音频处理电路及终端设备的制作方法

本发明涉及电子技术领域，尤其涉及一种音频处理电路及终端设备。

背景技术：

随着科技的发展及终端设备制造水平的提高，终端设备的功能越来越多元化，其中，终端设备提供的音频服务种类也逐渐增加，比如，音乐播放、语音提醒服务等。而在终端设备提供音频服务时，显示当前的音量等级、判断当前音频信号是否正常等，都依赖于控制器对音频信号输出电压的检测。

现有技术中，通常通过控制器直接检测音频信号的输出，并将模拟音频信号通过控制器内部模拟数字转换器转换后，获取对应的电压值，进而根据音频信号输出电压，对音频信号进行控制。

然而，由于待检测的音频信号的地线接的是电路中的模拟地，而控制器的地线连接的是电路中的数字地，即二者分别接不同的地，这就导致了若采用上述方法，利用控制器直接对待检测的音频信号进行检测，可能会造成模拟地与数字地连通，从而造成数字信号对输出的模拟音频信号的干扰，影响音频信号的输出音质，用户体验差。

技术实现要素：

本发明的目的旨在至少在一定程度上解决上述的技术问题之一。

为此，本发明的第一个目的在于提出一种音频处理电路，通过在利用高阻抗采样网络对输出的音频信号进行采样后，再通过隔离网络将采样后的信号输出到控制器，以使控制器对输出的模拟音频信号进行检测，避免了检测过程对模拟音频电路驱动能力的影响，且通过模拟地与数字地的隔离，避免了数字信号对模拟音频信号的干扰，提高了音频信号的质量，改善了用户体验。

本发明的第二个目的在于提出一种终端设备。

为了实现上述目的，本发明第一方面实施例提出了一种音频处理电路，包括：高阻抗采样网络、隔离网络及控制器；所述高阻抗采样网络的输入端与模拟音频信号连接，所述高阻抗采样网络的输出端与所述隔离网络的输入端连接；所述隔离网络的输出端与所述控制器的输入端连接。

本发明实施例的音频处理电路，包括高阻抗采样网络、隔离网络及控制器；高阻抗采样网络的输入端与模拟音频信号连接，高阻抗采样网络的输出端与隔离网络的输入端连接；隔离网络的输出端与控制器的输入端连接。由此，通过在利用高阻抗采样网络对输出的音频信号进行采样后，再通过隔离网络将采样后的信号输出到控制器，以使控制器对输出的模拟音频信号进行检测，避免了检测过程对模拟音频电路驱动能力的影响，且通过模拟地与数字地的隔离，避免了数字信号对模拟音频信号的干扰，提高了音频信号的质量，改善了用户体验。

为了实现上述目的，本发明第二方面实施例提出了一种终端设备，包括如上所述的音频处理电路。

本发明实施例的终端设备中，音频处理电路包括高阻抗采样网络、隔离网络及控制器；高阻抗采样网络的输入端与模拟音频信号连接，高阻抗采样网络的输出端与隔离网络的输入端连接；隔离网络的输出端与控制器的输入端连接。由此，通过在利用高阻抗采样网络对输出的音频信号进行采样后，再通过隔离网络将采样后的信号输出到控制器，以使控制器对输出的模拟音频信号进行检测，避免了检测过程对模拟音频电路驱动能力的影响，且通过模拟地与数字地的隔离，避免了数字信号对模拟音频信号的干扰，提高了音频信号的质量，改善了用户体验。

