一种音频信号处理装置及音频播放设备的制作方法

1.本实用新型涉及音频信号处理技术领域，尤其涉及一种音频信号处理装置及音频播放设备。


背景技术：

2.传统的音频播放设备均有多路输入音频，如音频主控的内部音频和蓝牙芯或fm收音芯片等接收的外部音频信号；多路音频均通过音频信号处理电路进行电压放大后经功率放大器和喇叭进行输出播放。然而部分的音频播放设备的音频电路中音频主控能够对内部音频解码并经音频信号处理电路进行播放，但传统的电路设计中存在有一定的缺陷，音频主控无法检测到外部音频的接入信号，只能做内部音频模拟信号的优先输出或外部音频模拟信号与内部音频模拟信号一起混合输出，从而导致不能对外部音频进行切换或优先输出，不能满足用户的使用需求和降低用户的使用体验感。因此，亟需一种能分别对内部音频和外部音频进行切换输出的音频信号处理装置。


技术实现要素：

3.本实用新型所要解决的技术问题在于，提供一种音频信号处理装置及音频播放设备，可实现多路音频的切换播放，满足用户的使用需求和提高用户的使用体验感。
4.为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种音频信号处理装置，包括音频主控芯片、音频解码集成电路、信号检测电路、音频信号处理电路和功率放大器，音频主控芯片分别与音频解码集成电路、信号检测电路和音频信号处理电路连接；音频信号处理电路的输入端分别与音频解码集成电路和外部音频输出端连接，音频信号处理电路的输出端与功率放大器连接；信号检测电路的输入端与外部音频输出端连接，信号检测电路的输出端与音频主控芯片连接，用于检测外部音频输出端的输出状态并将检测到的检测信号发送给音频主控芯片；音频主控芯片根据检测信号控制音频信号处理电路切换输出解码音频或外部音频。
5.作为上述方案的改进，信号检测电路包括第一运算放大器、比较器、第一三极管、第二三极管、第一电阻和第二电阻，第一运算放大器的同相输入端与外部音频输出端连接，第一运算放大器的反向输入端经第一电阻接电源地，并经第二电阻与第一运算放大器的输出端连接；比较器的同相输入端与电源电压连接，比较器的反向输入端与第一运算放大器的输出端连接，比较器的输出端与第一三极管的基极连接；第一三极管的发射极与电源电压连接，第一三极管的集电极与第二三极管的基极连接，第二三极管的发射极接电源地，第二三极管的集电极与工作电压连接，并与音频主控芯片连接。
6.作为上述方案的改进，音频信号处理电路包括第一开关控制电路、第二开关控制电路、第二运算放大器和第三运算放大器，第一开关控制电路分别与外部音频输出端和第二运算放大器的同相输入端连接，音频主控芯片与第一开关控制电路连接，用于控制第一开关控制电路的通断；第二开关控制电路分别与音频解码集成电路的输出端和第三运算放
大器的反相输入端连接，音频主控芯片与第二开关控制电路连接，用于控制第二开关控制电路的通断；第二运算放大器的反相输入端接信号地，第二运算放大器的输出端分别与第二运算放大器的同相输入端和第三运算放大器的反向输入端连接；第三运算放大器的同相输入端接信号地，第三运算放大器的输出端分别与第三运算放大器的反向输入端和功率放大器连接。
7.作为上述方案的改进，第一开关控制电路包括第三三极管和第四三极管，第三三极管的发射极与音频主控芯片连接，第三三极管的基极与信号地连接，第三三极管的集电极与第四三极管的基极连接；第四三极管的集电极分别与外部音频输出端和第二运算放大器的同相输入端连接，第四三极管的发射极与信号地连接。
8.作为上述方案的改进，第二开关控制电路包括第五三极管和第六三极管，第五三极管的发射极与音频主控芯片连接，第五三极管的基极与信号地连接，第五三极管的集电极与第六三极管的基极连接；第六三极管的集电极分别与音频解码集成电路的输出端和第三运算放大器的反相输入端连接，第六三极管的发射极与信号地连接。
9.作为上述方案的改进，信号检测电路还包括第一稳压管和第二稳压管，第一稳压管的正极与第二稳压管的正极连接，第一稳压管的负极与第一运算放大器的反向输入端连接，第二稳压管的负极与第一运算放大器的输出端连接。
10.本实用新型还提供了一种音频播放设备，包括上述的音频信号处理装置。
11.实施本实用新型，具有如下有益效果：
12.本实用新型通过信号检测电路检测外部音频输出端的输出状态并将检测到的检测信号发送给音频主控芯片。当音频主控芯片接收到内部音频信号并根据检测信号确定没有外部音频输入时，可控制所述音频信号处理电路向功率放大器输出解码音频模拟信号。当音频主控芯片根据检测信号确定外部音频输入时，可控制音频信号处理电路切换输出外部音频模拟信号。通过上述操作使音频主控芯片能够根据检测信号控制音频信号处理电路切换输出解码音频或外部音频，以实现内部解码音频和外部音频的自由切换播放，从而满足用户的使用需求和提高用户的使用体验感。
