CN113434112B - 音频产品开关机和喇叭静音保护器及控制方法 - Google Patents
音频产品开关机和喇叭静音保护器及控制方法 Download PDFInfo
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Abstract
本申请涉及一种音频产品开关机和喇叭静音保护器及控制方法，所述音频产品开关机和喇叭静音保护器，包括：轻触按键（1）、用于输出高低电平的单片机芯片（2）、用于根据高低电平控制音频产品开关机的电源控制电路（3）以及根据高电平控制喇叭静音的静音控制电路（4），所述的单片机芯片（2）分别与轻触按键（1）、电源控制电路（3）、静音控制电路（4）连接；通过控制所述的静音控制电路（4）在导通时将喇叭的电流流入地下，来实现音频产品开关机时喇叭的静音控制。本申请从根本上实现音频产品开关机时喇叭的静音控制，因此可以很好的解决音频编解码器里面包含的功率放大器的静音问题。
Description
技术领域
本申请涉及静音控制技术领域，尤其是涉及一种音频产品开关机和喇叭静音保护器及控制方法。
背景技术
目前有些音频产品如耳机、音响、音箱和电视机等使用的功率放大器，在开机通电和关机断电瞬间，因电压波动变化较大会在喇叭端产生冲击声音（噗声）。这种冲击声音长时间多次反复的冲击喇叭，容易造成喇叭损伤或损坏，比如膜片变形或音圈开路。此外，开关机发出的异常声音较大时，还会对附近的幼儿造成惊吓，产生心理阴影。
当前的相关技术，只解决了音频功率放大器有独立供电、音频信号有输入接口以及有静音功能的部分产品的静音问题，并不能解决音频编解码器里面包含的功率放大器的静音问题，因为其外部没有独立的供电，也没有信号输入端口及静音控制端口。因此，需要进行改进。
发明内容
为了解决音频编解码器里面包含的功率放大器的静音问题，本申请提供一种音频产品开关机和喇叭静音保护器及控制方法。
第一方面，本申请提供的一种音频产品开关机和喇叭静音保护器采用如下的技术方案：
一种音频产品开关机和喇叭静音保护器，包括轻触按键、用于输出高低电平的单片机芯片、用于根据高低电平控制音频产品开关机的电源控制电路以及根据高电平控制喇叭静音的静音控制电路，所述的单片机芯片分别与轻触按键、电源控制电路、静音控制电路连接；通过控制所述的静音控制电路在导通时将喇叭两端的信号流入地下，来实现音频产品开关机时喇叭的静音控制。
通过采用以上技术方案，利用轻触按键、用于输出高低电平的单片机芯片、用于根据高低电平控制音频产品开关机的电源控制电路以及根据高电平控制喇叭静音的静音控制电路，通过控制所述的静音控制电路在导通时将喇叭两端的信号流入地下，来实现音频产品开关机时喇叭的静音控制。因为不论任何元器件产生的声音，最终都是通过喇叭播放出来的，本申请中通过设计的一个后端的产品，控制在开关机时喇叭两端的信号流入地下，来从根本上实现音频产品开关机时喇叭的静音控制，因此可以很好的解决音频编解码器里面包含的功率放大器的静音问题。而且所述音频产品开关机和喇叭静音保护器的元件少、结构简单、体积小、成本低，可以更好的满足市场需求（而现有技术中使用三极管控制方式，元件多、成本高、体积大）。
优选的，所述的电源控制电路包括NPN型三极管Q1、偏置电阻R1和P沟通场效应管Q2；所述的NPN型三极管Q1的基极与单片机芯片的POWER引脚连接，NPN型三极管Q1的发射极接地，NPN型三极管Q1的集电极分别与偏置电阻R1的一端及P沟通场效应管Q2的栅极连接；所述的偏置电阻R1的另一端与P沟通场效应管Q2的漏极连接；当P沟通场效应管Q2导通时，直流电源从P沟通场效应管Q2的漏极输入，从P沟通场效应管Q2的源极输出到直流电源输出端VOUT给音频产品供电。
