功放系统的静音控制装置及方法与流程

本发明涉及功放系统音频处理
技术领域：
，特别涉及一种功放系统的静音控制装置及方法。
背景技术：
：功放系统，就是将输入的音频信号进行功率放大处理并输出至喇叭，以推动喇叭发声。现有的对功放系统的静音控制就是：在功放系统工作过程中，关断功放系统的输出。然而，在关断功放系统的输出时，加在喇叭两端的电压会产生突变，从而在喇叭线圈上产生电流的突变，形成突变作用力，导致喇叭发出爆破声。技术实现要素：本发明的主要目的是提供一种功放系统的静音控制装置，旨在消除对功放系统进行静音操作时所产生的爆破声。为实现上述目的，本发明提出的静音控制装置包括过零检测电路，用于在所述接收电路接收到静音控制信号时，对功放系统输出至喇叭的音频信号进行过零检测，并在检测到所述功放系统输出至喇叭的音频信号过零点时输出过零信号；静音控制电路，用于在接收到所述过零信号时，根据所述接收电路接收的所述静音控制信号对所述功放系统进行静音控制。优选地，所述过零检测电路包括比较单元，所述比较单元的同相输入端与所述喇叭的正极连接，所述比较单元的反相输入端与所述喇叭的负极连接，所述比较单元的输出端用于输出所述过零信号。优选地，所述比较单元包括第一三极管及第二三极管，所述第一三极管的发射极与所述第二三极管的基极连接，其连接节点为所述比较单元的同相输入端；所述第一三极管的基极与所述第二三极管的发射极连接，其连接节点为所述比较单元的反相输入端；所述第一三极管的集电极与所述第二三极管的集电极连接，其连接节点为所述比较单元的输出端。优选地，所述过零检测电路还包括滤波单元，所述滤波单元的第一输入端与所述喇叭的正极连接，所述滤波单元的第二输入端与所述喇叭的负极连接；所述滤波单元的第一输出端与所述比较单元的同相输入端连接，所述滤波单元的第二输出端与所述比较单元的反相输入端连接。优选地，所述滤波单元包括第一电阻、第二电阻及第一电容，所述第一电阻的第一端为所述滤波单元的第一输入端，所述第一电阻的第二端与所述第一电容的第一端连接，其连接节点为所述滤波单元的第一输出端；所述第二电阻的第一端为所述滤波单元的第二输入端，所述第二电阻的第二端与所述第一电容的第二端连接，其连接节点为所述滤波单元的第二输出端。优选地，所述静音控制电路包括互锁单元及输出单元，所述互锁单元的输入端、所述互锁单元的输出端及所述输出单元的输入端互连，所述输出单元的输出端用于输出静音控制信号。优选地，所述互锁单元包括第三电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻、第三开关管、第四开关管及第一静音控制信号输入端；所述第三三极管的基极、所述第三电阻的第二端及所述第四电阻的第一端互连，所述第三电阻的第一端为所述互锁单元的输入端；所述第三三极管的集电极、所述第五电阻的第二端及所述第六电阻的第一端互连，所述第五电阻的第一端与所述第一静音控制信号输入端连接；所述第六电阻的第二端与所述第四三极管的基极连接，所述第四三极管的集电极与所述第三电阻的第一端连接，其连接节点为所述互锁单元的输出端；所述第四电阻的第二端、所述第三开关管的发射极及所述第四开关管的发射极接地。优选地，所述互锁单元还包括第二电容，所述第二电容的第一端、所述第四三极管的集电极及所述第三电阻的第二端互连，其连接节点为所述互锁单元的输出端，所述第二电容的第二端接地。优选地，所述输出单元包括第七电阻、第八电阻、第五三极管及第二静音控制信号输入端，所述第五三极管的基极与所述第七电阻的第二端连接，所述第七电阻的第一端为所述输出单元的输入端；所述第五三极管的集电极与所述第八电阻的第二端连接，其连接节点为所述输出单元的输出端，所述第八电阻的第一端与所述第二静音控制信号输入端连接，所述第五三极管的发射极接地。对应地，本发明还提出一种功放系统的静音控制方法，包括以下步骤：在接收到静音控制信号时，对功放系统输出至喇叭的音频信号进行过零检测，并在检测到所述功放系统输出至喇叭的音频信号过零点时输出过零信号；在接收所述过零信号时，根据所述接收电路接收的所述静音控制信号对所述功放系统进行静音控制。