具体实施方式
下面将结合附图对本发明技术方案的实施例进行详细地描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案,因此只作为示例,而不能以此来限制本发明的保护范围。
以下实施例,术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,而不能理解为暗示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征,在本申请实施例的描述中,除非另有说明,“多个”的含义是两个或两个以上。
本发明中的“连接”既包含直接连接,也包含间接连接,如通过一些有源器件、无源器件或电传导媒介进行的连接;还可包括本领域技术人员公知的在可实现相同或相似功能目的的基础上通过其他有源器件或无源器件的连接,如通过开关、跟随电路等电路或部件的连接。
需要注意的是,除非另有说明,本申请使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域技术人员所理解的通常意义。
本申请实施例公开一种消音电路。参照图1,消音电路包括功放模块1和掉电检测模块2。其中,功放模块1用于与外部的音频器件连接,功放模块1被配置为驱动音频器件工作。掉电检测模块2与功放模块1连接,掉电检测模块2被配置为获取用于表征电源电压下降变化率的电信号,在下降变化率符合预设掉电条件时,控制功放模块1停止驱动音频器件。
在本实施例中,功放模块1为能够驱动外部的音频器件工作的功放电路,例如常见的BTL功放电路(Balanced Transformer Less Bridge Transformer Less,桥式推挽电路)、OCL功放电路(Output Capacitor Less,无输出端大电容的功率放大电路)、OTL功放电路(Output Transformer Less,推挽式无输出变压器功率放大电路)。按照功放导电类型,功放电路也可以是A类、B类、AB类、D类、G类、H类、T类功放电路。功放模块1具体使用哪一类电路,在此不作限制。
需要注意的是,本实施例中所描述的“外部的音频器件”是相对于用于消音电路而言的“外部”,并不是用于限定音频器件处于消音电路所在载体的“外部”,因此,本实施例中描述的“外部”并不是对具体位置的限定,而是用于说明、限定描述消音电路保护范围。
在本实施例中,音频器件可以包括能够发声的各种器件。如扬声器、蜂鸣器、耳机等。
在本实施例中,同时,该下降变化率可以是相对于预设标准参数所对应的变化率,其中,该预设标准参数可以基于实际需求设置。比如,该预设标准参数可以为单位检测区间,此时,该下降变化率可以为在该单位检测区间,电源电压的斜率,该斜率可以用于表征电源电压下降速度的快慢。还比如,该预设标准参数可以为电源电压,此时下降变化率可以为实际检测到的电源电压与正常供电标准下的电源电压的比率,该比率可以用于表征电源电压下降的多少。另外,预设掉电条件需与下降变化率属性保持一致,例如,预设掉电条件可以为预设斜率阈值、预设电源电压比例阈值。
需强调的是,对于不同的音频器件驱动电路而言,本实施例中的下降变化率是一个相对于预设标准参数的变化数据,因此,当将本实施例的消音电路可以设置于不同的音频器件驱动电路中,无需单独专门针对每一个电路设置对应的预设电压。
在本实施例中,功放模块1可以与外部的音频器件连接,功放模块1还可以与电源连接。功放模块1可以对外部输入的音频信号进行处理,通过处理后的音频信号来驱动音频器件工作。掉电检测模块2可以与电源、功放模块1分别连接,掉电检测模块2实时检测电源电压。掉电检测模块2还可以与电源间接连接,只要能够获取到用于表征电源电压的电信号即可,同时掉电检测模块2可以进一步对表征电源电压的电信号进行处理,获得电源电压下降率。
以如图2为例,在检测点检测到电源电压下降变化率符合预设条件时,功放模块1可以停止驱动音频器件工作,由此避免在电源电压与共模基准电压接近时音频器件发出杂音。此时,在电源电压出现下降趋势时,通过掉电检测模块2来及时获取电源电压值,从而得到电源电压值在下降时的下降变化率。结合预设掉电条件,在电源电压的下降变化率符合预设掉电条件时,由掉电检测模块2来控制功放模块1停止驱动音频器件工作。
在本实施例中,在检测到电源电压下降变化率出现符合预设掉条件时即控制功放模块1停止驱动音频器件,不同于将电源电压直接与固定预设电压的大小进行比较来确定是否存在掉电现象的方式,本实施例提供的消音电路可以应用于任何掉电检测电路中,而无需专门针对每一个电路设置对应的预设电压,实现了在不同场景下对电源电压出现掉电情况的检测,提高了掉电检测的适用范围。