13.本实用新型的音频播放设备，包括上述的音频信号处理装置。由于上述的音频信号处理装置具有上述的技术效果，包括上述的音频信号处理装置的音频播放设备也应具有上述的技术效果，在此不再赘述。
附图说明
14.图1是本实用新型的音频信号处理装置的结构示意图；
15.图2是本实用新型的音频主控芯片及音频解码集成电路的电路图；
16.图3是实用新型的信号检测电路的电路图；
17.图4是本实用新型的音频信号处理电路的电路图；
18.图5是图4的第一开关控制电路和第二开关控制电路的具体电路图；
19.图6是本实用新型的音频播放设备的结构示意图。
具体实施方式
20.为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新
型作进一步地详细描述。仅此声明，本实用新型在文中出现或即将出现的上、下、左、右、前、后、内、外等方位用词，仅以本实用新型的附图为基准，其并不是对本实用新型的具体限定。
21.如图1所示，本实用新型的具体实施例提供了一种音频信号处理装置，包括音频主控芯片1、音频解码集成电路2、信号检测电路3、音频信号处理电路 4和功率放大器5，音频主控芯片1分别与音频解码集成电路2、信号检测电路 3和音频信号处理电路4连接；音频信号处理电路4的输入端分别与音频解码集成电路2和外部音频输出端6连接，音频信号处理电路4的输出端与功率放大器5连接；信号检测电路3的输入端与外部音频输出端6连接，信号检测电路3 的输出端与音频主控芯片1连接，用于检测外部音频输出端6的输出状态并将检测到的检测信号发送给音频主控芯片1，音频主控芯片1根据检测信号控制音频信号处理电路4切换输出解码音频或外部音频。
22.通过信号检测电路3检测外部音频输出端6的输出状态并将检测到的检测信号发送给音频主控芯片1。当音频主控芯片1接收到内部音频数字信号并根据检测信号确定没有外部音频输入时，一方面将内部音频数字信号发送至音频解码集成电路2中并将解码后的解码音频模拟信号发送至音频信号处理电路4中；另一方面控制所述音频信号处理电路4向功率放大器5输出解码音频模拟信号。当音频主控芯片1根据检测信号确定外部音频输入时，可控制音频信号处理电路4切换输出外部音频模拟信号至功率放大器5中。通过上述操作使音频主控芯片1能够根据检测信号控制音频信号处理电路4切换输出解码音频或外部音频，以实现内部解码音频和外部音频的自由切换播放，从而满足用户的使用需求和提高用户的使用体验感。
23.需要说明的是，外部音频输出端6为外部音频芯片或外部音频电路的音频模拟信号输出端，输出的外部音频模拟信号直接与音频信号处理电路4的输入端连接。其中，外部音频芯片为蓝牙音频芯片或fm收音芯片等，但不限于此，本实施例不对其做具体限制。蓝牙音频芯片或fm收音芯片或外部音频电路均为现有技术，在此不再赘述。
24.具体地，以下是本实用新型的具体电路图。
25.如图2所示，音频主控芯片u1经bus总线与音频解码集成电路2连接，当不限于此，音频主控芯片u1还可经其他串口线路或总线与音频解码集成电路2 连接，本示例对其不做具体限制。音频主控芯片u1的型号优选为atj2127，但不限于此，可根据实际情况进行选取。音频解码集成电路2为现有技术，在此不再对其进行赘述。
26.如图3所示，信号检测电路3包括第一运算放大器u2、比较器u3、第一三极管p1、第二三极管n1、第一电阻r10、第二电阻r16、第三电阻r6、第四电阻r2、第五电阻r14、第六电阻r15、第七电阻r13、第八电阻r4、第九电阻r 8、第十电阻r5、第十一电阻r7、第十二电阻r12、第十三电阻r3、第十四电阻r9、第十五电阻r11、第十六电阻r1、第一电容c5、第二电容c4、第三电容 c9、第四电容c12、第五电容c11、第六电容c10、第七电容c6、第八电容c7、第九电容c3、第十电容c8、二极管d1、第一稳压管z1和第二稳压管z2。
27.第一运算放大器u2的同相输入端经第三电阻r6和第一电容c5与外部音频输出端audio_in连接，第一运算放大器u2的同相输入端还分别经第四电阻r2 和第二电容c4接电源地。第一运算放大器u2的反向输入端经第一电阻r10和第三电容c9接电源地，并分别经第二电阻r16和第四电容c12与第一运算放大器u2的输出端连接，第一运算放大器u2的反向输入端还经第一稳压管z1、第二稳压管z2和第五电阻r14与第一运算放大器u2的输出端连接，
