CN203708452U - 一种3段式平滑切换的3d音效处理电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种3段式平滑切换的3D音效处理电路，包括3D音效模块（101）、音频输入模块（102）、主音量模块（103）、音质处理模块（104）、输出音量模块（105）、总线控制模块（106）和基准模块（107），总线控制模块（106）的输入端均与3D音效模块（101）、音频输入模块（102）、主音量模块（103）、音质处理模块（104）和输出音量模块（105）各自的控制端相连，基准模块（107）分别与包括3D音效模块（101）、音频输入模块（102）、主音量模块（103）、音质处理模块（104）和输出音量模块（105）各自的电源端相连。本实用新型采用了3段式的3D音效，包含OFF、轻、重三段效果，给音频处理系统提供更多选择，采用先进的平滑切换技术，有效的避免了3D切换的噪声。

Description

一种3段式平滑切换的3D音效处理电路

技术领域

本实用新型涉及一种3D音效处理电路，具体涉及一种3段式平滑切换的3D音效处理电路。

背景技术

随着软、硬件的不断发展，传统的双声道单层面立体声音场，已经不能满足人们的需要。为了得到更好的立体感受和空间感受，因此需要音频设备模拟3D音效。

人耳的基本声音定位原理是IID和ITD。IID（Interaural Intensity Difference，两侧声音强度差别）指距离音源较近的哪一边耳朵，所收到的声音强度比另一侧高，感到声音更大一些。ITD（Interaural Time Difference，两侧声音时间延迟差别）指方位的不同，使声音到达两耳的时间有差别，人们会觉得声音位于到达时间早些的那一边，IID+ITD的结果是把音源定位到以听者两耳这间连线为轴线的锥体范围之内。

一般3D音效电路是利用了人耳的IID效应实现模拟3D音效，但是传统的3D音效电路实现3D音效的开关过程中，音频信号由没有3D音效变为有3D音效或者有3D音效变为没有3D音效，由于对音频信号处理发生了变化，这样会造成声音的突变。同时一般的电路在处理3D音效上只有开和关两种选择。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是：针对现有技术的缺陷，提供一种3段式平滑切换的3D音效处理电路，可以在3D音效开关过程中实现平滑切换，同时也提供了3D音效关、轻效果3D音效、重效果3D音效3段式3D音效选择。

本实用新型为解决上述技术问题采用以下技术方案：

一种3段式平滑切换的3D音效处理电路，包括3D音效模块（101）、音频输入模块（102）、主音量模块（103）、音质处理模块（104）、输出音量模块（105）、总线控制模块（106）和基准模块（107），其中，总线控制模块（106）的输入端均与3D音效模块（101）、音频输入模块（102）、主音量模块（103）、音质处理模块（104）和输出音量模块（105）各自的控制端相连，基准模块（107）分别与包括3D音效模块（101）、音频输入模块（102）、主音量模块（103）、音质处理模块（104）和输出音量模块（105）各自的电源端相连；

3D音效模块（101）包括3D运放控制器（201）、第一3D效果处理放大器（202）、第二3D效果处理放大器（203）、第一电阻至第十电阻构成的电阻反馈网络和开关SW1，3D运放控制器（201）的控制端与总线控制模块（106）相连，3D运放控制器（201）的输出端与第一3D效果处理放大器（202）的控制端和第二3D效果处理放大器（203）的控制端相连，第一3D效果处理放大器（202）的输入端和第二3D效果处理放大器（203）的输入端均连接主音量模块（103）的输出端，第一3D效果处理放大器（202）的输出端和第二3D效果处理放大器（203）的输出端均与音质处理模块（104）的输入端相连，音质处理模块（104）的输出端与输出音量模块（105）的输入端相连；所述第一电阻连接在所述放大器（202）的输出端和第一反相输入端之间，所述第二电阻连接在所述放大器（202）的第一反相输入端和模拟地之间，所述第三电阻接在所述放大器（202）的输出端和第二反相输入端之间，所述第四电阻连接在所述放大器（202）的第二反相输入端和模拟地之间，所述第五电阻连接在所述放大器（203）的输出端和第三反相输入端之间，所述第六电阻连接在所述放大器（203）的第三反相输入端和模拟地之间，所述第七电阻接在所述放大器（203）的输出端和第四反相输入端之间，所述第八电阻连接在所述放大器（203）的第四反相输入端和模拟地之间，所述第九电阻和第十电阻串联连接在所述放大器（202）的第二反相输入端和所述放大器（203）的第四反相输入端之间，所述开关SW31并联在所述第十电阻上，同时连接到所述总线控制模块（106）。