本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是根据本发明一个实施例的音频处理电路的结构示意图；

图2是根据本发明另一个实施例的音频处理电路的结构示意图；

图3是根据本发明另一个实施例的音频处理电路的结构示意图；

图4是根据本发明另一个实施例的音频处理电路的结构示意图；

图5是根据本发明另一个实施例的音频处理电路的结构示意图；以及

图6是根据本发明一个实施例的终端设备的结构示意图。

附图标记说明：

高阻抗采样网络-11； 运算放大器-111； 隔离网络-12；

光耦-121； 变压器-122； 控制器-13；

第一电阻-R1； 第二电阻-R2； 第三电阻-R3；

第四电阻-R4； 第五电阻-R5； 第六电阻-R6；

第七电阻-R7； 电阻-R； 第一电源-V1；

第二电源-V2； 第三电源-V3； 第四电源-V4；

第一电容-C1； 第二电容-C2； 第三电容-C3。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

具体的，本申请针对现有的音频信号输出电压检测方法，利用控制器直接对待检测的音频信号进行检测，可能会使模拟地与数字地连通，造成数字信号对输出的模拟音频信号的干扰，影响音频信号的输出音质，用户体验差的问题，提出一种音频处理电路，首先利用高阻抗采样网络对输出的音频信号进行采样，然后通过隔离网络将采样后的信号输出到控制器，以使控制器对输出的模拟音频信号进行检测，避免了检测过程对模拟音频电路驱动能力的影响，且通过模拟地与数字地的隔离，避免了数字信号对模拟音频信号的干扰，提高了音频信号的质量，改善了用户体验。

下面参考附图描述本发明实施例的音频处理电路及其终端设备。

图1是根据本发明一个实施例的音频处理电路的结构示意图。

如图1所示，该音频处理电路包括：高阻抗采样网络11、隔离网络12及控制器13。

具体的，所述高阻抗采样网络11的输入端与模拟音频信号连接，所述高阻抗采样网络11的输出端与所述隔离网络12的输入端连接；

所述隔离网络12的输出端与所述控制器13的输入端连接。

其中，高阻抗采样网络11，为具有高输入阻抗的采样网络，用于对模拟音频信号进行采样。

隔离网络12中可以包括变压器、光耦等具有隔离作用的元器件，用于将采样后的模拟音频信号的地线与控制器13的地线进行电气隔离。

控制器13可以是具有数字信号控制、处理等功能的芯片，如单片机、MCU(微控制单元)等。

可以理解的是，若利用控制器13直接对模拟音频信号的输出电压进行检测，由于电路中的输入阻抗较小，可能会使模拟音频的一部分电流流入检测电路，从而影响模拟音频电路的驱动能力，因此，在本申请实施例中，可以利用高阻抗采样网络11，对模拟音频信号进行采样，从而避免对模拟音频电路的驱动能力造成的影响。

另外，由于模拟音频信号与模拟地线连接，而控制器13与数字地线连接，两者的接地不一样。而数字信号中有很多高频的脉冲信号(0、1数字信号组成的序列)，如果数字地和模拟地连通的话，会对模拟音频输出造成干扰，影响音频信号的质量。因此，在本申请实施例中，对模拟音频信号进行检测时，通过隔离网络12，将模拟音频信号的地线与控制器13的地线进行隔离，从而避免数字信号对模拟音频信号的干扰，提高音频信号的质量。

具体的，如图2所示，高阻抗采样网络11，具体可以包括运算放大器111。

其中，所述运算放大器111的正输入端与所述模拟音频信号连接，所述运算放大器111的负输入端与所述运算放大器111的输出端及所述隔离网络12的输入端连接。

具体的，运算放大器111在此处为电压跟随器，运用具有高输入阻抗的运算放大器111，可以避免由于阻抗小，使模拟音频的一部分电流流入检测电路，对模拟音频电路的驱动能力造成影响。且由于采用了负反馈，可以避免电路中的半导体器件对总谐波失真的影响，避免模拟音频信号的失真。

本申请实施例的音频处理电路，包括高阻抗采样网络、隔离网络及控制器；高阻抗采样网络的输入端与模拟音频信号连接，高阻抗采样网络的输出端与隔离网络的输入端连接；隔离网络的输出端与控制器的输入端连接。由此，通过在利用高阻抗采样网络对输出的音频信号进行采样后，再通过隔离网络将采样后的信号输出到控制器，以使控制器对输出的模拟音频信号进行检测，避免了检测过程对模拟音频电路驱动能力的影响，且通过模拟地与数字地的隔离，避免了数字信号对模拟音频信号的干扰，提高了音频信号的质量，改善了用户体验。

下面以高阻抗采样网络11包括运算放大器111，隔离网络12为光耦121为例，结合图3，对本申请实施例的音频处理电路进行具体说明。

在本申请实施例中，还可以对模拟音频信号进行放大后，再通过控制器13进行检测，即，如图3所示，高阻抗采样网络11，还可以包括：第一电阻R1、第二电阻R2及第三电阻R3。