本发明技术方案通过采用过零检测电路在接收电路接收到静音控制信号时，对功放系统输出至喇叭的音频信号进行过零检测，并在检测到功放系统输出至喇叭的音频信号过零点时输出过零信号至静音控制电路，以使静音控制电路根据接收电路接收的静音控制信号对功放系统进行静音控制。由于在功放系统输出至喇叭的音频信号过零点时，喇叭正极的电压和负极的电压几乎相等，功放系统接近零输出状态，因此，采用本发明技术方案对功放系统进行静音动作时，喇叭不会发出爆破声。附图说明为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。图1为本发明功放系统的静音控制装置一实施例的功能模块示意图；图2为喇叭正极输入的音频信号、喇叭负极输入的音频信号及功放系统输出的音频信号的波形对比图。图3为本发明功放系统的静音控制装置一实施例的电路结构示意图；图4为本发明功放系统的静音控制方法一实施例的流程示意图。附图标号说明：标号名称标号名称标号名称100过零检测电路Q1第一开关管R1第一电阻200静音控制电路Q2第二开关管R2第二电阻110比较单元Q3第三开关管R3第三电阻120滤波单元Q4第四开关管R4第四电阻210互锁单元Q5第五开关管R5第五电阻220输出单元R8第八电阻R6第六电阻R7第七电阻本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。具体实施方式下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。需要说明，若本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)，则仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。另外，在本发明中涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。本发明提出一种功放系统的静音控制装置。其中，功放系统包括用于接收静音控制信号的接收电路。参照图1，在一实施例中，该功放系统的静音控制装置包括过零检测电路100和静音控制电路200。其中，过零检测电路100，用于在接收电路(图未示出)接收到静音控制信号时，对功放系统(图未示出)输出至喇叭(图未示出)的音频信号进行过零检测，并在检测到功放系统输出至喇叭的音频信号过零点时输出过零信号；参照图2，图2中，L1为喇叭正极P1输入的音频信号的波形，L2为喇叭负极P2输入的音频信号的波形，L3为功放系统输出的音频信号的波形。在0～t1时间段，喇叭正极P1的电压比负极P2的电压高，至t1时刻，喇叭正极P1的电压与负极P2的电压相等。在t1时刻之前的瞬间，或者在t1时刻之后的瞬间，若接收电路接收到静音控制信号，则过零检测电路100输出过零信号；反之，过零检测电路100不输出过零信号。在t1～t2时间段，喇叭负极P2的电压比正极P1的电压高，至t2时刻，喇叭负极P2的电压与正极P1的电压相等。在t2时刻之前的瞬间，或者在t2时刻之后的瞬间，若接收电路接收到静音控制信号，则过零检测电路100输出过零信号；反之，过零检测电路100不输出过零信号。需要说明的是，图2所示的功放系统输出至喇叭的波形图的周期为t2，此后，至任意一个tx时刻，若喇叭的正极P1电压与负极P2电压相等，则在tx的前一瞬间或者后一瞬间，若接收电路接收到静音控制信号，则过零检测电路100输出过零信号；反之，过零检测电路100不输出过零信号。其中，静音控制电路200，用于在接收到过零信号时，根据接收电路接收的静音控制信号对功放系统进行静音控制。静音控制电路200在接收到过零信号时，控制接收电路接收到的静音控制信号生效，实现对功放系统的静音控制。