CN112118517B - 一种音频芯片及终端 - Google Patents

Abstract

本申请实施例公开了一种音频芯片及终端，用以解决播放设备中左声道和右声道串扰的问题，提高左右声道之间的隔离度。音频芯片应用于具有设备接口的终端，设备接口用于连接播放设备，播放设备包括左声道播放设备和右声道播放设备，音频芯片包括：左声道电路，用于对获取的左声道信号进行功率放大得到左声道输出信号，并通过设备接口输出至左声道播放设备；右声道电路，用于对获取的右声道信号进行功率放大得到右声道输出信号，并通过设备接口输出至右声道播放设备；控制电路，包括采样单元和反馈单元，采样单元串接在音频芯片的接地回路中，反馈单元用于采集采样单元的电压，并据此获取反馈电压，反馈电压为左声道电路和右声道电路的输入反馈信号。

Description

一种音频芯片及终端

技术领域

本申请涉及终端技术领域，尤其涉及一种音频芯片及终端。

背景技术

用户在使用终端播放音频文件时，可以采用立体声播放设备(例如双声道耳机)进行音频输出，因立体声播放设备的左声道和右声道播放的信号不同，因而可以构建立体音场效果，深受用户喜爱。然而，由于音频线及电子元件的影响，立体声播放设备的左声道和右声道不可避免地会引入信号串绕(crosstalk)，即左声道信号中含有右声道信号的成分、右声道信号中含有左声道信号的成分，影响音频播放效果和用户主观听感。

以立体声播放设备为双声道耳机为例，现有技术中，通常采用图1所示的方案来减少左声道和右声道之间的信号串扰。在图1所示的反馈结构中，HPH_L_IN表示对音频文件进行解码、数模转换等处理后得到的左声道模拟信号，HPH_R_IN表示对音频文件进行解码、数模转换等处理后得到的右声道模拟信号；HPH_L表示HPH_L_IN经过功率放大器(poweramplifier，PA)处理后得到的、输出至耳机的左声道的信号，HPH_R表示HPH_R_IN经过PA处理后得到的、输出至耳机的右声道的信号；Rgnd表示终端内部的公共接地回路的等效阻抗，Rpar表示耳机插头与耳机插孔间的接触阻抗，Rloadl表示耳机内部左声道的等效阻抗，Rloadr表示耳机内部右声道的等效阻抗。在图1所示的方案中，通过HPH_REF反馈信号，将Rgnd上的电压反馈至PA的输入端，从而对左声道和右声道之间的串扰做补偿。

采用图1所示的方案，仅对Rgnd这一部分回路阻抗产生的串扰进行补偿，对于其他部分阻抗并未考虑，因而难以有效地解决左声道和右声道串扰的问题，左声道和右声道之间的隔离度较低。

发明内容

本申请实施例提供一种音频芯片及终端，用以有效地解决播放设备中左声道和右声道串扰的问题，提高左声道和右声道之间的隔离度。

第一方面，本申请实施例提供一种音频芯片，该音频芯片应用于终端，终端上具有设备接口，设备接口用于连接播放设备，播放设备包括左声道播放设备和右声道播放设备。具体地，该音频芯片包括：左声道电路，用于对获取的左声道信号进行功率放大得到左声道输出信号，并将左声道输出信号通过设备接口输出至左声道播放设备；右声道电路，用于对获取的右声道信号进行功率放大得到右声道输出信号，并将右声道输出信号通过设备接口输出至右声道播放设备；控制电路，包括采样单元和反馈单元，采样单元串接在音频芯片的接地回路中，反馈单元用于采集采样单元的电压，根据采样单元的电压获取反馈电压，并将反馈电压输出给左声道电路和右声道电路，反馈电压为左声道电路和右声道电路的输入反馈信号。

其中，示例性地，该音频芯片可以为编译解码CODEC芯片或者高保真HiFi芯片，采样单元可以为采样电阻，该播放设备可以为双声道耳机，那么设备接口可以为耳机接口。当然，上述各种器件的类型不限于该示例中的类型，只要相应器件可以实现相应功能即可。

采用第一方面提供的音频芯片，左声道电路和右声道电路可分别用于实现对左声道信号和右声道信号的处理。此外，音频芯片中还包括控制电路。控制电路包括采样单元和反馈单元，其中采样单元串接在音频芯片的接地回路中。反馈单元可通过测试获取采样单元的电压值，根据采样单元的电压值可以计算出从立体声播放设备内部的公共接地回路到音频芯片的音源地之间的电压差。反馈单元将该电压差反馈至左声道电路和右声道电路，左声道电路和右声道电路可以对该电压差进行补偿，从而减小左声道和右声道之间的串扰。

在一种可能的设计中，反馈单元在根据采样单元的电压获取反馈电压时，具体可以通过如下方式：反馈单元根据采样单元的电压、采样单元的阻值以及回路等效电阻的阻值获取反馈电压，回路等效电阻包括设备接口的接触阻抗、接地回路的等效阻抗、左声道播放设备和右声道播放设备内的公共接地回路的等效阻抗。

其中，反馈电压等于采样单元的电压与阻值比值的乘积，阻值比值为回路等效电阻的阻值与采样单元的阻值之和与采样单元的阻值的比值。

采样上述方案，反馈电压采用以上取值时，在左声道电路和右声道电路的信号输入端，可以将立体声播放设备内部的公共接地回路到音源地之间因音频走线、磁珠以及接口接触等因素产生的阻抗所引起的总电压差全部补偿掉，因而可以有效地消除左声道和右声道之间的串扰。

