CN202496002U - 一种音频信号输出处理电路及电视机 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种音频信号输出处理电路，包括第一滤波电路、第二滤波电路、放大电路和控制电路；所述第一滤波电路、第二滤波电路的输入端分别输入左、右声道PWM数字音频信号，经放大电路、控制电路处理后输出模拟音频信号，输出给音响，发出声音。本新型提供的音频信号输出处理电路及电视机，能够有效地将数字音频信号转换成模拟音频信号，提升了模拟音频信号的质量并减少了转换能耗，并且当电视在交流开关机及待机开关机时有效消除外接发声设备的冲击声，且不占用声音输出设备MCU的I/O口。此电路成本低，简单合理，安全可靠，具有重要实用价值。

Description

一种音频信号输出处理电路及电视机

技术领域

本实用新型属于音频信号处理领域，尤其涉及一种音频信号输出处理电路及电视机。

背景技术

电视等声音输出设备一般需要将声音输出给外接音箱等发声设备，输出的声音是模拟信号。由于数字音频信号具有抗干扰能力强等优点，目前电视等声音输出设备的声音小信号处理芯片一般直接输出PWM（脉宽调制）数字音频信号，然后转换成模拟信号输出给外接发声设备。将PWM数字音频信号转换成模拟信号一般有两种方式：采用专用集成芯片，但成本高；采用分立元件组成的滤波电路，但失真大、声音衰减大，效果差。

同时，电视等声音输出设备在交流开机或交流关机、进入待机或待机开机时由于工作电压的快速跳变将产生不规则的声音输出信号给外接发声设备，使外接发声设备发出“啪啪”等冲击声，严重影响声音的效果。为消除外接音箱等发声设备产生的冲击声，电视等声音输出设备一般利用其MCU的一个I/O口来产生控制信号，在进入待机或待机开机时使输出给外接发声设备的音频信号为“0”电平。但此种方法需要占用声音输出设备MCU的一个I/O口，且此种方法适应性差，不能解决交流关机时产生的冲击声。

因此，需要提供一种音频信号输出处理电路，解决现有技术中数字音频信号转换成模拟信号成本高、失真大、效果差，且会产生噪音的问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种电源保护电路，旨在解决现有技术中数字音频信号转换成模拟信号成本高、失真大、效果差，且会产生噪音的问题。为了解决上述技术问题，本实用新型采用以下方案予以实现。

一种音频信号输出处理电路，包括第一滤波电路、第二滤波电路、放大电路和控制电路；

所述第一滤波电路的输入端输入左声道PWM数字音频信号；

所述第二滤波电路的输入端输入右声道PWM数字音频信号；

所述放大电路的第一输入端接第一滤波电路的输出端，所述放大电路第二输入端接第二滤波电路的输出端，所述放大电路的第三输入端接工作电压；

所述控制电路的第一输入端与放大电路的第一输出端连接，所述控制电路的第二输入端与放大电路的第二输出端连接，所述控制电路的第三输入端接工作电压，所述控制电路的第四输入端接待机电压，所述控制电路的第一输出端输出左声道模拟信号，所述控制电路的第二输出端输出右声道模拟信号。

进一步地，所述第一滤波电路包括第一电阻、第二电阻、第三电阻、第一电容、第二电容、第三电容、第四电容；

所述第一电阻的第一端输入左声道PWM数字音频信号D_AUDIO_LIN，所述第一电阻的第二端经过第二电阻与所述第一电容的第一端连接，所述第一电容的第二端与所述放大电路的第一输入端连接，所述第一电阻的第二端还依次经过第三电阻、第二电容与所述第四电容的第一端连接并接地，所述第四电容的第二端与所述第一电容的第二端连接，所述第三电容的第一端与所述第一电容的第一端连接，所述第三电容的第二端与所述第四电容的第一端连接。

