CN108235184A - 一种低音增强电路和音频播放设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种低音增强电路和音频播放设备。该低音增强电路，包括顺次连接的输入电路、信号放大电路、低频检波电路和调节输出电路，音频信号通过输入电路进入到信号放大电路，信号放大电路将音频信号放大后发送到低频检波电路，使音频信号经过增强，再由低频检波电路从放大后的音频信号中分离出低频信号，最后通过调节输出电路设定强度增益，将低频信号输出叠加到原始音频信号中，从而实现低音信号的增强，提供给听众震撼的低音效果。

Description

一种低音增强电路和音频播放设备

技术领域

本发明涉及电子电路技术领域，特别涉及一种低音增强电路和音频播放设备。

背景技术

随着人们收听音乐品质的追求提高，对音频播放设备的性能要求也越来越高。由于低频富含能量，因此，音乐的震撼冲击效果很大程度上取决于低音的表现。所以，在耳机类产品中，特别是对于游戏类耳机产品，听众希望得到一个较强的低音效果，以获得更加身临其境的体验。

发明内容

鉴于现有技术听众需求低音增强效果的问题，提出了本发明的一种低音增强电路和音频播放设备，以便克服上述问题或者至少部分地解决上述问题。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

依据本发明的一个方面，提供了一种低音增强电路，包括顺次连接的输入电路、信号放大电路、低频检波电路和调节输出电路；所述输入电路连接音频信号源，接收音频信号并将其发送到所述信号放大电路；所述信号放大电路将所述音频信号放大后发送到所述低频检波电路；所述低频检波电路接收放大后的音频信号，从所述放大后的音频信号中分离出低频信号，并将所述低频信号发送到所述调节输出电路；所述调节输出电路调节所述低频信号的强度增益，按照调节的强度增益将所述低频信号输出叠加到原始音频信号中。

可选地，所述低频检波电路包括：RC检波支路、跟随三极管Q1和输出电阻R9；所述RC检波支路的输入端连接所述信号放大电路，输出端连接所述跟随三极管Q1的基极；所述跟随三极管Q1的集电极连接电源，发射极连接所述输出电阻R9的一端；所述输出电阻R9的另一端接地；所述跟随三极管Q1的发射极与所述输出电阻R9的连接端连接所述调节输出电路以及所述RC检波支路的反馈端。

可选地，所述RC检波支路包括：检波电阻R4和检波电阻R3，检波电容C2和检波电容C1；

所述检波电阻R4的一端连接所述检波电阻R3的一端和所述检波电容C2的一端，所述检波电阻R4的另一端连接所述信号放大电路，所述检波电阻R3的另一端连接所述检波电容C1的一端，所述检波电容C1的另一端接地，所述检波电阻R3与所述检波电容C1的连接端连接所述跟随三极管Q1的基极，所述检波电容C2的另一端连接所述输出电阻R9和所述跟随三极管Q1发射极的连接端。

可选地，所述调节输出电路包括：滑动变阻器RT1，所述滑动变阻器RT1的一个固定端为所述调节输出电路的输入端，连接所述低频检波电路，所述滑动变阻器RT1的另一个固定端接地，所述滑动变阻器RT1的滑动端为所述调节输出电路的输出端；

所述低音增强电路还包括：耦合电容C5，所述耦合电容C5连接在所述低频检波电路和所述调节输出电路之间。

可选地，所述输入电路包括：两条结构相同的输入支路，两条所述输入支路的始端分别连接左右声道音频信号源，末端共同连接所述信号放大电路的输入端，将左右声道信号合并输入到所述信号放大电路。

可选地，所述输入支路包括：串联的输入电容和输入电阻，音频信号从所述输入电容流入，经所述输入电阻输出到所述信号放大电路。

可选地，所述信号放大电路包括：顺次连接的偏置支路和放大支路，所述偏置支路连接所述输入电路，所述放大支路连接所述低频检波电路；所述偏置支路接收来自所述输入电路的音频信号，为所述音频信号增加直流偏置电压后将其发送给所述放大支路，所述放大支路对偏置后的音频信号进行放大，将放大后的音频信号发送给所述低频检波电路。

