静音控制方法、音频功放电路以及音频功放芯片与流程

文档序号:31632636发布日期:2022-09-24 02:22阅读:590来源:国知局
静音控制方法、音频功放电路以及音频功放芯片与流程

1.本发明涉及音频信号处理领域,特别涉及一种静音控制方法、音频功放电路以及音频功放芯片。


背景技术:

2.音频功率放大器常用于汽车音响、家庭影院、舞台音响等领域,其驱动电流、输出功率、总谐波失真等是其重要的参数指标,但是静音、待机等指标也是体现音频功放的性能之一;若音频功放的静音功能不佳,在使用静音功能时,可能会出现无法彻底静音或静音瞬间有“噗嗤”声音。
3.总之,现有技术中存在音频功率放大器切换到静音功能的瞬间,扬声器容易产生“噗嗤”声,并影响用户体验的问题。


技术实现要素:

4.本发明的目的在于提供一种静音控制方法、音频功放电路以及音频功放芯片,以解决现有技术中存在的音频功率放大器切换到静音功能的瞬间,扬声器容易产生“噗嗤”声,并影响用户体验的问题。
5.为了解决上述技术问题,根据本发明的第一个方面,提供了一种静音控制方法,所述静音控制方法包括如下步骤:接收静音设定信号;在接收所述静音设定信号的同时,直接或者间接地测量扬声器的瞬时电流;基于所述瞬时电流判断所述扬声器的残余电荷所对应的放电回路;所述放电回路包括:正向放电回路和负向放电回路;在第一预设时长内,导通对应的所述放电回路并驱使所述扬声器以预设电流放电,所述预设电流小于所述扬声器的正常工作电流;以及,在所述第一预设时长之后,输出控制信号以驱使所述扬声器的电流与静音电流的差值在预设范围内。
6.为了解决上述技术问题,根据本发明的第二个方面,提供了一种音频功放电路,所述音频功放电路包括控制模块,所述控制模块用于执行上述的静音控制方法。
7.可选的,所述音频功放电路还包括音频信号放大器、驱动模块、上功率管和下功率管。
8.其中,所述音频信号放大器包括音频信号正相端和音频信号反相端,所述音频信号放大器用于基于所述音频信号正相端和所述音频信号反相端的压差输出信号。
9.所述驱动模块的输入端与所述音频信号放大器的输出端连接,所述驱动模块用于基于接收到的信号控制所述上功率管和所述下功率管工作。
10.所述上功率管的正极用于连接外部电源正极,所述上功率管的负极与所述下功率管的正极连接,所述下功率管的负极用于连接外部电源负极。
11.所述上功率管的负极用于提供所述扬声器的工作电流。
12.所述上功率管用于构成所述正向放电回路,所述下功率管用于构成所述负向放电回路。
13.可选的,所述音频功放电路还包括静音功能锁定模块,所述控制模块包括第一端口,所述静音功能锁定模块的输出端与所述第一端口连接。
14.当所述静音功能锁定模块不输出所述静音设定信号时,仅当所述静音功能锁定模块的输入端的电压大于第一预设电压时,所述静音功能锁定模块输出所述静音设定信号。
15.当所述静音功能锁定模块输出所述静音设定信号时,仅当所述静音功能锁定模块的输入端的电压小于第二预设电压时,所述静音功能锁定模块不输出所述静音设定信号。
16.所述第一预设电压大于所述第二预设电压。
17.可选的,所述控制模块包括第二端口,所述第二端口用于直接或者间接地测量所述扬声器的瞬时电流,所述第二端口与所述上功率管的负极连接。
18.可选的,所述控制模块包括第三端口,当接收所述静音设定信号时,所述第三端口用于向所述驱动模块输出第一信号,当未接收所述静音设定信号时,所述第三端口用于向所述驱动模块输出第二信号。
19.当接收到所述第一信号时,所述驱动模块以第一放大系数工作;当接收到所述第二信号时,所述驱动模块以第二放大系数工作,所述第一放大系数小于所述第二放大系数。
20.可选的,所述控制模块包括第四端口,所述第四端口与所述音频信号放大器的输出端连接,所述第四端口用于在所述第一预设时长之后,干预所述音频信号放大器的输出信号使得所述驱动模块的输入信号被钳位为静音值,所述驱动模块接收到的信号为所述静音值时,所述驱动模块将所述扬声器的电流与静音电流的差值控制在预设范围内。
