内置dsp均衡器和3d环绕音效处理的数字放大器芯片的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了内置DSP均衡器和3D环绕音效处理的数字放大器芯片，包括音频信号接口、均衡器、内置DSP的3D环绕音效处理器、喇叭补偿模块、限幅和音量控制模块、3D噪音整形和卡卡声去除模块、PWM控制器、前级驱动模块、EMI展频模块、用以驱动外部喇叭的H桥驱动模块、I2C控制器、LDO模块、带隙参考电压源、采样频率检测器和锁相环。本实用新型避免了传统功放接收模拟音频信号，需要进行反复数/模转换，使音质恶化；同时在数字音频输入信号中处理音效不会有局限性。
【专利说明】内置DSP均衡器和3D环绕音效处理的数字放大器芯片
【技术领域】
[0001 ] 本实用新型涉及一种数字放大器芯片，具体涉及一种内置DSP均衡器和3D环绕音效处理的数字放大器芯片。
【背景技术】
[0002]21世纪将是数字化、信息化的时代，全新的技术体制将会引发全新的技术产业革命。目前最新提出的SACD格式更是层出不穷，从MPEG-1到MPEG-2，从数字杜比(AC-3)到DTS等。数字功放更是国际上各大厂商关注的焦点。据了解，全球最大的视听设备制造商最近准备推出它的数字功放产品，就连非常著名的音响制造商也将推出数字功放。这主要是因为数字化时代人们对音响效果的追求。因此，数字功放的春天即将到来，而且，在这场数字功放技术竞争中，唯有不断创新才能保持技术的领先地位。随着电子系统数字化的不断深入，越来越多的设备采用数字的方式来记录音乐信号，尤其在音频信号的处理，智能电视，高档平板设备，智能手机，家庭影院和PC机放音系统等领域，需要低失真、高效率的数字功率放大系统。虽然目前各集成电路厂家都推出了数字声场处理、数字卡拉OK和数字杜比解码集成电路。但是由于目前功放大都只能接收模拟音频信号，所以各集成电路的接口也大多是模拟的，这就需要反复地进行模/数、数/模转换，由此会引入量化噪声，信噪比大大受到限制，使音质恶化。另外在模拟信号中进行音效处理有很大的局限性。
实用新型内容
[0003]本实用新型提供了内置DSP均衡器和3D环绕音效处理的数字放大器芯片，解决了现有的功放大都只能接收模拟音频信号的问题。
[0004]为了解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案是:
[0005]内置DSP均衡器和3D环绕音效处理的数字放大器芯片，包括音频信号接口、均衡器、3D环绕音效处理器、喇叭补偿模块、限幅和音量控制模块、3D噪音整形和卡卡声去除模块、PWM控制器、前级驱动模块、EMI展频模块、用以驱动外部喇叭的H桥驱动模块、I2C控制器、LDO模块、带隙参考电压源、采样频率检测器和锁相环；所述采样频率检测器和均衡器均通过音频信号接口接收数值音频输入信号，所述采样频率检测器输出端与锁相环的输入端连接，所述均衡器的输出端与3D环绕音效处理器的输入端连接，所述3D环绕音效处理器的输出端与喇叭补偿模块的输入端连接，所述喇叭补偿模块输出端与限幅和音量控制模块的输入端连接，所述限幅和音量控制模块的输出端与3D噪音整形和卡卡声去除模块的输入端连接，所述3D噪音整形和卡卡声去除模块的输出端与PWM控制器的输入端连接，所述PWM控制器输出端与前级驱动模块的输入端连接，所述前级驱动模块的输出端与H桥驱动模块的PWM输入端连接，所述H桥驱动模块的展频信号输入端与EMI展频模块连接；所述带隙参考电压源连接LDO模块为所述的芯片供电，所述I2C控制器接收I2C串行数据数据，控制所述的芯片。
