专利名称：一种实现移动终端音频信号自适应的方法及装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及通信技术领域，尤其涉及一种实现移动终端音频信号自适应的方法及装置。
背景技术：
通话过程中普遍存在着啸叫和音频功放失真问题，在集群通信中，移动电话通常处于免提通话状态，啸叫和音频功放失真问题尤为突出。
集群通信中的啸叫和音频功放失真产生方式分为两种一种是点呼免提状态下，由于扬声器输出声音大，而扬声器和受话器之间间距短，从听者扬声器输出的声音很容易被听者的受话器捕获，然后发送到讲者，讲者的扬声器输出的声音再被讲者的受话器捕获，发送到听者，这样就形成了一个正反馈，周而复始，双方移动电话的功放就进入饱和状态，功放输出发生失真，进而产生啸叫；另外一种是组呼状态下，当听者和讲者距离较近时，从听者扬声器输出的声音很容易就被讲者的受话器捕获，然后又传给听者，也形成了一个正反馈，周而复始，功放发生失真，进而也产生啸叫。
参见图1，为现有技术实现对音频信号控制的系统结构示意图。
啸叫和音频功放失真问题就其本质来说，是因为模拟基带芯片输出的音频信号过强，导致音频信号输入到后级音频功率放大器后，造成音频功率放大器饱和或者自激，音频功率放大器输出信号产生了非线性失真。
目前，现有技术方案无法解决通话过程中的啸叫和音频功放失真的问题。
发明内容
本发明实施例提供一种实现移动终端音频信号自适应的方法及装置，用以解决通话过程中的啸叫和音频功放失真的问题。
本发明实施例的方法，应用于在移动终端中，模拟基带芯片向音频功率放大器发送音频信号的过程中，该方法包括获取所述模拟基带芯片向音频功率放大器发送的音频信号的电压，识别出所述音频信号的电压超过预设的门限电压时，对所述音频信号进行衰减；将所述衰减后的音频信号发送给所述音频功率放大器。
本发明实施例的移动终端，包括模拟基带芯片和音频功率放大器，该移动终端还包括音频信号自适应装置，用于当所述模拟基带芯片输出的音频信号的电压超过预设的门限电压时，对音频信号进行衰减，并将所述衰减后的音频信号发送给所述音频功率放大器。
本发明实施例的装置包括音频信号峰值检波器，用于根据模拟基带芯片输出的音频信号的电压幅值特性，并获得相应的直流电压；门限电压比较器，用于比较所述的直流电压和预设的门限电压，当所述直流电压超过预设的门限电压时，触发可控衰减器工作；可控衰减器，对音频信号进行衰减，并将衰减后信号输出给音频功率放大器。
本发明实施例，通过当音频信号的电压超过预设的门限电压时，对所述的音频信号进行衰减的技术方案，实现移动终端对音频信号的控制，避免了通话过程中的啸叫和音频功放失真的问题，提高了输出音质。
图1为现有技术中的系统结构示意图；图2为本发明方法实施例的流程示意图；图3为本发明装置实施例的结构示意图；
图4为本发明移动终端实施例的结构示意图；图5为本发明系统实施例的电路结构示意图；图6为本发明的具体实施例中当输入音频信号为300Hz时的输出波形示意图；图7为本发明的具体实施例中当输入音频信号为1KHz时的输出波形示意图；图8为本发明的具体实施例中当输入音频信号为3KHz时的输出波形示意图；图9为本发明的具体实施例中当输入音频信号为10KHz时的输出波形示意图。
具体实施例方式
本发明实施例提供的技术方案中，通过音频信号峰值检波器获取音频信号的电压幅值特性，并将电压幅值特性转换为相应的直流电压，通过门限电压比较器对所述直流电压与预设的门限电压进行比较，当直流电压大于门限电压时，输出高电平，触发可控衰减器工作，对所述的音频信号进行衰减，衰减后的音频信号再经过音频电压放大器的电压放大后，分别经过音频功率放大器和扬声器输出给用户，使移动终端达到对音频信号的自适应，实现对音频信号的控制，避免通话过程中的啸叫和音频功放失真的问题，提高了输出音质。
