一种数字发声芯片的驱动系统的制作方法

本发明涉及数字发声芯片领域，特别是涉及一种数字发声芯片的驱动系统。

背景技术：

1、数字发声芯片是指一类由n个像素发声单元构成的阵列发声器件。在数字发声芯片中，多个像素发声单元通过asic芯片驱动发声，asic芯片获取驱动信息后，根据驱动信息控制每个像素发声单元产生理想的脉冲声信号，实现数字发声。

2、数字发声芯片在工作过程中，需要一套完整的驱动电路方案生成驱动信号。公开的技术中，cn115550824a公开了一种mems数字扬声器系统、发声方法及发声设备，但是只公开了驱动模块，没有公开具体的电路结构，更没有对电路和数据的保护，需要进行改进。

技术实现思路

1、本发明主要解决的技术问题是提供一种数字发声芯片的驱动系统，通过具体地电路结构生成驱动信号，实现数字发声，并实现对电路和数据的保护。

2、为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种数字发声芯片的驱动系统，包括：电源模块和控制模块，所述电源模块包括电源输出接口cn2、电源保护电路、第一降压电路和升压电路，初始电源通过输入端dc1输入至电源保护电路，得到输入电压v1，利用第一降压电路转换为第一降压值v2，利用升压电路转换为升压值v3，并通过电源输出接口cn2输出给数字发声芯片，控制模块包括fpga单元和芯片接口cn1，所述fpga单元与电源模块相连接，并通过芯片接口cn1发送控制数据至数字发声芯片，以驱动数字发声芯片发声，所述fpga单元包括至少一个fpga。

3、在本发明一个较佳实施例中，所述输入电压v1为12v,第一降压值为5v,所述升压值v3为30~220v。

4、在本发明一个较佳实施例中，所述电源保护电路包括开关sw1、自恢复保险丝f1和瞬态抑制二极管d2，所述开关sw1串联在输入端dc1与自恢复保险丝f1之间，所述瞬态抑制二极管d2一端与自恢复保险丝f1相连接，另一端接地，输入电压v1取自自恢复保险丝f1的输出端。

5、在本发明一个较佳实施例中，所述第一降压电路包括第一降压芯片u1、稳压二极管d1、电感l1、第一滤波电路和第二滤波电路，所述第一降压芯片u1输入端与输入电压v1之间设置有降压线路，所述第一滤波电路包括并联在降压线路与接地端之间的电容c1、电容c2和电容c3，所述稳压二极管d1连接在第一降压芯片u1的输出端与接地端之间，所述电感l1连接在第一降压芯片u1的输出端与校准端口之间，所述第二滤波电路包括并联在电感l1的输出端与接地端之间的电容c4、电容c5和电容c6，所述第一降压值v2取自电感l1的输出端。

6、在本发明一个较佳实施例中，所述电容c3和电容c6分别采用有极电容。

7、在本发明一个较佳实施例中，所述升压电路包括电感l2、升压芯片u2、稳压二极管d3、电阻r3、电阻r4、第三滤波电路和第四滤波电路，所述升压芯片u2的输入端与输入电压v1之间设置有升压线路，所述第三滤波电路包括并联在升压线路与接地端之间的电容c7和电容c8，所述电阻r3连接在升压芯片u2的输出端与接地端之间，所述电感l2连接在升压芯片u2的输入端与升压芯片u2的电源开关输出引脚之间，所述电阻r4与第四滤波电路串联在升压芯片u2的输出端与接地端之间，所述第四滤波电路包括并联的电容c10和电容c9，所述稳压二极管d3连接在升压芯片u2的电源开关输出引脚与第四滤波电路输入端之间，所述升压值v3取自第四滤波电路的输入端。

8、在本发明一个较佳实施例中，所述电源模块还包括第二降压电路，所述第二降压电路与第一降压电路相连接，进行第二次降压，得到第二降压值v4。

9、在本发明一个较佳实施例中，所述第二降压电路包括第二降压芯片u7和第五滤波电路，所述第五滤波电路包括串联在第二降压芯片u7的输出端与接地端之间的电容c20和电容c21，所述第二降压芯片u7的输出端与其反馈端之间设置有反馈线路，所述第二降压值v4取自第二降压芯片u7的输出端，所述第二降压值v4为3.3v。

