CN113840212B - 音频信号处理电路及电子设备 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种音频信号处理电路，应用于电子设备，该电子设备至少包括两个扬声器，音频信号处理电路至少包括一个功率放大器。其中：一个功率放大器包括：第一驱动电路和第二驱动电路；其中：第一驱动电路与第一扬声器连接，用于生成第一驱动电流以驱动第一扬声器运行；第二驱动电路与第二扬声器连接，用于生成第二驱动电流以驱动第二扬声器运行，实现一个功率放大器驱动两个扬声器运行，能够实现降低成本，减小音频模块占用主板的面积的目的。

Description

音频信号处理电路及电子设备

技术领域

本发明涉及电子技术领域，尤其涉及一种音频信号处理电路及电子设备。

背景技术

为了能让电子设备的输出音频呈现立体环绕效果，电子设备一般会设置两个扬声器。

电子设备采用智能功率放大器(smart pa)驱动扬声器运行，电子设备设置两个扬声器，为此需要设置两个智能功率放大器。如此会带来成本提升，占用主板面积较大的问题。

发明内容

本申请提供一种音频信号处理电路及电子设备，以实现降低成本，减少音频信号处理电路占用主板面积的目的。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

第一方面，本申请提供了一种音频信号处理电路，应用于电子设备，该电子设备至少包括两个扬声器，音频信号处理电路至少包括一个功率放大器。其中：一个功率放大器分别连接称之为第一扬声器和第二扬声器的两个扬声器，功率放大器包括：第一驱动电路和第二驱动电路；其中：第一驱动电路与第一扬声器连接，用于生成第一驱动电流以驱动第一扬声器运行；第二驱动电路与第二扬声器连接，用于生成第二驱动电流以驱动第二扬声器运行。

由上述内容可以看出：本申请提供的音频信号处理电路中，由一个功率放大器的第一驱动电路生成第一驱动电流以驱动第一扬声器动运行，以及第二驱动电路生成第二驱动电流以驱动第二扬声器运行，实现一个功率放大器驱动两个扬声器运行，能够实现降低成本，减小音频模块占用主板的面积的目的。

在一个可能的实施方式中，为生成第一驱动电流以驱动第一扬声器运行，第一驱动电路用于：将直流电流逆变为第一驱动电流以驱动第一扬声器以第一驱动电流运行。

在一个可能的实施方式中，为生成第二驱动电流以驱动第二扬声器运行，第二驱动电路用于：将直流电流逆变为第二驱动电流以驱动第二扬声器以第二驱动电流运行。

在一个可能的实施方式中，第一驱动电路和第二驱动电路为半桥逆变电路。

在一个可能的实施方式中，第一驱动电路，包括：串联的第一开关管和第二开关管，第一开关管和第二开关管的串联支路的一端接入直流电源，另一端接地；第一开关管和第二开关管分别并联二极管；与第一开关管和第二开关管的串联支路并联的电容支路，电容支路包括第一电容和第二电容；第一扬声器的一端用于连接第一开关管和第二开关管的连接点，另一端用于连接第一电容和第二电容的连接点。

在一个可能的实施方式中，第二驱动电路，包括：串联的第三开关管和第四开关管，第三开关管和第四开关管的串联支路的一端接入直流电源，另一端接地；第三开关管和第四开关管分别并联二极管；与第三开关管和第四开关管的串联支路并联的电容支路，该电容支路包括第三电容和第四电容；第二扬声器的一端用于连接第三开关管和第四开关管的连接点，另一端用于连接第三电容和第四电容的连接点。

在一个可能的实施方式中，第二驱动电路和第二扬声器的连接支路还设置第五开关管，第五开关管用于控制连通或切断第二驱动电路和第二扬声器的连接。

在本可能的实施方式中，第五开关管连接于第二驱动电路和第二扬声器的连接支路上，可以实现在第二扬声器无需运行时，控制第五开关管处于截止状态，以切断第二驱动电路和第二扬声器的连接。

在一个可能的实施方式中，第五开关管用于在第一扬声器和第二扬声器均运行时导通，在第一扬声器处于听筒模式时截止。

在一个可能的实施方式中，第三开关管和第四开关管的连接点，与第二扬声器的连接支路上还设置有第五开关管。

在一个可能的实施方式中，第三电容和第四电容的连接点，与第二扬声器的连接支路上还设置有第五开关管。

在一个可能的实施方式中，第三开关管和第四开关管的连接点，与第二扬声器的连接支路上还设置有第五开关管；第三电容和第四电容的连接点，与第二扬声器的连接支路上还设置有第六开关管。

