音频串扰分析方法及系统与流程

本发明涉及信息处理技术领域，特别是涉及一种音频串扰分析方法及系统。

背景技术：

随着电子技术的发展和生活水平的提高，为了满足消费者的使用需求，生产厂商设计生产的电子设备朝着小型化、性能化的方向发展，电子设备也集成了更丰富的功能，越来越多的电子设备可以无线通讯、信息显示、语音播放等各式各样的功能。

现有技术中，电子设备大部分包含扬声器模块，在对于扬声器的设计布局中通常会在功放电路中加入电感、电容组成滤波器，以滤除音频信号中的噪声。

然而，现有技术中，由于电子设备朝着小型化方向的发展，pcb板的布局越来越紧凑，然而当pcb板中电感间的距离过小时，各个电感由于互感现象会产生互感电流，产生串扰现象，且当各个电感的距离越小则串扰较大。

技术实现要素：

基于此，本发明实施例提出一种音频串扰分析方法及系统，解决在pcb板较小的布局中串扰较大的问题。

本发明实施例提供一种音频串扰分析方法，具体技术方案如下：

一种音频串扰分析方法，用于分析电子设备中的音频串扰问题，所述电子设备包括至少两个扬声器和与每个所述扬声器连接的电感组件，每个所述电感组件均包括两个电感，每个所述电感组件的两个所述电感分别与其他所述电感组件的两个所述电感形成互感电流，所述方法包括：

根据获取到的所有电感组合方式中每种所述电感组合方式下的每个所述电感的方向、流经每个所述电感的电流方向以及不同电感组件的电感之间的距离确定每种所述电感组合方式下所述互感电流的总和；

根据每种所述电感组合方式下所述互感电流的总和确定音频串扰最小的电感组合方式。

本发明实施例通过将多组电感组件的每个电感的方向进行组合，可以得到不同电感组合方式下的各个电感间产生的互感电流的总大小，然后通过对各个电感组合方式下的互感电流的大小进行比对，确定出互感电流最小的一组电感组合方式，即该电感组合方式为当前位置排布下产生串扰最小的方向，然而现有技术中对其电感的方向不加以确定或随机排布，因此对音频串扰的影响不能减少到最小，通过本发明对其电感的方向的分析，以确定出不同电感组合方式下的最优解，可以将音频串扰降低到最小，并应用于pcb板的设计，解决在pcb板较小的布局中串扰较大的问题。

另外，根据本发明上述实施例的音频分析方法，还可以具有如下附加的技术特征：

进一步地，所述确定每种所述电感组合方式下所述互感电流的总和的步骤包括：

根据每种所述电感组合方式下当前电感组件中的当前电感的方向和流经所述当前电感的电流方向以及其他所述电感组件的电感的方向和流经其他所述电感组件的电感的电流方向确定所述当前电感受到其他所述电感组件的电感引起的互感电流的正负；