在本实施例中,掉电检测模块2存在多种检测模式,其中,每个检测模块可以分别对应一种预设掉电条件,也就是说,每个检测模块下所检测到的下降变化率所对应的预设标准参数不相同,每个检测模块下所检测到的下降变化率的属性不同。在掉电检测模块2获取到多个检测模式下所分别对应不同属性的下降变化率时,若不同属性的下降变化率中的一个下降变化率符合对应的预设掉电条件时,此时判定电源处于掉电状态,掉电检测模块2可以控制功放模块1停止驱动音频器件,防止POP音的产生。
为进一步提高对电源电压的检测,在本实施例中,还可以在掉电检测模块2中存在至少两个检测模式下获取到的下降变化率符合对应的预设掉电条件时,控制功放模块1停止驱动音频器件。由此,可以尽量避免了掉电检测模块2使用单一检测模式时,容易在电源电压波动下造成误判的情况,确保对电源电压有较为精准的检测。
参照图3,功放模块1可以包括基准电压单元11和功放单元12。其中,基准电压单元11和功放单元12连接,基准电压单元11为功放单元12提供共模电压。
具体地,参照图3,基准电压单元11可以包括第一电阻R1、第二电阻R2和第一电容C1;功放单元12可以包括第一运算放大器U1、第二运算放大器U2;其中,第一运算放大器U1的输出端用于与音频器件2连接,第一运算放大器U1的第一输入端与输入电压端Vin连接,第二运算放大器U2的输出端用于与音频器件2连接,第一运算放大器U1的输出端可以与第二运算放大器U2的第一输入端连接,第二电阻R2和第一电阻R1串联连接在电源端与参考地端之间,第二电阻R2和第一电阻R1的共接点与第一运算放大器U1的第二输入端、第二运算放大器U2的第二输入端分别连接,第一电容C1连接在第二电阻R2和第一电阻R1的共接点与参考地端之间。另外,第三电阻R3可以连接在第一运算放大器U1的输出端与第二运算放大器U2的第一输入端之间。
以如图3所示的示例图为例的功放驱动电路,VCM可以作为第二电阻R2和第三电阻R3的共接点,并分别连接第一运算放大器U1和第二运算放大器U2的同相输入端,输入电压端Vin通过电阻与电容来和第一运算放大器U1的反向输入端连接,第一运算放大器U1的输出端分别连接至音频器件2和第二运算放大器U2的反相输入端,第二运算放大器U2的输出端与音频器件2连接。
在本实施例中,由基准电压单元11输出的基准电压值作为运算放大器的共模电压VCM,共模电压VCM的作用是给功放单元12提供一个低阻抗的直流工作点,也是单端输入信号和内部信号的参考负端,低阻抗是为了提供小信号干扰的路径,类比于双电源供电的GND,同时,输入电压跟随共模电压VCM变化。
在本实施例中,如图4所示,掉电检测模块2可以包括第三检测单元(23),第三检测单元(23)可以被配置为在检测到电源电压和共模电压之间的电压差值小于预设差值时控制功放模块1停止驱动音频器件。
本申请发明人发现,当电源电压掉电时,电源电压通常会以较快的速度下降,相对于电源电压,共模电压VCM会以较慢的速度下降,在电源电压与共模电压靠近时,音频器件会发出较大的POP音,并被人耳所听到,因此,可以基于这一特点,检测共模电压VCM与电源电压之间的压差。
在本实施例中,可以实时检测共模电压VCM与电源电压之间的压差,在该电源电压和共模电压之间的电压差值小于预设差值时控制功放模块1停止驱动音频器件。同时,对于检测共模电压VCM与电源电压之间的压差的方式,不作具体限制。
参照图4,掉电检测模块2可以包括第一检测单元21。第一检测单元21被配置为在检测到电源电压的电压值和参考值之间的比值小于或等于预设比值时控制功放模块1停止驱动音频器件。
在本实施例中,每一个检测单元可以对应一个预设掉电条件,也即每一个检测单元对应一种检测模式。
在本实施例中,参考值可以包括处于正常工作情况下的电源电压的电压值、共模电压的电压值。为实现检测电源电压与参考值之间的比值检测与比对,可以将电源电压与按照预设比例采样的电源电压进行比对,进而直接确定检测到的电源电压和参考值之间的比值是否小于或等于预设比值。比如,预设比值可以为参考值的五分之四、参考值的十分之九等。
在本实施例中,参考值可以包括在功放模块(1)正常驱动所述音频器件时保持恒定状态的电压。比如,参考值可以为音频器件在正常工作情况下的电源电压的电压值,在另外一些示例中,参考值也可以为处于稳定工作状态下功放模块的共模电压VCM的电压值。
由于本实施例提供的掉电检测模块2是通过检测到电源电压的电压值和参考值之间的比值是否小于或等于预设比值,来确定是否存在掉电现象,因此,当将本实施例提供的消音电路应用于不同音频器件驱动电路中,均能够以检测到的(当前音频器件驱动电路)电源电压的电压值与参考值(当前音频器件驱动电路正常工作下的电源电压)的比值,确定是否存在掉电现象,进而在确定掉电时控制功放模块1停止驱动音频器件,从而避免POP音,提升本实施例提供的消音电路的适用范围。
