专利名称：杂音消除装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及通信领域，具体而言，涉及一种杂音消除装置。
背景技术：
随着电子技术的发展，小型化的电子产品越来越受欢迎，例如，
MP3、 MP4、 PDA、凄t石马相才几(DC)，家用才聂i象才几(DV)等。这些电子产品主要采用电池供电，为了增强电池的续航能力，多数电子产品采用"按需供电"的策略，即，在用户使用某项功能时，电子产品才启动该项功能冲目应的电源部分，乂人而;咸少不必要的损库毛。
上述策略对于降低电子产品的功耗较为有效，但是，对于电子产品中的音频"i殳备，该策略会产生如下问题在用户4吏用音频功能时，电子产品启动相应的音频输出电路，此时，电压瞬间上升，产生沖激电流，导致了杂音(可以称为POP (砰砰)音)的产生，降低用户的体验感。
图1是相关技术中的音频设备功率输出部分的电路原理图，该音频设备功率输出部分负载Rl、 R2和Rl, 二极管D1、 D2，以及三级管T1、 T2和T3，电容C1，各元件的具体连接方式参见图1。基于上述策略，在4吏用音频功能信号时，启动音频功能相应的功放电^各电源，即，打开图1所示的Vcc。由于电^各需要建立一个4争态工作点，因此，首先刈-llT出津禺合电容Cl进4亍充电，此时，电流方向为从左向右，经过负载Rt(RL—般为电阻为32Q的耳机或的扬声器)到地。由于人耳十分每文感，大约50mV的电压加在Rl雨端 产生的声音就能够^皮人耳感知，因此，启动电i 各的瞬间产生的杂音 (POP音)就被用户感知，影响了用户的体验感。
综上所述，包含音频设备的电子产品存在由于采用"按需供电" 的策略而产生杂音、进而影响用户的体,验感的问题，目前尚未冲是出 有效的解决方案。
发明内容
针对上述采用"按需供电"的策略而产生杂音、进而影响用户的 体验感的问题而提出本发明。为此，本发明旨在提供一种改进的杂 音消除方案，以解决上述问题至少之一。
为了实现上述目的，根据本发明，提供了一种杂音消除装置，
应用于包^舌功率ilr出端和第一负载的电3各。
根据本发明的杂音消除装置包括延迟单元，串联至功率输出
端和第一负载之间，用于在控制单元的控制下，通过对流向第一负
载的电流进行分流来延长音频电路建立静态工作点的时间；控制单 元，连接至延迟单元，用于根据接收的控制信号控制延迟单元是否 工作。
优选地，上述延迟单元为积分电路。
其中，上述延迟单元包括第二负载，串联至功率输出端与第 一负载之间；电容，串联至第二负载与地电平之间。
上述控制单元包括控制引脚，用于接收控制信号；第一开关， 连接至控制引脚并与第二负载并联，用于在控制信号的控制下短路 第二负载；第二开关，连接至控制引脚并串联至电容与地电平之间，用于在信号的控制下使流经电容的电流流向地电平；其中，笫一开 关和第二开关被配置为根据控制信号，在第一开关使第二负载短 路的同时，第二开关使电容与地电平之间断路;或者，在第一开关 使第二负载工作的同时，第二开关使电容与地电平之间通路。
上述控制信号用于表示音频电路的上电情况，其中，在控制信 号表示音频电路的上电情况为将要上电的情况下，第一开关使第二 负载工作，第二开关使电容与地电平之间通路；在控制信号表示音 频电路的上电情况为完成上电的情况下，第一开关使第二负载短路， 且第二开关使电容与地电平之间断路。
优选地，上述第一开关为音频;漠拟开关。
优选地，上述第二开关为三极管，其中，三极管的基极与控制 引脚连接，三极管的集电极与电容串联连接，三极管的发射极与地 电平连4妾。
优选地，该装置还包括第一偏置负载，与电容并联；第二偏 置负载，串联至控制引脚与三极管的基极之间；第三偏置负载，连 接至三极管的基极与地电平之间。
借助于上述技术方案的至少之一，通过在音频电路的功率输出 级与负载之间串联用于对流向负载的电流进行分流的延迟单元，使 得音频电路建立静态工作点的时间延长，克服了现有技术中的由于 上电瞬间的冲激电流经过负载而产生的杂音的问题，进而^是高了用 户的体3全感。
此处所说明的附图用来^是供对本发明的进一步理解，构成本申 请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并
不构成对本发明的不当限定。在附图中
图1是相关技术中音频设备的音频电路图2是包括根据本发明实施例的杂音消除装置的音频设备的框
图3是根据本发明实施例的杂音消除装置的优选结构的框图4是包括根据本发明实施例的杂音消除装置的音频电路图5是图4所示的杂音消除装置中分流电路的一个结构实例的 电路图6是相关技术中的耦合电容输入端上电瞬间的实测波形仿真
图7是应用本发明实施例的杂音消除装置后的耦合电容输入端 上电瞬间的实测波形仿真图8是将根据本发明实施例的杂音消除装置应用于音频设备的 简要电^各原理图。
