音频电路和电子设备的制作方法

1.本发明属于音频播放技术领域，尤其涉及一种音频电路和电子设备。


背景技术：

2.消费类电子设备，如显示器或者会议一体机产品，整机内部都会带功放模块并通过喇叭进行音频播放，大部分产品设计为2.0声道(左右喇叭)，或者2.1声道(左右喇叭 低音喇叭)。
3.如图1所示，现有2.0声道方案为，整机内部使用模拟功放，接收模拟音频信号，搭配2个喇叭。
4.现有2.0声道只使用2个喇叭，未设置低音喇叭，整机的厚度较薄，但是，音质普通，没有低音效果。
5.如图2所示，现有2.1声道方案为，整机内部使用数字功放，接收数字音频信号，搭配3个喇叭，具有重低音效果，产品音质好，获得更多消费者的喜爱，但是，由于配有3个喇叭，成本较高，同时，由于搭配的低音喇叭的音腔较大，所以整机的厚度无法做薄。
6.因此，常规的电子设备无法做到音质效果与成本、产品厚度的相统一。


技术实现要素：

7.本发明的目的在于提供一种音频电路，旨在实现提高音质效果的同时，降低设计成本以及产品厚度。
8.本发明实施例的第一方面提出了一种音频电路，包括：
9.音频输入电路，所述音频输入电路用于接收待播放的第一音频信号；
10.音频输出电路；
11.与所述音频输入电路和所述音频输出电路分别连接的音效调整电路，所述音效调整电路将所述第一音频信号进行音效调整，并转换输出第二音频信号，其中，所述第二音频信号包括中高音频信号和低音频信号；
12.与所述音频输出电路、第一喇叭和第二喇叭分别连接的功放电路；
13.所述功放电路用于将所述第二音频信号进行功率放大，并将功率放大后的所述第二音频信号分别输出至所述第一喇叭和所述第二喇叭，以使所述第一喇叭和所述第二喇叭播放对应音频信号。
14.可选地，所述音效调整电路包括相连接的dsp芯片以及存储器，所述存储器内存音效调整参数；
15.所述dsp芯片，用于上电触发工作时读取所述音效调整参数并对所述第一音频信号进行音效调整，并转换输出所述第二音频信号。
16.可选地，所述音频电路还包括耳机接口，所述耳机接口与所述dsp芯片连接并用于连接耳机设备；
17.所述dsp芯片，还用于将所述第二音频信号输出至所述耳机设备，以使所述耳机设
备播放对应音频信号。
18.可选地，所述第一音频信号为line模拟音频信号，所述音频输入电路包括相连接的line接口和第一滤波耦合电路，所述第一滤波耦合电路还与所述dsp芯片连接；
19.所述line接口，用于输入待播放的line模拟音频信号；
20.所述第一滤波耦合电路，用于将所述line模拟音频信号进行滤波耦合处理后输出至所述dsp芯片；
21.所述音频输出电路包括第二滤波耦合电路，所述第二滤波耦合电路分别与所述dsp芯片和所述功放电路分别连接；
22.所述第二滤波耦合电路，用于将所述dsp芯片输出的模拟信号类型的所述第二音频信号耦合滤波后输出至所述功放电路。
23.可选地，所述第一音频信号还包括i2s数字音频信号和aux模拟音频信号，所述音频输入电路还包括i2s接口、aux接口、第一滤波电路和第三滤波耦合电路；
24.所述第一滤波电路分别与所述i2s接口和所述dsp芯片连接，所述第三滤波耦合电路分别与所述aux接口和所述dsp芯片连接；
25.所述i2s接口，用于输入待播放的i2s数字音频信号；
26.所述aux接口，用于输入待播放的aux模拟音频信号；
27.所述第一滤波电路，用于将所述i2s数字音频信号进行滤波后输出至所述dsp芯片；
28.所述第三滤波耦合电路，用于将所述aux模拟音频信号滤波耦合后输出至所述dsp芯片；
29.所述音频输出电路还包括第二滤波电路；
30.所述第二滤波电路分别与所述dsp芯片和所述功放电路连接；
31.所述第二滤波电路，用于将所述dsp芯片输出的数字信号类型的所述第二音频信号滤波后输出至所述功放电路。
32.可选地，所述音频电路还包括静音控制电路，所述静音控制电路与所述功放电路连接；
33.所述静音控制电路，用于输出静音控制信号触发控制所述功放电路静音输出。
34.可选地，所述音频电路还包括模式选择电路，所述模式选择电路与所述dsp芯片连接；
35.所述模式选择电路用于输出模式选择信号触发控制所述dsp芯片切换工作模式。
36.可选地，所述音频电路还包括芯片设置电路，所述芯片设置电路与所述dsp芯片连接；
