CN1751537B - 用于将音频信号选择性地导向到两个扬声器之一的电子驱动电路 - Google Patents

Abstract

提出了一种用于选择性地操作移动终端的免提扩音器(3)和耳机扬声器(2)的驱动电路(1″′)。该驱动电路(1″′)包括带有适用于在正相和反相模式之间进行切换的平衡输出(14)的话音频带电路(8)，用于将耳机扬声器(2)直接连接到话音频带电路(8)的平衡输出(14)的互连装置，以及用于将平衡输出的每个端口提供的信号进行叠加并且向免提扩音器(3)提供合成信号的加法器(4，10′，10″，11′)。

Description

用于将音频信号选择性地导向到两个扬声器之一的电子驱动电路

本发明涉及一种用于选择性地使用移动终端的两个电声变换器的电子驱动电路。

普通的移动终端，例如移动电话、个人数字助理(PDA)等等，都配备有耳机扬声器和蜂鸣器作为标准的声部件。因此，耳机扬声器被典型地用于将移动终端的话音频带电子电路提供的音频信号变换成相应的声音信号。其它信号，例如振铃音或警报音，通常是以可变脉冲宽度的方波信号的形式产生并且被所谓的蜂鸣器变换成相应地声音信号。在许多现有的移动终端中，特别在高级模型中，蜂鸣器被后文中称为扩音器的免提扬声器所代替。该扩音器通常不仅变换方波蜂鸣器信号，还被用于再生通常以和弦旋律形式提供的振铃音。该扩音器还被用于变换源自话音频带电子电路的音频信号，就像耳机扬声器一样，但是比耳机扬声器具有更高的声级，从而使得用户能够以免提模式操作移动终端。出于这个目的，在话音频带电子电路的输出和扩音器之间连接了一个话音频带电子电路外部的音频功率放大器。扬声器或者被连接到话音频带电子电路的一个单独输出，或者它与耳机扬声器共享仅有的一个输出。

由话音频带电子电路提供的输出要么是单端的，要么是平衡的。话音频带电子电路典型地由一个集成电路构成，该集成电路允许对其最后处理级的细节进行配置，该最后处理级向话音频带电子电路的一个或多个输出端口上供应信号。因此，一个输出端口上的音频信号可以与另外一个输出端口上的音频信号同相或异相。在一个或多个输出上的音频信号接着被供应两个扬声器的外部电路处理。

目前有3种类型的外部电路用于将扬声器，即扩音器和耳机扬声器接线到话音频带电子电路。在第一种类型中，每个扬声器都是由话音频带电子电路的一个独立的、单端或平衡的输出供应的。平衡输出在其两个端口的任何一个上提供信号。在缺省情况下，第一端口上信号的相位与另外一个端口上信号的相位反相。与一般意义不同，本说明书中所使用的术语“平衡输出”表示这样一种输出，其第一端口上信号的相位具有与另外一个端口上信号的相位确定的关系。

第二类通常使用的外部电路仅仅使用话音频带电子电路的一个端口来供应耳机扬声器和扩音器。虽然耳机扬声器通常被直接连接到输出，在输出和扩音器之间需要设置功率放大器来额外地放大音频信号。音频功率放大器典型地包括一个控制端口，借助它可以打开或关闭放大器。只有两种可能的操作模式。在第一种模式中，只有耳机扬声器是活动的，在第二种模式中，耳机扬声器和扩音器都是活动的。

经常地，最后一类外部电路被修改以致它能够额外地允许扩音器对方波蜂鸣器信号进行变换。用于扩音器的音频功率放大器以第三类外部电路进行接线来形成一个加法器电路，它允许扩音器再生音频信号和蜂鸣器信号。在这种通常使用的接线类型中，当发送蜂鸣器信号时，需要额外的模拟开关来从音频功率放大器断开音频信号。否则，当不得不打开音频功率放大器来再生蜂鸣器信号时，来自话音频带电子电路输出的音频信号是可听见的。