可以理解的是，在功放系统输出至喇叭的音频信号过零点时，喇叭正极P1的电压和负极P2的电压几乎相等，功放系统接近零输出状态，此时，若对功放系统进行静音动作，则喇叭不会发出爆破声。因此，本发明技术方案能够消除对功放系统进行静音动作时所产生的爆破声。本发明技术方案通过采用过零检测电路100在接收电路接收到静音控制信号时，对功放系统输出至喇叭的音频信号进行过零检测，并在检测到功放系统输出至喇叭的音频信号过零点时输出过零信号至静音控制电路200，以使静音控制电路200根据接收电路接收的静音控制信号对功放系统进行静音控制。由于在功放系统输出至喇叭的音频信号过零点时，喇叭正极P1的电压和负极P2的电压几乎相等，功放系统接近零输出状态，因此，采用本发明技术方案对功放系统进行静音动作时，喇叭不会发出爆破声。优选地，参照图3，上述过零检测电路100包括比较单元110，比较单元110的同相输入端与喇叭的正极P1连接，比较单元110的反相输入端与喇叭的负极P2连接，比较单元100的输出端用于输出过零信号。需要说明的是，比较单元110内部具有基准电压，当功放系统输出至喇叭的音频信号过零时，比较单元110同相输入端电压与反相输入端电压之差小于比较单元110内部的基准电压，比较单元110输出过零信号；在功放系统输出至喇叭的音频信号过零之前或者之后，比较单元110同相输入端电压与反相输入端电压之差大于比较单元110内部的基准电压，比较单元110不输出过零信号。值得一提的是，比较单元110内部基准电压的实现方式有多种，比如，由稳压二极管(图未示出)实现，若稳压二极管的稳压值不同，则对应的基准电压值也不同，且稳压二极管的稳压值越小，过零检测电路100输出的过零信号的可靠性就越高。或者，由三极管(图未示出)实现，在三极管饱和导通时，其基极与发射极之间的压降稳定在0.7V左右，对应的基准电压值为0.7V。比较单元110内部基准电压的实现方式此处不做限制。参照图3，在一具体实施例中，上述比较单元110包括第一三极管Q1及第二三极管Q2，第一三极管Q1的发射极与第二三极管Q2的基极连接，其连接节点为比较单元110的同相输入端；第一三极管Q1的基极与第二三极管Q2的发射极连接，其连接节点为比较单元110的反相输入端；第一三极管Q1的集电极与第二三极管Q2的集电极连接，其连接节点为比较单元110的输出端。在功放系统工作过程中，当落在喇叭正极P1的电压与负极P2的电压的差值大于第一三极管Q1的开启电压时，第一三极管Q1导通，第二三极管Q2截止，比较单元110输出的电压值接近落在喇叭正极P1的电压。当落在喇叭负极P2的电压与正极P1的电压的差值大于第二三极管Q2的开启电压时，第二三极管Q2导通，第一三极管Q1截止，比较单元110输出的电压值接近落在喇叭负极P2的电压。当落在喇叭正极P1的电压与负极P2的电压的差值小于第一三极管Q1的开启电压，且落在喇叭负极P2的电压与正极P1的电压的差值小于第二三极管Q2的开启电压时，第一三极管Q1截止，第二三极管Q2截止，比较单元110的输出的电压值为零。本实施例将第一三极管Q1及第二三极管Q2的基极与发射极之间的压降作为比较单元的内部基准电压，电路结构简单，输出的过零信号可靠。进一步地，参照图3，上述过零检测电路100还包括滤波单元120，滤波单元120的第一输入端与喇叭的正极P1连接，滤波单元120的第二输入端与喇叭的负极P2连接；滤波单元120的第一输出端与比较单元110的同相输入端连接，滤波单元120的第二输出端与比较单元110的反相输入端连接。本实施例中，滤波单元120用于滤除功放系统输出的高频部分信号。特别地，当功放系统是数字功放系统时，功放系统输出的高频部分信号包括数字功放系统的PWM信号。参照图3，在一具体实施例中，上述滤波单元120包括第一电阻R1、第二电阻R2及第一电容C1，第一电阻R1的第一端为滤波单元120的第一输入端，第一电阻R1的第二端与第一电容C1的第一端连接，其连接节点为滤波单元120的第一输出端；第二电阻R2的第一端为滤波单元120的第二输入端，第二电阻R2的第二端与第一电容C1的第二端连接，其连接节点为滤波单元120的第二输出端。