CN105047212B - 音频播放电路和播放器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种音频播放电路，包括电源模块、音频转换模块和隔离模块，电源模块的输入端连接外部设备的供电端，电源模块的输出端连接音频转换模块的电压输入端；音频转换模块的信号输入端接收音频信号的输入，音频转换模块的信号输出端输出转换后的音频信号至外部设备的音频信号输入端；电源模块的接地端作为音频播放电路的***接地端，音频转换模块的接地端作为音频播放电路的音频接地端，音频播放电路的***接地端与音频播放电路的音频接地端之间连接隔离模块。本发明还公开了一种播放器。本发明采用隔离模块隔离播放器***接地端与音频接地端，供电电流噪声不会串扰到音频接地端上，有效避免了电流噪声对音频信号的干扰。
Description
技术领域
本发明涉及音频播放技术领域，特别涉及音频播放电路和播放器。
背景技术
在便携式多媒体播放器中，通常会设置有USB电源输入接口及音频输出接口。当播放器与功放设备连接时，可通过USB线连接播放器的USB电源输入接口和功放设备的电源输出接口，实现功放设备向播放器的***电源电路供电；并通过音频线连接播放器的音频输出接口和功放设备的音频输入接口，实现播放器播放的音频通过功放设备输出声音。在播放器电路中，***电源电路的接地端与音频电路的接地端连接在一起，当播放器通过音频线将音频信号输出给功放设备的同时，功放设备也向播放器供电，供电电流噪声会叠加在音频信号上，引起音频播放过程中产生较大的干扰噪声。
发明内容
本发明的主要目的为提供一种音频播放电路和播放器，有效减少播放器内供电电流噪声对音频信号的干扰。
本发明提出一种音频播放电路，连接于一外部设备，包括电源模块、音频转换模块和隔离模块，所述电源模块的输入端连接所述外部设备的供电端，所述电源模块的输出端连接所述音频转换模块的电压输入端；所述音频转换模块的信号输入端接收音频信号的输入，所述音频转换模块的信号输出端输出转换后的音频信号至所述外部设备的音频信号输入端；所述电源模块的接地端作为所述音频播放电路的***接地端，所述音频转换模块的接地端作为所述音频播放电路的音频接地端，所述音频播放电路的***接地端与所述音频播放电路的音频接地端之间连接所述隔离模块。
优选地，所述隔离模块包括第一电阻，所述第一电阻连接在所述音频播放电路的***接地端与所述音频播放电路的音频接地端之间。
优选地，所述音频播放电路的***接地端与所述音频播放电路的音频接地端之间还连接有多个并联的电容。
优选地，所述音频播放电路还包括滤波模块，所述音频转换模块包括稳压单元和数模转换单元，所述滤波模块的输入端连接所述电源模块的输出端，所述滤波模块的输出端连接所述稳压单元的电压输入端，所述滤波模块的接地端连接所述稳压单元的接地端，所述稳压单元的电压输出端连接所述数模转换单元的电压输入端，所述稳压单元和数模转换单元的接地端都连接所述音频播放电路的音频接地端。
优选地，所述滤波模块包括第二电阻和第一电容，所述稳压单元包括低压差线性稳压器，所述低压差线性稳压器的电压输入端与所述电源模块的输出端之间连接所述第二电阻，所述低压差线性稳压器的电压输入端与所述低压差线性稳压器的接地端之间连接所述第一电容，所述低压差线性稳压器的接地端连接所述音频播放电路的音频接地端。
优选地，所述低压差线性稳压器的使能端经第三电阻接收开关控制信号的输入，所述低压差线性稳压器的电压输出端连接所述数模转换单元的电压输入端，所述低压差线性稳压器的电压输出端还经第二电容连接所述音频播放电路的音频接地端。
优选地，所述第一电阻的阻值R1∈[1Ω，100Ω]。
优选地，所述第一电阻的阻值R1＝10Ω。
本发明还提出一种播放器，与外部设备连接，包括音频播放电路，所述音频播放电路连接所述外部设备，包括电源模块、音频转换模块和隔离模块，所述电源模块的输入端连接外部设备的供电端，所述电源模块的输出端连接所述音频转换模块的电压输入端；所述音频转换模块的信号输入端接收音频信号的输入，所述音频转换模块的信号输出端输出转换后的音频信号至所述外部设备的音频信号输入端；所述电源模块的接地端作为所述音频播放电路的***接地端，所述音频转换模块的接地端作为所述音频播放电路的音频接地端，所述音频播放电路的***接地端与所述音频播放电路的音频接地端之间连接所述隔离模块。
优选地，所述音频转换模块的信号输出端与所述外部设备的音频信号输入端之间经音频线连接，所述电源模块的输入端与所述外部设备的供电端之间经USB线连接，所述音频播放电路的音频接地端经所述音频线的地线连接所述外部设备的音频接地端，所述音频播放电路的***接地端经所述USB线的地线连接所述外部设备的***接地端。
本发明采用隔离模块将音频播放电路的***接地端与音频接地端隔离，音频接地端不再受***接地端影响，干扰***接地端的供电电流噪声不会串扰到音频接地端上，进而不会影响播放器输出的音频信号，有效避免了电流噪声对音频信号的干扰。
