CN114157962B - 音频电路、芯片及音频设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及音频电路技术领域，公开了一种音频电路、芯片及音频设备。音频电路包括放大电路、驱动电路及偏置电路，放大电路被配置为工作在目标输出模式，用于响应音频输入信号的输入，在目标输出模式下输出放大信号，驱动电路被配置为与目标输出模式对应的目标电压域路径，用于响应放大信号，在目标电压域路径下产生音频输出信号，偏置电路被配置为将放大电路与驱动电路偏置在正常工作状态，因此，本实施例能够根据目标输出模式灵活选择相应的目标电压域路径以输出音频输出信号，从而能够兼容多种音频输出场景。

Description

音频电路、芯片及音频设备

技术领域

本发明涉及音频电路技术领域，具体涉及一种音频电路、芯片及音频设备。

背景技术

在音频应用中，通常驱动输出模式包括差分输出模式与单端输出模式，在单端输出模式下，音频设备被配置在高电压域，以便高功耗地输出高信号幅度的音频信号。在差分输出模式下，音频设备被配置在高电压域，但是音频设备却无需输出高信号幅度的音频信号，从而浪费功耗。或者，在差分输出模式下，音频设备被配置在低电压域，音频设备可以输出较小信号幅度的音频信号。在单端输出模式下，音频设备依然被配置在低电压域，音频设备无法输出高信号幅度的音频信号，从而无法满足此类场景下的需求。

发明内容

本发明实施例的一个目的旨在提供一种音频电路、芯片及音频设备，能够兼容多种音频输出场景。

在第一方面，本发明实施例提供一种音频电路，包括：

放大电路，被配置为工作在目标输出模式，用于响应音频输入信号的输入，在所述目标输出模式下输出放大信号；

驱动电路，被配置为与所述目标输出模式对应的目标电压域路径，用于响应所述放大信号，在所述目标电压域路径下产生音频输出信号；

偏置电路，被配置为将所述放大电路与所述驱动电路偏置在正常工作状态。

可选地，所述目标输出模式包括单端输出模式，所述目标电压域路径包括高电压域路径，所述单端输出模式与所述高电压域路径对应，和/或，

所述目标输出模式包括差分输出模式，所述目标电压域路径包括低电压域路径，所述差分输出模式与所述低电压域路径对应。

可选地，若所述目标输出模式为单端输出模式，所述放大电路在所述单端输出模式下单端输出放大信号，以使所述驱动电路在已选通的高电压域路径下，根据所述放大信号单端推挽输出音频输出信号；

若所述目标输出模式为差分输出模式，所述放大电路在所述差分输出模式下双端输出放大信号，以使所述驱动电路在已选通的低电压域路径下，根据所述放大信号，双端推挽输出音频输出信号。

可选地，所述放大电路包括：

差分放大单元，包括第一放大输出节点与第二放大输出节点，用于响应音频输入信号的输入，分别产生第一放大信号与第二放大信号；

第一跨导线性环路，电连接至所述第一放大输出节点，被配置在单端输出模式时停止工作，在差分输出模式时，输出所述第一放大信号；

第二跨导线性环路，电连接至所述第二放大输出节点，被配置在所述单端输出模式时，根据所述第二放大信号输出偏置放大信号以使所述驱动电路根据所述偏置放大信号，在所述高电压域路径下输出音频输出信号，在所述差分输出模式时，输出所述第二放大信号。

可选地，所述差分放大单元包括：

状态切换电路，用于耦合高电压，在所述单端输出模式下，所述状态切换电路被配置为电流源电路，在所述差分输出模式下，所述状态切换电路被配置为电流源负载；

差分放大电路，与所述状态切换电路电连接，用于根据所述音频输入信号，分别产生第一放大信号与第二放大信号。

可选地，每个跨导线性环路包括：

第一跨导线性单元，用于耦合高电压，被配置为在所述单端输出模式下，根据所述第二放大信号，输出第一偏置放大信号，在所述差分输出模式下，所述第一跨导线性单元被配置停止工作；

第二跨导线性单元，与所述第一跨导线性单元电连接，被配置为在所述单端输出模式下，根据所述第二放大信号，输出第二偏置放大信号，在所述差分输出模式下，所述第二跨导线性单元被配置输出第一放大信号或第二放大信号。

可选地，在所述单端输出模式下，所述驱动电路被配置在已选通的高电压域路径下，根据所述第一偏置放大信号与所述第二偏置放大信号，单端推挽产生音频输出信号；

在所述差分输出模式下，所述驱动电路被配置在已选通的低电压域路径下，根据所述第一放大信号，推挽产生第一音频输出信号，及根据所述第二放大信号，推挽产生第二音频输出信号。

可选地，所述驱动电路包括：

第一驱动电路，用于耦合低电压，被配置为在所述单端输出模式时，断开第一低电压域路径，在所述差分输出模式时，根据所述第一放大信号，在所述第一低电压域路径下推挽产生第一音频输出信号；