[0006]所述H桥驱动模块还连接有过温保护模块、过流保护模块、过压保护模块和欠压保护模块。
[0007]所述3D环绕音效处理器为内置DSP的3D环绕音效处理器。
[0008]本实用新型的有益效果是:本实用新型通过音频信号接口直接接收数字音频输入信号，通过均衡器、3D环绕音效处理器、喇叭补偿模块、限幅和音量控制模块、3D噪音整形和卡卡声去除模块对音效进行处理，通过PWM控制器将音频信号转换成PWM信号，通过前级驱动模块、EMI展频模块和H桥驱动模块将PWM信号的高频成分滤除，还原成模拟的音频信号输出；避免了传统功放接收模拟音频信号，需要进行反复数/模转换，使音质恶化；同时在数字音频输入信号中处理音效不会有局限性。
【专利附图】
【附图说明】
[0009]图1为本实用新型的结构框图。
【具体实施方式】
[0010]下面将结合说明书附图，对本实用新型作进一步说明。以下实施例仅用于更加清楚地说明本实用新型的技术方案，而不能以此来限制本实用新型的保护范围。
[0011]如图1所示，内置DSP均衡器和3D环绕音效处理的数字放大器芯片，包括音频信号接口、均衡器、内置DSP的3D环绕音效处理器、喇叭补偿模块、限幅和音量控制模块、3D噪音整形和卡卡声去除模块、PWM控制器、前级驱动模块、EMI展频模块、用以驱动外部喇叭的H桥驱动模块、I2C控制器、LDO模块、带隙参考电压源、采样频率检测器和锁相环。
[0012]采样频率检测器和均衡器均通过音频信号接口接收数字音频输入信号，所述采样频率检测器输出端与锁相环的输入端连接，所述均衡器的输出端与3D环绕音效处理器的输入端连接，所述3D环绕音效处理器的输出端与喇叭补偿模块的输入端连接，所述喇叭补偿模块输出端与限幅和音量控制模块的输入端连接，所述限幅和音量控制模块的输出端与3D噪音整形和卡卡声去除模块的输入端连接,所述3D噪音整形和卡卡声去除模块的输出端与PWM控制器的输入端连接，所述PWM控制器输出端与前级驱动模块的输入端连接，所述前级驱动模块的输出端与H桥驱动模块的PWM输入端连接，所述H桥驱动模块的展频信号输入端与EMI展频模块连接。所述带隙参考电压源连接LDO模块为所述的芯片供电，所述I2C控制器接收I2C串行数据数据，控制所述的芯片。
[0013]上述部件的功能如下:
[0014]音频信号接口:该接口可以直接输入24位12 s的数字音频输入信号，24位12 s的数字音频输入信号的直接接入大大减小了信号传输过程中引起的噪音。
[0015]采样频率检测器:用于检测输入I2s的数字音频输入信号的采样频率，当检测到信号的采样频率后，芯片内部会调节到适当的时钟信号。
[0016]锁相环:在采样频率检测器检测到正确采样频率后，锁相环用这一频率信号来产生相应的过采样频率信号，锁相环可产生256倍或512倍PWM信号的频率。
[0017]3D环绕音效处理器:在左右喇叭距离较近的情况下，左声道的声音会传到右耳，而右声道声音会传到左耳，内置DSP的3D环绕处理可产生虚拟立体声的效果。
[0018]喇叭补偿模块:用来消除由音腔引起的频率和相应特性的失真，由于整体喇叭空间的限制，喇叭通常设计成超薄，这样对喇叭的频率和相位的补偿就尤为重要。[0019]限幅和音量控制模块:限幅处理在此模块中主要是用来限制输出信号的最大峰值，从而限制整个输出的最大功率，进而保护喇叭不被损坏，同时此模块中采用自动增益调节进而进一步改善音质，音量调节采用软起动音量控制进而平滑调节音量。
[0020]3D噪音整形和卡卡声去除模块:采用5阶噪音整形电路，低频和音频带宽范围内的噪声被整形到高频区域，从而使音频带宽范围内的噪音得到降低。在电源启动、关闭时本设计均采用卡卡声去除设计，从而使开机和关机时得到好的视听效果。