在一个可能的实施方式中，音频信号处理电路还包括：编码译码器，编码译码器通过第七开关管连接第一扬声器，用于驱动第一扬声器运行。

在本可能的实施方式中，编码译码器驱动第一扬声器运行，且通过第七开关管连接第一扬声器，可以实现控制第七开关管导通，由编码译码器驱动第一扬声器运行，实现要求第一扬声器运行，第二扬声器无需运行的应用场景需求。

在一个可能的实施方式中，第七开关管在第一扬声器处于听筒模式时导通，在第一扬声器和第二扬声器均运行时截止。

第二方面，本申请提供了一种电子设备，包括：至少两个扬声器，以及如第一方面或者任意一个可能的实施方式提出的音频信号处理电路。

附图说明

图1为本申请实施例提供的一种电子设备的结构图；

图2a和图2b为本申请实施例提供的智能功率放大器的电路图；

图3为本申请实施例提供的电子设备的硬件结构的组成示意图；

图4a为本申请另一实施例提供的电子设备的结构图；

图4b为本申请另一实施例提供的功率放大器的电路图；

图5为本申请实施例提供的功率放大器运行展示图；

图6为本申请实施例提供的功率放大器运行展示图；

图7为本申请实施例提供的音频信号处理电路的输出电压和输出电流的展示图；

图8为本申请另一实施例提供的电子设备的结构图；

图9a和图9b为本申请另一实施例提供的扬声器运行示意图；

图10a、图10b和图10c为本申请另一实施例提供的功率放大器的电路图；

图11为本申请另一实施例提供的电子设备的结构图；

图12a和图12b为本申请另一实施例提供的扬声器运行示意图；

图13a、图13b和图13c为本申请另一实施例提供的功率放大器的电路图。

具体实施方式

本申请说明书和权利要求书及附图说明中的术语“第一”、“第二”和“第三”等是用于区别不同对象，而不是用于限定特定顺序。

在本申请中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

为了能让电子设备的输出音频呈现立体环绕效果，电子设备一般会设置两个扬声器。参见图1，电子设备中，扬声器1设置于电子设备的上端，扬声器2设置于电子设备的下端，且两个扬声器采用单独的智能功率放大器(smart pa)驱动运行，如智能功率放大器1驱动扬声器1运行，智能功率放大器2驱动扬声器2运行。

智能功率放大器一般采用全桥逆变电路。智能功率放大器的全桥逆变电路可参见图2a，包括：Q1、Q2、Q3和Q4四个开关管，每个开关管的输入端和输出端均连接一个二极管。开关管Q1和开关管Q3的输入端接入直流电压VBOOST，开关管Q2和开关管Q4的输出端接地。开关管Q1和Q2的公共端作为SPK-P端，开关管Q3和Q4的公共端作为SPK-N端，SPK-P端和SPK-N端连接扬声器。

图2a展示的开关管Q1至开关管Q4是NPN型晶体管，输入端是指NPN型晶体管的集电极，输出端则指NPN型晶体管的发射极，控制端则指NPN型晶体管的基极。但开关管Q1至开关管Q4还可以采用其他形式的开关管。

智能功率放大器中，四个开关管分时导通，为扬声器提供电压，供其运行。具体的，如图2b所示，第一阶段：开关管Q1和Q4导通，开关管Q2和Q3截止，直流电压VBOOST沿①指示的方向为扬声器供电。第二阶段：开关管Q1和Q4截止，开关管Q2和Q3导通，直流电压VBOOST沿②指示的方向为扬声器供电。

一个扬声器需要采用一个智能功率放大器驱动，电子设备普遍设置两个扬声器，电子设备需要设置两个智能功率放大器，如此会导致成本提升，占用主板面积较大的问题。

为此，本申请实施例提供了一种音频信号处理电路，采用一个智能功率放大器为两个扬声器提供电压，供其运行，实现降低成本，减小音频模块占用主板的面积。具体的，音频信号处理电路中，通过将智能功率放大器的全桥逆变电路拆解为两个半桥逆变电路，一个半桥逆变电路驱动一个扬声器运行。

本申请实施例提供的音频信号处理电路应用于电子设备，图3示出了电子设备300的结构示意图。

电子设备300可以是手机，平板电脑，桌面型、膝上型、笔记本电脑，超级移动个人计算机(Ultra-mobile Personal Computer，UMPC)，手持计算机，上网本，个人数字助理(Personal Digital Assistant，PDA)，可穿戴电子设备和智能手表等设备。

以手机为例，电子设备300可以包括处理器310，内部存储器320，音频模块330，扬声器330A，扬声器330B，麦克风330C，耳机接口330D，传感器模块340，天线1，天线2，移动通信模块350，以及无线通信模块360等。