具体实施例方式
功能概述
如上所述，由于相关技术中采用"按需供电"的策略，使得音频 电^各在上电瞬间产生的冲激电流，在经过负载时产生杂音而影响用 户的体验感。基于此，本发明提供了一种杂音消除方案，即，通过 在音频电路的功率输出级与负载之间串联延迟单元，该延迟单元可 以分流上电瞬间产生的流向负载的冲激电流，4吏4寻流向负载的电流 不足以产生影响用户的体验感的杂音，从而有效提高了用户体验。
下面将参考附图并结合实施例，来详细说明本发明。需要说明 的是，如果不沖突，本申请中的实施例以及实施例中的特征可以相 互组合。
根据本发明的实施例，提供了一种杂音消除装置，应用于包括
功率输出端和负载的音频电路。图2是包括根据本发明实施例的杂 音消除装置的音频设备的框图，如图2所示，杂音消除装置包括 延迟单元1和控制单元2。其中，延迟单元l，串耳关至功率输出端和 负载(即，图中的负载l)之间，用于在控制单元的控制下，通过 对流向负载1的电流进行分流来延长音频电^各建立静态工作点的时 间；控制单元2，连接至延迟单元l，用于根据接收的控制信号控制 延迟单元是否工作。
/人以上描述可以看出，通过延迟单元1分流经过负载1的沖激 电流，使得音频电路建立静态工作点的时间延长了 ，避免了现有技 术中的冲激电流经过负载l而产生的杂音，提高了用户的体验感。
优选地，上述延迟单元可以是积分电^各。以下以延迟单元为积 分电3各来进一步描述本发明。图3是才艮据本发明实施例的杂音消除 装置的优选结构的框图，如图3所示，延迟单元1包括负载12和电容14;控制单元2包括控制引扭卩20、第一开关22和第二开 关24，以下对各部分进行详细的描述。
负载12串联至音频电路的功率输出端与负载1之间，电容14 串耳关至负载12与;也电平之间。负载12和电容14构成一个积分电^各。
控制引脚20，用于接收控制信号；第一开关22，连接至控制引 脚20并与负载12并联，用于在控制信号的控制下短路负载12;第 二开关24,连接至控制引脚20并串联至电容14与地电平之间，用 于在信号的控制下〗吏流经电容的电流流向地电平。
上述第一开关22和第二开关24 4皮配置为才艮据控制引脚20 接收的控制信号，在第一开关22使负载12短路的同时，第二开关 24使电容14与地电平之间断路；或者，在第一开关22使负载12 工作的同时，第二开关24使电容14与地电平之间通路。
该第二开关24可以根据控制信号控制积分电路的工作或不工 作。即，如果第二开关24使电容14与地电平之间断路，则积分电 路的不工作，如果第二开关24使电容14与地电平之间通路，贝'J， 积分电路工作。
上述的控制信号用于表示音频电路的上电情况，其中，在控制 信号表示音频电路的上电情况为将要上电的情况下，第一开关22 使负载12工作，第二开关24使电容14与地电平之间通路；在控制 信号表示音频电路的上电情况为完成上电的情况下，第一开关22 使负载12短路，且第二开关24使电容14与地电平之间断路。例如， 控制信号为1表示音频电路的上电情况为将要上电，控制信号为0 表示音频电if各的上电情况为完成上电。上述的第一开关22可以是音频才莫拟开关，上述的第二开关24 可以是三极管。其中，三极管的基极与控制引脚20连接，三极管的 集电才及与电容14串联连4妄，三极管的发射极与地电平连接。
在具体实施过程中，上述各模块可以根据需求进行合一设置， 例如，可以将电容14与第二开关24合一设置为分流电路。
优选地，上述杂音消除装置还可以包括3个偏置负载，其中， 第一偏置负载，与电容14并联，为电容14提供一条电流泄放通道； 第二偏置负载，串联至控制引脚20与三极管的基极之间；第三偏置 负载，连接至三极管的基极与地电平之间。该第二偏置负载和第三 偏置负载是三极管的偏置电阻。
基于图l所示的电路，以下以上述将电容14与第二开关24合 一i殳置的分流电^各为例，来详细描述本发明实施例。
图4是包括根据本发明实施例的杂音消除装置的音频电路图， 如图4所示，图中用黑框中的装置即杂音消除装置。该杂音消除装 置包括R3、音频模拟开关、分流电路和控制引脚Ctrl,其中，R3 为上述负载12,音频模拟开关为上述第一开关22，分流电路为上述 电容14和第二开关24构成的电路，控制引脚Ctrl为上述控制引脚 20。