21.可选的,所述控制模块包括第五端口和第六端口,所述第五端口和所述第六端口分别与所述音频信号正相端和所述音频信号反相端中的一者连接,所述第五端口和所述第六端口用于干预所述音频信号放大器的输入信号以实现:所述在第一预设时长内,导通对应的所述放电回路并驱使所述扬声器以预设电流放电。
22.可选的,所述音频功放电路还包括欠压保护模块、过温保护模块和过流保护模块中的至少一者。
23.所述欠压保护模块用于在所述音频功放电路上电时,延迟所述控制模块和所述驱动模块在第二预设时长之后启动;所述欠压保护模块还用于在所述音频功放电路断电之后,在第三预设时长内维持所述驱动模块的工作状态;所述第二预设时长和所述第三预设时长基于所述扬声器的噪音触发临界间隔设置。
24.所述过温保护模块用于根据所述音频功放电路的温度选择如下策略中的一者:启动所述驱动模块;不干预所述驱动模块工作;降低所述驱动模块的输出功率;以及,关闭所述驱动模块。
25.所述过流保护模块用于检测流过所述上功率管和所述下功率管的峰值电流,当所述峰值电流超过安全范围时,在当前周期内关闭相应的所述上功率管或者所述下功率管。
26.为了解决上述技术问题,根据本发明的第三个方面,提供了一种音频功放芯片,包括上述的音频功放电路。
27.与现有技术相比,本发明提供的一种静音控制方法、音频功放电路以及音频功放芯片中,所述静音控制方法包括如下步骤:接收静音设定信号;在接收所述静音设定信号的同时,直接或者间接地测量扬声器的瞬时电流;基于所述瞬时电流判断所述扬声器的残余电荷所对应的放电回路;所述放电回路包括:正向放电回路和负向放电回路;在第一预设时
长内,导通对应的所述放电回路并驱使所述扬声器以预设电流放电,所述预设电流小于所述扬声器的正常工作电流;以及,在所述第一预设时长之后,输出控制信号以驱使所述扬声器的电流与静音电流的差值在预设范围内。所述音频功放电路以及音频功放芯片中设置相应的控制模块以实现上述静音控制方法。如此配置,通过放电清除扬声器中的残余电荷,确保了在静音切换的瞬间不会产生噪声,同时通过瞬时电流进行放电回路的判断,不至于产生无法放电或者内部电路短路等额外的控制风险,从而解决了现有技术中存在的问题。
附图说明
28.本领域的普通技术人员将会理解,提供的附图用于更好地理解本发明,而不对本发明的范围构成任何限定。其中:图1是本发明一实施例的静音控制方法的流程示意图。
29.图2是本发明一实施例的音频功放电路和音频功放芯片的电路示意图。
30.图3是本发明一实施例的控制模块的电路示意图。
31.图4是本发明一实施例的音频功放电路和音频功放芯片的双电源供电的外部连接示意图。
32.图5是本发明一实施例的音频功放电路和音频功放芯片的单电源供电的外部连接示意图。
33.附图中:1-控制模块;2-驱动模块;3-静音功能锁定模块;31-阈值设置单元;4-欠压保护模块;5-过温保护模块;6-过流保护模块;7-偏置电压设置模块;10-扬声器;11-音频功放电路;12-音频功放芯片。
具体实施方式
34.为使本发明的目的、优点和特征更加清楚,以下结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。需说明的是,附图均采用非常简化的形式且未按比例绘制,仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。此外,附图所展示的结构往往是实际结构的一部分。特别的,各附图需要展示的侧重点不同,有时会采用不同的比例。