通过采用上述技术方案，从而可以实现准确的控制音频产品开关机，并且成本较低。
优选的，所述的电源控制电路还包括限流电阻R2，所述的限流电阻R2分别与NPN型三极管Q1的基极和单片机芯片的POWER引脚连接。
通过采用上述限流电阻R2，从而可以有效保护NPN型三极管Q1，防止其被烧坏。
优选的，所述保护器还包括第一滤波电容C1和/或第二滤波电容C2和/或第三滤波电容C3，所述的第一滤波电容C1的一端分别与直流电源输入端和单片机芯片的VDD电源正极端连接，第一滤波电容C1的另一端接地，直流电源输入端与单片机芯片的VDD电源正极端连接；所述的第二滤波电容C2的一端接地，另一端分别与音频产品的复位信号输入端及单片机芯片的RESET引脚连接，音频产品的复位信号输入端与单片机芯片的RESET引脚连接；所述的第三滤波电容C3的一端接地，另一端分别与直流电源输出端VOUT和P沟通场效应管Q2的源极连接。
通过采用以上技术方案，通过利用第一滤波电容C1和/或第二滤波电容C2和/或第三滤波电容C3，从而可以将干扰的交流信号过滤掉，使得输入稳定的控制信号或输入电流，从而保证整个音频产品开关机和喇叭静音保护器的控制更加准确。
优选的，所述的静音控制电路采用N沟通场效应管，所述的N沟通场效应管的栅极与单片机芯片的MUTE引脚连接，N沟通场效应管的源极接地，N沟通场效应管的漏极与音频产品的喇叭连接。
通过采用以上技术方案，静音控制电路采用N沟通场效应管，相对于现有技术中采用的三极管控制静音，导通电阻更小，因而静音效果更好，可以达到全面静音；而且场效应管为电压控制，因而使用中不会消耗电能，比三极管需要消耗电能的控制方式，更加省电和环保（三极管通过电流的大小控制输出，输入需要消耗功率）。
优选的，所述的静音控制电路采用2个N沟通场效应管，所述2个N沟通场效应管的栅极均与单片机芯片的MUTE引脚连接，2个N沟通场效应管的源极均接地，2个N沟通场效应管的漏极分别与音频产品的左右喇叭连接。
通过采用以上技术方案，从而可以有效控制音频产品中的2个喇叭在开关机时实现静音。
优选的，所述的单片机芯片采用SOT-23-6封装；NPN型三极管Q1采用SOT-23封装，P沟通场效应管Q2及N沟通场效应管采用SOT-23封装。
通过采用以上技术方案，单片机芯片采用SOT-23-6封装；NPN型三极管Q1采用SOT-23封装，P沟通场效应管Q2及N沟通场效应管采用SOT-23封装，从而使得整个音频产品开关机和喇叭静音保护器的体积较小，占用空间，生产成本低，可以更好的满足市场需求。
前述音频产品开关机和喇叭静音保护器的控制方法，包括以下步骤：
开机时，长按轻触按键，开机信号经单片机芯片输入，然后单片机芯片输出高电平电源控制信号至电源控制电路，电源控制电路导通，并控制音频产品开机；同时单片机芯片输出（预定时间长度的）高电平电源控制信号至静音控制电路，控制静音控制电路导通，使得在音频产品开机时实现喇叭静音；
关机时，长按轻触按键，关机信号经单片机芯片输入，单片机芯片输出（预定时间长度的）高电平电源控制信号至静音控制电路，控制静音控制电路导通，使得在音频产品实现喇叭静音；并且单片机芯片在设定的一段时间后，输出低电平电源控制信号至电源控制电路，电源控制电路截止，并控制音频产品关机。
