CN116827283A - 一种可级联的自动切换输出模式的dsp功放及控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种可级联的自动切换输出模式的DSP功率放大器，包括信号输入模块、DSP控制模块、待机优化模块、功率放大模块和输出接线识别模块。信号输入模块接收外部音源信号。DSP控制模块对音源信号进行处理后输出连接功率放大模块。待机优化模块检测输入信号控制功率放大模块启停和DSP控制模块的供电。功率放大模块根据输出接线情况控制输出拓扑在BTL和PBTL两种模式间切换，将音源信号放大至电源轨，连接负载输出。输出接线识别模块用于识别功率放大器输出端的接线，接线情况输出给DSP控制模块和功率放大模块。本发明通过自动识别输出端接线的情况，可以实现单个功率放大器在2.0、2.1、4.0模式中自动切换，也可以实现相同功率放大器间的级联。

Description

一种可级联的自动切换输出模式的DSP功放及控制方法

技术领域

本发明涉及功率放大器领域，具体涉及一种可级联的自动切换输出模式的DSP功率放大器。

背景技术

随着生活水平的改善，人们不再满足于单声道、立体声等输出模式，日常使用2.1声道输出的需求逐渐增加，对功放输出模式切换的灵活性和便捷性提出了要求。

同时，在一些游戏机等工业应用中，对功放的输出还有4通道、8通道等多通道的使用需求，这种特殊应用通常需要进行功放定制，成本较高，耗时较长。

因此，为了满足民用和工业应用的需求，设计一种可以灵活进行输出通道拓展的功放变得很有必要。

发明内容

鉴于上述问题，本发明提供了一种可级联拓展输出通道，根据负载接线自动切换输出模式且可以实现相同功率放大器间级联的DSP功率放大器。

本发明公开了一种可级联的自动切换输出模式的DSP功率放大器，包括信号输入模块、DSP控制模块、待机优化模块、功率放大模块和输出接线识别模块；所述信号输入模块包括蓝牙输入、模拟输入接口和I2S输入接口，混合后输出至所述DSP控制模块；所述DSP控制模块的输入为所述信号输入模块的输出音源信号、所述输出接线识别模块的输出识别信号，识别信号经DSP解读后控制处理音源信号，然后输出至所述功率放大模块，电源端由所述待机优化模块控制；所述待机优化模块连接所述信号输入模块，控制所述功率放大模块启停和所述DSP控制模块的供电；所述功率放大模块中包括两个相同的集成功放电路，集成功放电路的输入端接收由所述DSP控制模块处理后的音源信号，控制端接收所述输出接线识别模块的识别信号，根据识别信号控制输出拓扑在BTL和PBTL两种模式间切换，将音源信号放大至电源轨，连接负载输出；所述输出接线识别模块用于识别所述功率放大器输出端的接线情况，产生识别信号输出给所述DSP控制模块和所述功率放大模块。

