听筒控制电路和终端

文档序号:195994 发布日期:2021-11-02 浏览:27次 >En<

阅读说明:本技术 听筒控制电路和终端 (Earphone control circuit and terminal ) 是由 黄停 朱辰 冯英群 邱钰鹏 于 2020-04-30 设计创作,主要内容包括:本申请实施例提供一种听筒控制电路和终端,涉及电子设备技术领域,可以在具有立体声功能的终端上通过听筒发出超声波来实现接近传感器的功能。该听筒控制电路包括:智能功放模块、编译码器和听筒;智能功放模块通过第一开关模块电连接于听筒;第一开关模块包括第一开关器件单元,第一开关器件单元由MOSFET组成;第一开关模块还包括第一跟随单元,第一跟随单元用于使第一开关器件单元中MOSFET的栅极和漏极之间的电压差保持不变,且第一开关器件单元中MOSFET的栅极电压大于漏极电压;第二开关模块,编译码器通过第二开关模块电连接于听筒;第二开关模块包括第二开关器件单元,第二开关器件单元由MOSFET组成。本技术方案主要用于听筒的驱动。(The embodiment of the application provides a receiver control circuit and a terminal, relates to the technical field of electronic equipment, and can realize the function of a proximity sensor by sending ultrasonic waves through a receiver on the terminal with a stereo function. This earphone control circuit includes: the system comprises an intelligent power amplifier module, a codec and a receiver; the intelligent power amplifier module is electrically connected with the receiver through the first switch module; the first switching module comprises a first switching device unit, and the first switching device unit consists of a MOSFET; the first switch module further comprises a first following unit, wherein the first following unit is used for keeping the voltage difference between the grid electrode and the drain electrode of the MOSFET in the first switch device unit unchanged, and the grid electrode voltage of the MOSFET in the first switch device unit is greater than the drain electrode voltage; the second switch module is used for electrically connecting the codec with the receiver through the second switch module; the second switching module includes a second switching device unit composed of a MOSFET. The technical scheme is mainly used for driving the telephone receiver.)

听筒控制电路和终端

技术领域

本申请涉及电子设备技术领域,特别涉及一种听筒控制电路和终端。

背景技术

手机等终端中设置有接近传感器,用于检测外部物体的靠近。通过接近传感器可以实现终端的某些功能,例如,手机通话过程中的防误触,检测到外部物体接近时熄灭屏幕防止误触,或者通过同样的原理实现口袋防误触等。一些手机使用听筒发出超声波,使用麦克风来接受超声波,以此实现接近传感器的功能。然而,随着用户对于终端音质的要求越来越高,立体声越来越多的应用在手机中,立体声是指通过上方的听筒和下方的喇叭同时播放音乐,此时所需要的功率较高,因此一般采用高效率的智能功放(Smart PowerAmplifier,Smart PA)模块来驱动,然而,由于Smart PA模块与超声波的频率不兼容等原因,导致无法在具有立体声功能的终端上通过听筒发出超声波来实现接近传感器的功能。

发明内容

本申请技术方案提供了一种听筒控制电路和终端,可以在具有立体声功能的终端上通过听筒发出超声波来实现接近传感器的功能。

第一方面,本申请技术方案提供了一种听筒控制电路,包括:智能功放模块、编译码器和听筒;第一开关模块,智能功放模块通过第一开关模块电连接于听筒;第一开关模块包括第一开关器件单元,第一开关器件单元连接于智能功放模块和听筒之间,第一开关器件单元用于控制智能功放模块和听筒之间的导通和截止,第一开关器件单元由金属氧化物半导体场效晶体管MOSFET组成;第一开关器件单元中的MOSFET为N型,且第一开关器件单元中MOSFET的漏极电连接于智能功放模块,第一开关器件单元中MOSFET的源极电连接于听筒;第一开关模块还包括第一跟随单元,第一跟随单元用于使第一开关器件单元中MOSFET的栅极和漏极之间的电压差保持不变,且第一开关器件单元中MOSFET的栅极电压大于漏极电压;第二开关模块,编译码器通过第二开关模块电连接于听筒;第二开关模块包括第二开关器件单元,第二开关器件单元连接于编译码器和听筒之间,第二开关器件单元用于控制编译码器和听筒之间的导通和截止,第二开关器件单元由金属氧化物半导体场效晶体管MOSFET组成。

