CN113923564A - 音频处理装置及终端设备 - Google Patents
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Abstract
本申请提供一种音频处理装置及终端设备,该音频处理装置包括:编解码芯片、增益放大器以及耳机座,编解码芯片包括:第一功率放大器和第二功率放大器,耳机座包括耳机座接地管脚,其中,第一功率放大器的第一输入端与增益放大器连接,第一功率放大器的输出端与耳机座连接,第一功率放大器的第二输入端用于接收模拟音频信号;第二功率放大器的第一输入端与增益放大器连接,第二功率放大器的输出端与耳机座连接,第二功率放大器的第二输入端用于接收模拟音频信号;耳机座接地管脚与增益放大器连接。本申请提供的技术方案能够降低左耳机、右耳机之间的串扰,提高了耳机的立体音播放效果。
Description
技术领域
本申请涉及电路技术领域,尤其涉及一种音频处理装置及终端设备。
背景技术
随着移动网络的普及,音视频等多媒体数据也越来越多的应用在实际生活场景中。
目前,越来越多的用户喜欢将耳机和终端设备配合使用,以实现对音视频等多媒体数据的播放,目前,双声道耳机是非常常见的,其中双声道耳机也就是说包括左声道和右声道的耳机,左声道对应左耳机,右声道对应右耳机。
然而,在实际使用耳机进行多媒体数据播放的过程中,经常出现左耳机、右耳机之间相互串扰的问题,进而导致用户听到的音质降低。
发明内容
本申请提供一种音频处理装置及终端设备,用以降低左耳机、右耳机之间的串扰。
第一方面,本申请提供一种音频处理装置,包括:编解码芯片、增益放大器以及耳机座,所述编解码芯片包括:第一功率放大器和第二功率放大器,所述耳机座包括耳机座接地管脚,其中,
所述第一功率放大器的第一输入端与所述增益放大器连接,所述第一功率放大器的输出端与所述耳机座连接,所述第一功率放大器的第二输入端用于接收模拟音频信号;
所述第二功率放大器的第一输入端与所述增益放大器连接,所述第二功率放大器的输出端与所述耳机座连接,所述第二功率放大器的第二输入端用于接收模拟音频信号;
所述耳机座接地管脚与所述增益放大器连接。
一种可能的实现方式中,所述第一功率放大器包括正极输入端和负极输入端,其中,
所述第一功率放大器的正极输入端用于接收音频信号;
所述第一功率放大器的负极输入端与所述增益放大器的输出端连接。
一种可能的实现方式中,所述第二功率放大器包括正极输入端和负极输入端,其中,
所述第二功率放大器的正极输入端用于接收音频信号;
所述第二功率放大器的负极输入端与所述增益放大器的输出端连接。
一种可能的实现方式中,所述增益放大器的增益值为根据第一阻抗、第二阻抗和第三阻抗确定得到的,其中,
所述第一阻抗为耳机线的阻抗;
所述第二阻抗为所述耳机座与耳机插头的接触阻抗;
所述第三阻抗为所述耳机座接地管脚的走线阻抗。
一种可能的实现方式中,所述增益放大器的增益值和第一阻抗、第二阻抗和第三阻抗之间满足如下关系:
其中,所述α为所述增益值,所述Rg1为所述第一阻抗,所述Rg2为所述第二阻抗,所述Rg3为所述第三阻抗。
一种可能的实现方式中,
所述增益放大器的输入端与所述耳机座接地管脚连接;
所述增益放大器的输出端分别与所述第一功率放大器的第一输入端和所述第二功率放大器的第一输入端连接。
一种可能的实现方式中,所述编解码芯片还包括数模转换器,其中,
所述数模转换器的输入端用于接收数字音频信号;
所述数模转换器的输出端分别与所述第一功率放大器和所述第二功率放大器连接。
一种可能的实现方式中,所述数模转换器包括第一数模转换器和第二数模转换器,其中,
所述第一数模转换器的输入端用于接收数字音频信号,所述第一数模转换器的输出端与所述第一功率放大器的第二输入端连接;
所述第二数模转换器的输入端用于接收数字音频信号,所述第二数模转换器的输出端与所述第二功率放大器的第二输入端连接。
一种可能的实现方式中,所述音频处理装置还包括数字信号处理DSP芯片,其中,
所述DSP芯片与所述数模转换器连接,所述DSP芯片用于向所述数模转换器输出所述数字音频信号。
第二方面,本申请提供一种终端设备,包括如第一方面任一项所述的音频处理装置。
