CN204190929U - 一种音频信号切换电路及具有所述电路的移动终端 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种音频信号切换电路及具有所述电路的移动终端,包括一路正压供电功放芯片和至少一路正负压供电功放芯片，以及一路电声器件，其中所述正压供电功放芯片的音频输出端直接连接所述电声器件，所述至少一路正负压供电功放芯片的音频输出端各自通过隔直电容连接一路第一音频开关，经第一音频开关连接所述电声器件；其中，隔直电容与第一音频开关之间连接有上拉电阻。通过本实用新型提供的音频信号切换电路，在音频输出电路中既存在正压供电的功放芯片又存在正负压供电的功放芯片时，使用正压供电的音频开关即可实现所有功放芯片输出的音频信号之间的切换。

Description

一种音频信号切换电路及具有所述电路的移动终端

技术领域

本实用新型涉及音频技术领域，尤其涉及一种多路音频信号共用一个电声器件的音频信号切换电路以及采用所述音频信号切换电路设计的移动终端。 

背景技术

通常，移动终端中会出现多个音频共同使用一个电声器件输出的现象。例如，手机中会出现扬声器和受话器两个电声器件，在许多设计中，扬声器和受话器合成为一个电声器件，既可作为受话器使用，又可作为扬声器使用，则，本该由扬声器的输出音频和本该由受话器的输出音频共同从该电声器件中输出。现实使用中，扬声器一般由D类功率放大器来驱动，用于输出对音量要求比较高的输出振铃声或者使用免提功能时输出通话语音，而受话器一般由AB类功率放大器来驱动，用于输出通话语音。 

使用时，参见图1所示，在多路音频输出(音频功放1和音频功放2)与电声器件之间增加音频开关，以实现各路音频共同使用一个电声器件输出。但是现行的移动终端中，尤其是手机，目前对受话器大多开始采用具有负压功能的功率放大器，这种新型的功率放大器区别于以往的功率放大器，其主要特征是，新型的功放的输出部分采用了正负压供电，输出的信号不具有直流分量，如图2(b)所示；而以往的功放输出部分采用的是正压供电，因而输出的信号具有直流分量，如图2(a)所示，音频输入信号输入功率放大器后，输出的放大后的音频信号还具有一个nV的直流分量。但是，当具有正负压供电的功 放采用如图1所示的电路时，会存在以下问题： 

1、当前采用的音频开关多为正压供电，当受话器采用正负压供电的功放时，产生的输出信号中低于0伏的部分不能通过该音频开关； 

2、当采用正负压供电的音频开关时，在电路的连接上，使得D类功放的输出引脚上也加上了负压，而D类功放的输出引脚通常有一个用作静电保护的二极管，当在二极管上的电压低于-0.3伏时，会让该二极管导通，使得信号低于-0.3伏的输出信号被削掉。 

可见，当输出音频中既有正压供电功放输出的音频信号，又有正负压供电功放输出的音频信号时，不论使用正压供电的音频开关，还是使用正负压供电的音频开关，都无法实现正常切换。 

实用新型内容

本申请实施例通过提供一种音频信号切换电路及具有所述电路的移动终端，以解决当输出音频中既有正压供电功放输出的音频信号，又有正负压供电功放输出的音频信号时，使用正压供电的音频开关和使用正负压供电的音频开关进行切换都无法实现正常切换的技术问题。 

为解决上述技术问题，本实用新型采用以下技术方案予以实现：一种音频信号切换电路，包括一路正压供电功放芯片和至少一路正负压供电功放芯片，以及一路电声器件，其中所述正压供电功放芯片的音频输出端直接连接所述电声器件，所述至少一路正负压供电功放芯片的音频输出端各自通过隔直电容连接一路第一音频开关，经第一音频开关连接所述电声器件；其中，隔直电容与第一音频开关之间连接 有上拉电阻。 