所述信号输入模块用于接受外部音源信号，包括蓝牙输入、模拟输入接口和I2S输入接口，三种输入方式的信号经混合后，将混合音源输出至所述DSP控制模块的一个输入端。

所述DSP控制模块用于根据指令对所述混合音源进行信号处理，主要包括音频DSP芯片及其配套电路，输入信号为所述信号输入模块的输出混合音源信号、所述输出接线识别模块的输出识别信号，供电端由所述待机优化模块控制，输出处理后的音源信号至所述功率放大模块，还包括用于级联的I2S输出端口。所述DSP控制模块的处理过程如下：未级联时，当所述输出接线识别模块的识别信号显示所述功率放大模块的两个集成电路输出端分别连接了一个扬声器，处于2.0模式时，则音频DSP将混合音源信号经动态压缩、噪声抑制、滤波等处理后输出至所述功率放大模块；当所述输出接线识别模式的识别信号显示所述功率放大模块的两个集成电路的输出端分别连接了两个扬声器、一个扬声器，处于2.1模式时，则音频DSP将混合音源分频，高频信号经动态压缩、噪声抑制、滤波等处理后输出至所述功率放大模块的一路连接两个扬声器的集成功放电路的输入端，低频信号经动态压缩、噪声抑制、滤波等处理后输出至所述功率放大模块的另一路连接一个扬声器的集成功放电路的输入端；当所述输出接线识别模式的识别信号显示所述功率放大模块的两个集成功放电路的输出端分别连接了两个扬声器，处于4.0模式时，则音频DSP将混合音源信号经动态压缩、噪声抑制、滤波等处理后输出至所述功率放大模块。两个功率放大器级联时，将功率放大器A的所述DSP控制模块的I2S输出端口与被级联的功率放大器B所述信号输入模块的I2S输入端口连接，此时，所述功率放大器A为主DSP，所述功率放大器B为从DSP；两个及以上的功率放大器级联时，将上一个功率放大器的所述DSP控制模块的I2S输出端口与下一个被级联的功率放大器所述信号输入模块的I2S输入端口连接，其中第一个I2S输出端口与下一个功率放大器I2S输入端口连接的功率放大器中的所述DSP控制模块为主DSP，其余功率放大器的所述DSP控制模块均为从DSP。

所述待机优化模块包括微控制器及其配套电路，用于控制所述功率放大系统的启停和所述DSP控制模块的供电；所述微控制器的输入端连接所述信号输入模块，检测输入信号幅度和持续时间，预置最小门限V1、静音门限T1和待机门限T2，当信号幅度小于最小门限V1且持续时间超过静音门限T1、小于待机门限T2时，所述微控制器向所述功率放大模块发送静音指令，关断所述功率放大模块的输入端；当信号幅度小于最小门限V1且持续时间超过待机门限T2时，所述微控制器向所述功率放大模块发送待机指令，关断所述DSP控制模块的供电端，控制所述功率放大模块和所述DSP控制模块进入待机状态；当所述功率放大模块处于静音或待机状态时，所述微控制器若检测到信号的幅度大于最小门限V1，无论持续时间多短，均向所述功率放大模块和所述DSP控制模块发送恢复正常工作的指令，即解除静音或待机状态。

所述功率放大模块用于对所述DSP控制模块输出的音源信号进行放大，包括两个相同的集成功放电路，所述两个集成功放电路的输入端接收由所述DSP控制模块处理后的音源信号，控制端接收所述输出接线识别模块的识别信号和所述待机优化模块输出的静音或待机信号，根据识别信号控制输出拓扑在BTL和PBTL两种模式间切换，将音源信号进行调制、放大、解调后连接负载输出。

所述输出接线识别模块用于识别功率放大器输出端的接线情况，即所述功率放大模块中两个所述集成功放电路的输出端的接线情况。；线情况分为连接两个负载和一个负载两种情况，识别信号为两路。

优选地，当两个所述集成功放电路均连接两个负载时，为4.0模式；当一个所述集成功放电路连接两个负载，另一个所述集成功放电路连接一个负载时，为2.1模式；当两个所述集成功放电路均连接一个负载时，为2.0模式。

本发明通过自动识别输出端接线的情况，利用集成功放电路自带的输出拓扑切换功能和通过编程实现的DSP的信号处理功能，可以实现单个功率放大器在2.0、2.1、4.0模式中自动切换，也可以实现相同功率放大器间的级联，将原有输出加倍。

为了让本发明的上述内容能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附图式，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它相关的附图。

