提高外放声音效果的方法及相关装置与流程

1.本技术涉及硬件技术领域，尤其涉及一种提高外放声音效果的方法及相关装置。


背景技术：

2.随着手机、笔记本、音响等等多媒体设备的普及，用户对于多媒体设备中的音频外放的音质要求也越来越高。外放的音质主要取决于频域特性以及线性失真，尤其是低频，由于低频部分占据整个音频能量的70％，因此低频部分的音质决定用户的听觉的体验，而用户在对低频的听觉感受主要为响度，而外放声音的响度则取决于音频功放的输入功率以及转换效率。
3.基于上述问题，如何提高外放声音的效果等则是亟待解决的问题。


技术实现要素：

4.本技术提出了一种提高外放声音效果的方法及相关装置。在该方法中，电子设备可以根据检测到扬声器的工作状态，为功率放大器供应适配的输入电压，进而为扬声器提供适配的推动功率，使得扬声器输出更优的音质，并降低功耗。
5.第一方面，本技术提供了一种电子设备，该电子设备包括：电源、处理器、调压单元、功率放大器、扬声器；其中，该电源和该处理器分别连接该调压单元；该处理器还和该功率放大器连接；该调压电路和该功率放大器连接，该功率放大器和该扬声器连接；该电源用于输出第一电压至该调压单元；该处理器用于向该功率放大器输入音频的电信号，并根据该音频的频率控制该调压单元将该第一电压调整为第二电压后输出至该功率放大器；该音频的频率与该第二电压的关系为负相关，也就是说音频的频率越低，第二电压越大；该功率放大器用于在该第二电压的驱动下，将该音频的电信号的输出功率放大，该第二电压与该输出功率的关系为正相关，也就是说音第二电压越大，输出功率越大；该扬声器用于将放大后的该音频电信号转换为音频信号。
6.采用第一方面提供的电子设备后，电子设备外放音频时，可以根据音频的频率，为功率放大器提供适配的电压，当音频频率越低时，电子设备可以提供较高的电压，进而使得音频外放效果更好。
7.结合第一方面提供的电子设备，该处理器还用于预先获取该音频的频率；或者，该处理器还用于接收该功率放大器反馈的用于指示该音频的频率的信息。
8.这样，电子设备可以通过多种方式获取音频的频率，根据该音频的频率提供适配的电压，进而提高本方案的可实施性。
9.结合第一方面提供的电子设备，该调压单元包括第一电路、第二电路、第三电路；该第二电压的数值包括：第一数值、第二数值；第三数值，该第一数值、该第二值，该第三值依次增大；该第一电路用于将该第一电压调整为该第一数值的第二电压；该第二电路用于将该第一电压调整为该第二数值的第二电压；该第三电路用于将该第一电压调整为该第三数值的第二电压；该处理器控制该调压单元将该第一电压调整为第二电压后提供给该功率
放大器，具体包括：当该音频的频率大于第一预设频率时，控制该调压单元的该第一电路工作；当该音频的频率小于等于第一预设频率且大于第二预设频率时，控制该调压单元的该第二电路工作；当该音频的频率小于等于第二预设频率时，控制该调压单元的该第三电路工作。
10.这样，电子设备可以根据音频的频率，控制不同的电路工作，来实现为功率放大器提供适配的电压，进而提高外放声音的效果。
11.结合第一方面提供的电子设备，当该音频的频率小于第二预设频率时，该音频的频率与第三数值的关系为负相关，也就是说该音频的频率越小，该第三数值越大。
12.这样，由于音乐信号中，低频信号约占据整个音频能量的70％，因此当电子设备输出低频音频信号时，电子设备进一步可以根据该低频音频信号的频率，动态的调整对应电路输出匹配的电压。进一步能够提高音乐播放效果。
13.结合第一方面提供的电子设备，该第一数值等于该第一电压值的一半；该第二数值等于该第一电压值；该第三数值大于该第一电压值。
14.这样，电子设备可以根据音频的频率，控制不同的电路工作，可以实现为功率放大器提供适配的电压，不仅提高外放声音的效果还可以降低电子设备的功耗。
15.结合第一方面提供的电子设备，该处理器控制该调压单元的该第三电路工作，具体包括：该处理器根据该音频的频率，采用脉冲宽度调制方法或通过控制处理器内部寄存器，控制该第三电路工作。
16.这样，电子设备可以通过多种方式调整电路输出电压的大小，提高本方案的可实施性。
17.结合第一方面提供的电子设备，该第一电路包括电荷泵和第一开关，该电荷泵和第一开关串联；该处理器具体用于在该音频的频率大于该第一预设频率时，控制该第一开关导通；该第二电路包括第二开关；该处理器具体用于在该音频的频率小于等于该第一预设频率且大于该第二预设频率时，控制该第二开关导通；该第三电路包括boost电路，该处理器具体用于在该音频的频率小于等于该第二预设频率时，控制该boost电路导通。
18.结合第一方面提供的电子设备，上述电荷泵为2:1电荷泵，2:1电荷泵用于将第一电压调整为第一数值的第二电压，第一数值为第一电压值的一半。
19.第二方面，本技术提供一种提高外放声音效果的方法，该方法应用于电子设备，该电子设备包括：电源、处理器、调压单元、功率放大器、扬声器；其中，该电源和该处理器分别连接该调压单元；该处理器还和该功率放大器连接；该调压电路和该功率放大器连接，该功率放大器和该扬声器连接；该电源用于输出第一电压至该调压单元；该处理器用于向该功率放大器输入音频的电信号，并根据该音频的频率控制该调压单元将该第一电压调整为第二电压后输出至该功率放大器；该音频的频率与该第二电压的关系为负相关；该功率放大器用于在该第二电压的驱动下，将该音频的电信号的输出功率放大，该第二电压与该输出功率的关系为正相关；该扬声器用于将放大后的该音频电信号转换为音频信号。
