一种音频输出电路及耳机的制作方法

文档序号:15568967发布日期:2018-09-29 04:00阅读:642来源:国知局

本发明涉及电路设计技术领域,更具体地,本发明涉及一种音频输出电路及耳机。



背景技术:

现有的立体声耳机,区别于单声道耳机,具有两个听筒,要求双耳佩戴,具有两个扬声器,分别设置在左耳听筒和右耳听筒内,左右声道实现立体声效果,广泛使用于运动,听音乐,拨打电话等场合,较单声道耳机,应用更加广泛。

立体声耳机分为耳塞式和头戴式两种,均有左右声道的区别,不能相互调换使用,否则将直接影响声源的逼真度和音源频率的分辨力。

当立体声耳机的一个听筒出现故障无法发声时,导致左声道信号或者右声道信号丢失,用户接收到的音频信号不完整,影响用户体验。



技术实现要素:

本发明的一个目的是提供一种至少能够解决上述问题之一的新技术方案。

根据本发明的第一方面,提供了一种音频输出电路,包括第一听筒、第二听筒和音频模块;所述音频模块被设置为在所述第一听筒和所述第二听筒播放状态正常时输出立体声音频信号至所述第一听筒和所述第二听筒,在所述第一听筒或者所述第二听筒播放状态异常时输出单声道音频信号至播放状态正常的所述第二听筒或所述第一听筒。

可选的是,所述音频输出电路还包括切换模块,所述音频模块被设置为在所述第一听筒和所述第二听筒的播放状态均正常时,控制所述切换电路将所述立体声音频信号对应传输至所述第一听筒和所述第二听筒,并在所述第一听筒或者所述第二听筒的播放状态为异常时,控制所述切换电路将所述单声道音频信号传输至播放状态正常的所述第二听筒或所述第一听筒。

可选的是,所述切换模块包括九个开关,所述音频模块被设置为控制所述九个开关的开关状态;所述音频模块包括四个引脚;第一个引脚通过第一个开关与所述第一听筒的正极连接,所述第一个引脚还通过第二个开关与所述第二听筒的正极连接;所述第二个引脚通过第三个开关与接地端连接,所述第二个引脚还通过第四个开关与第一听筒的负极连接,所述第二个引脚还通过第五个开关与所述第二听筒的负极连接;所述第三个引脚通过第六个开关与第一听筒的正极连接,所述第三个引脚还通过第七个开关与所述第二听筒的正极连接;所述第四个引脚与接地端连接;所述第二听筒的负极通过第八个开关与所述接地端连接;所述第一听筒的负极通过第九个开关与所述接地端连接。

可选的是,所述第一个开关和所述第二个开关由第一单刀双掷开关提供;所述第六个开关和第七个开关由第二单刀双掷开关提供;所述第四个开关和第九个开关由第三单刀双掷开关提供;所述第五个开关和第八个开关由第四单刀双掷开关提供;所述第三个开关由第五单刀双掷开关提供。

可选的是,所述第一单刀双掷开关和所述第三单刀双掷开关由第一模拟开关芯片提供;所述第二单刀双掷开关和所述第四单刀双掷开关由第二模拟开关芯片提供,所述第五单刀双掷开关由第三模拟开关芯片提供。

可选的是,所述音频输出电路还包括第一麦克风和第二麦克风,第一麦克风被设置为采集第一听筒播放的音频信号,第二麦克风被设置为采集第二听筒播放的音频信号;音频模块被设置为在所述第一麦克风采集的音频信号的电压小于或等于预先设定的第一阈值的情况下,判定所述第一听筒的播放状态为异常;在所述第二麦克风采集的音频信号的电压小于或等于预先设定的第二阈值的情况下,判定所述第二听筒的播放状态为异常。

可选的是,所述第一阈值和所述第二阈值相等。

可选的是,所述音频模块还被设置为在所述第一听筒和所述第二听筒的播放状态均为异常时,停止输出音频信号。

可选的是,所述音频模块由至少一个处理器芯片提供。

根据本发明的第二方面,提供了一种耳机,包括根据本发明第一方面所述的音频输出电路。

本发明的一个有益效果在于,通过本发明的音频输出电路,当其中一个听筒出现问题的时候,可以通过切换音频信号输出的模式,变为由一个听筒进行单声道输出音频信号的目的,这样在一定程度上避免了由于左声道或者右声道不能正常输出音频信号而导致的左声道或者右声道信号彻底丢失的现象的出现,也在一定程度上保证了该音频输出电路输出音频信号的完整性。