可以理解的是，本申请实施例示意的结构并不构成对电子设备300的具体限定。在本申请另一些实施例中，电子设备300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310可以包括一个或多个处理单元，例如：处理器310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。其中，处理器可以是电子设备300的神经中枢和指挥中心。处理器可以根据指令操作码和时序信号，产生操作控制信号，完成取指令和执行指令的控制。

处理器310中还可以设置存储器，用于存储指令和数据。在一些实施例中，处理器310中的存储器为高速缓冲存储器。该存储器可以保存处理器310刚用过或循环使用的指令或数据。如果处理器310需要再次使用该指令或数据，可从存储器中直接调用。避免了重复存取，减少了处理器310的等待时间，因而提高了系统的效率。

内部存储器320可以用于存储计算机可执行程序代码，可执行程序代码包括指令。处理器310通过运行存储在内部存储器320的指令，从而执行电子设备300的各种功能应用以及数据处理。内部存储器320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。存储数据区可存储电子设备300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320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。

电子设备可以通过音频模块330，扬声器330A，扬声器330B，麦克风330C，耳机接口330D，以及应用处理器等实现音频功能。例如音乐播放，录音等。

音频模块330用于将数字音频信息转换成模拟音频信号输出，也用于将模拟音频输入转换为数字音频信号。音频模块330还可以用于对音频信号编码和解码。

本申请实施例中，音频模块330也称为音频信号处理电路，至少包括智能功率放大器，以驱动扬声器330A和扬声器330B运行。在一些实施例中，音频模块330包括一个智能功率放大器，该智能功率放大器可驱动扬声器330A和330B运行。在另一些实施例中，音频模块330还可包括编码译码器，用于驱动扬声器B运行。

扬声器330A，也称“喇叭”，用于将音频电信号转换为声音信号。电子设备可以通过扬声器330A收听音乐，或收听免提通话。

扬声器330B，既可以作为“喇叭”，也可以作为“听筒”，用于将音频电信号转换成声音信号。在一些实施例中，扬声器330B当作“喇叭”，电子设备通过扬声器330B收听音乐、免提通话、外放语音信息等。在另一些实施例中，扬声器330B当作“听筒”，电子设备接听电话或语音信息时，可以通过将扬声器330B靠近人耳接听语音。

麦克风330C，也称“话筒”，“传声器”，用于将声音信号转换为电信号。当拨打电话或发送语音信息时，用户可以通过人嘴靠近麦克风330C发声，将声音信号输入到麦克风330C。电子设备可以设置至少一个麦克风330C。在另一些实施例中，电子设备可以设置两个麦克风330C，除了采集声音信号，还可以实现降噪功能。在另一些实施例中，电子设备还可以设置三个，四个或更多麦克风330C，实现采集声音信号，降噪，还可以识别声音来源，实现定向录音功能等。

耳机接口330D用于连接有线耳机。耳机接口330D可以是USB接口，也可以是3.5mm的开放移动电子设备平台(open mobile terminal platform，OMTP)标准接口，美国蜂窝电信工业协会(cellular telecommunications industry association of the USA，CTIA)标准接口。

传感器模块340可以包括压力传感器，陀螺仪传感器，气压传感器，磁传感器，加速度传感器，距离传感器，接近光传感器，指纹传感器，温度传感器，触摸传感器，环境光传感器，骨传导传感器等。

电子设备300的无线通信功能可以通过天线1，天线2，移动通信模块350，无线通信模块360，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。移动通信模块350可以提供应用在电子设备300上的包括2G/3G/4G/5G等无线通信的解决方案。移动通信模块350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350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350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。调制解调处理器可以包括调制器和解调器。

实施例一

本申请实施例提供的音频信号处理电路，如图4a所示，包括一个功率放大器，该功率放大器驱动扬声器1和扬声器2运行。

参见图4b，本实施例中，功率放大器的电路，包括：半桥逆变电路1和半桥逆变电路2，半桥逆变电路1用于驱动扬声器1运行，半桥逆变电路2用于驱动扬声器2运行。

半桥逆变电路1包括：

开关管Q1和开关管Q2，开关管Q1和开关管Q2串联。开关管Q1和开关管Q2的串联支路的一端接入直流电源VBOOST，另一端接地。开关管Q1并联二极管VD1，开关管Q2并联二极管VD2。开关管Q1和开关管Q2的连接点，可作为接入扬声器的一个接入点，可以将该接入点如图4b所示，称之为SPK-P1。

与开关管Q1和开关管Q2的串联支路并联的电容支路，该电容支路包括电容C1和电容C2。同理，电容C1和电容C2的连接点也可作为接入扬声器的另一个接入点，如图4b所示，称之为SPK-N1。