可选地,第二开关器件单元中的MOSFET为N型,且第二开关器件单元中MOSFET的源极电连接于编译码器,第二开关器件单元中MOSFET的漏极电连接于听筒;第二开关模块还包括第二跟随单元,第二跟随单元用于使第二开关器件单元中MOSFET的栅极和源极之间的电压差保持不变。

可选地,智能功放模块包括第一输出端和第二输出端,听筒包括第一输入端和第二输入端;第一开关器件单元包括第一晶体管和第二晶体管,第一晶体管和第二晶体管为N型MOSFET,第一晶体管的源极电连接于听筒的第一输入端,第一晶体管的漏极电连接于智能功放模块的第一输出端,第二晶体管的源极电连接于听筒的第二输入端,第二晶体管的漏极电连接于智能功放模块的第二输出端;第一跟随单元包括:第一电容,第一电容串联于第一晶体管的栅极和漏极之间;第二电容,第二电容串联于第二晶体管的栅极和漏极之间;第一电阻,第一电阻串联于第一晶体管的栅极和直流偏置控制节点之间;第二电阻,第二电阻串联于第二晶体管的栅极和直流偏置控制节点之间。

可选地,听筒控制电路还包括:第三电阻,第三电阻串联于直流偏置控制节点和直流偏置电压端之间;第三晶体管,第三晶体管串联于直流偏置控制节点和接地端之间。

可选地,编译码器包括第一输出端和第二输出端,听筒包括第一输入端和第二输入端;第二开关器件单元包括第四晶体管和第五晶体管,第四晶体管和第五晶体管为N型MOSFET,第四晶体管的源极电连接于编译码器的第一输出端,第四晶体管的漏极电连接于听筒的第一输入端,第五晶体管的源极电连接于编译码器的第二输出端,第五晶体管的漏极电连接于听筒的第二输入端;第二跟随单元包括:第三电容,第三电容串联于第四晶体管的源极和栅极之间;第四电阻,第四电阻串联于第四晶体管的栅极和第一直流偏置控制端之间;第四电容,第四电容串联于第五晶体管的源极和栅极之间;第五电阻,第五电阻串联于第五晶体管的栅极和第二直流偏置控制端之间。

可选地,听筒控制电路还包括:第六电阻和第七电阻,第六电阻串联于第四晶体管的源极和接地端之间,第七电阻串联于第五晶体管的源极和接地端之间。

可选地,听筒控制电路还包括:第五电容,第五电容串联于第一晶体管的栅极和听筒的第一输入端之间;第六电容,第六电容串联于第二晶体管的栅极和听筒的第二输入端之间。

第二方面,本申请技术方案还提供了一种终端,包括上述的听筒控制电路。

本申请实施例中的听筒控制电路和终端,当需要进行立体声播放时,通过由MOSFET组成的第二开关器件单元控制编译码器和听筒之间截止,通过由MOSFET组成的第一开关器件单元控制智能功放模块和听筒之间导通,同时通过第一跟随单元的作用保证PWM信号的正常传输,即可以实现通过智能功放模块来驱动听筒实现立体声的功能,此时,即便智能功放模块中存在高压,由于第二开关器件单元的截止作用,降低了智能功放模块中的高压对编译码器造成的不良影响;当通过听筒实现接近传感器功能时,此时,即便编译码器中存在负压,由于第一开关器件单元控制智能功放模块和听筒之间截止,降低了编译码器中负压对智能功放模块造成的不良影响,通过第二开关器件单元控制编译码器和听筒之间导通,即通过编译码器驱动听筒,可以使听筒发出超声波,以判断外界物体的接近,实现接近传感器的功能。也就是说,本申请实施例中的听筒控制电路可以在具有立体声功能的终端上通过听筒发出超声波来实现接近传感器的功能。

附图说明

图1为本申请实施例中一种听筒控制电路的结构示意图;