具体实现时，采样单元的阻值和回路等效电阻的阻值可以预先存储在反馈单元中，回路等效电阻的阻值可以通过测试获取。

在一种可能的设计中，反馈单元包括：模数转换器，用于采集采样单元的电压，并将采样单元的电压由模拟形式转换为数字形式；电压变换器，用于根据采样单元的电压获取反馈电压。

也就是说，在反馈单元中，采集电压以及计算反馈电压的操作可以分别由两个器件完成。其中，电压变换器可以采用运算放大器等可以实现信号放大功能的器件或电路实现。

在一种可能的设计中，左声道电路包括：第一功率放大器，用于对左声道信号进行功率放大得到左声道输出信号，第一功率放大器的信号输入端用于输入左声道信号，第一功率放大器的反馈信号输入端用于输入反馈信号；右声道电路包括：第二功率放大器，用于对右声道信号进行功率放大得到右声道输出信号，第二功率放大器的信号输入端用于输入右声道信号，第二功率放大器的反馈信号输入端用于输入反馈信号。

采样上述方案，可以通过左声道电路和右声道电路中的功率放大器实现功率放大功能。当然，左声道电路和右声道电路中还可配置有用于实现其他功能的器件，比如数模转换器、解码器等。

在一种可能的设计中，设备接口包括左声道接口、右声道接口和接地接口，左声道接口分别与左声道电路和左声道播放设备的第一端耦合，右声道接口分别与右声道电路和右声道播放设备的第一端耦合，接地接口的第一端与接地回路耦合，接地接口的第二端与左声道播放设备的第二端以及右声道播放设备的第二端耦合。

采用上述方案，在设备接口中对应设置有左声道、右声道和接地这三种类型的接口。通过上述连接方式，左声道电路输出的左声道输出信号经左声道接口流入左声道播放设备的第一端，播放后从左声道播放设备的第二端流出，并经由接地接口流入音频芯片中的音源地，从而实现左声道的播放；同样地，右声道电路输出的右声道输出信号经右声道接口流入右声道播放设备的第一端，播放后从右声道播放设备的第二端流出，并经由接地接口流入音频芯片中的音源地，从而实现右声道的播放。

第二方面，本申请实施例还提供一种终端，该终端包括处理器以及上述第一方面及其任一可能的设计中提供的音频芯片。其中，处理器用于对音频文件进行处理后得到左声道信号和右声道信号。

此外，该终端还可以包括设备接口，该设备接口用于实现音频芯片与播放设备的连接，从而形成播放回路。

另外，第二方面中任一种可能设计方式所带来的技术效果可参见第一方面中不同设计方式所带来的技术效果，此处不再赘述。

附图说明

图1为现有技术提供的一种减少左声道和右声道的信号串扰的电路的结构示意图；

图2为本申请实施例提供的第一种终端的结构示意图；

图3为本申请实施例提供的第二种终端的结构示意图；

图4为本申请实施例提供的一种耳机与终端的连接示意图；

图5为本申请实施例提供的第三种终端的结构示意图；

图6为本申请实施例提供的第四种终端的结构示意图；

图7为本申请实施例提供的第一种音频芯片的结构示意图；

图8为本申请实施例提供的第二种音频芯片的结构示意图；

图9为本申请实施例提供的第三种音频芯片的结构示意图；

图10为本申请实施例提供的第四种音频芯片的结构示意图；

图11为本申请实施例提供的第五种终端的结构示意图。

具体实施方式

为了更好地理解本申请实施例提供的技术方案，下面首先介绍本申请实施例的应用场景。随着终端技术的不断发展，诸如手机、平板、个人电脑等电子设备通常都具有音频播放功能，比如用户可以通过终端收听音乐、并在观看音视频文件时收听音视频中的各种音频信息。因此如何提高终端播放音频的音效，对于提升用户体验越来越重要，比如用户现在都希望通过终端收听到杂声较少，立体音效果较佳的音频。本申请实施例意在解决带有音频播放功能的终端中的左声道和右声道串扰的问题，提高左声道和右声道之间的隔离度，进而使应用了本申请实施例方案的终端可以为用户提供更好的用户体验。

参见图2，为本申请实施例能够应用到的一种终端的结构示意图。图2所示的终端例如可以是具有音频播放功能的手机(mobile phone)、平板电脑(pad)、虚拟现实(virtualreality，VR)终端、增强现实(augmented reality，AR)终端、工业控制(industrialcontrol)中的终端、无人驾驶(self driving)中的终端、远程医疗(remote medical)中的终端、智能电网(smart grid)中的终端、运输安全(transportation safety)中的终端、智慧城市(smart city)中的终端、智慧家庭(smart home)中的终端等。

图2中的终端200可以包括处理器210，外部存储器接口220，内部存储器221，通用串行总线(universal serial bus，USB)接口230，充电管理模块240，电源管理模块241，电池242，天线1，天线2，移动通信模块250，无线通信模块260，音频模块270，扬声器270A，受话器270B，麦克风270C，耳机接口270D，传感器模块280，按键290，马达291，指示器292，摄像头293，显示屏294，以及用户标识模块(subscriber identification module，SIM)卡接口295等。其中传感器模块280可以包括压力传感器280A，陀螺仪传感器280B，气压传感器280C，磁传感器280D，加速度传感器280E，距离传感器280F，接近光传感器280G，指纹传感器280H，温度传感器280J，触摸传感器280K，环境光传感器280L，骨传导传感器280M等。