20.实施第二方面提供的方法后，电子设备外放音频时，可以根据音频的频率，为功率放大器提供适配的电压，当音频频率越低时，电子设备可以提供较高的电压，进而使得音频外放效果更好。
21.结合第二方面提供的方法，该电子设备的该处理器还用于预先获取该音频的频
率；或者，该处理器还用于在接收该功率放大器反馈的用于指示该输出功率的信息；该输出功率越高，该音频的频率越低，该第二电压越大。
22.这样，电子设备可以通过多种方式获取音频的频率，根据该音频的频率提供适配的电压，进而提高本方案的可实施性。
23.结合第二方面提供的方法，
24.该调压单元包括第一电路、第二电路、第三电路；该第二电压的数值包括：第一数值、第二数值；第三数值，该第一数值、该第二值，该第三值依次增大；该第一电路用于将该第一电压调整为该第一数值的第二电压；该第二电路用于将该第一电压调整为该第二数值的第二电压；该第三电路用于将该第一电压调整为该第三数值的第二电压；该处理器控制该调压单元将该第一电压调整为第二电压后提供给该功率放大器，具体包括：当该音频的频率大于第一预设频率时，控制该调压单元的该第一电路工作；当该音频的频率小于等于第一预设频率且大于第二预设频率时，控制该调压单元的该第二电路工作；当该音频的频率小于等于第二预设频率时，控制该调压单元的该第三电路工作。
25.结合第二方面提供的方法，当该音频的频率小于第二预设频率时，该音频的频率越小，该第三数值越大。
26.这样，由于音乐信号中，低频信号约占据整个音频能量的70％，因此当电子设备输出低频音频信号时，电子设备进一步可以根据该低频音频信号的频率，动态的调整对应电路输出匹配的电压。进一步能够提高音乐播放效果。
27.结合第一方面提供的电子设备，该第一数值等于该第一电压值的一半；该第二数值等于该第一电压值；该第三数值大于该第一电压值。
28.结合第二方面提供的方法，该处理器控制该调压单元的该第三电路工作，具体包括：该处理器根据该音频的频率，采用脉冲宽度调制方法或通过控制处理器内部寄存器，控制该第三电路工作。
29.结合第二方面提供的方法，该第一电路包括电荷泵和第一开关，该电荷泵和第一开关串联；该处理器具体用于在该音频的频率大于该第一预设频率时，控制该第一开关导通；该第二电路包括第二开关；该处理器具体用于在该音频的频率小于等于该第一预设频率且大于该第二预设频率时，控制该第二开关导通；该第三电路包括boost电路，该处理器具体用于在该音频的频率小于等于该第二预设频率时，控制该boost电路导通。
30.结合第二方面提供的方法，上述电荷泵为2:1电荷泵，2:1电荷泵用于将第一电压调整为第一数值的第二电压，第一数值为第一电压值的一半。
31.第三方面，本技术提供了一种芯片，该芯片应用于电子设备，该芯片包括一个或多个处理器，该处理器用于调用计算机指令以使得该电子设备执行如第二方面中任一项描述的方法。
32.第四方面，本技术提供了一种计算机可读存储介质，包括指令，当该指令在电子设备上运行时，使得该电子设备执行如第二方面中任一项描述的方法。
33.第五方面，本技术提供了一种电子设备，该电子设备包括一个或多个处理器和一个或多个存储器；其中，该一个或多个存储器与该一个或多个处理器耦合，该一个或多个存储器用于存储计算机程序代码，该计算机程序代码包括计算机指令，当该一个或多个处理器执行该计算机指令时，使得该电子设备执行上述第二方面实施方式所描述的方法。
附图说明
34.图1为本技术实施例提供的一种音频功放电路拓扑图；
35.图2为本技术实施例提供的一种电子设备的软硬件架构示意图；
36.图3为本技术实施例提供的另一种音频功放电路拓扑图；
37.图4为本技术实施例提供的另一种音频功放电路图；
38.图5为本技术实施例提供的一种方法流程图。
具体实施方式
39.下面将结合附图对本技术实施例中的技术方案进行清楚、详尽地描述。其中，在本技术实施例的描述中，除非另有说明，“/”表示或的意思，例如，a/b可以表示a或b；文本中的“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，a和/或b，可以表示：单独存在a，同时存在a和b，单独存在b这三种情况。
40.以下，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为暗示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征，在本技术实施例的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
41.在本技术中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本技术的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本技术所描述的实施例可以与其它实施例相结合。
42.现在越来越多的电子设备都具有发声功能，这些能够发声的电子设备通常都具有音频功率放大器以实现声音外放的功能。音频功率放大器是指，在产生声音的输出元件上重建输入的音频信号的设备，其重建的信号音量和功率级要更加理想。例如在电子设备的音频系统中，音频电信号需要先经过音频功放进行放大，输出的放大后的音频电信号有足够的能量驱动扬声器将音频电信号转化为声音信号，进而输出声音。