可选地，所述偏置支路包括：隔直电容C4、调整电阻R6、偏置电阻R8、上拉电阻R2和三极管Q3；

所述隔直电容C4的一端、所述偏置电阻R8的一端和所述三极管Q3的基极连接，该连接端为所述偏置支路的输入端，连接所述输入电路；所述隔直电容C4的另一端连接所述调整电阻R6的一端；所述调整电阻R6的另一端、所述偏置电阻R8的另一端、所述上拉电阻R2的一端和所述三极管Q3的集电极连接，该连接端为所述偏置支路的输出端，连接所述放大支路；所述上拉电阻R2的另一端连接电源端。

可选地，所述放大支路包括：三极管Q2、上拉电阻R1和反馈电阻R10，所述三极管Q2的基极为所述放大支路的输入端，连接所述偏置支路，所述三极管Q2的集电极经所述上拉电阻R1接电源端，所述三极管Q2的发射极经所述反馈电阻R10接地，所述三极管Q2的集电极与所述上拉电阻R1的连接端为所述放大支路的输出端，连接所述低频检波电路。

依据本发明的另一个方面，提供了一种音频播放设备，该音频播放设备设置有如上任一项所述的低音增强电路。

综上所述，本发明的有益效果是：

本低音增强电路包括顺次连接的输入电路、信号放大电路、低频检波电路和调节输出电路，将原始音频信号放大后，从中分离出低频信号，将该低频信号以可调的增益大小输出叠加到原始音频信号中，从而提高了原始音频信号中的低频成分，实现了低音加强效果，提供给听者更震撼的低音体验。

附图说明

图1为本发明一个实施例提供的一种低音增强电路结构示意图；

图2为本发明一个实施例提供的一种低音增强电路的电路连接示意图；

图3为本发明图2所示低音增强电路的信号放大电路的放大示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。

本发明的技术构思是：设置顺次连接的输入电路、信号放大电路、低频检波电路和调节输出电路，音频信号通过输入电路进入到信号放大电路，信号放大电路将音频信号放大后发送到低频检波电路，再由低频检波电路从放大后的音频信号中分离出低频信号，最后通过调节输出电路设定强度增益，将低频信号输出叠加到原始音频信号中，从而实现低音信号的增强，提供给听众震撼的低音效果。

图1为本发明一个实施例提供的一种低音增强电路结构示意图，如图1所示，一种低音增强电路，包括顺次连接的输入电路110、信号放大电路120、低频检波电路130和调节输出电路140。

输入电路110连接音频信号源，接收音频信号并将其发送到信号放大电路120；信号放大电路120将音频信号放大后发送到低频检波电路130；低频检波电路130接收放大后的音频信号，从放大后的音频信号中分离出低频信号，并将低频信号发送到调节输出电路140；调节输出电路140调节低频信号的强度增益，按照调节的强度增益将低频信号输出叠加到原始音频信号中。

通过顺次连接的输入电路、信号放大电路、低频检波电路和调节输出电路，音频信号输入后首先经过放大处理，信号得到增强，随后低频检波电路从放大后的音频信号中分离出低频信号，最后经调节输出电路设定合适的强度增益，将低频信号输出叠加到原始的音频信号中，从而实现低音效果的增强，提供给听众震撼的低音体验。