通过以下参照附图对本发明的示例性实施例的详细描述,本发明的其它特征及其优点将会变得清楚。

附图说明

被结合在说明书中并构成说明书的一部分的附图示出了本发明的实施例,并且连同其说明一起用于解释本发明的原理。

图1为根据本发明一种音频输出电路的一种实施结构的方框原理图;

图2为根据本发明一种音频输出电路的另一种实施结构的方框原理图;

图3为根据本发明一种音频输出电路的一种实施结构的电路原理图;

图4为根据本发明一种音频输出电路的另一种实施结构的电路原理图;

图5为根据本发明一种音频输出电路的再一种实施结构的电路原理图。

附图标记说明:

100-音频输出电路;u1-音频模块;

u2-切换模块;spk1-第一听筒;

spk2-第二听筒;mic1-第一麦克风;

mic2-第二麦克风;s1~s9-开关;

s11~s15-单刀双掷开关;u21、u22、u23-模拟开关芯片。

具体实施方式

现在将参照附图来详细描述本发明的各种示例性实施例。应注意到:除非另外具体说明,否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。

以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的,决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。

对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论,但在适当情况下,所述技术、方法和设备应当被视为说明书的一部分。

在这里示出和讨论的所有例子中,任何具体值应被解释为仅仅是示例性的,而不是作为限制。因此,示例性实施例的其它例子可以具有不同的值。

应注意到:相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项,因此,一旦某一项在一个附图中被定义,则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

为了解决现有技术中存在的立体声耳机的一个听筒出现故障无法发声时,将导致左声道信号或者右声道信号丢失,使得用户接收到的音频信号不完整,影响用户体验的问题,提供了一种音频输出电路。如图1所示,该音频输出电路包括第一听筒spk1、第二听筒spk2和音频模块u1。

音频模块u1被设置为在第一听筒spk1和第二听筒spk2播放状态正常时输出立体声音频信号至第一听筒spk1和第二听筒spk2。

进一步地,立体声音频信号包括左声道音频信号和右声道音频信号,第一听筒spk1和第二听筒spk2例如可以分别为左耳听筒和右耳听筒,左耳听筒用于播放左声道音频信号、右耳听筒用于播放右声道音频信号。在第一听筒spk1和第二听筒spk2播放状态均为正常时,音频模块u1被设置为u2输出左声道音频信号至第一听筒spk1、输出右声道音频信号至第二听筒spk2。

在第一听筒spk1或者第二听筒spk2播放状态异常时,音频模块u1被设置为输出单声道音频信号至播放状态正常的第二听筒spk2或者第一听筒spk1。具体的,在第一听筒spk1的播放状态为异常时,音频模块u1被设置为输出单声道音频信号至播放状态为正常的第二听筒spk2;在第二听筒spk2的播放状态为异常时,音频模块u1被设置为输出单声道音频信号至播放状态为正常的第一听筒spk1。在第一听筒spk1和第二听筒spk2的播放状态均为异常时,音频模块u1被设置为不输出音频信号。

在音频模块u1在输出单声道音频信号时,可以是将左声道音频信号和右声道信号进行合成处理,得到单声道音频信号后再输出。

本发明的音频输出电路可以应用在立体声输出的音频设备中。这样,当其中一个听筒出现问题的时候,可以通过切换音频信号输出的模式,变为由一个听筒进行单声道输出音频信号的目的,这样在一定程度上避免了由于左声道或者右声道不能正常输出音频信号而导致的左声道或者右声道信号彻底丢失的现象的出现,也在一定程度上保证了音频设备输出音频信号的完整性。

图2为根据本发明一种音频输出电路的另一种实施结构的方框原理图。

根据图2所示,该音频输出电路还包括切换模块u2,音频模块u1被设置为在第一听筒spk1和第二听筒spk2的播放状态均正常时,控制切换模块u2将立体声音频信号对应传输至第一听筒spk1和第二听筒spk2;

音频模块u1还被设置为在第一听筒spk1或者第二听筒spk2的播放状态为异常时,控制切换电路u2将输出的单声道音频信号传输至播放状态正常的第二听筒spk2或者第一听筒spk1。

在本发明的一个具体实施例中,如图3所示,该切换模块u2可以包括九个开关s1~s9。音频模块u1被设置为控制这些开关s1~s9的开关状态。音频模块u1可以是由至少一个处理芯片提供,该处理芯片例如可以是蓝牙芯片或者是dsp芯片等。音频模块u1具有四个用于输出立体声音频信号的引脚,单声道音频信号例如可以由其中任意两个引脚输出的。本实施例以第一个引脚spk_l_p和第二个引脚spk_l_n可以是用于输出左声道音频信号,第三个引脚spk_r_p和第四个引脚spk_r_n可以是用户输出右声道音频信号,第一个引脚spk_l_p和第二个引脚spk_l_n输出单声道音频信号为例进行说明。