其中，第一稳压管z1的正极与第二稳压管z2的正极连接。第一稳压管z1的负极与第一运算放大器u2的反向输入端连接，第二稳压管z2的负极与第一运算放大器u2的输出端连接。
28.比较器u3的反向输入端经第六电阻r15、第五电容c11和第五电阻r14与第一运算放大器u2的输出端连接。比较器u3的反向输入端和第六电阻r15之间的连接端与第六电容c10的一端连接，第六电阻r15和第五电容c11之间的连接端与第七电阻r13的一端连接。比较器u3的同相输入端经第八电阻r4与电源电压连接，并经第七电容c6的一端、第九电阻r8、第六电容c10的另一端、第七电阻r13的另一端、第八电容c7的一端和第十电阻r5接电源地，所述第七电容c6的另一端和第八电容c7的另一端均接电源地。比较器u3的输出端经第十一电阻r7的一端、第十二电阻r12和二极管d1与第一三极管p1的基极连接；其中，二极管d1的正极与第一三极管p1的基极连接。
29.第一三极管p1的发射极经第十一电阻r7的另一端和第九电容c3的一端与电源电压连接，第九电容c3的另一端接电源地。第一三极管p1的集电极经第十三电阻r3和第十电容c8接电源地。第十二电阻r3和第十电容c8之间的连接端经第十四电阻r9和第十五电阻r11接电源地，第十四电阻r9和第十五电阻r11之间的连接端与第二三极管n1的基极连接。第二三极管n1的发射极接电源地，第二三极管n1的集电极经第十六电阻r1与工作电压连接，第二三极管n1的集电极并与音频主控芯片u1的to1端连接。
30.需要说明的是，当外部音频输出端audio_in输出外部音频模拟信号时，外部音频模拟信号经第一运算放大器u2放大，放大后的外部音频模拟信号流经比较器u3的反相输入端时，反相输入端的电压大于同相输入端的电压，以使比较器u3的输出端输出低电平信号，从而使第一三极管p1和第二三极管n1导通，使音频主控芯片u1的to1端接收到低电平信号并处于外部音频播放状态，进而使音频主控芯片u1控制音频信号处理电路4输出外部音频模拟信号至功率放大器5中，实现外部音频的切换播放。
31.其中，通过调节第一电阻r10和第二电阻r16的阻值大小，能够调节第一运算放大器u2的电压放大倍数，以使比较器u3的反相输入端的输入电压足够大于同相输入端的输入电压，从而提高控制第一三极管和第二三极管的控制灵敏度，实现外部音频输入的灵敏度检测，进而提高外部音频的切换播放的灵敏度和稳定性。设置的第一稳压管z1和第二稳压管z2用来限制最大输出电压，避免电压过大而损坏电路，提高电路的稳定性。本实施例中的第一运算放大器u 2的型号优选为ne5534，但不限于此，可根据实际情况选取。本实施例中的比较器u3型号优选为lm393，但不限于此，可根据实际情况选取。
32.如图4所示，音频信号处理电路4包括第十七电阻r19、第十八电阻r20、第十九电阻r21、第二十电阻r23、第二十一电阻r18、第二十二电阻r26、第二十三电阻r22、第二十四电阻r29、第二十五电阻r34、第二十六电阻r30、第二十七电阻r35、第二十八电阻r32、第二十九电阻r36、第三十电阻r28、第三十一电阻r31、第三十二电阻r37、第三十三电阻r33、第十一电容c16、第十二电容c13、第十三电容c17、第十四电容c22、第十五电容c21、第十六电容c25、第十七电容c24、第十八电容c26、第十九电容c20、第二十电容c2 3、第一开关控制电路7、第二开关控制电路8、第二运算放大器u4a和第三运算放大器u4b。
33.外部音频输出端audio_in经第十七电阻r19、第十八电阻r20、第一开关控制电路7、第十九电阻r21和第十一电容c16与第二运算放大器u4a的同相输入端连接，第十七电阻r19和第十八电阻r20之间的连接端经第二十电阻r23 接信号地；音频主控芯片u1的io2端
与第一开关控制电路7连接，以控制第一开关控制电路7的通断。第二运算放大器u4a的同相输入端还分别经第二十一电阻r18和第十二电容c13与所述第二运算放大器u4a的输出端连接。第二运算放大器u4a的输出端经第十三电容c17、第二十二电阻r26和第十四电容c22 与第三运算放大器u4b的反相输入端连接。第二运算放大器u4a的反相输入端经第二十三电阻r22接信号地。