第二驱动电路，被配置为在所述单端输出模式时，根据所述第二放大信号，在所述高电压域路径下推挽产生音频输出信号，在所述差分输出模式时，根据所述第二放大信号，在第二低电压域路径下推挽产生第二音频输出信号。

可选地，所述第一驱动电路包括：

第一源极跟随电路，其栅极耦合所述第一放大信号，漏极耦合所述低电压；

第一低压推挽电路，用于耦合所述低电压，其中，所述第一源极跟随电路与所述第一低压推挽电路可形成第一低电压域路径；

第一开关电路，电连接在所述第一源极跟随电路和所述第一低压推挽电路之间，在所述单端输出模式时，将所述第一开关电路配置在第一开关状态以断开所述第一低电压域路径，在所述差分输出模式时，将所述第一开关电路配置在第二开关状态以选通所述第一低电压域路径。

可选地，所述偏置电路包括：

第一偏置单元，用于产生第一静态电流，所述第一低压推挽电路中一个推挽MOS管镜像所述第一静态电流；

第二偏置单元，与所述第一偏置单元电连接，用于产生第二静态电流，所述第一低压推挽电路中另一个推挽MOS管镜像所述第二静态电流。

可选地，所述第二驱动电路包括：

低压驱动电路，被配置为在所述差分输出模式下，提供第二低电压域路径，用于根据所述第二放大信号，推挽产生第二音频输出信号；

高压驱动电路，被配置为在所述单端输出模式下，提供高电压域路径，用于根据所述第二放大信号，推挽产生音频输出信号。

可选地，所述低压驱动电路包括：

第二源极跟随电路，其栅极耦合所述第二放大信号，漏极耦合所述低电压；

第二低压推挽电路，用于耦合所述低电压，其中，在所述差分输出模式下，所述第二源极跟随电路与所述第二低压推挽电路可形成第二低电压域路径；

第二开关电路，电连接在所述第二源极跟随电路和所述第二低压推挽电路之间，在所述单端输出模式下，将所述第二开关电路配置在第三开关状态以断开所述第二低电压域路径，在所述差分输出模式下，将所述第二开关电路配置在第四开关状态以选通所述第二低电压域路径。

可选地，所述高压驱动电路包括：

高压推挽电路，用于耦合所述高电压并提供高电压域路径；

第三开关电路，与所述高压推挽电路电连接，在所述单端输出模式下，将所述第三开关电路配置在第五开关状态以选通所述高电压域路径，在所述差分输出模式下，将所述第三开关电路配置在第六开关状态以断开所述高电压域路径。

可选地，所述高压推挽电路与所述第二低压推挽电路复用一个MOS管作为推挽MOS管。

可选地，所述偏置电路包括：

第一偏置单元，用于产生第一静态电流，所述高压推挽电路与所述第二低压推挽电路复用的推挽MOS管镜像所述第一静态电流；

第二偏置单元，与所述第一偏置单元电连接，用于产生第二静态电流，所述第一低压推挽电路中另一个推挽MOS管镜像所述第二静态电流；

第三偏置单元，与所述第一偏置单元电连接，用于产生第三静态电流，所述高压推挽电路中另一个推挽MOS管镜像所述第三静态电流。

在第二方面，本发明实施例提供一种芯片，包括上述音频电路。

在第三方面，本发明实施例提供一种音频设备，包括上述音频电路。

在本发明实施例提供的音频电路中，放大电路被配置为工作在目标输出模式，用于响应音频输入信号的输入，在目标输出模式下输出放大信号。驱动电路被配置为与目标输出模式对应的目标电压域路径，用于响应放大信号，在目标电压域路径下产生音频输出信号。偏置电路被配置为将放大电路与驱动电路偏置在正常工作状态，因此，本实施例能够根据目标输出模式灵活选择相应的目标电压域路径以输出音频输出信号，从而能够兼容多种音频输出场景。

附图说明

一个或多个实施例通过与之对应的附图中的图片进行示例性说明，这些示例性说明并不构成对实施例的限定，附图中具有相同参考数字标号的元件表示为类似的元件，除非有特别申明，附图中的图不构成比例限制。

图1为本发明实施例提供的一种音频电路的电路框图；

图2为本发明另一实施例提供的一种音频电路的电路框图；

图3为本发明再一实施例提供的一种音频电路的电路框图；

图4为本发明再一实施例提供的一种音频电路的电路框图；

图5为图1所示的放大电路的电路结构示意图；

图6为本发明再一实施例提供的一种音频电路的电路框图；

图7为本发明再一实施例提供的一种音频电路的电路框图；

图8为图7所示的第一驱动电路的电路结构示意图；

图9为本发明再一实施例提供的一种音频电路的电路框图；

图10为本发明再一实施例提供的一种音频电路的电路框图；

图11为本发明再一实施例提供的一种音频电路的电路框图；

图12为图9所示的第二驱动电路的电路结构示意图；

图13为本发明再一实施例提供的一种音频电路的电路框图；

图14为图13所示的偏置电路的电路结构示意图。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面结合附图和具体实施例，对本发明进行更详细的说明。需要说明的是，当元件被表述“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上、或者其间可以存在一个或多个居中的元件。当一个元件被表述“电连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件、或者其间可以存在一个或多个居中的元件。本说明书所使用的术语“上”、“下”、“内”、“外”、“底部”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