如图3所示,第一个引脚spk_l_p通过第一个开关s1与第一听筒spk1的正极连接,第一个引脚spk_l_p还通过第二个开关s2与第二听筒spk2的正极连接;第二个引脚spk_l_n通过第三个开关s3与接地端gnd连接,第二个引脚spk_l_n还通过第四个开关s4与第一听筒spk1的负极连接,第二个引脚spk_l_n还通过第五个开关s5与第二听筒spk2的负极连接;第三个引脚spk_r_p通过第六个开关s6与第一听筒spk1的正极连接,第三个引脚spk_r_p还通过第七个开关s7与第二听筒spk2的正极连接;第四个引脚spk_r_n与接地端gnd连接;第二听筒spk2的负极通过第八个开关s8与接地端gnd连接;第一听筒spk1的负极通过第九个开关s9与接地端gnd连接。其中,如果第三个引脚spk_r_p不与第一听筒spk1的正极连接,因此,第六个开关s6也可以去掉。

在第一听筒spk1和第二听筒spk2播放状态均正常时,音频模块u1可以通过第一个引脚spk_l_p输出左声道音频信号,并控制开关s1导通、开关s2断开,以使左声道音频可以传输至第一听筒spk1的正极;控制开关s3、s9导通、开关s4、s5断开,以使第二个引脚spk_l_n、及第一听筒spk1的负极均与接地端gnd连接。音频模块u1还可以通过第三个引脚spk_r_p输出右声道音频信号,并控制开关s7导通、开关s6断开,以使右声道信号传输至第二听筒spk2的正极;控制开关s8导通,以使第二听筒spk2的负极均与接地端gnd连接。

在第一听筒spk1播放状态异常时,音频模块u1可以通过第一个引脚spk_l_p和第二个引脚spk_l_n输出单声道音频信号,并控制开关s2、s5导通、开关s1、s3、s4、s6、s7、s8、s9断开,以使第一个引脚spk_l_p与第二听筒spk2的正极连接、第二个引脚spk_l_n与第二听筒spk2的负极连接。

在第二听筒spk2播放状态异常时,音频模块u1可以通过第一个引脚spk_l_p和第二个引脚spk_l_n输出单声道音频信号,并控制开关s1、s4导通,开关s2、s3、s5、s6、s7、s8、s9断开,以使第一个引脚spk_l_p与第一听筒spk1的正极连接、第二个引脚spk_l_n与第一听筒spk1的负极连接。

进一步地,如图4所示,第一个开关s1和第二个开关s2可以是由第一单刀双掷开关s11提供,第一单刀双掷开关s11的两个动端分别与第一听筒spk1的正极和第二听筒spk2的正极连接,不动端与第一个引脚spk_l_p连接。第六个开关s6和第七个开关s7可以是由第二单刀双掷开关s12提供,第二单刀双掷开关s12的两个动端分别与第一听筒spk1的正极和第二听筒spk2的正极连接,不动端与第三个引脚spk_r_p连接。第四个开关s4和第九个开关s9可以是由第三单刀双掷开关s13提供,第三单刀双掷开关s13的一个动端与接地端gnd连接,不动端与第一听筒spk1的负极连接。第五个开关s5和第八个开关s8可以是由第四单刀双掷s14开关提供,第四单刀双掷开关s14的一个动端与接地端gnd连接,不动端与第二听筒spk2的负极连接。第三个开关s3可以是由第五单刀双掷开关s15提供,其中,第五单刀双掷开关s15的一个动端与接地端gnd连接,另一个动端与第三单刀双掷开关的另一个动端、及第四单刀双掷开关的另一个动端连接,不动端与第二个引脚spk_l_n连接。

在此基础上,如图5所示,第一单刀双掷开关s11和第三单刀双掷开关s13可以是由第一模拟开关芯片u21提供,第二单刀双掷开关s12和第四单刀双掷开关s14可以是由第二模拟开关芯片u22提供,第五单刀双掷开关s15可以是由第三模拟开关芯片u23提供。其中,模拟开关芯片u21和u22均为两路单刀双掷开关,模拟开关芯片u23为一路单刀双掷开关。

