CN104301518A - 一种基于数字控制的语音放大电路 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种基于数字控制的语音放大电路，包括：音频输入装置和音频输出装置，所述音频输入装置通过第一音频放大电路连接到扬声器，扬声器向用户输出接收到的另一终端设备的语音信号，音频输出装置接收用户的语音信号并将其通过第二音频放大电路上传到移动通信网络，通过移动通信网络传输到另一终端设备。本发明通过补偿电路对输入到音频输入装置的音频信号和音频输出装置输出的音频信号进行功率补偿，根据接收和输出的音频信号的音量差值自动调节输入输出音频信号的音量，使用户的通话体验舒适，而且能够省略音量键的设置，进一步提高手机的紧凑性和美观性。

Description

一种基于数字控制的语音放大电路

技术领域

本发明涉及电子领域，特别是指一种基于数字控制的语音放大电路。

背景技术

现有的手机经历了非智能手机和智能手机时代，尤其苹果发布iPhone智能手机以来，手机产业的格局发生了革命性的变化，逐步进入智能手机时代，相关产业的发展也进入了快速上升通道。2008年，全球智能手机销售量为1.39亿部，仅占全球手机销量的11.40％，到2013年，全球智能手机销售量已经达到了9.68亿部，占全球手机销量的53.56％，相比2008年增长近六倍，年均复合增长率为47.36％，远高于全球手机销量的增长速度。

无论是智能手机还是非智能手机，其音量的控制主要是通过手动实现音量的调节，智能手机通过实键或者触摸屏虚拟按键实现音量调节，非智能手机通过实键调节音量，目前，还没有自动调节音量的手机出现。

发明内容

本发明提出一种基于数字控制的语音放大电路，解决了现有技术中通过按键实现音量调节的问题。

本发明的技术方案是这样实现的：

一种基于数字控制的语音放大电路，包括：音频输入装置和音频输出装置，所述音频输入装置通过第一音频放大电路连接到扬声器，扬声器向用户输出接收到的另一终端设备的语音信号，音频输出装置接收用户的语音信号并将其通过第二音频放大电路上传到移动通信网络，通过移动通信网络传输到另一终端设备，

所述音频输入装置还连接到第一采样电路，第一采样电路采集音频输入装置的音量值并将其转换为相应的第一电压值；

所述音频输出装置连接到第二采样电路，第二采样电路采集音频输出装置的音量值并将其转换为相应的第二电压值；

第一比较器为滞环比较器，将第一电压值和第二电压值相比较，当第一电压值和第二电压值的差值超出预设范围时，第一比较器输出差值电压；

选择电路，连接到所述第一比较器的输出端并接收所述差值电压，选择电路的输出端为两个，分别输出正值电压和负值电压；

第一补偿电路和第二补偿电路为开关控制器，第一补偿电路连接到所述选择电路的正值电压输出端，第二补偿电路连接到所述选择电路的负值电压输出端，根据所述差值电压输出占空比可调的脉冲信号，分别控制第一音频放大电路和第二音频放大电路中开关管的开通和关断，调节输出到扬声器和移动通信网络的功率；

所述第一采样电路、第二采样电路、第一比较器、选择电路、第一补偿电路和第二补偿电路通过DSP电路实现，所述DSP电路为TMS320DM642芯片，通过程序设置在DSP芯片内部搭建所述第一采样电路、第二采样电路、第一比较器、选择电路、第一补偿电路和第二补偿电路；

所述第一音频放大电路包括：

变压器，包括原边绕组和副边绕组，原边绕组包括第一端和第二端，副边绕组包括第一端和第二端，原边绕组第一端连接到电池，副边绕组第二端连接到副边地电位，原边绕组第一端和副边绕组第二端为同名端；

第一开关管，其源极连接到变压器原边绕组第二端，其漏极连接到原边地电位，其栅极连接到第一开关驱动器；

第一开关驱动器，包括第一晶体管和第二晶体管，第一晶体管为NPN晶体管，第二晶体管为PNP晶体管，第一晶体管和第二晶体管的基极连接在一起作为控制端，控制端接收所述第一补偿电路输出的脉冲信号，第一晶体管和第二晶体管的发射极连接在一起作为输出端，第一晶体管的集电极连接到所述电池，第二晶体管的集电极连接到原边地电位；

第一二极管，其阳极连接到变压器副边绕组第一端，其阴极连接到第一电感器；

第一电感器与第一电容器的公共端作为输出端，第一电容器的另一端连接至副边地电位；

所述第二音频放大电路包括：

第二电感器，其一端连接至所述电源；

第二开关管和第三开关管，第二开关管和第三开关管的源极连接在一起且连接至第二电感器的另一端，第二开关管的漏极连接至副边地电位，第三开关管的漏极连接至第二电容器，第二电容器的另一端连接至副边地电位；