所述的音频信号自适应，就是在免提通话过程中，在用户终端的下行链路上设置一套动态检测算法或者电路，检测音频信号的波动，一旦波动超过预设的门限值，就降低下行链路的增益值，使系统达到对音频信号的自适应，阻止正反馈的形成，抑制啸叫和音频功放失真的产生。
参见图2，本发明方法实施例，应用于在移动终端中，模拟基带芯片向音频功率放大器发送音频信号的过程中，该方法具体包括以下步骤S201、获取模拟基带芯片输出的音频信号的电压；
所述的音频信号为模拟音频信号；通过音频信号峰值检波器获得所述音频信号的电压幅值特性，并获得相应的直流电压，并将该直流电压发送给电压比较器；在获取所述模拟基带芯片输出的音频信号的电压之前还可以包括将所述模拟基带芯片输出的音频信号进行电压放大；那么，获取所述模拟基带芯片输出的音频信号的电压幅值特性为获取电压放大后的音频信号的电压幅值特性；因此，所述的音频电压放大器可以和音频信号峰值检波器相连，用于对模拟基带芯片输出的音频信号进行放大处理，将所述放大处理后的音频信号发送给所述音频信号峰值检波器，当所述放大处理后的音频信号达到音频信号峰值检波器的工作门限时，即该音频信号会产生功放失真时，音频信号峰值检波器开始工作，获得所述放大处理后的音频信号的电压幅值特性，并获得相应的直流电压，将该直流电压发送给电压比较器；S202、当音频信号的电压大于门限电压时，对音频信号进行衰减，并将所述衰减后的音频信号发送给音频功率放大器；通过电压比较器对所述直流电压和预先设置的门限电压进行比较，当所述直流电压大于所述门限电压时，对音频信号进行衰减，并将衰减后的音频信号发送给音频电压放大器；其中，通过可控衰减器可以实现对音频信号的衰减；所述的门限电压是根据用户终端下行增益的要求预先设置的；将所述衰减后的音频信号发送给所述音频功率放大器之前还可以包括将所述衰减后的音频信号进行放大处理；那么，将所述衰减后的音频信号发送给所述音频功率放大器为将经过放大处理的所述衰减后的音频信号发送给音频功率放大器；经过放大处理的所述衰减后的音频信号分别经过音频功率放大器和扬声器输出给用户。
综上，所述音频电压放大器的作用是扩大信号检测的范围，同时推动音频功率放大器和音频信号峰值检波器工作；例如在不使用音频电压放大器的情况下，音频功率放大器放大倍数是10，当输入信号是500mV时，音频功率放大器刚好饱和失真，但是，对于音频信号峰值检波器，500mV的小信号不足以让音频信号峰值检波器工作，需要高于700mV，才能让音频信号峰值检波器工作，这样对于500mV～700mV之间的输入信号，系统就无法正常控制，如果加入音频电压放大器，同样整个系统电压增益仍然设置为10，所不同的是，此时音频功率放大器放大倍数可以设置为7，电压放大器放大倍数设置为1.43，那么当输入500mV信号，放大后的信号为715mV，音频功率放大器会产生饱和失真，音频信号峰值检波器的输入端已经有715mV信号的输入，音频信号峰值检波器可以正常工作，实现对音频信号的控制；若可控衰减器为两级，一级衰减器衰减系数为1，二级衰减器衰减系数为0.8，那么当输入是500mV信号时，一级衰减器开始工作，那么整个系统的增益是1.43*7*1＝10.01，这种临界状态下，根据所述输入信号和增益，获得音频功率放大器输出为5V，刚好不失真；若一级衰减器衰减系数为1，二级衰减器衰减系数为0.8，那么当输入是600mV信号时，两级衰减器同时开始工作，那么整个系统的增益是1.43*7*1*0.8＝8.008，这种状态下，音频功率放大器输出为4.8048V，也不会失真；所述对音频信号电压放大的倍数，可以根据音频信号的电压幅值以及对音频信号功率放大的倍数确定的，当音频信号的电压幅值过大，使音频功放失真时，则适当减小音频信号电压放大的倍数。反之，当音频信号的电压幅值很小，不会造成音频功放失真时，则可以适当提高音频信号电压放大的倍数；通过上述三个步骤实现对音频信号的实时控制，使移动终端达到对音频信号的自适应，抑制啸叫和音频功放失真的产生。