在一些实施例中，电容C1和电容C2容值相等，电容C1和电容C2的容值可根据扬声器1的输出功率来设定，通常情况下，扬声器1的输出功率越大，电容C1和电容C2的容值也需设定越大。

电容C1和电容C2容值相等，电容C1和电容C2的分压相同，可以保障SPK-N1点和SPK-P1点之间的电压为直流电源VBOOST的一半。

本实施例中，扬声器1的两端分别连接SPK-N1和SPK-P1。图4b绘示的扬声器1的设置位置是一种示例性的展示，并不限定扬声器1的真实设置位置。在扬声器的应用场景中，扬声器1只需连接SPK-N1和SPK-P1即可。

半桥逆变电路2包括：

开关管Q3和开关管Q4，开关管Q3和开关管Q4串联。开关管Q3和开关管Q4的串联支路的一端接入直流电源VBOOST，另一端接地。开关管Q3并联二极管VD3，开关管Q2并联二极管VD4。开关管Q3和开关管Q4的连接点，可作为接入扬声器的一个接入点，可以将该接入点如图4b所示，称之为SPK-P2。

与开关管Q3和开关管Q4的串联支路并联的电容支路，该电容支路包括电容C3和电容C4。同理，电容C3和电容C4的连接点也可作为接入扬声器的另一个接入点，如图4b所示，称之为SPK-N2。在一些实施例中，电容C3和电容C4的容值可根据扬声器2的输出功率来设定，通常情况下，扬声器2的输出功率越大，电容C3和电容C4的容值也需设定越大。

电容C3和电容C4容值相等，电容C3和电容C4的分压相同，可以保障SPK-N2点和SPK-P2点之间的电压为直流电源VBOOST的一半。

本实施例中，扬声器2的两端分别连接SPK-N2和SPK-P2。同样，图4b绘示的扬声器2的设置位置是一种示例性的展示，并不限定扬声器2的真实设置位置。在扬声器的应用场景中，扬声器2也只需连接SPK-N2和SPK-P2即可。

图4b展示的开关管Q1、开关管Q2、开关管Q3和开关管Q4均为NPN型晶体管。但本申请实施例中的开关管Q1、开关管Q2、开关管Q3和开关管Q4均不限制于NPN型晶体管。一些实施例中，开关管Q1、开关管Q2、开关管Q3和开关管Q4也可以为MOS管、开关三极管以及开关等开关部件。

由于半桥逆变电路1和半桥逆变电路2的工作过程相同，因此，以下以半桥逆变电路1为例，对半桥逆变电路驱动扬声器的运行过程进行说明。

半桥逆变电路1中，开关管Q1和开关管Q2的控制端接收控制信号，按照控制信号的指示导通或截止，控制信号会控制开关管Q1和开关管Q2在一个周期内各有半周正偏，半周反偏，且二者互补。如此，半桥逆变电路1的输出电压u(SPK-N1和SPK-P1之间的电压)为矩形波，其幅值为VBOOST/2，输出电流i为正弦波形。

在一些实施例中，开关管Q1和开关管Q2的控制端接收的控制信号由图3所示的电子设备的处理器310生成。在另一些实施例中，音频信号处理电路还可包括一个控制器，由该控制器生成控制信号控制开关管Q1和开关管Q2导通或截止。

半桥逆变电路1中，电子设备的处理器或者音频信号处理电路的控制器，周期性的控制开关管Q1和开关管Q2导通或截止。开关管Q1和开关管Q2的一个控制周期，也可分为两个阶段，第一个阶段，开关管Q1导通、开关管Q2截止；第二阶段，开关管Q1截止，开关管Q2导通。下述结合两个阶段对开关管Q1和开关管Q2的控制来进行具体说明。

第一阶段，在t1～t2期间，如图5(a)所示，开关管Q1的控制端接收的控制信号为高电平，开关管Q2的控制端接收的控制信号为低电平，开关管Q1导通、开关管Q2截止，SPK-P1点电压为VBOOST，由于SPK-N1点电压为VBOOST/2，故扬声器1两端的u为VBOOST/2。

开关管Q1导通后有电流i流过SPK-N1和SPK-P1之间连接的扬声器1，电流i途径是：VBOOST→开关管Q1→扬声器1→SPK-N1→C2→地，因为扬声器中的感性部件对变化电流的阻碍作用，流过扬声器1的电流i将慢慢增大。

在t2～t3期间，如图5(b)所示，开关管Q1的控制端接收的控制信号为低电平，开关管Q2的控制端接收的控制信号为高电平，开关管Q1关断，流过扬声器1的电流变小，扬声器1会产生左正右负的电动势，该电动势通过二极管VD2形成电流回路，电流途径是：扬声器1→SPK-N1→C2→VD2→SPK-P1，该电流方向仍是由右往左，但电流随扬声器1上的电动势下降而减小，在t3时刻电流i变为0。