43.参考图1，图1示例性示出一种音频功放电路拓扑图。
44.如图1所示，该电路拓扑图以手机中通过智能功率放大器(smart power amplifier，spa)推动扬声器为例来示出。
45.spa输入端接有一个4.4v的系统电源电压，内部置有boost升压电路，boost升压电路可以升压后为扬声器提供更高的输入功率，进而推动扬声器发声。为了使扬声器能够输出最佳的音质和响度，需要加大扬声器的推动功率。
46.第一方面，由于音乐信号的能量分布主要集中在中低频部分，中低频部分需电源能提供较高的电流，当出现大信号时，输出电压高、电流大，此时会触发spa内部的boost升压电路中的过流保护(over current protection，ocp)，进而导致boost输出电压被限制。因此spa无法为扬声器提供足够的推动功率，为了避免输出音频信号出现削波失真的现象，这就需要将输入的音频信号进行幅度压缩，导致扬声器输出的动态不够，进而导致声音输出音质差，影响用户的听觉感受。
47.另一方面，在低频响应时，需要spa的输出功率较大即要求扬声器的推动功率较高，此时boost升压电路的压差较大，根据公式v
in
×iin
×
η＝v
out
×iout
可知，暂时忽略电源
效率η的影响，当输出电压一定时，输入电压越小，输入电流会越大，进而导致电路板发热，同时导致输入电压跌落，进而限制输出电流，效率降低，导致输出的低频信号进一步被压缩，声音效果差。
48.为了解决上述问题，本技术实施例提供了提高外放声音效果的方法及相关装置。该方法应用在电子设备中，该电子设备包括电源、调压单元、处理器、功率放大器、扬声器等器件。在该方法中，电子设备可以根据处理器检测到的扬声器的工作状态，为功率放大器供应适配的输入电压。具体的，通过设计电源与功率放大器之间的调压单元，使得调压单元工作在不同电路时，电源能为功率放大器提供的输入电压不同，进而为扬声器提供适配的推动功率，使得扬声器输出更优的音质。
49.特别的，当电子设备检测到扬声器的工作状态为高功率时，即扬声器输出低频音频信号需要的推动功率较高时，则控制电源与功率放大器之间的高压电路被激活，该高压电路具体将电源电压先经过升压电路升压后，再接入功率放大器，功率放大器将较大的输入功率放大为更大的输出功率，以驱动扬声器输出声音，进而提高外放声音的动态，进而提高声音外放效果。
50.在本技术实施例中，上述扬声器的工作状态包括以下任意一种或多种信息：工作电压、工作电流、功率、音频频率等等。本技术实施例对此不作限制。以功率为例，当扬声器输出音频频率较低，对应的功率较高。
51.在本技术实施例中，上述电源与功率放大器之间的调压单元的设计具体可以参考后文对图3的详细介绍，在此暂不赘述。
52.可见，实施本技术实施例提供的提高外放声音效果的方法后，电子设备输出的声音，整体音质自然逼真有效消除音乐播放中杂音，输出声音十分洪亮，在低音效果的呈现上也十分浓郁，传入用户耳朵的是清晰、饱满、震撼而有深度的听觉体验，同时提升电子设备的音量等级。此外，还降低了电子设备的功耗。
53.接下来结合图2来介绍本技术提供的电子设备软硬件架构。
54.在本技术实施例中，电子设备可以是手机、平板电脑、桌面型计算机、膝上型计算机、手持计算机、笔记本电脑、超级移动个人计算机(ultra-mobile personal computer，umpc)、上网本，以及蜂窝电话、个人数字助理(personal digital assistant，pda)、增强现实(augmented reality，ar)设备、虚拟现实(virtual reality，vr)设备、人工智能(artificial intelligence,ai)设备、可穿戴式设备、车载设备、智能家居设备和/或智慧城市设备等等。本技术实施例对此不作限制。
55.如图2所示，电子设备包括：处理器101、存储器102、供电单元103和音频模块。在本技术实施例中，音频模块可以包括：功率放大器104、扬声器105等。上述多个部分可以通过总线传输数据。其中：
56.处理器101可以包括一个或多个处理单元，例如：处理器101可以包括应用处理器(application processor，ap)，调制解调处理器，控制器，存储器，音频编解码器，数字信号处理器(digital signal processor，dsp)和/或基带处理器等。其中，不同的处理单元可以是独立的器件，也可以集成在一个或多个处理器中。其中，控制器可以根据指令操作码和时序信号，产生操作控制信号，完成取指令和执行指令的控制。
57.在本技术实施例中，ap能够检测扬声器的工作状态，并根据扬声器的工作状态，来
控制供电单元103对功率放大器104供应适配的电压。
58.在本技术实施例中，音频编解码器可以将解码后的音频信号，后输至功率放大器104中，功率放大器104可以将放大后的音频信号发送至扬声器，输出声音。
59.处理器101中还可以设置存储器，用于存储指令和数据。在一些实施例中，处理器101中的存储器为高速缓冲存储器。该存储器可以保存处理器101刚用过或循环使用的指令或数据。如果处理器101需要再次使用该指令或数据，可从所述存储器中直接调用。避免了重复存取，减少了处理器101的等待时间，因而提高了系统的效率。