进一步地，所述第二滤波电路包括第四电阻、第五电阻、第六电阻、第五电容、第六电容、第七电容、第八电容；

所述第四电阻的第一端输入右声道PWM数字音频信号，所述第四电阻的第二端经过第五电阻与所述第五电容的第一端连接，所述第五电容的第二端与所述放大电路的第二输入端连接，所述第四电阻的第二端还依次经过第六电阻、第六电容与所述第八电容的第一端连接并接地，所述第八电容的第二端与所述第五电容的第二端连接，所述第七电容的第一端与所述第五电容的第一端连接，所述第七电容的第二端与所述第八电容的第一端连接。

进一步地，所述控制电路包括第七电阻、第八电阻、第九电阻、第十电阻、第十一电阻、第一二极管、第二二极管、稳压二极管、第九电容、第十电容、第十一电容、第一三极管、第二三极管、第三三极管；

所述第一二极管的阴极接工作电压，阳极经过第九电容接地，所述第七电阻的两端分别与所述第一二极管的两端连接，所述稳压二极管的阴极与所述第一二极管的阳极连接，所述稳压二极管的阳极与所述第二二极管的阳极连接，所述第二二极管的阴极经过第九电阻接地，所述第二二极管的阴极还经过第八电阻与所述第一三极管的基极连接，所述第一三极管为PNP型三极管，发射极接待机电压，集电极经过第十电阻与所述第二三极管的基极连接，所述第二三极管的集电极经过第十电容与所述放大电路的第一输出端连接，所述第一三极管的集电极还经过第十一电阻与第三三极管的基极连接，所述第二三极管与所述第三三极管均为NPN型三极管，所述第二三极管的发射极与所述第三三极管的发射极连接后接地，所述第三三极管的集电极经过第十一电容与所述放大电路的第二输出端连接，所述第二三极管的集电极为左声道模拟信号的输出端，所述第三三极管的集电极为右声道模拟信号的输出端。

本实用新型的另一目的在于提供一种电视机，包括上述音频信号输出处理电路。

本新型提供的音频信号输出处理电路及电视机，能够有效地将数字音频信号转换成模拟音频信号，提升了模拟音频信号的质量并减少了转换能耗，并且当电视在交流开关机及待机开关机时有效消除外接发声设备的冲击声，且不占用声音输出设备MCU的I/O口。此电路成本低，简单合理，安全可靠，具有重要实用价值。

附图说明

图1是本实用新型提供的音频信号输出处理电路的原理框图；

图2是本实用新型提供的音频信号输出处理电路的详细电路图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明；应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

如图2所示，本实用新型提供的音频信号输出处理电路，包括第一滤波电路11、第二滤波电路12、放大电路13和控制电路14；

所述第一滤波电路11的输入端输入左声道PWM数字音频信号D_AUDIO_LIN；

所述第二滤波电路12的输入端输入右声道PWM数字音频信号D_AUDIO_RIN；

所述放大电路13的第一输入端接第一滤波电路11的输出端，所述放大电路第二输入端接第二滤波电路12的输出端，所述放大电路13的第三输入端接工作电压VCC；

所述控制电路14的第一输入端与放大电路13的第一输出端连接，所述控制电路14的第二输入端与放大电路13的第二输出端连接，所述控制电路14的第三输入端接工作电压VCC，所述控制电路14的第四输入端接待机电压STB，所述控制电路14的第一输出端输出左声道模拟信号AUDIO_LOUT，所述控制电路14的第二输出端输出右声道模拟信号AUDIO_ROUT。

进一步地，所述第一滤波电路11包括第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第一电容C1、第二电容C2、第三电容C3、第四电容C4；

所述第一电阻R1的第一端输入左声道PWM数字音频信号D_AUDIO_LIN，所述第一电阻R1的第二端经过第二电阻R2与所述第一电容C1的第一端连接，所述第一电容C1的第二端与所述放大电路13的第一输入端连接，所述第一电阻R1的第二端还依次经过第三电阻R3、第二电容C2与所述第四电容C4的第一端连接并接地，所述第四电容C4的第二端与所述第一电容C1的第二端连接，所述第三电容C3的第一端与所述第一电容C1的第一端连接，所述第三电容C3的第二端与所述第四电容C4的第一端连接。

进一步地，所述第二滤波电路12包括第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6、第五电容C5、第六电容C6、第七电容C7、第八电容C8；