通过采用以上技术方案，通过单片机芯片精确的控制音频产品开关机的时间顺序，配合喇叭静音保护的时间顺序，即开机时，同时控制输出高电平电源控制信号至电源控制电路及输出高电平电源控制信号至静音控制电路，使得音频产品在开机的瞬间实现喇叭静音；关机时，先输出高电平电源控制信号至静音控制电路，控制静音控制电路导通，然后在设定的一段时间后，再输出低电平电源控制信号至电源控制电路，电源控制电路截止，并控制音频产品关机，使得音频产品在关机时实现喇叭静音。
优选的，还包括：音频产品的复位信号经单片机芯片输入，单片机芯片输出（预定时间长度的）高电平电源控制信号至静音控制电路，控制静音控制电路导通，使得在音频产品实现喇叭静音；并且单片机芯片在设定的一段时间后，输出低电平电源控制信号至电源控制电路，电源控制电路截止，并控制音频产品关机。
通过采用以上技术方案，先输出高电平电源控制信号至静音控制电路，控制静音控制电路导通，然后在设定的一段时间后，再输出低电平复位控制信号至电源控制电路，电源控制电路截止，并控制音频产品关机，使得音频产品在复位自动关机时实现喇叭静音，消除了复位自动关机时的杂音和噪音。
优选的，所述的设定的一段时间为1秒；单片机芯片输出1秒高电平电源控制信号至静音控制电路。
通过采用以上技术方案，开机时，单片机芯片仅仅输出1秒高电平电源控制信号至静音控制电路，控制静音控制电路导通，从而不仅使得喇叭在音频产品开机的一瞬间实现静音，而且随后喇叭便可正常使用，不会给用户造成听觉声音延时的现象。
综上所述，本申请具有以下有益技术效果：
本申请中通过利用轻触按键、用于输出高低电平的单片机芯片、用于根据高低电平控制音频产品开关机的电源控制电路以及根据高电平控制喇叭静音的静音控制电路，通过控制所述的静音控制电路在导通时将喇叭两端的信号流入地下，来实现音频产品开关机时喇叭的静音控制。因为不论任何元器件产生的声音，最终都是通过喇叭播放出来的，本申请中通过设计的一个后端的产品，控制在开关机时喇叭两端的信号流入地下，来从根本上实现音频产品开关机时喇叭的静音控制，因此可以很好的解决音频编解码器里面包含的功率放大器的静音问题。而且所述音频产品开关机和喇叭静音保护器的元件少、结构简单、体积小、成本低，可以更好的满足市场需求（而现有技术中使用三极管控制方式，元件多、成本高、体积大）。
附图说明
图1是本申请的一种实施例的静音保护器的结构原理示意图。
图2是本申请的一种实施例的开机并控制喇叭静音的方法流程图。
图3是本申请的一种实施例的关机并控制喇叭静音的方法流程图。
图4是本申请的一种实施例的复位自动关机并控制喇叭静音的方法流程图。
附图标记说明：1、轻触按键，2、单片机芯片，3、电源控制电路，4、静音控制电路。
具体实施方式
以下结合附图1-4对本申请作进一步详细说明。
本申请实施例公开一种音频产品开关机和喇叭静音保护器。参照图1，一种音频产品开关机和喇叭静音保护器，包括轻触按键1、用于输出高低电平的单片机芯片2、用于根据高低电平控制音频产品开关机的电源控制电路3以及根据高电平控制喇叭静音的静音控制电路4，所述的单片机芯片2分别与轻触按键1、电源控制电路3、静音控制电路4连接；通过控制所述的静音控制电路4在导通时将喇叭两端的信号流入地下，来实现音频产品开关机时喇叭的静音控制。
所述的单片机芯片2，可采用型号为FT60F010A-URB、MS80F0601AS、PIC10F200中的任一种芯片。
在本实施例中，所述的电源控制电路3包括NPN型三极管Q1、偏置电阻R1和P沟通场效应管Q2；所述的NPN型三极管Q1的基极与单片机芯片2的POWER引脚连接，NPN型三极管Q1的发射极接地，NPN型三极管Q1的集电极分别与偏置电阻R1的一端及P沟通场效应管Q2的栅极连接；所述的偏置电阻R1的另一端与P沟通场效应管Q2的漏极连接；当P沟通场效应管Q2导通时，直流电源从P沟通场效应管Q2的漏极输入，从P沟通场效应管Q2的源极输出到直流电源输出端VOUT给音频产品供电。
