CN103152671A - 音频输入输出电路 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种音频输入输出电路，包括第一输入接口电路、第二输入接口电路、第一输出接口、第二输出接口、第一音频处理电路、第二音频处理电路和切换开关；所述第一输入接口电路连接所述第一音频处理电路的输入端；所述第二输入接口电路连接所述第二音频处理电路的输入端；所述第一音频处理电路的输出端连接所述第一输出接口；所述第二音频处理电路的输出端连接所述第二输出接口；所述切换开关连接在所述第一音频处理电路的输入端和所述第二音频处理电路的输入端之间。能够实现灵活的音频传输配置，只需通过调整外围电路就可以满足实际应用中的各种需要，可以有效地降低音频系统的应用成本。

Description

音频输入输出电路

技术领域

本发明涉及音频处理的技术领域，特别是涉及一种音频输入输出电路。

背景技术

近年来，随着技术的发展，成本降低，各类大音箱、小音箱、发声学习机（点读笔、学习机等），发声玩具等得到了极大的发展。在这些应用中，大部分的应用方案音频解码芯片只需要输出一路音频信号（单声道）。而传统的音频芯片都是双声道输出，在碰到只需要单声道输出的应用时，只能浪费一个音频输出管脚。而另外一个音频输出管脚没有得到充分的利用，从而造成系统成本的浪费。在芯片功能高度集成的今天，浪费一个管脚，意味着功能的可扩展性减小，而实现相同的功能则需要使用更多管脚封装的芯片，从而增加系统应用成本。如果在封装的时候只拉出一个音频输出管脚，则会增加芯片的型号种类，从而增加管理和备货成本。

发明内容

针对上述背景技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种音频输入输出电路，能够实现灵活的音频传输配置，只需通过调整外围电路就可以满足实际应用中的各种需要，可以有效地降低音频系统的应用成本。

一种音频输入输出电路，包括第一输入接口电路、第二输入接口电路、第一输出接口、第二输出接口、第一音频处理电路、第二音频处理电路和切换开关；

所述第一输入接口电路连接所述第一音频处理电路的输入端；所述第二输入接口电路连接所述第二音频处理电路的输入端；

所述第一音频处理电路的输出端连接所述第一输出接口；所述第二音频处理电路的输出端连接所述第二输出接口；

所述切换开关连接在所述第一音频处理电路的输入端和所述第二音频处理电路的输入端之间。

本发明的音频输入输出电路中，所述第一音频处理电路的输入端和所述第二音频处理电路的输入端之间通过所述切换开关相连接。在需要双声道音频输出时，所述切换开关断开，保持两个输入接口电路互相独立，两个输入接口电路分别输入的音频信号分别经由两个音频处理电路处理之后输出至两个输出接口，提供双声道的两路音频输出；在需要单声道音频输出时，所述切换开关闭合，音频输入输出电路的其中一个输出接口可作为音频输入端，音频从该输出接口输入，经由其中一个音频处理电路（逆向关闭）所述切换开关传输至另一个音频处理电路（顺向闭合）中处理，处理完的音频信号经由另一个输出接口输出，实现单声道的一路音频输出。从而可以实现对两个输出接口充分利用，以及管脚的灵活配置，提高音频芯片的管脚利用率，降低音频系统的成本。

附图说明

图1是本发明音频输入输出电路的结构示意图；

图2是本发明音频输入输出电路第一实施方式的结构示意图；

图3是本发明音频输入输出电路第二实施方式的结构示意图；

图4是本发明音频输入输出电路第三实施方式的结构示意图。

具体实施方式

请参阅图1，图1是本发明音频输入输出电路的结构示意图。

所述音频输入输出电路包括：第一输入接口电路11、第二输入接口电路12、第一音频处理电路13、第二音频处理电路14、第一输出接口15、第二输出接口16和切换开关S0；

所述第一输入接口电路11连接所述第一音频处理电路13的输入端；所述第二输入接口电路12连接所述第二音频处理电路14的输入端；

所述第一音频处理电路13的输出端连接所述第一输出接口15；所述第二音频处理电路14的输出端连接所述第二输出接口16；

所述切换开关S0连接在所述第一音频处理电路13的输入端和所述第二音频处理电路14的输入端之间。

其中，所述第一、第二输入接口电路包括各种常用音频输入接口电路，可能包含对输入的音频信号进行各种输入处理的电路模块，并且其包含的输入接口数目并不限定。

所述第一、第二音频处理电路可以是各种常用的音频处理电路，包括滤波电路、数模转换电路、放大电路等等，又或者是各种常用音频处理电路的组合，例如滤波电路和数模转换电路的组合等。

