CN206452533U - 一种音频自适应升压电路、boost芯片及音频设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型适用于集成电路领域，提供了一种音频自适应升压电路、BOOST芯片及音频设备，该电路包括：输入电压检测单元，其电源检测端与电源连接；音频信号检测单元，其输入端通过外接电阻RA1、外接电阻RA2与音频处理单元的音频输入端连接；电压控制单元，其档位控制端与输入电压检测单元的输出端连接，其等级控制端与音频信号检测单元的输出端连接；升压单元，其输入端与电压控制单元的输出端连接，其输出端同时与电压控制单元的输入端和音频处理单元的供电端连接。本实用新型自动检测电源电量，对应选择升压范围，增大了升压范围，降低了损耗，并进一步根据音频大小调节升压输出，并且使升压增益与音频增益保持匹配，将损耗降到最低。

Description

一种音频自适应升压电路、BOOST芯片及音频设备

技术领域

本实用新型属于集成电路领域，尤其涉及一种音频自适应升压电路、BOOST芯片及音频设备。

背景技术

随着便携式音频设备近几年在全球范围迅速普及，电池供电音频设备的发展迅速，便携式音频设备对电池供电的续航能力也提出了越来越高的要求。对于提高电池的续航能力，无非就是从两个方面着手：一是提高电池的容量；二是提高电池的工作效率，减小损耗。对于提高电池容量，由于受到体积的限制，音频设备的便携性与续航能力具有不可调和的矛盾，因此降低损耗成为当前提高音频设备续航能力的关键。

在现有技术中，BOOST(升压)电路作为音频处理不可或缺的供电单元，为了能够满足大功率音频处理的供电需求，在小功率音频处理时也一直保持输出较高的电压范围，从而导致了功率损耗很大，严重影响了续航能力。

实用新型内容

本实用新型实施例的目的在于提供一种音频自适应升压电路，旨在解决现有升压电路无法调整电压输出范围以适应不同的音频功放的升压需求，从而导致功率损耗大的问题。

本实用新型实施例是这样实现的，一种音频自适应升压电路，与电源和音频处理单元连接，所述电路包括：

输入电压检测单元，用于检测并判断所述电源的电压档位，对应生成电源电压档位信号，所述输入电压检测单元的电源检测端与所述电源连接；

音频信号检测单元，用于检测音频输入信号的电压幅度，并根据音频信号的电压幅度生成音频幅值等级信号，所述音频信号检测单元的输入端通过外接电阻RA1、外接电阻RA2与所述音频处理单元的音频输入端连接；

电压控制单元，用于根据电源电压档位信号选择对应的电压档位，并根据所述音频幅值等级信号在已选择的电压档位中选择对应的电压等级的升压控制信号，所述电压控制单元的档位控制端与所述输入电压检测单元的输出端连接，所述电压控制单元的等级控制端与所述音频信号检测单元的输出端连接；

升压单元，用于根据所述升压控制信号进行升压，输出升压电位为所述音频处理单元供电，所述升压单元的输入端与所述电压控制单元的输出端连接，所述升压单元的输出端同时与所述电压控制单元的输入端和所述音频处理单元的供电端连接。

进一步地，所述电源电压档位信号包括高档电压信号和低档电压信号，所述输入电压检测单元中预设第一阈值，当所述电源的电压大于所述第一阈值时生成高档电压信号，当所述电源的电压小于第一阈值时生成低档电压信号；或

所述电源电压档位信号包括高档电压信号、中档和低档电压信号，所述输入电压检测单元中预设第一阈值和第二阈值，所述第一阈值小于第二阈值，当所述电源的电压大于所述第二阈值时生成高档电压信号，当所述电源的电压小于第二阈值且大于所述第一阈值时生成中档电压信号，当所述电源的电压小于第一阈值时生成低档电压信号。

更进一步地，所述电源电压档位信号包括高档电压信号、中档和低档电压信号，输入电压检测单元还包括一外部控制端，通过所述外部控制端接收外部控制信号；

所述外部控制信号为高电平时，所述输入电压检测单元生成高档电压信号；

所述外部控制信号为低电平时，通过所述输入电压检测单元中预设的第一阈值判断所述电源电压档位信号的档位，当所述电源的电压大于所述第一阈值时生成中档电压信号，当所述电源的电压小于第一阈值时生成低档电压信号。

更进一步地，所述输入电压检测单元包括：

将所述电源电压进行分压处理的第一分压模块，所述第一分压模块的输入端为所述输入电压检测单元的电源检测端；

将分压后的电源电压与第一阈值比较，生成电源等级判断信号的比较模块，所述比较模块的正向输入端与所述第一分压模块的输出端连接，所述比较模块的负向输入端接收所述第一阈值；

根据外部控制信号和电源等级判断信号生成所述电源电压档位信号的第一逻辑模块，所述第一逻辑模块的第一输入端为所述输入电压检测单元的外部控制端，所述第一逻辑模块的第二输入端与所述比较模块的输出端连接，所述第一逻辑模块的第一输出端和第二输出端均为所述输入电压检测单元的输出端；

