一种消除音频系统关闭产生POP声的系统的制作方法

文档序号:15359529发布日期:2018-09-05 00:28阅读:303来源:国知局

本发明涉及电子技术应用领域,更具体地,涉及一种消除音频系统关闭产生pop声的系统。



背景技术:

pop是一个拟声词,一般指音讯元件在供电、断电瞬间以及供电稳定后,各种作业带来的瞬态电压冲击所产生的爆破声,指音频设备发出类似于“砰”的噪声。产生pop噪声的瞬态冲击通常是一种很窄的尖脉冲,用傅立叶分析展开后,其频谱分量很丰富,且在频域内的能量分布相对平均。在音频系统中,主要由音频处理单元在上电、掉电时产生pop声。pop声的冲击对人耳产生冲击,影响感官的舒适度,严重时甚至损坏耳膜。此外,pop声的冲击也会对扬声器的音膜产生冲击,影响输出音质,缩短扬声器的寿命。

如图1所示,现有技术中,主要通过在功率放大器前增加静音单元实现音频静音控制,以达到消除不必要的pop噪音的效果。但当系统音频断点时,微控制器并不能及时控制静音单元作静音动作,导致系统关闭时产生的噪声输出到后级电路。在通常的设计中,音频电路电源会内置一颗数千微法的蓄能电容,在系统断电后,该大电容作为电源继续为系统供电,直至电容放电完毕。因此,音频系统断电后,系统电压并不是瞬间从正常电压掉到0,而是需要几十至几百毫秒。在音频系统电压下降过程中,当电压低于音频信号链路中的芯片的供电电压(supplyvoltage)时,芯片的特性未定义,即是芯片将出现各种千奇百怪的症状。最常见的现象就是前级电路因供电电压下降到芯片供电电压阈值附近,导致芯片开关逻辑紊乱而导致产生电压波动,该电压波动被传输到后级电路,就成了常说的pop音。

在一般的音频系统当中,静音单元在掉电后并不能立马做出断开的动作完成静音功能。当pop产生时,被直接输出到功率放大器,导致静音单元失效,用户体验差,当后级系统功率大时,甚至会对系统造成永久性顺坏。如果pop噪声被大功率设备放大后经扬声器放出,会对人耳膜产生巨大冲击,严重时可能会影响听力。pop噪声的瞬间电压通常比有效信号的电压高出数倍,严重时可能会击穿元器件从而导致永久性的失效。pop噪声带来的隐患和危害已不容忽视,所以亟需一种消除该噪声的方法或装置。



技术实现要素:

本发明提供一种消除音频系统关闭产生pop声的系统,该系统使用微控制器检测音频供电模块开关的状态,当电源开关状态为关闭时,微控制器控制静音单元静音后,再把电源关闭。

为了达到上述技术效果,本发明的技术方案如下:

一种消除音频系统关闭产生pop声的系统,该系统与音频设备连接,包括供电模块、物理开关、带使能控制位电源、模数/数模转换器、运算放大单元、微控制器、静音单元;

所述物理开关分别与供电模块、带使能控制位电源和微控制器连接,同时供电模块、带使能控制位电源、模数/数模转换器和微控制器顺次连接;运算放大单元与模数/数模转换器,运算放大单元还与静音单元连接,微控制器还与静音单元连接。

进一步地,所述带使能控制位的电源是电源芯片,当使能控制位置“1”时,电源芯片处于工作状态;当使能控制位置“0”时,电源芯片处于非工作状态。

进一步地,在微控制器控制关闭,把该电源使能位置零时,带使能控制位的电源进入非工作状态,输出电压降为0,微控制器通过将使能控制位置0实现关闭系统

进一步地,所述微控制器根据检测物理开关的闭合状态判断音频系统是否需要关闭,并根据判断结果输出相应的静音控制信号到静音单元,然后再关闭带使能控制位电源。

进一步地,当物理开关闭合后,供电模块将一路电压输出到微控制器的通用输入/输出端口(gpio),记为v1;供电模块将另一路电压输出到带使能控制位电源的使能控制位,从而将使能控制位置1,记为v2;当带使能控制位电源的使能控制位被指1后,电源处于工作状态,开始为微控制器供电,供电后,微控制器开始运行,控制由微控制器通用输入/输出端口连接到带使能控制位电源端口的端口置1。