附图说明
图1为本发明实施例中播放器与外部设备连接的示意图；
图2为本发明中音频播放电路的第一实施例的模块示意图；
图3为本发明中音频播放电路的第一实施例中隔离模块与***接地端和音频接地端连接的第一实施方案的电路示意图；
图4为图3所示实施例中的等效电路；
图5为本发明中音频播放电路的第一实施例中隔离模块与***接地端和音频接地端连接的第二实施方案的电路示意图；
图6为本发明音频播放电路的第二实施例的模块示意图；
图7为本发明音频播放电路的第二实施例中滤波模块与稳压单元连接的电路示意图。
本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
参照图1，图1为本发明实施例中播放器与外部设备连接的示意图。本实施例中的播放器100与外部设备200连接，外部设备200可为音频功放设备。播放器100包括USB电源输入接口和音频信号输出接口，外部设备200包括USB供电端和音频信号输入端。播放器100的USB电源输入接口经USB线连接外部设备200的USB供电端，由外部设备200向播放器100供电。播放器100的音频信号输出接口经音频线连接外部设备200的音频信号输入端，由播放器100将正在播放的音频信号输出给外部设备200进行外放。在USB线和音频线中都包括有各自的地线，播放器100的音频接地端经音频线的地线连接外部设备200的音频接地端，播放器100的***接地端经USB线的地线连接外部设备200的***接地端。本实施例的播放器100包括有音频播放电路101，该音频播放电路101的具体结构和工作原理在后续实施例中详细阐述。
参照图2，图2为本发明中音频播放电路的第一实施例的模块示意图。本实施例提到的音频播放电路101，与外部设备200连接，包括电源模块110、音频转换模块120和隔离模块130，电源模块110的输入端连接外部设备200的供电端，电源模块110的输出端连接音频转换模块120的电压输入端；音频转换模块120的信号输入端接收音频信号的输入，音频转换模块120的信号输出端输出转换后的音频信号至外部设备200的音频信号输入端；电源模块110的接地端作为音频播放电路101的***接地端，音频转换模块120的接地端作为音频播放电路101的音频接地端，音频播放电路101的***接地端与音频播放电路101的音频接地端之间连接隔离模块130。
由于外部设备200向播放器100供电，供电电流噪声会对播放器100的***接地端造成影响，为了避免供电电流噪声从播放器100的***接地端串扰到播放器100的音频接地端上，进而叠加到音频转换模块120输出的音频信号上，本实施例采用接隔离模块130将电源模块110的接地端和音频转换模块120的接地端隔离，音频播放电路101的音频接地端不再受音频播放电路101的***接地端影响，干扰***接地端的供电电流噪声不会串扰到音频接地端上，进而不会影响音频转换模块120输出的音频信号，有效避免了电流噪声对音频信号的干扰。
进一步的，参考图3和图4，图3为本发明中音频播放电路的第一实施例中隔离模块与***接地端和音频接地端连接的第一实施方案的电路示意图，图4为图3所示实施例中的等效电路。在图3中，隔离模块130包括第一电阻R1，第一电阻R1连接在音频播放电路101的***接地端与音频播放电路101的音频接地端之间。由于音频播放电路101的***接地端连接在USB线的地线上，USB线的地线上存在地线电阻RUSB地线，所以在播放器100工作过程中，供电电流加载在USB线的地线两端，形成一个电压噪声UUSB噪声。同样，音频线的地线上也存在一个地线电阻R音频地线，那么，供电电流加载在音频线的地线两端的电压噪声U音频噪声＝UUSB噪声*R音频地线/(R1+R音频地线)。从该公式可知，当R1等于0欧姆时，U音频噪声＝UUSB噪声；当R1>>R音频地线时，U音频噪声<<UUSB噪声。在供电噪声抑制中，R1阻值越大，供电噪声抑制效果越好。但是，由于R1上还存在音频转换模块120提供的工作电流，如果R1阻值太大，会影响音频转换模块120的逻辑输入。因此，可将R1的阻值限定在R1∈[1Ω，100Ω]的范围内，可使U音频噪声得到有效降低。此外，考虑到音频线的地线上的电阻值R音频地线通常在0.1欧姆左右，可使第一电阻R1的阻值R1＝10Ω，使音频线的地线两端的电压噪声U音频噪声降低几十倍，有效改善了供电电流噪声对音频信号的影响。
进一步的，参考图5，图5为本发明中音频播放电路的第一实施例中隔离模块与***接地端和音频接地端连接的第二实施方案的电路示意图。音频播放电路101的***接地端与音频播放电路101的音频接地端之间还连接有多个并联的电容，如图5中采用了两个电容Ca和Cb，并联在音频播放电路101的***接地端与音频接地端之间。采用电容隔离***接地端上的供电电流加载到音频接地端，进一步消除了供电电流噪声对音频信号的影响。