并且，在t2～t3期间，由于扬声器1产生左正右负电动势，SPK-P1点的电压较SPK-N1点的电压低，即扬声器1两端的u极性发生了改变，变为左正右负。由于SPK-P1点电压很低，虽然开关管Q2的控制端接收的控制信号为高电平，开关管Q2仍无法导通。

第二阶段，在t3～t4期间，如图6(a)所示，开关管Q1的控制端接收的控制信号仍为低电平，开关管Q2的控制端接收的控制信号仍为高电平，由于扬声器1上的左正右负电动势已消失，开关管Q2开始导通，有电流流过扬声器1，电流i途径是：C2上正→扬声器1→开关管Q2→C2下负，该电流与t1～t2期间的电流相反。

并且，在t3～t4期间，因为SPK-N1点的电压为VBOOST/2，SPK-P1点的电压为0(忽略开关管Q2导通压降)，故扬声器1两端的u大小为VBOOST/2，极性是左正右负。

在t4～t5期间，如图6(b)所示，开关管Q1的控制端接收的控制信号为高电平，开关管Q2的控制端接收的控制信号为低电平，开关管Q2截止，流过扬声器1的电流变小，扬声器1产生左负右正的电动势，该电动势通过二极管VD1形成电流回路，电流i途径是：扬声器1→SPK-P1→VD1→C1→SPK-N1，该电流方向由左往右，电流i随扬声器1上电动势下降而减小，在t5时刻电流i变为0。

并且，在t4～t5期间，由于扬声器1产生左负右正电动势，SPK-P1点的电压较SPK-N1点的电压高，即扬声器1两端的u极性仍是左负右正，另外因为SPK-P1点的电压很高，虽然开关管Q1的控制端接收的控制信号为高电平，开关管Q1仍无法导通。

t5时刻以后，电路重复上述工作过程。

本实施例中，半桥逆变电路1中，开关管Q1和开关管Q2通过前述内容提出的控制信号的控制下导通或截止，可在半桥逆变电路1的输出端口形成如图7所示的交流电压u和交流电流i。扬声器1连接在半桥逆变电路1的输出端口，半桥逆变电路1以图7展示的交流电压u和交流电流i的驱动电流驱动扬声器1运行。

由上述内容可以看出：本实施例中，开关管Q1、开关管Q2在一个周期内分时导通，电容C1、电容C2、二极管VD1和二极管VD2的辅助配合，半桥逆变电路1的输出端口即可形成交流电压和交流电流。扬声器1接入半桥逆变电路1的输出端口，如此，半桥逆变电路1的输出端口输出的驱动电流可以驱动扬声器1运行。

并且，半桥逆变电路2的开关管Q3和开关管Q4，同样在控制信号下在一个周期内分时导通，电容C3、电容C4、二极管VD3和二极管VD4同样辅助配合，半桥逆变电路2的输出端口也可形成交流电形式的驱动电流，该驱动电流提供给扬声器2，驱动扬声器2运行。

开关管Q3和开关管Q4的控制端接收的控制信号也可以由电子设备的处理器提供，也可以同前述内容，由音频信号处理电路包括的控制器提供。在一些实施例中，音频信号处理电路可以包括两个控制器，一个控制器用于生成控制信号控制开关管Q1和开关管Q2导通或截止，一个控制器用于生成控制信号控制开关管Q3和开关管Q4导通或截止。在另一些实施例中，音频信号处理电路仅包括一个控制器，该控制器分别生成控制信号控制开关管Q1、开关管Q2、开关管Q3和开关管Q4导通或截止。

由此可以看出：本实施例提供的音频信号处理电路包括：两个半桥逆变电路，一个半桥逆变电路连接一个扬声器，且生成驱动扬声器运行的驱动电流。由一个半桥逆变电路驱动一个扬声器运行，能够实现降低成本，减小音频模块占用主板的面积的目的。

实施例二

如前所述，电子设备中，两个扬声器可以采用一个功率放大器来驱动。扬声器2常做外放使用，扬声器1兼容听筒和外放使用。电子设备需要提供立体环绕音频，扬声器1和扬声器2均作为外放使用。但是，在一些应用场景中，例如电子设备通过手持方式接入通话，扬声器1作为听筒运行，扬声器2则可以不运行。

为此，一个功率放大器驱动扬声器1和扬声器2运行时，需要兼顾在上述应用场景中，仅驱动扬声器1运行的需求。

本申请另一实施例提供了一种音频信号处理电路，该音频信号处理电路应用于电子设备。参见图8，音频信号处理电路包括：一个功率放大器和开关管，功率放大器连接扬声器1，并通过开关管连接扬声器2，功率放大器用于驱动扬声器1和扬声器2运行。