参照图5,第一检测单元21可以包括采样保持子单元211和比较器子单元212。比较器子单元212的第一输入端连接采样保持子单元211,并通过采样保持子单元211和电源连接。比较器子单元212的第二输入端与电源连接。采样保持子单元211采集电源电压VCC后,对采集到的电压值进行预设时间段的保持,并将保持的结果输入到比较器子单元212中,而比较器子单元212的第二输入端直接获取电源电压VCC。比较器子单元212根据两个输入端输入的电压高低来进行比较输出,在第一输入端的电压大于或等于第二输入端的电压时,比较器子单元212的输出端控制功放模块1停止驱动音频器件。
例如,在t1时刻,采样保持子单元211采集的电源电压为V1,在t2时刻,采样保持子单元211输出的电压为V1。此时比较器子单元212的第一输入端接收来自采样保持单元211输出的电压值V1,比较器子单元212的第二输入端实时获取电源电压,且此时的电源电压值也为V1,进而表示,在t2时刻电源电压未掉电。
在采样保持子单元211还处于保持阶段,若此时到达t3时刻,比较器子单元212的第二输入端实时输入电源在t3时刻的电压值V2;而比较器子单元212的第一输入端输入的电压为采样保持子单元所保持t1时刻的电源电压值V1。
在t2至t3时间段内,若电源电压出现了降压,即V2小于V1。那么在t3时刻,比较器子单元212的第一输入端输入的电压值大于比较器子单元212的第二输入端输入的电压值V2,由比较器子单元252输出比较结果,确定电源处于掉电状态,从而控制功放模块1停止驱动音频器件。
在本实施例中,为了更好地比较出电源是否处于掉电状态,可以专门设置采样系数K,而采样保持子单元211输出的电压值则是采样系数K和采样时的电源电压VCC之间的乘积值,即V1=K*VCC。此时采样系数K即电源电压值和基准电压值之间预设比值。
在通过比较器子单元212的两个输入端输入的电压高低来进行比较输出时,若第一输入端的电压值大于或者等于第二输入端的电压值,即此时实时检测的电源电压值和基准电压值之间的比值小于或者等于采样系数K,也即比值小于或等于预设比值。具体地,在本实施例中,基准电压值为在前时刻的电源电压,因此,采样系数K可以是0.9、0.8或者是其他小于1的预设小数值。
在另外一些实施例中,当比较器子单元212的第一输入端连接采样保持子单元211,并通过采样保持子单元211和共模电压(VCM)端连接时,采样系数K可以是大于等于1的预设小数值。此时,比较器子单元212的第一输入端连接采样保持子单元211,并通过采样保持子单元211和共模电压(VCM)端连接。比较器子单元212的第二输入端与电源连接。采样保持子单元211采集共模电压VCM后,对采集到的电压值进行预设时间段的保持,并将保持的结果输入到比较器子单元212中,而比较器子单元212的第二输入端直接获取电源电压VCC。
参照图4,掉电检测模块2可以包括第二检测单元22。其中,掉电检测模块2包括第二检测单元22,第二检测单元22被配置为在检测到电源电压下降斜率达到预设斜率时控制功放模块1停止驱动音频器件。
在本实施例中,第二检测单元22可以通过获取电源电压VCC在下降斜率是否超过预设斜率来确定电源电压是否处于掉电状态。具体地,第二检测单元22可以实时获取电源电压的电压值并记录下电源电压VCC的电压波形,通过对电压波形进行下降斜率计算,从而确定电源电压VCC下降的速度;也可以在第一时刻、第二时刻分别获取电源电压的电压值,基于至少两次获取的电源电压确定下降斜率。在电源电压VCC的下降斜率超过预设斜率时,即表明此时电源具有较快的降低趋势。因此在通过第二检测单元22确定出电源处于掉电状态,能够及时控制功放模块1停止驱动音频器件,避免音频器件产生POP音。
参照图2和图3,在电源出现掉电情况下,电源电压VCC开始快速降低,共模电压VCM也开始降低。但是由于基准电压单元11中存在第一电容器C1,因此对于共模电压VCM的降低,相比于电源电压VCC的降低具有滞后性。当电源电压VCC与共模电压VCM的压差减小到一定程度时,功放单元12的工作状态不稳定,此时经过功放单元12处理后的音频信号会出现杂波,造成音频器件开始出现杂音。而在本实施例中,通过计算电源电压VCC和共模电压VCM之间的电压差,并设定预设差值,在电压差值小于预设差值时判定电源处于掉电状态。