所述第一、第二输出接口可以仅为简单的输出接口，也可以包含对音频信号进行输出处理的常用的电路模块。

应用本发明的音频输入输出电路，在需要双声道音频输出时，所述切换开关S0断开，保持两个输入接口电路互相独立，两个输入接口电路分别输入的音频信号分别经由两个音频处理电路处理之后输出至两个输出接口，提供双声道的两路音频输出；在需要单声道音频输出时，所述切换开关S0闭合，则所述音频输入输出电路的其中一个输出接口可作为音频输入端，音频信号从该输出接口输入，经由其中一个音频处理电路（逆向关闭）所述切换开关传输至另一个音频处理电路（顺向闭合）中处理，处理完的音频信号经由另一个输出接口输出，实现单声道的一路音频输出。从而可以实现对两个输出接口充分利用，以及管脚的灵活配置，提高音频芯片的管脚利用率，降低音频系统的成本。

请参阅图2，图2是本发明音频输入输出电路第一实施方式的结构示意图。

在一个实施例中，所述音频输入输出电路设置有四路音频输入接口，其中，所述第一输入接口电路11包括第一输入接口AIN1、第二输入接口AIN2、第一开关S1和第二开关S2；

所述第一输入接口AIN1、所述第二输入接口AIN2分别与所述第一开关S1、所述第二开关S2串联后连接至所述切换开关S0的一端；

所述第二输入接口电路12包括第三输入接口AIN3、第四输入接口AIN4、第三开关S3和第四开关S4；

所述第三输入接口AIN3、所述第四输入接口AIN4分别与所述第三开关S3、所述第四开关S4串联后连接至所述切换开关S0的另一端。

在本实施例中，每一所述输入接口电路都包括两个输入接口，并且每一个输入接口都设置开关控制，在需要使用相应输入接口时闭合相应的开关，否则断开相应的开关，保证输入信号不会互相干扰。

进一步地，所述第一输入接口电路11还包括第一电阻R1和第二电阻R2；所述第一电阻R1串联在所述第一输入接口AIN1和所述第一开关S1之间；所述第二电阻R2串联在所述第二输入接口AIN2和所述第二开关S2之间；

所述第二输入接口电路12还包括第三电阻R3和第四电阻R4；所述第三电阻R3串联在所述第三输入接口AIN3和所述第三开关S3之间；所述第四电阻R4串联在所述第四输入接口AIN4和所述第四开关S4之间。

所述第一至第四电阻分别与所述第一至第四开关串联，作为限流电阻，可以减少输入信号过大对音频处理电路造成影响，同时可以起到信号相加的作用。

在另一个实施例中，所述音频输入输出电路还包括有第五开关S5和第六开关S6；

所述第一音频处理电路13的输入端通过所述第五开关S5连接所述切换开关S0的一端；所述第二音频处理电路14的输入端通过所述第六开关S6连接所述切换开关S0的另一端。

亦即，在每一所述音频处理电路的输入端和对应的输入接口电路之间还设置有开关，控制所述输入接口电路与所述音频处理电路连接或者断开连接。

所述音频输入输出电路中的音频处理电路优选为滤波电路。

请参阅图2，所述第一音频处理电路13包括低通滤波电路，所述第一音频处理电路13的低通滤波电路包括第一运算放大器131、第五电阻R5、第六电阻R6、第一电容C1和第二电容C2；所述第一运算放大器131的信号输入端为所述第一音频处理电路13的输入端，其通过所述第五电阻R5与所述第一输入接口电路11连接，所述第一运算放大器131的另一个输入端连接参考电压VCM，其输出端为所述第一音频处理电路13的输出端；所述第二电容C2并联在所述第一运算放大器131的信号输入端和输出端之间；所述第一电容C1一端连接在所述第五电阻R5和所述第一运算放大器131的信号输入端之间，另一端接地；所述第六电阻R6一端连接在所述第五电阻R5和所述第一运算放大器131的信号输入端之间，另一端连接所述第一运算放大器131的输出端；