图2为本发明低音增强电路一个实施例的电路连接示意图，参考图2所示，在本发明的一些实施例中，低频检波电路包括：RC检波支路、跟随三极管Q1和输出电阻R9。

RC检波支路的输入端连接信号放大电路120，输出端连接跟随三极管Q1的基极。跟随三极管Q1的集电极连接电源VCC，发射极连接输出电阻R9的一端。输出电阻R9的另一端接地。跟随三极管Q1的发射极与输出电阻R9的连接端连接调节输出电路140以及RC检波支路的反馈端。跟随三极管Q1具有放大跟随效果，达到相同的输出效果时，Q1的基极电流较小，即RC检波支路需要提供的电流较小，从而RC检波支路可以采用更大的检波电阻和更小的检波电容，以更好地滤除高频脉动信号，并且电路的成本更低。输出电阻R9接地提供输出，且输出电阻R9和跟随三极管Q1的连接端还连接至RC检波支路的反馈端，将输出的低频信号反馈到RC检波支路，以使音频信号稳定，防止电路自激。

在本发明的一些实施例中，RC检波支路包括：检波电阻R4和检波电阻R3，检波电容C2和检波电容C1。

检波电阻R4的一端连接检波电阻R3的一端和检波电容C2的一端，检波电阻R4的另一端连接信号放大电路，检波电阻R3的另一端连接检波电容C1的一端，检波电容C1的另一端接地，检波电阻R3与检波电容C1的连接端连接跟随三极管Q1的基极，检波电容C2的另一端连接输出电阻R9和跟随三极管Q1发射极的连接端，即选择检波电容C2的该端作为RC检波支路的反馈端。

上述低频检波电路130的结构是经过仿真模拟后优选确定的，由三极管和无源器件组成，结构设计简单，成本低廉，可用于模拟***。通过检波电阻和检波电容的阻容配合以及跟随三极管Q1的跟随作用，可以起到良好的低频检波效果，滤除音频信号中的中高频成分，其中，检波电阻R4、R3和检波电容C2、C1构成二阶RC滤波电路，输出电阻R9接地提供输出，跟随三极管Q1起到交流放大跟随作用，低频信号主要输入到跟随三极管Q1的基极，跟随三极管Q1的发射极为低频信号的输出端，该低频检波电路130检波处理快、信号失真小，因而具有良好的频率响应和高保真度，且具有反馈输出稳定不会自激，电路的成本也更低。

在本发明的一些实施例中，调节输出电路140包括：滑动变阻器RT1，滑动变阻器RT1的一个固定端为调节输出电路140的输入端，连接低频检波电路130，滑动变阻器RT1的另一个固定端接地，滑动变阻器RT1的滑动端为调节输出电路140的输出端。

如图2所示，滑动变阻器RT1的固定端3接地，固定端1连接低频检波电路130接收低频信号。当滑动端2滑动至固定端1时，滑动端2输出的信号为滑动变阻器RT1的全部压降，此时输出低频信号BASS BOOST IN的强度增益最大，反之，当滑动端2滑动至固定端3时，相当于滑动端2接地，输出信号为零。通过滑动该滑动变阻器RT1的滑动端2就可以便捷地调节输出低音信号的强度，实现增益可调输出。

在本发明的一些实施例中，如图2所示，该低音增强电路还包括：耦合电容C5，耦合电容C5连接在低频检波电路130和调节输出电路140之间，该耦合电容C5可以滤除直流干扰，只允许分离出的低频信号(交流)流入滑动变阻器RT1，降低信号干扰。

在本发明的一些实施例中，输入电路110包括：两条结构相同的输入支路，两条输入支路的始端分别连接左右声道音频信号源，末端共同连接信号放大电路120的输入端，将左右声道信号合并输入到信号放大电路120。

在本发明的一些实施例中，输入支路包括：串联的输入电容和输入电阻，音频信号从输入电容流入，滤除掉直流干扰成分，再经输入电阻输出到信号放大电路120。如图2所示，两条输入支路分别由输入电容C3和输入电阻R5，以及输入电容C6和输入电阻R7组成，输入电阻R5和R7的末端共同连接到信号放大电路120，实现右声道输入信号RIGHT IN和左声道输入信号LEFT IN的合并输入处理，在此基础上，本低音增强电路输出的低频信号分别叠加到原始的右声道和左声道信号中，实现双声道的低音增强。

