CN203563181U - 一种具有kts音效的移动终端 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种具有KTS音效的移动终端，其结构包括前壳和后壳，其硬件电路包括CPU、音频解码模块、音频功放模块、喇叭；音频解码模块、音频功放模块、喇叭依次连接，CPU连接音频解码模块和音频功放模块。型号为WM8918的音频解码芯片用于解码音频信号，能为移动终端提供更好的音效，改善了音频信号回放期间的效能和功耗，取消了现有技术中的交流耦合电容器，不但减少了电路板的面积和原料成本，还改善了低音响应；型号为YDA145音频功率放大器用于放大解码后的音频信号，能根据破音失真自动调整系统增益，使得输出音频信号保持圆润光滑，不仅有效避免了大功率过载输出对喇叭的损坏，同时还带来舒适的听觉感受。

Description

一种具有KTS音效的移动终端

技术领域

本实用新型涉及电源控制技术领域，特别涉及一种具有KTS音效的移动终端。  

背景技术

近年来智能机发展迅猛，根据IDC（Internet Data Center，互联网数据中心）预计2013年手机市场将达到3.8亿部。智能手机比例大幅提升至80%以上。目前几乎所有的智能机都是采用大屏全触摸的设计，其ID（Industrial Design）设计都大同小异，不像功能机那样具有直板、滑盖、或翻盖等类型的多样化设计。由于智能机壳体的限制，其差异化设计:如对音效的改进就很难突破。另外，现有的智能机音效普遍达不到智能音乐手机的要求，表现为：音质不好，声音没有穿透力，音量也偏小。 

有鉴于此，本实用新型提供一种具有KTS（Koobee Timber system ，koobee特有的音效系统）音效的移动终端。  

实用新型内容

鉴于上述现有技术的不足之处，本实用新型的目的在于提供一种具有KTS音效的移动终端，使移动终端具有KTS音效的同时简化电路结构，降低生产成本。 

为了达到上述目的，本实用新型采取了以下技术方案： 

一种具有KTS音效的移动终端，其结构包括前壳、后壳、塑胶支架和振膜，其硬件电路包括用于输出控制指令、音频信号的CPU，其还包括：

用于对输入的音频信号进行解码后输出一级音频信号、根据CPU输出的控制指令切换音频输出通道和接口调节的音频解码模块；

用于对解码后的一级音频信号进行放大、滤波、抑噪后输出基准音频信号的音频功放模块；

用于播放基准音频信号的喇叭；

所述音频解码模块、音频功放模块、喇叭依次连接，所述CPU连接音频解码模块和音频功放模块；

音频解码模块包括型号为WM8918的音频解码芯片，音频功放模块包括型号为YDA145的音频功率放大器。

所述的具有KTS音效的移动终端中，所述音频解码模块还包括第一电阻、第二电阻和第一电容；所述第一电阻的一端连接音频解码芯片的LINEOUTL脚，第一电阻的另一端连接第二电阻的一端和第一电容的一端，所述第二电阻的另一端连接音频解码芯片的LINEOUTR脚，第一电容的另一端连接音频功放模块。 

所述的具有KTS音效的移动终端中，所述音频解码模块还包括第三电阻、第四电阻、第二电容和第三电容，所述第三电阻的一端通过第二电容连接音频解码芯片的IN2L脚，第四电阻的一端通过第三电容连接音频解码芯片的IN2R脚，第三电阻的另一端和第四电阻的另一端均连接CPU。 

所述的具有KTS音效的移动终端中，所述音频功放模块还包括第四电容；所述音频功率放大器的INP脚通过第四电容连接所述第一电容的另一端，音频功率放大器的VCC脚连接电池。 

所述的具有KTS音效的移动终端中，所述音频功放模块还包括第五电容和第六电容，所述第五电容和第六电容并联在音频功率放大器的VCC脚与地之间。 

所述的具有KTS音效的移动终端中，所述音频功放模块还包括第七电容、第八电容、第一电感和第二电感，所述第一电感的一端连接音频功率放大器的VON脚、还通过第七电容接地，第一电感的另一端连接喇叭，所述第二电感的一端连接音频功率放大器的VOP脚、还通过第八电容接地，第二电感的另一端连接喇叭。 

所述的具有KTS音效的移动终端中，所述喇叭为金属振膜喇叭。 

所述的具有KTS音效的移动终端中，所述喇叭为两个，所述后壳上设置有骨位，骨位上固定一层密封泡棉，所述密封泡棉和骨位圈围喇叭形成密封泡棉圈，前壳上对应设置有用于压紧密封泡棉的压紧骨位；密封泡棉圈和压紧骨位使两个喇叭相互隔离；后壳上的密封泡棉圈与前壳上的压紧骨位压紧形成两个密封音腔。 