可以理解的是，本申请实施例示意的结构并不构成对终端200的具体限定。在本申请另一些实施例中，终端200可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者拆分某些部件，或者不同的部件布置。图示的部件可以以硬件，软件或软件和硬件的组合实现。

处理器210可以包括一个或多个处理单元，例如：处理器210可以包括应用处理器(application processor，AP)，调制解调处理器，图形处理器(graphics processingunit，GPU)，图像信号处理器(image signal processor，ISP)，控制器，存储器，视频编解码器，数字信号处理器(digital signal processor，DSP)，基带处理器，和/或神经网络处理器(neural-network processing unit，NPU)等。其中，不同的处理单元可以是独立的器件，也可以集成在一个或多个处理器中。本申请实施例中，处理器210可以对原始音频文件进行处理后得到左声道信号和右声道信号，并将左声道信号和右声道信号输入到音频模块270中。

显示屏294包括显示面板。显示面板可以采用液晶显示屏(liquid crystaldisplay，LCD)，有机发光二极管(organic light-emitting diode，OLED)，有源矩阵有机发光二极体或主动矩阵有机发光二极体(active-matrix organic light emitting diode的，AMOLED)，柔性发光二极管(flex light-emitting diode，FLED)，Miniled，MicroLed，Micro-oLed，量子点发光二极管(quantum dot light emitting diodes，QLED)等。在一些实施例中，终端200可以包括1个或N个显示屏294，N为大于1的正整数。

终端200的无线通信功能可以通过天线1，天线2，移动通信模块250，无线通信模块260，调制解调处理器以及基带处理器等实现。

天线1和天线2用于发射和接收电磁波信号。终端200中的每个天线可用于覆盖单个或多个通信频带。不同的天线还可以复用，以提高天线的利用率。例如：可以将天线1复用为无线局域网的分集天线。在另外一些实施例中，天线可以和调谐开关结合使用。

移动通信模块250可以提供应用在终端200上的包括2G/3G/4G/5G等无线通信的解决方案。移动通信模块250可以包括至少一个滤波器，开关，功率放大器，低噪声放大器(lownoise amplifier，LNA)等。移动通信模块250可以由天线1接收电磁波，并对接收的电磁波进行滤波，放大等处理，传送至调制解调处理器进行解调。移动通信模块250还可以对经调制解调处理器调制后的信号放大，经天线1转为电磁波辐射出去。在一些实施例中，移动通信模块250的至少部分功能模块可以被设置于处理器210中。在一些实施例中，移动通信模块250的至少部分功能模块可以与处理器210的至少部分模块被设置在同一个器件中。

调制解调处理器可以包括调制器和解调器。其中，调制器用于将待发送的低频基带信号调制成中高频信号。解调器用于将接收的电磁波信号解调为低频基带信号。随后解调器将解调得到的低频基带信号传送至基带处理器处理。低频基带信号经基带处理器处理后，被传递给应用处理器。应用处理器通过音频设备(不限于扬声器270A，受话器270B等)输出声音信号，或通过显示屏294显示图像或视频。在一些实施例中，调制解调处理器可以是独立的器件。在另一些实施例中，调制解调处理器可以独立于处理器210，与移动通信模块250或其他功能模块设置在同一个器件中。

无线通信模块260可以提供应用在终端200上的包括无线局域网(wireless localarea networks，WLAN)(如无线保真(wireless fidelity，Wi-Fi)网络)，蓝牙(bluetooth，BT)，全球导航卫星系统(global navigation satellite system，GNSS)，调频(frequencymodulation，FM)，近距离无线通信技术(near field communication，NFC)，红外技术(infrared，IR)等无线通信的解决方案。无线通信模块260可以是集成至少一个通信处理模块的一个或多个器件。无线通信模块260经由天线2接收电磁波，将电磁波信号调频以及滤波处理，将处理后的信号发送到处理器210。无线通信模块260还可以从处理器210接收待发送的信号，对其进行调频，放大，经天线2转为电磁波辐射出去。

充电管理模块240用于从充电器接收充电输入。其中，充电器可以是无线充电器，也可以是有线充电器。在一些有线充电的实施例中，充电管理模块240可以通过USB接口230接收有线充电器的充电输入。在一些无线充电的实施例中，充电管理模块240可以通过终端200的无线充电线圈接收无线充电输入。充电管理模块240为电池242充电的同时，还可以通过电源管理模块241为电子设备供电。

电源管理模块241用于连接电池242，充电管理模块240与处理器210。电源管理模块241接收电池242和/或充电管理模块240的输入，为处理器210，内部存储器221，外部存储器，显示屏294，摄像头293，和无线通信模块260等供电。电源管理模块241还可以用于监测电池容量，电池循环次数，电池健康状态(漏电，阻抗)等参数。在其他一些实施例中，电源管理模块241也可以设置于处理器210中。在另一些实施例中，电源管理模块241和充电管理模块240也可以设置于同一个器件中。