优选地，参照图3，上述静音控制电路包括互锁单元210及输出单元220，互锁单元210的输入端、互锁单元210的输出端及输出单元220的输入端互连，输出单元220的输出端用于输出静音控制信号。当接收电路接收到静音控制信号时，若互锁单元210的输入端接收到过零信号，一方面，互锁单元210在其输出端输出过零信号至输出单元220，以使输出单元220根据接收电路接收的静音控制信号对功放系统进行静音控制。另一方面，互锁单元210通过其输出端将过零信号反馈至其输入端，以使互锁单元210在接收到过零信号后，保持输出过零信号，进而使得输出单元220根据接收电路接收的静音控制信号对功放系统进行持续静音控制。在一具体实施例中，上述互锁单元210包括第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6、第三开关管Q3、第四开关管Q4及第一静音控制信号输入端IN；第三三极管Q3的基极、第三电阻R3的第二端及第四电阻R4的第一端互连，第三电阻R3的第一端为互锁单元210的输入端；第三三极管Q3的集电极、第五电阻R5的第二端及第六电阻R6的第一端互连，第五电阻R5的第一端与第一静音控制信号输入端IN连接；第六电阻R6的第二端与第四三极管Q4的基极连接，第四三极管Q4的集电极与第三电阻R3的第一端连接，其连接节点为互锁单元210的输出端；第四电阻R4的第二端、第三开关管Q3的发射极及第四开关管Q4的发射极接地GND。当接收电路没有接收到静音控制信号时，第一静音控制信号输入端IN为低电平。不论第一电阻R1的第一端是否接收到过零信号，第三三极管Q3输出为低电平，第四三极管Q4截止，互锁单元210的输出电压跟随输入电压变化。当接收电路接收到静音控制信号时，第一静音控制信号输入端IN为高电平。若第一电阻R1的第一端没有接收到过零信号，则第一电阻R1的第一端为高电平，第三三极管Q3导通，第三三极管Q3的集电极电压被拉低，第四三极管Q4的基极电压被拉低，第四三极管Q4截止，互锁单元210输出高电平，静音控制信号生效。若第一电阻R1的第一端没有接收到过零信号，则第一电阻R1的第一端为低电平，第三三极管Q3截止，第三三极管Q3的集电极电压被拉高，第四三极管Q4的基极电压被拉高，第四三极管Q4导通，互锁单元210输出低电平。值得一提的是，为了使第四三极管Q4的集电极输出低电平的速度加快，输出高电平的速度减慢，抵制电路中的互锁临界干扰问题。在一较佳实施例中，上述互锁单元210还包括第二电容C2，第二电容C2的第一端、第四三极管Q4的集电极及第三电阻R3的第二端互连，其连接节点为互锁单元210的输出端，第二电容C2的第二端接地GND。在一具体实施例中，上述输出单元220包括第七电阻R7、第八电阻R8、第五三极管Q5及第二静音控制信号输入端(在一实施例中，与上述第一静音控制信号输入端连接)，第五三极管Q5的基极与第七电阻R7的第二端连接，第七电阻R7的第一端为输出单元220的输入端；第五三极管Q5的集电极与第八电阻R8的第二端连接，其连接节点为输出单元220的输出端，第八电阻R8的第一端与第二静音控制信号输入端连接，第五三极管Q5的发射极接地GND。当接收电路没有接收到静音控制信号时，第二静音控制信号输入端为低电平，不论第五三极管Q5是否导通，输出单元输出低电平信号。当接收电路接收到静音控制信号时，第二静音控制信号输入端为高电平，若接收电路的输入端为高电平，则第五三极管Q5导通，接收电路输出低电平；若接收电路的输入端为低电平，则第五三极管Q5截止，输出单元输出静音控制信号。以下，结合图1至图3，说明本发明功放系统的静音控制装置的工作原理：当接收电路没有接收到静音控制信号时，第一静音控制信号输入端IN及第二静音控制信号输入端都为低电平，不论第五三极管Q5导通或者截止，静音控制电路200都输出低电平，功放系统保持输出。