进一步地,物理开关闭合后分压得到的电压,视为逻辑1;微控制器通用输入/输出端口置位的电压,视为逻辑1,即使能控制位的逻辑为:1∨1=1,其中∨代表逻辑或操作,要使电源关闭,必须两个条件同时为假;微控制器初始化完后将一直监控由物理开关输出到微控制器通用输入/输出端口的电压,至此,音频系统启动完成。

进一步地,当物理开关断开时,由物理开关闭合后分压得到的电压v1、v2降为0,微控制器检测到v2为0后,进入系统关闭状态;微控制器首先将静音单元静音,再将电源使能控制位置0,电源使能控制位的逻辑为0∨0=0,条件为假,电源进入非工作状态,断开微控制器的电源,至此,音频系统关闭完成。

与现有技术相比,本发明技术方案的有益效果是:

本发明系统包括供电模块、物理开关、带使能控制位电源、模数/数模转换器、运算放大单元、微控制器、静音单元;物理开关分别与供电模块、带使能控制位电源和微控制器连接,同时供电模块、带使能控制位电源、模数/数模转换器和微控制器顺次连接;运算放大单元与模数/数模转换器,运算放大单元还与静音单元连接,微控制器还与静音单元连接。本发明使用微控制器检测音频供电模块开关的状态,当电源开关状态为关闭时,微控制器控制静音单元静音后,再把电源关闭,解决了pop噪声带来的隐患和危害。

附图说明

图1现有技术中音频系统的工作框图;

图2本发明的音频系统工作框图;

图3电源控制部分工作框图;

图4本发明的具体实现电路原理图;

图5本发明具体实现电路工作框图。

具体实施方式

附图仅用于示例性说明,不能理解为对本专利的限制;

为了更好说明本实施例,附图某些部件会有省略、放大或缩小,并不代表实际产品的尺寸;

对于本领域技术人员来说,附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。

下面结合附图和实施例对本发明的技术方案做进一步的说明。

实施例1

如图2所示,一种消除音频系统关闭产生pop声的系统,该系统与音频设备连接,包括供电模块、物理开关、带使能控制位电源、模数/数模转换器、运算放大单元、微控制器、静音单元;

所述物理开关分别与供电模块、带使能控制位电源和微控制器连接,同时供电模块、带使能控制位电源、模数/数模转换器和微控制器顺次连接;运算放大单元与模数/数模转换器,运算放大单元还与静音单元连接,微控制器还与静音单元连接。

如图3所示,当物理开关闭合后,将通过分压电阻分配合适电压后,一路输出到微控制器的通用输入/输出端口(gpio),记为v1;一路输出到带使能控制位电源的使能控制位,从而将使能控制位置1,记为v2。当带使能控制位电源的使能控制位被指1后,电源处于工作状态,开始为微控制器供电。供电后,微控制器开始运行。系统初始化完成后,控制由微控制器通用输入/输出端口连接到带使能控制位电源端口的端口置1。物理开关闭合后分压得到的电压,视为逻辑1;微控制器通用输入/输出端口置位的电压,视为逻辑1。即使能控制位的逻辑为:1∨1=1(∨代表逻辑或操作)。要使电源关闭,必须两个条件同时为假。微控制器初始化完后将一直监控由物理开关输出到微控制器通用输入/输出端口的电压。到此,音频系统启动完成。

当物理开关断开时,由物理开关闭合后分压得到的电压v1、v2降为0,微控制器检测到v2为0后,进入系统关闭状态。微控制器首先将静音单元静音,再将电源使能控制位置0。这时,电源使能控制位的逻辑为0∨0=0,条件为假,电源进入非工作状态,断开微控制器的电源。到此,音频系统关闭完成。

如图4-5所示,本发明具体实现电路的工作框图包括电源检测电路、电源开关驱动电路和电源开关电路。

电源检测电路包含以下列出的本发明的具体实现电路原理图中的部分元器件:

z2,工作电压为7.5v的齐纳二极管;

r8,1k电阻;

r9,1k电阻;

n1,12v电压连接标识;

n3,微控制器检测端口连接标识;

s1,物理开关.