所述第一阈值为所述升压单元提供的基准信号。

更进一步地，所述音频信号检测单元具有一个或多个输入端，以检测单声道或多声道的音频输入信号，所述音频信号检测单元包括：

为外部电阻提供增益设置比例，从而调整所述升压单元的增益，使所述升压单元的增益与所述音频处理单元的增益匹配的第二分压模块，所述第二分压模块的一个或多个分压输出端为所述音频信号检测单元的输入端，所述第二分压模块的共模输入端接收共模电压信号；

将每一声道的音频输入信号转换为全差分信号的差分放大模块，所述差分放大模块的第一输入端与所述第二分压模块的共模接收端连接，所述差分放大模块的第二输入端和/或第三输入端同时为所述音频信号检测单元的一个或多个输入端；

将所述全差分信号与各峰值检测模块中的内部基准电压进行峰值比较，分别生成逻辑控制信号的多个峰值检测模块，每一所述峰值检测模块均与差分放大模块的一对或多对差分输出端连接，多个峰值检测模块中的内部基准电压呈梯度式递减，以实现对音频信号的电压幅度的等级判断；

根据多个逻辑控制信号生成音频幅值等级信号的第二逻辑模块，所述第二 逻辑模块的多个输入端分别与多个峰值检测模块的输出端对应连接，所述峰值检测模块的多个输出端均为所述音频信号检测单元的输出端。

更进一步地，所述峰值检测模块数量为N，所述音频幅值等级信号的等级数量为N+1；

所述共模电压信号由所述升压单元提供。

更进一步地，所述电压控制单元包括：

根据所述升压电位进行分压，生成多组分压信号的第三分压模块，每组分压信号具有梯度式电压等级，所述第三分压模块的输入端为所述电压控制单元的输入端；

根据所述电源电压档位信号选择通过一组电压档位对应的分压信号的档位选通模块，所述档位选通模块的多个输入端与所述第三分压模块的多个输出端对应连接，所述档位选通模块的多个控制端为所述电压控制单元的多个档位控制端；

根据所述音频幅值等级信号在一组分压信号中选择通过一个电压等级对应的分压信号作为所述电压等级信号的等级选通模块，所述等级选通模块的多个输入端与所述档位选通模块的多个输出端对应连接，所述等级选通模块的多个控制端为所述电压控制单元的多个等级控制端。

更进一步地，所述第三分压模块输出N组分压信号，每组分压信号具有M个等级的分压信号；

则，所述档位选通模块包括M个N选一数选器，每组分压信号均与N选一数选器的相同序号的输入端连接，N选一数选器的N个控制端为所述档位选通模块的控制端，多个N选一数选器的输出端为档位选通模块的多个输出端；

则，所述等级选通模块为M选一数选器，所述M选一数选器的多个输入端为所述等级选通模块的输入端，所述M选一数选器的多个控制端为所述等级选通模块的多个控制端，所述M选一数选器的输出端为所述等级选通模块的输出端。

本实用新型实施例的另一目的在于，提供一种包括上述音频自适应升压电路的BOOST芯片。

本实用新型实施例的另一目的在于，提供一种包括上述BOOST芯片的音频设备。

本实用新型实施例首先通过输入电压检测单元检测并判断电源电量的电压档位，在高电量时输出高电压升压范围，在低电量时输出低电压升压范围，有效提高了输入升压范围，能够满足大功率的音频设备的升压需求，降低小功率音频的损耗，延长了电池的续航时间，并且控制灵活、成本低；

其次进一步通过音频信号检测单元根据音频信号的大小选择输出对应等级的电压信号，实现升压输出与音频幅度的匹配，从而进一步减小了电路的功率损耗；

另外，还可以通过外接电阻调节升压单元的增益，从而使升压单元的增益与音频处理的增益保持匹配，使工作损耗降到最低。

附图说明

图1为本实用新型实施例提供的音频自适应升压电路的结构图；

图2为本实用新型实施例提供的音频自适应升压电路中输入电压检测单元的示例电路图；

图3为本实用新型实施例提供的音频自适应升压电路中音频信号检测单元的示例电路图；

图4为本实用新型实施例提供的音频自适应升压电路中电压控制单元的示例电路图。

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。此外，下面所描述的本实用新型各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

本实用新型实施例自动检测电源电量，在高电量时输出高电压升压范围，在低电量时输出低电压升压范围，有效提高了输入升压范围，能够满足大功率的音频设备的升压需求，降低小功率音频的损耗，延长了电池的续航时间，并且控制灵活、成本低；并且进一步根据音频信号的大小选择输出对应等级的电压信号，实现升压输出与音频幅度的匹配，进一步减小了电路的功率损耗；另外还可以调节升压的增益，使其与音频处理的增益保持匹配，使工作损耗降到最低。