终端200可以通过ISP，摄像头293，视频编解码器，GPU，显示屏294以及应用处理器等实现拍摄功能。

摄像头293用于捕获静态图像或视频。物体通过镜头生成光学图像投射到感光元件。感光元件可以是电荷耦合器件(charge coupled device，CCD)或互补金属氧化物半导体(complementary metal-oxide-semiconductor，CMOS)光电晶体管。感光元件把光信号转换成电信号，之后将电信号传递给ISP转换成数字图像信号。ISP将数字图像信号输出到DSP加工处理。DSP将数字图像信号转换成标准的RGB，YUV等格式的图像信号。在一些实施例中，终端200可以包括1个或N个摄像头293，N为大于1的正整数。

外部存储器接口220可以用于连接外部存储卡，例如Micro SD卡，实现扩展终端200的存储能力。外部存储卡通过外部存储器接口220与处理器210通信，实现数据存储功能。例如将音乐，视频等文件保存在外部存储卡中。

内部存储器221可以用于存储计算机可执行程序代码，所述可执行程序代码包括指令。处理器210通过运行存储在内部存储器221的指令，从而执行终端200的各种功能应用以及数据处理。内部存储器221可以包括存储程序区和存储数据区。其中，存储程序区可存储操作系统，至少一个功能所需的应用程序(比如声音播放功能，图像播放功能等)等。存储数据区可存储终端200使用过程中所创建的数据(比如音频数据，电话本等)等。此外，内部存储器221可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如至少一个磁盘存储器件，闪存器件，通用闪存存储器(universal flash storage，UFS)等。

终端200可以通过音频模块270，扬声器270A，受话器270B，麦克风270C，耳机接口270D，以及应用处理器等实现音频功能。例如音乐播放，录音等。

按键290包括开机键，音量键等。按键290可以是机械按键。也可以是触摸式按键。终端200可以接收按键输入，产生与终端200的用户设置以及功能控制有关的键信号输入。

马达291可以产生振动提示。马达291可以用于来电振动提示，也可以用于触摸振动反馈。例如，作用于不同应用(例如拍照，音频播放等)的触摸操作，可以对应不同的振动反馈效果。作用于显示屏294不同区域的触摸操作，马达291也可对应不同的振动反馈效果。不同的应用场景(例如：时间提醒，接收信息，闹钟，游戏等)也可以对应不同的振动反馈效果。触摸振动反馈效果还可以支持自定义。

指示器292可以是指示灯，可以用于指示充电状态，电量变化，也可以用于指示消息，未接来电，通知等。

SIM卡接口295用于连接SIM卡。SIM卡可以通过插入SIM卡接口295，或从SIM卡接口295拔出，实现和终端200的接触和分离。终端200可以支持1个或N个SIM卡接口，N为大于1的正整数。SIM卡接口295可以支持Nano SIM卡，Micro SIM卡，SIM卡等。同一个SIM卡接口295可以同时插入多张卡。所述多张卡的类型可以相同，也可以不同。SIM卡接口295也可以兼容不同类型的SIM卡。SIM卡接口295也可以兼容外部存储卡。终端200通过SIM卡和网络交互，实现通话以及数据通信等功能。在一些实施例中，终端200采用eSIM，即：嵌入式SIM卡。eSIM卡可以嵌在终端200中，不能和终端200分离。

当然，本发明实施例除了可以应用于图2所示的终端中，还可以应用在任何具有音频播放功能的其他终端或电子设备中，比如MP3、录音机、收音机、CD机等，该些设备上均可以对外提供耳机接口270D。

具体地，如图3所示，为对图2中或对任何其他终端中的音频处理功能给出的终端200的另一种结构示意图。图3中的处理器301相当于图2中的处理器210；图3中的音频芯片302相当于图2中的音频模块270；图3中的设备接口303相当于图2中的耳机接口270D。

参见图3，该终端包括处理器301、音频芯片302和设备接口303。

其中，处理器301用于对原始音频文件进行处理后得到左声道信号和右声道信号，并将左声道信号和右声道信号输入到音频芯片302中。其中，左声道信号和右声道信号可以是数字信号。

音频芯片302用于对左声道信号和右声道信号进行解码(decoder)、数模转换、功率放大(驱动)等处理后输出左声道输出信号和右声道输出信号。具体实现时，可以由音频芯片302中的左声道电路对左声道信号进行处理输出左声道输出信号，由音频芯片302中的右声道电路对右声道信号进行处理输出右声道输出信号。

图3中的设备接口303相当于上述图2中的耳机接口170D，其由左声道接口、右声道接口和接地接口组成。此外，用于从终端接听音频声音的立体声播放设备上通常设有插头。立体声播放设备通过插头与设备接口303的连接时，可以实现立体声播放设备与音频芯片302的连接，从而实现音频信号的播放。其中，左声道接口的两端分别与左声道电路以及左声道播放设备的第一端耦合；右声道接口的两端分别与右声道电路以及右声道播放设备的第一端耦合；接地接口的一端与音源地耦合，另一端与左声道播放设备的第二端以及右声道播放设备的第二端耦合。

示例地，如图4所示，耳机401就可以是一个立体声播放设备，其上设置有插头401a，耳机401通过插头401a与终端连接。当然耳机401中还可以包括图3中所示的左声道播放设备和右声道播放设备。

不难看出，左声道输出信号通过左声道接口从左声道播放设备的第一端输入，播放后经左声道播放设备的第二端输出，通过接地接口输出至音源地，从而形成左声道输出信号的播放回路；同样地，右声道输出信号通过右声道接口从右声道播放设备的第一端输入，播放后经右声道播放设备的第二端输出，通过接地接口输出至音源地，从而形成右声道输出信号的播放回路。