[0021]PWM控制器:3D噪音整形和卡卡声去除模块输出的音频信号在PWM控制器模块中被转换成PWM信号。
[0022]前级驱动模块:PWM信号进入前级驱动处理，其中包括死区控制，预增加驱动能力等。
[0023]EMI展频模块:展频模块是用来降低EMI，由前级驱动模块产生抖动频率以降低PWM中心频率的能量。
[0024]H桥驱动模块:输出级驱动用来驱动外部喇叭。每个通道由四个FET器件组成。为了对没个通道进行保护，所述H桥驱动模块还连接有过温保护模块、过流保护模块、过压保护模块和欠压保护模块。
[0025]LDO模块接收带隙参考电压源的高电压，输出整个芯片所需的低电压。
[0026]I2C控制器:控制模块用来在接收到I2c控制信号后，进行整个芯片的控制。其支持单位和多位数据读写操作来控制数据内部状态计数器，支持正常速度(100KZ)和高速(400KZ)的操作，I2c的控制数据在经过I2C控制模块后把芯片内部的多种计数器进行编程。
[0027]上述的内置DSP均衡器和3D环绕音效处理的数字放大器芯片通过音频信号接口直接接收数字音频输入信号，通过均衡器、3D环绕音效处理器、喇叭补偿模块、限幅和音量控制模块、3D噪音整形和卡卡声去除模块对音效进行处理，通过PWM控制器将音频信号转换成PWM信号，通过前级驱动模块、EMI展频模块和H桥驱动模块将PWM信号的高频成分滤除，还原成模拟的音频信号输出；避免了传统功放接收模拟音频信号，需要进行反复数/模转换，使音质恶化；同时在数字音频输入信号中处理音效不会有局限性。
[0028]以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征及优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
【权利要求】
1.内置DSP均衡器和3D环绕音效处理的数字放大器芯片，其特征在于:包括音频信号接口、均衡器、3D环绕音效处理器、喇叭补偿模块、限幅和音量控制模块、3D噪音整形和卡卡声去除模块、PWM控制器、前级驱动模块、EMI展频模块、用以驱动外部喇叭的H桥驱动模块、I2C控制器、LDO模块、带隙参考电压源、采样频率检测器和锁相环； 所述采样频率检测器和均衡器均通过音频信号接口接收数字音频输入信号，所述采样频率检测器输出端与锁相环的输入端连接，所述均衡器的输出端与3D环绕音效处理器的输入端连接，所述3D环绕音效处理器的输出端与喇叭补偿模块的输入端连接，所述喇叭补偿模块输出端与限幅和音量控制模块的输入端连接，所述限幅和音量控制模块的输出端与3D噪音整形和卡卡声去除模块的输入端连接,所述3D噪音整形和卡卡声去除模块的输出端与PWM控制器的输入端连接，所述PWM控制器输出端与前级驱动模块的输入端连接，所述前级驱动模块的输出端与H桥驱动模块的PWM输入端连接，所述H桥驱动模块的展频信号输入端与EMI展频模块连接； 所述带隙参考电压源连接LDO模块为所述的芯片供电，所述I2C控制器接收I2C串行数据数据，控制所述的芯片。
2.根据权利要求1所述的内置DSP均衡器和3D环绕音效处理的数字放大器芯片，其特征在于:所述H桥驱动模块还连接有过温保护模块、过流保护模块、过压保护模块和欠压保护模块。
3.根据权利要求1所述的内置DSP均衡器和3D环绕音效处理的数字放大器芯片，其特征在于:所述3D环绕音效处理器为内置DSP的3D环绕音效处理器。
【文档编号】H03F3/20GK203734628SQ201420118566
【公开日】2014年7月23日 申请日期:2014年3月17日 优先权日:2014年3月17日
【发明者】杨杗 申请人:杨杗