34.音频解码集成电路2的left输出端经第十五电容c21、第二十四电阻r29、第二十五电阻r34的一端、第二开关控制电路8、第二十六电阻r30和第十四电容c22与第三运算放大器u4b的反相输入端连接，音频解码集成电路2的left 输出端还经第二十七电阻r35和第十六电容c25接信号地。音频解码集成电路2 的right输出端经第十七电容c24、第二十八电阻r32、第二十五电阻r34的一端、第二开关控制电路8、第二十六电阻r30和第十四电容c22与第三运算放大器u4b的反相输入端连接，第二十五电阻r34的另一端接信号地；音频解码集成电路2的right输出端还经第二十九电阻r36和第十八电容c26接信号地。音频主控芯片u1的io3端与第二开关控制电路8连接，以控制第二开关控制电路8的通断。
35.第三运算放大器u4b的反向输入端分别经第三十电阻r28和第十九电容c2 0与第三运算放大器u4b的输出端连接，所述第三运算放大器u4b的输出端经第二十电容c23和第三十一电阻r31与功率放大器5连接，第三十一电阻r31和功率放大器5之间的连接端经第三十二电阻r37接信号地。第三运算放大器u4 b的同相输入端经第三十三电阻r33接信号地。
36.需要说明的是，通过音频主控芯片u1的io2端输出高低电平，以控制第一开关控制电路7的通断，使外部音频输出端audio_in的外部音频模拟信号流入或不流入第二运算放大器u4a中，从而控制第二运算放大器u4a和第三运算放大器u4b是否对外部音频模拟信号进行电压放大并输出至功率放大器5中，进行后续的外部音频播放。同理的，通过音频主控芯片u1的io3端输出高低电平，以控制第二开关控制电路8的通断，使音频解码集成电路2的left输出端和r ight输出端输出的解码音频模拟信号流入或不流入第二运算放大器u4a中，从而控制第二运算放大器u4a和第三运算放大器u4b是否对解码音频模拟信号进行电压放大并输出至功率放大器5中，进行后续的内部解码音频播放，通过上述操作可实现内部解码音频和外部音频的自由切换播放，以满足用户的使用需求和提高用户的使用体验感。
37.如图5所示，第一开关控制电路7包括第三三极管p2、第四三极管n2、第三十四电阻、第三十四电阻r25和第三十五电阻r27，第三三极管p2的发射极经第三十四电阻r25与音频主控芯片u1的io2端连接，第三三极管p2的基极经第三十五电阻r27与信号地连接，第三三极管p2的集电极与第四三极管n2 的基极连接；第四三极管n2的集电极与第十八电阻r20与第十九电阻r21之间的连接端连接，第四三极管n2的发射极与信号地连接。第二开关控制电路8包括第五三极管p3、第六三极管n3、第三十六电阻r38和第三十七电阻r39，第五三极管p3的发射极经第三十六电阻r38与音频主控芯片u1的io3端连接，第五三极管p3的基极经第三十七电阻r39与信号地连接，第五三极管p3的集电极与第六三极管n3的基极连接；第六三极管n3的集电极与第二十五电阻r3 4的一端和第二十六电阻r30之间的连接端连接，第六三极管n3的发射极与信号地连接。
38.需要说明的是，通过音频主控芯片u1的io2端输出高电平或低电平，以控制第三三极管p2和第四三极管n2均导通或均不导通，从而使外部音频输出端a udio_in的外部音频模拟信号流至信号地或流入第二运算放大器u4a的同相输入端中，进而可控制音频信号处
理电路4向功率放大器5输出外部音频模拟信号，实现外部音频的播放。同理的，音频主控芯片u1的io3端可控制第五三极管p 3和第六三极管n3均不导通，从而控制音频信号处理电路4向功率放大器5输出内部解码音频模拟信号，实现内部解码音频的播放，通过上述操作可实现通内部解码音频和外部音频的自由切换播放，以满足用户的使用需求和提高用户的使用体验感。
39.其中，第二远算放大器u4a和第三远算放大器u4b组成双运算放大器，双运算放大器的型号优选为ne5532，但不限于此，可根据实际情况选取。第一三极管p1、第三三极管p2和第五三极管p3均为pnp型三极管，第二三极管n1、第四三极管n2和第六三极管n3均为npn型三极管。本实施例中的电源电压为1 2v，电源电压通过稳定降压芯片将12v电压转为3.3v的工作电压；电源地与信号地相连接，以使音频信号处理电路4的信号干扰小，从而使播放的音频的噪音大失真小。
40.如图6所示，本实用新型的具体实施例还提供了一种音频播放设备，包括上述的音频信号处理装置。由于上述的音频信号处理装置具有上述的技术效果，包括上述的音频信号处理装置的音频播放设备9也应具有上述的技术效果，在此不再赘述。
41.以上所揭露的仅为本实用新型的较佳实施例而已，当然不能以此来限定本实用新型之权利范围，因此依本实用新型权利要求所作的等同变化，仍属本实用新型所涵盖的范围。