本申请提供的音频处理装置及终端设备,该音频处理装置包括:编解码芯片、增益放大器以及耳机座,编解码芯片包括:第一功率放大器和第二功率放大器,耳机座包括耳机座接地管脚,其中,第一功率放大器的第一输入端与增益放大器连接,第一功率放大器的输出端与耳机座连接,第一功率放大器的第二输入端用于接收模拟音频信号;第二功率放大器的第一输入端与增益放大器连接,第二功率放大器的输出端与耳机座连接,第二功率放大器的第二输入端用于接收模拟音频信号;耳机座接地管脚与增益放大器连接。通过将耳机座接地管脚和第一功率放大器的第一输入端以及第二功率放大器的第一输入端连接,并且在耳机座接地管脚和功率放大器的输入端之间设置增益放大器的增益值,实现对耳机线内部的阻抗产生的分压、以及耳机插头与耳机座接触产生的阻抗产生的分压进行抵消,从而可以有效的降低了左耳机、右耳机之间的串扰,以提高耳机的立体音播放效果。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动性的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为相关技术中的一种电路系统的结构示意图一;
图2为相关技术中的一种电路系统的结构示意图二;
图3为本申请实施例提供的音频处理装置的电路结构示意图一;
图4为本申请实施例提供的音频处理装置的电路结构示意图二。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图,对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本申请保护的范围。
本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”“第四”等(如果存在)是用于区别类似的对象,而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换,以便这里描述的本申请的实施例例如能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外,术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形,意图在于覆盖不排他的包含,例如,包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元,而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
为了便于理解本申请的技术方案,下面对本申请所涉及的相关技术进行进一步的详细介绍。
随着移动网络普及,音视频等多媒体信息日益被用户所喜爱。耳机模式因其音质细腻,立体声效果真实,逐渐被越来越多用户偏爱。为保证良好立体声效果,左右声道需要一定的隔离度,即两声道串扰需小于一定标准。
例如,耳机接口中包括3.5mm的耳机接口,其中,3.5mm的耳机接口因为历史悠久、标准统一、成本低廉、连接稳定等优点,被广泛应用到消费级产品中。以及TypeC耳机接口再加转接头的实现方案与3.5mm耳机相同。然而,因为3.5mm耳机和TypeC机械接口的接触阻抗,导致耳机地走线存在阻抗,该阻抗产生分压,该分压串扰到另一声道,影响立体声效果。
也就是说,因为阻抗的存在会产生分压,分压的存在会导致声道的串扰,进而对耳机的立体声效果产生影响。
进一步的,为了更好的理解本申请的技术方案,下面首先结合图1对终端设备与耳机之间的信号传输过程进行说明。
图1为相关技术中的一种电路系统的结构示意图一。如图1所示,该电路系统包括终端设备和耳机。终端设备包括:印制电路板(Printed Circuit Board,PCB)。印制电路板上设置有编解码芯片、耳机座,其中耳机座可以包括耳机座接地管脚。
以及,在耳机中可以包括耳机线、左耳机和右耳机。耳机线上设置有耳机插头,耳机插头插入耳机座,实现终端设备与耳机之间的连接。
终端设备播放音频时,待播放音频对应的数字音频信号被输送至编解码芯片,编解码芯片用于对数字音频信号进行数模转换处理,生成模拟音频信号,并将模拟音频信号经过功率放大器的处理之后输送至耳机座,其中,模拟音频信号可以经图1所示的功率放大器的正极(+)输送至耳机座。
具体的,参见图1,编解码芯片中包括第一功率放大器和第二功率放大器。第一功率放大器可以为左声道对应的功率放大器,第二功率放大器可以为右声道对应的功率放大器。
其中,数字音频信号可能为单声道信号,也可能为双声道信号。
当数字音频信号为单声道信号时,比如说可以是左侧声道存在输入,对应在图1中,例如可以是编解码芯片对左声道对应的第一数字音频信号进行数模转换处理,得到第一模拟音频信号,之后将第一模拟音频信号输入第一功率放大器的正极,之后经过耳机座、耳机线的传输,然后第一功率放大器输出的信号被输送到左耳机。