虽然，后两种外部电路通常是被优选的，因为在话音频带集成电路上只需提供一个音频信号输出，但是这些类型的接线有些缺点，因为音频信号在相应移动终端的耳机扬声器上总是存在的。

因此，本发明的一个目标是仅仅使用最小数量的部件来提供一种电子电路，它允许将由话音频带电子电路的仅仅一个输出提供的音频信号选择性地导向到耳机扬声器或扩音器。

该目标是通过独立权利要求1中申明的一种驱动电路实现的。这种用于选择性地操作移动终端的免提扩音器和耳机扬声器的驱动电路具有一个带有能够在正相和反相模式之间进行切换的平衡输出的话音频带电子电路和一个用于将耳机扬声器直接连接到话音频带电子电路的平衡输出的互连装置。此外，加法器电路对平衡输出的每个端口供应的信号进行叠加，并且向免提扩音器提供了和信号。

本发明使用了如下事实，话音频带集成电路的平衡输出可以在两种模式下进行操作。在第一种模式中，音频信号被提供给输出的两个端口，而在第二种模式中，所提供的信号是反相的。因此，加法器电路将会为第二种模式产生一个为零的和信号，这相当于关闭了提供给扩音器的音频信号，而无须像现有技术那样采用一个模拟开关。在耳机扬声器处，反相信号相当于一个二倍幅度的音频信号，允许它产生与当前的音频信号相对应的声音。在另外一种模式中，当扩音器变换音频信号时耳机扬声器处于静音。无须外部控制器件，例如模拟开关等等，本发明的电子电路有利地利用了移动终端中使用的话音频带电子电路已经提供的控制功能。

在本发明的又一个特殊的实施例中，加法器电路被有效地适用于把由移动终端的蜂鸣器端口提供的蜂鸣器信号加到由话音频带电路的平衡输出供应的音频信号的和。因此，典型地用于报警或提醒信号的方波蜂鸣器信号将仅被扬声器变换，并且将不会在用户收听耳机再生的声音时影响用户。有利地，加法器电路包括一个用于控制加法器电路激活的控制端口，它允许用户控制是否由扩音器再生蜂鸣器信号。

下面，将结合特定实施例和附图来详细地解释本发明，其中

图1是现有技术的第一个例子，其中为每个扬声器使用了话音频带电子电路的两个单独的音频输出，

图2是现有技术的第二个例子，其中由话音频带电子电路的仅仅一个平衡输出端口供应的音频信号被分发到耳机扬声器和扩音器，

图3是现有技术的第三个例子，其中将图2的例子和用于向扩音器提供方波蜂鸣器信号的额外端口进行了组合，

图4a显示了根据本发明的电子电路在一种模式中的特定实施例，其中音频信号被排他性地导向到耳机扬声器，并且

图4b显示了以另外一种模式的图4a的电子电路，其中由话音频带电子电路输出提供的音频信号被排他性地供应给扩音器。

图1的电路图显示了通常使用的、用于将由话音频带电子电路1提供的音频信号分发到移动终端的耳机扬声器和/或扩音器的驱动电路的第一个例子。电子驱动电路1是由图1中闭合虚线指示的话音频带电子电路8及其外部电路构成。该外部电路包含耳机扬声器2、扩音器3和用于对话音频带集成电路输出6的两个输出端口6-1和6-2上的提供的音频信号之差进行放大的音频功率放大器4。可以通过在音频放大器4上可用的控制端口5来对音频功率放大器进行打开或关闭。在话音频带电子电路中生成或处理的音频信号通过开关装置8-5或8-6被分别导向到扩音器的输出级或耳机扬声器的输出级。开关装置8-5和8-6典型地是由诸如晶体管等的电子器件构成，移动终端的控制逻辑可容易地控制所述电子器件。用于扩音器3的输出级包括一个以非反转方式处理音频信号的放大器8-1和一个反转音频信号的放大器8-2。因而，在输出端口6的两个端口6-1和6-2上提供的音频信号是反相的。供应耳机扬声器的第二端口7的输出级的构成与用于扩音器的输出级相同。对于一个即将由扩音器3变换的音频信号，开关8-5是闭合的，而开关8-6中断了到用于话音频带电子电路的输出7的输出级的连接。因此，音频信号被扩音器3排他性地再生了。在另一种模式中，开关8-5是断开的，而开关8-6是闭合的，从而使得耳机扬声器排他性地再生了音频信号。