35.如在本发明中所使用的,单数形式“一”、“一个”以及“该”包括复数对象,术语“或”通常是以包括“和/或”的含义而进行使用的,术语“若干”通常是以包括“至少一个”的含义而进行使用的,术语“至少两个”通常是以包括“两个或两个以上”的含义而进行使用的,此外,术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示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”、“第三”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者至少两个该特征,“一端”与“另一端”以及“近端”与“远端”通常是指相对应的两部分,其不仅包括端点,术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或成一体;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。此外,如在本发明中所使用的,一元件设置于另一元件,通常仅表示两元件之间存在连接、耦合、配合或传动关系,且两元件之间可以是直接的或通过中间元件间接的连接、耦合、配合或传动,而不能理解为指示或暗示两元件之间的空间位置关系,即一元件可
以在另一元件的内部、外部、上方、下方或一侧等任意方位,除非内容另外明确指出外。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。
36.本发明的核心思想在于提供一种静音控制方法、音频功放电路以及音频功放芯片,以解决现有技术中存在的音频功率放大器切换到静音功能的瞬间,扬声器容易产生“噗嗤”声,并影响用户体验的问题。
37.以下参考附图进行描述。
38.如图1所示,本实施例提供了一种静音控制方法,所述静音控制方法包括如下步骤:s10接收静音设定信号。
39.s20在接收所述静音设定信号的同时,直接或者间接地测量扬声器的瞬时电流。
40.s30基于所述瞬时电流判断所述扬声器的残余电荷所对应的放电回路;所述放电回路包括:正向放电回路和负向放电回路。
41.s40在第一预设时长内,导通对应的所述放电回路并驱使所述扬声器以预设电流放电,所述预设电流小于所述扬声器的正常工作电流。
42.以及,s50在所述第一预设时长之后,输出控制信号以驱使所述扬声器的电流与静音电流的差值在预设范围内。
43.在步骤s10中,所述静音设定信号的具体格式可以是任意设置的。例如,为一个高电平信号。
44.当所述静音设定信号为一个高电平时,在步骤s20中,接收所述静音设定信号的时间点即接收到上升沿的时间点。当所述静音设定信号为其他格式的信号时,接收所述静音设定信号的时间点也可以根据本领域公知常识进行确定。在步骤s20中,需要获得瞬时电流的相关信息,该信息可以是瞬时电流的大小和方向(即直接测量),也可以是其他的信号,例如:反馈电压等,通过反馈电压可以判断瞬时电流的大小和方向,或者至少可以判断瞬时电流的方向(即间接测量)。所述扬声器在工作时,瞬间进行静音,若不能正确判断芯片内部逻辑状态,则无法实施正确的控制状态,轻则产生“噗嗤”声音,重则导致喇叭破音或烧毁。通过步骤s40,引导残余电荷从相应的放电通路流出,则可以减轻或者消除上述现象。但同时,由于所述扬声器在工作时,电流具有正负两个方向的特性,因此残余电荷也对应于正负电流就有两个方向,因此,需要对放电回路的正负特性进行判断。也即,需要通过设置步骤s30确定放电回路。放电回路的正向和负向可以根据实际需要进行约定,在本实施例中,将负电流导致的残余电荷的放电回路约定为正向放电回路,将正电流导致的残余电荷的放电回路约定为负向放电回路。
45.在步骤s40中,通过所述第一预设时长进行放电,并把放电电流控制在预设电流,从而可控地进行放电,避免噪声的形成。所述第一预设时长根据残余电荷的估计值和所述预设电流的大小进行设置,并保证在执行步骤s50之前使得所述残余电荷能够低于一残余安全阈值,或者,为0。
46.在步骤s40实施后,通过步骤s50实现后续的静音功能,直至所述静音设定信号消失。静音电流是指使得所述扬声器不发声的电流,可根据所述扬声器的具体工作原理进行设置,在一实施例中,所述静音电流为0a。
47.在本实施例中,提到了“驱使”的概念,“驱使”应当理解为:输出控制信号的目的是