37.所述芯片设置电路，用于输出参数调节信号触发控制所述dsp芯片进行参数设置。
38.可选地，所述音频电路还包括复位控制电路，所述复位控制电路与所述dsp芯片连接；
39.所述复位控制电路，用于输出复位控制信号触发控制所述dsp芯片复位。
40.本发明实施例的第二方面提出了一种电子设备，包括第一喇叭、第二喇叭和如上所述的音频电路，所述第一喇叭和所述第二喇叭分别与所述音频电路连接。
41.本发明实施例与现有技术相比存在的有益效果是：上述的音频电路将待播放的第
一音频信号进行音效调整，使得输出的第二音频信号分别具有中高音频信号和低音频信号，同时，第二音频信号通过功放电路功率放大后分别输出至两个喇叭并播放中高音频和低音频，实现2.1声道播放效果，提升了音质效果以及提升了用户的听觉体验，同时，无需设置三个喇叭，降低了设计成本以及简化了整机的结构。
附图说明
42.图1为传统的2.0声道的音频电路的结构示意图；
43.图2为传统的2.1声道的音频电路的结构示意图；
44.图3为本发明实施例提供的音频电路的第一种结构示意图；
45.图4为本发明实施例提供的音频电路的第二种结构示意图；
46.图5为本发明实施例提供的音频电路的第三种结构示意图；
47.图6为本发明实施例提供的音频电路的第四种结构示意图；
48.图7为图5所示的音频电路中第一滤波耦合电路的电路示意图；
49.图8为图5所示的音频电路中第一滤波电路和第二滤波电路的电路示意图；
50.图9为图5所示的音频电路中第三滤波耦合电路的电路示意图；
51.图10为图6所示的音频电路中静音控制电路的电路示意图。
具体实施方式
52.为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。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。
53.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
54.本发明实施例的第一方面提出了一种音频电路100。
55.如图3所示，图3为本发明实施例提供的音频电路100的第一种结构示意图，其中，音频电路100包括：
56.音频输入电路10，音频输入电路10用于接收待播放的第一音频信号；
57.音频输出电路30；
58.与音频输入电路10和音频输出电路30分别连接的音效调整电路20，音效调整电路20将第一音频信号进行音效调整，并转换输出第二音频信号，其中，第二音频信号包括中高音频信号和低音频信号；
59.与音频输出电路30、第一喇叭200和第二喇叭300分别连接的功放电路40；
60.功放电路40用于将第二音频信号进行功率放大，并将功率放大后的第二音频信号分别输出至第一喇叭200和第二喇叭300，以使第一喇叭200和第二喇叭300播放对应音频信号。
61.本实施例中，待播放的第一音频信号由前端信号源提供，其中，前端信号源可为与音频电路100处于同一电子设备内的主芯片，或者为另一电子设备或者存储器22等结构。
62.第一音频信号通过音频输入电路10输入至音效调整电路20，音频输入电路10支持对应类型的音频信号输入，例如line模拟音频信号、i2s数字音频信号、aux模拟音频信号等，音效调整电路20内存音效调整参数，具有音效调整功能，通过接收模拟或者数字的第一音频信号，并根据音效调整参数对第一音频信号进行参数调节，从而转换输出第二音频信号，包括动态低音增强、响度、eq、音量控制等，第二音频信号包括中高音频信号和低音频信号，中高音频信号和低音频信号通过功放电路40功率放大后输出至第一喇叭200和第二喇叭300，第一喇叭200和第二喇叭300分别同时对中高音频信号和低音频信号进行播放，实现2.1声道播放效果，提升了音质效果以及提升了用户的听觉体验，同时，无需设置三个喇叭，降低了设计成本以及简化了整机的结构。
63.其中，根据音频输入的类型，音频输入电路10可选择对应接口电路，同样，音频输出电路30根据音效调整电路20转换输出的音频信号类型可选择对应的数字信号处理电路或者模拟信号处理电路，具体结构不限。