在打开功放电路的电源Vcc前，首先设置控制引脚Ctrl，使杂 音消除装置工作，即，置控制引脚接收的控制信号Ctrl为高电平， 此时，音频模拟开关处于断开状态(不导通状态)，此时分流电路处 于通3各状态(即，分流电蹈^M亍分流)。然后打开功》丈电^各的电源 Vcc,等待一段时间，这里的一段时间是电路建立静态工作点的时 间，一^殳耳又值为300ms至500ms，在这,殳时间内分流电^各用于分流 流向负载Ri的沖激电流，从而避免负载Rt上杂音的产生。在电路建立静态工作点后，置控制引脚Ctrl为低电平，音频模拟开关处于 通^各状态，分流电蹈4皮短;咯，其上没有电流，因此分流电^各此时不 进行分流，杂音消除装置不工作。当杂音消除装置不工作时，相当 于/人原音频设备电^各中断开，不会影响功》文电^各的正常工作。
图5是图4所示的杂音消除装置中分流电路的一个结构实例的 电路图，如图5所示，图中黑框中的装置即图4中所示的分流电路， 该分流电路包括三极管Tchg、电容Cchg及电阻R4 (即上述第一偏 置负载)，R5 (即上述第二偏置负载)，R6 (即上述第三偏置负载)。 其中，电容Cchg与电阻R3构成了 一个积分电路，三极管Tchg串 联在该积分电路中。设定三极管工作在饱和与截止两种状态下，则 三极管Tchg等效为一个电子开关，从而可以控制积分电路的开与关 (工作/不工作)。电阻R5， R6为三极管Tchg的偏置电阻；R4与电 容Cchg并联，可为电容Cchg提供一条电流泄放通道。为了尽量减 少上电瞬间的冲激电流，积分时间通常选耳又專交大，因此，电阻R3 的阻值也4交大，实际调试时一4殳选在300Q~ 1KQ左右，对应的RC 时间常f欠大约在100mS 300mS。以下详细描述该分流电^各的工作 原理。
在打开功方文电^各电源Vcc前，首先置控制引脚Ctrl为高电平， 此时，三极管Tchg打开；然后打开功放电路电源Vcc,利用Tchg 与电阻R3构成的积分电路对上电瞬间的冲激电流进行分流，以延 长功放电路输出端建立静态工作点的时间。因此，仅有极少的冲激 电流会经耦合电容C1流过负载Rp从而消除原功放电路在上电瞬 间所产生的POP音(即上述的杂音)。
图6是相关技术中的耦合电容输入端上电瞬间的实测波形仿真 图，图7是应用本发明实施例的杂音消除装置后的耦合电容输入端 上电瞬间的实测波形 <方真图。如图6所示，当电源打开的瞬间，在功放电路的输出端会出现 一个;f艮高的冲激电压，正是这个冲激电压在经过耦合电容Cl后进 入负载RL，从而造成了上电POP音。对比图6，从图7可以看出， 在应用本发明实施例的杂音消除装置后，功放电路静态工作点的建 立从一个快速的阶跃上升过程转变为 一个緩慢的积分上升过程，因 此，负载RL中将不会再出现上电瞬间产生的POP音。
在功放电路正常工作时，再置控制引脚Ctrl为低电平，此时， 关闭三极管Tchg关闭，分流电路断路，就可以防止正常的音频输出 信号被分流。另外，由于负载RL —般都是32Q的耳机或的扬声 器，因此在静态工作点的建立后，电阻R3会严重影响到功放电路 的正常工作。因此，当功方文正常工作时，必须将电阻R3旁鴻4卓。 通过控制引脚Ctrl将会4艮容易地实现该功能。在上电瞬间，控制引 脚Ctrl为高电平，才莫拟开关^皮关闭，冲激电流从R3流过；功放电 路正常工作时，控制引脚Ctrl为低电平，模拟开关打开，使R3短 3各，从而不影响音频信号的正常输出。
在默认状态下(即未对控制引脚Ctrl做任何设置)，利用分流 电路自身接地引脚(对应于图5中的R6)，可以使该杂音消除装置 不工作。此时，该杂音消除装置相当于乂人整体电^各中断开，而不影 响功ii电路原有功 能。
由以上描述可以看出，控制引脚CtrH妄收的信号对于分流电^各 和音频模拟开关的控制作用正好是互补关系，即，当音频模拟开关 工作时，分流电3各不工作；当分流电i 各工作时，音频才莫拟开关不工 作。这样，本发明可以兼容目前绝大多数的音频功放电路。
图8是将根据本发明实施例的杂音消除装置应用于音频设备的 简要电路原理图，如图8所述，其中，杂音消除装置包括"Auxiliary Circuit"和控制引脚Ctrl, "Auxiliary Circuit"的一端连接至"Audio Amplifier"的输出端(即，功率输出端)，"Auxiliary Circuit"的另一端连4妄至电容Cl ， Ctrl (即上述的控制引脚20 )用于控制Auxiliary Circuit"的工4乍或不工4乍。
从图8可以看出，本发明实施例提供的杂音消除装置可以作为 一个单独的模块嵌入到功放电路中去，也就是说，杂音消除装置可 以被集成到功放芯片中，作为功放芯片的一部分或者单独构成一个 具有消除上电POP音功能的芯片。这体现了本发明方便集成的特 点。
综上所述，本发明实施例提供的杂音消除装置通过分流上电瞬 间的冲激电流，乂人而减緩静态工作点的建立时间，进而消除POP音 的产生，提高了用户的体-验感。在静态工作点的建立后，该杂音消 除装置可以乂人系统中断开，乂人而不影响功》文电路原来的功能。另夕卜， 本发明实施例提供的杂音消除装置的使用方式相当简单，可进行独 立的控制，即，当需要消除POP音时，只需先行打开杂音消除装置， 延迟一段很短的时间后再关闭杂音消除装置。