图1为本发明所述的一种可级联的自动切换输出模式的DSP功率放大器的示意框图；

图2为本发明所述的一种可级联的自动切换输出模式的DSP功率放大器级联时的连接示意图；

图3为本发明所述的一种可级联的自动切换输出模式的DSP功率放大器处于2.1模式时的控制过程的一种实施例；

图中编号：

10：信号输入模块；20：DSP控制模块；30：待机优化模块；

40：功率放大模块；50：输出接线识别模块；101：蓝牙输入；

102：模拟输入接口；103：I2S输入接口。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。

请参阅图1，为本发明所述的一种可级联的自动切换输出模式的DSP功率放大器的示意框图，包括信号输入模块10、DSP控制模块20、待机优化模块30、功率放大模块40和输出接线识别模块50。信号输入模块1包括蓝牙输入101、模拟输入接口102和I2S输入接口103，接收外部音源信号，混合后输出至DSP控制模块20。DSP控制模块20的输入为信号输入模块10的输出音源信号、输出接线识别模块50的输出识别信号，识别信号经DSP解读后控制处理音源信号，然后输出至功率放大模块40，电源端由30待机优化模块控制。待机优化模块30连接信号输入模块40，控制功率放大模块40启停和DSP控制模块20的供电。功率放大模块40中包括两个相同的集成功放电路，集成功放电路的输入端接收由DSP控制模块20处理后的音源信号，控制端接收输出接线识别模块50的识别信号，根据识别信号控制输出拓扑在BTL和PBTL两种模式间切换，将音源信号放大至电源轨，连接负载输出。输出接线识别模块50用于识别功率放大器40输出端的接线情况，产生识别信号分别输出给DSP控制模块20和功率放到模块40。如图所示的输出为2.0模式。

请参阅图2，为本发明所述的一种可级联的自动切换输出模式的DSP功率放大器两个级联时的连接示意图。功率放大器1的功率放大模块的I2S输出接口与功率放大器2的信号输入模块的I2S输入接口连接，此时功率放大器1中的DSP为主DSP，功率放大器2中的DSP为从DSP。

请参阅图3，为本发明所述的一种可级联的自动切换输出模式的DSP功率放大器处于2.1模式时的控制过程的一种实施例。当输出接线识别模块识别到功率放大模块中一个集成功放电路的输出端连接了两个扬声器负载，另一个集成功放电路的输出端连接了一个扬声器负载时，输出接线识别模块将识别信号分别发送给DSP控制模块和功率放大模块。DSP控制模块根据识别信号，将接收到的音源信号分频，高频信号输入至功率放大模块中连接两个扬声器负载的集成功放电路的输入端，低频信号输入至功率放大模块中连接一个扬声器负载的集成功放电路的输入端。功率放大模块中的两个集成功放电路分别接收由输出接线识别模块产生的两路识别信号，其中连接两个扬声器负载的一路集成功放电路在接收到识别信号后，将输出切换至BTL模式，连接一个扬声器负载的另一路集成功放电路在接收到识别信号后，将输出切换至PBTL模式，从而实现2.1模式输出。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (4)

1.一种可级联的自动切换输出模式的DSP功率放大器，其特征在于，包括信号输入模块、DSP控制模块、待机优化模块、功率放大模块和输出接线识别模块；所述信号输入模块包括蓝牙输入、模拟输入接口和I2S输入接口，混合后输出至所述DSP控制模块；所述DSP控制模块的输入为所述信号输入模块的输出音源信号、所述输出接线识别模块的输出识别信号，识别信号经DSP解读后控制处理音源信号，然后输出至所述功率放大模块，电源端由所述待机优化模块控制；所述待机优化模块连接所述信号输入模块，控制所述功率放大模块启停和所述DSP控制模块的供电；所述功率放大模块中包括两个相同的集成功放电路，集成功放电路的输入端接收由所述DSP控制模块处理后的音源信号，控制端接收所述输出接线识别模块的识别信号，根据识别信号控制输出拓扑在BTL和PBTL两种模式间切换，将音源信号放大至电源轨，连接负载输出；所述输出接线识别模块用于识别所述功率放大器输出端的接线情况，产生识别信号输出给所述DSP控制模块和所述功率放大模块。