60.在一些实施例中，处理器101可以包括一个或多个接口。接口可以包括集成电路(inter-integrated circuit，i2c)接口，集成电路内置音频(inter-integrated circuit sound，i2s)接口，脉冲编码调制(pulse code modulation，pcm)接口，通用异步收发传输器(universal asynchronous receiver/transmitter，uart)接口，移动产业处理器接口(mobile industry processor interface，mipi)，通用输入输出(general-purpose input/output，gpio)接口，用户标识模块(subscriber identity module，sim)接口，和/或通用串行总线(universal serial bus，usb)接口等。
61.i2c接口是一种双向同步串行总线，包括一根串行数据线(serial data line，sda)和一根串行时钟线(derail clock line，scl)。在一些实施例中，处理器101可以包含多组i2c总线。处理器101可以通过不同的i2c总线接口分别耦合触摸传感器，充电器，闪光灯，摄像头等。例如：处理器101可以通过i2c接口耦合触摸传感器，使处理器101与触摸传感器通过i2c总线接口通信，实现电子设备100的触摸功能。
62.i2s接口可以用于音频通信。在一些实施例中，处理器101可以包含多组i2s总线。处理器101可以通过i2s总线与音频模块耦合，实现处理器101与音频模块之间的通信。
63.pcm接口也可以用于音频通信，将模拟信号抽样，量化和编码。在一些实施例中，音频模块与无线通信模块可以通过pcm总线接口耦合。在一些实施例中，音频模块也可以通过pcm接口向无线通信模块传递音频信号，实现接听电话的功能。所述i2s接口和所述pcm接口都可以用于音频通信。
64.usb接口是符合usb标准规范的接口，具体可以是mini usb接口，micro usb接口，usb type c接口等。usb接口可以用于连接充电器为电子设备充电，也可以用于电子设备与外围设备之间传输数据。也可以用于连接外部存储器等。
65.可以理解的是，本技术实施例示意的各模块间的接口连接关系，只是示意性说明，并不构成对电子设备的结构限定。在本技术另一些实施例中，电子设备也可以采用上述实施例中不同的接口连接方式，或多种接口连接方式的组合。
66.存储器102可以为电子设备的内部存储器，也可以是电子设备连接的外部存储器，内部存储器可以包括一个或多个随机存取存储器(random access memory，ram)和一个或多个非易失性存储器(non-volatile memory，nvm)。在本技术实施例中，nvm可以存储用户到达过的区域的信息和在该区域的滞留时间。
67.随机存取存储器可以包括静态随机存储器(static random-access memory，sram)、动态随机存储器(dynamic random access memory，dram)、同步动态随机存储器(synchronous dynamic random access memory,sdram)、双倍资料率同步动态随机存取存储器(double data rate synchronous dynamic random access memory,ddr sdram，例如
第五代ddr sdram一般称为ddr5 sdram)等；
68.非易失性存储器可以包括磁盘存储器件、快闪存储器(flash memory)。
69.快闪存储器按照运作原理划分可以包括nor flash、nand flash、3d nand flash等，按照存储单元电位阶数划分可以包括单阶存储单元(single-level cell,slc)、多阶存储单元(multi-level cell,mlc)、三阶储存单元(triple-level cell,tlc)、四阶储存单元(quad-level cell,qlc)等，按照存储规范划分可以包括通用闪存存储(英文：universal flash storage，ufs)、嵌入式多媒体存储卡(embedded multi media card，emmc)等。
70.随机存取存储器可以由处理器101直接进行读写，可以用于存储操作系统或其他正在运行中的程序的可执行程序(例如机器指令)，还可以用于存储用户及应用程序的数据等。
71.非易失性存储器也可以存储可执行程序和存储用户及应用程序的数据等，可以提前加载到随机存取存储器中，用于处理器101直接进行读写。
72.外部存储器接口可以用于连接外部的非易失性存储器，实现扩展电子设备的存储能力。外部的非易失性存储器通过外部存储器接口与处理器101通信，实现数据存储功能。例如将音乐，视频等文件保存在外部的非易失性存储器中。
73.供电单元103具体可以包括：充电管理模块和电源管理模块；充电管理模块用于从充电器接收充电输入。其中，充电器可以是无线充电器，也可以是有线充电器。在一些有线充电的实施例中，充电管理模块可以通过usb接口接收有线充电器的充电输入。在一些无线充电的实施例中，充电管理模块可以通过电子设备的无线充电线圈接收无线充电输入。充电管理模块为电池充电的同时，还可以通过电源管理模块为电子设备供电。电源管理模块用于连接电池，充电管理模块与处理器101。电源管理模块接收电池和/或充电管理模块的输入，为处理器101，存储器102，音频模块等供电。电源管理模块还可以用于监测电池容量，电池循环次数，电池健康状态(漏电，阻抗)等参数。在其他一些实施例中，电源管理模块也可以设置于处理器101中。在另一些实施例中，电源管理模块和充电管理模块也可以设置于同一个器件中。