音频模块u1还包括用于输出控制模拟开关芯片u21、u22和u23的控制信号的引脚en1、en2、en3、en4和en5。

对于模拟开关芯片u21,引脚com11与引脚nc11、no11对应,构成一路单刀双掷开关,在引脚in11为高电平时,引脚com11与引脚no11连接,在引脚in11为低电平时,引脚com11与引脚nc11连接。引脚com12与引脚nc12、no12对应,构成一路单刀双掷开关,在引脚in12为高电平时,引脚com12与引脚no12连接,在引脚in12为低电平时,引脚com12与引脚nc12连接。

对于模拟开关芯片u22,引脚com21与引脚nc21、no21对应,构成一路单刀双掷开关,在引脚in21为高电平时,引脚com21与引脚no21连接,在引脚in21为低电平时,引脚com21与引脚nc21连接。引脚com22与引脚nc22、no22对应,构成一路单刀双掷开关,在引脚in22为高电平时,引脚com22与引脚no22连接,在引脚in22为低电平时,引脚com22与引脚nc22连接。

对于模拟开关芯片u23,引脚com3与引脚nc3、no3对应,构成一路单刀双掷开关,在引脚in3为高电平时,引脚com3与引脚no3连接,在引脚in3为低电平时,引脚com3与引脚nc3连接。

如图5所示,用于输出左声道音频信号的引脚spk_l_p与模拟开关芯片u11的引脚com12连接,引脚nc12与第一听筒spk1的正极连接,引脚no12与模拟开关芯片u12的引脚no22连接,引脚com22与第二听筒spk2的正极连接,引脚nc22与用于输出右声道音频信号的引脚spk_r_p连接。用于输出左声道音频信号的引脚spk_l_n与模拟开关芯片u23的引脚com3连接,引脚nc3与接地端gnd连接,引脚no3与引脚no21和引脚no11连接,引脚com11与第一听筒spk1的负极连接,引脚nc11与接地端gnd连接,引脚com21与第二听筒spk2的负极连接,引脚nc21与接地端gnd连接。音频模块u1的引脚en1与引脚in12连接,引脚en2与引脚in11连接,引脚en3与引脚in22连接,引脚en4与引脚in21连接,引脚in5与引脚in3连接。

在第一听筒spk1和第二听筒spk2均处于正常播放状态的情况下,音频模块u1输出立体声音频信号,用于输出左声道音频信号的引脚spk_r_n与接地端gnd连接,用于输出左声道音频信号的引脚spk_l_n经过模拟开关芯片u23连接的引脚com3与引脚nc3,与接地端gnd连接,只从引脚spk_l_p和引脚spk_r_p分别输出左声道音频信号和右声道音频信号。控制引脚en1、en2、en5都输出低电平,控制引脚en3和en4为高电平,使得引脚com12与引脚nc12连接,引脚com11与引脚nc11连接,引脚com21与引脚nc21连接,引脚com22与引脚nc22连接,引脚com3与引脚nc1连接。

这样,用于输出左声道音频信号的引脚spk_l_p经过模拟开关芯片u21连接的引脚com12与引脚nc12,与第一听筒spk1的正极连接,第一听筒spk1的负极经过模拟开关芯片u21连接的引脚com11与引脚nc11,与接地端gnd连接,实现左声道音频信号的传输;用于输出右声道音频信号的引脚spk_r_p经过模拟开关芯片u22连接的引脚com22与引脚nc22,与第二听筒spk2的正极连接,第二听筒spk2的负极经过模拟开关芯片u22连接的引脚com21与引脚nc21,与接地端gnd连接,实现右声道音频信号的传输。

音频模块u1在第一听筒spk1的播放状态为异常、第二听筒spk2的播放状态为正常的情况下,将左声道音频信号和右声道音频信号进行合成处理,得到单声道音频信号,并将该单声道音频信号通过引脚spk_l_p和spk_l_n输出。并控制引脚en2输出低电平,控制引脚en1、en3、en4和en5为高电平,使得引脚com12与引脚no12连接,引脚com11与引脚nc11连接,引脚com22与引脚no22连接,引脚com21与引脚no21连接,引脚com3与引脚no3连接。

这样,用于输出单声道音频信号的引脚spk_l_p经过模拟开关芯片u21连接的引脚com12与引脚no12、模拟开关芯片u22连接的引脚com22与引脚no22,与第二听筒spk2的正极连接,第二听筒spk2的负极经过模拟开关芯片u23连接的引脚com3与引脚no3、模拟开关芯片u22连接的引脚com21与引脚no21,与用于输出单声道音频信号的引脚spk_l_n连接,实现单声道音频信号的传输。第一听筒spk1的正极连接的引脚nc2悬空,第一听筒spk1的负极经过模拟开关芯片u21连接的引脚com11与引脚no11,与接地端gnd连接。