64.功放电路40可采用对应的具有模拟功放和/或数字功放的功放芯片或者功放电路40，具体结构不限，可选地，功放电路40为功放芯片，功放芯片接收dsp芯片21输出的模拟信号类型或者数字信号类型的第二音频信号，并进行对应的功率放大处理。
65.进一步地，音频电路100还包括电源电路50，用于提供工作电源至对应的芯片或者电路，电源电路50可采用对应的降压电路、稳压电路等结构，并输出一路或者多路对应电压等级的工作电源至对应模块。
66.音效调整电路20可采用对应的音效调整芯片，可选地，如图4所示，音效调整电路20包括相连接的dsp芯片21以及存储器22，存储器22内存音效调整参数；
67.dsp芯片21，用于上电触发工作时读取音效调整参数并对第一音频信号进行音效调整，并转换输出第二音频信号。
68.其中，dsp芯片21能够实现模拟音频信号至模拟音频信号的音效调整、数字音频信号至数字音频信号的音效调整、数字音频信号至模拟音频信号的音效调整，以及模拟音频信号至数字音频信号的多种音效调整输出，即可支持模拟音频信号和数字音频信号的输入，以及模拟音频信号和数字音频信号的转换输出。
69.音效调整参数内存于存储器22中，音效调整参数可根据不同的喇叭腔体、整机结构、以及不同用户主观品味进行差异化调整，达到不同的音质效果和频响曲线，调整好的参数烧录至存储器22，在dsp芯片21上电后，dsp芯片21自动从存储器22中读取参数配置，根据参数配置对第一音频信号进行音效调节，包括不同程度的动态低音增强、响度、eq、音量控制等等，进而输出所需的第二音频信号，并输出至功放电路40以及喇叭，实现不同音质的播放效果。
70.请继续参阅图4，可选地，音频电路100还包括耳机接口61，耳机接口61与dsp芯片21连接并用于连接耳机设备；
71.dsp芯片21，还用于将第二音频信号输出至耳机设备，以使耳机设备播放对应音频信号，实现在音频输出时，一方面可输出至喇叭进行外发，同时，一方面输出至耳机设备进行单独播放，耳机设备可为头戴式耳机、入耳式耳机等不同结构的耳机。
72.可选地，如图5所示，第一音频信号为line模拟音频信号，音频输入电路10包括相连接的line接口11和第一滤波耦合电路12，第一滤波耦合电路12还与dsp芯片21连接；
73.line接口11，用于输入待播放的line模拟音频信号；
74.第一滤波耦合电路12，用于将line模拟音频信号进行滤波耦合处理后输出至dsp芯片21；
75.音频输出电路30包括第二滤波耦合电路31，第二滤波耦合电路31分别与dsp芯片21和功放电路40分别连接；
76.第二滤波耦合电路31，用于将dsp芯片21输出的模拟信号类型的第二音频信号耦合滤波后输出至功放电路40。
77.本实施例中，line接口11接收待播放的第一音频信号，第一音频信号为line模拟音频信号，经过第一滤波耦合电路12滤波耦合处理后输出至dsp芯片21，从而转换出对应模拟信号类型的第二音频信号，第二音频信号通过第二滤波耦合电路31滤波耦合处理后输出至功放电路40，实现模拟信号功放放大处理，进而输出至第一喇叭200和第二喇叭300，实现模拟音频信号的中高音频和低音频的播放，实现2.1声道的音质播放效果。
78.其中，line接口11可采用对应结构的音频座子，第一滤波耦合电路12和第二滤波耦合电路31可采用对应滤波电路和耦合电路，可选地，如图7所示，第一滤波耦合电路12包括第一电感l1、第二电感l2、第一电阻r1、第二电阻r2、第三电阻r3、第四电阻r4、第五电阻r5、第一电容c1、第二电容c2、第三电容c3和第四电容c4，其中，第一电感l1、第一电阻r1和第一电容c1构成滤波单元，实现对一路第一音频信号的滤波工作，第三电容c3和第三电阻r3构成耦合单元，实现模拟音频信号的耦合输出，同理，第二电感l2、第二电阻r2和第二电容c2构成滤波单元，实现对另一路第一音频信号的滤波工作，第四电容c4和第四电阻r4构成耦合单元，实现模拟音频信号的耦合输出。
79.第二滤波耦合电路31可与第一滤波耦合电路12采用相同或者类似结构，实现第二音频信号的滤波耦合处理并输出至功放电路40。
80.进一步地，请继续参阅图5，可选地，第一音频信号还包括i2s数字音频信号和aux模拟音频信号，音频输入电路10还包括i2s接口13、aux接口15、第一滤波电路14和第三滤波耦合电路16；