或者还可以是右侧声道存在输入,对应在图1中,例如可以是编解码芯片对右声道对应的第二数字音频信号进行数模转换处理,得到第二模拟音频信号,之后将第二模拟音频信号输入第二功率放大器的正极,然后第二功率放大器输出的信号经过耳机座、耳机线的传输被输送到右耳机。
当数字音频信号为双声道信号时,也就是说左侧声道和右侧声道均存在输入,那么对应的第一功率放大器和第二功率放大器也都存在输入,之后经过耳机座、耳机线的传输,第一功率放大器输出的信号被输送到左耳机,第二功率放大器输出的信号经过耳机座、耳机线的传输,被输送到右耳机,以实现双声道的播放。
经过上述的信号传输过程,用户通过耳机可以收听到终端设备播放的音频。
上述编解码芯片、耳机座、耳机线、耳机之间传输的是电信号,电信号被传输至左耳机、右耳机之后,还需要回流接地。继续参见图1,电信号的回流过程如下:左耳机和右耳机的电信号经过耳机线、耳机座的回流传输,最终输送至PCB板上的耳机座接地管脚。
在电信号回流传输的过程中,在耳机线内部会产生一些阻抗,本实施例中,将耳机线内部的阻抗抽象为电阻Rg1。并且,耳机插头与耳机座接触部分也会产生一些阻抗,本实施例中,将耳机插头与耳机座接触产生的阻抗抽象为电阻Rg2。进一步的,在电信号由耳机座回流至耳机座接地管脚的过程中,耳机座接地管脚的走线也会产生一些阻抗,本实施例中,将耳机座接地管脚的走线产生的阻抗抽象为电阻Rg3。上述抽象出的电阻Rg1、电阻Rg2、电阻Rg3在电路中的位置如图1所示。另外,为了后续描述方便,将左耳机抽象为电阻R,右耳机抽象为电阻R。
基于上述介绍可以确定的是,左耳机和右耳机之间存在串扰的问题,为了解决左耳机、右耳机之间相互串扰的问题,首先对串扰的产生进行分析:
根据图1所示的电路系统,电阻Rg1、电阻Rg2、电阻Rg3对左耳机电阻R或者右耳机电阻R产生一定的分压,根据串扰公式这些分压会导致左耳机和右耳机之间的串扰。具体的,右耳机对左耳机的串扰Crosstalk可以表示为公式一:
对上述公式一进行变形,得到公式二:
对上述公式二进行变形,得到公式三:
Crosstalk(dB)=20*log(Rg1+Rg2+Rg3)
-20*log(2*(Rg1+Rg2+Rg3)+R) 公式三
根据上述公式三可见,若减小(Rg1+Rg2+Rg3),则可以有效降低右耳机对左耳机的串扰。
以及,右耳机对左耳机的串扰公式与上述公式一至公式三是类似的,通过减小(Rg1+Rg2+Rg3),也可以降低左耳机对右耳机的串扰。
为了解决左耳机和右耳机之间的串扰,目前存在一种实现方式,用于对Rg3的分压的抵消,例如可以结合图2进行介绍,图2为相关技术中的一种电路系统的结构示意图二。
图2与上述介绍的图1类似,不同之处在于,图2中将耳机座接地管脚直接接到第一功率放大器和第二功率放大器的第一输入端,因此第一功率放大器和/或第二功率放大器可以从耳机座接地管脚接收反馈信号,以实现将Rg3的电压反馈到第一功率放大器和/或第二功率放大器的第一输入端,从而实现对Rg3的分压的补偿,进而可以降低左耳机和右耳机之间的串扰。
然而,图2所示的这种实现方式仅仅能够实现对Rg3的分压的补偿,其余阻抗的存在仍然会导致左耳机和右耳机之间的串扰。
因此基于上述的分析,以及现有技术中的问题,本申请提出了如下技术构思:将第一功率放大器的负极输入端通过增益放大器与耳机座接地管脚连接,并将第二功率放大器的负极输入端通过增益放大器与耳机座接地管脚连接,这样的话第一功率放大器和第二功率放大器就可以从耳机座接地管脚接收增益放大后的补偿电压信号,并进行补偿,从而抵消耳机座接地管脚的走线阻抗、耳机线内部的阻抗以及耳机插头与耳机座接触产生的阻抗,以有效降低左耳机、右耳机的串扰。
在上述介绍的内容的基础上,下面对本申请的技术方案进行详细介绍。本申请提供了一种音频处理装置以及终端设备,可用于降低所有类型的耳机的串扰,例如,TpyeC接口的耳机、3.5mm接口的耳机、TpyeC接口加3.5mm转接头的耳机,3.5mm接口加TpyeC转接头的耳机,等等。
下面结合图3对本申请的技术方案进行说明,图3为本申请实施例提供的音频处理装置的电路结构示意图一。
如图3所示,本实施例中的音频处理装置包括编解码芯片、增益放大器(Programmable Gain Amplifier,PGA)以及耳机座。