根据所述当前电感与其他所述电感组件的电感之间的距离确定所述当前电感受到其他所述电感组件的电感引起的互感电流的值；

根据每种所述电感组合方式下所有所述当前电感受到其他所述电感组件的电感引起的互感电流的正负和对应的所述互感电流的值确定每种所述电感组合方式下所述互感电流的总和。

进一步地，所述确定所述当前电感受到其他所述电感组件的电感引起的互感电流的正负的步骤包括：

根据所述当前电感的方向和其他所述电感组件的电感的方向确定所述当前电感受到其他所述电感组件的电感引起的互感电流方向；

根据流经所述当前电感的电流方向和所述互感电流方向确定所述当前电感受到其他所述电感组件的电感引起的互感电流的正负。

进一步地，所述确定所述当前电感受到其他所述电感组件的电感引起的互感电流方向的步骤包括：

判断所述当前电感的方向和其他所述电感组件的电感的方向是否相同；

若是，则所述当前电感受到其他所述电感组件的电感引起的互感电流方向与流经其他所述电感组件的电感的电流方向相同；

若否，则所述互感电流方向与流经其他所述电感组件的电感的电流方向相反。

进一步地，所述确定所述当前电感受到其他所述电感组件的电感引起的互感电流的正负的步骤：

判断流经所述当前电感的电流方向与所述互感电流方向是否相同；

若是，则所述当前电感受到其他所述电感组件的电感引起的互感电流为正；

若否，则所述互感电流为负。

本发明的另一个实施例提出一种音频串扰分析系统，用于分析电子设备中的音频串扰问题，所述电子设备包括至少两个扬声器和与每个所述扬声器连接的电感组件，每个所述电感组件均包括两个电感，每个所述电感组件的两个所述电感分别与其他所述电感组件的两个所述电感形成互感电流，所述系统包括：

第一确定模块，用于根据获取到的所有电感组合方式中每种所述电感组合方式下的每个所述电感的方向、流经每个所述电感的电流方向以及不同电感组件的电感之间的距离确定每种所述电感组合方式下所述互感电流的总和；

第二确定模块，用于根据每种所述电感组合方式下所述互感电流的总和确定音频串扰最小的电感组合方式。

进一步地，所述第一确定模块包括：

第一确定单元，用于根据每种所述电感组合方式下当前电感组件中的当前电感的方向和流经所述当前电感的电流方向以及其他所述电感组件的电感的方向和流经其他所述电感组件的电感的电流方向确定所述当前电感受到其他所述电感组件的电感引起的互感电流的正负；

第二确定单元，用于根据所述当前电感与其他所述电感组件的电感之间的距离确定所述当前电感受到其他所述电感组件的电感引起的互感电流的值；

第三确定单元，用于根据每种所述电感组合方式下所有所述当前电感受到其他所述电感组件的电感引起的互感电流的正负和对应的所述互感电流的值确定每种所述电感组合方式下所述互感电流的总和。

进一步地，所述第一确定单元包括：

方向确定单元，用于根据所述当前电感的方向和其他所述电感组件的电感的方向确定所述当前电感受到其他所述电感组件的电感引起的互感电流方向；

正负确定单元，用于根据流经所述当前电感的电流方向和所述互感电流方向确定所述当前电感受到其他所述电感组件的电感引起的互感电流的正负。

进一步地，所述方向确定单元包括：

第一判断单元，用于判断所述当前电感的方向和其他所述电感组件的电感的方向是否相同；

第一方向确定子单元，用于当所述第一判断单元判断相同时，确定所述当前电感受到其他所述电感组件的电感引起的互感电流方向与流经其他所述电感组件的电感的电流方向相同；

第二方向确定子单元，用于当所述第一判断单元判断相反时，确定所述互感电流方向与流经其他所述电感组件的电感的电流方向相反。

进一步地，所述正负确定单元包括：

第二判断单元，用于判断流经所述当前电感的电流方向与所述互感电流方向是否相同；

第一正负确定子单元，用于当所述第二判断单元判断相同时，确定所述当前电感受到其他所述电感组件的电感引起的互感电流为正；

第二正负确定子单元，用于当所述第二判断单元判断相反时，确定所述互感电流为负。

附图说明

图1为本发明第一实施例提出的音频串扰分析方法的流程图。

图2为本发明第二实施例提出的音频串扰分析方法的流程图。

图3为本发明一实施例提出的音频串扰分析系统的结构框图。

图4为本发明另一实施例提出的音频串扰分析系统的结构框图。

图5为d类差分功放的输出电路示意图。

图6为本发明提出的音频串扰分析方法中的一种电感组合方式的示意图。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施的限制。

其中，需要说明的是，电子设备中的扬声器用于播放音频，其通常由d类功放组成，其d类功放电路基本结构主要由调制器、d类功放和低通滤波器组成，其工作原理为：在电子设备中有模拟音频信号输入时，首先原始音频信号通过调制器加上一定直流偏置后传输到d类功率放大器的输入端，经过d类功率放大器转化为大功率的脉宽调制信号，最后由低通滤波器将大功率的脉宽调制信号还原为原始的音频信号传输至扬声器进行音频的播放。