电子设备确定扬声器1和扬声器2需要同时运行，则控制功率放大器和扬声器2的连接支路的开关管导通，如图9a所示，扬声器1和扬声器2受功率放大器驱动运行。电子设备确定扬声器1需要以听筒模式运行，扬声器2不需运行，则控制功率放大器和扬声器2的连接支路的开关管截止，如此，如图9b所示，功率放大器和扬声器2被切断连通，功率放大器仅驱动扬声器1运行。

开关管连接功率放大器和扬声器2的方式有三种，以下分别通过三个实施方式来介绍。

实施方式一，如图10a，音频信号处理电路中，半桥逆变电路2用于连接扬声器2，半桥逆变电路2包括：

开关管Q3和开关管Q4，开关管Q3和开关管Q4串联。开关管Q3和开关管Q4的串联支路的一端接入直流电源VBOOST，另一端接地。开关管Q3并联二极管VD3，开关管Q2并联二极管VD4。开关管Q3和开关管Q4的连接点，可作为接入扬声器的一个接入点，可以将该接入点如图9a所示，称之为SPK-P2。

与开关管Q3和开关管Q4的串联支路并联的电容支路，该电容支路包括电容C3和电容C4。同理，电容C3和电容C4的连接点也可作为接入扬声器的另一个接入点，如图10a所示，称之为SPK-N2。在一些实施例中，电容C3和电容C4的容值相等，电容C3和电容C4的容值可根据扬声器2的输出功率来设定，通常情况下，扬声器2的输出功率越大，电容C3和电容C4的容值也需设定越大。

本实施方式中，扬声器2的两端分别连接SPK-N2和SPK-P2，且扬声器2和SPK-P2的连接支路上还连接开关管Q5。

在一些实施例中，音频信号处理电路中，还可以设置一个单独的控制器，由该控制器根据扬声器1和扬声器2的运行需求，控制开关管Q5导通或截止，该控制器可以与前述提出的控制开关管Q1、开关管Q2、开关管Q3和开关管Q4导通或截止的控制器为同一个，也可以不是同一个，对此没有限制。

在另一些实施例中，音频信号处理电路中也可不单独设置控制器，由如图3所示的电子设备的处理器310，可以根据扬声器1和扬声器2的运行需求，控制开关管Q5导通或截止。

以下以处理器310来控制开关管Q1、开关管Q2、开关管Q3、开关管Q4和开关管Q5导通或截止为例进行说明。

电子设备的扬声器1和扬声器2需要同时运行输出音频时，处理器310生成高电平并持续提供开关管Q5，控制开关管Q5持续导通。开关管Q5的持续导通时长，需要根据扬声器1和扬声器2的运行时间来确定。

在开关管Q5的导通时间段内，处理器310可以按照图7展示的时间段来控制开关管Q1、开关管Q2、开关管Q3和开关管Q4分时导通。

具体的，在t1～t2期间，处理器310生成高电平，分别提供开关管Q1和开关管Q3，生成低电平，分别提供开关管Q2和开关管Q4。开关管Q1导通、开关管Q2截止，扬声器1两端的电压u为VBOOST/2，电流由0逐渐增大。开关管Q3导通、开关管Q4截止，扬声器2两端的电压u也为VBOOST/2，电流i由0逐渐增大。

在t2～t3期间，处理器310生成高电平，分别提供开关管Q2和开关管Q4，生成低电平，分别提供开关管Q1和开关管Q3。开关管Q1截止，开关管Q2持续截止，扬声器1两端的电压u为-VBOOST/2，电流i逐渐减小0。同理，开关管Q3截止，开关管Q4持续截止，扬声器2两端的电压u为-VBOOST/2，电流i逐渐减小0。

在t3～t4期间，处理器310持续生成高电平，分别提供开关管Q2和开关管Q4，持续生成低电平，分别提供开关管Q1和开关管Q3。开关管Q1截止，开关管Q2开始导通，扬声器1两端的电压u为-VBOOST/2，电流i由0逐渐增大，且与t1～t2期间的电流反向。同理，开关管Q3截止，开关管Q4开始导通，扬声器2两端的电压u为-VB00ST/2，电流i由0逐渐增大，且与t1～t2期间的电流反向。

在t4～t5期间，处理器310生成高电平，分别提供开关管Q1和开关管Q3，生成低电平，分别提供开关管Q2和开关管Q4。开关管Q2截止，开关管Q1持续截止，扬声器1两端的电压u为VBOOST/2，电流i逐渐减小0。同理，开关管Q4截止，开关管Q3持续截止，扬声器2两端的电压u为VBOOST/2，电流i逐渐减小0。