其中，各个电阻可以为固定电阻、可变电阻等。图3中以各电阻为固定电阻进行示意。

具体的，所述第一电阻R1的一端与所述模拟音频信号连接，所述第一电阻R1的另一端与所述运算放大器111的正输入端连接；

所述第二电阻R2的一端接模拟地，所述第二电阻R2的另一端与所述运算放大器111的负输入端及所述第三电阻R3的一端连接；

所述第三电阻R3的另一端与所述运算放大器111的输出端连接。

可以理解的是，若运算放大器111的输入电压过高，会导致静态工作点过大，使放大的信号产生饱和失真；若运算放大器111的输入电压过低，会导致静态工作点过低，使放大的信号产生截止失真。因此，在本申请实施例中，还可以在运算放大器111的正输入端连接电阻R，通过电阻R与第一电阻R1分压，调节运算放大器111的输入电压，使运算放大器111的静态工作点在最合适的位置上，以避免经运算放大器111放大的信号产生失真。

进一步的，若流过第二电阻R2的电流为I，则运算放大器111的负向输入端的电压U-，为第二电阻R2上的电压I*R2，由运算放大器111的“虚断”特性，流过第三电阻R3上的电流与流过第二电阻R2上的电流相等，因此，运算放大器111的输出端电压UO为第二电阻R2及第三电阻R3上的电压，即UO＝I*(R2+R3)，又由运算放大器111的“虚短”特性，运算放大器111的负向输入端电压U-与正向输入端电压U+相等，即U+＝I*R2，因此，运算放大器111的放大倍数为(R2+R3)/R2。经高阻抗采样网络11，输入的模拟音频信号即可放大(R2+R3)/R2倍。

另外，由于运算放大器111的内部其实是一个多级的放大器，因此，不可避免的对电路引入了极点，使得电路需要进行相位补偿。因此，在本申请实施例中，还可以包括第一电容C1。

其中，所述第一电容C1的一端，与所述第二电阻R2的另一端、第三电阻R3的一端及所述运算放大器111的负输入端连接；

所述第一电容C1的另一端与所述运算放大器111的输出端及所述第三电阻R3的另一端连接。

具体的，相位补偿可以采用超前补偿、滞后补偿和滞后-超前补偿。本申请实施例以超前补偿进行示意。通过电容C1，将出现极点的频率点人工设计出一个零点，从而使电路变得稳定。

另外，由于运算放大器111的正输入端输入的模拟音频信号为交流信号，为了使运放在零输入时零输出，在本申请实施例中，运算放大器111可以采用双电源供电，即，高阻抗采用网络11，还可以包括：第一电源V1、第二电源V2、第二电容C2及第三电容C3。

其中，所述第一电源V1与所述第二电容C2的一端及所述运算放大器111的正供电端连接；

所述第二电容C2的另一端接模拟地；

所述第二电源V2与所述第三电容C3的一端及所述运算放大器111的负供电端连接；

所述第三电容C3的另一端接模拟地。

具体的，由于双电源可以以零点为中心正负输出，因此，采用双电源对运算放大器111进行供电，可以增大动态范围。

可以理解的是，本申请实施例中的第一电源V1和第二电源V2分别为电压绝对值相等的正电源和负电源。

另外，在本申请实施例中，隔离网络12包括光耦121时，如图3所示，隔离网络12还可以包括第三电源V3及第四电源V4，其中，第三电源V3与第四电源V4不共地。通过调节第四电源V4输出电压的大小，即可为控制器13提供合适的输入电压。

其中，所述高阻抗采样网络11的输出端与所述光耦121的第一输入端连接；

所述光耦121的第二输入端与所述第三电源V3连接；

所述光耦121的第一输出端与所述第四电源V4连接；

所述光耦121的第二输出端与所述控制器13的输入端连接。

具体的，当模拟音频信号经运算放大器111放大后，输出到光耦121，使光耦121中的发光二极管发光，进而光耦121中的光敏三极管导通，从而可以将放大后的模拟音频信号经过光耦121进行电气隔离后，发送到控制器13，由于光耦121将模拟地与数字地进行隔离，从而避免了数字信号对模拟音频信号可能造成的干扰，提高了模拟音频的输出质量。