与所述第一音频处理电路13相对应，所述第二音频处理电路14同样包括低通滤波电路的部分，所述第二音频处理电路14中的低通滤波电路包括第二运算放大器141、第八电阻R8、第九电阻R9、第三电容C3和第四电容C4；所述第二运算放大器141的信号输入端为所述第二音频处理电路14的输入端，其通过所述第八电阻R8与所述第二输入接口电路12连接，所述第二运算放大器141的另一个输入端连接参考电压VCM，其输出端为所述第二音频处理电路14的输出端；所述第四电容C4并联在所述第二运算放大器141的信号输入端和输出端之间；所述第三电容C3一端连接在所述第八电阻R8和所述第二运算放大器141的输入端之间，另一端接地；所述第九电阻R9一端连接在所述第八电阻R8和所述第二运算放大器141的输入端之间，另一端连接所述第二运算放大器141的输出端；

所述第一运算放大器131的控制端opa1_en和所述第二运算放大器141的控制端opa2_en互相独立。

在本实施例中，每一所述音频处理电路包括低通滤波电路，所述低通滤波电路可对输入信号进行低通滤波处理。

请参阅图3，图3是本发明音频输入输出电路第二实施方式的结构示意图。

本实施方式提供了一种所述低通滤波电路的另一种设置方式，所述第一音频处理电路13的低通滤波电路进一步包括第七电阻R7，所述第七电阻R7连接在所述第一运算放大器131的信号输入端和所述第五电阻R5之间；所述第二电容C2并联在所述第一运算放大器131的信号输入端和输出端之间；所述第一电容C1一端连接在所述第五电阻R5和所述第七电阻R7之间，另一端接地；所述第六电阻R6一端连接在所述第五电阻R5和所述第七电阻R7之间，另一端连接所述第一运算放大器131的输出端；

所述第二音频处理电路14的低通滤波电路进一步包括第十电阻R10，所述第十电阻R10连接在所述第二运算放大器141的信号输入端和所述第八电阻R8之间；所述第四电容C4并联在所述第二运算放大器141的信号输入端和输出端之间；所述第三电容C3一端连接在所述第八电阻R8和所述第十电阻R10之间，另一端接地；所述第九电阻R9一端连接在所述第八电阻R8和所述第十电阻R10之间，另一端连接所述第二运算放大器141的输出端。

请参阅图4，图4是本发明音频输入输出电路第三实施方式的结构示意图。

在本实施方式中，每一所述音频输入输出电路包括低通滤波电路和数模转换电路。

所述第一音频处理电路13还包括第一数模转换器132和第十一电阻R11，所述第一数模转换器132通过所述第十一电阻R11连接在所述第五电阻R5和所述第六电阻R6之间；

所述第二音频处理电路14还包括第二数模转换器142和第十二电阻R12，所述第二数模转换器142通过所述第十二电阻R12连接在所述第八电阻R8和所述第九电阻R9之间；

所述第一数模转换器132和所述第二数模转换器142的控制端互相独立。

因为每一所述音频输入输出电路包括低通滤波电路和数模转换器，因此可对输入的数字音频信号转换成模拟音频信号并进行低通滤波处理。

下面详细说明本发明的音频输入输出电路的工作原理：

本发明的音频输入输出电路通过所述多个开关以及所述切换开关S0，可以实现对两个输出接口充分利用，以及管脚的灵活配置，提高音频芯片的管脚利用率，降低音频系统的成本。

正常使用时，如果音频信号分别从所述第一输入接口电路11和所述第二输入接口电路12输入，并需要在所述第一输出接口15和所述第二输出接口16输出。则所述第一开关S1、第二开关S2、第三开关S3、第四开关S4、第五开关S5和第六开关S6闭合，所述切换开关S0断开，音频信号经过各自的音频处理电路后从相应的输出接口输出。

如果音频信号只从其中一个输入接口电路输入，并且要从一个输出接口输出，则通过各个开关的控制，可以将音频信号在任意一个输出接口输出。例如音频信号从第一输入接口电路11输入，所述第一开关S1、第二开关闭合S2，第三开关S3、第四开关S4断开；如果所述切换开关S0断开，所述第五开关闭合S5，第六开关S6断开，则音频信号从所述第一输出接口15输出，如果所述切换开关S0闭合，所述第五开关S5断开，第六开关S6闭合，则音频信号可从所述第二输出接口16输出。