图1示出了本实用新型实施例提供的音频自适应升压电路的结构，为了便于说明，仅示出了与本实用新型相关的部分。

作为本实用新型一实施例，该音频自适应升压电路可以封装于各种BOOST芯片中，并进一步应用于音箱、K歌宝等音频设备，以及手机或电子产品的音频单元中。

作为本实用新型一实施例，该音频自适应升压电路1与电源和音频处理单元2连接，包括：

输入电压检测单元11，用于检测并判断电源的电压档位，对应生成电源电压档位信号，输入电压检测单元11的电源检测端VBAT与电源连接。

在本实用新型实施例中，该电源电压档位信号可以通过多个位的逻辑信号实现，包括高档电压信号和低档电压信号，例如当输入电压检测单元11具有两个输出端分别输出逻辑信号HD和HS，当逻辑信号HD＝0，HS＝1时，该电源电压档位信号为低档电压信号，当逻辑信号HD＝1，HS＝0时，该电源电压档位信号为高档电压信号。

进一步地，可以在输入电压检测单元11中预设第一阈值，当电源的电压大于第一阈值时生成高档电压信号，当电源的电压小于第一阈值时生成低档电压 信号。

当然，电源电压档位信号也可以分为三档或更多档，例如高档、中档和低档电压信号，输入电压检测单元11中对应预设两个阈值，第一阈值和第二阈值，第一阈值小于第二阈值，当电源的电压大于第二阈值时生成高档电压信号，当电源的电压小于第二阈值且大于第一阈值时生成中档电压信号，当电源的电压小于第一阈值时生成低档电压信号。

优选地，对于三档检测还可以通过增加外部控制信号HT来实现，具体地，输入电压检测单元11还包括一外部控制端，通过外部控制端接收外部控制信号HT；

外部控制信号HT为高电平时，输入电压检测单元11生成高档电压信号；

外部控制信号HT为低电平时，通过输入电压检测单元11中预设的第一阈值判断电源电压档位信号的档位，当电源的电压大于第一阈值时生成中档电压信号，当电源的电压小于第一阈值时生成低档电压信号。

上述阈值既可以在该音频自适应升压电路1中设置基准单元生成，也可以复用升压单元14中的基准单元，由升压单元14提供。

本实用新型实施例在一节电池、两节电池供电时能够自动检测，在三节电池供电时，仅通过一个控制引脚即可实现升压输出范围的灵活控制，既能满足大功率音频的升压需求，也能够降低小功率音频工作时的损耗。

另外，对于电源，既可以是一个大容量的蓄电池，也可以是干电池、锂电池，或者是直流电源，在对大容量的蓄电池检测时，检测的是电池电量的高低，对于小容量的干电池或锂电池检测时，可以检测电池的数量，例如当前为一节电池、两节电池还是三节电池，根据电池电量的高低或者电池的数量来控制升压输出VOUT的范围，例如，当检测到当前电源为一节电池时，生成低档电压信号，该电压档位对应一个升压输出的电压范围，例如低档电压信号对应的升压输出为5V-10V，当当前电源为两节电池时，生成中档电压信号，对应升压输出为9V-15V，当当前电源为三节电池时，生成高档电压信号，对应升压输出为 14V-18V，并且可以进一步根据音频输入信号的电压幅值(或功率)在该档位中选择一个对应等级的电压信号输出。

音频信号检测单元12，用于检测音频输入信号的电压幅度，并根据音频信号的电压幅度生成音频幅值等级信号，音频信号检测单元12的输入端可以是单输入端的用来接收单声道音频信号，也可以是双输入端用来接收双声道音频信号，以双声道为例，音频信号检测单元12的双输入端A_INL、A_INR通过外接电阻RA1、外接电阻RA2与音频处理单元2的音频输入端Audio_L、Audio_R连接。

在本实用新型实施例中，外接电阻RA1、外接电阻RA2指在芯片外部连接的电阻，该音频幅值等级信号可以通过多个位的逻辑信号FBS1、FBS2、FBS3、FBS4实现，当检测到音频输入信号的电压幅度或功率较大时，生成第一等级的音频幅值等级信号，FBS1＝1、FBS2＝0、FBS3＝0、FBS4＝0；当检测到音频输入信号的电压幅度或功率较小时生成第四等级的音频幅值等级信号FBS1＝0、FBS2＝0、FBS3＝0、FBS4＝1；当然，还可以通过更多位的逻辑信号在一个电压范围中划分出更多的等级，此处并不限定。

电压控制单元13，用于根据电源电压档位信号选择对应的电压档位，并根据音频幅值等级信号在已选择的电压档位中选择对应的电压等级信号，电压控制单元13的档位控制端与输入电压检测单元11的输出端HD、HS连接，电压控制单元13的等级控制端与音频信号检测单元12的输出端连接。

当输入电压检测单元11具有外部控制端时，电压控制单元13的一个档位控制端应与输入电压检测单元11的外部控制端连接，该外部控制信号HT同时作为电压控制单元13的电源电压档位信号中的一个逻辑位。