所述第四电阻R4的第一端输入右声道PWM数字音频信号D_AUDIO_RIN，所述第四电阻R4的第二端经过第五电阻R5与所述第五电容C5的第一端连接，所述第五电容C5的第二端与所述放大电路13的第二输入端连接，所述第四电阻R4的第二端还依次经过第六电阻R6、第六电容C6与所述第八电容C8的第一端连接并接地，所述第八电容C8的第二端与所述第五电容C5的第二端连接，所述第七电容C7的第一端与所述第五电容C5的第一端连接，所述第七电容C7的第二端与所述第八电容C8的第一端连接。

进一步地，所述控制电路14包括第七电阻R7、第八电阻R8、第九电阻R9、第十电阻R10、第十一电阻R11、第一二极管D1、第二二极管D2、稳压二极管ZD1、第九电容C9、第十电容C10、第十一电容C11、第一三极管Q1、第二三极管Q2、第三三极管Q3；

所述第一二极管D1的阴极接工作电压VCC，阳极经过第九电容C9接地，所述第七电阻R7的两端分别与所述第一二极管D1的两端连接，所述稳压二极管ZD1的阴极与所述第一二极管D1的阳极连接，所述稳压二极管ZD1的阳极与所述第二二极管D2的阳极连接，所述第二二极管D2的阴极经过第九电阻R9接地，所述第二二极管D2的阴极还经过第八电阻R8与所述第一三极管Q1的基极连接，所述第一三极管Q1为PNP型三极管，发射极接待机电压STB，集电极经过第十电阻R10与所述第二三极管Q2的基极连接，所述第二三极管Q2的集电极经过第十电容C10与所述放大电路13的第一输出端连接，所述第一三极管Q1的集电极还经过第十一电阻R11与第三三极管Q3的基极连接，所述第二三极管Q2与所述第三三极管Q3均为NPN型三极管，所述第二三极管Q2的发射极与所述第三三极管Q3的发射极连接后接地，所述第三三极管Q3的集电极经过第十一电容C11与所述放大电路13的第二输出端连接，所述第二三极管Q2的集电极为左声道模拟信号AUDIO_LOUT的输出端，所述第三三极管Q3的集电极为右声道模拟信号AUDIO_ROUT的输出端。

本实用新型的另一目的在于提供一种电视机，包括上述音频信号输出处理电路。

阐述工作原理如下：

如图1所示，供电模块3为音频信号输出处理电路模块1提供工作电压VCC（以12V为例）和待机电压STB（以5V为例）；电视数字音频产生模块2将右声道PWM数字音频信号D_AUDIO_RIN和左声道PWM数字音频信号D_AUDIO_LIN输出给音频信号输出处理电路模块1；音频信号输出处理电路模块对PWM数字音频信号D_AUDIO_RIN和D_AUDIO_LIN进行转换和控制，输出右声道模拟音频信号AUDIO_ROUT和左声道模拟音频信号AUDIO_LOUT给音箱，发出声音。

1）当电视在交流开机的过程中；

开机时，供电模块提供的VCC未上电为0V，待机电压STB快速上电为5V，第一三极管Q1的发射极与基极间电压大于第一三极管Q1的饱和导通电压，第一三极管Q1饱和导通，第一三极管Q1的集电极输出驱动电流使得第二三极管Q2、第三三极管Q3饱和导通，第二三极管Q2、第三三极管Q3的集电极电压与发射极电压基本相同，为0V，左声道模拟信号AUDIO_LOUT和右声道模拟信号AUDIO_ROUT为0V，没有音频信号输出给外接音箱，同时第二二极管D2的阴极电压高于阳极电压，第二二极管D2截止，避免了向工作电压VCC处倒灌电流。