所述的具有KTS音效的移动终端中，所述塑胶支架的上支架上设置一缺口用于容纳振膜，喇叭的磁钢固定在所述上支架的内侧，塑胶支架的上支架与下支架盖合密封形成喇叭音腔的密封结构。 

相较于现有技术，本实用新型提供的具有KTS音效的移动终端，包括：CPU、音频解码模块、音频功放模块、喇叭；音频解码模块、音频功放模块、喇叭依次连接，CPU连接音频解码模块和音频功放模块。型号为WM8918的音频解码芯片用于解码音频信号，能为移动终端提供更好的音效，改善了音频信号回放期间的效能和功耗，取消了现有技术中的交流耦合电容器，不但减少了电路板的面积和原料成本，还改善了低音响应；型号为YDA145音频功率放大器用于放大解码后的音频信号，能根据破音失真自动调整系统增益，使得输出音频信号保持圆润光滑，不仅有效避免了大功率过载输出对喇叭的损坏，同时还带来舒适的听觉感受。  

附图说明

图1为本实用新型具有KTS音效的移动终端的结构框图。 

图2为本实用新型具有KTS音效的移动终端中音频解码模块的电路图。 

图3为本实用新型具有KTS音效的移动终端中音频功放模块和喇叭的电路图。 

图4为本实用新型具有KTS音效的移动终端的频率响应曲线示意图。 

图5为本实用新型具有KTS音效的移动终端的后壳示意图。 

图6为本实用新型具有KTS音效的移动终端的前壳示意图。 

图7为本实用新型具有KTS音效的移动终端的喇叭音腔的密封结构示意图。 

具体实施方式

本实用新型提供一种具有KTS音效的移动终端，为使本实用新型的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本实用新型进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。 

本实用新型提供的具有KTS音效的移动终端从硬件和结构上进行改进，以达到最佳的耳机和外放音效，提升用户体验。请参阅图1，所述移动终端包括CPU、音频解码模块、音频功放模块和喇叭，所述音频解码模块、音频功放模块、喇叭依次连接，所述CPU连接音频解码模块和音频功放模块。其中，音频解码模块用于对输入的音频信号进行解码后输出一级音频信号，其还根据CPU输出的相关控制指令切换音频输出通道和接口调节的音频解码模块。音频功放模块对解码后的一级音频信号进行放大、滤波、抑噪后输出基准音频信号，喇叭播放所述基准音频信号。需要理解的是，本实用新型主要对现有移动终端的音频信号处理播放部分电路进行改进，对其他电路模块不作详述。 

请参阅图2，所述音频解码模块包括音频解码芯片U1、第一电阻R1、第二电阻R2和第一电容C1，所述音频解码芯片的型号为WM8918；所述第一电阻R1的一端连接音频解码芯片U1的LINEOUTL脚，第一电阻R1的另一端连接第二电阻R2的一端和第一电容C1的一端，所述第二电阻R2的另一端连接音频解码芯片U1的LINEOUTR脚，第一电容C1的另一端连接音频功放模块。 

在具体实施时，CPU输出的三种时钟信号(WM8918_CLK、CK、WS)和数字音频信号(DAT_OUT)分别通过音频解码芯片U1的MCLK脚、BCLK/GPIO4脚、LRCLK脚，DACDAT脚进入音频解码芯片进行解码。当直接播放时，解码后的一级音频信号通过第一电阻R1、第二电阻R2和第一电容C1组成的LC电路滤波后输出给音频功放模块放大。当连接耳机时，一级音频信号由音频解码芯片内部的耳机音频放大电路放大后从HPOUTL脚和HPOUTR脚输出，直接驱动耳机。 

为了提高电源抑制比，可在所述音频解码芯片的AVDD脚、CPVDD脚、DBVDD脚、DCVDD脚和MICVDD脚上分别外接电容和磁珠，如图2所示。 

CPU发出的相关控制指令输入音频解码芯片的SCLK脚和SDA脚，可对该音频解码芯片进行初始化设置，实现接口调节控制以及通道切换控制。 

为了对CPU输出的模拟音频（AU_HPL、AU_HPR）进行滤波，所述音频解码模块还包括第三电阻R3、第四电阻R4、第二电容C2和第三电容C3，所述第三电阻R3的一端通过第二电容C2连接音频解码芯片U1的IN2L脚，第四电阻R4的一端通过第三电容C3连接音频解码芯片U1的IN2R脚，第三电阻R3的另一端和第四电阻R4的另一端均连接CPU。模拟音频经过电阻电容组成的滤波隔直后输入音频解码芯片中，通过内部的开关通道切换，输出到相应的通道。 