需要说明的是，上述对处理器301、音频芯片302以及设备接口303的功能划分仅为举例示意，实际应用中，三者的功能划分不限于上述举例。比如，处理器301可用于对音频文件进行解码，此时音频芯片302可以不具备解码功能，仅需具备数模转换、功率放大等其他功能即可；再比如，处理器301和音频芯片302可以集成在一个芯片中，完成上述解码、数模转换、功率放大等功能。

其中，处理器301例如可以是中央处理器(central processing unit，CPU)、片上系统(system on chip，SoC)、数字信号处理器(digital signal processing，DSP)、微控制单元(micro controller unit，MCU)。音频芯片302例如可以是编译解码(coder-decoder，CODEC)芯片、高保真(high-fidelity，HiFi)芯片，还可以是其他用于音频编解码的芯片，或者未来新出现的用于音频编解码的芯片。设备接口303可以是3.5mm耳机接口或者typeC耳机接口。

应理解，外界的立体声播放设备的插头类型通常与设备接口303的类型匹配，比如，设备接口303为3.5mm耳机接口时，立体声播放设备的插头通常为3.5mm插头，设备接口303为typeC耳机接口时，立体声播放设备的插头通常为typeC插头。当然，若立体声播放设备的插头类型与设备接口303的类型不匹配，还可以通过转接线进行转接，以形成播放回路。

需要说明的是，图4中示出的设备接口303与立体声播放设备的插头的连接方式仅为示意，实际应用中，二者可以通过多种方式实现接触和电连接。

在图3所示的终端中，左声道播放设备和右声道播放设备通过设备接口303中的接地接口连接到终端内部的音源地来实现接地。在立体声播放设备中存在一个公共接地回路，即左声道播放设备的第二端(右声道播放设备的第二端)与接地接口之间的信号通路，左声道播放设备和右声道播放设备均通过这一公共接地回路接地。在终端中也存在一个接地回路，即接地接口与音源地之间的信号通路。通过立体声播放设备内部的公共接地回路和终端内的接地回路可以实现立体声播放设备接地，从而实现音频信号的播放。

在上述立体声播放设备的接地回路中存在三种阻抗：1、立体声播放设备内部的公共接地回路(因走线或其他因素等产生)的等效阻抗R1；2、设备接口303与立体声播放设备的插头间的接触阻抗R2；3、终端内部的接地回路(因走线、磁珠等产生)的等效阻抗R3(相当于图1中的Rgnd)。上述三种阻抗在图3所示的终端中的分布可以如图5所示。

立体声播放设备的接地回路中的阻抗(R1+R2+R3)会引起左声道和右声道间的信号串扰(crosstalk)。

在图5的示例中以左声道播放设备处于播放状态、右声道播放设备处于未播放状态为例，若左声道播放设备处于播放状态，则左声道播放设备的第一端输入的左声道输出信号的电压值V2大于音源地的电压值V0；若右声道播放设备处于未播放状态，则右声道播放设备的第一端输入的右声道输出信号的电压值与音源地的电压值V0相等。由于R1、R2和R3的存在，左声道播放设备的第二端的电压值V1与V0之间存在电压差。而右声道播放设备的第二端的电压值与左声道播放设备的第二端的电压值相同，也为V1。那么，右声道播放设备的第一端的电压值V0与第二端的电压值V1间存在电压差，右声道播放设备中有电流流过，也就是说左声道播放设备的声音播放会对右声道播放设备产生影响。

同样的，右声道播放设备的播放状态也会对左声道播放设备产生影响。不难看出，由于立体声播放设备的接地回路中的阻抗(R1+R2+R3)的存在，会引起左声道和右声道间的信号串扰，从而使得左声道和右声道之间的隔离度降低。

现有技术中，为了减小左声道和右声道间的信号串扰，通常仅对终端内部的接地回路的等效阻抗R3进行补偿。即，将R3上的电压分别反馈至左声道电路中的PA和右声道电路中的PA，如图6所示。在图6所示的终端中，PA用于实现功率放大(驱动)。在图6所示的方案中，PA可以将R3引起的电压差在PA中进行补偿，从而减小左声道和右声道间的串扰。

需要说明的是，在图6所示的终端中，左声道电路和右声道电路中仅示出了PA，实际应用中，左声道电路和右声道电路中还可配置有用于实现其他功能的器件，这些器件对本申请方案的实现不产生影响，因此未在图6中示出。

但是，采用图6所示的方案时，由于并未对立体声播放设备的接地回路中的所有阻抗引起的电压差进行补偿，因而难以有效地解决立体声播放设备中左声道和右声道串扰的问题，左声道和右声道之间的隔离度仍较低。

本申请实施例提供一种音频芯片及终端，用以有效地解决播放设备中左声道和右声道串扰的问题，提高左声道和右声道之间的隔离度。

需要说明的是，本申请实施例中，多个，是指两个或两个以上。另外，需要理解的是，在本申请的描述中，“第一”、“第二”等词汇，仅用于区分描述的目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性，也不能理解为指示或暗示顺序。本申请中所提到的“耦合”，是指电学连接，具体可以包括直接连接或者间接连接两种方式。