需要说明的是，本发明实施例提供的杂音消除装置还可以应用 于IC (集成电路)中，作为IC中的一个单独的功能模块，以提高 IC的性能。
显然，本领域的技术人员应该明白，上述的本发明的各模块或 各步骤可以用通用的计算装置来实现，它们可以集中在单个的计算 装置上，或者分布在多个计算装置所组成的网络上，可选地，它们 可以用计算装置可执行的程序代码来实现，从而，可以将它们存储
在存储装置中由计算装置来执行，或者将它们分别制作成各个集成 电路模块，或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模 块来实现。这样，本发明不限制于任何特定的硬件和软件结合。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明， 对于本领i或的^支术人员来i兌，本发明可以有各种更改和变4匕。凡在 本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等， 均应包含在本发明的保护范围之内。
权利要求
1. 一种杂音消除装置，应用于包括功率输出端和第一负载的电路，其特征在于，所述装置包括延迟单元，串联至所述功率输出端和所述第一负载之间，用于在控制单元的控制下，通过对流向所述第一负载的电流进行分流来延长所述音频电路建立静态工作点的时间；所述控制单元，连接至所述延迟单元，用于根据接收的控制信号控制所述延迟单元是否工作。
2. 根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述延迟单元为积分电路。
3. 根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述延迟单元包括第二负载，串联至所述功率输出端与所述第一负载之间；电容，串联至第二负载与地电平之间。
4. 根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述控制单元包括控制引脚，用于接收所述控制信号；第一开关，连接至所述控制引脚并与所述第二负载并联，用于在所述控制信号的控制下短路所述第二负载；第二开关，连接至所述控制引脚并串联至所述电容与地电平之间，用于在所述信号的控制下使流经所述电容的电流流向i也电平；其中，所述第一开关和所述第二开关^^皮配置为才艮据所述控制信号，在所述第一开关使所述第二负载短路的同时，所述第二开关^f吏所述电容与地电平之间断^各；或者，在所述第一开关使所述第二负载工作的同时，所述第二开关使所述电容与地电平之间通i 各。
5. 根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述控制信号用于表示所述音频电路的上电情况，其中，在所述控制信号表示所述音频电路的上电情况为将要上电的情况下，所述第 一开关使所述第二负载工作，所述第二开关使所述电容与地电平之间通路；在所述控制信号表示所述音频电^^的上电情况为完成上电的情况下，所述第一开关使所述第二负载短路，且所述第二开关使所述电容与地电平之间断路。
6. 根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述第一开关为音频模拟开关。
7. 根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述第二开关为三极管，其中，所述三极管的基极与所述控制引脚连接，所述三极管的集电极与所述电容串联连接，所述三极管的发射极与地电平连4妾。
8. 根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述装置还包括第一偏置负载，与所述电容并联；第二偏置负载，串联至所述控制引脚与所述三极管的基极之间；第三偏置负载，连接至所述三极管的基极与地电平之间。
全文摘要
本发明提供了一种杂音消除装置，该杂音消除装置包括延迟单元，串联至功率输出端和第一负载之间，用于在控制单元的控制下，通过对流向第一负载的电流进行分流来延长音频电路建立静态工作点的时间；控制单元，连接至延迟单元，用于根据接收的控制信号控制延迟单元是否工作。通过本发明，克服了现有技术中的由于上电瞬间的冲激电流经过负载而产生的杂音的问题，进而提高了用户的体验感。
文档编号H04R3/00GK101534463SQ20091013043
公开日2009年9月16日 申请日期2009年4月7日 优先权日2009年4月7日
发明者皓 陈 申请人:中兴通讯股份有限公司