图2为本申请实施例中另一种听筒控制电路的结构示意图;

图3为本申请实施例中另一种听筒控制电路的结构示意图;

图4为图3中第一晶体管漏极和栅极电压仿真示意图。

具体实施方式

本申请的实施方式部分使用的术语仅用于对本申请的具体实施例进行解释,而非旨在限定本申请。

在对本申请实施例进行介绍之前,首先对现有技术的问题以及发明人提出本申请实施例的过程进行说明,现有技术中通过听筒发出超声波实现接近传感器功能时,听筒由编译码器(Coder-Decoder,CODEC)来驱动,该驱动方式下无法实现立体声功能。如果要实现立体声功能,则需要采用Smart PA模块来驱动听筒,然而,目前Smart PA模块的算法采用48k采样率的信号,对应的音频频率范围为20~20k,而超声波的音频范围是20k~40k,即Smart PA模块需要改用两倍以上的采样率,例如96k的采样率,这对于功耗和内存的要求较高;另外,将超声波算法放在实现立体声功能的Smart PA模块中,需要在兼顾立体声音质的前提下提前规划包括超声波算法的算力空间,改进成本较高。基于上述原因,为了使终端可以实现立体声和通过听筒发出超声波这两种功能,发明人提供了以下思路,思路一,直接通过切换开关来实现Smart PA模块和CODEC之间的切换,然而,由于SmartPA模块中的电压达到10V,CODEC中的电压为负压,而目前并没有这样的高耐压且能够导通负压的切换开关;思路二,在CODEC和听筒之间串联电容或设置放大电路,以抬升CODEC传输至听筒的电压,使其变为正压,但是该方案下的电容和放大器会导致音频低频指标的下降。

以下对本申请实施例的技术方案进行介绍,如图1所示,图1为本申请实施例中一种听筒控制电路的结构示意图,本申请实施例提供一种听筒控制电路,包括:智能功放SmartPA模块1、编译码器2和听筒3;第一开关模块41,智能功放模块1通过第一开关模块41电连接于听筒3;第一开关模块41包括第一开关器件单元51,第一开关器件单元51连接于智能功放模块1和听筒3之间,第一开关器件单元51用于控制智能功放模块1和听筒3之间的导通和截止,第一开关器件单元51由金属氧化物半导体场效晶体管MOSFET组成;第一开关器件单元51中的MOSFET为N型,且第一开关器件单元51中MOSFET的漏极D电连接于智能功放模块1,第一开关器件单元51中MOSFET的源极S电连接于听筒3,第一开关器件单元51中MOSFET的栅极G用于控制该MOSFET的导通和截止;第一开关模块41还包括第一跟随单元61,第一跟随单元61用于使第一开关器件单元51中MOSFET的栅极G和漏极D之间的电压差保持不变,且第一开关器件单元51中MOSFET的栅极G电压大于漏极D电压;第二开关模块42,编译码器2通过第二开关模块42电连接于听筒3;第二开关模块42包括第二开关器件单元52,第二开关器件单元52连接于编译码器2和听筒3之间,第二开关器件单元52用于控制编译码器2和听筒3之间的导通和截止,第二开关器件单元52由金属氧化物半导体场效晶体管MOSFET组成。

具体地,第一开关器件单元51由MOSFET组成,可以导通智能功放模块1中的高压;另外,由于智能功放模块1输出的信号为脉冲宽度调制(Pulse width modulation,PWM)信号,脉冲中的高压为例如10V,低压为0V,为了保证两者均可以被MOSFET传输,因此采用N型MOSFET,另外,在第一开关器件单元51控制智能功放模块1和听筒3之间导通时,通过第一跟随单元61控制第一开关器件单元51中MOSFET的栅极G电压大于漏极D电压,以保证10V和0V电压的传输过程中MOSFET均可以正常导通。上述听筒控制电路的工作过程为,当需要进行立体声播放时,通过第二开关器件单元52控制编译码器2和听筒3之间截止,通过第一开关器件单元51控制智能功放模块1和听筒3之间导通,即通过智能功放模块1来驱动听筒3,实现立体声的功能,此时,即便编译码器2中存在负压,由于第二开关器件单元52的截止作用,负压也不会对听筒3造成影响;当通过听筒3实现接近传感器功能时,通过第一开关器件单元51控制智能功放模块1和听筒3之间截止,此时,即便智能功放模块1中存在高压,也不会对听筒3造成影响,通过第二开关器件单元52控制编译码器2和听筒3之间导通,即通过编译码器2驱动听筒3,可以使听筒3发出超声波,以判断外界物体的接近,实现接近传感器的功能。