除非另有定义，本说明书所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是用于限制本发明。本说明书所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

此外，下面所描述的本发明不同实施例中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

本发明实施例提供的音频电路可应用在任意合适类型的芯片或音频设备中，例如，芯片为蓝牙音频芯片，音频设备包括耳机、音响、智能手机、智能家居设备等电子设备。

请参阅图1，音频电路100包括放大电路200、驱动电路300及偏置电路400。

放大电路200被配置为工作在目标输出模式，用于响应音频输入信号的输入，在目标输出模式下输出放大信号。其中，音频输入信号可以为差分信号或者其它形式信号，目标输出模式为放大电路200输出放大信号的工作模式。

在一些实施例中，目标输出模式包括单端输出模式和/或差分输出模式，其中，在单端输出模式下，放大电路200可向驱动电路300发送一个放大信号以驱动所述驱动电路300输出一个音频输出信号。在差分输出模式下，放大电路200可向驱动电路300发送两个放大信号以驱动所述驱动电路300输出两个音频输出信号。

驱动电路300被配置为与目标输出模式对应的目标电压域路径，用于响应放大信号，在目标电压域路径下产生音频输出信号。其中，目标电压域路径为用于传输在目标电压域下的音频输出信号的路径，目标电压域为高电压域或低电压域，例如，高电压域为3.3V，低电压域为1.2V。

偏置电路400被配置为将放大电路200与驱动电路300偏置在正常工作状态，例如，偏置电路400为放大电路200和驱动电路300中各个MOS管提供偏置电压，将各个MOS管的静态电流偏置在合适电流范围内，从而保证放大电路200和驱动电路300能够正常地工作。

在一些实施例中，目标电压域路径包括高电压域路径和/或低电压域路径，高电压域路径为可在高电压域下传输音频输出信号的路径，低电压域路径为可在低电压域下传输音频输出信号的路径，其中，单端输出模式与高电压域路径对应，差分输出模式与低电压域路径对应。

在一些实施例中，若目标输出模式为单端输出模式，放大电路200在单端输出模式下单端输出放大信号，以使驱动电路300在已选通的高电压域路径下，根据放大信号单端推挽输出音频输出信号，因此，本实施例提供的音频电路可满足需要高幅度的音频输出信号的音频输出场景，诸如满足音响场景等。

若目标输出模式为差分输出模式，放大电路200在差分输出模式下双端输出放大信号，以使驱动电路300在已选通的低电压域路径下，根据放大信号，双端推挽输出音频输出信号，因此，本实施例无需工作在高电压域，可满足低功耗场景的音频输出场景，诸如满足耳机播放音频的场景等。

总体而言，本实施例能够根据目标输出模式灵活选择相应的目标电压域路径以输出音频输出信号，从而能够兼容多种音频输出场景。

在一些实施例中，请参阅图2，放大电路200包括差分放大单元500、第一跨导线性环路600及第二跨导线性环路700。

差分放大单元500包括第一放大输出节点与第二放大输出节点，用于响应音频输入信号的输入，分别产生第一放大信号与第二放大信号。

第一跨导线性环路600电连接至第一放大输出节点，被配置在单端输出模式时停止工作。第二跨导线性环路700电连接至第二放大输出节点，被配置在单端输出模式时，根据第二放大信号输出偏置放大信号以使驱动电路300根据偏置放大信号，在高电压域路径下产生音频输出信号。因此，放大电路200可在单端输出模式下，促使驱动电路300根据偏置放大信号，在高电压域路径下输出较高电压幅度的音频输出信号。

第一跨导线性环路600还可被配置在差分输出模式时，输出第一放大信号。第二跨导线性环路700还可被配置在差分输出模式时，输出第二放大信号。因此，放大电路200可在差分输出模式下，分别输出与差分式的音频输入信号对应的第一放大信号与第二放大信号，以便后续驱动电路300能够根据第一放大信号与第二放大信号，分别输出互为差分的第一音频输出信号与第二音频输出信号。

在一些实施例中，请参阅图3，差分放大单元500包括状态切换电路51与差分放大电路52，差分放大电路52与状态切换电路51电连接。

状态切换电路51用于耦合高电压，在单端输出模式下，状态切换电路51被配置为电流源电路，亦即，状态切换电路51根据高电压，产生镜像电流，镜像电流流入差分放大电路52。状态切换电路51作为电流源电路，可有利于提高共模抑制比，降低差分放大电路在高电压下的噪声。

状态切换电路51在差分输出模式下，状态切换电路51被配置为电流源负载，亦即，状态切换电路51可作为差分放大电路52的电流源的负载，可降低在第一放大输出节点与第二放大输出节点之处的电压，亦即降低了第一放大信号与第二放大信号的电压幅度，有利于音频电路在整体上降低功耗。