进一步的，所述隔直电容的正极连接所述第一音频开关，负极连接所述正负压供电功放芯片。 

进一步的，所述隔直电容与所述第一音频开关之间还连接有下拉电阻。 

进一步的，所述正压供电功放芯片为D类功放，所述正负压供电功放芯片为AB类功放。 

进一步的，所述正负压供电功放芯片与所述隔直电容之间串联有匹配电阻。 

进一步的，所述隔直电容的负极端连接有对地电阻。 

进一步的，所述第一音频开关与所述隔直电容之间连接有第二音频开关。 

进一步的，所述第一音频开关与所述第二音频开关的供电电压大于功放芯片的供电电压。 

进一步的，所述第一音频开关和/或所述第二音频开关连接有泄放电阻。 

基于上述音频信号切换电路，本实用新型又提供了一种采用所述音频信号切换电路设计的移动终端，通过将移动终端的正压供电功放芯片的音频输出端直接连接与电声器件，比如移动终端中用于外放铃音的用正压供电的D类功放芯片，而其余各路正负压供电功放芯片(比如用于处理通过无线网络传输过来的语音信号的正负压供电的AB类功放芯片等)的音频输出端则各自通过隔直电容连接一路第一 音频开关，经第一音频开关连接所述电声器件；其中，隔直电容与第一音频开关之间连接有上拉电阻，从而将交流音频信号转变为具有直流分量的音频信号，则所述移动终端中的正压供电的D类功放芯片输出的音频信号和正负压供电的AB类功放芯片输出的音频信号，都可以采用正压供电的音频开关实现多路音频的切换输出。 

与现有技术相比，本申请实施例提供的技术方案，具有的技术效果或优点是：在正负压供电的功放芯片与正压供电的音频开关中间串联隔直电容，与现有技术中隔直电容用来将带有直流分量的信号变成不带有直流分量的信号不同的是，这里的隔直电容的正极接音频开关，而负极连接功放芯片的输出端，并在隔直电容的正极端连接上拉电阻，由此，交流音频信号经隔直电容后，由于上拉电阻给隔直电容的正极端提供了正压，从而交流信号成为带有直流分量的音频信号，由此，隔直电容将不带有直流分量的音频信号变成带有直流分量的音频信号，从而能够使用正压供电的音频开关进行音频信号输出的切换，不会出现使音频信号中原低于0伏的部分不能通过正压供电的音频开关的技术问题；那么，在既存在正压供电的功放芯片又存在正负压供电的功放芯片时，可以使用正压供电的音频开关实现所有功放芯片输出的音频信号之间的切换，而不会出现使用正压供电音频开关时，无法通过正负压供电的功放芯片输出的音频信号低于0伏部分的信号的技术问题，也不会出现使用正负压供电音频开关时，使正压供电的功放芯片内部防静电二极管被导通从而使输出音频的低于-0.3伏部分的信号被削掉的技术问题。 

附图说明

图1为现有技术中所有功放芯片都是正压供电的输出音频信号切换电路图； 

图2(a)为正压供电的功放输出信号示意图； 

图2(b)为正负压供电的功放输出信号示意图； 

图3为本申请实施例一中提供的音频信号切换电路图； 

图4为本申请实施例二中提供的音频信号切换电路图。 

具体实施方式

本申请实施例通过提供一种音频信号切换电路及具有所述电路的移动终端，以解决当输出音频中既有正压供电功放输出的音频信号，又有正负压供电功放输出的音频信号时，使用正压供电的音频开关和使用正负压供电的音频开关进行切换都无法实现正常切换的技术问题。 