在其他实施例中，所述的电源控制电路3还可以采用开关集成电路或者继电器来实施。
为了保护三极管，所述的电源控制电路3还可以包括限流电阻R2，所述的限流电阻R2分别与NPN型三极管Q1的基极和单片机芯片2的POWER引脚连接。
为了去除干扰的交流信号，所述保护器还包括第一滤波电容C1和/或第二滤波电容C2和/或第三滤波电容C3，所述的第一滤波电容C1的一端分别与直流电源输入端和单片机芯片2的VDD电源正极端连接，第一滤波电容C1的另一端接地，直流电源输入端与单片机芯片2的VDD电源正极端连接；所述的第二滤波电容C2的一端接地，另一端分别与音频产品的复位信号输入端及单片机芯片2的RESET引脚连接，音频产品的复位信号输入端与单片机芯片2的RESET引脚连接；所述的第三滤波电容C3的一端接地，另一端分别与直流电源输出端VOUT和P沟通场效应管Q2的源极连接。
本实施例中，所述的静音控制电路4采用N沟通场效应管，所述的N沟通场效应管的栅极与单片机芯片2的MUTE引脚连接，N沟通场效应管的源极接地，N沟通场效应管的漏极与音频产品的喇叭连接。
在其他实施例中，所述的静音控制电路4还可以采用三极管或继电器等元器件来实施。
所述的静音控制电路4采用2个N沟通场效应管，所述2个N沟通场效应管的栅极均与单片机芯片2的MUTE引脚连接，2个N沟通场效应管的源极均接地，2个N沟通场效应管的漏极分别与音频产品的左右喇叭连接。
音频产品通常为立体声有左声道和右声道2个喇叭，因此，需要2个场效应管；但是比如音箱，如果只有1个喇叭，则只需使用1个场效应管即可。
为了减小整个保护器的体积，降低保护器的成本，所述的单片机芯片2采用SOT-23-6封装；NPN型三极管Q1采用SOT-23封装，P沟通场效应管Q2及N沟通场效应管采用SOT-23封装。
具备实施时，如果不考虑体积问题，单片机芯片2还可以采用SOP-8到N等多种方式封装，三极管和场效应管也可以采用其它更大的封装，例如TO-92、TO-92L、TO-220、TO-252等。
本申请实施例还公开一种上述音频产品开关机和喇叭静音保护器的控制方法。一种音频产品开关机和喇叭静音保护器的控制方法，包括以下步骤：
开机时，如图2所示，长按轻触按键1（比如达到3秒以上），开机信号经单片机芯片2输入，然后单片机芯片2输出高电平电源控制信号至电源控制电路3，电源控制电路3导通，并控制音频产品开机；同时单片机芯片2输出（预定时间长度的）高电平电源控制信号至静音控制电路4，控制静音控制电路4导通，使得在音频产品开机时实现喇叭静音；
关机时，如图3所示，长按轻触按键1（比如达到3秒以上），关机信号经单片机芯片2输入，单片机芯片2输出（预定时间长度的）高电平电源控制信号至静音控制电路4，控制静音控制电路4导通，使得在音频产品实现喇叭静音；并且单片机芯片2在设定的一段时间后，输出低电平电源控制信号至电源控制电路3，电源控制电路3截止，并控制音频产品关机。
可选的，如图4所示，所述方法还包括：音频产品的复位信号经单片机芯片2输入，单片机芯片2输出（预定时间长度的）高电平电源控制信号至静音控制电路4，控制静音控制电路4导通，使得在音频产品实现喇叭静音；并且单片机芯片2在设定的一段时间后，输出低电平电源控制信号至电源控制电路3，电源控制电路3截止，并控制音频产品关机。