在本发明的一些实施例中，信号放大电路120包括：顺次连接的偏置支路121和放大支路122(附图标记见放大图图3)，偏置支路121连接输入电路110，放大支路122连接低频检波电路130。偏置支路121接收来自输入电路110的音频信号，将音频信号增加直流偏置电压后发送给放大支路122，放大支路122对偏置后的音频信号进行放大，将放大后的音频信号发送给低频检波电路130。

由于输入的原始音频信号包括正半轴和负半轴信号，通过偏置电路121首先为音频信号增加直流偏置电压，使音频信号全部跃升至正半轴，从而在后续放大支路122放大处理时不会丢失负半轴信号，使得低音增强准确，避免信号失真。

如图2和图3所示，偏置支路121包括：隔直电容C4、调整电阻R6、偏置电阻R8、上拉电阻R2和三极管Q3。

隔直电容C4的一端、偏置电阻R8的一端和三极管Q3的基极连接，该连接端为偏置支路121的输入端，连接输入电路110。隔直电容C4的另一端连接调整电阻R6的一端。调整电阻R6的另一端、偏置电阻R8的另一端、上拉电阻R2的一端和三极管Q3的集电极连接，该连接端为偏置支路121的输出端，连接放大支路122；上拉电阻R2的另一端连接电源端。

隔直电容C4和调整电阻R6组成交流音频信号的信号通路，连接在三极管Q3的基极和集电极之间，对三极管Q3起到交流负反馈作用，可以更好地调节音频信号。偏置电阻R8和三极管Q3组成直流偏置电压信号的信号通路，为交流音频信号增加直流偏置电压。从而输入的交流音频信号和直流偏置电压在三极管Q3与上拉电阻R2的连接端汇合输出。

如图2和图3所示，放大支路122包括：三极管Q2、上拉电阻R1和反馈电阻R10，三极管Q2的基极为放大支路的输入端，连接偏置支路121，三极管Q2的集电极经上拉电阻R1接电源端，三极管Q2的发射极经反馈电阻R10接地，三极管Q2的集电极与上拉电阻R1的连接端为放大支路的输出端，连接低频检波电路130。电阻R10提供交流深度负反馈，提高三极管Q2的发射极电位。

基于上述实施例，本发明公开了一种由三极管和电阻电容等无源器件组成的低音增强电路，结构简单，可在模拟电路中应用，直接处理模拟音频信号，不需要进行模数转换，相比基于均衡器(Equalizer，简写EQ)的数字处理***，节省了模数转换器和数字处理芯片等结构，不需要考虑数字算法，设计简单，成本低廉。

本发明还公开了一种音频播放设备，该音频播放设备设置有上述任一实施例所示的低音增强电路，该音频播放设备可以是音响耳机等，该音频播放设备设置有开关以调节低音增益，若以图2-图3所示实施例为例，音频播放设备的开关与滑动变阻器RT1的滑动端2联动，通过滑动该滑动端2实现增益调节。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，在本发明的上述教导下，本领域技术人员可以在上述实施例的基础上进行其他的改进或变形。本领域技术人员应该明白，上述的具体描述只是更好的解释本发明的目的，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种低音增强电路，其特征在于，包括顺次连接的输入电路、信号放大电路、低频检波电路和调节输出电路；所述输入电路连接音频信号源，接收音频信号并将其发送到所述信号放大电路；所述信号放大电路将所述音频信号放大后发送到所述低频检波电路；所述低频检波电路接收放大后的音频信号，从所述放大后的音频信号中分离出低频信号，并将所述低频信号发送到所述调节输出电路；所述调节输出电路调节所述低频信号的强度增益，按照调节的强度增益将所述低频信号输出叠加到原始音频信号中。