电子设备的扬声器1处于听筒模式，扬声器2无需运行时，处理器310生成低电平并持续提供开关管Q5，控制开关管Q5截止。处理器310还生成前述内容提供的电平，控制开关管Q1和开关管Q2导通截止，驱动扬声器1以听筒模式运行。

实施方式二、如图10b，音频信号处理电路的半桥逆变电路2中，扬声器2的一端连接SPK-N2，另一端通过开关管Q5连接SPK-P2。

本实施方式中，电子设备的处理器，或者单独的控制器驱动开关管Q1、开关管Q2、开关管Q3、开关管Q4和开关管Q5导通或截止的方式，如实施方式一所述，此处不再赘述。

实施方式三、如图10c所示，音频信号处理电路的半桥逆变电路2中，扬声器2的一端通过开关管Q5连接SPK-P2，另一端通过开关管Q6连接SPK-N2。

同样，本实施方式中，电子设备的处理器，或者单独的控制器驱动开关管Q1、开关管Q2、开关管Q3、开关管Q4和开关管Q5导通或截止的方式，如实施方式一所述。

上述三种实施方式中，开关管Q5和开关管Q6以NPN型晶体管为例展示。但本申请实施例中的开关管Q5和开关管Q6均不限制于NPN型晶体管。一些实施例中，开关管Q5和开关管Q6也可以为MOS管、开关三极管以及开关等开关部件。

上述三种实施方式中，扬声器1和扬声器2的设置位置也不限制于图10a、图10b和图10c的展示。

实施例三

本实施例提供的音频信号处理电路，同样可以实现驱动扬声器1和扬声器2同时运行，或者在前述应用场景中仅驱动扬声器1运行。

如图11所示，本实施例提供的音频信号处理电路，包括：一个功率放大器、编码译码器和开关管，功率放大器连接扬声器1和扬声器2，功率放大器用于驱动扬声器1和扬声器2运行。编码译码器可通过开关管与扬声器1连接，用于驱动扬声器1运行。

电子设备确定扬声器1和扬声器2需要同时运行，如图12a所示，电子设备控制开关管截止，编码译码器与扬声器1的连通被切断。电子设备还控制功率放大器驱动扬声器1和扬声器2运行。电子设备确定扬声器1需要以听筒模式运行，扬声器2不用运行，如图12b所示，电子设备控制开关管导通，且控制切断功率放大器与扬声器1和扬声器2的连通，编码译码器驱动扬声器1运行。

电子设备确定扬声器1需要以听筒模式运行，电子设备控制半桥逆变电路1与扬声器1断开连通，控制半桥逆变电路2与扬声器2断开连通。在一些实施例中，半桥逆变电路1与扬声器1断开连通的方式，可以是控制开关管Q1和开关管Q2均截止，同理，半桥逆变电路2与扬声器2断开连通的方式，也可以是控制开关管Q3和开关管Q4均截止。

半桥逆变电路1驱动扬声器1运行的方式，以及半桥逆变电路2驱动扬声器2运行的方式，均如前述内容。

如图13a所示，音频信号处理电路中，半桥逆变电路1用于连接扬声器1，扬声器1的两端分别连接SPK-N1和SPK-P1。半桥逆变电路2用于连接扬声器2，扬声器2的两端分别连接SPK-N2和SPK-P2。编码译码器通过开关管连接扬声器1的两端。具体的，编码译码器通过开关管与扬声器1的连接方式也有三种实施方式。

图13a展示了实施方式一，编码译码器与扬声器1有两条连接支路，在第一条连接支路上设置开关管Q7。图13b展示实施方式二中，开关管Q7设置于编码译码器与扬声器2的第二条连接支路上。图13c展示的实施方式三中，编码译码器与扬声器2的两条支路上分别设置开关管，具体为开关管Q7和开关管Q8。

在一些实施例中，音频信号处理电路中，还可以设置一个单独的控制器，由该控制器根据扬声器1和扬声器2的运行需求，控制开关管Q7和开关管Q8导通或截止，该控制器可以与前述提出的控制开关管Q1、开关管Q2、开关管Q3和开关管Q4导通或截止的控制器为同一个，也可以不是同一个，对此没有限制。

在另一些实施例中，音频信号处理电路中也可不单独设置控制器，由如图3所示的电子设备的处理器310，可以根据扬声器1和扬声器2的运行需求，控制开关管Q7和开关管Q8导通或截止。

上述三种实施方式中，开关管Q7和开关管Q8也以NPN型晶体管为例展示。但本申请实施例中的开关管Q7和开关管Q8均不限制于NPN型晶体管。一些实施例中，开关管Q7和开关管Q8也可以为MOS管、开关三极管以及开关等开关部件。