在具体实施时，所述音频解码芯片由开关电源（图中未示出）供电（1.8V），其数字内核采用1.0V供电从而达到最优功率消耗。该音频解码芯片采用欧胜（Wolfson）公司、型号为WM8918的音频解码芯片。该音频解码芯片能为移动电话、平板电脑、无线耳机、多媒体播放器和掌上游戏设备等各种便携式的移动终端提供卓尔不凡的音效。通过使用该音频解码芯片，移动终端仅需一个3.8mW的静态功耗就能实现耳机回放的数模转换，其典型的数模转换信噪比为96dB。THD（Total Harmonic Distortion，总谐波失真）为-86dB，标准取样速率从8kHz到96kHz，能产生系统所有必须的时钟。 

本实施例中，该音频解码芯片（WM8918）以立体声接地参考耳机放大器，采用了欧胜W类放大器和一个双模电荷泵架构，改善了音频信号回放期间的效能和功耗，取消了现有技术中的交流耦合电容器，不但减少了电路板的面积和原料成本，还改善了低音响应。同时，该音频解码芯片能够将可听见的上电爆破音减到最小、并缩短软件驱动器的开发时间。通过音频解码芯片上集成的动态范围控制器提供压缩和电平控制来增强回放体验。在捕捉信号时能够确保高质量记录性能。WM8918还带有欧胜的ReTune 

请参阅图3，所述音频功放模块还包括音频功率放大器U2和第四电容，所述音频功率放大器U2的型号为YDA145；所述音频功率放大器U2的INP脚通过第四电容C4连接所述第一电容C1的另一端，音频功率放大器的VCC脚连接电池。 

其中，所述第四电容C4为隔直电容，音频信号通过隔直电容输入到音频功率放大器U2的INP脚。该隔直电容与音频功率放大器U2内置的输入电阻（越28.5KΩ）构成一个高通滤波器。为了达到较好的滤波效果，提高放大信号的准确性，所述第四电容C4的容值较佳为33nF，获得的截止频率为169HZ。 

音频功率放大器的CTRL脚连接CPU，CPU输出开关使能信号GPIO_SPK_EN控制音频功率放大器的启闭，通过设定开关使能信号GPIO_SPK_EN的高/低电平能控制音频功率放大器打开/关闭。 

所述芯片音频功率放大器由电池VBAT供电，为了确保器件的高效率及最佳的THD性能，所述音频功放模块还包括第五电容和第六电容，所述第五电容和第六电容并联在音频功率放大器的VCC脚与地之间。该第五电容和第六电容也叫去耦电容。同时为得到良好的高频瞬态性能，在具体实施时，去耦电容的ESR值要尽量小。一般使用1μF的陶瓷电容将VCC脚上的电压旁路到地。制作电路版图时，去耦电容在电路布局上以靠近VCC的PIN脚为佳。 

为了能更好地滤除低频噪声，在具体实施时，还可以在音频功率放大器的VCC脚与地之间再并联一个10μF的去耦电容。 

为了抑制TDD噪音，所述音频功放模块还包括第七电容C7、第八电容C8、第一电感L1和第二电感L2，所述第一电感L1的一端连接音频功率放大器的VON脚、还通过第七电容C7接地，第一电感L1的另一端连接喇叭，所述第二电感L2的一端连接音频功率放大器U2的VOP脚、还通过第八电容C8接地，第二电感L2的另一端连接喇叭。较佳地，所述第七电容C7、第八电容C8为去耦电容，容值为33PF；第一电感L1和第二电感L2为4.7nH。 

现有的音频应用中，输入信号过大或电池电压下降等因素都会导致音频放大器的输出信号发生破音失真，并且过载的信号会对扬声器造成永久性损伤。为此，本实用新型在现有的音频控制电路中增加一功放芯片、其 

型号为YDA145的D类音频功率放大器，其具有无破音（Non-Crack-Noise）功能、超低EMI（Electromagnetic Interference，电磁干扰）、单声道功能。该无破音功能可以通过检测输出的破音失真，自动调整系统增益，使得输出音频信号保持圆润光滑，不仅有效避免了大功率过载输出对喇叭的损坏，同时还带来舒适的听觉感受。