参见图3，为本发明实施例提供的移动终端音频信号自适应装置的结构示意图，本发明实施例中提供的系统包括音频信号自适应装置301；所述音频信号自适应装置301包括可控衰减器3011、音频电压放大器3012、音频信号峰值检波器3013、门限电压比较器3014和外部接口单元3015。
其中，可控衰减器3011在最开始接收音频信号时，是不工作的，只是将所获得的音频信号转发给音频电压放大器3012；音频电压放大器3012对音频信号的电压放大后，如果输入音频信号自适应装置301的音频信号是较强的音频信号，会造成功放失真，则会触发音频信号峰值检波器3013工作，如果输入音频信号自适应装置301的音频信号是较弱的音频信号，不会造成功放失真，则音频信号峰值检波器3013不会工作，音频电压放大器3012直接将电压放大后的音频信号输出；音频信号峰值检波器3013，获得音频信号的电压幅值特性，将电压幅值特性转化为相对应的直流电压，音频信号峰值检波器3013需要有很好的收敛性，能够在人耳能察觉的时间内，根据经验，该时间一般为20ms，把音频信号的电压幅值特性提取出来。
门限电压比较器3014，是将音频信号峰值检波器3013输出的直流电压和预设的门限电压值进行比较，门限电压比较器3014输出高电平或低电平信号，作为控制可控衰减器3011工作与否的开关信号，当所述直流电压大于所述预设的门限电压值时，表示音频信号过大，容易造成啸叫和音频功放失真，则门限电压比较器3014输出高电平，可控衰减器3011开始工作；否则，如果所述直流电压小于所述预设的门限电压值，表示音频信号较小，不容易造成啸叫和音频功放失真，则门限电压比较器3014输出低电平，可控衰减器3011不工作；所述预设的门限电压值可以视用户终端下行增益的要求，来灵活调整，要求所述增益高，则把预设的门限电压值设置高些；反之，要求所述增益低，则把预设的门限电压值设置低些。
可控衰减器3011，当门限电压比较器3014输出高电平时，可控衰减器3011开始对音频信号进行衰减，经过可控衰减器3011衰减的音频信号，再经过音频电压放大器3012的电压放大后输出，从而避免了通话过程中的啸叫和音频功放失真；当门限电压比较器3014输出低电平，可控衰减器3011不对音频信号进行衰减，音频电压放大器3012对音频信号的电压放大后直接输出，此时也不会产生啸叫和音频功放失真；其中，用户可以通过所述的外部接口单元3015，设置门限电压的值、对音频信号进行衰减的倍数值以及对音频信号进行电压放大的倍数值。
经过上述处理，实现了对输入的音频信号的控制，输出的音频信号不会造成啸叫和音频功放失真。
以上设计仅仅设置了一级门限电压比较器和一级可控衰减器进行控制，如果需要更加精细的控制，可以通过增加门限电压比较器的门限数目和可控衰减器的级数来实现。
参见图4，本发明实施例提供的移动终端包括模拟基带芯片401、音频信号自适应装置402、音频功率放大器403和扬声器404；所述音频信号自适应装置402包括可控衰减器4021、音频电压放大器4022、音频信号峰值检波器4023、门限电压比较器4024和外部接口单元4025。