本申请实施例中的听筒控制电路,当需要进行立体声播放时,通过由MOSFET组成的第二开关器件单元控制编译码器和听筒之间截止,通过由MOSFET组成的第一开关器件单元控制智能功放模块和听筒之间导通,同时通过第一跟随单元的作用保证PWM信号的正常传输,即可以实现通过智能功放模块来驱动听筒实现立体声的功能,此时,即便智能功放模块中存在高压,由于第二开关器件单元的截止作用,降低了智能功放模块中的高压对编译码器造成的不良影响;当通过听筒实现接近传感器功能时,此时,即便编译码器中存在负压,由于第一开关器件单元控制智能功放模块和听筒之间截止,降低了编译码器中负压对智能功放模块造成的不良影响,通过第二开关器件单元控制编译码器和听筒之间导通,即通过编译码器驱动听筒,可以使听筒发出超声波,以判断外界物体的接近,实现接近传感器的功能。也就是说,本申请实施例中的听筒控制电路可以在具有立体声功能的终端上通过听筒发出超声波来实现接近传感器的功能。

可选地,如图2所示,图2为本申请实施例中另一种听筒控制电路的结构示意图,第二开关器件单元52中的MOSFET为N型,且第二开关器件单元52中MOSFET的源极S电连接于编译码器2,第二开关器件单元52中MOSFET的漏极D电连接于听筒3;第二开关模块42还包括第二跟随单元62,第二跟随单元62用于使第二开关器件单元52中MOSFET的栅极G和源极S之间的电压差保持不变。

具体地,编译码器2输出的信号为模拟信号,模拟信号的波动对于音质的影响较大,因此,设置第二跟随单元62,在第二开关器件单元52中的MOSFET导通时,使其栅极G和源极S之间的电压差保持不变,以保证MOSFET的导通阻抗不变,从而减小编译码器2输出的模拟信号的波动。

可选地,如图3所示,图3为本申请实施例中另一种听筒控制电路的结构示意图,智能功放模块1包括第一输出端P1和第二输出端N1,听筒3包括第一输入端IP和第二输入端IN;第一开关器件单元51包括第一晶体管Q1和第二晶体管Q2,第一晶体管Q1和第二晶体管Q2为N型MOSFET,第一晶体管Q1的源极S1电连接于听筒3的第一输入端IP,第一晶体管Q1的漏极D1电连接于智能功放模块1的第一输出端P1,第二晶体管Q2的源极S1电连接于听筒3的第二输入端IN,第二晶体管Q2的漏极D2电连接于智能功放模块1的第二输出端N1;第一跟随单元61包括:第一电容C1,第一电容C1串联于第一晶体管Q1的栅极G1和漏极D1之间;第二电容C2,第二电容C2串联于第二晶体管Q2的栅极G2和漏极D2之间;第一电阻R1,第一电阻R1串联于第一晶体管Q1的栅极G1和直流偏置控制节点O之间;第二电阻R2,第二电阻R2串联于第二晶体管Q2的栅极G2和直流偏置控制节点O之间。

具体地,第一输出端P1和第一输入端IP相对应,第二输出端N1和第二输入端IN相对应,通过差分信号实现对听筒3的控制。在第一开关器件单元51控制智能功放模块1和听筒3之间导通时,直流偏置控制节点O提供直流偏置电压,由于第一跟随单元61的作用,使得第一晶体管Q1的栅极G1电压高于其漏极D1电压,使第二晶体管Q2的栅极G2电压高于其漏极D2电压,例如,第一输出端P1输出波形中的高压为10V,低压为0V,为了保证0V~10V的电压均能够被传输至听筒3,因此,通过第一跟随单元61的作用例如使第一晶体管Q1的栅极G1电压高于其漏极D1电压5V,即保证其栅极G1和源极S1之间的电压差大于阈值电压,能够导通。