2.根据权利要求1所述的低音增强电路，其特征在于，所述低频检波电路包括：RC检波支路、跟随三极管Q1和输出电阻R9；所述RC检波支路的输入端连接所述信号放大电路，输出端连接所述跟随三极管Q1的基极；所述跟随三极管Q1的集电极连接电源，发射极连接所述输出电阻R9的一端；所述输出电阻R9的另一端接地；所述跟随三极管Q1的发射极与所述输出电阻R9的连接端连接所述调节输出电路以及所述RC检波支路的反馈端。

3.根据权利要求2所述的低音增强电路，其特征在于，所述RC检波支路包括：检波电阻R4和检波电阻R3，检波电容C2和检波电容C1；

所述检波电阻R4的一端连接所述检波电阻R3的一端和所述检波电容C2的一端，所述检波电阻R4的另一端连接所述信号放大电路，所述检波电阻R3的另一端连接所述检波电容C1的一端，所述检波电容C1的另一端接地，所述检波电阻R3与所述检波电容C1的连接端连接所述跟随三极管Q1的基极，所述检波电容C2的另一端连接所述输出电阻R9和所述跟随三极管Q1发射极的连接端。

4.根据权利要求1所述的低音增强电路，其特征在于，所述调节输出电路包括：滑动变阻器RT1，所述滑动变阻器RT1的一个固定端为所述调节输出电路的输入端，连接所述低频检波电路，所述滑动变阻器RT1的另一个固定端接地，所述滑动变阻器RT1的滑动端为所述调节输出电路的输出端；

所述低音增强电路还包括：耦合电容C5，所述耦合电容C5连接在所述低频检波电路和所述调节输出电路之间。

5.根据权利要求1所述的低音增强电路，其特征在于，所述输入电路包括：两条结构相同的输入支路，两条所述输入支路的始端分别连接左右声道音频信号源，末端共同连接所述信号放大电路的输入端，将左右声道信号合并输入到所述信号放大电路。

6.根据权利要求5所述的低音增强电路，其特征在于，所述输入支路包括：串联的输入电容和输入电阻，音频信号从所述输入电容流入，经所述输入电阻输出到所述信号放大电路。

7.根据权利要求1所述的低音增强电路，其特征在于，所述信号放大电路包括：顺次连接的偏置支路和放大支路，所述偏置支路连接所述输入电路，所述放大支路连接所述低频检波电路；所述偏置支路接收来自所述输入电路的音频信号，为所述音频信号增加直流偏置电压后将其发送给所述放大支路，所述放大支路对偏置后的音频信号进行放大，将放大后的音频信号发送给所述低频检波电路。

8.根据权利要求7所述的低音增强电路，其特征在于，所述偏置支路包括：隔直电容C4、调整电阻R6、偏置电阻R8、上拉电阻R2和三极管Q3；

所述隔直电容C4的一端、所述偏置电阻R8的一端和所述三极管Q3的基极连接，该连接端为所述偏置支路的输入端，连接所述输入电路；所述隔直电容C4的另一端连接所述调整电阻R6的一端；所述调整电阻R6的另一端、所述偏置电阻R8的另一端、所述上拉电阻R2的一端和所述三极管Q3的集电极连接，该连接端为所述偏置支路的输出端，连接所述放大支路；所述上拉电阻R2的另一端连接电源端。

9.根据权利要求7所述的低音增强电路，其特征在于，所述放大支路包括：三极管Q2、上拉电阻R1和反馈电阻R10，所述三极管Q2的基极为所述放大支路的输入端，连接所述偏置支路，所述三极管Q2的集电极经所述上拉电阻R1接电源端，所述三极管Q2的发射极经所述反馈电阻R10接地，所述三极管Q2的集电极与所述上拉电阻R1的连接端为所述放大支路的输出端，连接所述低频检波电路。

10.一种音频播放设备，其特征在于，该音频播放设备设置有根据权利要求1-9任一项所述的低音增强电路。