CN202957961U - 一种数字声音放大电路 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种声音放大电路，特别是将模拟音频转换为数字音频的数字声音放大电路。本实用新型的一种数字声音放大电路，包括数字信号处理器电路、存储器、声音输入电路、声音输出电路和电源电路，所述声音输入电路的输出端与所述数字信号处理器电路输入端连接，所述声音输出电路的输入端与所述数字信号处理器电路输出端连接，所述数字信号处理器电路与所述存储器双向连接，所述电源电路为上述数字信号处理器电路供电。本实用新型的数字声音放大电路性价比高，克服了模拟声音放大电路的功能和性能不足和现有基于混合块的数字声音放大电路的高成本的问题。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种声音放大电路，特别是将模拟声音转换为数字音频的数字声音放大电路。
背景技术
声音放大器或助听器是解决人们听障问题的最主要产品。声音放大器按照电路类型可分为模拟电路和数字电路。模拟声音放大器只能实现音频信号的线性放大，很难做到动态范围压缩、噪声抑制和反馈抑制等功能。现有的数字声音放大器大都采用基于混合块（Hybrid）的电路。混合块中集成有数字信号处理器和存储器，外部只须配以麦克风、耳机、电感、旋钮和按键等部件即可构成完整系统。数字声音放大器或助听器可编程实现动态范围压缩、噪声抑制、反馈抑制、波束形成、声学场景分类等复杂的音频信号处理功能。模拟声音放大器或助听器功能简单、很难真正达到听力补偿的目的；但由于其较之数字系统的低价格优势，目前仍大量存在于市场当中。数字声音放大器或助听器功能多样，音质好，正在逐渐取代模拟机；但由于其价格高，也影响了它的推广应用，尤其是在普通工薪阶层和老年人群当中的应用。
声音放大器或助听器产品要求采用低功耗的电路实现方法，以满足用户长时间的便携式佩戴。典型的功耗要求是小于6mW。
实用新型内容
为克服模拟声音放大电路的功能和性能不足和现有基于混合块的数字声音放大电路的高成本的问题，本实用新型提出一种新的适于便携式产品的低功耗的数字音频放大电路，一种数字声音放大电路，其特征在于：包括数字信号处理器电路、存储器、声音输入电路、声音输出电路和电源电路，所述声音输入电路的输出端与所述数字信号处理器电路输入端连接，所述声音输出电路的输入端与所述数字信号处理器电路输出端连接，所述数字信号处理器电路与所述存储器双向连接，所述电源电路为上述数字信号处理器电路供电。
进一步的，所述数字信号处理器电路包括数字信号处理器芯片及其外围电路。
进一步的，所述的存储器包括非易失性存储器芯片，用于存储数字信号处理器芯片运行所需的程序和数据。
进一步的，所述声音输入电路包括麦克风。
进一步的，所述声音输入电路还包括例如手机音频等直接音频输入电路和电感线圈。
进一步的，所述声音输出电路包括受话器，用于将音频电信号转化为声音信号。
进一步的，所述电源电路可直接采用符合数字信号处理器电路电压要求的电池，也可以包括电压转换电路，用于将电源电压转换到数字信号处理器电路所需的电压范围。
进一步的，可包括充电电路，所述充电电路与所述电源电路并联，用于给电池充电。
进一步的，所述的数字信号处理器芯片外围电路包括按键和旋钮等元件，用于控制数字声音放大电路的工作状态，包括但不限于音量调节、程序切换、声音输入电路切换和接听或拨打手机等。
进一步的，所述的数字信号处理器电路采用数字信号处理器芯片的内部时钟，
进一步的，所述的数字信号处理器电路包含外围的振荡电路作为外部时钟。
进一步的，所述充电电路是通过充电芯片电路构成的充电电路。
更进一步的，所述振荡电路是晶振振荡器电路、RC振荡电路或LC振荡电路构成的振荡电路。
本实用新型通过采用上述技术方案，与现有技术相比，具有如下优点：
本实用新型的数字声音放大电路采用分立的低功耗数字信号处理器芯片和存储器芯片，可嵌入各种复杂的声音处理算法，使其功能、性能和功耗等指标接近于基于混合块的数字声音放大器或助听器电路，然而成本却明显低于后者。
本实用新型的数字声音放大电路既可以作为连接手机等音频设备的（具有接听和呼叫功能的）耳机系统，又可以直接当作助听器直接使用。
附图说明
图1是本实用新型的结构框图；
图2是本实用新型的电路原理图。
具体实施方式
现结合附图和具体实施方式对本实用新型进一步说明。
