[发明专利]立体声音频系统以及相关电路及方法

说明书

本申请案涉及一种立体声音频系统以及相关电路及方法。一种电路接收第一输入信号及第二输入信号，且分别将三个驱动信号提供到三个输出线。第一驱动信号被提供到第一输出线，且是基于所述第一输入信号与所述第二输入信号之间的差。第二驱动信号被提供到第二输出线，且是基于所述第一输入信号与所述第二输入信号的和。第三驱动信号被提供到第三输出线，且是基于所述第一驱动信号的逆。在所述第一输出线与所述第二输出线之间的第一输出信号是基于所述第二输入信号。在所述第三输出线与所述第二输出线之间的第二输出信号是基于所述第一输入信号。

技术领域

本发明针对于电子电路及系统。更明确地说，本发明针对于用于立体声音频系统的系统及方法。

背景技术

图1A图解说明标准商业立体声音频系统100。标准商业立体声音频系统100包括两个单端放大器110及120(通常装纳在与同一电路的两个对称部分相同的功率放大器单元中)以单独地放大左音频信号L及右音频信号R。两个放大器分别在两个单独线112及122(加上共同接地线118)上将经放大音频信号111及121提供到两个扬声器117及127。在扬声器端，存在三个线：用于右通道端子的线114、用于左通道端子的线124及用于共同接地端子的线118。三线式配置已成为包含耳机的音频消费型系统的标准。此标准音频系统需要阻挡电容器113及123，以便移除音频信号111及121中的DC偏置以产生音频信号112及122。

如图1B中所图解说明，功率放大器110借助电力供应器VDD(例如，5V)而操作。功率放大器110的输出处的音频信号111具有1/2*VDD(例如，2.5V)的DC偏置。换句话说，音频信号111可在0V与5V之间变化，其中具有以2.5V的偏置电压为中心的±2.5V的电压摆幅。如果音频信号111直接连接到扬声器117(其具有连接到接地的线118)，那么2.5V DC偏置电压会不断地施加到扬声器117的线114。大电流将不断地流入扬声器中，且扬声器中的振动膜将不断地被拉伸，且因此容易损坏。在此情形中，使用阻挡电容器113来移除DC偏置且提供AC音频信号112，AC音频信号112具有以0V为中心的±2.5V的交流振幅。因此，图1A及1B的音频系统中需要阻挡电容器来移除DC偏置电压。图2中描述输出阻挡电容器的性能。

图2图解说明两个高通电路的频率响应。曲线201图解说明具有截止频率F1的高通电路的频率响应。曲线202图解说明具有较低截止频率F2的高通电路的频率响应。为在较低频率下实现更好性能，在高保真度音频系统中期望低截止频率。截止频率由阻挡电容器的电容与扬声器负载的电阻的乘积确定。因此，针对具有固定电阻(例如，4Ω-32Ω)的扬声器，阻挡电容器必须具有相当大的值，举例来说，100μF到400μF。

在另一实例中，可在音频系统中使用具有(例如)+2.5V及-2.5V电力供应器的双电力供应器，以提供具有以0V为中心的±2.5V的交流振幅的AC音频信号。在此情形中，音频系统不需要输出阻挡电容器。然而，此方法需要两个单独电力供应器及较复杂电路。

图3图解说明称为桥式负载(BTL)配置的替代立体声音频系统。BTL配置可常见于专业音频中及一些汽车音频系统中。在BTL系统中，立体声信号的两个通道单独地馈送到具有相反信号极性的两个放大器，且两个放大器的输出单独地连接到扬声器或耳机的输入。BTL系统优于三线式系统的优点在于：由于两个放大器使用相同电力供应器以相反极性用于每一通道，因此在放大器与扬声器之间不需要DC阻挡电容器。然而，此系统的缺陷是需要四个线，从而使得此系统不适用于标准三线式音频扬声器。

一些常规声音信号处理系统(例如，卡拉OK系统及FM(频率调制)无线电)使用左通道信号与右通道信号的组合来形成新的信号。举例来说，具有人声及乐器信号的普通音乐可馈送到卡拉OK系统中，卡拉OK系统提取来自左通道及右通道的信号之间的差以获得其中人声信号被消除的仅具有乐器信号的输出。然而，卡拉OK系统通常配备有常规非立体声(单声道)或单通道扬声器或者上文所描述的常规BTL扬声器系统。