差分放大电路52用于根据音频输入信号，分别产生第一放大信号与第二放大信号。在单端输出模式下，第一跨导线性环路600被配置为停止工作，第二跨导线性环路700根据第二放大信号输出偏置放大信号以使驱动电路300根据偏置放大信号，在高电压域路径下产生音频输出信号。在差分输出模式下，第一跨导线性环路600被配置为输出第一放大信号，第二跨导线性环路700被配置为输出第二放大信号。

在一些实施例中，偏置放大信号包括第一偏置放大电路与第二偏置放大电路，请参阅图4，每个跨导线性环路包括第一跨导线性单元61与第二跨导线性单元62，第二跨导线性单元62与第一跨导线性单元61电连接。

第一跨导线性单元61用于耦合高电压，其中，第一跨导线性单元61被配置为在单端输出模式下，根据第二放大信号，输出第一偏置放大信号，第二跨导线性单元62被配置为在单端输出模式下，根据第二放大信号，输出第二偏置放大信号，举例而言：

对于第一跨导线性环路600，在单端输出模式下，由于第一跨导线性环路600被配置停止工作，因此，第一跨导线性环路600的第一跨导线性单元61与第二跨导线性单元62都不工作。

对于第二跨导线性环路700，在单端输出模式下，由于第二跨导线性环路700被配置在工作状态，因此，第一跨导线性单元61根据第二放大信号输出第一偏置放大信号，第二跨导线性单元62根据第二放大信号输出第二偏置放大信号。

在单端输出模式下，由于第一跨导线性单元61耦合高电压，在高电压驱使下，通过第一跨导线性单元61与第二跨导线性单元62的共同作用，对驱动电路300分别输出第一偏置放大信号与第二偏置放大信号，以促使驱动电路300单端推挽出较高电压幅度的音频输出信号。

在一些实施例中，在差分输出模式下，第一跨导线性单元61被配置停止工作，第二跨导线性单元62被配置输出第一放大信号或第二放大信号，举例而言：

对于第一跨导线性环路600，在差分输出模式下，第一跨导线性单元61被配置停止工作，第二跨导线性单元62被配置输出第一放大信号。

对于第二跨导线性环路700，在差分输出模式下，第一跨导线性单元61被配置停止工作，第二跨导线性单元62被配置输出第二放大信号。

由于差分输出模式下无需输出较高电压幅度的音频输出信号，本实施例将第一跨导线性单元61配置为停止工作，从而能够降低高电压的影响，并且，状态切换电路51在差分输出模式下被配置为电流源负载，同时也能够降低高电压的影响，有利于音频电路整体工作在低功耗状态下。另外，每个跨导线性环路的第二跨导线性单元62还能够对驱动电路300输出对应的放大信号，从而满足差分场景的信号输出需求。

为了详细阐述本实施例提供的放大电路在单端输出模式和差分输出模式下的工作原理，本实施例结合图5对此作出详细的说明，可以理解的是，图5提供的电路图并不用于对本发明的保护范围造成任何不当的限定，具体如下：

差分放大单元500包括状态切换电路51与差分放大电路52，其中，状态切换电路51包括电阻R1、电阻R2、PMOS管MP1、PMOS管MP2、开关SW1及开关SW2，其中，VDDH为高电压，VBP1为偏置信号。差分放大电路52包括NMOS管MN1、NMOS管MN2、NMOS管MN3、NMOS管MN4及电流源I1，其中，VBN1为偏置信号，VO1为第一放大信号，VO2为第二放大信号，NMOS管MN1和NMOS管MN2构成差分对管，用于接收音频输入信号。

对于第一跨导线性环路600，第一跨导线性单元61包括NMOS管MN5、PMOS管MP5、电流源I3、开关SW0、开关SW3及开关SW4。第二跨导线性单元62包括NMOS管MN6、PMOS管MP6、电流源I2、开关SW5及开关SW6。其中，VB1、VB2、VB9为偏置电路400提供的偏置电压，VB3为PMOS管MP5的源极的电压，VB7、VB8分别为NMOS管MN9、PMOS管MP7提供的偏置电压，可以理解的是，NMOS管MN9与PMOS管MP7构成一个偏置电路，可以布设在偏置电路400中，亦可以单独另行布设，此处是为了方便集成化而将NMOS管MN9与PMOS管MP7布设在放大电路200中。

对于第二跨导线性环路700，第一跨导线性单元61包括NMOS管MN7、PMOS管MP3、电流源I5、开关SW0、开关SW7及开关SW8。第二跨导线性单元62包括NMOS管MN8、PMOS管MP4、电流源I4、开关SW9及开关SW10。其中，VB5为第一偏置放大信号，VB6为第二偏置放大信号。