可选地,如图3所示,上述听筒控制电路还包括:第三电阻R3,第三电阻R3串联于直流偏置控制节点O和直流偏置电压端VBST之间;第三晶体管Q3,第三晶体管Q3串联于直流偏置控制节点O和接地端之间。

具体地,第三晶体管Q3的漏极电连接于直流偏置控制节点O,第三晶体管Q3的源极接地,第三晶体管Q3的栅极电连接于控制信号,当控制第三晶体管Q3截止时,通过直流偏置电压端VBST提供的直流偏置电压和第三电阻R3以及第一跟随单元61的作用可以控制第一晶体管Q1和第二晶体管Q2导通,即控制智能功放模块1和听筒3之间导通,通过智能功放模块1驱动听筒3;而当需要控制智能功放模块1和听筒3之间截止时,可以通过控制信号控制第三晶体管Q3导通,即使直流偏置控制节点O的电压被拉低,可以控制第一晶体管Q1和第二晶体管Q2截止。

可选地,如图3所示,编译码器2包括第一输出端P2和第二输出端N2,听筒3包括第一输入端IP和第二输入端IN;第二开关器件单元52包括第四晶体管Q4和第五晶体管Q5,第四晶体管Q4和第五晶体管Q5为N型MOSFET,第四晶体管Q4的源极S4电连接于编译码器2的第一输出端P2,第四晶体管Q4的漏极D3电连接于听筒3的第一输入端IP,第五晶体管Q5的源极S5电连接于编译码器2的第二输出端N2,第五晶体管Q5的漏极D5电连接于听筒3的第二输入端IN;第二跟随单元62包括:第三电容C3,第三电容C3串联于第四晶体管Q4的源极S4和栅极G4之间;第四电阻R4,第四电阻R4串联于第四晶体管Q4的栅极G4和第一直流偏置控制端V1之间;第四电容C4,第四电容C4串联于第五晶体管Q5的源极S5和栅极G5之间;第五电阻R5,第五电阻R5串联于第五晶体管Q5的栅极G5和第二直流偏置控制端V2之间。

具体地,第一直流偏置控制端V1和第二直流偏置控制端V2可以为相同的电压端,用于提供相同的信号,也可以为不同的电压端。第一直流偏置控制端V1提供的电压信号可以控制第四晶体管Q4的导通或截止,类似地,第二直流偏置控制端V2提供的电压信号可以控制第五晶体管Q5的导通或截止。当控制第四晶体管Q4和第五晶体管Q5导通时,第一直流偏置控制端V1和第二直流偏置控制端V2提供直流偏置电压,配合第二跟随单元62的作用,使得编译码器2的输出信号通过第四晶体管Q4和第五晶体管Q5传输至听筒3的过程中,第四晶体管Q4的栅极G4和源极S4之间的电压差保持不变,即导通阻抗不变,第五晶体管Q5的栅极G5和源极S5之间的电压差保持不变,即导通阻抗不变,降低了由于晶体管导通阻抗变化而导致的模拟信号波动,从而改善了音质。

可选地,如图3所示,听筒控制电路还包括:第六电阻R6和第七电阻R7,第六电阻R6串联于第四晶体管Q4的源极S4和接地端之间,第七电阻R7串联于第五晶体管Q5的源极S5和接地端之间。

具体地,当智能功放模块1驱动听筒3时,第一晶体管Q1和第二晶体管Q2导通,第四晶体管Q4和第五晶体管Q5截止,智能功放模块1输出PWM信号,PWM信号可能会通过第四晶体管Q4和第五晶体管Q5感应到编译码器2一侧,本申请实施例中,通过接地的第六电阻R6和第七电阻R7可以滤除PWM信号通过第四晶体管Q4和第五晶体管Q5感应到编译码器2一侧的信号。