升压单元14，用于对电压等级信号进行升压，输出升压电位为音频处理单元2供电，升压单元14的输入端与电压控制单元13的输出端连接，升压单元14的输出端同时与电压控制单元13的输入端和音频处理单元2的供电端连接。

在本实用新型实施例中，工作时，输入电压检测单元11首先检测外部控制 信号HT的电平，当HT＝1时，判定当前输入电源为高电量(三节电池)；当HT＝0时，那么继续检测电源电压，若电源电压低于第一阈值的时长超过第一延时时长，则判定当前输入电源为低电量(一节电池)，输出逻辑信号HD＝0，HS＝1；当HT＝0，且电源电压高于第一阈值的时长超过第二延时时长，则判定当前输入电源为中电量(两节电池)，输出逻辑信号HD＝1，HS＝0，上述第一、第二延时时长可以设置在毫秒数量级，且第一、第二延时时长可以设置为一个范围。

作为本实用新型一优选实施例，可以通过将外部控制端与系统电压VDD使HT＝1(高电平)，通过将外部控制端通过下拉电阻接地使HT＝0(低电平)。

然后，再由音频信号检测单元12检测音频输入信号的电压幅度，生成音频幅值等级信号FBS1、FBS2、FBS3、FBS4，电压控制单元13根据HT、HD、HS及FBS1、FBS2、FBS3、FBS4确定输出电压的范围和等级生成电压等级信号FB，最后由升压单元14对FB升压，为音频处理单元2供电。

本实用新型实施例首先通过输入电压检测单元检测并判断电源电量的电压档位，在高电量时输出高电压升压范围，在低电量时输出低电压升压范围，有效提高了输入升压范围，能够满足大功率的音频设备的升压需求，降低小功率音频的损耗，延长了电池的续航时间，并且控制灵活、成本低；

其次进一步通过音频信号检测单元根据音频信号的大小选择输出对应等级的电压信号，实现升压输出与音频幅度的匹配，从而进一步减小了电路的功率损耗；

另外，还可以通过外接电阻调节升压单元的增益，从而使升压单元的增益与音频处理的增益保持匹配，使工作损耗降到最低。

图2示出了本实用新型实施例提供的音频自适应升压电路中输入电压检测单元的示例电路结构，为了便于说明，仅示出了与本实用新型相关的部分。

作为本实用新型一实施例，输入电压检测单元11包括：

第一分压模块111，用于将电源电压进行分压处理，第一分压模块111的 输入端为输入电压检测单元11的电源检测端。

优选地，第一分压模块111包括电阻R1和电阻R2；

电阻R1的一端为第一分压模块111的输入端，电阻R1的另一端为第一分压模块111的输出端通过电阻R2接地。

比较模块112，用于将分压后的电源电压与第一阈值比较，生成电源等级判断信号，比较模块112的正向输入端与第一分压模块111的输出端连接，比较模块112的负向输入端接收第一阈值。

优选地，比较模块112为比较器COMP，该比较器COMP的正向输入端为比较模块112的正向输入端，比较器COMP的负向输入端为比较模块112的负向输入端，比较器COMP的输出端为比较模块112的输出端。

第一逻辑模块113，用于根据外部控制信号HT和电源等级判断信号生成电源电压档位信号，第一逻辑模块113的第一输入端为输入电压检测单元11的外部控制端，第一逻辑模块113的第二输入端与比较模块112的输出端连接，第一逻辑模块113的第一输出端和第二输出端均为输入电压检测单元11的输出端。

优选地，第一阈值为升压单元14提供的基准信号VREF。

在本实用新型实施例中，电源电压通过电阻R1、电阻R2分压输出电压VDIV，作为比较器COMP的正向输入端，比较器的负向输入端可以采用电路内部产生的基准电压VREF，或者由外部电路提供基准电压VREF，当电阻分压后得到的VDIV低于VREF时，则比较器COMP输出端OUT1＝0，并作为一个逻辑输入信号输出给第一逻辑模块113，且HT＝0，第一逻辑模块113输出HD＝0，HS＝1，判定当前电源为一节电池(低电量)，对应输出低档位的电压信号；当电阻分压后得到的的VDIV高于VREF时，则比较器COMP的输出端OUT1＝1，并作为一个逻辑输入信号输出给第一逻辑模块113，且HT＝0，第一逻辑模块113输出HD＝1，HS＝0，判定当前电源为两节电池(中等电量)，对应输出中档位的电压信号。

在本实用新型实施例中，根据HS、HD可以判定当前电源电量的高低，HT可以控制电路进入三节电池(高电量)对应的输出模式。当HS＝1，HD＝0，HT＝0，升压输出选择低压电压输出范围5V～10V；当HS＝0，HD＝1，HT＝0，选择中档升压电压输出范围9V～15V；当HS＝0，HD＝0，HT＝1，选择高压升压电压输出范围14V～18V。