在单端输出模式下，开关SW4/SW5/SW6/SW3/SW2/SW10/SW0断开，SW1/SW7/SW8/SW9闭合，电流源I3/I2处于关断状态。此时由MN1/MN2/MN3/MN4/MP1/MP2/R1/R2/I1构成的套筒结构放大器工作在单端模式，其中，电阻R1、电阻R2、PMOS管MP1及PMOS管MP2构成电流源电路，差分对管MN1和MN2通过MN3和MN4分别输出第一放大信号VO1和第二放大信号VO2，第一跨导线性环路600停止工作，第二跨导线性环路700处于工作状态，于是，第二跨导线性环路700可分别输出第一偏置放大信号VB5与第二偏置放大信号VB6，第一偏置放大信号VB5与第二偏置放大信号VB6分别施加给驱动电路300，驱动电路300根据第一偏置放大信号VB5与第二偏置放大信号VB6，单端推挽产生音频输出信号。

在差分输出模式下，开关SW4/SW5/SW3/SW1/SW7/SW8/SW9断开，SW2/SW0/SW6/SW10闭合，电流源I3/I2处于导通状态，其中，PMOS管MP1及PMOS管MP2分别为电流源负载，差分对管MN1和MN2通过MN3和MN4分别输出第一放大信号VO1和第二放大信号VO2。对于第一跨导线性环路600，NMOS管MN5和PMOS管MP5停止工作，NMOS管MN6和PMOS管MP6正常工作，以输出第一放大信号VO1，第一放大信号VO1施加给驱动电路300，驱动电路300根据第一放大信号VO1，推挽产生第一音频输出信号。对于第二跨导线性环路700，NMOS管MN7和PMOS管MP3停止工作，NMOS管MN8和PMOS管MP4正常工作，以输出第二放大信号VO2，第二放大信号VO2施加给驱动电路300，驱动电路300根据第二放大信号VO2，推挽产生第二音频输出信号。

在一些实施例中，在单端输出模式下，驱动电路300被配置在已选通的高电压域路径下，根据第一偏置放大信号与第二偏置放大信号，单端推挽产生音频输出信号，因此，驱动电路300可为能够输出较高电压幅度的音频输出信号提供路径传输基础，并在第一偏置放大信号与第二偏置放大信号的共同作用下，可靠和高效率地推挽输出音频输出信号。

在差分输出模式下，驱动电路300被配置在已选通的低电压域路径下，根据第一放大信号，推挽产生第一音频输出信号，及根据第二放大信号，推挽产生第二音频输出信号。

综上可知，驱动电路300能够根据输出模式的需求，自动在高电压域路径和低电压域路径之间进行切换，以便能够输出高电压或低电压，从而能够满足需要较高电压幅度的单端输出模式和保持低功耗状态的差分输出模式。

在一些实施例中，请参阅图6，驱动电路300包括第一驱动电路31与第二驱动电路32。

第一驱动电路31用于耦合低电压，被配置为在单端输出模式时，断开第一低电压域路径，在差分输出模式时，根据第一放大信号，在第一低电压域路径下推挽产生第一音频输出信号。

第二驱动电路32被配置为在单端输出模式时，根据第二放大信号，在高电压域路径下推挽产生音频输出信号，在差分输出模式时，根据第二放大信号，在第二低电压域路径下推挽产生第二音频输出信号。

在一些实施例中，请参阅图7，第一驱动电路31包括第一源极跟随电路311、第一低压推挽电路312及第一开关电路313。

第一源极跟随电路311的栅极耦合第一放大信号，漏极耦合低电压。第一低压推挽电路312用于耦合低电压，其中，第一源极跟随电路311与第一低压推挽电路312可形成第一低电压域路径。第一开关电路313电连接在第一源极跟随电路311和第一低压推挽电路312之间，在所述单端输出模式时，将第一开关电路313配置在第一开关状态以断开第一低电压域路径，在差分输出模式时，将第一开关电路313配置在第二开关状态以选通第一低电压域路径。

请参阅图8，第一源极跟随电路311包括NMOS管MN15，第一低压推挽电路312包括PMOS管MP13和NMOS管MN16，第一开关电路313包括开关SW11、SW12及SW20，其中，NMOS管MN15、PMOS管MP13和NMOS管MN16可形成第一低压域路径，NMOS管MN15和PMOS管MP13为低压MOS管，NMOS管MN16为高压MOS管。

在单端输出模式时，SW11断开，SW12闭合，SW20闭合，此时，第一开关电路313被配置在第一开关状态。由于PMOS管MP13处于截止状态，NMOS管MN16处于截止状态，因此，第一低电压域路径被断开，第一驱动电路31停止工作。

在差分输出模式时，SW11闭合，SW12断开，SW20断开，此时，第一开关电路313被配置在第二开关状态。第一低电压域路径被选通，第一驱动电路31工作。

在一些实施例中，请参阅图9，第二驱动电路32包括低压驱动电路321与高压驱动电路322。

低压驱动电路321被配置为在差分输出模式下，提供第二低电压域路径，用于根据第二放大信号，推挽产生第二音频输出信号。高压驱动电路322被配置为在单端输出模式下，提供高电压域路径，用于根据第二放大信号，推挽产生音频输出信号。