图2显示了第二类通常使用的、用于带有扩音器的移动终端的电子驱动电路1｀。这里，只有一个输出级与在输出端口6｀的两个端口6-1｀和6-2｀上提供反相音频信号的非反转放大器8-7和反转放大器8-8一起出现。耳机扬声器2被直接连接到输出端口6｀，因此话音频带电子电路8产生的任何音频信号都将被耳机扬声器2进行变换。音频功率放大器4与耳机扬声器并行接线后，音频功率放大器4从输出端口6｀接收信号，并对其进行放大，然后将其供应给扩音器3。通过向音频功率放大器4的控制端口5施加相应的控制信号，用户能够根据需要打开或关闭扩音器3。然而，耳机扬声器不能被打开或关闭，因此它将总会产生与输出6｀上出现的音频信号相对应的声音。需要注意的是，耳机扬声器不仅表示安置在移动终端外壳中的扬声器，它还可以由某种可以插在移动终端中供在其外部使用的听筒构成。

许多移动终端不仅为提醒或警报信号提供了和弦，还提供了方波蜂鸣器信号，用户可以选择将其用于相应的目的。方波蜂鸣器信号通常不是在话音频带电子电路内部产生的，而是由不同的电路产生，并且必须通过额外的端口13被供应给话音频带电子电路外部的驱动电路。利用用于蜂鸣器信号的输入阻抗12、用于音频信号的输入阻抗10以及反馈电阻11，将音频放大器4接线到这端以形成一个加法器电路。为了允许向音频功率放大器4排他性地传输蜂鸣器信号或音频信号，例如模拟开关的开关控制9必须被放置在电阻10和话音频带电子电路8的输出端口6-1｀之间。除作为一个额外的电子器件外，开关控制线需要一个到移动终端的逻辑控制电路的额外接线。此外，就像图2中的例子一样，耳机扬声器不能被打开或关闭，这是图3所示的驱动电路1｀｀的一个主要缺点。

本发明利用了如下事实，话音频带电子电路的音频输出的结构可以根据输出的服务需求进行配置。图4a和图4b显示了根据本发明的一个驱动电路1｀｀｀。话音频带电子电路8的输出级不是仅使用非反转和反转放大器，而是用反转放大器8-11和非反转放大器8-10的串连代替了反转放大器。在反转放大器和非反转放大器之间安置的开关装置8-12允许将非反转放大器8-10的输入连接到前置反转放大器8-11的输出或者直接连接到话音频带电子电路8的音频信号线。通过开关装置8-12，输出端口14可以在反相模式工作，如图4a所示，也可以在同相模式工作，如图4b所示。开关装置8-12是通过连接到话音频带电子电路8的移动终端的逻辑控制电路进行控制的。

下面结合图4a来描述话音频带电子电路8外部的电子驱动电路的功能，图4a显示了电子驱动电路和输出端口14在反相模式工作。在这种模式里，出现在输出端口14-2上的音频信号与出现在输出端口14-1的音频信号是反转的。因为耳机扬声器2被直接连接到输出14，在扬声器引脚上存在的电位差仅仅是端口14-1或14-2每一个上的音频信号的二倍。因此，耳机扬声器2将把音频信号变换成相应的声音信号。