请参阅图5，为d类差分功放的输出电路示意图，即与扬声器连接的低通滤波器，其输出端分别连接电子设备中的左右扬声器的信号输入端，其中左端扬声器的输入端包括第一差分信号输入端(l_out+)和第二差分信号输入端(l_out-)，第一差分信号输入端(l_out+)和第二差分信号输入端(l_out-)之间并联一第一电容(ca32)，第一差分信号输入端(l_out+)与第一电容(ca32)、第二电容(ca55)、第三电容(ca14)和第一电感(la1)依序连接，其中第二电容(ca55)与第三电容(ca14)并联接地。第二差分信号输入端(l_out-)与第一电容(ca32)、第四电容(ca56)、第五电容(ca17)和第二电感(la2)依序连接，其中第四电容(ca56)与第五电容(ca17)并联接地。其中右端扬声器的输入端包括第三差分信号输入端(r_out+)和第四差分信号输入端(r_out-)，第三差分信号输入端(r_out+)和第四差分信号输入端(r_out-)之间并联一第六电容(ca44)，第三差分信号输入端(r_out+)与第六电容(ca44)、第七电容(ca57)、第八电容(ca23)和第三电感(la3)依序连接，其中第七电容(ca57)与第八电容(ca23)并联接地。第四差分信号输入端(r_out-)与第六电容(ca44)、第九电容(ca58)、第十电容(ca28)和第四电感(la4)依序连接，其中第九电容(ca58)与第十电容(ca28)并联接地。

其中，低通滤波器为lc低通滤波器，当占空比大于1:1的脉冲到来时，电容的充电时间大于放电时间，输出电平上升；当窄脉冲到来时，其放电时间长，输出电平下降，与原始音频信号的幅度变化相一致，所以原始音频信号被恢复出来，推动扬声器发声。

进一步地，由于在电路板(pcb板)设计时，左右扬声器之间的距离设置较近，而与左右扬声器的输入端连接的四个电感之间的距离也较近，当电感距离较近时相互之间产生互感现象，左右扬声器的两组电感由于互感现象对左右扬声器产生串扰，影响音频输出质量。为降低串扰影响需将各个电感距离加大，然而由于电子设备朝着小型化的方向发展，因此电感间很难设计较大的布局。同时由于电感是有方向性的，分为顺向绕制和逆向绕制，其不同的电感间的绕向其产生的互感的方向也不相同，不同电感间的距离不同，其产生的互感大小也不相同，本发明用于分析其不同的电感方向对其音频串扰的影响，以确定出串扰最小的电感方向。

请查阅图1，为本发明的第一实施例提出的音频串扰分析方法的流程图，其中，该方法用于分析电子设备中的音频串扰问题，所述电子设备包括至少两个扬声器和与所述扬声器连接的电感组件，每个所述电感组件均包括两个电感，每个所述电感组件的两个电感分别与其他所述电感组件的两个电感形成互感电流，该方法包括：

步骤s101，根据获取到的所有电感组合方式中每种所述电感组合方式下的每个所述电感的方向、流经每个所述电感的电流方向以及不同电感组件的电感之间的距离确定每种所述电感组合方式下所述互感电流的总和；

需要指出的是，在电子设备的设计中，通常采用左右扬声器以形成双声道立体声，但生产厂商为了音频播放的质量，也有采用多个扬声器以形成多声道音频的播放，在本实施例中，分析左右扬声器的各个电感相互之间的互感现象，可以理解的，本发明的其他实施例中可以采用相同的分析方法分析多个扬声器之间串扰。

如图6所示，左端扬声器连接第一电感组件，右端扬声器连接第二电感组件，第一电感组件包括第一电感(la1)和第二电感(la2)，第二电感组件包括第三电感(la3)和第四电感(la4)，且每个电感均有顺向绕制和逆向绕制两个方向可以接入电路，因此对其两组电感组件的电感的方向进行组合可以形成16种不同电感的方向的电感组合方式。需要指出的是，在本实施例中，第一差分信号输入端(l_out+)和第三差分信号输入端(r_out+)为电流流入扬声器，第二差分信号输入端(l_out-)和第四差分信号输入端(r_out-)为电流流出扬声器，且四个电感设置为正方形。可以理解的，在本发明的其他实施例中，每个电感间的位置可以任意设置，其可以形成t型、l型或一字形等各种任意形状，可以根据设计人员的实际设计需求进行设定，本实施例为通过其为正方形的特例以研究各个电感方向中对其串扰影响最小的电感组合方式。其中需要指出的是，各组电感组件内的两个电感之间不会产生互感，而一组电感组件的两个电感会分别对另一组电感组件的两个电感产生互感。