2.如权利要求1所述的一种可级联的自动切换输出模式的DSP功率放大器，其特征在于，所述信号输入模块用于接受外部音源信号，包括蓝牙输入、模拟输入接口和I2S输入接口，三种输入方式的信号经混合后，将混合音源输出至所述DSP控制模块的一个输入端。

3.如权利要求1所述的一种可级联的自动切换输出模式的DSP功率放大器，其特征在于，所述DSP控制模块用于根据指令对所述混合音源进行信号处理，主要包括音频DSP芯片及其配套电路，输入信号为所述信号输入模块的输出混合音源信号、所述输出接线识别模块的输出识别信号，供电端由所述待机优化模块控制，输出处理后的音源信号至所述功率放大模块，还包括用于级联的I2S输出端口；

所述待机优化模块包括微控制器及其配套电路，用于控制所述功率放大系统的启停和所述DSP控制模块的供电；

所述功率放大模块用于对所述DSP控制模块输出的音源信号进行放大，包括两个相同的集成功放电路，所述两个集成功放电路的输入端接收由所述DSP控制模块处理后的音源信号，控制端接收所述输出接线识别模块的识别信号和所述待机优化模块输出的静音或待机信号，根据识别信号控制输出拓扑在BTL和PBTL两种模式间切换，将音源信号进行调制、放大、解调后连接负载输出；

所述输出接线识别模块用于识别功率放大器输出端的接线情况，即所述功率放大模块中两个所述集成功放电路的输出端的接线情况分为连接两个负载和一个负载两种情况，识别信号为两路。

4.如权利要求3所述的一种可级联的自动切换输出模式的DSP功率放大器的控制方法，其特征在于，所述DSP控制模块的处理过程如下：未级联时，当所述输出接线识别模块的识别信号显示所述功率放大模块的两个集成电路输出端分别连接了一个扬声器，处于2.0模式时，则音频DSP将混合音源信号经动态压缩、噪声抑制、滤波等处理后输出至所述功率放大模块；当所述输出接线识别模式的识别信号显示所述功率放大模块的两个集成电路的输出端分别连接了两个扬声器、一个扬声器，处于2.1模式时，则音频DSP将混合音源分频，高频信号经动态压缩、噪声抑制、滤波等处理后输出至所述功率放大模块的一路连接两个扬声器的集成功放电路的输入端，低频信号经动态压缩、噪声抑制、滤波等处理后输出至所述功率放大模块的另一路连接一个扬声器的集成功放电路的输入端；当所述输出接线识别模式的识别信号显示所述功率放大模块的两个集成功放电路的输出端分别连接了两个扬声器，处于4.0模式时，则音频DSP将混合音源信号经动态压缩、噪声抑制、滤波等处理后输出至所述功率放大模块；两个及以上的功率放大器级联时，将上一个功率放大器的所述DSP控制模块的I2S输出端口与下一个被级联的功率放大器所述信号输入模块的I2S输入端口连接，其中第一个I2S输出端口与下一个功率放大器I2S输入端口连接的功率放大器中的所述DSP控制模块为主DSP，其余功率放大器的所述DSP控制模块均为从DSP；

所述微控制器的输入端连接所述信号输入模块，检测输入信号幅度和持续时间，预置最小门限V1、静音门限T1和待机门限T2，当信号幅度小于最小门限V1且持续时间超过静音门限T1、小于待机门限T2时，所述微控制器向所述功率放大模块发送静音指令，关断所述功率放大模块的输入端；当信号幅度小于最小门限V1且持续时间超过待机门限T2时，所述微控制器向所述功率放大模块发送待机指令，关断所述DSP控制模块的供电端，控制所述功率放大模块和所述DSP控制模块进入待机状态；当所述功率放大模块处于静音或待机状态时，所述微控制器若检测到信号的幅度大于最小门限V1，无论持续时间多短，均向所述功率放大模块和所述DSP控制模块发送恢复正常工作的指令，即解除静音或待机状态。