在一些实施例中，请参阅图10，低压驱动电路321包括第二源极跟随电路3211、第二低压推挽电路3212及第二开关电路3213。

第二源极跟随电路3211的栅极耦合第二放大信号，漏极耦合低电压。第二低压推挽电路3212用于耦合低电压，其中，在差分输出模式下，第二源极跟随电路3211与第二低压推挽电路3212可形成第二低电压域路径。第二开关电路3213电连接在第二源极跟随电路3211和3212第二低压推挽电路之间，在单端输出模式下，将第二开关电路3213配置在第三开关状态以断开第二低电压域路径，在差分输出模式下，将第二开关电路3213配置在第四开关状态以选通第二低电压域路径。

在一些实施例中，请参阅图11，高压驱动电路322包括高压推挽电路3221和第三开关电路3222。

高压推挽电路3221用于耦合高电压，第三开关电路3222与高压推挽电路3221电连接，在单端输出模式下，将第三开关电路3222配置在第五开关状态以选通高电压域路径，在差分输出模式下，将第三开关电路3222配置在第六开关状态以断开高电压域路径。

在一些实施例中，高压推挽电路3221与第二低压推挽电路3212复用一个MOS管作为推挽MOS管，采用此种方式，可提高电路集成化，减少芯片设计面积。

可以理解的是，高压推挽电路3221与第二低压推挽电路3212也可不用共用同一个推挽MOS管，亦即，高压推挽电路3221单独布设有属于高电圧域路径下的MOS管，第二低压推挽电路3212单独布设有属于低电圧域路径下的MOS管。

请参阅图12，第二源极跟随电路3211包括NMOS管MN14，第二低压推挽电路3212包括PMOS管MP12与NMOS管MN13，第二开关电路3213包括开关SW11与开关SW12。高压推挽电路3221包括PMOS管MP13与NMOS管MN13，其中，高压推挽电路3221与第二低压推挽电路3212复用NMOS管MN13作为推挽MOS管。第三开关电路3222包括开关SW13与开关SW14。

其中，MN14/MP12/MN15/MP13的管子为低压MOS管，MN13/MN16/MP13为高压MOS管。

在单端输出模式时，开关SW11断开，开关SW12闭合，开关SW14闭合，开关SW13断开，因此，PMOS管MP12处于截止状态，PMOS管MP13处于饱和状态，PMOS管MP13与NMOS管MN13构成高压推挽电路3221。第一偏置放大信号VB5与第二偏置放大信号VB6分别与第二放大信号VO2关联，且高压推挽电路3221在第一偏置放大信号VB5与第二偏置放大信号VB6的作用下，单端推挽输出音频输出信号VOUTP。

在差分输出模式时，如前所述，对于第一驱动电路31，SW11闭合，SW12断开，SW20断开，此时，第一开关电路313被配置在第二开关状态。第一低电压域路径被选通，第一驱动电路31工作，输出第一音频输出信号VOUTN。

在差分输出模式时，对于第二驱动电路32，开关SW11与开关SW13都闭合，开关SW12和SW14断开，因此，PMOS管MP12处于饱和状态，PMOS管MP13处于截止状态，NMOS管MN14构成第二源极跟随电路3211，PMOS管MP12与NMOS管MN13构成第二低压推挽电路3212。第二放大信号VO2施加给NMOS管MN14的栅极，NMOS管MN14的源极跟随输出比第二放大信号VO2小一个VGS压降的电压信号，第二低压推挽电路3212根据NMOS管MN14的源极跟随输出的电压，推挽输出第二音频输出信号VOUTP。

在一些实施例中，请参阅图13，偏置电路400包括第一偏置单元41、第二偏置单元42及第三偏置单元43。

第一偏置单元41用于产生第一静态电流，高压推挽电路3221与第二低压推挽电路3212复用的推挽MOS管镜像第一静态电流，第一低压推挽电路312中一个推挽MOS管镜像第一静态电流。

第二偏置单元42与第一偏置单元41电连接，用于产生第二静态电流，第一低压推挽电路312中另一个推挽MOS管镜像第二静态电流。

第三偏置单元43与第一偏置单元41电连接，用于产生第三静态电流，高压推挽电路3221中另一个推挽MOS管镜像第三静态电流。

在一些实施例中，请参阅图14，第一偏置单元41包括NMOS管MN10、NMOS管MN11及电流源I7，第二偏置单元42包括NMOS管MN12、PMOS管MP11、PMOS管MP10、电流源I9、电流源I10及电流源I11，第三偏置单元43包括PMOS管MP8、PMOS管MP9及电流源I8。

其中，流经NMOS管MN11的静态电流为第一静态电流，流经PMOS管MP11的静态电流为第二静态电流，流经PMOS管MP8的静态电流为第三静态电流，高压推挽电路3221与第二低压推挽电路3212复用的推挽MOS管为NMOS管MN13，第一低压推挽电路312中另一个推挽MOS管为PMOS管MP12，高压推挽电路3221中另一个推挽MOS管为PMOS管MP8。