本实施例中，所述的设定的一段时间为1秒；单片机芯片2输出1秒高电平电源控制信号至静音控制电路4。
在其他实施例中，所述的设定的一段时间也可以为其他的时间长度，比如0.5秒，2秒等。
在其他实施例中，单片机芯片2也可以输出其他时间长度的高电平电源控制信号至静音控制电路4，比如0.5秒，2秒等。
本申请实施例所公开的一种音频产品开关机和喇叭静音保护器的工作原理为：
如图1所示，直流电源输入端VIN分别连接单片机芯片2（即图1中的U1）的5脚VDD电源正极端、P沟通场效应管Q2、偏置电阻R1和第一滤波电容C1，单片机芯片2的2脚VSS电源负极端与公共地端GND连接。
开机时，可以长按3秒轻触按键1（即图1中的SW），开机信号经单片机芯片2的3脚KEY输入，然后单片机芯片2的1脚POWER输出高电平电源控制信号至电源控制电路3；具体的说，单片机芯片2的1脚POWER输出高电平电源控制信号经限流电阻R2使NPN型三极管Q1导通，P沟通场效应管Q2的栅极G与NPN型三极管Q1的集电极C连接，也为低电平，P沟通场效应管Q2导通，正电源从P沟通场效应管Q2的漏极D输入，从源极S输出到直流电源输出端VOUT给音频产品供电；同时单片机芯片2的4脚MUTE输出1秒（也可以为别的时间长度）高电平喇叭静音信号至静音控制电路4，也即控制N沟通场效应管Q3和N沟通场效应管Q4导通，使并联的左、右喇叭LSPK和RSPK的信号通过N沟通场效应管的漏极D从源极S下地，实现音频产品开机喇叭静音保护的功能。开机时，如果轻触按键1没有被按下或者长按的时间小于预设的时间，则保持关机休眠。
关机时，可以长按3秒轻触按键1（即图1中的SW），关机信号经单片机芯片2（即图1中的U1）的3脚KEY输入。控制单片机芯片2的4脚MUTE输出1秒（也可以为别的时间长度）高电平喇叭静音信号，控制N沟通场效应管Q3和N沟通场效应管Q4导通，使并联的左、右喇叭LSPK和RSPK的信号通过N沟通场效应管的漏极D从源极S下地，然后1秒钟（也可以为别的时间长度）后，控制单片机芯片2的1脚POWER输出变为低电平，NPN型三极管Q1无控制电压而截止，P沟通场效应管Q2的栅极G由偏置电阻R1提供偏置电压变为高而截止，直流电源输出端VOUT没有电源给音频产品供电，从而实现了音频产品关机时喇叭静音的功能。
当音频产品一段时间不使用时，则会自动复位关机。当音频产品的复位信号经单片机芯片2（即图1中的U1）的6脚RESET输入后，控制单片机芯片2的4脚MUTE输出1秒（也可以为别的时间长度）高电平喇叭静音信号，控制N沟通场效应管Q3和N沟通场效应管Q4导通，使并联的左、右喇叭LSPK和RSPK的信号通过N沟通场效应管的漏极D从源极S下地，然后1秒钟（也可以为别的时间长度）后，控制单片机芯片2的1脚POWER输出变为低电平，NPN型三极管Q1无控制电压而截止，P沟通场效应管Q2的栅极G由偏置电阻R1提供偏置电压变为高而截止，直流电源输出端VOUT没有电源给音频产品供电，从而实现了音频产品复位自动关机时喇叭静音的功能。
以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。
Claims (5)
1.实现耳机开关机时喇叭静音的保护器，其特征在于，包括：
轻触按键（1）、用于输出高低电平的单片机芯片（2）、用于根据高低电平控制耳机开关机的电源控制电路（3）以及根据高电平控制喇叭静音的静音控制电路（4）；所述的单片机芯片（2）分别与轻触按键（1）、电源控制电路（3）、静音控制电路（4）连接；通过控制所述的静音控制电路（4）在导通时将喇叭两端的信号流入地下，来实现耳机开关机时喇叭的静音控制；