在移动终端的硬件设计中，尤其是手机的电路设计中，通常使用输出功率较大的D类功放推动扬声器来实现铃声外放的功能，使用输出功率可以较小的AB类功放推动受话器来实现语音通话，而目前最为通用的是将扬声器与受话器合并的电声器件，因此就存在一个在多路输出音频中切换输出的问题。通常采用音频开关实现各路音频之间的切换输出即可，其前提是，所有的功放芯片都采用正压供电，输出的音频信号都是带有直流分量，因此采用正压供电的音频开关即可实现各路音频之间的切换。但是，目前，越来越多的移动终端中，开始采用具有负压功能的AB类功放芯片，这种新型的功放芯片区别于以往的功放芯片的主要特征是，以往的功放芯片采用正压供电，输出的信号具有直流分量，而新型的功放芯片采用正负压供电，输出的信号不具有直流分量，这种情况下，当需要使用音频开关进行音频信号切 换时，既有带有直流分量的音频信号，又有不带直流分量的音频信号，两种类型的信号通过正压供电的音频开关进行切换时，会使正负压供电的AB类功放输出的音频信号中低于0伏的部分被削掉，而该两种类型的信号通过正负压供电的音频开关进行切换时，在电路连接上，加在音频开关上的负压也加在了正压供电的D类功放芯片的输出端上，这个负压会导致D类功放内部的防静电二极管被导通，使输出的音频信号中低于-0.3伏的部分被削掉。 

本申请实施例为了解决上述技术问题，将正压供电功放芯片(比如移动终端中用于外放铃音的用正压供电的D类功放芯片)的音频输出端直接连接与电声器件，而其余正负压供电功放芯片(比如用于处理语音信号的正负压供电的AB类功放芯片等)的音频输出端则各自通过隔直电容连接一路第一音频开关，经第一音频开关连接所述电声器件，其中，隔直电容与第一音频开关之间连接有上拉电阻，从而将交流音频信号转变为具有直流分量的音频信号，则正压供电的D类功放芯片输出的音频信号和正负压供电的AB类功放芯片输出的音频信号，都是具有直流分量的音频信号，可以采用正压供电的音频开关实现多路音频的切换输出。 

为了更好的理解上述技术方案，下面将结合说明书附图以及具体的实施方式，对上述技术方案进行详细的说明。 

实施例一 

如图3所示为本实施例的音频信号切换电路的电路图；正压VCC1供电的D类功放的输出直接连接电声器件，而正负压(VCC2+和VCC2-)供电的AB类功放的输出通过一正压VCC4供电的音频开关S1连接电声器件；其中，如果将D类功放的输出也通过音频开关进行切换，则D类功放输出的较大功率的音频信号会对音频开关产生冲击，并且， 由于音频开关在导通状态下都会存在一个导通阻抗，一般情况下该阻抗为0.5欧姆左右，对于输出的差分音频信号而言，整个负载就会增加1欧姆左右的导通阻抗，而常规的手机等移动终端所使用的电声器件的阻抗一般为8欧姆，这种情况下，相当于九分之一的能量消耗在了音频开关上，因此，为了避免因音频开关的导通而导致的能量消耗，本申请实施例中将D类功放芯片的输出端直接连接到了电声器件上。 

在正负压供电的AB类功放输出的差分音频信号和正压供电的音频开关S1之间连接有隔直电容C1和C2，一般情况下，隔直电容的正极端连接功放输出端，负极端连接音频开关，隔直电容起到了隔离直流分量的作用，而在本实施例中，将隔直电容C1和C2的正极端连接音频开关S1，负极端连接AB类功放的输出端，并且在C1和C2的正极端分别上拉电阻R5和R6，R5与R6的阻值相等，上拉电源为VCC3；AB类功放输出的没有直流分量的交流音频信号经过C1和C2后，因为通过上拉电阻R5和R6的上拉电源VCC3而具有了直流分量VS，则将正负压供电的AB类功放输出的交流音频信号转换成了具有直流分量VS的音频信号。 

VCC3的选择，需要使得VS的取值满足：，从而使得当AB类功放输出最大信号时，不会出现负压信号，才能保证使用正压供电的音频开关时，音频信号低于0伏的部分不会被削掉。 