为了达到一预期目的,但是可能因为其他因素的干扰,可能最终效果不一定实现。例如,按下点火按钮驱使车辆启动,但是若此时车辆油箱中没有油,车辆也不会启动。因此,不能根据一方法的运行结果判断该方法是否符合本技术的相关描述,而是应该根据该方法的运行目的判断该方法是否符合本技术的相关描述,后面的内容也应当按照这样的思路进行理解。
48.基于上述的静音控制方法,本实施例还提供了一种音频功放电路11,所述音频功放电路11包括控制模块1,所述控制模块1用于执行上述的静音控制方法。
49.可以理解的,所述控制模块1的具体实现方式,例如设置多少个端口,每个端口的作用是什么,每个端口与其他元件以何种方式连接,内部的元件连接方式是什么,都是可以根据实际需要进行变化设置的。
50.在一较优的实施例中,所述音频功放电路11如图2所示。
51.所述音频功放电路11包括所述控制模块1、音频信号放大器op1、驱动模块2、上功率管q51和下功率管q52。
52.其中,所述音频信号放大器op1包括音频信号正相端(图中用“+”表示)和音频信号反相端(图中用
“‑”
表示),所述音频信号放大器op1用于基于所述音频信号正相端和所述音频信号反相端的压差输出信号。所述音频信号放大器op1的具体工作原理可以根据本领域公知常识进行理解,一般情况下,所述音频信号放大器op1按照线性方式输出信号,但是不排除在特定工况下,基于其他设计目的的考虑,所述音频信号放大器op1按照其他的逻辑输出信号。
53.所述音频信号放大器op1通过第一缓冲器b1和第二缓冲器b2接收外部输入的音频信号,所述音频信号通过in+和in-端口输入。
54.所述驱动模块2的输入端与所述音频信号放大器op1的输出端连接,可以是直接连接或者是间接连接,所述驱动模块2用于基于接收到的信号控制所述上功率管q51和所述下功率管q52工作。所述驱动模块2的基本控制原理如下:当输入信号为正向时,输出电流控制所述上功率管q51打开,当输入信号为负向时,输出电流控制所述下功率管q52打开。出于安全考虑,q51和q52之间切换配合的逻辑,可以根据不同的需要进行设置,例如,切换过程中设置一定的延时,等。
55.所述上功率管q51和所述下功率管q52根据输入的电流控制输出电流的大小,所述上功率管q51和所述下功率管q52的其他工作原理可根据本领域公知常识进行理解,在此不进行展开描述。
56.所述上功率管q51的正极用于连接外部电源正极vcc,所述上功率管q51的负极与所述下功率管q52的正极连接,所述下功率管q52的负极用于连接外部电源负极vee。
57.图2中的gnd表示用于接地的端口。
58.所述上功率管q51的负极用于提供所述扬声器的工作电流。所述上功率管q51的负极被配置为工作电流输出端output。
59.在本实施例中,所述上功率管q51用于构成所述正向放电回路,所述下功率管q52用于构成所述负向放电回路。在其他的实施例中,也可以设置与q51、q52相独立的放电回路。
60.由于所述音频功放电路11接收到的外部信号可能会产生一定的波动,较优地,所
述音频功放电路11还包括静音功能锁定模块3,所述控制模块1包括第一端口p1,所述静音功能锁定模块3的输出端与所述第一端口p1连接。
61.当所述静音功能锁定模块3不输出所述静音设定信号(即输出低电平)时,仅当所述静音功能锁定模块3的输入端的电压大于第一预设电压vth1时,所述静音功能锁定模块3输出所述静音设定信号(即输出高电平)。
62.当所述静音功能锁定模块3输出所述静音设定信号(即输出高电平)时,仅当所述静音功能锁定模块3的输入端的电压小于第二预设电压vtl1时,所述静音功能锁定模块3不输出所述静音设定信号(即输出低电平)。
63.所述第一预设电压vth1大于所述第二预设电压vtl1。所述第一预设电压vth1和所述第二预设电压vtl1的具体值可以根据实际需要进行设置,在此不进行展开描述。
64.所述静音功能锁定模块3的输入端被配置为静音端mute,mute悬空或接地时,默认mute功能off状态,音频功放正常输出,mute接高电压,且电平幅值高于vth1时,mute功能on状态,音频功放静音无输出,当mute功能开启后,只有其电压将至vtl1时,mute功能才会off,即mute的电压窗口为vth1-vtl1,增加窗口的目的是为了增加mute引脚的抗干扰能力,提高其可靠性。