10、在本发明一个较佳实施例中，还包括转换模块，用于将上位机发送的音频数据转换为i2s格式的数据发送至控制模块，所述转换模块包括上位机接口usb1、上位机接口保护芯片、转换芯片u8和转换保护芯片u9,所述上位机接口保护芯片包括一个接口滤波器l3和电容c25，所述接口滤波器l3的电源输入端外接usb输入电压值v5或者第一降压值v2，所述电容c25连接在接口滤波器l3的电源输入端与接地端，所述上位机接口usb1与接口滤波器l3相连接，用于接受音频数据和滤波保护，所述接口滤波器l3的一个输出端与转换芯片u8之间设置有电阻r29相连接，所述接口滤波器l3的另一个输出端与转换芯片u8之间设置有电阻r30相连接，所述转换保护芯片u9连接在转换芯片u8与控制模块之间，转换保护芯片u9的电源端口与第二降压电路相连接，取第二降压值v4进行供电，转换保护芯片u9的电源端口与接地端之间设置有电容c23，所述转换芯片u8的第一模拟电源端口设置有与第一降压电路相连接的第一供电线路，取第一降压值v2进行供电，第一供电线路上设置有电容c27并接地，所述转换芯片u8的第二模拟电源端口设置有与第一降压电路相连接的第二供电线路，取第一降压值v2进行供电，第二供电线路上设置有电容c26并接地，所述转换芯片u8的数字电源端口设置有与第一降压电路相连接的第三供电线路，取第一降压值v2进行供电，第三供电线路上设置有电容c28并接地。

11、在本发明一个较佳实施例中，所述控制模块还包括保护芯片单元，所述保护芯片单元包括至少一个保护芯片及与之连接的阻抗匹配单元，所述保护芯片与第二降压电路相连接，取第二降压值v4进行供电。

12、本发明的有益效果是：本发明指出的一种数字发声芯片的驱动系统，设有了电源模块和控制模块的具体电路结构，并可以选择性使用转换模块，将上位机发送的音频数据转换为i2s格式的数据发送至控制模块，实现数字发声，灵活性好，并实现了对电路和数据的保护，提升数字发声芯片运行安全性和稳定性。

技术特征：

1.一种数字发声芯片的驱动系统，其特征在于，包括：电源模块和控制模块，所述电源模块包括电源输出接口cn2、电源保护电路、第一降压电路和升压电路，初始电源通过输入端dc1输入至电源保护电路，得到输入电压v1，利用第一降压电路转换为第一降压值v2，利用升压电路转换为升压值v3，并通过电源输出接口cn2输出给数字发声芯片，控制模块包括fpga单元和芯片接口cn1，所述fpga单元与电源模块相连接，并通过芯片接口cn1发送控制数据至数字发声芯片，以驱动数字发声芯片发声，所述fpga单元包括至少一个fpga。

2.根据权利要求1所述的数字发声芯片的驱动系统，其特征在于，所述输入电压v1为12v，第一降压值为5v，所述升压值v3为30~220v。

3.根据权利要求1所述的数字发声芯片的驱动系统，其特征在于，所述电源保护电路包括开关sw1、自恢复保险丝f1和瞬态抑制二极管d2，所述开关sw1串联在输入端dc1与自恢复保险丝f1之间，所述瞬态抑制二极管d2一端与自恢复保险丝f1相连接，另一端接地，输入电压v1取自自恢复保险丝f1的输出端。

4.根据权利要求1所述的数字发声芯片的驱动系统，其特征在于，所述第一降压电路包括第一降压芯片u1、稳压二极管d1、电感l1、第一滤波电路和第二滤波电路，所述第一降压芯片u1输入端与输入电压v1之间设置有降压线路，所述第一滤波电路包括并联在降压线路与接地端之间的电容c1、电容c2和电容c3，所述稳压二极管d1连接在第一降压芯片u1的输出端与接地端之间，所述电感l1连接在第一降压芯片u1的输出端与校准端口之间，所述第二滤波电路包括并联在电感l1的输出端与接地端之间的电容c4、电容c5和电容c6，所述第一降压值v2取自电感l1的输出端。