下面将结合附图对本申请实施例作进一步地详细描述。

参见图7，为本申请实施例提供的一种音频芯片的结构示意图。该音频芯片可以是CODEC芯片或者HiFi芯片，也可以是其他用于进行音频处理的芯片。该音频芯片700应用于终端中，该终端上具有设备接口，该设备接口用于连接播放设备，该播放设备包括左声道播放设备和右声道播放设备。具体地，该音频芯片700包括左声道电路701、右声道电路702以及控制电路703。

具体地，左声道电路701，用于对获取的左声道信号进行功率放大得到左声道输出信号，左声道电路701通过设备接口与左声道播放设备耦合，即左声道电路701将左声道输出信号输出至左声道播放设备。

右声道电路702，用于对获取的右声道信号进行功率放大得到右声道输出信号，右声道电路702通过设备接口与右声道播放设备耦合，即右声道电路702将右声道输出信号输出至右声道播放设备。其中，左声道播放设备和右声道播放设备组成立体声播放设备。

控制电路703，包括采样单元和反馈单元，采样单元串接在音频芯片700的接地回路中，反馈单元用于采集采样单元的电压，根据采样单元的电压获取反馈电压，并将反馈电压输出给左声道电路和右声道电路，反馈电压为左声道电路701和右声道电路702的输入反馈信号。其中，该反馈电压为一种电压信号。

其中，左声道播放设备和右声道播放设备组成(立体声)播放设备。示例性地，该播放设备可以为双声道耳机，此时设备接口为终端上的耳机接口，双声道耳机通过耳机接口与终端连接，实现音频文件的播放。示例性地，该立体声播放设备也可以为双声道音响，此时设备接口也可以是终端上的耳机接口，双声道音响通过耳机接口与终端连接，实现音频文件的外放。

具体地，芯片接口可以包括左声道接口、右声道接口和接地接口，如图8所示，左声道接口分别与左声道电路701和左声道播放设备的第一端耦合，右声道接口分别与右声道电路702和右声道播放设备的第一端耦合，接地接口的第一端与音频芯片内的接地回路耦合，接地接口的第二端与左声道播放设备的第二端以及右声道播放设备的第二端耦合。

也就是说，在设备接口中，对应设置有左声道、右声道和接地这三种类型的接口。通过上述连接方式，左声道电路701输出的左声道输出信号经左声道接口流入左声道播放设备的第一端，播放后从左声道播放设备的第二端流出，并经由接地接口流入音频芯片700中的音源地，从而实现左声道的播放；同样地，右声道电路702输出的右声道输出信号经右声道接口流入右声道播放设备的第一端，播放后从右声道播放设备的第二端流出，并经由接地接口流入音频芯片700中的音源地，从而实现右声道的播放。

不难看出，本申请实施例中，音频芯片700中的左声道电路701和右声道电路702与现有技术中相比，功能并无不同。除了进行功率放大外，左声道电路701和右声道电路702还可具备解码、数模转换等音频处理电路的其他功能，本申请实施例中不再赘述。

与现有技术不同的是，本申请实施例中，音频芯片700还包括控制电路703。控制电路703包括采样单元和反馈单元，其中采样单元串接在音频芯片700的接地回路中。示例性地，该采样单元可以为采样电阻，当然该采样单元也可以是其他用于进行电流或电压采样的器件。反馈单元可通过测试获取采样单元的电压值，根据采样单元的电压值可以计算出从立体声播放设备内部的公共接地回路到音频芯片700的音源地之间的电压差。反馈单元将该电压差反馈至左声道电路701和右声道电路702，左声道电路701和右声道电路702可以对该电压差进行补偿，从而减小左声道和右声道之间的串扰。

在控制电路703中，反馈单元在根据采样单元的电压获取反馈电压时，可以通过如下方式实现：反馈单元根据采样单元的电压、采样单元的阻值以及回路等效电阻的阻值获取反馈电压，回路等效电阻包括设备接口的接触阻抗、接地回路的等效阻抗、左声道播放设备和右声道播放设备内的公共接地回路的等效阻抗。

其中，设备接口的接触阻抗可以视为图5中的R2，接地回路的等效阻抗可以视为图5中的R3，左声道播放设备和右声道播放设备内的公共接地回路的等效阻抗可以视为图5中的R1。

具体地，反馈电压可以等于采样单元的电压与阻值比值的乘积，其中，阻值比值为回路等效电阻的阻值与采样单元的阻值之和与采样单元的阻值的比值。假设设备接口的接触阻抗为R2、接地回路的等效阻抗为R3、左声道播放设备和右声道播放设备内的公共接地回路的等效阻抗为R1、采样单元的阻值为Rc、采样单元的电压为Uc，则反馈电压Uref为Uc*(R1+R2+R3+Rc)/Rc。

其中，采样单元的阻值和回路等效电阻的阻值可以预先存储在反馈单元中，以供反馈单元计算反馈电压。回路等效电阻的阻值可以通过测试获取。比如，可以通过外部灌入电流的方式或者通过其他方式测量等效电阻的阻值，实际应用中，还可以通过多次测量求平均值，使得测量结果更为准确。

不难看出，根据分压定律，反馈电压采用以上取值时，在左声道电路701和右声道电路702的信号输入端，可以将立体声播放设备内部的公共接地回路到音源地之间因音频走线、磁珠以及接口接触等因素产生的阻抗所引起的总电压差全部补偿掉，因而可以有效地消除左声道和右声道之间的串扰。