电源检测电路实现原理为:当开关s1闭合后,12v电压施加在z2反向端,电源提供的电流流经z2,r9再到地线返回到电源负极。z2的反向电压大于7.5v,齐纳二极管反向导通,齐纳二极管负端到正端的压降钳位在7.5v。此时z2齐纳二极管相当于短路状态,流经的电流增大。r9的作用是限制z2所在支路的电流,让该支路电流等于齐纳二极管的测试工作电流izt。齐纳二极管的功率需要小于额定功率ptot,在实际工程应用中还需要预留30%的余量。齐纳二极管工作电压为uz,齐纳二极管各应用参数需要满足以下公式:

uz×izt÷(1-30%)≤ptot

r8连接在z2与r9之间,r8的作用是限制微控制器输入端口支路的电流。z2、r8和r9连接节点的电压是电源检测电路实现检测的关键,定义该节点为:节点1。当开关s1闭合时,电源开关驱动电路工作,驱动电源开关电路以提供电源输出到各后级电路,包括微控制器。微控制器得到电源后开始工作。同时12v施加在z2的负端,节点1的对地电压为4.5v。此时微控制器输入端口的电压约等于4.5v,根据4.5v>70%×vl,所以微控制器检测到输入端口的逻辑为1。此时微控制器判断电源已提供。当延时2秒后,微控制器控制连接n2relock标识的端口输出高电平,具体实现的伪代码如下:

delay2second;

setuprelockpin;

定义节点1对地电压为vn1,当系统断电时,输入电压12v将缓慢下降,当vn1<7.5v+30%×vl时,微控制器检测端口为逻辑0,此时微控制器判断电源已断电。微控制器将立即将静音电路静音,然后延时1秒后再将连接n2relock标识的端口输出低电平,具体实现的伪代码如下:

mutethemutemodule;

delay1second;

resetrelockpin;

电源开关驱动电路包含以下列出的本发明的具体实现电路原理图中的部分元器件:

r1,4.7k电阻;

r4,27k电阻;

r5,4.7k电阻;

r6,10k电阻;

d1,1n4148二极管;

d2,1n4148二极管;

q2,s8050,npn型bjt;

n2,微控制器输出端口连接标识。

电源检测电路实现原理为:定义r5、r6和q2基极连接节点为节点2。当s1闭合时,定义电源电压12v施加在r4上,节点2电压约为2.7v,q2集电极电压为12v。此时q2满足导通条件:uc>ub>ue,三极管导通将r1、z1和q2集电极连接节点电压拉低到约等于0,以驱动电源开关电路。

电源开关电路包含以下列出的本发明的具体实现电路原理图中的部分元器件:

r2,100k电阻;

r3,1k电阻;

r7,4.7k电阻;

z1,工作电压为7.5v的齐纳二极管;

q1,pxt8550,pnp型bjt;

n4,电源输出连接标识。

定义r2、r3和q1基极连接节点为节点3,当电源开关驱动电路将r1、z1和q2集电极连接节点电压拉低到约等于0后,节点3电压约等于5.2v。q1满足导通条件:ue>ub>uc,三极管导通,输出12v到n4电源输出连接标识。

综上所述,上述实施例的音频系统可以依据检测物理开关的状态而判断系统是否处于关闭状态,当微控制器判断系统需要关闭时,先控制静音单元再控制关闭,因此可以抑制系统关闭噪声。

相同或相似的标号对应相同或相似的部件;

附图中描述位置关系的用于仅用于示例性说明,不能理解为对本专利的限制;

显然,本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例,而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说,在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

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