本发明的音频输入输出电路中，各个输出接口同样可以用于输入音频信号，达到充分利用输出接口的作用。

如果所述第一输出端15用于输入音频信号时，所述第一数模转换器132和所述第一运算放大器131关闭，所述第二数模转换器142和所述第二运算放大器141开启，所述第一开关S1、第二开关S2、第三开关S3和第四开关S4断开，所述第五开关S5、第六开关S6和所述切换开关S0闭合。则输入的音频信号经过所述切换开关S0后进入所述第二音频处理电路14中的滤波电路和第二数模转换器142进行处理，然后从所述第二输出接口16输出。

同样，当所述第二输出端16用于输入音频信号时，所述第二数模转换器142和所述第二运算放大器141关闭，所述第一数模转换器132和所述第一运算放大器131开启，所述第一开关S1、第二开关S2、第三开关S3和第四开关S4断开，所述第五开关S5、第六开关S6和所述切换开关S0闭合。输入的音频信号经过所述切换开关S0后进入所述第一音频处理电路13中的滤波电路和第一数模转换器132进行处理，然后从所述第一输出接口15输出。

另外，两个所述音频处理电路中的数模转换器也可以根据使用需要选择开启或者关闭。

例如当所述第一输出端15用于输入音频信号时，所述第一数模转换器132、所述第二数模转换器142和所述第一运算放大器131关闭，所述第二运算放大器141开启，所述第一开关S1、第二开关S2、第三开关S3和第四开关S4断开，所述第五开关S5、第六开关S6和所述切换开关S0闭合。则音频信号从所述第二输出接口16输出，并且没有经过数模展缓处理。

当所述第二输出端16用于输入音频信号时，所述第一数模转换器132、所述第二数模转换器142和所述第二运算放大器141关闭，所述第一运算放大器131开启，所述第一开关S1、第二开关S2、第三开关S3和第四开关S4断开，所述第五开关S5、第六开关S6和所述切换开关S0闭合。则音频信号从所述第一输出接口15输出，并且没有经过数模展缓处理。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种音频输入输出电路，包括第一输入接口电路、第二输入接口电路、第一输出接口、第二输出接口、第一音频处理电路和第二音频处理电路；

所述第一输入接口电路连接所述第一音频处理电路的输入端；所述第二输入接口电路连接所述第二音频处理电路的输入端；

所述第一音频处理电路的输出端连接所述第一输出接口；所述第二音频处理电路的输出端连接所述第二输出接口；

其特征在于，还包括切换开关，所述切换开关连接在所述第一音频处理电路的输入端和所述第二音频处理电路的输入端之间。

2.如权利要求1所述的音频输入输出电路，其特征在于，所述第一输入接口电路包括第一输入接口、第二输入接口、第一开关和第二开关；

所述第一输入接口、所述第二输入接口分别与所述第一开关、所述第二开关串联后连接至所述切换开关的一端；

所述第二输入接口电路包括第三输入接口、第四输入接口、第三开关和第四开关；

所述第三输入接口、所述第四输入接口分别与所述第三开关、所述第四开关串联后连接至所述切换开关的另一端。

3.如权利要求2所述的音频输入输出电路，其特征在于，还包括有第五开关和第六开关；

所述第一音频处理电路的输入端通过所述第五开关连接所述切换开关的一端；所述第二音频处理电路的输入端通过所述第六开关连接所述切换开关的另一端。

4.如权利要求3所述的音频输入输出电路，其特征在于，所述第一输入接口电路还包括第一电阻和第二电阻；

所述第一电阻串联在所述第一输入接口和所述第一开关之间；所述第二电阻串联在所述第二输入接口和所述第二开关之间；

所述第二输入接口电路还包括第三电阻和第四电阻；

所述第三电阻串联在所述第三输入接口和所述第三开关之间；所述第四电阻串联在所述第四输入接口和所述第四开关之间。

5.如权利要求1至4任意一项所述的音频输入输出电路，其特征在于，所述第一音频处理电路包括低通滤波电路，所述第一音频处理电路的低通滤波电路包括第一运算放大器、第五电阻、第六电阻、第一电容和第二电容；所述第一运算放大器的信号输入端为所述第一音频处理电路的输入端，其通过所述第五电阻与所述第一输入接口电路连接，所述第一运算放大器的另一个输入端连接参考电压，其输出端为所述第一音频处理电路的输出端；所述第二电容并联在所述第一运算放大器的信号输入端和输出端之间；所述第一电容一端连接在所述第五电阻和所述第一运算放大器的信号输入端之间，另一端接地；所述第六电阻一端连接在所述第五电阻和所述第一运算放大器的信号输入端之间，另一端连接所述第一运算放大器的输出端；