5.根据权利要求4所述的数字发声芯片的驱动系统，其特征在于，所述电容c3和电容c6分别采用有极电容。

6.根据权利要求1所述的数字发声芯片的驱动系统，其特征在于，所述升压电路包括电感l2、升压芯片u2、稳压二极管d3、电阻r3、电阻r4、第三滤波电路和第四滤波电路，所述升压芯片u2的输入端与输入电压v1之间设置有升压线路，所述第三滤波电路包括并联在升压线路与接地端之间的电容c7和电容c8，所述电阻r3连接在升压芯片u2的输出端与接地端之间，所述电感l2连接在升压芯片u2的输入端与升压芯片u2的电源开关输出引脚之间，所述电阻r4与第四滤波电路串联在升压芯片u2的输出端与接地端之间，所述第四滤波电路包括并联的电容c10和电容c9，所述稳压二极管d3连接在升压芯片u2的电源开关输出引脚与第四滤波电路输入端之间，所述升压值v3取自第四滤波电路的输入端。

7.根据权利要求1所述的数字发声芯片的驱动系统，其特征在于，所述电源模块还包括第二降压电路，所述第二降压电路与第一降压电路相连接，进行第二次降压，得到第二降压值v4。

8.根据权利要求7所述的数字发声芯片的驱动系统，其特征在于，所述第二降压电路包括第二降压芯片u7和第五滤波电路，所述第五滤波电路包括串联在第二降压芯片u7的输出端与接地端之间的电容c20和电容c21，所述第二降压芯片u7的输出端与其反馈端之间设置有反馈线路，所述第二降压值v4取自第二降压芯片u7的输出端，所述第二降压值v4为3.3v。

9.根据权利要求7所述的数字发声芯片的驱动系统，其特征在于，还包括转换模块，用于将上位机发送的音频数据转换为i2s格式的数据发送至控制模块，所述转换模块包括上位机接口usb1、上位机接口保护芯片、转换芯片u8和转换保护芯片u9,所述上位机接口保护芯片包括一个接口滤波器l3和电容c25，所述接口滤波器l3的电源输入端外接usb输入电压值v5或者第一降压值v2，所述电容c25连接在接口滤波器l3的电源输入端与接地端，所述上位机接口usb1与接口滤波器l3相连接，用于接受音频数据和滤波保护，所述接口滤波器l3的一个输出端与转换芯片u8之间设置有电阻r29相连接，所述接口滤波器l3的另一个输出端与转换芯片u8之间设置有电阻r30相连接，所述转换保护芯片u9连接在转换芯片u8与控制模块之间，转换保护芯片u9的电源端口与第二降压电路相连接，取第二降压值v4进行供电，转换保护芯片u9的电源端口与接地端之间设置有电容c23，所述转换芯片u8的第一模拟电源端口设置有与第一降压电路相连接的第一供电线路，取第一降压值v2进行供电，第一供电线路上设置有电容c27并接地，所述转换芯片u8的第二模拟电源端口设置有与第一降压电路相连接的第二供电线路，取第一降压值v2进行供电，第二供电线路上设置有电容c26并接地，所述转换芯片u8的数字电源端口设置有与第一降压电路相连接的第三供电线路，取第一降压值v2进行供电，第三供电线路上设置有电容c28并接地。

10.根据权利要求7所述的数字发声芯片的驱动系统，其特征在于，所述控制模块还包括保护芯片单元，所述保护芯片单元包括至少一个保护芯片及与之连接的阻抗匹配单元，所述保护芯片与第二降压电路相连接，取第二降压值v4进行供电。

技术总结
本发明公开了一种数字发声芯片的驱动系统，包括：电源模块和控制模块，所述电源模块包括电源输出接口CN2、电源保护电路、第一降压电路和升压电路，初始电源通过输入端DC1输入至电源保护电路，得到输入电压V1，利用第一降压电路转换为第一降压值V2，利用升压电路转换为升压值V3，并通过电源输出接口CN2输出给数字发声芯片，控制模块包括FPGA单元和芯片接口CN1，所述FPGA单元与电源模块相连接，并通过芯片接口CN1发送控制数据至数字发声芯片，以驱动数字发声芯片发声。通过上述方式，本发明所述的数字发声芯片的驱动系统，公开了电源模块和控制模块的具体电路结构，并可以选择性使用转换模块，实现数字发声以及对电路和数据的保护。

技术研发人员：刘长华,焦晔柯
受保护的技术使用者：地球山（苏州）微电子科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/5/16