本实用新型实施例既能够实现对电源电量的自动检测，也能够仅通过一个控制引脚来实现升压输出范围的灵活控制，既满足了大功率音频的升压需求，也降低小功率音频的工作损耗。

图3示出了本实用新型实施例提供的音频自适应升压电路中音频信号检测单元的示例电路结构，为了便于说明，仅示出了与本实用新型相关的部分。

作为本实用新型一实施例，音频信号检测单元12可以具有一个或多个输入端，用于检测单声道或多声道的音频输入信号，包括：

第二分压模块121，用于为外部电阻RA1、外部电阻RA2提供增益设置比例，从而通过外接电阻的与第二分压模块121调整升压单元14的增益，使升压单元14的增益与音频处理单元2的增益匹配，第二分压模块121的一个或多个分压输出端为音频信号检测单元12的输入端，第二分压模块121的共模输入端接收共模电压信号VCOM，该共模电压信号优选由升压单元14提供。

优选地，第二分压模块121具有第一、第二输入端，第一输入端A_INL通过外接电阻RA1与音频处理单元2的左声道音频输入端连接，用于接收左声道音频信号Audio_L，第二输入端A_INR通过外接电阻RA2与音频处理单元2的右声道音频输入端连接，用于接收右声道音频信号Audio_R，第二分压模块121包括：电阻R3和电阻R4；

电阻R3的一端为第二分压模块121的第一输入端，电阻R3的另一端为第二分压模块121的共模输入端与电阻R4的一端连接，电阻R4的另一端为第二分压模块121的第二输入端。

差分放大模块122，用于将每一声道的音频输入信号转换为全差分信号， 差分放大模块的第一输入端与第二分压模块121的共模接收端连接，差分放大模块122的第二输入端和/或第三输入端同时为音频信号检测单元12的一个或多个输入端。

优选地，差分放大模块122具有第一、第二、第三输入端，第一对差分输出端和第二对差分输出端，差分放大模块122包括：第一差分放大器AMPL和第二差分放大器AMPR；

第一差分放大器AMPL的正向差分输入端为差分放大模块122的第二输入端，第一差分放大器AMPL的反向差分输入端和共模输入端同时为差分放大模块122的第一输入端，第二差分放大器AMPR的正向输入端为差分放大模块122的第三输入端，第二差分放大器AMPR的反向输入端和共模输入端同时为差分放大模块122的第一输入端，第一差分放大器AMPL的正向输出端和反向输出端分别为差分放大模块122的第一对差分输出端，第二差分放大器AMPR的正向输出端和反向输出端分别为差分放大模块122的第二对差分输出端。

多个峰值检测模块123，用于将全差分信号与各峰值检测模块中的内部基准电压进行峰值比较，分别生成逻辑控制信号，每一峰值检测模块均与差分放大模块的一对或多对差分输出端连接，多个峰值检测模块中的内部基准电压呈梯度式递减，以实现对音频信号的电压幅度的等级判断。

优选地，音频信号检测单元12包括三个峰值检测模块分别为第一峰值检测模块PEAK_DETA、第二峰值检测模块PEAK_DETB、第三峰值检测模块PEAK_DETC，每一峰值检测模块均有四个输入端，其中第一、第二输入端与差分放大模块122的第一对差分输出端连接，第三、第四输入端与差分放大模块122的第二对差分输出端连接，三个峰值检测模块的输出端分别与第二逻辑模块的三个输入端连接。

第二逻辑模块124，用于根据多个峰值检测模块生成的逻辑控制信号生成音频幅值等级信号，第二逻辑模块的多个输入端分别与多个峰值检测模块的输出端对应连接，峰值检测模块的多个输出端均为音频信号检测单元12的输出 端。

能够想到地，若峰值检测模块数量为N，则音频幅值等级信号的等级数量为N+1。

在本实用新型实施例中，可以通过调整外接电阻RA1、外接电阻RA2的阻值，来改变升压单元14的增益，外接电阻RA1、外接电阻RA2与电阻R1、电阻R2与升压单元14和音频处理单元2的增益间具有一定的函数关系，具体为：

对于单端音频信号：

对于全差分音频信号：

其中，B为升压单元14的增益，A为音频处理单元2的增益。

可以看出，通过外接电阻RA1与电阻R1之间的设置比例，可以确定音频处理单元2与升压单元14之间的增益比例，或因此可以通过调整外接电阻RA1、外接电阻RA2的阻值，来调整音频处理单元2与升压单元14之间的增益比例关系，从而使升压单元14的增益与音频处理单元2的增益匹配，减小电源损耗。

在本实用新型实施例中，12既可以检测单声道的音频信号，也可以检测双声道的音频信号，对于检测双声道音频信号，音频信号检测单元12的两个输入端A_INL和A_INR分别接收左、右声道的音频信号，对于检测单声道音频信号，可以采用任一个输入端接收，另一个输入端悬空，而且音频处理单元2输入的音频信号既可以是全差分的，也可以是单端的。