第二开关驱动器，其为德州仪器公司UC3714芯片，基于控制端输入的时钟信号产生两路互补的开关驱动信号，一路耦接至所述第二开关管栅极，另一路耦接至所述第三开关管栅极，其控制端连接到所述第二补偿电路输出的脉冲信号。

本发明的有益效果是：

通过补偿电路对输入到音频输入装置的音频信号和音频输出装置输出的音频信号进行功率补偿，根据接收和输出的音频信号的音量差值自动调节输入输出音频信号的音量，使用户的通话体验舒适，而且能够省略音量键的设置，进一步提高手机的紧凑性和美观性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明基于数字控制的语音放大电路的控制框图；

图2为本发明的第一音频放大电路的电路图；

图3为本发明的第二音频放大电路的电路图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1所示，本发明的基于数字控制的语音放大电路，包括：音频输入装置100和音频输出装置400，所述音频输入装置通过第一音频放大电路700连接到扬声器800，扬声器向用户输出接收到的另一终端设备的语音信号，音频输出装置400接收用户的语音信号并将其通过第二音频放大电路710上传到移动通信网络810，通过移动通信网络传输到另一终端设备。

所述音频输入装置还连接到第一采样电路200，第一采样电路采集音频输入装置的音量值并将其转换为相应的第一电压值；所述音频输出装置连接到第二采样电路300，第二采样电路采集音频输出装置的音量值并将其转换为相应的第二电压值。

第一比较器500为滞环比较器，将第一电压值和第二电压值相比较，当第一电压值和第二电压值的差值超出预设范围时，第一比较器输出差值电压。选择电路510，连接到所述第一比较器的输出端并接收所述差值电压，选择电路的输出端为两个，分别输出正值电压和负值电压。

第一补偿电路600和第二补偿电路610为开关控制器，第一补偿电路连接到所述选择电路的正值电压输出端，第二补偿电路连接到所述选择电路的负值电压输出端，根据所述差值电压输出占空比可调的脉冲信号，分别控制第一音频放大电路700和第二音频放大电路710中开关管的开通和关断，调节输出到扬声器和移动通信网络的功率。

所述第一采样电路、第二采样电路、第一比较器、选择电路、第一补偿电路和第二补偿电路可以通过分立的形式实现，也可以通过集成的形式实现，分立形式即第一采样电路、第二采样电路、第一比较器、选择电路、第一补偿电路和第二补偿电路通过多个分立的芯片及其外设元件实现；集成形式即通过DSP电路的程序设置在DSP芯片内部建立第一采样电路、第二采样电路、第一比较器、选择电路、第一补偿电路和第二补偿电路，所述DSP电路为TMS320DM642芯片。

TMS320DM642是TI公司C6000系列DSP中最新的定点DSP，其核心是C6416型高性能数字信号处理器，具有极强的处理性能，高度的灵活性和可编程性，同时***集成了非常完整的音频、视频和网络通信等设备及接口。

TMS320DM642芯片包括：3个可配置的视频端口(VPORT0－2)能够与通用的视频编、解码器实现无缝连接，支持多种视频分辨率及视频标准，支持RAW视频输入/输出，传输流模式；1个10/100Mb/s以太网接口(EMAC)，符合IEEE 802.3标准；1个多通道带缓冲音频串行端口(McASP)，支持I2S，DIT，S/PDIF，IEC60958－1，AES－3、CP－430等音频格式；2个多通道带缓冲串行端口(McBSP)，采用RS232电平驱动；1个VCXO内插控制单元(VIC)，支持音/视频同步；1个32位、66M赫兹、3.3V主/从PCI接口，遵循PCI2.2规范；1个用户可配置的16/32主机接口(HPI)；1个16位通用输入/输出端口(GPIO)；1个64位外部存储器接口(EMIF)，能够与大多数异步存储器(SRAM、EPROM)及同步存储器(SDRAM，SBSRAM，ZBT SRAM，FIFO)无缝连接，最大可寻址外部存储器空间为1024MB；1个具有64路独立通道的增强型直接内存访问控制器(EDMA)；1个数据管理输入/输出模块(MDIO)；1个I2C总线模块；3个32位通用定时器；1个符合IEEE 1149.1标准的JTAG接口及子板接口等。

如图2所示，上述第一音频放大电路具体包括：

变压器51，包括原边绕组和副边绕组，原边绕组包括第一端和第二端，副边绕组包括第一端和第二端，原边绕组第一端作为输入端连接到电池，副边绕组第二端连接到副边地电位，原边绕组第一端和副边绕组第二端为同名端；第一开关管52，其源极连接到变压器原边绕组第二端，其漏极连接到原边地电位，其栅极连接到第一开关驱动器53；第一开关驱动器53，包括第一晶体管和第二晶体管，第一晶体管为NPN晶体管，第二晶体管为PNP晶体管，第一晶体管和第二晶体管的基极连接在一起作为控制端，第一晶体管和第二晶体管的发射极连接在一起作为输出端，第一晶体管的集电极连接到电池，第二晶体管的集电极连接到原边地电位；第一二极管54，其阳极连接到变压器副边绕组第一端，其阴极连接到第一电感器55；第一电感器55与第一电容器56的公共端作为输出端，第一电容器56的另一端连接至副边地电位。