从端口14-1和14-2上提供的音频信号进而通过值等于R1的阻抗10｀和10｀｀被转发到加法器电路。因为加法器电路在本领域是众所周知的，这里将不再说明其特定功能。因为输出端口14-2上的音频信号分别是输出端口14-1上的音频信号的反相信号或反转信号，在音频放大器4的输入上的二者之和为零，这意味着在放大器4的输入上没有音频信号。以反相模式操作话音频带电子电路8的输出端口，因此将会导致音频信号仅仅被耳机扬声器再生，而扩音器保持静音。

当输出端口14以同相模式工作时，如图4b所示，在相应输出端口14-1和14-2上存在的电位任何时候都是相同的，这意味着在耳机扬声器2的引脚上的电位差总是零，因此将不会产生任何声音。在音频功率放大器4的输入上，两个输出端口的同相信号被加到二倍于两个输出端口14-1和14-2的任意一个上幅度的合成信号，因而在扬声器上提供了待被变换成相应声音信号的音频信号。通过让话音频带电子电路8的输出端口14工作在同相模式，扩音器3将会再生声音信号，而耳机扬声器2将保持静音，如扬声器符号的右侧所指示的那样。

在本发明的又一个实施例中，由话音频带电子电路外部的驱动电路提供了额外的端口13。在端口13上，方波蜂鸣器信号或其它任何信号，例如由移动终端的其它电路产生的和弦或音频信号，都可以应用于由扬声器3再生。如现有技术一样，各个信号将通过由值为R2的阻抗12`构成的加法器电路的额外端口被供应给音频功率放大器4。因为各个蜂鸣器信号只被供应给扬声器3的放大级，它将不会被耳机扬声器2变换。因此，扩音器能够变换蜂鸣器信号而耳机扬声器再生音频信号，如扬声器符号的右侧所指示的那样。

与现有技术不同，根据本发明的驱动电子电路1｀｀｀允许将仅由话音频带电子电路8的一个输出端口14提供的音频信号排他性地传递给移动终端的扩音器或耳机扬声器，而无须额外的开关装置。

Claims (5)

1.用于选择性地操作移动终端的免提扩音器(3)和耳机扬声器(2)的驱动电路，驱动电路(1```)具有一个适用于在两个输出端口(14-1，14-2)上提供输出(14)的话音频带电子电路(8)，其中，在所述两个输出端口(14-1，14-2)的第一输出端口(14-1)上的信号相位与在所述两个输出端口(14-1，14-2)的第二输出端口(14-2)上存在的信号相位有确定的关系，其中所述输出适于在同相模式和反相模式之间切换，在同相模式中两个输出端口(14-1，14-2)上的输出信号是同相的，在反相模式中两个输出端口(14-1，14-2)上的输出信号是反相的，以及一个用于将耳机扬声器(2)直接连接到话音频带电子电路(8)的两个输出端口(14-1，14-2)上的输出的互连装置，

其特征在于，

所述驱动电路还包括加法器电路(4，10`，10``，11`)，用于将由所述两个输出端口(14-1，14-2)供应的信号进行叠加并向免提扩音器(3)提供和信号。

2.根据权利要求1的驱动电路，

其特征在于，

加法器电路(4，10`，10``，11`)适用于进一步将从移动终端的电路供应的蜂鸣器信号加到由话音频带电子电路(8)的所述输出(14)供应的信号的和，所述移动终端与话音频带电子电路(8)相分离。

3.根据权利要求1或2的驱动电路，

其特征在于，

加法器电路(4，10`，10``，11`)适用于进一步将从移动终端的电路供应的音频信号加到由话音频带电子电路(8)的所述输出(14)供应的信号的和，所述移动终端与话音频带电子电路(8)相分离。

4.根据权利要求1或2的驱动电路，

其特征在于，

加法器电路(4，10`，10``，11`)包括一个用于控制加法器电路激活的控制端口(5)。

5.根据权利要求3的驱动电路，

其特征在于，

加法器电路(4，10`，10``，11`)包括一个用于控制加法器电路激活的控制端口(5)。

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