结合图3，以接收左声道音频信号为例进行说明，左声道音频信号Audio_L通过外围电阻RA1与电阻R1分压后产生信号A_INL，进入第一差分放大器AMPL作为此模块的正向输入端，共模电压VCOM作为AMPL的共模输入和负向输入，通过第一差分放大器AMPL左声道音频输入信号转换成全差分信号INPL和INNL，全差分信号进入三个峰值检测模块PEAK_DECA、PEAK_DECB、PEAK_DECC后，分别进行峰值比较，三个峰值检测模块PEAK_DECA、PEAK_DECB、PEAK_DECC的内部基准电压逐级递减，当INPL和INNL信号峰值大于PEAK_DECA、PEAK_DECB、PEAK_DECC内部基准信号时，PA＝0、PB＝0、PC＝0，则FBS1＝1、FBS2＝0、FBS3＝0、FBS4＝0，从而控制升压单元输出最高等级的电压信号；当INPL和INNL信号峰值小于PEAK_DECA，且大于PEAK_DECB、PEAK_DECC内部基准信号时，PA＝1、PB＝0、PC＝0，则FBS1＝0、FBS2＝1、FBS3＝0、FBS4＝0，从而控制升压单元输出次高等级的电压信号；当INPL和INNL信号峰值小于PEAK_DECA、PEAK_DECB，且大于PEAK_DECC内部基准信号时，PA＝1、PB＝1、PC＝0，则FBS1＝0、FBS2＝0、FBS3＝1、FBS4＝0，从而控制升压单元输出次低等级的电压信号，当INPL和INNL信号峰值小于PEAK_DECA、PEAK_DECB、PEAK_DECC内部基准信号时，PA＝1、PB＝1、PC＝1，则FBS1＝0、FBS2＝0、FBS3＝0、FBS4＝1，从而控制升压单元输出最低等级的电压信号。

值得说明的是，此处峰值检测模块不仅限于三个，峰值检测也不仅限于三级，可根据需要增加或者减少峰值检测电路级数，此处峰值检测模块的数量越多，峰值检测的级数越多，生成的音频幅值等级信号的等级就越多，若峰值检测模块的数量为N，峰值检测的级数为N，则生成的音频幅值等级信号的等级为N+1级。

本实用新型实施例通过音频信号检测单元实现对音频信号电压幅值的检测，根据音频信号的电压幅度自动调节升压值，达到节省电池功耗的效果。

图4示出了本实用新型实施例提供的音频自适应升压电路中电压控制单元的示例电路结构，为了便于说明，仅示出了与本实用新型相关的部分。

作为本实用新型一实施例，电压控制单元13包括：

第三分压模块131，用于根据升压单元14输出的升压电位进行分压，生成多组分压信号，每组分压信号具有梯度式电压等级，第三分压模块的输入端为电压控制单元的输入端。

优选地，若第三分压模块131输出N组分压信号，每组分压信号具有M个等级的分压信号；

则档位选通模块132包括M个N选一数选器，每组分压信号均与N选一数选器的相同序号的输入端连接，N选一数选器的N个控制端为档位选通模块132的控制端，多个N选一数选器的输出端为档位选通模块132的多个输出端；

则，等级选通模块133为M选一数选器，M选一数选器的多个输入端为等级选通模块133的输入端，M选一数选器的多个控制端为等级选通模块133的多个控制端，M选一数选器的输出端为等级选通模块133的输出端。

在本实用新型实施例中，升压单元14的输出升压电位VOUT作为第三分压模块131的输入，VOUT通过内部电阻分压模块得到12个分压值，分为三组分压信号。第一组分压信号为：HTV1、HTV2、HTV3、HTV4；第二组分压信号为：HDV1、HDV2、HDV3、HDV4；第三组分压信号为：HSV1、HSV2、HSV3、HSV4。以第一组分压信号为例，其电压关系为：HTV1＞HTV2＞HTV3＞HTV4。

档位选通模块132，用于根据电源电压档位信号选择通过一组电压档位对应的分压信号，档位选通模块的多个输入端与第三分压模块131的多个输出端对应连接，档位选通模块的多个控制端为电压控制单元13的多个档位控制端。

优选地，档位选通模块132包括多个数选器，各数选器的输入端分别为档位选通模块132的多个输入端，各数选器的输出端分别为档位选通模块132的多个输出端，每一数选器的控制端同时为档位选通模块132的多个控制端。

结合图4，具体地，档位选通模块132包括四个三选一数选器MUX3A、MUX3B、MUX3C、MUX3D，三选一数选器MUX3A的三个输入端连接分压信号HTV1、HDV1、HSV1，三选一数选器MUX3B的三个输入端连接分压信号HTV2、HDV2、HSV2，三选一数选器MUX3C的三个输入端连接分压信号HTV3、HDV3、HSV3，三选一数选器MUX3D的三个输入端连接分压信号HTV4、HDV4、HSV4，四个三选一数选器MUX3A、MUX3B、MUX3C、MUX3D 的三个控制端均分别接收逻辑信号HT、HD、HS，四个三选一数选器MUX3A、MUX3B、MUX3C、MUX3D的输出端分别输出HV1、HV1、HV3、HV4。