其中，不同电感组合方式下的电感间的互感大小不相同。获取所有电感组合方式中每种电感组合方式下的每个电感的方向、流经每个电感的电流方向以及不同电感组件的电感之间的距离之间的距离，并根据获取到的每个电感的方向、流经每个电感的电流方向以及每个电感之间的距离可以计算得出每种所述电感组合方式下互感电流的总和，其中通过每个电感方向和流经每个电感的电流方向可以确定每个电感受到其他电感引起的互感电流的正负，通过不同电感组件的电感之间的距离可以计算每个电感受到其他电感引起的互感电流的值，将其每个互感电流的正负和对应的值进行累加得到每种电感组合方式下互感电流的总和。

步骤s102，根据每种所述电感组合方式下所述互感电流的总和确定音频串扰最小的电感组合方式；

其中，由于每组电感组合方式下的互感电流的总和都确定，通过对其每组电感组合方式的互感电流的总和进行比对，可以得出互感电流的总和最小的一组电感组合方式，其电感组合方式下的各个电感的方向为该位置布局下的电感间的串扰最小的组合方式。

本发明实施例通过将多组电感组件的每个电感的方向进行组合，可以得到不同电感组合方式下的各个电感间产生的互感电流的总大小，然后通过对各个电感组合方式下的互感电流的大小进行比对，确定出互感电流最小的一组电感组合方式，即该电感组合方式为当前位置排布下产生串扰最小的方向，然而现有技术中对其电感的方向不加以确定或随机排布，因此对音频串扰的影响不能减少到最小，通过本发明对其电感的方向的分析，以确定出不同电感组合方式下的最优解，可以将音频串扰降低到最小，并应用于pcb板的设计，解决在pcb板较小的布局中串扰较大的问题。

请查阅图2，本发明的第二实施例中提供的音频串扰分析方法的流程图，该方法包括：

步骤s111，根据所述当前电感的方向和其他所述电感组件的电感的方向确定所述当前电感受到其他所述电感组件的电感引起的互感电流方向。

其中，如图6所示，为多种电感组合方式下的其中一种电感组合方式，在本实施例中，其中以第一电感(la1)的绕制方向设为顺向绕制，电感方向设为正向；以电流从第一电感(la1)流入左端扬声器的方向设为电流方向向左，则第一电感(la1)和第三电感(la3)的电感方向和电流方向均相同，均为电感方向为正，电流方向向左。第二电感(la2)和第四电感(la4)的电感方向和电流方向均相同，均为电感方向为负，电流方向向右。

进一步地，步骤s111具体包括：

判断所述当前电感的方向和其他所述电感组件的电感的方向是否相同；

若是，则所述当前电感受到其他所述电感组件的电感引起的互感电流方向与流经其他所述电感组件的电感的电流方向相同；

若否，则所述当前电感受到其他所述电感组件的电感引起的互感电流方向与流经其他所述电感组件的电感的电流方向相反。

以第一电感组件为例，分析其第一电感(la1)和第二电感(la2)分别受到第二电感组件的第三电感(la3)和第四电感(la4)引起的互感电流的方向。如图6所示，在本实施例中，以第一电感(la1)为当前电感分析，其分别受到第二电感组件的第三电感(la3)和第四电感(la4)引起的互感电流，即第一互感电流(i13)和第二互感电流(i14)。其中第一电感(la1)分别与第三电感(la3)的电感方向相同，与第四电感(la4)的电感方向相反，因此第一电感(la1)受到第三电感(la3)引起的第一互感电流(i13)的方向与流经第三电感(la3)的电流方向相同，即第一互感电流(i13)的电流方向向左，同上述，第二互感电流(i14)的电流方向相左，同理第一电感组件的第二电感(la2)分别受到第二组件的两个电感引起的互感电流的方向也可以确定，在此不予赘述。