其中,编解码芯片包括:第一功率放大器和第二功率放大器,耳机座包括耳机座接地管脚。在本实施例中,第一功率放大器也可以认为是左声道对应的功率放大器。第二功率放大器也可以认为是右声道对应的功率放大器。
此处对各个器件的连接关系进行说明,如图3所示,第一功率放大器的第一输入端与增益放大器连接,第一功率放大器的输出端与耳机座连接,第一功率放大器的第二输入端用于接收模拟音频信号。
在一种可能的实现方式中,参照图3,第一功率放大器包括正极输入端(+)和负极输入端(-),其中的正极输入端可以为上述介绍的第二输入点,以及负极输入端可以为上述介绍的第一输入端,则第一功率放大器的两个输入端的具体连接比如说可以是,第一功率放大器的正极输入端用于接收音频信号,以及第一功率放大器的负极输入端与增益放大器的输出端连接。
也就是说,第一功率放大器的正极输入端可以输入左声道的音频信号,其中,输入第一功率放大器的正极的音频信号例如已经经过了数模转换处理,因此输入第一功率放大器的正极的音频信号可以为左声道的模拟音频信号。以及第一功率放大器的负极输入端可以输入增益放大器所输出的信号。在一种可能的实现方式中,第一功率放大器例如可以对输入的两个信号进行处理,进而输出左声道的输出信号,比如说是图2中的HPL,这个输出信号例如可以通过左耳机进行播放。
以及,第二功率放大器的第一输入端与增益放大器连接,第二功率放大器的输出端与耳机座连接,第二功率放大器的第二输入端用于接收模拟音频信号。
在一种可能的实现方式中,参照图3,第二功率放大器包括正极输入端(+)和负极输入端(-),其中的正极输入端可以为上述介绍的第二输入点,以及负极输入端可以为上述介绍的第一输入端,则第二功率放大器的两个输入端的具体连接比如说可以是,第二功率放大器的正极输入端用于接收音频信号,以及第二功率放大器的负极输入端与增益放大器的输出端连接。
也就是说,第二功率放大器的正极输入端可以输入右声道的音频信号,其中,输入第二功率放大器的正极的音频信号例如已经经过了数模转换处理,因此输入第二功率放大器的正极的音频信号可以为右声道的模拟音频信号。以及第二功率放大器的负极可以输入增益放大器所输出的信号。在一种可能的实现方式中,第二功率放大器例如可以对输入的两个信号进行处理,进而输出右声道的输出信号,比如说是图3中的HPR,这个输出信号例如可以通过右耳机进行播放。
以及,在本实施例的音频处理装置中,耳机座接地管脚与增益放大器连接。因此在本实施例中,耳机座接地管脚会通过增益放大器与第一功率放大器的第一输入端连接。在一种可能的实现方式中,增益放大器用于对耳机座接地管脚处的模拟参考信号进行放大,得到输出给第一功率放大器的模拟反馈信号。
具体的,耳机座接地管脚可以将经过增益放大器放大的补偿电压信号输入至第一功率放大器,使得补偿电压信号对第一功率放大器输入的模拟音频信号进行补偿。这样,第一功率放大器输出的信号就是经过补偿后的信号。
参见图3,由于将耳机座接地管脚的走线产生的阻抗抽象为电阻Rg3,以及将耳机线内部的阻抗抽象为电阻Rg1,将耳机插头与耳机座接触产生的阻抗抽象为电阻Rg2。其中耳机座接地管脚通过增益放大器向第一功率放大器输送的补偿电压信号,具体是经过增益放大器处理后的4点电压(图3中的4点),这里的增益放大器的处理可以实现对电阻Rg1、电阻Rg2以及电阻Rg3的分压进行补偿。这样,第一功率放大器输出的信号就是经过补偿后的信号。之后经过耳机座、耳机线的传输,输送至左耳机,由于编解码芯片已经对电阻Rg1、电阻Rg2以及电阻Rg3的分压进行补偿,相当于抵消掉了上述串扰公式中的Rg1、Rg2、Rg3,从而可以有效降低右耳机对左耳机的干扰。
以及,在本实施例中,耳机座接地管脚还会通过增益放大器与第二功率放大器连接,在一种可能的实现方式中,增益放大器用于对耳机座接地管脚处的模拟参考信号进行放大,得到输出给第二功率放大器的模拟反馈信号。
具体的,耳机座接地管脚可以将经过增益放大器放大的补偿电压信号输入至第二功率放大器,使得补偿电压信号对第二功率放大器输入的模拟音频信号进行补偿。这样,第二功率放大器输出的信号就是经过补偿后的信号。
参见图3,由于将耳机座接地管脚的走线产生的阻抗抽象为电阻Rg3,以及将耳机线内部的阻抗抽象为电阻Rg1,将耳机插头与耳机座接触产生的阻抗抽象为电阻Rg2。其中耳机座接地管脚通过增益放大器向第二功率放大器输送的补偿电压信号,具体是经过增益放大器处理后的4点电压,这里的增益放大器的处理可以实现对电阻Rg1、电阻Rg2以及电阻Rg3的分压进行补偿。这样,第二功率放大器输出的信号就是经过补偿后的信号。之后经过耳机座、耳机线的传输,输送至右耳机,由于编解码芯片已经对电阻Rg1、电阻Rg2以及电阻Rg3的分压进行补偿,相当于抵消掉了上述串扰公式中的Rg1、Rg2、Rg3,从而可以有效降低右耳机对左耳机的干扰。