作为一个具体的实施例，如图1和图2所示，本实用新型的一种数字声音放大电路，包括数字信号处理器电路、EEPROM存储器、声音输入电路、声音输出电路和电源电路，所述声音输入电路的输出端与所述数字信号处理器电路输入端连接，所述声音输出电路的输入端与所述数字信号处理器电路输出端连接，所述数字信号处理器电路与所述存储器双向连接，所述电源电路为上述数字信号处理器电路供电。
进一步的，所述数字信号处理器电路包括数字信号处理器芯片U2及其外围电路。所述数字信号处理器芯片U2带有多个前置放大和A/D转换、数字信号处理器内核、内部存储器、D/A转换与功放、GPIO/I2C/SPI等外设接口、内部时钟/电源管理/定时器等片上附件。所述数字信号处理器芯片U2上运行声音放大器处理程序。本实施例所述的声音放大器处理程序为：声音信号经过麦克风MIC1采集或携带音频信号的磁场经电感线圈的电磁感应转换得到模拟电信号或直接输入得到模拟电信号，模拟电信号再经前置放大和A/D变换，得到数字音频信号；然后对数字音频信号依次进行混音、滤波、多子带分解、噪声抑制、反馈管理、多通道宽动态范围压缩、频响均衡、音量调节、多子带综合和基于输出的自动增益控制（AGCo）等处理得到放大后的数字音频信号；最后对放大的数字音频信号进行D/A变换和功率放大，驱动受话器进行声音播放。所述的声音放大器处理程序响应程序切换按键SW3 的GPIO中断实现程序中参数的改变；所述的声音放大器处理程序响应接听/呼叫按键SW3的GPIO中断实现接听/呼叫手机通话功能；所述的声音放大器处理程序读取音量按键SW1、SW2上的电压值并据此产生相应的音量值。外围电路包括程序切换按键SW3、接听/呼叫按键SW-AN、音量按键SW1、SW2以及晶振Y1构成的振荡电路。所述程序切换按键SW3、接听/呼叫按键SW-AN和音量按键SW1、SW2分别与数字信号处理器芯片、U2的不同的GPIO管脚相连。所述晶振Y1的频率为11.8MHz，与数字信号处理器芯片U2的时钟输入管脚相连，用于提供数字信号处理器芯片U2运行所需的时钟信号。
进一步的，所述EEPROM存储器通过SPI总线与所述数字信号处理器芯片U2相连，容量为256K比特。
进一步的，所述声音输入电路包括麦克风MIC1、MIC2、直接音频输入电路和电感线圈（未示出）。麦克风将声音信号转化为音频电信号；直接音频输入电路包括音频输入及充电接口CN-5，直接接收音频电信号D+；电感线圈将电磁波形式的音频信号转为音频电信号。麦克风MIC1、MIC2和电感线圈的型号依据数字声音放大器系统的技术指标进行选择和确定。
进一步的，所述声音输出电路包括受话器，本实施列中受话器为耳机，用于将音频电信号转化为声音信号。受话器型号依据数字声音放大器系统的技术指标进行选择和确定。
进一步的，所述电源电路包括锂电池、电压转换电路和充电电路。所述锂电池的供电电压标称值为3.6V。所述电压转换电路采用型号为NCP699的稳压芯片U6将3.6V电压转换为所述数字信号处理器电路所需的1.8V电压。电压转换电路的输出分别与数字信号处理器芯片U2、晶振Y1的电源输入管脚相连。所述充电电路与所述电源电路并联，用于给所述锂电池充电。所述充电电路包括型号为TP4057的USB充电芯片U3和双色发光二极管LED。所述TP4057的输入电压为5V，其充电过程大致如下：当待充电电池接入后，若电池电压小于2.9V，则TP4057将对电池进行预充电，电流为设定电流的1/10，当电池电压上升到2.9V后，TP4057开始按设定电流恒流充电，当电压上升到4.1V（大概冲到了80%~90%）后恒流充电过程结束，输出电压恒定在4.2V，输出电流降低到设定电流的1/10，开始恒压充电过程，当电池电压达到4.2V后，充电过程完成，此后TP4057将连续监测电池电压，若电池电压下降到4.1V，则会再次进入充电过程，对电池进行充电。当充电时，所述双色发光二极管发绿色光；当充满时，所述双色发光二极管发红色光。
尽管结合优选实施方案具体展示和介绍了本实用新型，但所属领域的技术人员应该明白，在不脱离所附权利要求书所限定的本实用新型的精神和范围内，在形式上和细节上可以对本实用新型做出各种变化，均为本实用新型的保护范围。
Claims (10)