步骤s112，根据流经所述当前电感的电流方向和所述互感电流方向确定所述当前电感受到其他所述电感组件的电感引起的互感电流的正负。

其中步骤s112具体包括：

判断流经所述当前电感的电流方向与所述互感电流方向是否相同；

若是，则所述当前电感受到其他所述电感组件的电感引起的互感电流为正；

若否，则所述当前电感受到其他所述电感组件的电感引起的互感电流为负。

如图6所示，在本实施例中，流经第一电感(la1)的电流方向向左，而第一电感(la1)受到第二电感组件中的第三电感(la3)和第四电感(la4)引起的第一互感电流(i13)和第二互感电流(i14)的方向均向左，其互感电流的电流实际方向与流经电感的电流参考方向一致，因此第一互感电流(i13)和第二互感电流(i14)均为正，同上所述第一电感组件的第二电感(la2)分别受到第二组件的两个电感引起的互感电流的正负也可以确定，在此不予赘述。

步骤s113，根据所述当前电感与其他所述电感组件的电感之间的距离确定所述当前电感受到其他所述电感组件的电感引起的互感电流的值；

其中，如图6所示，在本实施例中，四个电感在pcb板中设置为正方形，在互感电流的计算公式，其互感电流的大小与各个电感间的距离、各个电感的匝数以及电流的大小有关，在本实施例中，其各个电感线圈的材质、匝数相同，流经各个电感的电流的值相同，因此只需根据电感间的距离确定互感电流的值，其中互感电流与其电感间的距离成反比，距离越大互感电流越小。

由于其第一电感(la1)与第四电感(la4)间的距离和第二电感(la2)与第三电感(la3)间的距离相同。第一电感(la1)与第三电感(la3)间的距离和第二电感(la2)与第四电感(la4)间的距离相同。因此第一电感(la1)受到第四电感(la4)引起的第二互感电流(i14)和第二电感(la2)受到第三电感(la3)引起的第三互感电流(i23)相同。第一电感(la1)受到第三电感(la3)引起的第一互感电流(i13)和第二电感(la2)受到第四电感(la4)引起的第四互感电流(i24)相同。

且由于第一电感(la1)与第四电感(la4)间的距离较第一电感(la1)与第三电感(la3)间的距离小，因此第一互感电流(i13)较第二互感电流(i14)小，因此其各个互感电流的值大小关系为：

(i13＝i24)<(i14＝i23)；

其中，需要指出的是，在本实施例中，其电感间的设置为正方形，可以理解的，在本发明的其他实施例中，各个电感间的位置可以任意设置，其可以形成t型、l型或一字形等各种任意形状，通过对其不同的电感间位置的设置，其互感电流的值也各不相同。

步骤s114，根据每种所述电感组合方式下所有所述当前电感受到其他所述电感组件的电感引起的互感电流的正负和对应的所述互感电流的值确定每种所述电感组合方式下所述互感电流的总和；

其中，根据每个电感受到其他电感的互感电流的正负以及互感电流的值可以确定其互感电流的总和，如图6所示，本实施例中，在当前电感组合方式下，其第一互感电流(i13)确定为正，值为i13，其他互感电流同上分析，则在该当前电感组合方式下的互感电流的总和为：

il＝(+)i13(+)i14(+)i23(+)i24；

其中il为左端扬声器上的第一电感组件分别受到第二电感组件的电感引起的总互感电流，同理右端扬声器上的第二电感组件分别受到第一电感组件的电感引起的总互感电流大小与上述计算方法相同，其他电感组合方式下的互感电流的总和同上述方法计算，在此不予赘述。