在单端输出模式时，通过上文提及到的各个开关的控制，可以得出相应节点的电压：

VB1＝VGS11n+VGS10n，其中，VGS11n为NMOS管MN11的栅源电压，VGS10n为NMOS管MN10的栅源电压。

VB2＝VDDH-VGS8p-VGS9p，其中，VGS8p为PMOS管MP8的栅源电压，VGS9p为PMOS管MP9的栅源电压。

偏置信号VB1施加到NMOS管MN8的栅极，NMOS管MN8的源极电压为：VB6＝VB1-VGS8n＝VGS11n+VGS10n-VGS8n。通过设计NMOS管MN8的尺寸与NMOS管MN10管子的尺寸，可以得到VGS8n＝VGS10n，因此VB6＝VGS11n,NMOS管MN13的静态电流将镜像NMOS管MN11的静态电流。

由于开关SW7闭合，VB5＝VB2+VGS3p＝VDDH-VGS8p-VGS9p+VGS3，其中，VGS3p为PMOS管MP3的栅源电压。通过设计PMOS管MP9和PMOS管MP3的尺寸，可以得到VB5＝VDDH-VGS8p，因此PMOS管MP13静态电流镜像PMOS管MP8的静态电流。

在差分输出模式时，同在单端输出模式下上文所阐述的，NMOS管MN13和NMOS管MN16的静态电流都镜像NMOS管MN11的静态电流。

另外，存在以下电压关系：VB9＝VDDL-VGS11p+VGS12n-VGS10p，VGS11p为PMOS管MP11的栅源电压，VGS12n为NMOS管MN12的栅源电压，VGS10p为PMOS管MP10的栅源电压。

第二放大信号VO2的电压为：VO2＝VB9+VGS4p，VGS4p为PMOS管MP4的栅源电压。PMOS管MP12的栅极电压为：VB16＝VO2-VGS14n＝VDDL-VGS11p+VGS12n-VGS10p+VGS4p-VGS14n。

通过合理设计MN12/MP10/MP4/MN14管的尺寸，可以得到：VB16＝VDDL-VGS11，因此PMOS管MP12镜像PMOS管MP11的静态电流。同理可得，VB20＝VDDL-VGS11，因此PMOS管MP13镜像PMOS管MP11的静态电流。总体而言，采用上述方式，通过偏置电路400的作用，可保证放大电路200和驱动电路300偏置在正常工作状态。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；在本发明的思路下，以上实施例或者不同实施例中的技术特征之间也可以进行组合，步骤可以以任意顺序实现，并存在如上所述的本发明的不同方面的许多其它变化，为了简明，它们没有在细节中提供；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，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发明各实施例技术方案的范围。

Claims (15)

1.一种音频电路，其特征在于，包括：

放大电路，被配置为工作在目标输出模式，用于响应音频输入信号的输入，在所述目标输出模式下输出放大信号；

驱动电路，被配置为与所述目标输出模式对应的目标电压域路径，用于响应所述放大信号，在所述目标电压域路径下产生音频输出信号；

偏置电路，被配置为将所述放大电路与所述驱动电路偏置在正常工作状态；

所述目标输出模式包括单端输出模式，所述目标电压域路径包括高电压域路径，所述单端输出模式与所述高电压域路径对应；

所述目标输出模式包括差分输出模式，所述目标电压域路径包括低电压域路径，所述差分输出模式与所述低电压域路径对应；

若所述目标输出模式为单端输出模式，所述放大电路在所述单端输出模式下单端输出放大信号，以使所述驱动电路在已选通的高电压域路径下，根据所述放大信号单端推挽输出音频输出信号；

若所述目标输出模式为差分输出模式，所述放大电路在所述差分输出模式下双端输出放大信号，以使所述驱动电路在已选通的低电压域路径下，根据所述放大信号，双端推挽输出音频输出信号。

2.根据权利要求1所述的音频电路，其特征在于，所述放大电路包括：

差分放大单元，包括第一放大输出节点与第二放大输出节点，用于响应音频输入信号的输入，分别产生第一放大信号与第二放大信号；

第一跨导线性环路，电连接至所述第一放大输出节点，被配置在单端输出模式时停止工作，在差分输出模式时，输出所述第一放大信号；

第二跨导线性环路，电连接至所述第二放大输出节点，被配置在所述单端输出模式时，根据所述第二放大信号输出偏置放大信号以使所述驱动电路根据所述偏置放大信号，在所述高电压域路径下输出音频输出信号，在所述差分输出模式时，输出所述第二放大信号。

3.根据权利要求2所述的音频电路，其特征在于，所述差分放大单元包括：

状态切换电路，用于耦合高电压，在所述单端输出模式下，所述状态切换电路被配置为电流源电路，在所述差分输出模式下，所述状态切换电路被配置为电流源负载；

差分放大电路，与所述状态切换电路电连接，用于根据所述音频输入信号，分别产生第一放大信号与第二放大信号。

4.根据权利要求2所述的音频电路，其特征在于，每个跨导线性环路包括：

第一跨导线性单元，用于耦合高电压，被配置为在所述单端输出模式下，根据所述第二放大信号，输出第一偏置放大信号，在所述差分输出模式下，所述第一跨导线性单元被配置停止工作；

