CN115378370B - 一种音频放大电路、板卡及电子设备 - Google Patents
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Abstract
本申请实施例提供了一种音频放大电路、板卡及电子设备，电路包括：升压模块及音频放大器，所述音频放大器包括前级模块与后级模块；所述升压模块的输入端连接供电电源，所述升压模块的输出端连接所述前级模块的输入端，所述后级模块的输入端连接所述供电电源；所述升压模块用于，在接收到的所述供电电源的第一电压信号的电压值小于第一预设电压值时，对所述第一电压信号进行升压，得到电压值为第二预设电压值的第二电压信号，并向所述前级模块的输入端发送所述第二电压信号；其中，所述第二预设电压值不小于所述第一预设电压值。通过上述电路，降低了功率损耗。
Description
技术领域
本申请涉及电子技术领域，特别是涉及一种音频放大电路、板卡及电子设备。
背景技术
现有的手机系统中，如图1所示，音频放大器（例如，音频SmartPA）的供电电压通常由电池直接提供。在电池电量降低时，会导致供电电压的跌落，当供电电压跌落到音频放大器的UVLO（欠压锁定，Under Voltage Lock Out）电压以下时，会引发音频放大器的复位，进而导致音频放大器的可靠性降低。为了保证音频放大器在低压下仍可以稳定工作，相关技术中采用在供电电源端串联升压电路的方式，通过额外增加一个与音频放大器串联的升压电路，来提高音频放大器接入电压的电压值，例如图2所示。采用这种方式，虽然可以使音频放大器在低压下工作，但是会产生较大的额外功率损耗。
发明内容
本申请实施例的目的在于提供一种音频放大电路、板卡及电子设备，以降低功率损耗。具体技术方案如下：
根据本申请实施例的第一方面，提供一种音频放大电路，包括：
升压模块及音频放大器，所述音频放大器包括前级模块与后级模块；所述升压模块的输入端连接供电电源，所述升压模块的输出端连接所述前级模块的输入端，所述后级模块的输入端连接所述供电电源；
所述升压模块用于，在接收到的所述供电电源的第一电压信号的电压值小于第一预设电压值时，对所述第一电压信号进行升压，得到电压值为第二预设电压值的第二电压信号，并向所述前级模块的输入端发送所述第二电压信号；其中，所述第二预设电压值不小于所述第一预设电压值。
在一种可能的实施方式中，所述前级模块包括前级放大器及控制器，所述后级模块包括第一Boost。
在一种可能的实施方式中，所述升压模块为System Boost，所述System Boost为所述音频放大器所在板卡的原生升压模块。
在一种可能的实施方式中，所述升压模块为第二Boost。
在一种可能的实施方式中，所述升压模块为Boost Bypass。
在一种可能的实施方式中，所述音频放大电路还包括：
电压判断模块，用于检测所述供电电源的第一电压信号的电压值，在所述第一电压信号的电压值小于第三预设电压值的情况下，向所述控制器发送复位指令，其中，所述第三预设电压值小于所述第一预设电压值；
所述控制器，用于响应于接收到所述复位指令，对所述音频放大器进行复位。
在一种可能的实施方式中，所述电压判断模块包括：
电压测量子模块及系统级芯片；
所述电压测量子模块分别与所述供电电源及所述系统级芯片连接，所述系统级芯片与所述控制器连接；
所述电压测量子模块，用于检测所述供电电源的第一电压信号的电压值，并将所述第一电压信号的电压值发送给所述系统级芯片；
所述系统级芯片，用于比较接收到的第一电压信号的电压值与第三预设电压值的大小，在接收到的第一电压信号的电压值小于第三预设电压值的情况下，向所述控制器发送复位指令。
在一种可能的实施方式中，所述电压测量子模块为电源管理单元或电量计，所述电压测量子模块及所述系统级芯片均为所述音频放大器所在板卡的原生器件。
根据本申请实施例的第二方面，提供一种板卡，包括：
如上述第一方面中任一所述的音频放大电路。
根据本申请实施例的第二方面，提供一种电子设备，包括：
如上述第二方面中所述的板卡。
本申请实施例有益效果：
本申请实施例提供的一种音频放大电路、板卡及电子设备，包括：升压模块及音频放大器，所述音频放大器包括前级模块与后级模块；所述升压模块的输入端连接供电电源，所述升压模块的输出端连接所述前级模块的输入端，所述后级模块的输入端连接所述供电电源；所述升压模块用于，在接收到的所述供电电源的第一电压信号的电压值小于第一预设电压值时，对所述第一电压信号进行升压，得到电压值为第二预设电压值的第二电压信号，并向所述前级模块的输入端发送所述第二电压信号；其中，所述第二预设电压值不小于所述第一预设电压值。本申请所提供的音频放大电路中，通过采用双轨供电的方式将音频放大器的大功率和小功率通道分离开来，升压模块对供电电源的第一电压信号进行升压后，对前级模块（小功率通道）进行供电，后级模块（大功率通道）仍保留由供电电源进行供电。这样可以保证在供电电源的电压值跌落到第一预设电压值以下时，音频放大器不仅仍然可以稳定工作，而且相比于现有技术中直接将升压模块串联在供电电源与音频放大器之间，可以减少流经升压模块的电流，从而在升压模块上产生的功率损耗也较小，因此通过采用本申请所提供的音频放大电路，降低了功率损耗。