65.在一实施例中,所述静音功能锁定模块3包括锁定模块比较器comp1和阈值设置单元31,上述的功能通过所述锁定模块比较器comp1和所述阈值设置单元31实现。所述阈值设置单元31的工作原理为,当comp1输出低电平时,所述阈值设置单元31输出电压vth1,当comp1输出高电平时,触发所述阈值设置单元31输出电压vtl1,实现mute触发电压对应改变。可以理解的,在其他实施例中,所述静音功能锁定模块3也可以基于其他的原理进行设置。
66.对于用户而言,静音设置的端口为mute端口,对于所述控制模块1而言,静音设置的端口为所述第一端口p1。两者的效果略有不同。
67.进一步地,所述控制模块1包括第二端口p2,所述第二端口p2用于直接或者间接地测量所述扬声器10的瞬时电流(在本实施例中,通过输出电压进行测量,为一种间接测量的方式),所述第二端口p2与所述上功率管q51的负极连接。
68.进一步地,所述控制模块1包括第三端口p3,当接收所述静音设定信号时,所述第三端口p3用于向所述驱动模块2输出第一信号,当未接收所述静音设定信号时,所述第三端口p3用于向所述驱动模块2输出第二信号。在本实施例中,所述第一信号为高电平,所述第二信号为低电平,在其他实施例中,所述第一信号和所述第二信号也可以根据需要进行设置。
69.当接收到所述第一信号时,所述驱动模块2以第一放大系数工作;当接收到所述第二信号时,所述驱动模块2以第二放大系数工作,所述第一放大系数小于所述第二放大系数。在一实施例中,所述第一放大系数小于或者等于所述第二放大系数的1/5。如此配置,有利于实现所述静音控制方法中的“所述预设电流小于所述扬声器10的正常工作电流”的技术效果。
70.进一步地,所述控制模块1包括第四端口p4,所述第四端口p4与所述音频信号放大器op1的输出端连接,所述第四端口p4用于在所述第一预设时长之后,干预所述音频信号放大器op1的输出信号使得所述驱动模块2的输入信号被钳位为静音值,所述驱动模块2接收
到的信号为所述静音值时,所述驱动模块2将所述扬声器10的电流与静音电流的差值控制在预设范围内,在一实施例中,所述扬声器10的电流被控制为等于所述静音电流。所述静音值可以根据所述扬声器10和所述驱动模块2的具体工作原理进行反推计算,在一实施例中,所述静音值为0a。所述预设范围即能够使得人耳无法听到噪音的误差允许范围。
71.所述控制模块1还包括第五端口p5和第六端口p6,所述第五端口p5和所述第六端口p6分别与所述音频信号正相端和所述音频信号反相端中的一者连接。例如,在图2中,所述第五端口p5与所述音频信号反相端连接,所述第六端口p6与所述音频信号正相端连接。所述第五端口p5和所述第六端口p6用于干预所述音频信号放大器op1的输入信号以实现:所述在第一预设时长内,导通对应的所述放电回路并驱使所述扬声器以预设电流放电。
72.例如,当mute功能on的瞬间,若此时所述上功率管q51处于打开状态,则output电压为高,所述第六端口p6输出低电平,所述第五端口p5输出高电平,此时,所述音频信号放大器op1输出低电平,从而驱使所述下功率管q52开启(当前,开启前可能需要一定时间的延迟,但这是由所述驱动模块2的内部逻辑自动实现的),小电流对所述扬声器10进行放电。同理,在mute功能on瞬间,若此时所述下功率管q52处于打开状态,则output电压为低,则所述第六端口p6输出高电平,所述第五端口p5为低电平,此时,所述音频信号放大器op1模块输出高电平,从而驱使所述上功率管q51开启,小电流对所述扬声器10进行放电。
73.通过所述第四端口p4、所述第五端口p5和所述第六端口p6对其他元件的信号进行干预的设计方式,也有利于利用现有的音频功放电路。例如,设计成本更低,可直接对已有的音频功放电路进行改造等,降低了制造成本。