74.音频模块用于将数字音频信息转换成模拟音频信号输出，也用于将模拟音频输入转换为数字音频信号。音频模块还可以用于对音频信号编码和解码。在一些实施例中，音频模块可以设置于处理器101中，或将音频模块的部分功能模块设置于处理器101中。
75.可以理解的是，图2示意的电子设备的结构并不构成对电子设备的具体限定。在本技术另一些实施例中，电子设备可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者拆分某些部件，或者不同的部件布置。图示的部件可以以硬件，软件或软件和硬件的组合实现。
76.基于上文对本技术提供的电子设备的介绍，接下来结合图3，介绍本技术实施例提供的音频功放电路所包括的元器件。
77.如图3所示，该音频功放电路包括：电源、调压单元、功率放大器、扬声器以及处理器等等。其中：
78.电源可以通过调压单元为功率放大器供电。在本技术实施例中，该双串电池输出电压可以称为第一电压。
79.调压单元是指，电源和功率放大器之间所连接的多个电路，该不同电路可以对电
源输出的电压进行调整。该多个电路例如可以包括第一电路、第二电路以及第三电路等等，本技术实施例对调压单元所包含的电路的数量不作限制。在本技术实施例中，该调压单元输出电压可以称为第二电压。第二电压包括的电压值有第一数值(例如4.4v)、第二数值(例如8.8v)、第三数值(例如8.8v-15v)等等。
80.在本技术一种可能实现方式中，上述调压单元可以为一个独立的器件，或者可以集成在处理器中，或者还可以集成在功率放大器中，本技术实施例对此不作限制。
81.处理器可以检测扬声器的工作状态，并根据扬声器的工作状态控制调压单元将第一电压调整为第二电压输出至功率放大器。在一种可能实现的方式中，处理器可以预先根据音频文件的信息，获取到扬声器的工作状态，此时扬声器的工作状态具体为音频的频率；在另一种可能实现的方式中，处理器可以通过功率放大器的反馈信息来获取扬声器的工作状态，具体的，处理器预先存储有功率放大器反馈信息与音频频率的对应关系，处理器可以根据该对应关系获取到音频频率，该反馈信息可以包括以下任意一项或多项：功率放大器的输出功率、输出电压、输出电流。之后，处理器可以根据预先存储的音频频率与第二电压的对应关系，控制调压单元对应电路工作，以输出适配音频频率的第二电压。当音频频率越低时，处理器控制调压单元输出的第二电压越大，相应的功率放大器的输出功率也会越大。
82.在本技术另一些实施例中，处理器可以根据预先存储的功率放大器的反馈信息与第二电压的对应关系，处理器可以直接根据反馈信息控制调压单元对应电路工作，以输出适配第二电压。当功率放大器的输出功率越大时，则控制调压单元输出的第二电压越大，相应的功率放大器的输出功率也会变大。
83.下面举例说明，处理器控制调压单元输出第二电压的具体实现方法：
84.当功率放大器的输出功率小于第一预设功率，或者，音频频率大于第一预设频率(例如2000hz)时，则确定第一电路工作，输出第一数值的第二电压；当功率放大器的输出功率小于第二预设功率大于等于第一预设功率，或者，音频频率大于第二预设频率(例如800hz)小于等于第一预设频率时，则确定第二电路工作，输出第二数值的第二电压；功率放大器的输出功率大于等于第二预设功率，或者，音频频率小于等于第二预设频率时则确定第三电路工作，输出第三数值的第二电压。
85.可以理解的是，第一预设频率、第二预设频率的值可以由研发人员根据本技术提供的电子设备将用于哪类音频业务中类设定。例如，该电子设备专用于流行音乐、摇滚音乐时，由于这类音乐的鼓声、枪炮声较多，音频频率多以低频为主，则上述第一频率和第二频率的值可以设置相对较低的值；当该电子设备专用于民族音乐时，音频频率多以高频为主，则上述第一频率和第二频率的值可以设置相对较高的值。本技术实施例对第一预设频率、第二预设频率不作限制。
86.值得注意的是，处理器不仅可以通过控制音频系统工作在不同电路为功率放大器提供适配的电压以外，功率放大器还可以通过调整音频系统工作在特定电路下的工作电压，为功率放大器提供适配的电压。下文将以处理器对第三电路进行调压为例详细介绍，在此暂不赘述。
87.功率放大器能够输出功率比输入更大的功率，推动负载例如扬声器发声。在本技术实施例中，功率放大器可以具有反馈功能，即功率放大器能够检测扬声器的工作状态，并将工作状态的相关数据反馈至处理器，以供处理器实时监控扬声器的工作状态，并根据工
作状态动态调整功率放大器的输入电压，从而为扬声器提供适配的工作电压。
88.扬声器(speaker)：也称“喇叭”，用于将音频电信号转换为声音信号。功率放大器可以将放大后的音频电能输入至扬声器，以供扬声器可以通过电磁，压电或静电效应，使扬声器内的纸盆或膜片振动并与周围的空气产生共振(共鸣)而发出声音，从而完成了电能到机械能再到声能转化过程。扬声器在音响设备或者电子设备的多媒体模块中是一个相对复杂的器件，而对于音响效果而言，它又是一个最重要的部件，扬声器的种类繁多，按振膜与辐射器形状分类:锥形扬声器、平板扬声器、球顶扬声器、号简扬声器、带状高音扬声器、薄片扬声器等；按换能工作原理分类:电动式(即动圈式)、静电式(即电容式)、电磁式(即舌簧式)、压电式即晶体式，其中电动式扬声器因为具有电声性能好、结构牢固、成本低等优点，广泛应用在移动多媒体设备中。本技术实施例对扬声器的具体类型不作限制。