此处需要说明的是,本实施例中的增益放大器直接实现的是对模拟信号的放大,也就是说在增益放大器放大之前的4点处的信号,以及增益放大器放大之后输出给功率放大器的反馈信号都是模拟信号。这样的话,就无需在中间设置额外的电阻来进行电压的采样,也无需对采样之后的电压进行数模转换处理,其直接通过增益放大器对4点的电压进行模拟信号的放大,得到放大后的反馈信号,从而可以使得电路结构简单,成本较低。
同时,电路中的器件越少,则电路的稳定性就越高,因此本实施例中通过设置增益放大器来实现对模拟信号的放大,从而可以保障电路的稳定性,进而保证了对左耳机和有耳机之间的串扰解决的稳定性。
在一种可能的实现方式中,例如可以对增益放大器PGA的增益值进行调整,以使得输入至功率放大器的补偿电压信号不仅可以对Rg3的分压进行补偿,还可以对Rg1和Rg2的分压进行补偿,以实现对抵消掉了上述串扰公式中的Rg1、Rg2、Rg3,也就是说可以通过调整增益放大器的增益值,以最大程度的降低左耳机和右耳机之间的串扰。
其中增益值的具体设置可以根据实际需求进行选择,只要其可以实现增益放大器处理之后的补偿电压信号还可以实现对Rg1和Rg2的分压进行补偿即可。
本申请实施例提供的音频处理装置中,包括:编解码芯片、增益放大器以及耳机座,编解码芯片包括:第一功率放大器和第二功率放大器,耳机座包括耳机座接地管脚,其中,第一功率放大器的第一输入端与增益放大器连接,第一功率放大器的输出端与耳机座连接,第一功率放大器的第二输入端用于接收模拟音频信号;第二功率放大器的第一输入端与增益放大器连接,第二功率放大器的输出端与耳机座连接,第二功率放大器的第二输入端用于接收模拟音频信号;耳机座接地管脚与增益放大器连接。通过将耳机座接地管脚和第一功率放大器的第一输入端以及第二功率放大器的第一输入端连接,并且在耳机座接地管脚和功率放大器的第一输入端之间设置增益放大器的增益值,实现对耳机线内部的阻抗产生的分压、以及耳机插头与耳机座接触产生的阻抗产生的分压进行抵消,从而可以有效的降低了左耳机、右耳机之间的串扰,以提高耳机的立体音播放效果。
在上述介绍的内容的基础上,下面对本申请提供的音频处理装置的各个器件的连接关系以及降低串扰的实现原理进行进一步的介绍。
例如可以结合图4进行进一步的介绍,图4为本申请实施例提供的音频处理装置的电路结构示意图二。
如图4所示,在上述图3介绍的内容的基础上,进一步的,增益放大器的输入端可以与耳机座接地管脚连接,以及增益放大器的输出端分别与第一功率放大器的负极输入端以及第二功率放大器的负极输入端连接。
以及本实施例中编解码芯片还可以包括数模转换器,数模转换器可以将数字音频信号转换为模拟音频信号输入给功率放大器。因此数模转换器的输入端可以用于接收数字音频信号。数模转换器的输出端分别与第一功率放大器和第二功率放大器连接,用于将转换后的模拟音频信号输入给第一功率放大器以及第二功率放大器。
参照图4,本实施例中的数模转换器例如可以包括第一数模转换器以及第二数模转换器,其中第一数模转换器的输入端可以接收左声道的数字音频信号。在一种可能的实现方式中,本实施例中的音频处理装置还可以包括DSP芯片,其中DCP芯片与第一数模转换器连接,DSP芯片可以向第一数模转换器输出左声道的数字音频信号。
之后第一数模转换器对左声道的数字音频信号进行数模转换处理,从而输出左声道的模拟音频信号,其中第一数模转换器的输出端与第一功率放大器的第二输入端连接,因此第一数模转换器可以向第一功率放大器输出左声道的模拟音频信号,以使得第一功率放大器执行上述介绍的处理。
以及参照图4,本实施例中的第二数模转换器的第二输入端可以接收右声道的数字音频信号。在一种可能的实现方式中,DCP芯片还与第二数模转换器连接,DSP芯片可以向第二数模转换器输出右声道的数字音频信号。
之后第二数模转换器对右声道的数字音频信号进行数模转换处理,从而输出右声道的模拟音频信号,其中第二数模转换器的输出端与第二功率放大器的第二输入端连接,因此第二数模转换器可以向第二功率放大器输出右声道的模拟音频信号,以使得第二功率放大器执行上述介绍的处理。