当然，实施本申请的任一产品或方法并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。
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，还可以根据这些附图获得其他的实施例。
图1为现有技术中音频放大器的供电方式示意图；
图2为现有技术中在供电电源串联升压电路进行供电的示意图；
图3为本申请实施例提供的音频放大电路的第一种示意图；
图4为本申请实施例提供的音频放大电路的第二种示意图；
图5为本申请实施例提供的音频放大电路的第三种示意图；
图6为本申请实施例提供的音频放大电路的第四种示意图；
图7为本申请实施例提供的音频放大电路的第五种示意图；
图8为本申请实施例提供的音频放大电路的增益调整及复位保护的流程示意图。
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基于本申请所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
首先，对当前音频放大器存在的供电问题进行简单说明。
如图1所示， 供电电源的第一端接地（GND），供电电源的第二端分别连接音频放大器的前级电路与后级电路。
直接通过供电电源对音频放大器进行供电，在供电电源的电压信号跌落到音频放大器的UVLO（under voltage lock out，欠压锁定）以下时，引发音频放大器复位，音频放大器无法稳定工作。
现有技术中采用直接在供电电源串联升压电路（Buck Boost或者Boost Bypass）的方式，来提高音频放大器接入电压的电压值，以保证音频放大器稳定工作，如图2所示，但由于采用这种方式时，流经该升压电路的电流较大，因此在该升压电路上产生的功率损耗也会较大。
以下对Buck Boost电路和Boost Bypass电路作一个简单说明，Buck Boost为降压升压电路，其作用是为了提高音频放大器接入电压的电压值。Boost Bypass为具有Bypass功能的升压电路，Bypass为旁路通道，Bypass从字意上看是在旁边加一个通道绕过去，其实就是让输入直接通过去，让大于音频放大器UVLO的供电电源电压直接为音频放大器供电，而当供电电源电压低于音频放大器的UVLO时，就让Boost（升压电路）工作起来将电压提高至音频放大器可以工作的状态。
为了降低功率损耗，本申请实施例提供了一种音频放大电路、板卡及电子设备。
接下来，对本申请实施例提供的一种音频放大电路1进行详细说明，参见图3，包括：
升压模块11及音频放大器12，所述音频放大器12包括前级模块121与后级模块122；所述升压模块11的输入端连接供电电源，所述升压模块11的输出端连接所述前级模块121的输入端，所述后级模块122的输入端连接所述供电电源；
所述升压模块11用于，在接收到的所述供电电源的第一电压信号的电压值小于第一预设电压值时，对所述第一电压信号进行升压，得到电压值为第二预设电压值的第二电压信号，并向所述前级模块121的输入端发送所述第二电压信号；其中，所述第二预设电压值不小于所述第一预设电压值。
供电电源可以是电池，也可以是充放电管理芯片，本申请对此不作具体限定。一个例子中，供电电源是电池，由电池向升压模块及后级模块进行供电，在电池电量降低时，第一电压信号的电压值小于第一预设电压值。
第一预设电压值为音频放大器的UVLO（under voltage lock out，欠压锁定）对应的电压值，音频放大器的欠压锁定就是当音频放大器的输入电压低于某一值（这里指第一预设电压值）时，音频放大器的前级模块无法满足工作条件，导致音频放大器不工作，处于保护状态。第一预设电压值的具体取值与音频放大电路的设计及音频放大器的选型等相关，第二预设电压值的具体取值不小于第一预设电压值，保证升压后的电压信号可以使前级模块稳定工作。例如，可以将第一预设电压值设置为3V，前级模块在3V至5V之间均可以稳定工作，则第二预设电压值可以设置为3V至5V之间的一个电压值。
一个例子中，在供电电源的第一电压信号的电压值跌落至2.5V时，升压模块对该第一电压信号进行升压，得到电压值为4V的第二电压信号，向前级模块的输入端发送该第二电压信号，保证前级模块满足工作条件，进而保证音频放大器稳定工作。
后级模块为音频放大器的大功率通道，前级模块为音频放大器的小功率通道，将音频放大器的大功率和小功率通道的供电分离开来（双轨供电），升压模块对供电电源的第一电压信号进行升压后，对前级模块进行供电，后级模块仍保留由供电电源进行供电。这样可以保证在供电电源的电压值跌落到第一预设电压值以下时，不仅音频放大器的前级模块可以稳定工作，而且在升压模块上产生的功率损耗也较小，后级模块继续由供电电源进行供电，保证了功率的输出效率，使得音频放大器获得高功率输出效率和低工作电压的均衡。
音频放大器可以是A类、B类、AB类和D类放大器等，一个例子中，音频放大器为SmartPA（一种用于音频放大的D类放大器）。
