一种高保真车载音频处理电路及处理方法与流程

本发明属于集成电路，具体涉及一种高保真车载音频处理电路及处理方法。

背景技术：

1、随着当前新能源汽车的高速发展，消费者对汽车视听娱乐方面的追求逐渐提高，车载音响输出音质的要求也随之越来越高。为了满足后级音频功放的输入信号需求，作为前级的音频处理电路通常要设置很高的工作电压，从而保证输出信号的幅度足够大，同时失真度尽量小。但是这需要将常用的板级电压(3～5v)进行升压后，再单独对音频处理芯片进行供电，增加了应用的成本。因此，设计一款在低压下仍能输出高保真信号的音频处理电路很有必要。

2、当前音频处理电路的主要结构如图1所示，输入信号υin在进入音频处理电路后先在101预放大模块进行预放大，然后通过102音量控制、103低音控制、104高音控制模块进行信号处理，最后由105输出控制模块把处理后的信号vout输送给110音频功放电路，由音频功放驱动120喇叭进行输出。

3、输入信号vin在音频处理电路的内部传递过程中，由于开关的导通损耗和放大器的非线性，导致υin在经过每一级控制模块时都会产生一定的失真。尤其是在低工作电压，输入信号幅度较小时，开关的导通损耗和放大器非线性产生的影响都将变得更加明显。音频处理电路把已经失真的信号vout输送给音频功放进行放大，会十分影响车载音响的输出效果。

技术实现思路

1、针对现有技术的不足，本发明提供了一种高保真车载音频处理电路及处理方法，能够有效减小υin在传递过程中，因为开关的导通损耗和内部放大器的非线性导致的失真，从而使音频处理电路在较宽的工作电压范围内仍然能够实现高保真输出。

2、本发明的技术方案如下：一种高保真车载音频处理电路，包括预防大结构模块、音量控制模块、低音控制模块、高音控制模块和输出控制和失真补偿模块，所述输出控制和失真补偿模块包括信号输入端υain和偏置电压端vref，其中信号输入端vain和偏置电压端vref之间串接有电阻r10-r18，自信号输入端uain与电阻r17之间分别连接有开关k10、k11、k12··k17，k17的输出端υmid与偏置电压端vref之间串接有电阻r20、r21、r22··r24，k17的输出端υmid、电阻r20、r21、r22··r24和偏置电压端vref的连接节点处分别连接有开关k20、k21··k24、k25的一端，电阻r24与开关k25之间与电阻r03的一端连接，电阻r03的另一端与放大器opa1的负输入端连接，放大器opa1的正输入端与开关k20、k21··k24、k25的另一端连接，电阻r03的另一端还分别与电阻r01和电阻r02连接，其中电阻r01通过开关k01与输出端vout连接，电阻r02通过开关k02与输出端υout连接，放大器opa1的输出端与输出端υout连接。

3、作为优选，输入信号在经过预防大结构模块、音量控制模块、低音控制模块和高音控制模块后，再通过输出控制和失真补偿模块提供驱动能力并对外输出，输入交流信号vain由偏置电压端vref提供直流电平，当k10、k20闭合时，放大器opa1同相端的输入信号为vain+vref，当k11、k20闭合时，放大器opa1同相端的输入信号为(r11+··+r18/r10+··+r18)υain+vref，当k11、k21闭合时，放大器同相端的输入信号幅度为(r11+··+r18/r10+··+r18)(r21+··+r24/r20+··+r24)vain+vref，当k25闭合时，放大器同相端输入偏置电压端vref，音频控制电路输出静音状态。

4、当输入信号vain的幅度较小时，因为开关的导通损耗和内部放大器的非线性导致放大器opa1的同向端输入信号υpin可能已经产生了较为明显的失真，此时k02闭合，放大器opal构成同向放大状态，输出信号为：

5、

6、当输入信号幅度较大时，放大器opal的同向端输入信号υpin失真较小，不需要比较大的补偿，此时k01闭合，输出信号为：

7、

8、本发明提供一种高保真车载音频处理电路及处理方法，可根据音频处理电路不同的输入信号幅度调整失真补偿程度，减小电源电压较低时输出信号的失真度，能够普遍的应用到高保真的音响系统中。该改进技术方案的主要特点：特点1：加入了失真补偿结构，展宽了音频处理电路的工作电压范围，降低了应用成本；特点2：可根据输入信号幅度调整失真补偿的程度大小，实现信号的高保真输出。

技术特征：

1.一种高保真车载音频处理电路，其特征在于，包括预防大结构模块(201)、音量控制模块(202)、低音控制模块(203)、高音控制模块(204)和输出控制和失真补偿模块(205)，所述输出控制和失真补偿模块(205)包括信号输入端vain和偏置电压端vref，其中信号输入端vain和偏置电压端vref之间串接有电阻r10-r18，自信号输入端vain与电阻r17之间分别连接有开关k10、k11、k12··k17，k17的输出端vmid与偏置电压端vref之间串接有电阻r20、r21、r22··r24，k17的输出端vmid、电阻r20、r21、r22··r24和偏置电压端vref的连接节点处分别连接有开关k20、k21··k24、k25的一端，电阻r24与开关k25之间与电阻r03的一端连接，电阻r03的另一端与放大器opa1的负输入端连接，放大器opa1的正输入端与开关k20、k21··k24、k25的另一端连接，电阻r03的另一端还分别与电阻r01和电阻r02连接，其中电阻r01通过开关k01与输出端vout连接，电阻r02通过开关k02与输出端vout连接，放大器opa1的输出端与输出端vout连接。

2.如权利要求1所述的高保真车载音频处理电路，其特征在于，输入信号在经过预防大结构模块(201)、音量控制模块(202)、低音控制模块(203)和高音控制模块(204)后，再通过输出控制和失真补偿模块(205)提供驱动能力并对外输出，输入交流信号vain由偏置电压端vref提供直流电平，当k10、k20闭合时，放大器opa1同相端的输入信号为vain+vref，当k11、k20闭合时，放大器opa1同相端的输入信号为(r11+··+r18/r10+··+r18)vain+vref，当k11、k21闭合时，放大器同相端的输入信号幅度为(r11+··+r18/r10+··+r18)(r21+··+r24/r20+··+r24)vain+vref，当k25闭合时，放大器同相端输入偏置电压端vref，音频控制电路输出静音状态。

技术总结
本发明属于集成电路技术领域，具体涉及一种高保真车载音频处理电路及处理方法，能够有效减小输入音频信号v<subgt;in</subgt;在传递过程中，因为开关的导通损耗和内部放大器的非线性导致的信号失真，从而使音频处理电路在较宽的工作电压范围内仍然能够实现高保真输出。音频处理电路包括预防大结构模块(201)、音量控制模块(202)、低音控制模块(203)、高音控制模块(204)、输出控制和失真补偿模块(205)，所述输出控制和失真补偿模块(205)包括信号输入端v<subgt;ain</subgt;和偏置电压端V<subgt;REF</subgt;，其中信号输入端v<subgt;ain</subgt;和偏置电压端V<subgt;REF</subgt;之间串接有电阻R10‑R18，自信号输入端v<subgt;ain</subgt;与电阻R17之间分别连接有开关K10、K11、K12··K17，K17的输出端v<subgt;mid</subgt;与偏置电压端V<subgt;REF</subgt;之间串接有电阻R20、R21、R22··R24。

技术研发人员：曾范洋,李良,任罗伟,周养浩,冯建飞,宗佳佳
受保护的技术使用者：无锡中微爱芯电子有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/12/23