81.第一滤波电路14分别与i2s接口13和dsp芯片21连接，第三滤波耦合电路16分别与aux接口15和dsp芯片21连接；
82.i2s接口13，用于输入待播放的i2s数字音频信号；
83.aux接口15，用于输入待播放的aux模拟音频信号；
84.第一滤波电路14，用于将i2s数字音频信号进行滤波后输出至dsp芯片21；
85.第三滤波耦合电路16，用于将aux模拟音频信号滤波耦合后输出至dsp芯片21；
86.音频输出电路30还包括第二滤波电路32；
87.第二滤波电路32分别与dsp芯片21和功放电路40连接；
88.第二滤波电路32，用于将dsp芯片21输出的数字信号类型的第二音频信号滤波后输出至功放电路40。
89.本实施例中，i2s接口13和aux接口15为备用接口，可支持对应i2s音频模块和aux音频模块的连接，并输入i2s数字音频信号或者aux模拟音频信号，同时，为了匹配数字音频信号和模拟音频信号的信号处理，设置了与i2s接口13连接的第一滤波电路14，以及设置了与aux接口15连接的第三滤波耦合电路16，实现模拟音频信号的滤波耦合处理，以及实现数
字音频信号的滤波工作。
90.dsp芯片21接收对应的数字信号类型和模拟信号类型的第一音频信号，并转换为对应数字信号类型或者模拟信号类型的第二音频信号，同时，为了匹配输出的数字信号类型的第二音频信号，设置了对应的第二滤波电路32，实现对数字信号的滤波工作。
91.通过增加i2s接口13、aux接口15以及对应的滤波电路，可以兼容更多类型的前端信号源以及后端的功放电路40，提高信号转换和播放功能的多样性。
92.其中，第一滤波电路14和第二滤波电路32可采用对应的电容电阻结构，可选地，如图8所示，滤波电路包括第六电阻r6、第七电阻r7、第八电阻r8、第九电阻r9、第五电容c5、第六电容c6、第七电容c7和第八电容c8，电阻和电容分别构成一路信号的滤波单元，分别实现对数字信号类型的第一音频信号或者第二音频信号的各路信号进行滤波处理。
93.第三滤波耦合电路16用于实现aux模拟音频信号的滤波处理，如图9所示，第三滤波耦合电路16包括多条滤波耦合支路，分别用于对aux模拟音频信号的各路信号进行滤波耦合处理，其中，每条滤波耦合支路包括滤波电感、滤波电容、电阻、耦合电容等结构。
94.如图6所示，可选地，音频电路100还包括静音控制电路62，静音控制电路62与功放电路40连接；
95.静音控制电路62，用于输出静音控制信号触发控制功放电路40静音输出，从而控制功放电路40处于静音状态或者工作状态，其中，静音控制电路62可采用对应的按键、芯片等结构，可选地，如图10所示，静音控制电路62包括第十八电阻r18、第十九电阻r19、第二十电阻r20、第二十一电阻r21、第二十二电阻r22、第二十三电阻r23、第二十四电阻r24、第二十五电阻r25、第二十六电阻r26、第一三极管q1和第二三极管q2；
96.其中，第十八电阻r18的第一端用于输入触发信号reset，第十八电阻r18的第二端、第十九电阻r19的第一端和第一三极管q1的基极互连，第十九电阻r19的第二端和第二十五电阻r25的第一端共接构成静音控制电路62的第二信号端，第二十五电阻r25的第二端和第一三极管q1的发射极均接地，第一三极管q1的集电极、第二十电阻r20的第一端、第二十一电阻r21的第一端和第二十二电阻r22的第一端共接，第二十电阻r20的第二端接入正电源vcc，第二十一电阻r21的第二端、第二十三电阻r23的第一端和第二三极管q2的基极连接，第二十二电阻r22的第二端、第二十六电阻r26的第一端和第二三极管q2的集电极共接构成静音控制电路62的第一信号端，第二十三电阻r23的第二端和第二十四电阻r24的第一端共接并接入正电源vcc，第二十四电阻r24的第二端与第二三极管q2的发射极连接，第二十六电阻r26的第二端接地。
97.其中，静音控制电路62的第一端与功放电路40连接，静音控制电路62的第二信号端为备用端口，用于输出静音控制信号至dsp芯片21，实现对dsp芯片21的静默控制。
98.具体地，上电后，触发信号reset为低电平，第一三极管q1关断，第二三极管q2的基极输入高电平，第二三极管q2关断，并输出低电平至功放电路40，从而控制功放电路40静音。