在一种可能的实施方式中，所述前级模块121包括前级放大器1211及控制器1212，所述后级模块122包括第一Boost1221。
在一种可能的实施方式中，所述升压模块11为System Boost，所述System Boost为所述音频放大器所在板卡的原生升压模块。
如图4所示，首先对图4中的相关术语作如下解释，VBAT：电池工作模式专用引脚供电；VPH_PWR：充放电管理芯片直通供电的主供电电压；Boost：升压电路；Contrl：控制电路（控制器）；H Bridge：H桥，用于将直流信号转换为交流信号。
供电电源的第一端接地（GND），供电电源的第二端分别连接System Boost的输入端及第一Boost1221的输入端，System Boost的输出端分别连接前级放大器1211及控制器1212的输入端，前级放大器1211的输出端连接H桥的第二输入端，第一Boost1221的输出端连接H桥（H Bridge）的第一输入端，H桥的输出端连接扬声器。
前级放大器1211用于对System Boost输出的第二电压信号进行放大，第一Boost1221用于对供电电源传输的电压信号进行放大。
扬声器用于将交流信号转换为声信号。
以下对原生升压模块进行举例说明，以手机板卡为例，手机板卡中除了有音频模块，还有显示器、处理器、射频天线等模块，这些模块同样需要Boost，多模块之间共用System Boost（系统升压电路），可以减小板卡面积，降低成本。
在一种可能的实施方式中，所述升压模块11为第二Boost。
在一种可能的实施方式中，所述升压模块11为Boost Bypass。
一个例子中，升压模块可以是System Boost，也可以是Boost，Boost Bypass。Boost Bypass为具有Bypass功能的Boost，Bypass为旁路通道。
在本申请实施例中，通过采用双轨供电的方式将音频放大器的大功率和小功率通道分离开来，升压模块对供电电源的第一电压信号进行升压后，对前级模块（小功率通道）进行供电，后级模块（大功率通道）仍保留由供电电源进行供电。这样可以保证在供电电源的电压值跌落到第一预设电压值以下时，音频放大器不仅仍然可以稳定工作，而且相比于现有技术中直接将升压模块串联在供电电源与音频放大器之间，可以减少流经升压模块的电流，从而在升压模块上产生的功率损耗也较小，因此降低了功率损耗。
在一种可能的实施方式中，参见图5，所述音频放大电路1还包括：
电压判断模块13，用于检测所述供电电源的第一电压信号的电压值，在所述第一电压信号的电压值小于第三预设电压值的情况下，向所述控制器1212发送复位指令，其中，所述第三预设电压值小于所述第一预设电压值；
所述控制器1212，用于响应于接收到所述复位指令，对所述音频放大器12进行复位。
电压判断模块13的输入端连接供电电源，电压判断模块13的输出端连接控制器1212。
本申请的音频放大电路中，音频放大器的供电引脚不能检测到供电电源电压，因此增加电压判断模块检测供电电源的第一电压信号的电压值，并在第一电压信号的电压值小于第三预设电压值的情况下，向控制器发送复位指令。
第三预设电压值为供电电源低电压时对应的电压值，具体取值小于第一预设电压值。例如，第一预设电压值为3V时，第三预设电压值的取值范围可以设置为0V至2V。一个例子中，第三预设电压值可以设置为0.5V。
向控制器发送复位指令是电压判断模块检测到第一电压信号的电压值小于第三预设电压值了，这时候该对音频放大器进行保护，于是对控制器下发了复位指令，主动保护音频放大器。控制器接收到复位指令，对音频放大器进行复位。
在本申请实施例中，通过电压判断模块检测到供电电源的第一电压信号的电压值小于第三预设电压值时，向控制器发送复位指令，控制器接收到复位指令后对音频放大器进行复位。实现了对音频放大器的保护。
在一种可能的实施方式中，参见图6，所述电压判断模块13包括：
电压测量子模块131及系统级芯片132；
所述电压测量子模块131分别与所述供电电源及所述系统级芯片132连接，所述系统级芯片132与所述控制器1212连接；
所述电压测量子模块131，用于检测所述供电电源的第一电压信号的电压值，并将所述第一电压信号的电压值发送给所述系统级芯片132；
所述系统级芯片132，用于比较接收到的第一电压信号的电压值与第三预设电压值的大小，在接收到的第一电压信号的电压值小于第三预设电压值的情况下，向所述控制器1212发送复位指令。
在一种可能的实施方式中，参见图7，所述电压测量子模块131’为电源管理单元或电量计，所述电压测量子模块131’及所述系统级芯片132均为所述音频放大器12所在板卡的原生器件。
本申请的音频放大电路中，音频放大器的供电引脚不能检测到供电电源电压，因此增加电压测量子模块检测供电电源的第一电压信号的电压值，将第一电压信号的电压值发送给系统级芯片（SOC）。系统级芯片比较接收到的第一电压信号的电压值与第三预设电压值的大小，在接收到的第一电压信号的电压值小于第三预设电压值的情况下，向控制器发送复位指令。