本实用新型采用以上技术方案与现有技术相比，具有以下技术效果：

第一、本实用新型采用了3段式的3D音效，包含OFF、轻、重三段效果，给音频处理系统提供了更多的选择；

第二、本实用新型采用了先进的平滑切换技术，使3D效果切换时，输出音频信号在3D切换时不会发生突变，有效的避免了3D切换的噪声；

第三、本实用新型，设计巧妙，简单实用，值得推广。

附图说明

图1为本实用新型的电路结构示意；

图2为3D音效模块结构示意图；

图3为3D音效关闭时3D音效模块等效电路图；

图4为3D音效打开时3D音效模块等效电路图；

图5为本实用新型的集成电路芯片管脚排布图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的技术方案做进一步的详细说明：

本实用新型公开一种3段式平滑切换的3D音效处理电路，如图1和图2所示，包括音频输入模块（102）、主音量模块（103）、3D音效模块（101）、音质处理模块（104）、输出音量控制（105）、总线控制模块（106）、基准模块（107）。音频输入模块（102）在总线控制模块（106）控制下，选择多组音源输入中的一组作为输入音源信号，然后放大后输出到电路外部。主音量模块（103）将输入电路外部输入的一组音频信号，在总线控制模块（106）控制下衰减一定增益后，输出到3D音效模块（101）的输入端。3D音效模块（101）连接所述主音量模块（103）的输出端，实现了平滑切换3D模块，同时实现了3段式的3D效果处理。音质处理模块（104），通过外置滤波网络，实现提升或衰减高音、中音和低音，并将处理的信号发送到输出音量模块（105）的输入端。输出音量模块（105），在总线控制模块（106）控制下，调节输出信号的衰减度。总线控制模块（106）连接所述音频输入模块（102）、主音量模块（103）、3D音效模块（101）、音质处理模块（104）和输出音量模块（105）各自的控制端，控制所述模块的所有功能。基准模块（107）连接到所述音频输入模块（102）、主音量模块（103）、3D音效模块（101）、音质处理模块（104）和输出音量模块（105）各自的的电源端，提供所述模块的电压和电流偏置。

如图2所示，3D音效模块（101）包括3D运放控制器（201）、第一3D效果处理放大器（202）、第二3D效果处理放大器（203）、R1～R10构成的电阻反馈网络和开关SW1，3D运放控制器（201）的控制端与总线控制模块（106）相连，3D运放控制器（201）的输出端与第一3D效果处理放大器（202）的控制端和第二3D效果处理放大器（203）的控制端相连，第一3D效果处理放大器（202）的输入端和第二3D效果处理放大器（203）的输入端均连接主音量模块（103）的输出端，第一3D效果处理放大器（202）的输出端和第二3D效果处理放大器（203）的输出端均与音质处理模块（104）的输入端相连，音质处理模块（104）的输出端与输出音量模块（105）的输入端相连；所述电阻R1连接在所述放大器（202）的输出端和反相输入端1（L-1）之间，所述电阻R2连接在所述放大器（202）的反相输入端1（L-1）和模拟地之间，所述电阻R3接在所述放大器（202）的输出端和反相输入端2（L-2）之间，所述电阻R4连接在所述放大器（202）的反相输入端2（L-2）和模拟地之间，所述电阻R5连接在所述放大器（203）的输出端和反相输入端1（R-1）之间，所述电阻R6连接在所述放大器（203）的反相输入端1（R-1）和模拟地之间，所述电阻R7接在所述放大器（203）的输出端和反相输入端2（R-2）之间，所述电阻R8连接在所述放大器（203）的反相输入端2（R-2）和模拟地之间，所述电阻R9和R10串联连接在所述放大器（202）的反相输入端2（L-2）和所述放大器（203）的反相输入端2（R-2）之间，所述开关SW31并联在所述电阻R10上，同时连接到所述总线控制模块（106），电阻R1和电阻R2构成所述第一3D效果处理放大器（202）的反馈回路1（L-1），电阻R3和电阻R4构成所述第二3D效果处理放大器（203）的反馈回路1(R-1)，电阻R5、R6、R7、R8、R9、R10和SW31共同构成所述第一3D效果处理放大器（202）和第二3D效果处理放大器（203）的反馈回路2（L-2和R-2）。

如图3所示，在3D音效关闭时，此时选择回路1（L-1和R-1）为第一3D效果处理放大器（202）和第二3D效果处理放大器（203）的反相输入端，此时电阻R5、R6、R7、R8、R9、R10和SW31共同构成的回路2作为负载存在，不影响此时3D音效模块增益。此时图3为标准正端输入负端反馈结构，可以计算出此时的输出信号幅度：

$\mathrm{OUTL}=\frac{R1+R2}{R2}\×L$

$\mathrm{OUTR}=\frac{R5+R6}{R6}\×R$

如图4所示，在3D音效打开时，此时选择回路2（L-2和R-2）为第一3D效果处理放大器（202）和第二3D效果处理放大器（203）的反相输入端，此时R1、R2、R3、R4作为负载存在，在3D音效效果选择轻时，开关SW31打开，此时根据电流公式：

