專利名稱：一種數(shù)字聲音放大電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種聲音放大電路，特別是將模擬聲音轉(zhuǎn)換為數(shù)字音頻的數(shù)字聲音放大電路。
背景技術(shù)：
聲音放大器或助聽器是解決人們聽障問題的最主要產(chǎn)品。聲音放大器按照電路類型可分為模擬電路和數(shù)字電路。模擬聲音放大器只能實(shí)現(xiàn)音頻信號的線性放大，很難做到動態(tài)范圍壓縮、噪聲抑制和反饋抑制等功能?，F(xiàn)有的數(shù)字聲音放大器大都采用基于混合塊(Hybrid)的電路?；旌蠅K中集成有數(shù)字信號處理器和存儲器，外部只須配以麥克風(fēng)、耳機(jī)、電感、旋鈕和按鍵等部件即可構(gòu)成完整系統(tǒng)。數(shù)字聲音放大器或助聽器可編程實(shí)現(xiàn)動態(tài)范圍壓縮、噪聲抑制、反饋抑制、波束形成、聲學(xué)場景分類等復(fù)雜的音頻信號處理功能。模擬聲音放大器或助聽器功能簡單、很難真正達(dá)到聽力補(bǔ)償?shù)哪康模坏捎谄漭^之?dāng)?shù)字系統(tǒng)的低價格優(yōu)勢，目前仍大量存在于市場當(dāng)中。數(shù)字聲音放大器或助聽器功能多樣，音質(zhì)好，正在逐漸取代模擬機(jī)；但由于其價格高，也影響了它的推廣應(yīng)用，尤其是在普通工薪階層和老年人群當(dāng)中的應(yīng)用。聲音放大器或助聽器產(chǎn)品要求采用低功耗的電路實(shí)現(xiàn)方法，以滿足用戶長時間的便攜式佩戴。典型的功耗要求是小于6mW。

實(shí)用新型內(nèi)容為克服模擬聲音放大電路的功能和性能不足和現(xiàn)有基于混合塊的數(shù)字聲音放大電路的高成本的問題，本實(shí)用新型提出一種新的適于便攜式產(chǎn)品的低功耗的數(shù)字音頻放大電路，一種數(shù)字聲音放大電路，其特征在于:包括數(shù)字信號處理器電路、存儲器、聲音輸入電路、聲音輸出電路和電源電路，所述聲音輸入電路的輸出端與所述數(shù)字信號處理器電路輸入端連接，所述聲音輸出電路的輸入端與所述數(shù)字信號處理器電路輸出端連接，所述數(shù)字信號處理器電路與所述存儲器雙向連接，所述電源電路為上述數(shù)字信號處理器電路供電。進(jìn)一步的，所述數(shù)字信號處理器電路包括數(shù)字信號處理器芯片及其外圍電路。進(jìn)一步的，所述的存儲器包括非易失性存儲器芯片，用于存儲數(shù)字信號處理器芯片運(yùn)行所需的程序和數(shù)據(jù)。進(jìn)一步的，所述聲音輸入電路包括麥克風(fēng)。進(jìn)一步的，所述聲音輸入電路還包括例如手機(jī)音頻等直接音頻輸入電路和電感線圈。進(jìn)一步的，所述聲音輸出電路包括受話器，用于將音頻電信號轉(zhuǎn)化為聲音信號。進(jìn)一步的，所述電源電路可直接采用符合數(shù)字信號處理器電路電壓要求的電池，也可以包括電壓轉(zhuǎn)換電路，用于將電源電壓轉(zhuǎn)換到數(shù)字信號處理器電路所需的電壓范圍。進(jìn)一步的，可包括充電電路，所述充電電路與所述電源電路并聯(lián)，用于給電池充電。進(jìn)一步的，所述的數(shù)字信號處理器芯片外圍電路包括按鍵和旋鈕等元件，用于控制數(shù)字聲音放大電路的工作狀態(tài)，包括但不限于音量調(diào)節(jié)、程序切換、聲音輸入電路切換和接聽或撥打手機(jī)等。進(jìn)一步的，所述的數(shù)字信號處理器電路采用數(shù)字信號處理器芯片的內(nèi)部時鐘，進(jìn)一步的，所述的數(shù)字信號處理器電路包含外圍的振蕩電路作為外部時鐘。進(jìn)一步的，所述充電電路是通過充電芯片電路構(gòu)成的充電電路。更進(jìn)一步的，所述振蕩電路是晶振振蕩器電路、RC振蕩電路或LC振蕩電路構(gòu)成的振蕩電路。本實(shí)用新型通過采用上述技術(shù)方案，與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下優(yōu)點(diǎn):本實(shí)用新型的數(shù)字聲音放大電路采用分立的低功耗數(shù)字信號處理器芯片和存儲器芯片，可嵌入各種復(fù)雜的聲音處理算法，使其功能、性能和功耗等指標(biāo)接近于基于混合塊的數(shù)字聲音放大器或助聽器電路，然而成本卻明顯低于后者。本實(shí)用新型的數(shù)字聲音放大電路既可以作為連接手機(jī)等音頻設(shè)備的(具有接聽和呼叫功能的)耳機(jī)系統(tǒng)，又可以直接當(dāng)作助聽器直接使用。

圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)框圖；圖2是本實(shí)用新型的電路原理圖。
具體實(shí)施方式