那么,在第一听筒spk1的播放状态异常时,音频模块u1就可以将单声道音频信号传输至第二听筒spk2进行播放。

音频模块u1在第一听筒spk1的播放状态为正常、第二听筒spk2的播放状态为异常的情况下,将左声道音频信号和右声道音频信号进行合成处理,得到单声道音频信号,并将该单声道音频信号通过引脚spk_l_p和spk_l_n输出。并控制en1、引脚en3、en4输出低电平,控制引脚en2和en5输出高电平,使得引脚com12与引脚nc12连接,引脚com11与引脚no11连接,引脚com22与引脚nc22连接,引脚com21与引脚nc21连接,引脚com3与引脚no3连接。

这样,用于输出单声道音频信号的引脚spk_l_p经过模拟开关芯片u21连接的引脚com12与引脚nc12,与第一听筒spk1的正极连接,第一听筒spk1的负极经过模拟开关芯片u23连接的引脚com3与引脚no3、模拟开关芯片u21连接的引脚com11与引脚no11,与用于输出单声道音频信号的引脚spk_l_n连接,实现单声道音频信号的传输。第二听筒spk2的正极经过模拟开关芯片u22连接的引脚com22与引脚no22,与引脚spk_r_p连接,第二听筒spk2的负极经过模拟开关芯片u22连接的引脚com21与引脚no21,与接地端gnd连接,此时,引脚spk_r_p不输出音频信号。

那么,在第二听筒spk2的播放状态异常时,音频模块u1就可以将单声道音频信号传输至第一听筒spk1进行播放。

进一步地,如图2和图5所示,该音频输出电路还可以包括第一麦克风mic1和第二麦克风mic2。第一麦克风mic1被设置为采集第一听筒spk1播放的音频信号,第二麦克风mic2被设置为采集第二听筒spk2播放的音频信号。音频模块u1被设置为在第一麦克风mic1采集的音频信号的电压小于或等于预先设定的第一阈值的情况下,判定第一听筒spk1的播放状态为异常;在第二麦克风mic2采集的音频信号的电压小于或等于预先设定的第二阈值的情况下,判定第二听筒spk2的播放状态为异常。

具体的,第一阈值和第二阈值可以相等也可以不等。第一阈值和第二阈值可以根据实际的测试或者精度要求而设定,例如可以设定第一阈值和第二阈值均为10mv。

第一麦克风mic1要尽量靠近第一听筒spk1,第二麦克风mic2要尽量靠近第二听筒spk2,音频模块u1的判定结果更加精确。

如图5所示,音频模块u1还可以包括用于接收第一麦克风mic1采集的音频信号的引脚spk_l_dec,用于接收第二麦克风mic2采集的音频信号的引脚spk_r_dec。具体的,引脚spk_l_dec与第一麦克风mic1连接,引脚spk_r_dec与第二麦克风mic2连接。

音频模块u1可以在引脚spk_l_dec的电压大于或者等于第一阈值、引脚spk_r_dec的电压大于或者等于第二阈值的情况下,可以判定第一听筒spk1和第二听筒的播放状态均为正常;在引脚spk_l_dec的电压小于第一阈值、引脚spk_r_dec的电压大于或者等于第二阈值的情况下,可以判定第一听筒spk1的播放状态为异常、第二听筒的播放状态为正常;在引脚spk_l_dec的电压大于或者等于第一阈值、引脚spk_r_dec的电压小于第二阈值的情况下,判定第一听筒spk1的播放状态为正常、第二听筒spk2的播放状态为异常;在引脚spk_l_dec的电压小于第一阈值、且引脚spk_r_dec的电压小于第二阈值的情况下,可以判定第一听筒spk1和第二听筒spk2的播放状态均为异常,不输出音频信号,并提示用户。其中,第一阈值和第二阈值可以是根据经验预先设定,第一阈值和第二阈值可以相同。

音频模块u1音频模块u1音频模块u1音频模块u1音频模块u1音频模块u1音频模块u1音频模块u1音频模块u1本发明还提供了一种耳机,包括前述的音频输出电路。

上述各实施例主要重点描述与其他实施例的不同之处,但本领域技术人员应当清楚的是,上述各实施例可以根据需要单独使用或者相互结合使用。

虽然已经通过例子对本发明的一些特定实施例进行了详细说明,但是本领域的技术人员应该理解,以上例子仅是为了进行说明,而不是为了限制本发明的范围。本领域的技术人员应该理解,可在不脱离本发明的范围和精神的情况下,对以上实施例进行修改。本发明的范围由所附权利要求来限定。

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