1.一种数字声音放大电路，其特征在于：包括数字信号处理器电路、存储器、声音输入电路、声音输出电路和电源电路，所述声音输入电路的输出端与所述数字信号处理器电路输入端连接，所述声音输出电路的输入端与所述数字信号处理器电路输出端连接，所述数字信号处理器电路与所述存储器双向连接，所述电源电路为上述数字信号处理器电路供电。
2.根据权利要求1所述的一种数字声音放大电路，其特征在于：所述数字信号处理器电路包括数字信号处理器芯片及其外围电路。
3.根据权利要求1所述的一种数字声音放大电路，其特征在于：所述的存储器包括非易失性存储器芯片。
4.根据权利要求1所述的一种数字声音放大电路，其特征在于：所述声音输入电路包括麦克风。
5.根据权利要求1或4所述的一种数字声音放大电路，其特征在于：所述声音输入电路还包括直接音频输入电路和电感线圈。
6.根据权利要求1所述的一种数字声音放大电路，其特征在于：所述声音输出电路包括受话器，用于将音频电信号转化为声音信号。
7.根据权利要求1所述的一种数字声音放大电路，其特征在于：所述电源电路包括电压转换电路，用于将电源电压转换到数字信号处理器电路所需的电压范围。
8.根据权利要求1所述的一种数字声音放大电路，其特征在于：所述电源电路包括充电电路，所述充电电路与所述电源电路并联，用于给电池充电，所述充电电路是通过充电芯片电路构成的充电电路。
9.根据权利要求1所述的一种数字声音放大电路，其特征在于：所述的数字信号处理器电路包含外围的振荡电路，作为外部时钟。
10.根据权利要求9所述的一种数字声音放大电路，其特征在于：所述振荡电路是晶振振荡器电路、RC振荡电路或LC振荡电路构成的振荡电路。
Priority Applications (1)
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| CN 201220701457 CN202957961U (zh) | 2012-12-18 | 2012-12-18 | 一种数字声音放大电路 |
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| CN 201220701457 CN202957961U (zh) | 2012-12-18 | 2012-12-18 | 一种数字声音放大电路 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
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| CN202957961U true CN202957961U (zh) | 2013-05-29 |
Family
ID=48463511
Family Applications (1)
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| CN 201220701457 Expired - Lifetime CN202957961U (zh) | 2012-12-18 | 2012-12-18 | 一种数字声音放大电路 |
Country Status (1)
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111901726A (zh) * | 2020-07-29 | 2020-11-06 | 广州市迪士普音响科技有限公司 | 一种自动默音前置放大器系统及其控制方法 |
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2012
- 2012-12-18 CN CN 201220701457 patent/CN202957961U/zh not_active Expired - Lifetime
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| CN111901726A (zh) * | 2020-07-29 | 2020-11-06 | 广州市迪士普音响科技有限公司 | 一种自动默音前置放大器系统及其控制方法 |
| CN111901726B (zh) * | 2020-07-29 | 2021-12-31 | 广州市迪士普音响科技有限公司 | 一种自动默音前置放大器系统及其控制方法 |
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