上述三种实施方式中，扬声器1和扬声器2的设置位置也不限制于图13a、图13b和图13c的展示。

需要说明的是，本申请前述三个实施例，是以电子设备包括两个扬声器，一个由两个半桥逆变电路组成的功率放大器，且功率放大器的一个半桥逆变电路驱动一个扬声器运行为例来进行说明的，但这并不构成对电子设备的限定。

在一些实施例中，电子设备可以包括两个以上的扬声器，且每两个扬声器，均可通过前述实施例提供的功率放大器来进行驱动。

Claims (13)

1.一种音频信号处理电路，其特征在于，应用于电子设备，所述电子设备包括第一扬声器和第二扬声器，所述音频信号处理电路，包括：

一个功率放大器，所述功率放大器用于驱动所述第一扬声器和所述第二扬声器同时运行或不同时运行，所述功率放大器包括：第一驱动电路和第二驱动电路；其中：所述第一驱动电路和所述第二驱动电路为半桥逆变电路；

所述第一驱动电路与所述第一扬声器连接，用于生成第一驱动电流以驱动所述第一扬声器运行；

所述第二驱动电路与所述第二扬声器连接，用于生成第二驱动电流以驱动所述第二扬声器运行。

2.根据权利要求1所述的音频信号处理电路，其特征在于，为生成第一驱动电流以驱动所述第一扬声器运行，所述第一驱动电路用于：

将直流电流逆变为所述第一驱动电流以驱动所述第一扬声器以所述第一驱动电流运行。

3.根据权利要求1或2所述的音频信号处理电路，其特征在于，为生成第二驱动电流以驱动所述第二扬声器运行，所述第二驱动电路用于：

将直流电流逆变为所述第二驱动电流以驱动所述第二扬声器以所述第二驱动电流运行。

4.根据权利要求1或2所述的音频信号处理电路，其特征在于，所述第一驱动电路，包括：

串联的第一开关管和第二开关管，所述第一开关管和所述第二开关管的串联支路的一端接入直流电源，另一端接地；所述第一开关管和所述第二开关管分别并联二极管；

与所述第一开关管和第二开关管的串联支路并联的电容支路，所述电容支路包括第一电容和第二电容；

所述第一扬声器的一端用于连接所述第一开关管和所述第二开关管的连接点，另一端用于连接所述第一电容和所述第二电容的连接点。

5.根据权利要求1或2所述的音频信号处理电路，其特征在于，所述第二驱动电路，包括：

串联的第三开关管和第四开关管，所述第三开关管和所述第四开关管的串联支路的一端接入直流电源，另一端接地；所述第三开关管和所述第四开关管分别并联二极管；

与所述第三开关管和所述第四开关管的串联支路并联的电容支路，该电容支路包括第三电容和第四电容；

所述第二扬声器的一端用于连接所述第三开关管和所述第四开关管的连接点，另一端用于连接所述第三电容和所述第四电容的连接点。

6.根据权利要求1或2所述的音频信号处理电路，其特征在于，所述第二驱动电路和所述第二扬声器的连接支路还设置第五开关管，所述第五开关管用于控制连通或切断所述第二驱动电路和所述第二扬声器的连接。

7.根据权利要求6所述的音频信号处理电路，其特征在于，所述第五开关管用于在所述第一扬声器和所述第二扬声器均运行时导通，在所述第一扬声器处于听筒模式时截止。

8.根据权利要求5所述的音频信号处理电路，其特征在于，所述第三开关管和所述第四开关管的连接点，与所述第二扬声器的连接支路上还设置有第五开关管。

9.根据权利要求5所述的音频信号处理电路，其特征在于，所述第三电容和所述第四电容的连接点，与所述第二扬声器的连接支路上还设置有第五开关管。

10.根据权利要求5所述的音频信号处理电路，其特征在于，所述第三开关管和所述第四开关管的连接点，与所述第二扬声器的连接支路上还设置有第五开关管；

所述第三电容和所述第四电容的连接点，与所述第二扬声器的连接支路上还设置有第六开关管。

11.根据权利要求1或2所述的音频信号处理电路，其特征在于，还包括：编码译码器，所述编码译码器通过第七开关管连接所述第一扬声器，用于驱动所述第一扬声器运行。

12.根据权利要求11所述的音频信号处理电路，其特征在于，所述第七开关管在所述第一扬声器处于听筒模式时导通，在所述第一扬声器和所述第二扬声器均运行时截止。

13.一种电子设备，其特征在于，包括：第一扬声器、第二扬声器、以及如权利要求1至12中任意一项所述的音频信号处理电路。

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