74.所述控制模块1的具体实现方式可以根据上述描述内容进行不同的设置,例如采用可编程控制器、现场可编程逻辑门阵列等方式实现。较优地,所述控制模块1以硬件方式实现控制逻辑,其具体的内部结构如图3所示。
75.所述控制模块1包括第一三极管q1、第二三极管q2、第三三极管q3、第四三极管q4、第五三极管q5、第六三极管q6、第七三极管q7、第八三极管q8、第九三极管q9、第十三极管q10、第十一三极管q11、第十二三极管q12、第十三三极管q13、第十四三极管q14、第十五三极管q15、第十六三极管q16、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、恒流源s1、控制模块比较器comp2、双向稳压管d1和延时电容c1。
76.其中,所述第一三极管q1为pnp型三极管,所述第一三极管q1的发射极用于连接所述外部电源正极vcc,所述第一三极管的基极与自身的集电极连接。
77.所述第二三极管q2、所述第三三极管q3、所述第四三极管q4、所述第五三极管q5、所述第六三极管q6、所述第七三极管q7和所述第八三极管q8均为pnp型三极管,所述第二三极管q2、所述第三三极管q3、所述第四三极管q4、所述第五三极管q5、所述第六三极管q6、所述第七三极管q7和所述第八三极管q8的基极均与所述第一三极管q1的基极连接,所述第二三极管q2、所述第三三极管q3、所述第四三极管q4、所述第五三极管q5、所述第六三极管q6、所述第七三极管q7和所述第八三极管q8的发射极均用于连接所述外部电源正极vcc。
78.所述第九三极管q9为npn型三极管,所述第九三极管q9的集电极通过所述恒流源s1与所述第一三极管q1的集电极连接,所述第九三极管q9的发射极用于接地,所述第九三极管q9的基极被配置为所述第一端口p1。
79.所述第一电阻r1的第一端用于接地,所述第一电阻r1的第二端与所述第二三极管
q2的集电极连接;所述第二电阻r2的第一端被配置为所述第二端口p2,所述第二电阻r2的第二端通过所述双向稳压管d1接地。
80.所述控制模块比较器comp2的反相端与所述第一电阻r1的第二端连接,所述控制模块比较器comp2的正相端与所述第二电阻r2的第二端连接。
81.所述第十三极管q10为npn型三极管,所述第十三极管q10的集电极与所述第三三极管q3的集电极连接,所述第十三极管q10的基极与所述控制模块比较器comp2的输出端连接,所述第十三极管q10的发射极用于接地。
82.所述第三电阻r3的第一端与所述第十三极管q10的集电极连接,所述第三电阻r3的第二端与所述第十三极管q10的发射极连接,所述第十三极管q10的集电极被配置为所述第六端口p6。
83.所述第十一三极管q11为npn型三极管,所述第十一三极管q11的集电极与所述第四三极管q4的集电极连接,所述第十一三极管q11的发射极用于接地。
84.所述第四电阻r4的第一端与所述第十一三极管q11的集电极连接,所述第四电阻r4的第二端与所述第十一三极管q11的发射极连接,所述第十一三极管q11的集电极被配置为所述第五端口p5。
85.所述第十二三极管q12为npn型三极管,所述第十二三极管q12的基极与所述第一三极管q1的集电极连接,所述第十二三极管q12的集电极与所述第五三极管q5的集电极连接,所述第十二三极管q12的发射极用于接地。
86.所述延迟电容c1的第一端与所述第五三极管q5的集电极连接,所述延迟电容c1的第二端与所述第十二三极管q12的发射极连接。
87.所述第十三三极管q13为npn型三极管,所述第十三三极管q13的基极与所述第五三极管q5的集电极连接,所述第十三三极管q13的集电极与所述第六三极管q6的集电极连接,所述第十三三极管q13的发射极用于接地。
88.所述第十四三极管q14为npn型三极管,所述第十四三极管q14的集电极与所述第七三极管q7的集电极连接,所述第十四三极管q14的集电极被配置为所述第三端口p3,所述第十四三极管q14的基极与所述第六三极管q6的集电极连接,所述第十四三极管q14的发射极用于接地。