需要说明的是，本申请实施例中，采样单元的电压可以是实时变化的，此时反馈单元计算得到的反馈电压也是实时变化的，因而可以动态地补偿左声道和右声道之间的串扰。

具体地，反馈单元可以包括模数转换器(analog to digital converter，ADC)和电压变换器。其中，ADC用于采集采样单元的电压，并将采样单元的电压由模拟形式转换为数字形式；电压变换器用于根据采样单元的电压获取反馈电压。在采样单元为采样电阻、反馈单元由ADC和电压变换器组成的情况下，音频芯片700可以如图9所示。

实际应用中，该电压变换器可以采用运算放大器等可以实现信号放大功能的器件或电路实现。此外，电压变换器可以采用图9所示的分立结构，也可以集成在左声道电路701和右声道电路702中，本申请对此不做限定。

在一种具体的实现方式中，左声道电路701可以包括：第一功率放大器，用于对左声道信号进行功率放大得到左声道输出信号，第一功率放大器的信号输入端用于输入左声道信号，第一功率放大器的反馈信号输入端用于输入反馈信号；右声道电路702可以包括：第二功率放大器，用于对右声道信号进行功率放大得到右声道输出信号，第二功率放大器的信号输入端用于输入右声道信号，第二功率放大器的反馈信号输入端用于输入反馈信号。

其中，第一功率放大器和第二功率放大器均包括两个输入接口，信号输入端用于输入左声道信号/右声道信号，反馈信号输入端用于输入控制电路703产生的反馈电压，从而对左声道和右声道间的串扰进行补偿。

本申请中，功率放大器可以采用A类放大器(class-A)、B类放大器(class-B)、AB类放大器(class-AB)、G类放大器(class-G)实现，也可以采用未来出现的可应用于音频处理芯片中的放大器实现，本申请实施例中对功率放大器的具体类型不做限定。

需要说明的是，除了功率放大器之外，左声道电路701和右声道电路702中还可配置有用于实现其他功能的器件，比如数模转换器(digital to analog converter，DAC)、解码器等，这些器件对本申请方案的实现不产生影响，因此并未在上述实现方式中详细阐述。

综上，在本申请实施例提供的音频芯片700中，左声道电路701和右声道电路702可分别用于实现对左声道信号和右声道信号的处理。此外，音频芯片700中还包括控制电路703。控制电路703包括采样单元和反馈单元，其中采样单元串接在音频芯片700的接地回路中。反馈单元可通过测试获取采样单元的电压值，根据采样单元的电压值可以计算出从立体声播放设备内部的公共接地回路到音频芯片700的音源地之间的电压差。反馈单元将该电压差反馈至左声道电路701和右声道电路702，左声道电路701和右声道电路702可以对该电压差进行补偿，从而减小左声道和右声道之间的串扰。

参见图10，为本申请实施例提供的另一种音频芯片的结构示意图、图10所示的音频芯片可以视为前述音频芯片700的一个具体示例。

其中，虚线左侧部分为音频芯片的组成部分，虚线右侧部分依次为耳机连接器接口和耳机。class-AB为AB类放大器，是一种耳机常用的PA驱动电路。HPH_L_IN表示对音频文件进行解码、数模转换等处理后得到的左声道模拟信号，HPH_R_IN表示对音频文件进行解码、数模转换等处理后得到的右声道模拟信号；HPH_L表示HPH_L_IN经过class-AB处理后得到的、输出至耳机的左声道的信号，HPH_R表示HPH_R_IN经过class-AB处理后得到的、输出至耳机的右声道的信号。

从图10的示意中可知，耳机对地通路上的阻抗可以分为三个部分：1#表示耳机驱动所在电路从耳机连接器到地连接产生的阻抗(相当于图5中的R3)，2#表示耳机连接器和耳机插口接触产生的阻抗(相当于图5中的R2)，3#表示耳机内部左右声道共同的回路地阻抗(相当于图5中的R1)。

在音频芯片的接地回路中串联有电流采样单元(具体为采样电阻R)，其阻值为10m欧姆。电流采样单元反馈电压值给ADC电压采样单元，ADC电压采样单元反馈电压值给电压变换单元，电压变换单元反馈电压值给class-AB驱动。在图10所示的音频芯片中，通过将1#、2#、3#段以及R产生的电压全部补偿回class-AB输入端，可以消除耳机左声道和右声道间的串扰，提高耳机的隔离度。

针对图10所示的音频芯片，实现方案可以是：1、在1#信号线通路串入电流采样单元；2、获取1#、2#、3#段的阻抗值；3、ADC电压采样单元获取电流采样单元的电压信息；4、电压变换单元根据ADC反馈的实时电压信息，再根据1#、2#、3#段的阻抗值，可以同比例获取1#、2#、3#段以及R的实时总电压值；5、电压变换单元输出1#、2#、3#段以及R的实时总电压值给到class-AB进行参考。

在一个具体示例中，上述实现方案可以是：

1、在1#信号线通路串入电流采样单元，具体串入10m欧电阻实现；

2、获取1#、2#、3#段的阻抗值总和R_all。其中，R_all可以采用外部灌入电流方式或者其他方式进行测量，并多次测量取平均值；

3、ADC电压采样单元实时获取电流采样单元的电压信息V1；

4、电压变换单元根据ADC反馈的实时电压信息，再根据获取的1#、2#、3#段的阻抗值R_all，同比例输出1#、2#、3#段以及R的实时电压值V_OUT，V_OUT＝V1*(10m欧+R_all)/10m欧；