C1和C2优选为钽电容，容值在100微法以上，以提升低频带宽，保证音质；需要注意的是，区别于常规隔直电容，本电路的钽电容的正极远离AB类功放的输出端。 

通过本实施例提供的音频信号切换电路，从正负压供电的AB类功放输出的没有直流分量的交流音频信号，进过本实施例提供的隔直电容C1和C2以及上拉电阻R5和R6后，被转换成了具有直流分量的 音频信号，只要上拉电源以及上拉电阻的取值满足上面所述的条件，则交流音频信号低于0伏的部分被提升到了0伏以上，因此可以采用普通的正压供电的音频开关S1来进行音频的切换，正压供电的音频开关S1不会对正压供电的D类功放的输出端产生影响，也即D类功放输出端防静电的二极管不会被导通，则在既存在正压供电的功放芯片又存在正负压供电的功放芯片时，可以使用正压供电的音频开关实现所有功放芯片输出的音频信号之间的切换，而不会出现使用正压供电音频开关时，无法通过正负压供电的功放芯片输出的音频信号低于0伏部分的信号的技术问题，也不会出现使用正负压供电音频开关时，使正压供电的功放芯片内部防静电二极管被导通从而使输出音频的低于-0.3伏部分的信号被削掉的技术问题。 

实施例二 

进一步的，如图4所示，在实施例一的基础上，本申请实施例在隔直电容C1和C2与音频开关S1之间还连接有对地电阻R7和R8，R7与R8的阻值相等，这时，经过隔直电容C1和C2的交流信号，因为R5和R7的分压，以及R6和R8的分压而被转换成具有直流分量VS的音频信号；其中或者；VS的取值需要满足：，使得当AB类功放输出最大信号时，不会出现负压信号，则或者，以保证使用正压供电的音频开关时，音频信号低于0伏的部分不会被削掉。 

一般功放芯片在关闭模式时，输出端是高阻态，那么在音频信号切换电路刚开始工作的时候，相当于只在隔直电容C1和C2的正极上加电压，而负极上是开路状态，这样，隔直电容不能实现预充电；而当音频信号切换电路开始工作后，输出端不是高阻态，这时会产生充电电流，此时的充电电流会影响功放芯片的工作，使得在功放芯片刚刚开启时性能有所下降，因此，在本实施例中，在隔直电容C1和C2 的负极端增加对地电阻R3和R4作为电容充放电的通路，这样，只要VCC3上电，即可完成对隔直电容C1和C2的充放电，而不需要等到功放芯片开始工作时才对隔直电容充放电，从而不会降低功放芯片开启时的性能。而R3和R4的取值要求远远大于电声器件的电阻，例如电声器件的电阻时8欧姆时，R3和R4的取值在1K左右。 

进一步，在AB类功放与隔直电容之间串联匹配电阻R1和R2，因为D类功放的输出阻抗一般为8欧姆，而AB类功放的输出阻抗一般为32欧姆，这时，增加R1＝R2＝12欧姆的电阻，即可实现阻抗的匹配。 

在不同的应用场景下，根据串扰的大小判断，当串扰不大时，可以只使用一个音频开关S1，而当串扰比较大时，则可以增加一个音频开关S2，如图4所示，同样是正压供电的音频开关S2设置在S1与电声器件之间，两个开关S1和S2的供电电源VCC4的取值需要大于给D类功放供电的正压VCC1；图4中，S1和S2保持的状态是电声器件接通D类功放的输出端，而断开与AB类功放输出端的连接。 

现实使用中，D类功放输出到电声器件的音频信号为方波信号，该方波信号的上升沿的过冲瞬时会超过音频开关的供电电压，从而有可能造成开关的损坏；并且高频的方波信号会通过音频开关串扰到其他的音频输出通道上，从而有可能影响甚至损坏其他通道上的功放芯片，例如本实施例中的AB类功放，因此，需要在音频开关S1或者S2上(当然，也可以同时在两个开关上)连接对地的泄放电阻，以达到泄放串扰的目的，如图4中的S2上连接的泄放电阻R9和R10，为了达到泄放串扰的目的，R9和R10的取值比较小，例如12欧姆。 

