技术方案，当耳机接口35连接的是低阻耳机时，通过第一支路41输出音频信号，能够将底噪降低6倍。

另外，音频信号经功率放大器33进行功率放大后再输出给阻抗值为600ohm的耳机，其底噪ΔP₃＝(2.5V×2.5V)/600ohm×A＝0.0104×Amw；其中，A为常数。

可见，采用本公开实施例提供的技术方案，当耳机接口35连接的是高阻耳机时，通过第二支路42将音频信号进行功率放大后输出，一方面可以确保有足够的功率去驱动高阻耳机，另一方面其底噪也不会过大。

下面，结合参考图4，其示例性示出了一种图3所示电子设备30对应的电路图。

音频编解码器32的信号输出端与耳机接口35之间形成有并联的第一支路41和第二支路42。第二支路42中包括功率放大器33。开关组件34对第一支路41和第二支路42进行导通控制。

如果耳机接口35连接的是低阻耳机，则处理组件31通过GPIO10接口向开关组件34输出第一控制信号，并通过GPIO11接口向功率放大器33输出第三控制信号。开关组件34根据第一控制信号将第一支路41导通，并将第二支路42断开。功率放大器33根据第三控制信号停止工作。

如果耳机接口35连接的是高阻耳机，则处理组件31通过GPIO10接口向开关组件34输出第二控制信号，并通过GPIO11接口向功率放大器33输出第四控制信号。开关组件34根据第二控制信号将第二支路42导通，并将第一支路41断开。功率放大器33根据第四控制信号开始工作。

示例性地，如图5所示，其示出了一种阻抗检测电路36的检测原理图。通过向耳机接口连接的耳机提供电流源51，然后在电压检测点52处采集耳机两端的电压值，阻抗检测电路36根据采集到的电压值和电流源51的电流值，即可计算出耳机的阻抗值。之后，阻抗检测电路36将该耳机的阻抗值发送给处理组件31，由处理组件31根据该阻抗值判断该耳机是低阻耳机还是高阻耳机，然后控制开关组件对相关支路进行导通控制。

本公开实施例提供的技术方案，使得电子设备能够很好地适配高阻耳机和低阻耳机，在一些具有高阻耳机和低阻耳机交替使用的市场中，具有较高的实用价值。

图6是根据一示例性实施例示出的一种音频输出控制方法的流程图，该方法可应用于上文实施例提供的电子设备的处理组件中，该方法可以包括如下几个步骤：

在步骤601中，获取负载接口连接的目标负载的阻抗值；

在步骤602中，当目标负载的阻抗值小于预设阈值时，向开关组件输出第一控制信号，该第一控制信号用于控制开关组件将第一支路导通；

在步骤603中，当目标负载的阻抗值大于预设阈值时，向开关组件输出第二控制信号，该第二控制信号用于控制开关组件将第二支路导通。

可选地，上述方法还包括：

当目标负载的阻抗值小于预设阈值时，向功率放大器发送第三控制信号，该第三控制信号用于控制功率放大器停止工作；

当目标负载的阻抗值大于预设阈值时，向功率放大器发送第四控制信号，该第四控制信号用于控制功率放大器开始工作。

对于上述方法实施例中未详细说明的细节，请参照上文产品实施例，此处不再赘述。

下述为本公开装置实施例，可以用于执行本公开方法实施例。对于本公开装置实施例中未披露的细节，请参照本公开方法实施例。

图7是根据一示例性实施例示出的一种音频输出控制装置的框图。该装置具有实现上述方法示例的功能，所述功能可以由硬件实现，也可以由硬件执行相应的软件实现。该装置可以是上文实施例介绍的处理组件，也可以设置在处理组件中。该装置700可以包括：阻抗获取模块710和信号输出模块720。

阻抗获取模块710，被配置为获取所述负载接口连接的目标负载的阻抗值。

信号输出模块720，被配置为当所述目标负载的阻抗值小于预设阈值时，向所述开关组件输出第一控制信号，所述第一控制信号用于控制所述开关组件将所述第一支路导通。

所述信号输出模块720，还被配置为当所述目标负载的阻抗值大于所述预设阈值时，向所述开关组件输出第二控制信号，所述第二控制信号用于控制所述开关组件将所述第二支路导通。

可选地，所述信号输出模块720，还被配置为：

需要说明的一点是，上述实施例提供的装置，在实现其功能时，仅以上述各个功能模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据实际需要而将上述功能分配由不同的功能模块完成，即将设备的内容结构划分成不同的功能模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。

关于上述实施例中的装置，其中各个模块执行操作的具体方式已经在有关该方法的实施例中进行了详细描述，此处将不做详细阐述说明。

在示例性实施例中，还提供了一种非临时性计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，如包括计算机程序的存储器。当该存储介质中的计算机程序被电子设备的处理组件执行时，使得电子设备能够执行上述音频输出控制方法。可选地，所述非临时性计算机可读存储介质可以是ROM(Read-Only Memory，只读存储器)、RAM(Random Access Memory，随机存取存储器)、CD-ROM、磁带、软盘和光数据存储设备等。

应当理解的是，在本文中提及的“多个”是指两个或两个以上。“和/或”，描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后，将容易想到本公开的其它实施方案。本申请旨在涵盖本公开的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本公开的一般性原理并包括本公开未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本公开的真正范围和精神由下面的权利要求指出。

应当理解的是，本公开并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本公开的范围仅由所附的权利要求来限制。

Claims

1.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括：处理组件、音频编解码器、功率放大器、开关组件和负载接口；

所述处理组件与所述开关组件耦合。

2.根据权利要求1所述的电子设备，其特征在于，所述处理组件，用于：

获取所述负载接口连接的目标负载的阻抗值；

3.根据权利要求2所述的电子设备，其特征在于，所述处理组件与所述功率放大器耦合；

所述处理组件，还用于：

4.根据权利要求1至3任一项所述的电子设备，其特征在于，所述电子设备还包括：阻抗检测电路；

5.根据权利要求4所述的电子设备，其特征在于，所述阻抗检测电路，用于：

向所述负载接口连接的目标负载提供电流源；

采集所述目标负载两端的电压值；

向所述处理组件发送所述目标负载的阻抗值。

6.根据权利要求1至3任一项所述的电子设备，其特征在于，所述负载接口为耳机接口。

7.一种音频输出控制方法，其特征在于，应用于如权利要求1所述的电子设备的所述处理组件中，所述方法包括：

获取所述负载接口连接的目标负载的阻抗值；

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

9.一种音频输出控制装置，其特征在于，应用于如权利要求1所述的电子设备的所述处理组件中，所述装置包括：

10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述信号输出模块，还被配置为：

11.一种非临时性计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理组件执行时实现如权利要求7或8所述方法的步骤。