在上述介绍的电路结构的基础上,下面结合各种可能的场景对本申请的技术方案中解决左耳机和右耳机的串扰的具体实现原理进行进一步的说明。
在一种场景下,假设左声道是满幅信号,右声道是静音信号,也就是说当前情况下,左声道是有数字音频信号的输入的(左声道有声音),右声道没有数字音频信号的输入(右声道没有声音)。因此第一功率放大器的正极输入端就存在输入的模拟音频信号,而第二功率放大器的正极输入端就不存在输入的模拟音频信号。
因为第一功率放大器存在输入的模拟音频信号,因此第一功率放大器是存在输出电压的,假设第一功率放大器的输出电压(即图4中1点电压)为V1,那么3点电压V3就是电阻Rg1、电阻Rg2、电阻Rg3对第一功率放大器的输出电压V1的分压,即3点电压V3可以表示为如下公式四:
以及4点电压就为电阻Rg3对第一功率放大器的输出电压V1的分压,即原4点电压V4可以表示为如下公式五:
以及在当前场景下,第二功率放大器的正极输入端就不存在输入的模拟音频信号,但是本实施例中的第二功率放大器的负极输入端是通过增益放大器连接右耳机座接地管脚的,因此第二功率放大器的输出电压(即图4中2点电压)V2就应该等于耳机座接地管脚对应的4点电压,也就是说V2=V4。
以及,当前在确定串扰结果的时候,关注的是右耳机的V32两点的电压,可以理解的是,因为当前时刻右声道为静音信号,因此如果不存在左耳机的串扰影响的话,右耳机的V32两点的电压理论上来讲应该是0,那么右耳机的V32两点的电压越小,就表示左声道对右声道的串扰影响越小。
可以理解的是,V32的推算可以满足如下公式六:
那么基于公式六可以确定的是,通过将耳机座接地管脚与第二功率放大器的负极连接,就有效实现了对Rg3的分压效果的消除,也就是说实现了对Rg3的抵消,以降低了左耳机对右耳机的干扰。
上述介绍的是增益放大器没有发挥作用的实现过程,仅仅实现了对Rg3的抵消。进一步的,本实施例中还会通过设置增益放大器的增益值,以使得经过增益放大器的增益值处理之后的电压补偿信号,还可以实现对Rg1和Rg2的抵消。
在一种可能的实现方式中,增益放大器的增益值可以为根据第一阻抗、第二阻抗和第三阻抗确定得到的,其中,第一阻抗为耳机线的阻抗,也就是上述介绍的Rg1;第二阻抗为耳机座与耳机插头的接触阻抗,也就是上述介绍的Rg2;第三阻抗为耳机座接地管脚的走线阻抗,也就是上述介绍的Rg3。
其中,增益放大器的增益值和第一阻抗、第二阻抗和第三阻抗之间例如可以满足如下公式七所示的关系:
其中,α为增益值,Rg1为第一阻抗,Rg2为第二阻抗,Rg3为第三阻抗。
下面对确定上述增益值α的过程进行介绍,可以理解的是,当前如果需要进一步的消除Rg1和Rg2的影响,实际上最终的目的就是需要V32=0。
基于上述介绍可以确定的是,V32=V3-V2=V3-V4,那么例如可以设置可以设置这样的话,经过增益放大器之后的V4就变成了α*V4,也就等于V3,这样的话,就可以实现V32=V3-V2=V3-α*V4=V3-V3=0。
具体的,增益值α的确定可以进一步参照如下公式八:
上述介绍的是对左声道场景下的降低串扰的原理,在另一种场景下,假设右声道是满幅信号,左声道是静音信号,也就是说当前情况下,右声道是有数字音频信号的输入的(右声道有声音),左声道没有数字音频信号的输入(左声道没有声音)。因此第二功率放大器的正极输入端就存在输入的模拟音频信号,而第一功率放大器的正极输入端就不存在输入的模拟音频信号。
因为第二功率放大器存在输入的模拟音频信号,因此第二功率放大器是存在输出电压的,假设第二功率放大器的输出电压(即图4中2点电压)为V2,那么3点电压V3就是电阻Rg1、电阻Rg2、电阻Rg3对第二功率放大器的输出电压V2的分压,即3点电压V3可以表示为如下公式九:
以及4点电压就为电阻Rg3对第二功率放大器的输出电压V2的分压,即原4点电压V4可以表示为如下公式十:
以及在当前场景下,第一功率放大器的正极输入端就不存在输入的模拟音频信号,但是本实施例中的第一功率放大器的负极输入端是通过增益放大器连接有耳机座接地管脚的,因此第一功率放大器的输出电压(即图4中1点电压)V1就应该等于耳机座接地管脚对应的4点电压,也就是说V1=V4。
以及,当前在确定串扰结果的时候,关注的是左耳机的V31两点的电压,可以理解的是,因为当前时刻左声道为静音信号,因此如果不存在右耳机的串扰影响的话,左耳机的V31两点的电压理论上来讲应该是0,那么左耳机的V31两点的电压越小,就表示右声道对左声道的串扰影响越小。