基于上述音频信号切换电路，本实用新型又提供了一种采用所述音频信号切换电路设计的移动终端，通过将移动终端的正压供电功放 芯片的音频输出端直接连接与电声器件，比如移动终端中用于外放铃音的用正压供电的D类功放芯片，而其余正负压供电功放芯片(比如用于处理通过无线网络传输过来的语音信号的正负压供电的AB类功放芯片等)的音频输出端则各自通过隔直电容连接一路第一音频开关，经第一音频开关连接所述电声器件；其中，隔直电容与第一音频开关之间连接有上拉电阻，从而将交流音频信号转变为具有直流分量的音频信号，则所述移动终端中的正压供电的D类功放芯片输出的音频信号和正负压供电的AB类功放芯片输出的音频信号，都可以采用正压供电的音频开关实现多路音频的切换输出。 

上述本申请实施例中的一个或多个技术方案，至少具有如下的技术效果或优点为： 

在正负压供电的功放芯片与正压供电的音频开关中间串联隔直电容，与现有技术中隔直电容用来将带有直流分量的信号变成不带有直流分量的信号不同的是，这里的隔直电容的正极接音频开关，而负极连接功放芯片的输出端，并在隔直电容的正极端连接上拉电阻，由此，交流音频信号经隔直电容后，由于上拉电阻给隔直电容的正极端提供了正压，从而交流信号成为带有直流分量的音频信号，由此，隔直电容将不带有直流分量的音频信号变成带有直流分量的音频信号，从而能够使用正压供电的音频开关进行音频信号输出的切换，不会出现使音频信号中原低于0伏的部分不能通过正压供电的音频开关的技术问题；那么，在既存在正压供电的功放芯片又存在正负压供电的功放芯片时，可以使用正压供电的音频开关实现所有功放芯片输出的 音频信号之间的切换，而不会出现使用正压供电音频开关时，无法通过正负压供电的功放芯片输出的音频信号低于0伏部分的信号的技术问题，也不会出现使用正负压供电音频开关时，使正压供电的功放芯片内部防静电二极管被导通从而使输出音频的低于-0.3伏部分的信号被削掉的技术问题。 

应当指出的是，上述说明并非是对本实用新型的限制，本实用新型也并不仅限于上述举例，本技术领域的普通技术人员在本实用新型的实质范围内所做出的变化、改性、添加或替换，也应属于本实用新型的保护范围。 

Claims (10)

1.一种音频信号切换电路, 其特征在于，包括一路正压供电功放芯片和至少一路正负压供电功放芯片，以及一路电声器件，其中所述正压供电功放芯片的音频输出端直接连接所述电声器件，所述至少一路正负压供电功放芯片的音频输出端各自通过隔直电容连接一路第一音频开关，经第一音频开关连接所述电声器件；其中，隔直电容与第一音频开关之间连接有上拉电阻。

2.根据权利要求1所述的音频信号切换电路，其特征在于，所述隔直电容的正极连接所述第一音频开关，负极连接所述正负压供电功放芯片。

3.根据权利要求1所述的音频信号切换电路，其特征在于，所述隔直电容与所述第一音频开关之间还连接有下拉电阻。

4.根据权利要求1所述的音频信号切换电路，其特征在于，所述正压供电功放芯片为D类功放，所述正负压供电功放芯片为AB类功放。

5.根据权利要求1所述的音频信号切换电路，其特征在于，所述正负压供电功放芯片与所述隔直电容之间串联有匹配电阻。

6.根据权利要求1所述的音频信号切换电路，其特征在于，所述隔直电容的负极端连接有对地电阻。

7.根据权利要求1所述的音频信号切换电路，其特征在于，所述第一音频开关与所述隔直电容之间连接有第二音频开关。

8.根据权利要求7所述的音频信号切换电路，其特征在于，所述第一音频开关与所述第二音频开关的供电电压大于功放芯片的供电电压。

9.根据权利要求7所述的音频信号切换电路，其特征在于，所述第一音频开关和/或所述第二音频开关连接有泄放电阻。

10.一种移动终端，其特征在于，包括有如权利要求1-9任一项权利要求所述的音频信号切换电路。