第二跨导线性单元，与所述第一跨导线性单元电连接，被配置为在所述单端输出模式下，根据所述第二放大信号，输出第二偏置放大信号，在所述差分输出模式下，所述第二跨导线性单元被配置输出第一放大信号或第二放大信号。

5.根据权利要求4所述的音频电路，其特征在于，

在所述单端输出模式下，所述驱动电路被配置在已选通的高电压域路径下，根据所述第一偏置放大信号与所述第二偏置放大信号，单端推挽产生音频输出信号；

在所述差分输出模式下，所述驱动电路被配置在已选通的低电压域路径下，根据所述第一放大信号，推挽产生第一音频输出信号，及根据所述第二放大信号，推挽产生第二音频输出信号。

6.根据权利要求5所述的音频电路，其特征在于，所述驱动电路包括：

第一驱动电路，用于耦合低电压，被配置为在所述单端输出模式时，断开第一低电压域路径，在所述差分输出模式时，根据所述第一放大信号，在所述第一低电压域路径下推挽产生第一音频输出信号；

第二驱动电路，被配置为在所述单端输出模式时，根据所述第二放大信号，在所述高电压域路径下推挽产生音频输出信号，在所述差分输出模式时，根据所述第二放大信号，在第二低电压域路径下推挽产生第二音频输出信号。

7.根据权利要求6所述的音频电路，其特征在于，所述第一驱动电路包括：

第一源极跟随电路，其栅极耦合所述第一放大信号，漏极耦合所述低电压；

第一低压推挽电路，用于耦合所述低电压，其中，所述第一源极跟随电路与所述第一低压推挽电路可形成第一低电压域路径；

第一开关电路，电连接在所述第一源极跟随电路和所述第一低压推挽电路之间，在所述单端输出模式时，将所述第一开关电路配置在第一开关状态以断开所述第一低电压域路径，在所述差分输出模式时，将所述第一开关电路配置在第二开关状态以选通所述第一低电压域路径。

8.根据权利要求7所述的音频电路，其特征在于，所述偏置电路包括：

第一偏置单元，用于产生第一静态电流，所述第一低压推挽电路中一个推挽MOS管镜像所述第一静态电流；

第二偏置单元，与所述第一偏置单元电连接，用于产生第二静态电流，所述第一低压推挽电路中另一个推挽MOS管镜像所述第二静态电流。

9.根据权利要求6所述的音频电路，其特征在于，所述第二驱动电路包括：

低压驱动电路，被配置为在所述差分输出模式下，提供第二低电压域路径，用于根据所述第二放大信号，推挽产生第二音频输出信号；

高压驱动电路，被配置为在所述单端输出模式下，提供高电压域路径，用于根据所述第二放大信号，推挽产生音频输出信号。

10.根据权利要求9所述的音频电路，其特征在于，所述低压驱动电路包括：

第二源极跟随电路，其栅极耦合所述第二放大信号，漏极耦合所述低电压；

第二低压推挽电路，用于耦合所述低电压，其中，在所述差分输出模式下，所述第二源极跟随电路与所述第二低压推挽电路可形成第二低电压域路径；

第二开关电路，电连接在所述第二源极跟随电路和所述第二低压推挽电路之间，在所述单端输出模式下，将所述第二开关电路配置在第三开关状态以断开所述第二低电压域路径，在所述差分输出模式下，将所述第二开关电路配置在第四开关状态以选通所述第二低电压域路径。

11.根据权利要求10所述的音频电路，其特征在于，所述高压驱动电路包括：

高压推挽电路，用于耦合所述高电压并提供高电压域路径；

第三开关电路，与所述高压推挽电路电连接，在所述单端输出模式下，将所述第三开关电路配置在第五开关状态以选通所述高电压域路径，在所述差分输出模式下，将所述第三开关电路配置在第六开关状态以断开所述高电压域路径。

12.根据权利要求11所述的音频电路，其特征在于，所述高压推挽电路与所述第二低压推挽电路复用一个MOS管作为推挽MOS管。

13.根据权利要求11所述的音频电路，其特征在于，所述偏置电路包括：

第一偏置单元，用于产生第一静态电流，所述高压推挽电路与所述第二低压推挽电路复用的推挽MOS管镜像所述第一静态电流；

第二偏置单元，与所述第一偏置单元电连接，用于产生第二静态电流，所述第一低压推挽电路中另一个推挽MOS管镜像所述第二静态电流；

第三偏置单元，与所述第一偏置单元电连接，用于产生第三静态电流，所述高压推挽电路中另一个推挽MOS管镜像所述第三静态电流。

14.一种芯片，其特征在于，包括如权利要求1至13任一项的音频电路。

15.一种音频设备，其特征在于，包括如权利要求1至13任一项的音频电路。