步骤s115，根据每种所述电感组合方式下所述互感电流的总和确定音频串扰最小的电感组合方式；

其中，根据确定出的每组电感组合方式下的互感电流的总和可以得出互感电流的总和最小的一组电感组合方式，在本实施例中，扬声器以及与扬声器连接的电感组件的数量为两个，且其各个电感间设置为正方形时，其互感电流的总和最小的电感组合方式为：其中三个电感方向为同一方向，另一电感方向为相反方向，其互感电流的总和最小，其对音频串扰影响降至最低。可以理解的，在本发明的其他实施例中，各个电感间的位置为t型、l型或一字形等其他各种任意形状时，其互感电流总和最小的电感组合方式则不为上述三个电感方向相同，一个相反的方式，但其计算分析方法与上述一致，因此在此不予赘述。

请查阅图3，为本发明的一实施例中提供的音频串扰分析系统的结构框图，用于分析电子设备中的音频串扰问题，所述电子设备包括至少两个扬声器和与每个所述扬声器连接的电感组件，每个所述电感组件均包括两个电感，每个所述电感组件的两个所述电感分别与其他所述电感组件的两个所述电感形成互感电流，该音频串扰分析系统10包括：

第一确定模块11，用于根据获取到的所有电感组合方式中每种所述电感组合方式下的每个所述电感的方向、流经每个所述电感的电流方向以及不同电感组件的电感之间的距离确定每种所述电感组合方式下所述互感电流的总和。

第二确定模块12，用于根据第一确定模块11确定的每种所述电感组合方式下所述互感电流的总和确定音频串扰最小的电感组合方式。

请查阅图4，为本发明的另一实施例中提供的音频串扰分析系统的结构框图，该音频串扰分析系统20包括：

第一确定模块21，用于根据获取到的所有电感组合方式中每种所述电感组合方式下的每个所述电感的方向、流经每个所述电感的电流方向以及不同电感组件的电感之间的距离确定每种所述电感组合方式下所述互感电流的总和。

第二确定模块22，用于根据第一确定模块21确定的每种所述电感组合方式下所述互感电流的总和确定音频串扰最小的电感组合方式。

其中，所述第一确定模块21包括：

第一确定单元211，用于根据每种所述电感组合方式下当前电感组件中的当前电感的方向和流经所述当前电感的电流方向以及其他所述电感组件的电感的方向和流经其他所述电感组件的电感的电流方向确定所述当前电感受到其他所述电感组件的电感引起的互感电流的正负。

第二确定单元212，用于根据所述当前电感与其他所述电感组件的电感之间的距离确定所述当前电感受到其他所述电感组件的电感引起的互感电流的值。

第三确定单元213，用于根据每种所述电感组合方式下所有所述当前电感受到其他所述电感组件的电感引起的互感电流的正负和对应的所述互感电流的值确定每种所述电感组合方式下所述互感电流的总和。

其中，所述第一确定单元211包括：

方向确定单元，用于根据所述当前电感的方向和其他所述电感组件的电感的方向确定所述当前电感受到其他所述电感组件的电感引起的互感电流方向。

正负确定单元，用于根据流经所述当前电感的电流方向和所述互感电流方向确定所述当前电感受到其他所述电感组件的电感引起的互感电流的正负。

其中，所述方向确定单元包括：

第一判断单元，用于判断所述当前电感的方向和其他所述电感组件的电感的方向是否相同。

第一方向确定子单元，用于当所述第一判断单元判断相同时，确定所述当前电感受到其他所述电感组件的电感引起的互感电流方向与流经其他所述电感组件的电感的电流方向相同。

第二方向确定子单元，用于当所述第一判断单元判断相反时，确定所述互感电流方向与流经其他所述电感组件的电感的电流方向相反。

其中，所述正负确定单元包括：

第二判断单元，用于判断流经所述当前电感的电流方向与所述互感电流方向是否相同。

第一正负确定子单元，用于当所述第二判断单元判断相同时，确定所述当前电感受到其他所述电感组件的电感引起的互感电流为正。

第二正负确定子单元，用于当所述第二判断单元判断相反时，确定所述互感电流为负。

本发明实施例提出的音频串扰分析系统的技术特征和技术效果与本发明实施例提出的方法相同，在此不予赘述。

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至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指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何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。