可以理解的是,V31的推算可以满足如下公式十一:
那么基于公式十一可以确定的是,通过将耳机座接地管脚与第一功率放大器的负极连接,就有效实现了对Rg3的分压效果的消除,也就是说实现了对Rg3的抵消,以降低了右耳机对左耳机的干扰。
上述介绍的是增益放大器没有发挥作用的实现过程,仅仅实现了对Rg3的抵消。进一步的,本实施例中还会通过设置增益放大器的增益值,以使得经过增益放大器的增益值处理之后的电压补偿信号,还可以实现对Rg1和Rg2的抵消。
基于上述介绍可以确定的是,V31=V3-V1=V3-V4,那么例如可以设置可以设置这样的话,经过增益放大器之后的V4就变成了α*V4,也就等于V3,这样的话,就可以实现V31=V3-V1=V3-α*V4=V3-V3=0。
上述介绍的都是单声道场景,下面对双声道场景进行说明,在另一种场景下,假设右声道是满幅信号,左声道也是满幅信号,也就是说当前情况下,左声道和右声道都有数字音频信号的输入的(左声道和右声道都有声音),因此第一功率放大器的正极输入端就存在输入的模拟音频信号,而第二功率放大器的正极输入端也存在输入的模拟音频信号。
首先对双声道场景下,降低右耳机对左耳机的干扰的实现进行说明。对于右耳机来讲,因为第二功率放大器存在输入的模拟音频信号,因此与上述介绍的类似,3点电压V3可以表示为:
以及4点电压可以表示为:
以及在当前双声道的场景下,第一功率放大器的正极输入端同样是存在输入的模拟音频信号的(例如表示为VR),以及第一功率放大器的负极输入端还通过增益放大器连接有耳机座接地管脚的,因此当前情况下第一功率放大器的输出电压(即图4中1点电压)V1就应该等于这两个信号之和,也就是说V1=VR+V4。
以及,当前在确定右耳机对左耳机的串扰结果的时候,关注的是左耳机的V31两点的电压,可以理解的是,因为现在左耳道也存在输入信号,输入电压是VR,那么如果不存在右耳机的串扰影响的话,左耳机的V31两点的电压理论上来讲应该是VR,同样的,左耳机的V31两点的电压越小,就表示右声道对左声道的串扰影响越小。
可以理解的是,V31的推算可以满足如下公式十二:
那么基于公式十二可以确定的是,通过将耳机座接地管脚与第一功率放大器的负极连接,就有效实现了对Rg3的分压效果的消除,也就是说实现了对Rg3的抵消,以降低了右耳机对左耳机的干扰。
上述介绍的是增益放大器没有发挥作用的实现过程,仅仅实现了对Rg3的抵消。进一步的,本实施例中还会通过设置增益放大器的增益值,以使得经过增益放大器的增益值处理之后的电压补偿信号,还可以实现对Rg1和Rg2的抵消。
基于上述介绍可以确定的是,V31=V3-V1=V3-(VR+V4),那么例如可以设置可以设置这样的话,经过增益放大器之后的V4就变成了α*V4,也就等于V3,这样的话,就可以实现V31=V3-V1=V3-V3-(VR+α*V4)=VR。
以及在当前的双声道场景下,降低右耳机对左耳机的干扰的实现是类似的,此处不再赘述。
综上所述,本申请中提供的音频处理装置,通过设置耳机座接地管脚通过增益放大器与第一功率放大器以及第二功率放大器的第一输入端相连接,并且设置增益值等于从而可以有效实现对Rg1、Rg2、Rg3的抵消,进而可以有效的降低右耳机和左耳机之间的串扰。
在一种可能的实现方式中,上述介绍的音频处理装置例如可以为PCB板。
同时,因为Rg3包括调频(Frequency Modulation,FM)对地磁珠,其承担了隔离FM信号功能。通常FM性能好的磁珠直流阻抗(Directive Current Resistance,DCR)较高,而DCR对混合脉冲(Hybrid Pulse,HP)是有影响的,因此在实际实现过程中,需在FM灵敏度和HP性能之间取得平衡。本申请提供的技术方案,因为可以有效实现对Rg3的抵消,因此可以忽略DCR对HP的影响,使得FM磁珠选型更加灵活。
在上述任一实施例的基础上,本申请实施例还提供一种终端设备。终端设备中包括上述任意实施例中的音频处理装置。其实现原理和技术效果类似,此处不做赘述。
在本申请中,除非另有明确的规定和限定,术语“连接”、“相连”、“固定”、“安装”等应做广义理解,例如可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接连接,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系,除非另有明确的限定、对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