89.可以理解的是，图3仅仅示例性示出音频功放电路的拓扑结构一种实现形式，本技术提出的音频功放电路的拓扑结构可以包括比图3所示的元件更多或者更少，例如还可能包括第四电路，或者还可能包括多个功率放大器等等。并且，本技术提出的音频功放电路的拓扑结构的各个元器件的物理位置不仅限于图3所示的位置，例如，在本技术其他一些实施例中，第一电路、第二电路、第三电路可能中的任意一个或多个可能集成在功率放大器中，本技术实施例对此不作限制。
90.接下来结合图4，介绍本技术提供的音频功放电路。
91.如图4所示，该电路拓扑图以手机中通过spa驱动扬声器为例来示出。
92.该电路包括：双串电池、2:1电荷泵、开关、spa、扬声器、应用处理器(application processor，ap)等等。其中各个元器件的作用以及连接方式可以参考如下说明：
93.双串电池：是指两组电池串联，现如今，越来越多的手机采用双串电池来供电，以实现快速充电。充电完成后，可以提供的工作电压更高。
94.电荷泵：电荷泵，也称为开关电容式电压变换器，是一种利用所谓的“快速”或“泵送”电容来储能的dc-dc(变换器)，其效率高达98％。
95.在本技术实施例中，2:1电荷泵作为分路器使用时，其输出电压是输入电压的一部分，例如1/2。因此当该电荷泵在2:1模式下运行时，该电荷泵可以将8.8v的输入电压转化为4.4v的输出电压，为手机系统供应适当的电压。可以理解的是2:1电荷泵输出的电压范围一般为3.3～4.4v，其中4.4v为电池充满电的电压的一半，根据电池的不同，其电压大小不同。在另一种可能的实现方式中，该2:1电荷泵还可以由其他具有降压的电压转换器来代替，本技术实施例对此不作限制。
96.开关：是指控制开关所在电路导通或截止的电路元件，当该开关节点“闭合”(closed)则表示电子节点导通，允许电流流过；开关的“开路”(open)表示电子节点不导通，不允许电流流过。在本技术实施例中，开关的具体实现类型可以是负荷开关(load switch)或者是boost电路充当电源路径的选择等，本技术实施例对所使用的开关类型不作限制。其中，load switch是一种电子开关，能切断额定负荷电流和一定的过载电流。boost升压电路是是一种开关直流升压电路，它不仅可以使输出电压比输入电压高，还可以控制输出使能，即控制boost电路开启dc-dc功能，进而输出电压。
97.本技术以控制第一电路、第二电路的开关采用load switch，以控制第三电路的开关采用boost为例示出。具体的，在本技术实施例中，load switch1和2:1电荷泵串联构成图
3所示的第一电路。第一电路具体包括：8.8v的双串电池先串联一个2:1电荷泵后，再串联load switch1，load switch1输出端接入spa的输入端。第二电路具体包括：8.8v的双串电池直接串联load switch2，load switch2输出端接入的输出端。boost设置于第三电路中，该第三电路具体包括，双串电池直接串联boost，boost输出端接入spa的输出端。boost既可以充当该分支电路上的开关，也可以将电源电压进行升压，然后给spa提供更高的电压。
98.在一种可能的实现方式中，图3所示的三个工作电路中的开关元件例如load switch1、load switch2、boost等还可以集成到集成电路中。
99.智能功率放大器(smart power amplifier，spa)：spa和普通pa的基本功能都一样，即能够输出功率比输入更大的功率，推动负载例如扬声器发声。而spa和普通pa相比，最大的区别是增加了一个反馈的功能，也就是说spa可以向处理器反馈信息，反馈信息可以包括以下任意一项或多项：功率放大器的输出功率、输出电压或输出电流。主要原理是针对扬声器的性能参数进行建模并且监控扬声器的电压/电流反馈，从而通过软件算法预测在输入音频信号下扬声器的工作状态和行为模式，并且动态调整算法输出，驱动扬声器，确保扬声器在安全范围的前提下使其长时间内工作在最大冲程以及最大的平均功率下。针对一些频响动态范围较大的声音(低频声音)，例如鼓声、枪炮声等，频响的动态范围达到80db以上，spa能够监控扬声器的实际冲程，从而实时控制信号的压缩比，最大限度的使用扬声器的冲程范围，从而达到传统扬声器达不到的动态范围和低音效果。针对一些频响动态范围较小的声音(高频声音)，但高频分量比较高，会使扬声器的音圈温度快速升温；传统的音频功放为了保证全频段内的性能，在设计之初就必须调低放大的倍数，即不得不在大部分频段即低频段限制其输出能力。
100.扬声器(speaker)：也称“喇叭”，用于将音频电信号转换为声音信号。关于扬声器的具体介绍可以参考上文对图3所示各个元器件的说明，在此暂不赘述。
101.ap：应用处理器是在低功耗cpu的基础上扩展音视频功能和专用接口的超大规模集成电路。应用处理器芯片就是为应用处理平台研发的一些芯片，这些芯片主要是用于搭载在各种产品形态的板子上，然后形成一套解决方案。
102.在本技术实施例中，ap可以通过音频总线连接放大器的音频接口，本技术实施例对音频总线、音频接口、以及音频数据传输的协议等的类型不作限制。例如，本技术以采用集成电路内置音频(inter—ic sound,i2s)总线，以及i2s音频接口为例进行介绍。此外，ap还可以通过信号反馈总线连接放大器，用来检测扬声器的工作状态，在一种可能实现的方式中，信号反馈总线还可以集成为一个总线，本技术实施例对此不作限制。