在5V电源下，功放芯片能够向4Ω负载提供2.1W的功率，并具有高达90%的效率。另外，该功放芯片无需滤波器的PWM调制结构以及增益内置方式，能减少外部元件数目、PCB面积和系统成本，并且简化了电路结构。功放芯片内置过流保护、过热保护和欠压保护功能，在异常整个硬件电路工作异常时自动断开功放芯片与其他电路的连接，有效地保护功放芯片不被损坏，当异常条件消除后，功放芯片自动恢复工作。 

本实施例中，所述功放芯片内部还包括时序控制电路，能实现噼噗-咔嗒声的抑制，有效地消除了系统在上电、下电、唤醒和关断操作时可能出现的瞬态噪声。 

本实施例中，所述金属振膜喇叭采用额定功率为0.5W，最大功率为1W，F0点为850HZ的90DB AAC（Advanced Audio Coding，高级音频编码）高灵敏度喇叭，其带宽范围为500-10KHZ，能还原真实音效，频率响应曲线如图4所示。从图4中可以看出，此金属振膜喇叭的F0频点很低，在850HZ左右，频带范围很宽，20KHZ频点也在80DB以上，如此的高灵敏度宽频带喇叭可以实现低中高音的完美体验。 

本实用新型还对移动终端现有结构中前壳、后壳、塑胶支架和振膜的结构进行改进，从如下两个方面进行音腔封闭式设计，使空间达到1CC以上，确保低音效果。 

密封音腔设计一般采用以下两种方式： 

1.音腔结构直接设计在壳体上，通过前、后壳体的密封结构来实现。本实施例中所述喇叭为两个且固定在后壳上，，所述后壳上设置有骨位，骨位上粘贴固定一层密封泡棉，前壳上对应设置有用于压紧密封泡棉的压紧骨位。骨位为凸起结构，通过压紧密封泡棉实现密封效果。具体实施时，密封泡棉可固定在骨位或压紧骨位上，前、后壳卡合时，相当于骨位与压紧骨位压紧两者之间的密封泡棉即可实现密封效果。前、后壳上的骨位和密封泡棉圈使两个喇叭相互隔离；后壳上的密封泡棉圈与前壳上的骨位压紧形成两个密封音腔。具体如图5、6所示：

本实用新型在后壳10上采用高压缩的密封泡棉来实现音腔的密封，在前壳20上对应密封泡棉圈的位置设置骨位（图5中的骨位被密封泡棉遮挡、图6中201、202均是压紧骨位）。图5中密封泡棉围起来的区域与图6中骨位对应的区域组合起来形成了两个独立的密封音腔。如图5中第一密封泡棉圈101围起来的区域，在该区域内设置第一喇叭103；第二密封泡棉圈102围起来的区域内设置第二喇叭的104。图6中第一骨位201与第二密封泡棉圈102围起来的区域相对应设置，第二骨位202与第一密封泡棉圈101围起来的区域相对应设置，前壳20与后壳10卡合时，第一密封泡棉圈101与第二骨位202抵接压紧形成一密封的音腔，第二密封泡棉圈102与第一骨位201抵接压紧形成另一密封的音腔，这样两个喇叭都位于独立的音腔内，每个喇叭的后音腔体积都能达到1CC以上，即可实现具有KTS音效的移动终端需要的密封大音腔。在具体实施时，也可将密封泡棉设置在前壳上，则后壳对应设置骨位。音腔体积可根据喇叭本身的F0等音频参数的调试情况灵活地做优化调整，如改变密封泡棉20围绕的形状，使KTS的音效发挥到最佳状态。需要理解的是，图5中示出的密封泡棉圈包括骨位和密封泡棉，骨位固定在后壳上，密封泡棉固定在骨位凸起的上表面；图5、6中仅示出与本实用新型有关的壳内结构，前、后壳内部还有其他结构未示出。

2.做喇叭BOX（音腔）的密封结构方式： 

本实用新型将喇叭的磁钢、振膜与塑胶支架的上、下支架组成一个整体。请参阅图7，在塑胶支架的上支架301上设置一缺口用于容纳振膜501,磁钢（图中未示出）固定在所述上支架301的内侧上。将上支架301与下支架401盖合、并将上支架301与下支架401的结合处密封即形成音腔的密封结构，使喇叭的磁钢、振膜与塑胶支架的上、下支架形成一体。这样可以充分利用音腔的空间，磁钢的设计也可以灵活地定制，上、下支架采用超声波的方式可牢牢结合在一起，喇叭密封的一致性也会更好。图7中以一个喇叭的情况为例，在具体实施时，两个喇叭的音腔也可以采用上述方式设置，则上支架上对应开设两个缺口分别容纳两个喇叭的振膜，两个磁钢对应喇叭的位置设置在上支架的内侧上，将上支架与下支架密封固定即可。