所述第二音频处理电路也包括低通滤波电路，所述第二音频处理电路的低通滤波电路包括第二运算放大器、第八电阻、第九电阻、第三电容和第四电容；所述第二运算放大器的信号输入端为所述第二音频处理电路的输入端，其通过所述第八电阻与所述第二输入接口电路连接，所述第二运算放大器的另一个输入端连接参考电压，其输出端为所述第二音频处理电路的输出端；所述第四电容并联在所述第二运算放大器的信号输入端和输出端之间；所述第三电容一端连接在所述第八电阻和所述第二运算放大器的输入端之间，另一端接地；所述第九电阻一端连接在所述第八电阻和所述第二运算放大器的输入端之间，另一端连接所述第二运算放大器的输出端；

所述第一运算放大器和所述第二运算放大器的控制端互相独立。

6.如权利要求5所述的音频输入输出电路，其特征在于，所述第一音频处理电路还包括第一数模转换器和第十一电阻，所述第一数模转换器通过所述第十一电阻连接在所述第五电阻和所述第六电阻之间；

所述第二音频处理电路还包括第二数模转换器和第十二电阻，所述第二数模转换器通过所述第十二电阻连接在所述第八电阻和所述第九电阻之间；

所述第一数模转换器和所述第二数模转换器的控制端互相独立。

7.如权利要求6所述的音频输入输出电路，其特征在于，所述第一音频处理电路的低通滤波电路进一步包括第七电阻，所述第七电阻连接在所述第一运算放大器的信号输入端和所述第五电阻之间；所述第二电容并联在所述第一运算放大器的信号输入端和输出端之间；所述第一电容一端连接在所述第五电阻和所述第七电阻之间，另一端接地；所述第六电阻一端连接在所述第五电阻和所述第七电阻之间，另一端连接所述第一运算放大器的输出端；

所述第二音频处理电路的低通滤波电路进一步包括第十电阻，所述第十电阻连接在所述第二运算放大器的信号输入端和所述第八电阻之间；所述第四电容并联在所述第二运算放大器的信号输入端和输出端之间；所述第三电容一端连接在所述第八电阻和所述第十电阻之间，另一端接地；所述第九电阻一端连接在所述第八电阻和所述第十电阻之间，另一端连接所述第二运算放大器的输出端。

8.如权利要求7所述的音频输入输出电路，其特征在于，当所述第一输出端用于输入音频信号时，所述第一数模转换器和所述第一运算放大器关闭，所述第二数模转换器和所述第二运算放大器开启，所述第一开关、第二开关、第三开关和第四开关断开，所述第五开关、第六开关和所述切换开关闭合；

当所述第二输出端用于输入音频信号时，所述第二数模转换器和所述第二运算放大器关闭，所述第一数模转换器和所述第一运算放大器开启，所述第一开关、第二开关、第三开关和第四开关断开，所述第五开关、第六开关和所述切换开关闭合。

9.如权利要求7所述的音频输入输出电路，其特征在于，当所述第一输出端用于输入音频信号时，所述第一数模转换器、所述第二数模转换器和所述第一运算放大器关闭，所述第二运算放大器开启，所述第一开关、第二开关、第三开关和第四开关断开，所述第五开关、第六开关和所述切换开关闭合；

当所述第二输出端用于输入音频信号时，所述第一数模转换器、所述第二数模转换器和所述第二运算放大器关闭，所述第一运算放大器开启，所述第一开关、第二开关、第三开关和第四开关断开，所述第五开关、第六开关和所述切换开关闭合。

10.如权利要求7所述的音频输入输出电路，其特征在于，当所述第一输入端和所述第二输入端用于输入音频信号时，所述第一开关、第二开关、第三开关、第四开关、第五开关和第六开关闭合，所述切换开关断开。

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