$\frac{\mathrm{OUTL}-L}{R3}=\frac{L}{R4}+\frac{L-R}{R9+R10}$

$\frac{\mathrm{OUTR}-R}{R7}=\frac{R}{R8}+\frac{R-L}{R9+R10}$

可以得到3D音效模块输出信号为：

$\mathrm{OUTL}=\frac{R3+R4}{R4}\×L+\frac{R3}{R9+R10}\×(L-R)$

$\mathrm{OUTR}=\frac{R7+R8}{R8}\×R+\frac{R7}{R9+R10}\×(R-L)$

在3D音效效果选择重时，开关SW31闭合，此时3D的分量变大，可以得到下面的是输出信号：

$\mathrm{OUTL}=\frac{R3+R4}{R4}\×L+\frac{R3}{R9}\×(L-R)$

$\mathrm{OUTR}=\frac{R7+R8}{R8}\×R+\frac{R7}{R9}\×(R-L)$

图5是本实用新型3D音效处理电路的封装芯片示意图，芯片的1～44号引脚分别为：热地（AGND）、串行总线数据端（SI）、串行总线时钟端（SC）、数字电源（VDD）、模拟电源（VCC）、L通道输出1（VOUTL1）、R通道输出1（VOUTR1）、L通道输出2（VOUTL2）、R通道输出2（VOUTR2）、R通道输出（RSEL）、R通道输入（RIN）、空脚、L通道输入（LIN）、L通道输出（LSEL）、L通道响度外接电容端（LOUDL）、R通道响度外接电容端（LOUDR）、R通道低音输出（BOUTR）、R通道低音输入（BNFR）、L通道低音输入（BNFL）、L通道低音输出（BOUTL）、空脚、L通道输入5（LIN5）、L通道输入4（LIN4）、L通道输入3（LIN3）、L通道输入2（LIN2）、L通道输入1（LIN1）、地（GND）、空脚、地（GND）、R通道输入1（RIN1）、R通道输入2（RIN2）、R通道输入3（RIN3）、R通道输入4（RIN4）、R通道输入5（RIN5）、空脚、3D外置电容端（CAP）、L通道高音输入（TNFL）、R通道高音输入（RNFL）、R通道中音输出（MOUTR）、R通道中音输入（MNFR）、L通道中音输入（MNFL）、L通道中音输出（MOUTL）、模拟地（FILTER）、空脚。

上面结合附图对本实用新型的实施方式作了详细说明，但是本实用新型并不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本实用新型宗旨的前提下做出各种变化。

Claims (1)

1.一种3段式平滑切换的3D音效处理电路，其特征在于：包括3D音效模块（101）、音频输入模块（102）、主音量模块（103）、音质处理模块（104）、输出音量模块（105）、总线控制模块（106）和基准模块（107），其中，总线控制模块（106）的输入端均与3D音效模块（101）、音频输入模块（102）、主音量模块（103）、音质处理模块（104）和输出音量模块（105）各自的控制端相连，基准模块（107）分别与包括3D音效模块（101）、音频输入模块（102）、主音量模块（103）、音质处理模块（104）和输出音量模块（105）各自的电源端相连；

    3D音效模块（101）包括3D运放控制器（201）、第一3D效果处理放大器（202）、第二3D效果处理放大器（203）、第一电阻至第十电阻构成的电阻反馈网络和开关SW1，3D运放控制器（201）的控制端与总线控制模块（106）相连，3D运放控制器（201）的输出端与第一3D效果处理放大器（202）的控制端和第二3D效果处理放大器（203）的控制端相连，第一3D效果处理放大器（202）的输入端和第二3D效果处理放大器（203）的输入端均连接主音量模块（103）的输出端，第一3D效果处理放大器（202）的输出端和第二3D效果处理放大器（203）的输出端均与音质处理模块（104）的输入端相连，音质处理模块（104）的输出端与输出音量模块（105）的输入端相连；所述第一电阻连接在所述放大器（202）的输出端和第一反相输入端之间，所述第二电阻连接在所述放大器（202）的第一反相输入端和模拟地之间，所述第三电阻接在所述放大器（202）的输出端和第二反相输入端之间，所述第四电阻连接在所述放大器（202）的第二反相输入端和模拟地之间，所述第五电阻连接在所述放大器（203）的输出端和第三反相输入端之间，所述第六电阻连接在所述放大器（203）的第三反相输入端和模拟地之间，所述第七电阻接在所述放大器（203）的输出端和第四反相输入端之间，所述第八电阻连接在所述放大器（203）的第四反相输入端和模拟地之间，所述第九电阻和第十电阻串联连接在所述放大器（202）的第二反相输入端和所述放大器（203）的第四反相输入端之间，所述开关SW31并联在所述第十电阻上，同时连接到所述总线控制模块（106）。