需要说明的是，由于电容具有隔直流、通交流的特性，因此，在本申请实施例中，通过如图3所示的第二电容C2、第三电容C3、第四电容、C4和第五电容C5，可以分别滤除第一电源V1、第二电源V2、第三电源V3及第四电源V4输出电压中的交流成分，从而使各电源输出的电压更稳定。

另外，在本实施例中，若第三电源V3输出的电压较高，则加载在光耦121上的驱动电压就较高，因此，如图4所示，隔离网络12中还可以包括第四电阻R4，用于对第三电源V3输出的电压进行分压，及限制流入光耦121的发光二极管的电流大小，以保护光耦121中的发光二极管不被烧毁。

其中，第四电阻R4的一端与第三电源V3连接，第四电阻R4的另一端与光耦121的第二输入端连接。

类似的，若经光耦121输出的电压较高，则加载在控制器13的输入端的电压就较高，因此，如图4所示，隔离网络12中还可以包括第五电阻R5，用于对光耦121输出的电压进行分压，以保护控制器13不被烧毁。

另外，为了实现功率的最大传输，在本申请实施例中，还可以根据需要在音频处理电路中的合适位置设置电阻，以实现电路的阻抗匹配。

下面以高阻抗采样网络11包括运算放大器111，隔离网络12为变压器122为例，结合图5，对本申请实施例的音频处理电路进行具体说明。

如图5所示，隔离网络12可以包括变压器122、第六电阻R6及第七电阻R7。

具体的，所述变压器122原边的一端与所述高阻抗采样网络11的输出端连接，所述变压器122原边的另一端与第六电阻R6的一端连接；

所述第六电阻R6的另一端接模拟地；

所述变压器122副边的一端与所述控制器13连接，所述变压器122副边的另一端与所述第七电阻R7的一端连接；

所述第七电阻R7的另一端接数字地。

其中，第六电阻R6及第七电阻R7，用于进行电平匹配，以使变压器122输出的电压值为控制器13允许的输入电压。

具体的，采用高阻抗采样网络111，可以避免控制器13对模拟音频信号进行检测时，对模拟音频电路驱动能力的影响，及电路中的半导体器件对总谐波失真的影响，之后再用变压器将模拟地与数字地进行隔离，从而可以避免数字信号对模拟音频信号的干扰。

本申请实施例的音频处理电路，包括高阻抗采样网络、隔离网络及控制器；高阻抗采样网络的输入端与模拟音频信号连接，高阻抗采样网络的输出端与隔离网络的输入端连接；隔离网络的输出端与控制器的输入端连接。由此，通过在利用高阻抗采样网络对输出的音频信号进行采样后，再通过隔离网络将采样后的信号输出到控制器，以使控制器对输出的模拟音频信号进行检测，避免了检测过程对模拟音频电路驱动能力的影响，且通过模拟地与数字地的隔离，避免了数字信号对模拟音频信号的干扰，提高了音频信号的质量，改善了用户体验。

为了实现上述实施例，本发明还提出了一种终端设备，其中，终端设备可以包括手机、平板电脑、个人数字助理、穿戴式设备等具有音频输出功能的硬件设备，该穿戴式设备可以是智能手环、智能手表、智能眼镜等。

图6是根据本发明一个实施例的终端设备的结构示意图。

如图6所示，该终端设备60包括音频处理电路61。

其中，所述音频处理电路61的结构和工作原理可参照上述各实施例的解释说明，此处不再赘述。

综上所述，本发明实施例的终端设备中，音频处理电路包括高阻抗采样网络、隔离网络及控制器；高阻抗采样网络的输入端与模拟音频信号连接，高阻抗采样网络的输出端与隔离网络的输入端连接；隔离网络的输出端与控制器的输入端连接。由此，通过在利用高阻抗采样网络对输出的音频信号进行采样后，再通过隔离网络将采样后的信号输出到控制器，以使控制器对输出的模拟音频信号进行检测，避免了检测过程对模拟音频电路驱动能力的影响，且通过模拟地与数字地的隔离，避免了数字信号对模拟音频信号的干扰，提高了音频信号的质量，改善了用户体验。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“之间”、“连接”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“连接”等术语应做广义理解，例如，可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。