89.所述第五电阻r5的第一端与所述第七三极管q7的集电极连接,所述第五电阻r5的第二端用于接地。
90.所述第十五三极管q15为npn型三极管,所述第十五三极管q15的集电极与所述第八三极管q8的集电极连接,所述第十五三极管q15的基极与所述第六三极管q6的集电极连接,所述第十五三极管q15的发射极用于接地。
91.所述第十六三极管q16为npn型三极管,所述第十六三极管q16的基极与所述第八三极管q8的集电极连接,所述第十六三极管q16的发射极用于接地,所述第十六三极管q16的集电极被配置为所述第四端口。
92.所述第六电阻r6的第一端与所述第十六三极管q16的集电极连接,所述第六电阻r6的第二端用于接地。
93.基于上述连接关系,所述控制模块1的工作原理如下:所述第一端口p1为高电平时,q9开启,恒流源s1开启,并通过电流镜给i1和i2提高稳定的电流值,i1与r1产生电压降
为v1,即v1=i1*r1,comp2反向端的电压为v1+vgnd;vgnd为地极的电压,与所述音频功放电路的外部连接关系有关。同向端连接的d1为双向稳压管,是为了箝位output信号,双向稳压管的箝位值高于v1,防止output信号幅值超过comp2的工作电压(为了降低功耗,芯片内部逻辑模块通常采用低电压供电),所以不论接单电源还是双电源,comp2均可以正常检测到output的状态。
94.当mute功能on瞬间,若此时所述上功率管q51打开,则output电压为高,comp2同向端电压高于反向端电压,输出高电平,则q10开启,所述第六端口p6为低电平,q11关闭,所述第五端口p5为高电平,此时op1输出低电平,所述下功率管q52开启,小电流对所述扬声器10进行放电。同理,在mute功能on瞬间,若此时所述下功率管q52打开,则output电压为低,则q10关闭,所述第六端口p6为高电平,q11开启,所述第五端口p5为低电平,此时芯op1输出高电平,所述上功率管q51开启,小电流对所述扬声器10进行放电。
95.所述第一端口p1为高电平时,a点为低电平,此时q12关闭,i2给c1充电,延迟一段时间t(本实施例中,t=0.1s)后,b点为高电平,所述第四端口p4输出低电平,将op1的输出端箝位至gnd,确保音频信号不会输出到所述驱动模块2;同时所述第三端口p3 输出高电平,降低驱动模块2的驱动能力。
96.电阻r3、r4、r5、r6为下拉电阻,确保s1恒流源断开后,端口3-6默认下来至gnd;同时r6的阻值比较大,不会影响op1模块的输出信号幅值。
97.请继续参考图2,所述音频功放电路11还包括欠压保护模块4、过温保护模块5和过流保护模块6。在其他实施例中,也可以包括所述欠压保护模块4、所述过温保护模块5和所述过流保护模块6中的一部分。
98.所述欠压保护模块4用于在所述音频功放电路11上电时,延迟所述控制模块1和所述驱动模块2在第二预设时长之后启动;所述欠压保护模块4还用于在所述音频功放电路11断电之后,在第三预设时长内维持所述驱动模块2的工作状态;所述第二预设时长和所述第三预设时长基于所述扬声器10的噪音触发临界间隔设置。所述扬声器10的噪音触发临界间隔可以根据理论计算或者实验进行确定。所述第二预设时长和所述第三预设时长可以等于所述扬声器10的噪音触发临界间隔,也可以在所述扬声器10的噪音触发临界间隔的基础上进行安全性转换(例如,乘以一个安全系数)得到。所述扬声器10的噪音触发临界间隔可以是一个具体的值,也可以是一个函数,随着外部环境和内部电气参数的变化而变化。
99.在一实施例中,所述欠压保护模块4包括一欠压保护电容。当上电时,所述欠压保护模块4检测到vcc电压从低电压升高超过vth2时,先对所述欠压保护电容放电,然后用预设的微电流(也可以称呼为欠压保护充电电流)对所述欠压保护电容充电,实现输入电压高于欠压保护点时(该点定义为vt,其中,vth2》vt)时,延迟一段时间,确保所有模块正常时,驱动模块2正常工作;而断电时,vcc电压快速跌落至vt以下,由于所述欠压保护电容的存在,配合所述控制模块1,可以确保所述驱动模块2可以持续工作一定时间,实现对所述扬声器10放电,确保断电时不会有“噗嗤”噪声。