以下对原生器件进行举例说明，以手机板卡为例，系统级芯片（SOC）不是新增器件，可以将手机板卡中的处理器进行复用，只是通过增加程序来实现向控制器发送复位指令等作用，电压测量子模块同理为手机板卡中的被复用器件。
一个例子中，如图8所示，PMU（Power Management Unit, 电源管理单元）进行VBAT采样（供电电源为电池），SOC完成SmartPA（音频放大器）的音量初始化后开始对PMU发送的电池电压值进行轮询，轮询结果传递给SmartPA。SmartPA设置初始增益后，通过自动增益调整电池电压值对应的系统增益，确保SmartPA不因为低电压产生削波失真。SOC同时进行低电压告警判断，当电池电压值低于第三预设电压值时，对SmartPA进行保护性复位。上述SmartPA所进行的操作由自身的控制器进行。
以下对削波失真的解释进行举例说明，供电电源的电压值为2.5V，SmartPA的增益（放大倍数）是6，一个最大信号为1/2V输入到SmartPA，SmartPA的输出应是这个信号的6倍（3V）来输出给扬声器，但3V的信号不会产生，因为供电电源只有2.5V。因此，信号的最顶端和最底端将会产生失真，为削波失真。此时，SmartPA通过控制器调整增益，降低增益，即降低放大倍数，音量随之减小，保护SmartPA不产生削波失真。
在本申请实施例中，供电电源的第一电压信号的电压值小于第三预设电压值时，系统级芯片向控制器发送复位指令，实现了对音频放大器的保护。
本申请实施例还提供了一种板卡，所述板卡包括：如上述中任一所述的音频放大电路。
板卡可以是多媒体板卡，也可以是声卡线路板，本申请对此不作限定。
本申请实施例还提供了一种电子设备，所述电子设备包括：如上述中所述的板卡。
电子设备包括手机、电脑等，本申请对此不作限定。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，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。
本说明书中的各个实施例均采用相关的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于系统实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本发明的保护范围内。
Claims (8)
1.一种音频放大电路，其特征在于，所述电路包括：
升压模块、音频放大器及电压判断模块；
所述音频放大器包括前级模块与后级模块，所述前级模块包括前级放大器及控制器，所述后级模块包括第一Boost；
所述升压模块的输入端连接供电电源，所述升压模块的输出端连接所述前级模块的输入端，所述后级模块的输入端连接所述供电电源；
所述升压模块用于，在接收到的所述供电电源的第一电压信号的电压值小于第一预设电压值时，对所述第一电压信号进行升压，得到电压值为第二预设电压值的第二电压信号，并向所述前级模块的输入端发送所述第二电压信号；其中，所述第二预设电压值不小于所述第一预设电压值；
所述电压判断模块，用于检测所述供电电源的第一电压信号的电压值，在所述第一电压信号的电压值小于第三预设电压值的情况下，向所述控制器发送复位指令，其中，所述第三预设电压值小于所述第一预设电压值；
所述控制器，用于响应于接收到所述复位指令，对所述音频放大器进行复位。
2.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，所述升压模块为System Boost，所述System Boost为所述音频放大器所在板卡的原生升压模块。
3.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，所述升压模块为第二Boost。
4.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，所述升压模块为Boost Bypass。
5.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，所述电压判断模块包括：
电压测量子模块及系统级芯片；
所述电压测量子模块分别与所述供电电源及所述系统级芯片连接，所述系统级芯片与所述控制器连接；
所述电压测量子模块，用于检测所述供电电源的第一电压信号的电压值，并将所述第一电压信号的电压值发送给所述系统级芯片；
所述系统级芯片，用于比较接收到的第一电压信号的电压值与第三预设电压值的大小，在接收到的第一电压信号的电压值小于第三预设电压值的情况下，向所述控制器发送复位指令。
6.根据权利要求5所述的电路，其特征在于，所述电压测量子模块为电源管理单元或电量计，所述电压测量子模块及所述系统级芯片均为所述音频放大器所在板卡的原生器件。
7.一种板卡，其特征在于，所述板卡包括：
如权利要求1-6中任一所述的音频放大电路。
8.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括：
如权利要求7所述的板卡。
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