現(xiàn)結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對本實(shí)用新型進(jìn)一步說明。作為一個具體的實(shí)施例，如圖1和圖2所示，本實(shí)用新型的一種數(shù)字聲音放大電路，包括數(shù)字信號處理器電路、EEPROM存儲器、聲音輸入電路、聲音輸出電路和電源電路，所述聲音輸入電路的輸出端與所述數(shù)字信號處理器電路輸入端連接，所述聲音輸出電路的輸入端與所述數(shù)字信號處理器電路輸出端連接，所述數(shù)字信號處理器電路與所述存儲器雙向連接，所述電源電路為上述數(shù)字信號處理器電路供電。進(jìn)一步的，所述數(shù)字信號處理器電路包括數(shù)字信號處理器芯片U2及其外圍電路。所述數(shù)字信號處理器芯片U2帶有多個前置放大和A/D轉(zhuǎn)換、數(shù)字信號處理器內(nèi)核、內(nèi)部存儲器、D/A轉(zhuǎn)換與功放、GP10/I2C/SPI等外設(shè)接口、內(nèi)部時鐘/電源管理/定時器等片上附件。所述數(shù)字信號處理器芯片U2上運(yùn)行聲音放大器處理程序。本實(shí)施例所述的聲音放大器處理程序?yàn)?聲音信號經(jīng)過麥克風(fēng)MICl采集或攜帶音頻信號的磁場經(jīng)電感線圈的電磁感應(yīng)轉(zhuǎn)換得到模擬電信號或直接輸入得到模擬電信號，模擬電信號再經(jīng)前置放大和A/D變換，得到數(shù)字音頻信號；然后對數(shù)字音頻信號依次進(jìn)行混音、濾波、多子帶分解、噪聲抑制、反饋管理、多通道寬動態(tài)范圍壓縮、頻響均衡、音量調(diào)節(jié)、多子帶綜合和基于輸出的自動增益控制(AGCo)等處理得到放大后的數(shù)字音頻信號；最后對放大的數(shù)字音頻信號進(jìn)行D/A變換和功率放大，驅(qū)動受話器進(jìn)行聲音播放。所述的聲音放大器處理程序響應(yīng)程序切換按鍵SW3的GPIO中斷實(shí)現(xiàn)程序中參數(shù)的改變；所述的聲音放大器處理程序響應(yīng)接聽/呼叫按鍵SW3的GPIO中斷實(shí)現(xiàn)接聽/呼叫手機(jī)通話功能；所述的聲音放大器處理程序讀取音量按鍵SffUSW2上的電壓值并據(jù)此產(chǎn)生相應(yīng)的音量值。外圍電路包括程序切換按鍵SW3、接聽/呼叫按鍵SW-AN、音量按鍵SW1、SW2以及晶振Yl構(gòu)成的振蕩電路。所述程序切換按鍵SW3、接聽/呼叫按鍵SW-AN和音量按鍵SWl、SW2分別與數(shù)字信號處理器芯片、U2的不同的GPIO管腳相連。所述晶振Yl的頻率為11.8MHz，與數(shù)字信號處理器芯片U2的時鐘輸入管腳相連，用于提供數(shù)字信號處理器芯片U2運(yùn)行所需的時鐘信號。進(jìn)一步的，所述EEPROM存儲器通過SPI總線與所述數(shù)字信號處理器芯片U2相連，容量為256K比特。進(jìn)一步的，所述聲音輸入電路包括麥克風(fēng)MIC1、MIC2、直接音頻輸入電路和電感線圈(未示出)。麥克風(fēng)將聲音信號轉(zhuǎn)化為音頻電信號；直接音頻輸入電路包括音頻輸入及充電接口 CN-5，直接接收音頻電信號D+ ;電感線圈將電磁波形式的音頻信號轉(zhuǎn)為音頻電信號。麥克風(fēng)MICl、MIC2和電感線圈的型號依據(jù)數(shù)字聲音放大器系統(tǒng)的技術(shù)指標(biāo)進(jìn)行選擇和確定。進(jìn)一步的，所述聲音輸出電路包括受話器，本實(shí)施列中受話器為耳機(jī)，用于將音頻電信號轉(zhuǎn)化為聲音信號。受話器型號依據(jù)數(shù)字聲音放大器系統(tǒng)的技術(shù)指標(biāo)進(jìn)行選擇和確定。進(jìn)一步的，所述電源電路包括鋰電池、電壓轉(zhuǎn)換電路和充電電路。所述鋰電池的供電電壓標(biāo)稱值為3.6V。所述電壓轉(zhuǎn)換電路采用型號為NCP699的穩(wěn)壓芯片U6將3.6V電壓轉(zhuǎn)換為所述數(shù)字信號處理器電路所需的1.8V電壓。電壓轉(zhuǎn)換電路的輸出分別與數(shù)字信號處理器芯片U2、晶振Yl的電源輸入管腳相連。所述充電電路與所述電源電路并聯(lián)，用于給所述鋰電池充電。所述充電電路包括型號為TP4057的USB充電芯片U3和雙色發(fā)光二極管LED。所述TP4057的輸入電壓為5V，其充電過程大致如下:當(dāng)待充電電池接入后，若電池電壓小于2.9V，則TP4057將對電池進(jìn)行預(yù)充電，電流為設(shè)定電流的1/10，當(dāng)電池電壓上升到