99.当触发信号reset切换为高电平时，第一三极管q1导通，并输出低电平至第二三极管q2，第二三极管q2导通，静音控制电路62的第一端输出高电平，并控制功放电路40切换为工作状态。
100.同时，触发信号reset还可通过第十八电阻r18、第十九电阻r19输出至dsp芯片21，
实现dsp芯片21的静默控制。
101.如图6所示，可选地，音频电路100还包括模式选择电路63，模式选择电路63与dsp芯片21连接；
102.模式选择电路63用于输出模式选择信号触发控制dsp芯片21切换工作模式。
103.本实施例中，dsp芯片21支持自启动模式、i2c控制模式等，通过对应引脚或者接口连接模式选择电路63，其中，当为自启动模式时，dsp芯片21通过判断自身的自启动引脚的高低电平进行自启动模式的开启或者关闭，当切换至自启动模式时，dsp芯片21自动从存储器22中读取参数配置进行初始化及音效处理，实现音效调节，同时，在自启动模式下还设置有写保护，根据写保护引脚的高低电平控制音效调整参数写入存储器22，或者在掉电时保存参数数据等。
104.以及当dsp芯片21通过i2c接口连接至电脑进行音效配置时，dsp芯片21切换为i2c控制模式，电脑端的sigma studio音频软件通过i2c接口进行参数配置并烧录到存储器22中，当端口i2c未连接后，dsp芯片21恢复为自启动模式，并从存储器22中读取参数配置。
105.因此，模式选择电路63可为i2c接口或者发出对应高电平的信号源，实现对dsp芯片21的模式选择。
106.请继续参阅图6，可选地，音频电路100还包括芯片设置电路64，芯片设置电路64与dsp芯片21连接；
107.芯片设置电路64，用于输出参数调节信号触发控制dsp芯片21进行参数设置，例如频率、音效调节参数等，例如，芯片设置电路64通过输出不同的组合电平信号，改变dsp芯片21的锁相环的输出频率，例如设置锁相环的输出频率分别为64*fs、256*fs、384*fs、512*fs，其中fs为采样频率。
108.芯片设置电路64可为电平的电平输出电路，或者转换电路，或者对应的烧录模块，具体结构不限。
109.可选地，如图6所示，音频电路100还包括复位控制电路65，复位控制电路65与dsp芯片21连接；
110.复位控制电路65，用于输出复位控制信号触发控制dsp芯片21复位，具体地，上电后，复位控制电路65输出高电平或者低电平控制dsp复位，复位完成后，复位控制电路65切换电平输出，dsp芯片21正常工作，其中，复位控制电路65可采用复位芯片自动复位，或者选择按键实现手动复位，还可选择对应的rc复位电路，利用rc特性上电后自动实现dsp芯片21的复位控制，具体结构不限。
111.可选地，静音控制电路62的输入端与复位芯片连接，即在复位时，静音控制电路62同步输出静音控制信号至dsp芯片21和功放电路40，控制dsp芯片21和功放电路40处于静音状态，同时，当复位完成后，切换dsp芯片21和功放电路40的工作状态为正常状态。
112.可选地，音频电路100还包括晶振电路，晶振电路与dsp芯片21连接，晶振电路可采用石英晶振，同时，根据第一音频信号的模拟信号类型或者数字信号类型，可选择设置对应的切换开关或者切换电路，即当第一音频信号为line模拟音频信号或者aux模拟音频信号时，晶振电路切换至石英晶振，由石英晶振提供主时钟，当为i2s数字音频信号输入时，dsp芯片21的主时钟切换为i2s数字音频信号中自带的主时钟信号提供，同样，当为i2s数字音频信号输出时，dsp芯片21的主时钟切换为i2s数字音频信号中自带的主时钟信号提供，具
体根据音频信号类型对应设置。
113.本发明还提出一种电子设备，该电子设备包括第一喇叭200、第二喇叭300和音频电路100，该音频电路100的具体结构参照上述实施例，由于本电子设备采用了上述所有实施例的全部技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述，其中，第一喇叭200和第二喇叭300分别与音频电路100连接。
114.以上所述实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本发明的保护范围之内。