综上所述，本实用新型对现有移动终端的音效处理电路进行改进，采用音频解码芯片（WM8918）来解码音频信号，能为移动终端提供更好的音效，改善了音频信号回放期间的效能和功耗，取消了现有技术中的交流耦合电容器，不但减少了电路板的面积和原料成本，还改善了低音响应，能优化扬声器特性和更进一步地增强回放体验。 

本实用新型采用音频功率放大器（YDA145）放大解码后的音频信号，能根据检测输出的破音失真自动调整系统增益，使得输出音频信号保持圆润光滑，不仅有效避免了大功率过载输出对喇叭的损坏，同时还带来舒适的听觉感受。本实用新型还采用ACC高灵敏度的金属振膜喇叭来播放声音，能还原真实音效。 

同时，本实用新型结合上述硬件电路，还对移动终端的结构作相应改进，音腔的密封结构直接设计在壳体上，通过前、后壳体的密封结构来实现；将喇叭的磁钢、振膜与塑胶支架组成一个整体，这样可以充分利用音腔的空间，提高喇叭密封的一致性。 

可以理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据本实用新型的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变，而所有这些改变或替换都应属于本实用新型所附的权利要求的保护范围。 

Claims (9)

1.一种具有KTS音效的移动终端，其结构包括前壳、后壳、塑胶支架和振膜，其硬件电路包括用于输出控制指令、音频信号的CPU，其特征在于，还包括：

用于对输入的音频信号进行解码后输出一级音频信号、根据CPU输出的控制指令切换音频输出通道和接口调节的音频解码模块；

用于对解码后的一级音频信号进行放大、滤波、抑噪后输出基准音频信号的音频功放模块；

用于播放基准音频信号的喇叭；

所述音频解码模块、音频功放模块、喇叭依次连接，所述CPU连接音频解码模块和音频功放模块；

音频解码模块包括型号为WM8918的音频解码芯片，音频功放模块包括型号为YDA145的音频功率放大器。

2.根据权利要求1所述的具有KTS音效的移动终端，其特征在于，所述音频解码模块还包括第一电阻、第二电阻和第一电容；所述第一电阻的一端连接音频解码芯片的LINEOUTL脚，第一电阻的另一端连接第二电阻的一端和第一电容的一端，所述第二电阻的另一端连接音频解码芯片的LINEOUTR脚，第一电容的另一端连接音频功放模块。

3.根据权利要求2所述的具有KTS音效的移动终端，其特征在于，所述音频解码模块还包括第三电阻、第四电阻、第二电容和第三电容，所述第三电阻的一端通过第二电容连接音频解码芯片的IN2L脚，第四电阻的一端通过第三电容连接音频解码芯片的IN2R脚，第三电阻的另一端和第四电阻的另一端均连接CPU。

4. 根据权利要求2所述的具有KTS音效的移动终端，其特征在于，所述音频功放模块还包括第四电容；所述音频功率放大器的INP脚通过第四电容连接所述第一电容的另一端，音频功率放大器的VCC脚连接电池。

5.根据权利要求1所述的具有KTS音效的移动终端，其特征在于，所述音频功放模块还包括第五电容和第六电容，所述第五电容和第六电容并联在音频功率放大器的VCC脚与地之间。

6.根据权利要求1所述的具有KTS音效的移动终端，其特征在于，所述音频功放模块还包括第七电容、第八电容、第一电感和第二电感，所述第一电感的一端连接音频功率放大器的VON脚、还通过第七电容接地，第一电感的另一端连接喇叭，所述第二电感的一端连接音频功率放大器的VOP脚、还通过第八电容接地，第二电感的另一端连接喇叭。

7.根据权利要求1所述的具有KTS音效的移动终端，其特征在于，所述喇叭为金属振膜喇叭。

8.根据权利要求1所述的具有KTS音效的移动终端，其特征在于，所述喇叭为两个，所述后壳上设置有骨位，骨位上固定一层密封泡棉，所述密封泡棉和骨位圈围喇叭形成密封泡棉圈，前壳上对应设置有用于压紧密封泡棉的压紧骨位；密封泡棉圈和压紧骨位使两个喇叭相互隔离；后壳上的密封泡棉圈与前壳上的压紧骨位压紧形成两个密封音腔。

9.根据权利要求1所述的具有KTS音效的移动终端，其特征在于，所述塑胶支架的上支架上设置一缺口用于容纳振膜，喇叭的磁钢固定在所述上支架的内侧，塑胶支架的上支架与下支架盖合密封形成喇叭音腔的密封结构。

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