模拟基带芯片401输出模拟音频信号给音频信号自适应装置402，音频信号自适应装置402中在人耳察觉的时间内，由音频信号峰值检波器4023提取出音频信号的电压幅值特性，并转换成相应的直流电压输出给门限电压比较器4024，门限电压比较器4024对直流电压和预先设置好的门限电压进行比较，当直流电压大于门限电压时，输出高电平给可控衰减器4021，当直流电压小于门限电压时，输出低电平给可控衰减器4021，可控衰减器4021在接收到高电平时，对音频信号进行衰减，并将衰减后信号输出给音频电压放大器4022进行电压放大，电压放大后的音频信号分别经过音频功率放大器403和扬声器404输出给人耳；其中，用户可以通过所述的外部接口单元4025，设置门限电压的值、对音频信号进行衰减的倍数值以及对音频信号进行电压放大的倍数值。
实现该系统的具体电路图，如图5所示，图中V1是模拟音频信号源，通过设置其参数，可以模拟发生不同频率的音频信号；Attenuator是可控衰减器，其输出可以是对V1输出的音频信号进行衰减的音频信号，由U6A的输出信号控制其工作与否，U6A是电压比较器；U1A是音频信号放大器，对Attenuator输出信号进行适当放大，在本设计中，由一片LM833实现；Peak Detector是峰值检波器，对U1A输出的音频信号进行检波，输出能反映音频信号峰值特性的直流电压信号给后级电压比较器U6A，U6A是由一片LM339实现，完成对峰值检波器输出信号和设定的门限电压的比较，当峰值检波器输出信号的电压大于门限电压时，U6A输出高电平信号，约为4V，该高电平信号的值视系统具体供电电压而定，一般要求大于2.1V。可控衰减器接收到所述的高电平信号后开始工作，当峰值检波器输出信号电压小于门限电压时，U6A输出低电平信号，约为0V，可控衰减器不对信号进行衰减。
模拟音频信号源分别输入300Hz、1KHz、3KHz、10KHz信号进行仿真时，分别获得如图6、图7、图8和图9所示的波形，其中，dc是峰值检波器PeakDetector输出的信号，可见在经过几个周期的充放电后，dc信号趋于输出一个直流信号；gain_con是电压比较器U6A输出的信号，该信号被dc所控制，当dc超过预设的门限电压后，gain_con输出高电平信号；in1是模拟音频信号源输出的信号；in2是可控衰减器Attenuator输出的信号，当gain_con输出高电平时，可控衰减器被开启，减小in2的信号幅度，当gain_com输出低电平时，可控衰减器关闭；out是音频信号放大器U1A的输出信号。
综上，在20ms内，即人耳能察觉的时间内，所述电路能实现对移动通信音频信号进行自适应，一般情况下该音频信号的频率范围为300Hz至3400Hz，避免通话过程中的啸叫和音频功放失真的问题，提高了输出音质。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
权利要求
1.一种实现移动终端音频信号自适应的方法，应用于在移动终端中，模拟基带芯片向音频功率放大器发送音频信号的过程中，其特征在于，该方法包括获取所述模拟基带芯片向音频功率放大器发送的音频信号的电压，识别出所述音频信号的电压超过预设的门限电压时，对所述音频信号进行衰减；将所述衰减后的音频信号发送给所述音频功率放大器。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取音频信号的电压的步骤进一步包括获取所述模拟基带芯片输出的音频信号的电压幅值特性；并获取与所述电压幅值特性相对应的直流电压，将所述直流电压作为所述音频信号的电压。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述方法还包括获取所述模拟基带芯片向音频功率放大器发送的音频信号的电压之前将所述模拟基带芯片向音频功率放大器发送的音频信号进行电压放大；相应地，获取所述模拟基带芯片输出的音频信号的电压幅值特性进一步指获取电压放大后的音频信号的电压幅值特性。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括将所述衰减后的音频信号发送给所述音频功率放大器之前将所述衰减后的音频信号进行放大处理；相应地，将所述衰减后的音频信号发送给所述音频功率放大器进一步指将经过放大处理的所述衰减后的音频信号发送给音频功率放大器。