2.9V后，TP4057開始按設(shè)定電流恒流充電，當(dāng)電壓上升到4.1V (大概沖到了 80% 90%)后恒流充電過程結(jié)束，輸出電壓恒定在4.2V，輸出電流降低到設(shè)定電流的1/10，開始恒壓充電過程，當(dāng)電池電壓達(dá)到4.2V后，充電過程完成，此后TP4057將連續(xù)監(jiān)測電池電壓，若電池電壓下降到4.1V，則會再次進(jìn)入充電過程，對電池進(jìn)行充電。當(dāng)充電時，所述雙色發(fā)光二極管發(fā)綠色光；當(dāng)充滿時，所述雙色發(fā)光二極管發(fā)紅色光。盡管結(jié)合優(yōu)選實(shí)施方案具體展示和介紹了本實(shí)用新型，但所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該明白，在不脫離所附權(quán)利要求書所限定的本實(shí)用新型的精神和范圍內(nèi)，在形式上和細(xì)節(jié)上可以對本實(shí)用新型做出各種變化，均為本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求1.一種數(shù)字聲音放大電路，其特征在于:包括數(shù)字信號處理器電路、存儲器、聲音輸入電路、聲音輸出電路和電源電路，所述聲音輸入電路的輸出端與所述數(shù)字信號處理器電路輸入端連接，所述聲音輸出電路的輸入端與所述數(shù)字信號處理器電路輸出端連接，所述數(shù)字信號處理器電路與所述存儲器雙向連接，所述電源電路為上述數(shù)字信號處理器電路供電。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種數(shù)字聲音放大電路，其特征在于:所述數(shù)字信號處理器電路包括數(shù)字信號處理器芯片及其外圍電路。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種數(shù)字聲音放大電路，其特征在于:所述的存儲器包括非易失性存儲器芯片。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種數(shù)字聲音放大電路，其特征在于:所述聲音輸入電路包括麥克風(fēng)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或4所述的一種數(shù)字聲音放大電路,其特征在于:所述聲音輸入電路還包括直接音頻輸入電路和電感線圈。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種數(shù)字聲音放大電路，其特征在于:所述聲音輸出電路包括受話器，用于將音頻電信號轉(zhuǎn)化為聲音信號。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種數(shù)字聲音放大電路，其特征在于:所述電源電路包括電壓轉(zhuǎn)換電路，用于將電源電壓轉(zhuǎn)換到數(shù)字信號處理器電路所需的電壓范圍。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種數(shù)字聲音放大電路，其特征在于:所述電源電路包括充電電路，所述充電電路與所述電源電路并聯(lián)，用于給電池充電，所述充電電路是通過充電芯片電路構(gòu)成的充電電路。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種數(shù)字聲音放大電路，其特征在于:所述的數(shù)字信號處理器電路包含外圍的振蕩電路，作為外部時鐘。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的一種數(shù)字聲音放大電路，其特征在于:所述振蕩電路是晶振振蕩器電路、RC振蕩電路或LC振蕩電路構(gòu)成的振蕩電路。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種聲音放大電路，特別是將模擬音頻轉(zhuǎn)換為數(shù)字音頻的數(shù)字聲音放大電路。本實(shí)用新型的一種數(shù)字聲音放大電路，包括數(shù)字信號處理器電路、存儲器、聲音輸入電路、聲音輸出電路和電源電路，所述聲音輸入電路的輸出端與所述數(shù)字信號處理器電路輸入端連接，所述聲音輸出電路的輸入端與所述數(shù)字信號處理器電路輸出端連接，所述數(shù)字信號處理器電路與所述存儲器雙向連接，所述電源電路為上述數(shù)字信號處理器電路供電。本實(shí)用新型的數(shù)字聲音放大電路性價比高，克服了模擬聲音放大電路的功能和性能不足和現(xiàn)有基于混合塊的數(shù)字聲音放大電路的高成本的問題。
文檔編號H04R3/00GK202957961SQ20122070145
公開日2013年5月29日 申請日期2012年12月18日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月18日
發(fā)明者薛行棟 申請人:廈門萊亞特醫(yī)療器械有限公司