术语“包括”,还有其衍生表述,均意味着不加限制的包括。术语“或者”是包容性的,表示和/或。
术语“电路”指的是(a)仅硬件电路实现(例如模拟电路和/或数字电路中的实现);(b)包括在一个或多个计算机可读存储器上存储的软件和/或固件指令的电路和计算机程序产品的组合,该指令一起工作以使得装置执行这里所述的一个或多个功能;以及(c)需要软件或固件(即使软件或固件物理上并不存在)以进行操作的电路,例如微处理器或微处理器的一部分。“电路”的这个定义也应用于该术语在此的所有使用,包括在任意权利要求中的使用。作为其他实例,这里,术语“电路”还包括一个或多个处理器和/或其部分以及伴随软件和/或固件的实现。
本领域普通技术人员可以理解:实现上述各方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成。前述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中。该程序在执行时,执行包括上述各方法实施例的步骤;而前述的存储介质包括:ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
最后应说明的是:以上各实施例仅用以说明本申请的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述各实施例对本申请进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的范围。
Claims (10)
1.一种音频处理装置,其特征在于,包括:编解码芯片、增益放大器以及耳机座,所述编解码芯片包括:第一功率放大器和第二功率放大器,所述耳机座包括耳机座接地管脚,其中,
所述第一功率放大器的第一输入端与所述增益放大器连接,所述第一功率放大器的输出端与所述耳机座连接,所述第一功率放大器的第二输入端用于接收模拟音频信号;
所述第二功率放大器的第一输入端与所述增益放大器连接,所述第二功率放大器的输出端与所述耳机座连接,所述第二功率放大器的第二输入端用于接收模拟音频信号;
所述耳机座接地管脚与所述增益放大器连接。
2.根据权利要求1所述的音频处理装置,其特征在于,所述第一输入端为负极输入端,所述第二输入端为正极输入端,其中,
所述第一功率放大器的正极输入端用于接收音频信号;
所述第一功率放大器的负极输入端与所述增益放大器的输出端连接。
3.根据权利要求1或2所述的音频处理装置,其特征在于,所述第一输入端为负极输入端,所述第二输入端为正极输入端,其中,
所述第二功率放大器的正极输入端用于接收音频信号;
所述第二功率放大器的负极输入端与所述增益放大器的输出端连接。
4.根据权利要求1-3任一项所述的音频处理装置,其特征在于,所述增益放大器的增益值为根据第一阻抗、第二阻抗和第三阻抗确定得到的,其中,
所述第一阻抗为耳机线的阻抗;
所述第二阻抗为所述耳机座与耳机插头的接触阻抗;
所述第三阻抗为所述耳机座接地管脚的走线阻抗。
6.根据权利要求1-5任一项所述的音频处理装置,其特征在于,
所述增益放大器的输入端与所述耳机座接地管脚连接;
所述增益放大器的输出端分别与所述第一功率放大器的第一输入端和所述第二功率放大器的第一输入端连接。
7.根据权利要求1-6任一项所述的音频处理装置,其特征在于,所述编解码芯片还包括数模转换器,其中,
所述数模转换器的输入端用于接收数字音频信号;
所述数模转换器的输出端分别与所述第一功率放大器和所述第二功率放大器连接。
8.根据权利要求7所述的音频处理装置,其特征在于,所述数模转换器包括第一数模转换器和第二数模转换器,其中,
所述第一数模转换器的输入端用于接收数字音频信号,所述第一数模转换器的输出端与所述第一功率放大器的第二输入端连接;
所述第二数模转换器的输入端用于接收数字音频信号,所述第二数模转换器的输出端与所述第二功率放大器的第二输入端连接。
9.根据权利要求7或8所述的音频处理装置,其特征在于,所述音频处理装置还包括数字信号处理DSP芯片,其中,
所述DSP芯片与所述数模转换器连接,所述DSP芯片用于向所述数模转换器输出所述数字音频信号。
10.一种终端设备,其特征在于,包括如权利要求1至9任一项所述的音频处理装置。
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