5.一种移动终端，包括模拟基带芯片和音频功率放大器，其特征在于，该移动终端还包括音频信号自适应装置，用于当所述模拟基带芯片输出的音频信号的电压超过预设的门限电压时，对音频信号进行衰减，并将所述衰减后的音频信号发送给所述音频功率放大器。
6.如权利要求5所述的移动终端，其特征在于，所述的音频信号自适应装置包括音频信号峰值检波器，用于根据模拟基带芯片输出的音频信号的电压幅值特性，获得相应的直流电压；门限电压比较器，用于比较所述的直流电压和预设的门限电压，当所述直流电压超过预设的门限电压时，触发可控衰减器工作；可控衰减器，对音频信号进行衰减，并将衰减后信号输出给音频功率放大器。
7.如权利要求6所述的移动终端，其特征在于，所述的音频信号自适应装置还包括音频电压放大器，用于将模拟基带芯片输出的音频信号进行电压放大，并将放大后的音频信号发送给所述音频信号峰值检波器；所述音频信号峰值检波器，用于根据所述放大后的音频信号的电压幅值特性，获得相应的直流电压。
8.如权利要求7所述的移动终端，其特征在于，所述的音频电压放大器，还用于对所述可控衰减器输出的音频信号进行电压放大，并将所述电压放大后的音频信号发送给音频功率放大器。
9.如权利要求8所述的移动终端，其特征在于，所述的音频信号自适应装置还包括外部接口单元，用于设置门限电压的值、对音频信号进行衰减的倍数值以及对音频信号进行电压放大的倍数值。
10.一种实现移动终端音频信号自适应的装置，其特征在于，该装置包括音频信号峰值检波器，用于根据模拟基带芯片输出的音频信号的电压幅值特性，并获得相应的直流电压；门限电压比较器，用于比较所述的直流电压和预设的门限电压，当所述直流电压超过预设的门限电压时，触发可控衰减器工作；可控衰减器，对音频信号进行衰减，并将衰减后信号输出给音频功率放大器。
11.如权利要求10所述的装置，其特征在于，该装置还包括音频电压放大器，用于将模拟基带芯片输出的音频信号进行电压放大，并将放大后的音频信号发送给所述音频信号峰值检波器；所述音频信号峰值检波器，用于根据所述放大后的音频信号的电压幅值特性，获得相应的直流电压。
12.如权利要求11所述的装置，其特征在于，所述的音频电压放大器，还用于对所述可控衰减器输出的音频信号进行电压放大，并将所述电压放大后的音频信号发送给音频功率放大器。
13.如权利要求12所述的装置，其特征在于，该装置还包括外部接口单元，用于设置门限电压的值、对音频信号进行衰减的倍数值以及对音频信号进行电压放大的倍数值。
全文摘要
本发明公开了一种实现移动终端音频信号自适应的方法及装置，用以解决通话过程中的啸叫和音频功放失真的问题。本发明方法，应用于在移动终端中，模拟基带芯片向音频功率放大器发送音频信号的过程中，该方法包括获取所述模拟基带芯片向音频功率放大器发送的音频信号的电压，识别出所述音频信号的电压超过预设的门限电压时，对所述音频信号进行衰减；将所述衰减后的音频信号发送给所述音频功率放大器。本发明还公开了一种移动终端和一种实现移动终端音频信号自适应的装置。本发明用于移动终端对音频信号的控制，避免通话过程中的啸叫和音频功放失真的问题，提高输出音质。
文档编号H04M1/20GK1946101SQ20061013793
公开日2007年4月11日 申请日期2006年10月31日 优先权日2006年10月31日
发明者谢亮 申请人:华为技术有限公司