在本实用新型实施例中，电源电压档位信号包括逻辑信号HT、HD、HS，当HT＝1、HD＝0、HS＝0时，四个三选一数选器MUX3A、MUX3B、MUX3C、MUX3D分别输出四个等级的第一组分压信号HTV1、HTV2、HTV3、HTV4，对应三节电池(高电量)的高电压输出模式；

当HT＝0、HD＝1、HS＝0时，四个三选一数选器MUX3A、MUX3B、MUX3C、MUX3D分别输出四个等级的第二组分压信号HDV1、HDV2、HDV3、HDV4，对应两节电池(中等电量)的中等电压输出模式；

当HT＝0、HD＝0、HS＝1时，四个三选一数选器MUX3A、MUX3B、MUX3C、MUX3D分别输出四个等级的第三组分压信号HSV1、HSV2、HSV3、HSV4，对应一节电池(低电量)的低电压输出模式。

等级选通模块133，用于根据音频幅值等级信号在一组分压信号中选择通过一个电压等级对应的分压信号，作为电压等级信号，等级选通模块的多个输入端与档位选通模块的多个输出端对应连接，等级选通模块的多个控制端为电压控制单元13的多个等级控制端。

优选地，等级选通模块133为四选一数选器MUX4，该四选一数选器MUX4的四个输入端为等级选通模块133的多个输入端，四选一数选器MUX4的输出端为等级选通模块133的输出端，四选一数选器MUX4的四个控制端为等级选通模块133的多个控制端。

在本实用新型实施例中，FBS1、FBS2、FBS3、FBS4为MUX4_1模块开关控制信号，当FBS1＝1、FBS2＝0、FBS3＝0、FBS4＝0时，把HV1送到FB信号；当FBS1＝0、FBS2＝1、FBS3＝0、FBS4＝0时，把HV2送到FB信号；当FBS1＝0、FBS2＝0、FBS3＝1、FBS4＝0时，把HV3送到FB信号；当FBS1＝0、FBS2＝0、FBS3＝0、当FBS4＝1时，把HV4送到FB信号。FB信号作为升压单元14的反馈信号，用于调节升压单元14最终输出电压VOUT。

本实用新型实施例首先通过输入电压检测单元检测并判断电源电量的电压档位，在高电量时输出高电压升压范围，在低电量时输出低电压升压范围，有效提高了输入升压范围，能够满足大功率的音频设备的升压需求，降低小功率音频的损耗，延长了电池的续航时间，并且控制灵活、成本低；

其次进一步通过音频信号检测单元根据音频信号的大小选择输出对应等级的电压信号，实现升压输出与音频幅度的匹配，从而进一步减小了电路的功率损耗；

另外，还可以通过外接电阻调节升压单元的增益，从而使升压单元的增益与音频处理的增益保持匹配，使工作损耗降到最低。

本实用新型实施例的另一目的在于，提供一种包括上述音频自适应升压电路的BOOST芯片。

本实用新型实施例的另一目的在于，提供一种包括上述BOOST芯片的音频设备。

以上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 (10)

1.一种音频自适应升压电路，与电源和音频处理单元连接，其特征在于，所述电路包括：

检测并判断所述电源的电压档位，对应生成电源电压档位信号的输入电压检测单元，所述输入电压检测单元的电源检测端与所述电源连接；

检测音频输入信号的电压幅度，并根据音频信号的电压幅度生成音频幅值等级信号的音频信号检测单元，所述音频信号检测单元的输入端通过外接电阻RA1、外接电阻RA2与所述音频处理单元的音频输入端连接；

根据电源电压档位信号选择对应的电压档位，并根据所述音频幅值等级信号在已选择的电压档位中选择对应的电压等级信号的电压控制单元，所述电压控制单元的档位控制端与所述输入电压检测单元的输出端连接，所述电压控制单元的等级控制端与所述音频信号检测单元的输出端连接；

对所述电压等级信号进行升压，输出升压电位为所述音频处理单元供电的升压单元，所述升压单元的输入端与所述电压控制单元的输出端连接，所述升压单元的输出端同时与所述电压控制单元的输入端和所述音频处理单元的供电端连接。

2.如权利要求1所述的电路，其特征在于，所述电源电压档位信号包括高档电压信号和低档电压信号，所述输入电压检测单元中预设第一阈值，当所述电源的电压大于所述第一阈值时生成高档电压信号，当所述电源的电压小于第一阈值时生成低档电压信号；或