所述第一补偿电路输出的脉冲电路耦接到第一开关驱动器53的控制端，控制开关管的导通和关断。

如图3所示，第二音频放大电路包括：第二电感器61，其一端连接至电源；第二开关管62和第三开关管63，第二开关管62和第三开关管63的源极连接在一起且连接至第二电感器61的另一端，第二开关管62的漏极连接至副边地电位，第三开关管63的漏极连接至输出端和第二电容器65，第二电容器65的另一端连接至副边地电位；第二开关驱动器64，其为德州仪器公司UC3714芯片，基于控制端输入的时钟信号产生两路互补的开关驱动信号，一路耦接至所述第二开关管62栅极，另一路耦接至所述第三开关管63栅极。

所述第二补偿电路输出脉冲信号到第二开关驱动器64的控制端，控制开关管的导通和关断。

本发明通过补偿电路对输入到音频输入装置的音频信号和音频输出装置输出的音频信号进行功率补偿，根据接收和输出的音频信号的音量差值自动调节输入输出音频信号的音量，使用户的通话体验舒适，而且能够省略音量键的设置，进一步提高手机的紧凑性和美观性。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (1)

1.一种基于数字控制的语音放大电路，包括：音频输入装置和音频输出装置，所述音频输入装置通过第一音频放大电路连接到扬声器，扬声器向用户输出接收到的另一终端设备的语音信号，音频输出装置接收用户的语音信号并将其通过第二音频放大电路上传到移动通信网络，通过移动通信网络传输到另一终端设备，其特征在于，

所述音频输入装置还连接到第一采样电路，第一采样电路采集音频输入装置的音量值并将其转换为相应的第一电压值；

所述音频输出装置连接到第二采样电路，第二采样电路采集音频输出装置的音量值并将其转换为相应的第二电压值；

第一比较器为滞环比较器，将第一电压值和第二电压值相比较，当第一电压值和第二电压值的差值超出预设范围时，第一比较器输出差值电压；

选择电路，连接到所述第一比较器的输出端并接收所述差值电压，选择电路的输出端为两个，分别输出正值电压和负值电压；

第一补偿电路和第二补偿电路为开关控制器，第一补偿电路连接到所述选择电路的正值电压输出端，第二补偿电路连接到所述选择电路的负值电压输出端，根据所述差值电压输出占空比可调的脉冲信号，分别控制第一音频放大电路和第二音频放大电路中开关管的开通和关断，调节输出到扬声器和移动通信网络的功率；

所述第一采样电路、第二采样电路、第一比较器、选择电路、第一补偿电路和第二补偿电路通过DSP电路实现，所述DSP电路为TMS320DM642芯片，通过程序设置在DSP芯片内部搭建所述第一采样电路、第二采样电路、第一比较器、选择电路、第一补偿电路和第二补偿电路；

所述第一音频放大电路包括：

变压器，包括原边绕组和副边绕组，原边绕组包括第一端和第二端，副边绕组包括第一端和第二端，原边绕组第一端连接到电池，副边绕组第二端连接到副边地电位，原边绕组第一端和副边绕组第二端为同名端；

第一开关管，其源极连接到变压器原边绕组第二端，其漏极连接到原边地电位，其栅极连接到第一开关驱动器；

第一开关驱动器，包括第一晶体管和第二晶体管，第一晶体管为NPN晶体管，第二晶体管为PNP晶体管，第一晶体管和第二晶体管的基极连接在一起作为控制端，控制端接收所述第一补偿电路输出的脉冲信号，第一晶体管和第二晶体管的发射极连接在一起作为输出端，第一晶体管的集电极连接到所述电池，第二晶体管的集电极连接到原边地电位；

第一二极管，其阳极连接到变压器副边绕组第一端，其阴极连接到第一电感器；

第一电感器与第一电容器的公共端作为输出端，第一电容器的另一端连接至副边地电位；

所述第二音频放大电路包括：

第二电感器，其一端连接至所述电源；

第二开关管和第三开关管，第二开关管和第三开关管的源极连接在一起且连接至第二电感器的另一端，第二开关管的漏极连接至副边地电位，第三开关管的漏极连接至第二电容器，第二电容器的另一端连接至副边地电位；

第二开关驱动器，其为德州仪器公司UC3714芯片，基于控制端输入的时钟信号产生两路互补的开关驱动信号，一路耦接至所述第二开关管栅极，另一路耦接至所述第三开关管栅极，其控制端连接到所述第二补偿电路输出的脉冲信号。