参照图6，图6为本发明音频播放电路的第二实施例的模块示意图。本实施例在图2所示实施例的基础上，增加了滤波模块140，音频转换模块120包括稳压单元121和数模转换单元122，滤波模块140的输入端连接电源模块110的输出端，滤波模块140的输出端连接稳压单元121的电压输入端，滤波模块140的接地端连接稳压单元121的接地端，稳压单元121的电压输出端连接数模转换单元122的电压输入端，稳压单元121和数模转换单元122的接地端都连接音频播放电路101的音频接地端。本实施例的滤波模块140可根据电流噪声所处频段进行设计，滤除电流噪声所处频段的信号，有利于减少供电电流噪声对音频接地端的干扰。
进一步的，参照图7，图7为本发明音频播放电路的第二实施例中滤波模块与稳压单元连接的电路示意图。本实施例中的稳压单元121包括低压差线性稳压器LDO，为了降低低压差线性稳压器LDO的基准噪声，滤波模块140采用了低通滤波器，包括第二电阻R2和第一电容C1，低压差线性稳压器LDO的电压输入端VIN与电源模块110的输出端之间连接第二电阻R2，低压差线性稳压器LDO的电压输入端VIN与低压差线性稳压器LDO的接地端GND之间连接第一电容C1，低压差线性稳压器LDO的接地端GND连接音频播放电路101的音频接地端。进一步的，低压差线性稳压器LDO的使能端EN经第三电阻R3接收开关控制信号的输入，低压差线性稳压器LDO的电压输出端VOUT连接数模转换单元122的电压输入端，低压差线性稳压器LDO的电压输出端VOUT还经第二电容C2连接音频播放电路101的音频接地端。本实施例通过第二电阻R2和第一电容C1构成低通滤波器，滤除电源模块输出的电压信号中的高频部分，同时也滤除了高频部分的噪声，使输入到LDO中的电压信号更加稳定，有利于降低LDO的基准噪声，进一步消除了供电电流噪声对音频信号的影响。
以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (8)
1.一种音频播放电路，连接于一外部设备，其特征在于，包括电源模块、音频转换模块和隔离模块，所述电源模块的输入端连接所述外部设备的供电端，所述电源模块的输出端连接所述音频转换模块的电压输入端；所述音频转换模块的信号输入端接收音频信号的输入，所述音频转换模块的信号输出端输出转换后的音频信号至所述外部设备的音频信号输入端；所述电源模块的接地端作为所述音频播放电路的***接地端，所述音频转换模块的接地端作为所述音频播放电路的音频接地端，所述音频播放电路的***接地端与所述音频播放电路的音频接地端之间连接所述隔离模块；所述隔离模块包括第一电阻，所述第一电阻连接在所述音频播放电路的***接地端与所述音频播放电路的音频接地端之间；所述音频播放电路的***接地端与所述音频播放电路的音频接地端之间还连接有多个并联的电容。
2.如权利要求1所述的音频播放电路，其特征在于，所述音频播放电路还包括滤波模块，所述音频转换模块包括稳压单元和数模转换单元，所述滤波模块的输入端连接所述电源模块的输出端，所述滤波模块的输出端连接所述稳压单元的电压输入端，所述滤波模块的接地端连接所述稳压单元的接地端，所述稳压单元的电压输出端连接所述数模转换单元的电压输入端，所述稳压单元和数模转换单元的接地端都连接所述音频播放电路的音频接地端。
3.如权利要求2所述的音频播放电路，其特征在于，所述滤波模块包括第二电阻和第一电容，所述稳压单元包括低压差线性稳压器，所述低压差线性稳压器的电压输入端与所述电源模块的输出端之间连接所述第二电阻，所述低压差线性稳压器的电压输入端与所述低压差线性稳压器的接地端之间连接所述第一电容，所述低压差线性稳压器的接地端连接所述音频播放电路的音频接地端。
4.如权利要求3所述的音频播放电路，其特征在于，所述低压差线性稳压器的使能端经第三电阻接收开关控制信号的输入，所述低压差线性稳压器的电压输出端连接所述数模转换单元的电压输入端，所述低压差线性稳压器的电压输出端还经第二电容连接所述音频播放电路的音频接地端。
5.如权利要求1所述的音频播放电路，其特征在于，所述第一电阻的阻值R1∈[1Ω，100Ω]。
6.如权利要求1所述的音频播放电路，其特征在于，所述第一电阻的阻值R1＝10Ω。
7.一种播放器，与外部设备连接，其特征在于，包括权利要求1至6任一项所述的音频播放电路。
8.如权利要求7所述的播放器，其特征在于，所述音频转换模块的信号输出端与所述外部设备的音频信号输入端之间经音频线连接，所述电源模块的输入端与所述外部设备的供电端之间经USB线连接，所述音频播放电路的音频接地端经所述音频线的地线连接所述外部设备的音频接地端，所述音频播放电路的***接地端经所述USB线的地线连接所述外部设备的***接地端。
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