如图2所示,在电源电压开始下降时开始进行检测,如在图2所示的检测点检测是否发生掉电,通过计算检测点所在时刻的电源电压VCC以及共模电压VCM之间的电压差值,和预设差值进行比较。若电压差值小于预设差值,即检测到电源处于掉电状态,需要控制音频器件静音,也就避免了音频器件发生杂音;若电压差值大于或者等于预设差值,即检测到电源不是处于掉电状态,无须进行其他控制。
参照图6,在本实施例中,消音电路还可以包括延时模块3。延时模块3可以连接在掉电检测模块2和功放模块1之间。延时模块3用于延时确定掉电检测模块2是否还能够检测出电源处于掉电状态。在延时模块3的延时时间超过预设时间之后,若掉电检测模块2依旧检测出电源处于掉电状态,则此时确定出电源处于掉电状态,此时再控制功放模块停止驱动音频器件。通过延时模块3,能够精准地对电源是否处于掉电状态进行判断,避免电源电压出现短暂波形而造成功放模块1出现误关闭的状态,提高了音频系统电路中的稳定性。
具体的,掉电检测模块2实时检测电源电压,在当前时刻为第一时刻时,确定出掉电检测模块2获取的第一下降变化率符合预设掉电条件,即此时电源处于掉电状态。然后在第一时刻的时间基础上,由掉电检测模块2控制延时模块3启动。在当前时刻为第二时刻,即延时模块3的延时时间到达设定的延时时间之后,由掉电检测模块2再次对电源电压进行检测。确定出在第二时刻下掉电检测模块2获取的第二下降变化率也符合预设掉电条件,即第二次检测也确定电源处于掉电状态。通过延时模块3进行多次检测,从而确定出电源的最终状态为掉电状态,避免了因电源电压波动而容易造成误判的情况。
其中,对于掉电检测模块2在延时模块3的延时时间内的进行电源检测的过程,可以是持续性的检测,也可以是在延时模块3的延时时间到达之后进行触发检测。
若采用持续性的检测,可以在延时模块3的延时时间内,若出现掉电检测模块 3检测电源状态为正常时,则清空延时模块3已经计时的部分,直到下一次重新检测到电源状态处于掉电状态再进行重新延时。也可以统计在检测区间内处于掉电状态的比例,若在检测区间内掉电状态的比例超过预设比例,则确定电源掉电。通过持续性检测,可以确保在延时时间内,检测到电源的状态一直处于掉电状态,并在延时时间到达之后再控制功放模块1停止驱动音频器件。
尤其需要注意的是,为了实现良好的掉电检测效果,可以将掉电检测模块2中的第二检测单元22、第三检测单元23组合使用,基于延时模块3实现第二检测单元22中在至少两个时刻分别检测电源电压,进而获得电源电压下降斜率,并且通过第三检测单元23实现检测到电源电压和共模电压之间的电压差值,在下降斜率达到预设斜率以及该电压差值小于预设差值时控制功放模块1停止驱动音频器件时,控制功放模块1停止驱动音频器件。
在本实施例中,可以实际使用第一检测单元21、第二检测单元22、第三检测单元23中的至少两个进行检测,在至少两个检测单元的检测结果满足相应的预设掉电条件时,即确定掉电,并进而控制功放模块1停止驱动音频器件。
在本实施例中,对于控制功放模块1停止驱动音频器件,具体可以表现为控制功放模块1输出为零,或者输出的差分信号为零,从而使得功放模块1停止工作。
参照图7,消音电路还可以包括供电控制模块4,供电控制模块4连接电源,供电控制模块4还和功放模块1连接,通过供电控制模块4对功放模块1提供工作电压。在由掉电检测模块2或者是延时模块3来控制功放模块1停止驱动时,由供电控制模块4来分别接收来自延时模块3发出的控制信号,或者是掉电检测模块2发出的控制信号。通过接收到的控制信号,来控制供电控制模块4停止为功放模块1供电,从而控制功放模块1停止工作,避免了音频器件出现杂音。
其中,在整个电路中,若没有使用延时模块3,在控制功放模块1停止工作时,直接由延时模块3发出的控制信号来控制供电控制模块4停止向功放模块1供电。而在使用延时模块3之后,由延时模块3发出的控制信号来对控制供电控制模块4停止向功放模块1供电,同时停用掉电检测模块2所发出的控制信号对供电控制模块4的控制作用。
在本实施例中,可以通过多个掉电检测模式来灵活检测电源电压的状态,在电源电压出现下降趋势即确定是否发生掉电,不同于将电源电压直接与预设电压的大小进行比较来确定是否存在掉电现象的方式,本实施例提供的消音电路可以应用于任何掉电检测电路中,而无需专门针对每一个电路设置对应的预设电压,实现了在不同场景下对电源电压出现掉电情况的检测,提高了掉电检测的适用范围。
本申请实施例还公开一种消音芯片。该芯片包括上述实施例中记载的消音电路。
本申请实施例所提供的产品,为简要描述,实施例未提及之处,可参考前述实施例中相应内容,此处不再赘述。
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。