103.在本技术实施例中，ap还可以通过不同的引脚分别接入第一电路、第二电路和第三电路中load switch1、load switch2和boost的使能输入端，以供ap确定扬声器的工作状态所对应的电路后，可以控制ap对应的引脚向load switch1、load switch2或boost1中对应的使能输入端发送使能信号en1、en2、en3以及boost的电压控制信号，控制对应第一电路、第二电路或者第三电路工作。例如，当负载即扬声器工作在小功率时，则确定第一电路工作；当扬声器工作在中功率时，则确定第二电路工作；当扬声器工作在高功率时，则确定第三电路工作。也就是说，当扬声器输出高频声音时，此时扬声器所需推动功率较小，则确定第一电路工作，使得电源为功率放大器提供较小的电压；当扬声器输出中频声音时，此时扬声器所需推动功率中等，则确定第二电路工作，使得电源为功率放大器提供中等的电压
输出低频声音时，则确定第一电路工作，使得电源为功率放大器提供中等的电压；当扬声器输出低频声音时，此时扬声器所需推动功率较高，则确定第三电路工作，使得电源为功率放大器提供较高的电压输出。这样，ap可以根据扬声器的输出声音，使得电源为spa提供合适的电压进而使其有足够的推动力推动扬声器发生，节省不必要的功耗。
104.值得注意的是，ap还可以通过调压电路与boost连接，并根据测量到的扬声器的工作状态，动态调整第三电路即boost电路的输出电压。例如，ap可以采用脉冲宽度调制(pulse width modulation，pwm)的方式，根据相应载荷的变化即扬声器的工作状态的变化来改变脉冲的宽度或占空比，进而可以调整boost电路输出的电压，也可以通过数据总线来控制ap内部寄存器，进而控制数模转换器(digital to analog convertor，dac)的输出电压，来达到调压的效果。
105.可以理解的是，图4示出的音频功放电路拓扑图所包含的各个元器件仅为示例，本技术实施例对这些元器件的型号不作限制，并且各个元器件的工作参数，例如工作电压等仅为示例，图4仅以电子设备为手机示意，当电子设备为笔记本、计算器等时，图4所示出的各个元器件的工作参数可能会发生改变，各个元器件的型号可能会发生改变，但各个元器件的基本功能以及电路的连接方式不变。
106.基于上文对音频功放电路拓扑图的介绍，接下来介绍本技术提供的提高外放声音效果的方法流程。
107.如图5所示，该方法流程具体包括以下步骤：
108.s101，电子设备开启扬声器。
109.在本技术的一种实现方式中，电子设备检测到用户操作，开启扬声器。该用户操作是指用于电子设备播放音视频文件，或者接听电话等的操作。例如，点击某个音视频类应用程序，点击某个音视频文件，点击接听电话控件等等。
110.在本技术的另一种实现方式中，电子设备无需接收用户操作，自动开启扬声器。例如，电子设备接收到来电提示信息时，可以自动播放响铃音乐；或者电子设备检测到备忘录、闹钟、日历等添加的待办事件，可以自动播放提示音乐等等。
111.在本技术实施例中，当电子设备在开启扬声器时，默认工作在第一电路中，这里的第一电路即图3所示的load switch1所在电路。此时load switch2和boost1所在电路未被激活，处于非工作状态。在本技术另一些实施例中，扬声器的默认工作电路还可以是第二工作电路例如图3所示的load switch2所在电路，本技术对扬声器的默认工作电路不作限制。
112.s102，电子设备检测扬声器的工作状态，根据检测到的扬声器工作状态，确定功放电路所采用工作电路。
113.在本技术实施例中，ap与spa相连接，spa具备反馈功能，即spa可以将检测到的扬声器的工作状态反馈至ap中，ap根据扬声器的工作状态，判断扬声器的工作状态所对应的工作电路。其中，扬声器的工作状态包括以下任意一种或多种：扬声器的工作电压、工作电流、工作功率、信噪比等等。
114.本技术以功率放大器输出功率、扬声器的输出音频频率为例，来介绍扬声器的工作状态与工作电路的对应关系：
115.当功率放大器的输出功率小于第一预设功率，或者，音频频率大于第一预设频率(例如2000hz)时，则确定第一电路工作；当功率放大器的输出功率小于第二预设功率大于
等于第一预设功率，或者，音频频率大于第二预设频率(例如800hz)小于等于第一预设频率时，则确定第二电路工作；功率放大器的输出功率大于等于第二预设功率，或者，音频频率小于等于第二预设频率时则确定第三电路工作。
116.可以理解的是，第一预设频率、第二预设频率的值可以由研发人员根据本技术提供的电子设备将用于哪类音频业务中类设定。例如，该电子设备专用于流行音乐、摇滚音乐时，由于这类音乐的鼓声、枪炮声较多，音频频率多以低频为主，则上述第一频率和第二频率的值可以设置相对较低的值；当该电子设备专用于民族音乐时，音频频率多以高频为主，则上述第一频率和第二频率的值可以设置相对较高的值。本技术实施例对第一预设频率、第二预设频率不作限制。
117.在本技术另一些实施例中，电子设备执行上文s102步骤时，可以在开启扬声器后，待整个音频系统稳定后，再进行检测扬声器的工作状态，并且电子设备可以周期性的检测扬声器的工作状态，该周期例如可以是10ms等，本技术对此不作限制。
118.s103，控制电子设备工作在对应的工作电路。