交流开机一段时间后，工作电压VCC为12V，通过第七电阻R7向第九电容C9充电，稳压二极管ZD1的阴极电压逐渐上升，在上升至其稳压值前，稳压二极管ZD1一直截止，此时一直维持开机时的状态，左声道模拟信号AUDIO_LOUT和右声道模拟信号AUDIO_ROUT一直为0V；当稳压二极管ZD1的阴极电压上升至稳压二极管ZD1的稳压值时，稳压二极管ZD1、第二二极管D2导通， 所述第一三极管Q1的基极电压升高，第一三极管Q1截止没有驱动电流输出，第二三极管Q2、第三三极管Q3截止。控制电路14不影响左声道模拟信号AUDIO_LOUT和右声道模拟信号AUDIO_ROUT的正常输出。电视完成交流开机过程，进入正常工作状态。

由于在交流开机的过程中，左声道模拟信号AUDIO_LOUT和右声道模拟信号AUDIO_ROUT一直为0V，避免了外接音箱产生冲击声。

2）当电视在正常工作的过程中；

数字音频产生模块2输出左声道PWM数字音频信号D_AUDIO_LIN，对于其高频载波来说，第二电容C2的容抗可忽略不计，左声道PWM数字音频信号D_AUDIO_LIN的载波通过第一电阻R1和第三电阻R3的分压后，其载波的幅度将变小，进一步地经过第二电阻R2、第三电容C3的滤波后高频载波被滤掉，然后通过所述第一电容C1输出给放大电路，第四电容C4可以进一步滤波并改善音频响应效果。经放大电路13处理的信号经过第十电容C10的隔直滤波输出左声道模拟信号AUDIO_LOUT。

同样，对于右声道PWM数字音频信号D_AUDIO_RIN的高频载波来说，第六电容C6的容抗可忽略不计，通过第四电阻R4和第六电阻R6的分压后，其载波的幅度将变小，进一步地经过第五电阻R5、第七电容C7的滤波后高频载波被滤掉，然后通过所述第五电容C5输出给放大电路,第八电容C8可以进一步滤波并改善音频响应效果。经放大电路13处理的信号经过第十一电容C11的隔直滤波输出右声道模拟信号AUDIO_ROUT。

由于PWM数字音频信号的载波经过分压处理后在滤波，避免了较高电平直接滤波引起的能耗及增强了滤波效果。而对模拟音频信号而言，第二电容C2、第三电容C3、第四电容C4、第六电容C6、第七电容C7、第八电容C8的容抗很大，避免了对有用模拟音频信号的衰减。

3）当电视在交流关机的过程中；

关机时，工作电压VCC开始下降，而待机电压STB的负载非常轻则电压值基本不变。当工作电压VCC的电压值下降至低于稳压二极管ZD1的稳压值时，第九电容C9通过第一二极管D1快速放电使得稳压二级管ZD1截止，第一三极管Q1立即饱和导通，第一三极管Q1的集电极极输出驱动电流使得第二三极管Q2和第三三极管Q3饱和导通，左声道模拟信号AUDIO_LOUT和右声道模拟信号AUDIO_ROUT为0V，没有信号输出给外接音箱。

工作电压VCC的电压值继续下降直至0V，待机电压STB的电压值开始下降直至0V，而左声道模拟信号AUDIO_LOUT和右声道模拟信号AUDIO_ROUT始终为0V。

由于在交流关机的过程中，工作电压VCC降至稳压二极管ZD1的稳压值时左声道模拟信号AUDIO_LOUT和右声道模拟信号AUDIO_ROUT就变为0V，并在工作电压VCC后续下降中一直保持为0V，避免了外接音箱产生冲击声。

4）电视待机关机过程中；

电视待机关机过程与交流关机过程大体相同，只是由于待机关机后待机电压STB一直为5V，第一三极管Q1、第二三极管Q2、第三三极管Q3在待机时始终饱和导通，左声道模拟信号AUDIO_LOUT和右声道模拟信号AUDIO_ROUT为0V。

同时由于第二二极管D2截止，避免了待机电压STB向工作电压VCC灌电流。

5）电视待机开机过程中；

电视待机开机过程与交流开机过程大体相同，只是在待机开始前待机电压STB一直为5V，待机开始时第一三极管Q1、第二三极管Q2、第三三极管Q3已经终饱和导通，左声道模拟信号AUDIO_LOUT和右声道模拟信号AUDIO_ROUT已经为0V。