当接收电路接收到静音控制信号时，第一静音控制信号输入端IN及第二静音控制信号输入端都为高电平。若喇叭正极P1的电压与负极P2的电压的差值大于第一三极管Q1的开启电压，则第一三极管Q1导通，第二三极管Q2截止，第三三极管Q3的基极电压被拉高，第三三极管Q3导通，第三三极管Q3的集电极电压被拉低，第四三极管Q4的基极电压被拉低，第四三极管Q4截止，第四三极管Q4的集电极电压被拉高，第五三极管Q5的基极电压被拉高，第五三极管Q5导通，静音控制电路200输出低电平，功放系统保持输出。若喇叭负极P2的电压与正极P1的电压的差值大于第二三极管Q2的开启电压，则第二三极管Q2导通，第一三极管Q1截止，第三三极管Q3的基极电压被拉高，第三三极管Q3导通，第三三极管Q3的集电极电压被拉低，第四三极管Q4的基极电压被拉低，第四三极管Q4截止，第四三极管Q4的集电极电压被拉高，第五三极管Q5的基极电压被拉高，第五三极管Q5导通，静音控制电路输出低电平，功放系统保持输出。若喇叭正极P1的电压与负极P2的电压的差值小于第一三极管Q1的开启电压，且喇叭负极P2的电压与正极P1的电压的差值小于第二三极管Q2的开启电压，则第一三极管Q1截止，第二三极管Q2截止，第三三极管Q3的基极电压被拉低，第三三极管Q3截止，第三三极管Q3的集电极电压被拉高，第四三极管Q4的基极电压被拉高，第四三极管Q4导通，第五三极管Q5的集电极电压被拉低，第五三极管Q5截止，静音控制电路200输出高电平，静音控制信号生效。对应地，本发明还提出一种功放系统的静音控制方法，该功放系统包括用于接收静音控制信号的接收电路。参照图4，在一实施例中，该功放系统的静音控制方法包括以下步骤：S100：在接收到静音控制信号时，对功放系统输出至喇叭的音频信号进行过零检测，并在检测到功放系统输出至喇叭的音频信号过零点时输出过零信号；参照图2，图2中，L1为喇叭正极P1输入的音频信号的波形，L2为喇叭负极P2输入的音频信号的波形，L3为功放系统输出的音频信号的波形。在0～t1时间段，喇叭正极P1的电压比负极P2的电压高，至t1时刻，喇叭正极P1的电压与负极P2的电压相等。在t1时刻之前的瞬间，或者在t1时刻之后的瞬间，若接收电路接收到静音控制信号，则输出过零信号；反之，不输出过零信号。在t1～t2时间段，喇叭负极P2的电压比正极P1的电压高，至t2时刻，喇叭负极P2的电压与正极P1的电压相等。在t2时刻之前的瞬间，或者在t2时刻之后的瞬间，若接收电路接收到静音控制信号，则输出过零信号；反之，不输出过零信号。需要说明的是，图2所示的功放系统输出至喇叭的波形图的周期为t2，此后，至任意一个tx时刻，若喇叭正极P1电压与负极P2电压相等，则在tx的前一瞬间或者后一瞬间，若接收电路接收到静音控制信号，则输出过零信号；反之，不输出过零信号。S200：在接收过零信号时，根据接收电路接收的静音控制信号对功放系统进行静音控制。具体地，在接收到过零信号时，控制接收电路接收到的静音控制信号输出至功放系统，实现对功放系统的静音控制。可以理解的是，在功放系统输出至喇叭的音频信号过零点时，喇叭正极P1的电压和负极P2的电压几乎相等，功放系统的接近零输出状态，此时，若对功放系统进行静音动作，则喇叭不会发出爆破声。因此，本发明技术方案能够消除对功放系统进行静音动作时所产生的爆破声。本发明技术方案通过采用在接收电路接收到静音控制信号时，对功放系统输出至喇叭的音频信号进行过零检测，并在检测到功放系统输出至喇叭的音频信号过零点时输出过零信号，以根据接收电路接收的静音控制信号对功放系统进行静音控制。由于在功放系统输出至喇叭的音频信号过零点时，喇叭正极P1的电压和负极P2的电压几乎相等，功放系统接近零输出状态，因此，采用本发明技术方案对功放系统进行静音动作时，喇叭不会发出爆破声。以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的
技术领域：
均包括在本发明的专利保护范围内。当前第1页1 2 3