[发明专利]一种音频差分信号的实现方法

说明书

技术领域

本发明涉及数字信号处理领域，尤其是涉及一种音频差分信号的设计方法。

背景技术

便携式设备的数量发生爆炸性的增长，且新增诸多功能，带有外置扬声器音频播放功能的便携式设备日益增加，例如MP3播放器、带MP3功能或扬声器的手机以及便携式CD播放器等。这些系统的输出根据配置和驱动的不同而各异。但这些系统的输出在配置和驱动上都有所不同。

MP3播放器或手机的输出是单端信号，可驱动32Ω的耳机扬声器。典型外置扬声器系统的扬声器阻抗是4至8Ω，每个声道可能会有多个扬声器。不过32Ω的驱动器难以驱动这些低阻抗扬声器，无法为终端用户提供足够的音量。

外部扬声器系统因品质、音量及扬声器数目的不同而有所区别，因此通用放大器不适于驱动这些扬声器。例如，MP3播放器的扬声器系统具有耳机插孔输入端，并能支持单端输出的立体声信号。而某些新型高端扬声器系统则可支持差分信号，为了后向兼容，这些新系统也必须能支持单端信号。

由于差分信号是单端信号的两倍，因而单端信号和差分信号将产生不同的音量。由于人的听力和声音大小的关系符合对数曲线规律，因此不能采用线性的控制方式。

发明内容

本发明的目的是在现有技术的基础上，提供一种音频差分信号的实现方法。

本发明采用如下技术方案：

一种音频差分信号的实现方法，包括以下步骤：

输入差分信号的检测：将输入信号传输到低通滤波器后输入到比较器；将其原始输入信号分离为其直流电平的50%～25%；

差分信号的实现包括单端模式和差分模式，所述单端模式下，该差分输入不产生信号，允许正相输入设置为0.5Vcc，模拟开关保持在断开状态，以使放大器输出2倍的增益；所述差分模式下，模拟开关闭合，放大器输出增益为1。

在上述技术方案中，所述放大器为音频放大器，且输入音频放大器的信号为差分信号。

在上述技术方案中，所述输入音频放大器的差分信号通过运算放大器产生。

在上述技术方案中，所述运算放大器的增益为-1，以将单端输入信号变成反向信号。

在上述技术方案中，所述输入音频放大器的差分信号通过变压器产生。

在上述技术方案中，所述变压器的变比为1:1。

在上述技术方案中，所述原始输入信号必须采用交流旁路电容来使直流与地隔离。

在上述技术方案中，所述音频放大器的输入前端增加一个电阻，所述电阻为可变滑阻。

在上述技术方案中，所述运算放大器设置在可变滑阻的滑动端。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：本发明能实现支持单端和差分输入的音频系统，特别是在牵涉到音量控制时的差分信号，在本发明的基础上还能根据实际需要，对整个系统的驱动作出改进，以满足输出信号质量的需求。

附图说明

本发明将通过例子并参照附图的方式说明，其中：

图1是使用比较器电路的差分信号检测；

图2是音频放大器的直接实现方法；

图3是运算放大器用于在差分音频放大器中产生反向信号；

图4是变压器简化的差分信号产生。

具体实施方式

根据本发明的原理，对于可将输入信号放大到与输出相等信号的单端/差分音频放大器，有几种方法可以对其进行检测和实现；系统之间的接口连接器应至少有五个引脚才能提供差分信号。需要注意的是，两个器件之间的共地连接非常重要。表面上看，由于信号是直流隔离的，因而交流耦合电容无需接地，但实际经验证明接地是提供理想噪声性能所必需的。

第一个要解决的问题是检测输入是单端还是差分信号。在许多电路中，有两种电路采用连接器的一个外部引脚来测试输入信号的直流电平。指定连接器的一个外部引脚很容易，但对于空间狭小的应用而言就不可行。源器件或使引脚开路或使其短接至地。

检测差分信号的第二种方法，是利用比较器来检测信号的直流电平，或是接地或是差分信号。以上两种方法的输入信号都必须通过低通滤波器。原始信号必须分离为其直流电平的50%至25%，如果系统在低频、高峰峰值交流信号的差分模式下，将导致错误的检测结果。若原始信号的直流电平是地电平的话，这种技术也不能使用。图1所示此类电路的实例。

电路的第二个部分是音频放大器。该电路的解决方案和所需的声音质量有关。真正的差分输入比进入一个放大器的差分信号能提供更高的声音质量，实际的差分放大器需要一个附加电路将单端信号转换为差分输入信号。