5、电压变换单元输出V_OUT给到class-AB进行参考。

其中，电压变换单元可以采用图10中示出的分立电路结构实现，也可以集成到class-AB中。

需要说明的是，图10所示的音频芯片可以视为前述音频芯片700的一个具体示例。图10所示的音频芯片中未详尽描述的实现方式及其技术效果可以参见前述音频芯片700的实施例中的相关描述。

基于同一发明构思，本申请实施例还提供一种终端。该终端可以是手机(mobilephone)、平板电脑(pad)、VR终端、AR终端、工业控制(industrial control)中的终端、无人驾驶(self driving)中的终端、远程医疗(remote medical)中的终端、智能电网(smartgrid)中的终端、运输安全(transportation safety)中的终端、智慧城市(smart city)中的终端、智慧家庭(smart home)中的终端等。

参见图11，该终端1100包括处理器1101和前述音频芯片700。

其中，处理器1101用于对音频文件进行处理后得到左声道信号和右声道信号。

需要说明的是，处理器1101所执行的其他操作可以参见前面实施例中处理器210或处理器301所执行的操作；音频芯片700所执行的其他操作可以参见前面实施例中音频芯片700所执行的操作。此外，该终端1100中还可以包括设备接口，该设备接口所执行的操作可以参见前面实施例中耳机接口270D或设备接口303所执行的操作，此处不再赘述。

终端1100中未详尽描述的实现方式及其技术效果可以参见音频芯片700以及图2～图6所示的终端中的相关描述，此处不再赘述。

显然，本领域的技术人员可以对本申请进行各种改动和变型而不脱离本申请的范围。这样，倘若本申请的这些修改和变型属于本申请权利要求及其等同技术的范围之内，则本申请也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种音频芯片，应用于终端，所述终端上具有设备接口，所述设备接口用于连接播放设备，所述播放设备包括左声道播放设备和右声道播放设备，其特征在于，包括：

左声道电路，用于对获取的左声道信号进行功率放大得到左声道输出信号，并将所述左声道输出信号通过所述设备接口输出至左声道播放设备；

右声道电路，用于对获取的右声道信号进行功率放大得到右声道输出信号，并将所述右声道输出信号通过所述设备接口输出至右声道播放设备；

控制电路，包括采样单元和反馈单元，所述采样单元串接在所述音频芯片的接地回路中，所述反馈单元用于采集所述采样单元的电压，根据所述采样单元的电压、所述采样单元的阻值以及回路等效电阻的阻值获取反馈电压，并将所述反馈电压输出给所述左声道电路和所述右声道电路，所述回路等效电阻包括所述设备接口的接触阻抗、所述接地回路的等效阻抗、所述左声道播放设备和所述右声道播放设备内的公共接地回路的等效阻抗，所述反馈电压为所述左声道电路和所述右声道电路的输入反馈信号。

2.如权利要求1所述的音频芯片，其特征在于，所述反馈电压等于所述采样单元的电压与阻值比值的乘积，所述阻值比值为所述回路等效电阻的阻值与所述采样单元的阻值之和与所述采样单元的阻值的比值。

3.如权利要求1或2所述的音频芯片，其特征在于，所述采样单元的阻值和所述回路等效电阻的阻值预先存储在所述反馈单元中，所述回路等效电阻的阻值通过测试获取。

4.如权利要求1或2所述的音频芯片，其特征在于，所述反馈单元包括：

模数转换器，用于采集所述采样单元的电压，并将所述采样单元的电压由模拟形式转换为数字形式；

电压变换器，用于根据所述采样单元的电压获取所述反馈电压。

5.如权利要求1或2所述的音频芯片，其特征在于，所述左声道电路包括：

第一功率放大器，用于对所述左声道信号进行功率放大得到所述左声道输出信号，所述第一功率放大器的信号输入端用于输入所述左声道信号，所述第一功率放大器的反馈信号输入端用于输入所述反馈信号；

所述右声道电路包括：

第二功率放大器，用于对所述右声道信号进行功率放大得到所述右声道输出信号，所述第二功率放大器的信号输入端用于输入所述右声道信号，所述第二功率放大器的反馈信号输入端用于输入所述反馈信号。

6.如权利要求1或2所述的音频芯片，其特征在于，所述设备接口包括左声道接口、右声道接口和接地接口，所述左声道接口分别与所述左声道电路和所述左声道播放设备的第一端耦合，所述右声道接口分别与所述右声道电路和所述右声道播放设备的第一端耦合，所述接地接口的第一端与所述接地回路耦合，所述接地接口的第二端与所述左声道播放设备的第二端以及所述右声道播放设备的第二端耦合。

7.如权利要求1或2所述的音频芯片，其特征在于，所述采样单元为采样电阻。

8.如权利要求1或2所述的音频芯片，其特征在于，所述音频芯片为编译解码CODEC芯片或者高保真HiFi芯片。

9.如权利要求1或2所述的音频芯片，其特征在于，所述播放设备为双声道耳机，所述设备接口为耳机接口。

10.一种终端，其特征在于，包括：处理器以及如权利要求1～9任一项所述的音频芯片；

其中，所述处理器用于对音频文件进行处理后得到左声道信号和右声道信号。

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