所述保护器还包括第一滤波电容C1和/或第二滤波电容C2和/或第三滤波电容C3，所述的第一滤波电容C1的一端分别与直流电源输入端和单片机芯片（2）的VDD电源正极端连接，第一滤波电容C1的另一端接地，直流电源输入端与单片机芯片（2）的VDD电源正极端连接；所述的第二滤波电容C2的一端接地，另一端分别与耳机的复位信号输入端及单片机芯片（2）的RESET引脚连接，耳机的复位信号输入端与单片机芯片（2）的RESET引脚连接；所述的第三滤波电容C3的一端接地，另一端分别与直流电源输出端VOUT和P沟通场效应管Q2的源极连接；
所述的静音控制电路（4）采用N沟通场效应管，所述的N沟通场效应管的栅极与单片机芯片（2）的MUTE引脚连接，N沟通场效应管的源极接地，N沟通场效应管的漏极与耳机的喇叭连接；
所述的电源控制电路（3）包括NPN型三极管Q1、偏置电阻R1和P沟通场效应管Q2；所述的NPN型三极管Q1的基极与单片机芯片（2）的POWER引脚连接，NPN型三极管Q1的发射极接地，NPN型三极管Q1的集电极分别与偏置电阻R1的一端及P沟通场效应管Q2的栅极连接；所述的偏置电阻R1的另一端与P沟通场效应管Q2的漏极连接；当P沟通场效应管Q2导通时，直流电源从P沟通场效应管Q2的漏极输入，从P沟通场效应管Q2的源极输出到直流电源输出端VOUT给耳机供电；
所述保护器通过以下方法控制喇叭静音：
开机时，长按轻触按键（1），开机信号经单片机芯片（2）输入，然后单片机芯片（2）输出高电平电源控制信号至电源控制电路（3），电源控制电路（3）导通，并控制耳机开机；同时单片机芯片（2）输出1秒高电平电源控制信号至静音控制电路（4），控制静音控制电路（4）导通，使得在耳机开机时实现喇叭静音；
关机时，长按轻触按键（1），关机信号经单片机芯片（2）输入，单片机芯片（2）输出1秒高电平电源控制信号至静音控制电路（4），控制静音控制电路（4）导通，使得在耳机实现喇叭静音；并且单片机芯片（2）在设定的一段时间后，输出低电平电源控制信号至电源控制电路（3），电源控制电路（3）截止，并控制耳机关机。
2.根据权利要求1所述的实现耳机开关机时喇叭静音的保护器，其特征在于：所述的电源控制电路（3）还包括限流电阻R2，所述的限流电阻R2分别与NPN型三极管Q1的基极和单片机芯片（2）的POWER引脚连接。
3.根据权利要求1所述的实现耳机开关机时喇叭静音的保护器，其特征在于：所述的静音控制电路（4）采用2个N沟通场效应管，所述2个N沟通场效应管的栅极均与单片机芯片（2）的MUTE引脚连接，2个N沟通场效应管的源极均接地，2个N沟通场效应管的漏极分别与耳机的左右喇叭连接。
4.根据权利要求1所述的实现耳机开关机时喇叭静音的保护器，其特征在于：所述的单片机芯片（2）采用SOT-23-6封装；NPN型三极管Q1采用SOT-23封装，P沟通场效应管Q2及N沟通场效应管采用SOT-23封装。
5.根据权利要求1所述的实现耳机开关机时喇叭静音的保护器，其特征在于，还包括：耳机的复位信号经单片机芯片（2）输入，单片机芯片（2）输出预定时间长度的高电平电源控制信号至静音控制电路（4），控制静音控制电路（4）导通，使得在耳机实现喇叭静音；并且单片机芯片（2）在设定的一段时间后，输出低电平电源控制信号至电源控制电路（3），电源控制电路（3）截止，并控制耳机关机。
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