本新型提供的音频信号输出处理电路及电视机，能够有效地将数字音频信号转换成模拟音频信号，提升了模拟音频信号的质量并减少了转换能耗，并且当电视在交流开关机及待机开关机时有效消除外接发声设备的冲击声，且不占用声音输出设备MCU的I/O口。此电路成本低，简单合理，安全可靠，具有重要实用价值。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种音频信号输出处理电路，其特征在于，包括第一滤波电路、第二滤波电路、放大电路和控制电路；

所述第一滤波电路的输入端输入左声道PWM数字音频信号；

所述第二滤波电路的输入端输入右声道PWM数字音频信号；

所述放大电路的第一输入端接第一滤波电路的输出端，所述放大电路第二输入端接第二滤波电路的输出端，所述放大电路的第三输入端接工作电压；

所述控制电路的第一输入端与放大电路的第一输出端连接，所述控制电路的第二输入端与放大电路的第二输出端连接，所述控制电路的第三输入端接工作电压，所述控制电路的第四输入端接待机电压，所述控制电路的第一输出端输出左声道模拟信号，所述控制电路的第二输出端输出右声道模拟信号。

2.如权利要求1所述的所述的音频信号输出处理电路，其特征在于，第一滤波电路包括第一电阻、第二电阻、第三电阻、第一电容、第二电容、第三电容、第四电容；

所述第一电阻的第一端输入左声道PWM数字音频信号，所述第一电阻的第二端经过第二电阻与所述第一电容的第一端连接，所述第一电容的第二端与所述放大电路的第一输入端连接，所述第一电阻的第二端还依次经过第三电阻、第二电容与所述第四电容的第一端连接并接地，所述第四电容的第二端与所述第一电容的第二端连接，所述第三电容的第一端与所述第一电容的第一端连接，所述第三电容的第二端与所述第四电容的第一端连接。

3.如权利要求1所述的所述的音频信号输出处理电路，其特征在于，所述第二滤波电路包括第四电阻、第五电阻、第六电阻、第五电容、第六电容、第七电容、第八电容；

所述第四电阻的第一端输入右声道PWM数字音频信号，所述第四电阻的第二端经过第五电阻与所述第五电容的第一端连接，所述第五电容的第二端与所述放大电路的第二输入端连接，所述第四电阻的第二端还依次经过第六电阻、第六电容与所述第八电容的第一端连接并接地，所述第八电容的第二端与所述第五电容的第二端连接，所述第七电容的第一端与所述第五电容的第一端连接，所述第七电容的第二端与所述第八电容的第一端连接。

4.如权利要求1所述的所述的音频信号输出处理电路，其特征在于，所述控制电路包括第七电阻、第八电阻、第九电阻、第十电阻、第十一电阻、第一二极管、第二二极管、稳压二极管、第九电容、第十电容、第十一电容、第一三极管、第二三极管、第三三极管；

所述第一二极管的阴极接工作电压，阳极经过第九电容接地，所述第七电阻的两端分别与所述第一二极管的两端连接，所述稳压二极管的阴极与所述第一二极管的阳极连接，所述稳压二极管的阳极与所述第二二极管的阳极连接，所述第二二极管的阴极经过第九电阻接地，所述第二二极管的阴极还经过第八电阻与所述第一三极管的基极连接，所述第一三极管为PNP型三极管，发射极接待机电压，集电极经过第十电阻与所述第二三极管的基极连接，所述第二三极管的集电极经过第十电容与所述放大电路的第一输出端连接，所述第一三极管的集电极还经过第十一电阻与第三三极管的基极连接，所述第二三极管与所述第三三极管均为NPN型三极管，所述第二三极管的发射极与所述第三三极管的发射极连接后接地，所述第三三极管的集电极经过第十一电容与所述放大电路的第二输出端连接，所述第二三极管的集电极为左声道模拟信号的输出端，所述第三三极管的集电极为右声道模拟信号的输出端。

5.一种电视机，其特征在于，包括权利要求1-4所述的音频信号输出处理电路。

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