100.所述过温保护模块5用于根据所述音频功放电路11的温度选择如下策略中的一者:启动所述驱动模块2;不干预所述驱动模块2工作;降低所述驱动模块2的输出功率;以及,关闭所述驱动模块2。
101.在一实施例中,所述过温保护模块5内置二阶过温保护功能,用于检测到所述音频
功放电路11在不同工作温度时,做出不同的反应(分为降低输出功率和直接关机),其工作模式为:当温度小于t1时,不干预所述驱动模块2工作。当温度达到t1但未达到t2时,所述过温保护模块5会输出信号给所述驱动模块2,降低所述驱动模块2输出的驱动信号的电流能力,实现降低上下两个功率管的电流峰值,进而降低输出功率,实现降低电路温度;此模式的好处是,芯片不会因为温度持续升高,造成芯片触发过热保护,影响客户感受。当温度达到t2时,立刻关闭所述驱动模块2,以保证所述音频功放电路11自身元件的安全。当温度降低至t3时,电路恢复正常工作,启动所述驱动模块2。上述的t1、t2和t3的值可以根据实际需要进行设置,其中,t2》t1》t3。
102.所述过流保护模块6用于检测流过所述上功率管q51和所述下功率管q52的峰值电流,当所述峰值电流超过安全范围时,在当前周期内关闭相应的所述上功率管q51或者所述下功率管q52。下一个周期,所述上功率管q51或者所述下功率管q52仍然正常打开。
103.本实施例还提供了一种音频功放芯片12,包括上述的音频功放电路11。
104.所述音频功放电路11和所述音频功放芯片12可以双电源或者单电源的模式进行连接,图4示出了的双电源供电的外部连接示意图,图5示出了单电源供电的外部连接示意图。
105.图4中的电阻r101、r103、r104和电容c101、c102、c103的连接方式和作用可以参考图4中示出的内容进行理解,所述音频功放电路11或者所述音频功放芯片12的各端口的标号和图2中的内容保持一致。
106.图5中的电阻r201、r202、r203、r204、r205、r206、r207;电容c201、c202、c203、c204、c205、c206、c207、c208、c209以及三极管q201的连接方式和作用可以参考图5中示出的内容进行理解,所述音频功放电路11或者所述音频功放芯片12的各端口的标号和图2中的内容保持一致。
107.当所述音频功放电路11或者所述音频功放芯片12兼容两种接法,或者用于通过单电源供电时,所述音频功放电路11还包括偏置电压设置模块7,所述偏置电压设置模块7设置于所述音频信号放大器op1和所述驱动模块2之间。在一实施例中,所述音频功放电路11以单电源方式进行供电,所述偏置电压设置为vcc/2。
108.综上所述,本实施例提供了一种静音控制方法、音频功放电路以及音频功放芯片。其中,所述静音控制方法包括如下步骤:接收静音设定信号;在接收所述静音设定信号的同时,直接或者间接地测量扬声器的瞬时电流;基于所述瞬时电流判断所述扬声器的残余电荷所对应的放电回路;所述放电回路包括:正向放电回路和负向放电回路;在第一预设时长内,导通对应的所述放电回路并驱使所述扬声器以预设电流放电,所述预设电流小于所述扬声器的正常工作电流;以及,在所述第一预设时长之后,输出控制信号以驱使所述扬声器的电流与静音电流的差值在预设范围内。所述音频功放电路以及音频功放芯片中设置相应的控制模块以实现上述静音控制方法。如此配置,通过放电清除扬声器中的残余电荷,确保了在静音切换的瞬间不会产生噪声,同时通过瞬时电流进行放电回路的判断,不至于产生无法放电或者内部电路短路等额外的控制风险,从而解决了现有技术中存在的问题。
109.上述描述仅是对本发明较佳实施例的描述,并非对本发明范围的任何限定,本发明领域的普通技术人员根据上述揭示内容做的任何变更、修饰,均属于本发明技术方案的保护范围。
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