所述电源电压档位信号包括高档电压信号、中档和低档电压信号，所述输入电压检测单元中预设第一阈值和第二阈值，所述第一阈值小于第二阈值，当所述电源的电压大于所述第二阈值时生成高档电压信号，当所述电源的电压小于第二阈值且大于所述第一阈值时生成中档电压信号，当所述电源的电压小于第一阈值时生成低档电压信号。

3.如权利要求1所述的电路，其特征在于，所述电源电压档位信号包括高 档电压信号、中档和低档电压信号，输入电压检测单元还包括一外部控制端，通过所述外部控制端接收外部控制信号；

所述外部控制信号为高电平时，所述输入电压检测单元生成高档电压信号；

所述外部控制信号为低电平时，通过所述输入电压检测单元中预设的第一阈值判断所述电源电压档位信号的档位，当所述电源的电压大于所述第一阈值时生成中档电压信号，当所述电源的电压小于第一阈值时生成低档电压信号。

4.如权利要求3所述的电路，其特征在于，所述输入电压检测单元包括：

将所述电源电压进行分压处理的第一分压模块，所述第一分压模块的输入端为所述输入电压检测单元的电源检测端；

将分压后的电源电压与第一阈值比较，生成电源等级判断信号的比较模块，所述比较模块的正向输入端与所述第一分压模块的输出端连接，所述比较模块的负向输入端接收所述第一阈值；

根据外部控制信号和电源等级判断信号生成所述电源电压档位信号的第一逻辑模块，所述第一逻辑模块的第一输入端为所述输入电压检测单元的外部控制端，所述第一逻辑模块的第二输入端与所述比较模块的输出端连接，所述第一逻辑模块的第一输出端和第二输出端均为所述输入电压检测单元的输出端；

所述第一阈值为所述升压单元提供的基准信号。

5.如权利要求1所述的电路，其特征在于，所述音频信号检测单元具有一个或多个输入端，以检测单声道或多声道的音频输入信号，所述音频信号检测单元包括：

为外部电阻提供增益设置比例，从而调整所述升压单元的增益，使所述升压单元的增益与所述音频处理单元的增益匹配的第二分压模块，所述第二分压模块的一个或多个分压输出端为所述音频信号检测单元的输入端，所述第二分压模块的共模输入端接收共模电压信号；

将每一声道的音频输入信号转换为全差分信号的差分放大模块，所述差分放大模块的第一输入端与所述第二分压模块的共模接收端连接，所述差分放大 模块的第二输入端和/或第三输入端同时为所述音频信号检测单元的一个或多个输入端；

将所述全差分信号与各峰值检测模块中的内部基准电压进行峰值比较，分别生成逻辑控制信号的多个峰值检测模块，每一所述峰值检测模块均与差分放大模块的一对或多对差分输出端连接，多个峰值检测模块中的内部基准电压呈梯度式递减，以实现对音频信号的电压幅度的等级判断；

根据多个逻辑控制信号生成音频幅值等级信号的第二逻辑模块，所述第二逻辑模块的多个输入端分别与多个峰值检测模块的输出端对应连接，所述峰值检测模块的多个输出端均为所述音频信号检测单元的输出端。

6.如权利要求5所述的电路，其特征在于，所述峰值检测模块数量为N，所述音频幅值等级信号的等级数量为N+1；

所述共模电压信号由所述升压单元提供。

7.如权利要求1所述的电路，其特征在于，所述电压控制单元包括：

根据所述升压电位进行分压，生成多组分压信号的第三分压模块，每组分压信号具有梯度式电压等级，所述第三分压模块的输入端为所述电压控制单元的输入端；

根据所述电源电压档位信号选择通过一组电压档位对应的分压信号的档位选通模块，所述档位选通模块的多个输入端与所述第三分压模块的多个输出端对应连接，所述档位选通模块的多个控制端为所述电压控制单元的多个档位控制端；

根据所述音频幅值等级信号在一组分压信号中选择通过一个电压等级对应的分压信号作为所述电压等级信号的等级选通模块，所述等级选通模块的多个输入端与所述档位选通模块的多个输出端对应连接，所述等级选通模块的多个控制端为所述电压控制单元的多个等级控制端。

8.如权利要求7所述的电路，其特征在于，所述第三分压模块输出N组分压信号，每组分压信号具有M个等级的分压信号；

则，所述档位选通模块包括M个N选一数选器，每组分压信号均与N选一数选器的相同序号的输入端连接，N选一数选器的N个控制端为所述档位选通模块的控制端，多个N选一数选器的输出端为档位选通模块的多个输出端；

则，所述等级选通模块为M选一数选器，所述M选一数选器的多个输入端为所述等级选通模块的输入端，所述M选一数选器的多个控制端为所述等级选通模块的多个控制端，所述M选一数选器的输出端为所述等级选通模块的输出端。

9.一种BOOST芯片，其特征在于，所述BOOST芯片包括如权利要求1-8任一项所述的音频自适应升压电路。

10.一种音频设备，其特征在于，所述音频设备包括如权利要求9所述的BOOST芯片。