119.具体的，ap的引脚分别接入load switch1、load switch2和boost1的使能输入端，当ap确定扬声器的工作状态所对应的电路后，可以控制ap对应的引脚向load switch1、load switch2或boost1中对应的使能输入端发送使能信号en1、en2或者en3，控制对应第一电路、第二电路或者第三电路工作。
120.当ap控制第一电路工作，即采用系统电源，也是双串电池经过2：1电荷泵后的输出电压，为spa供电，第一电路输出第一数值电压例如4.4v。此时，根据仿真测试得出该电源效率接近98％。电源效率即电源输出功率与电源输入功率的比值。
121.当ap控制第二电路工作，即采用双串电池直通给spa供电，第二电路输出第二值电压例如8.8v。此时，仿真结果得出电源效率可以接近100％。
122.当ap控制第三电路工作，即用双电池经过boost1升压后的输出电压为spa供电，第三电路输出第三值电压例如大于8.8v小于15v。此时，仿真结果得出电源效率可以高达93～95％。
123.这样，电子设备根据扬声器的工作状态，使不同电路工作，不同电路工作时可以输出适配的电压，进而减少了电源功耗。例如当扬声器输出低音时，即扬声器工作在大功率时，电子设备工作在第三电路，此时spa的输入电压相对于图1所采用的功放电路拓扑图来说，输入电压更高。针对负载相同，即spa的输出功率相同的情况下，根据公式p
in
＝v
in
×iin
可知，由于8.8v的输入电压高于4.4v的输入电压，所以采用8.8v的工作电路，该电路中的储能元件，例如boost电路中开关管(例如mosfet)的电流会下降，则电源提供的电能更多的提供给spa，进而使得能够提供给扬声器的输出功率更高，即spa的输出能力提升。相比图1示出的功放电路拓扑图来说，原有的电源效率可以从85％左右提升至93～95％以上，从而降低电源功耗。
124.可见，实施本技术实施例提供的方法后，能够带给用户的体验来说可以是质的飞跃，具体表现如下：
125.1、音质更高。由于spa的输出能力提升，即提高了音频信号输出的动态范围，同时ap可以动态跟踪扬声器的状态，为适应扬声器的工作状态改变spa的工作电路，为spa提供匹配的输入电压，进而为手机、便携式音乐播放器和平板计算机等电子设备带来更优的音
质，而且还可以在不超过扬声器本身承受能力的前提下提高音乐的平均音量。
126.2、低音更加浑厚。
127.在人类可以听到的频率范围(20hz～20khz)内，人们对不同频段的声音的感受也有很多的不同，具体可以分为浑厚度(20hz～200hz)、力度(200hz～800hz)、清晰度(800hz～2khz)、明亮度(2khz～5khz)、透明度度(5khz以上)等。
128.现如今的流行音乐、以及常播放的音视频中，低频声音的能量占据整个音频能量的70％左右，即用户听觉感受主要为声音的浑厚度、响度。而本技术提供的方法，进一步的针对扬声器输出低频声音时采用的工作电路进行改进。具体的，电子设备能够根据输出低频声音的情况，动态的调整输入电压，进而为扬声器提供足够的推动功率，使得扬声器输出的低音更加浑厚、响度。
129.本技术的各实施方式可以任意进行组合，以实现不同的技术效果。
130.在上述实施例中，可以全部或部分地通过软件、硬件、固件或者其任意组合来实现。当使用软件实现时，可以全部或部分地以计算机程序产品的形式实现。所述计算机程序产品包括一个或多个计算机指令。在计算机上加载和执行所述计算机程序指令时，全部或部分地产生按照本技术所述的流程或功能。所述计算机可以是通用计算机、专用计算机、计算机网络、或者其他可编程装置。所述计算机指令可以存储在计算机可读存储介质中，或者从一个计算机可读存储介质向另一个计算机可读存储介质传输，例如，所述计算机指令可以从一个网站站点、计算机、服务器或数据中心通过有线(例如同轴电缆、光纤、数字用户线)或无线(例如红外、无线、微波等)方式向另一个网站站点、计算机、服务器或数据中心进行传输。所述计算机可读存储介质可以是计算机能够存取的任何可用介质或者是包含一个或多个可用介质集成的服务器、数据中心等数据存储设备。所述可用介质可以是磁性介质，(例如，软盘、硬盘、磁带)、光介质(例如，dvd)、或者半导体介质(例如固态硬盘solid state disk)等。
131.本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，该流程可以由计算机程序来指令相关的硬件完成，该程序可存储于计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法实施例的流程。而前述的存储介质包括：rom或随机存储记忆体ram、磁碟或者光盘等各种可存储程序代码的介质。
132.总之，以上所述仅为本发明技术方案的实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡根据本发明的揭露，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。
133.以上所述，以上实施例仅用以说明本技术的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本技术进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本技术各实施例技术方案的范围。