可选地,如图3所示,听筒控制电路还包括:第五电容C5,第五电容C5串联于第一晶体管Q1的栅极G1和听筒3的第一输入端IP之间;第六电容C6,第六电容C6串联于第二晶体管Q2的栅极G2和听筒3的第二输入端IN之间。

具体地,当编译码器2驱动听筒3时,由于编译码器2会输出负电压,此时,即便通过第三晶体管Q3拉低第一晶体管Q1的栅极G1电压以及第二晶体管Q2的栅极G2电压,仍由可能导致第一晶体管Q1和第二晶体管Q2导通,因此,本申请实施例中,通过第五电容C5和第六电容C6的作用,可以使第一晶体管Q1的栅极G1电压以及第二晶体管Q2的栅极G2电压被拉至更低而保证第一晶体管Q1和第二晶体管Q2截止。

以下根据图3所示的结构对听筒控制电路的工作过程整体进行说明,例如,第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第六电阻R6和第七电阻R7的阻值均为4.7KΩ,第四电阻R4和第五电阻R5的阻值均为37.4KΩ,第一电容C1、第二电容C2、第五电容C5和第六电容C6的电容值均为100nF,第四电容C4和第五电容C5的电容值均为4.7nF。在实现立体声功能时,控制第一晶体管Q1和第二晶体管Q2导通,第三晶体管Q3、第四晶体管Q4和第五晶体管Q5截止,智能功放模块1输出PWM信号至听筒3,驱动听筒3,例如,其中,如图4所示,图4为图3中第一晶体管漏极和栅极电压仿真示意图,智能功放模块1的第一输出端P1输出的PWM信号为图4中的PWM1,PWM1为脉冲,其中高压为10V,低压为0V,直流偏置电压端VBST输出10V直流电压,由于第一电容C1、第一电阻R1和第三电阻R3的作用,使得第一晶体管Q1的栅极G1电压为源极S1电压的1.5倍,第一晶体管Q1的栅极G1电压为图4中的PWM2,PWM2同样为脉冲,为在PWM1上叠加5V电压,即5V~10V的信号,保证了第一晶体管Q1的栅极G1和源极S1之间的电压差为5V,即保证了第一晶体管Q1的导通,第二晶体管Q2同理导通。在实现接近传感器功能时,控制第三晶体管Q3导通,使第一晶体管Q1和第二晶体管Q2的栅极电压被拉低,第一晶体管Q1和第二晶体管Q2截止,通过第一直流偏置控制端V1和第二直流偏置控制端V2控制第四晶体管Q4和第五晶体管Q5导通,此时,第一直流偏置控制端V1和第二直流偏置控制端V2均提供直流偏置电压,编译码器2的第一输出端P2和第二输出端N2输出模拟信号,且由于第二跟随单元62的作用,保持第四晶体管Q4的栅极G4和源极S4之间的电压差不变,保持第四晶体管Q4的导通阻抗不变,抑制了模拟信号的失真,模拟信号通过第四晶体管Q4和第五晶体管Q5传输至听筒3,即实现了编译码器2驱动听筒3,可以驱动听筒3发出超声波,以实现接近传感器的功能。

本申请实施例还提供一种终端,包括上述的听筒控制电路。其中,听筒控制电路的具体结构和原理与上述实施例相同,在此不再赘述,上述听筒3用于将音频电信号转换成声音信号,当终端接听电话或语音信息时,可以通过将听筒3靠近人耳接听语音。本申请实施例中的终端可以为手机等电子设备。

本申请实施例中,“至少一个”是指一个或者多个,“多个”是指两个或两个以上。“和/或”,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的情况。其中A,B可以是单数或者复数。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。“以下至少一项”及其类似表达,是指的这些项中的任意组合,包括单项或复数项的任意组合。例如,a,b和c中的至少一项可以表示:a,b,c,a-b,a-c,b-c,或a-b-c,其中a,b,c可以是单个,也可以是多个。

以上仅为本申请的优选实施例而已,并不用于限制本申请,对于本领域的技术人员来说,本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本申请的保护范围之内。

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