專利名稱：一種實現(xiàn)移動終端音頻信號自適應(yīng)的方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及通信技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種實現(xiàn)移動終端音頻信號自適應(yīng)的方法及裝置。
背景技術(shù)：
通話過程中普遍存在著嘯叫和音頻功放失真問題，在集群通信中，移動電話通常處于免提通話狀態(tài)，嘯叫和音頻功放失真問題尤為突出。
集群通信中的嘯叫和音頻功放失真產(chǎn)生方式分為兩種一種是點呼免提狀態(tài)下，由于揚聲器輸出聲音大，而揚聲器和受話器之間間距短，從聽者揚聲器輸出的聲音很容易被聽者的受話器捕獲，然后發(fā)送到講者，講者的揚聲器輸出的聲音再被講者的受話器捕獲，發(fā)送到聽者，這樣就形成了一個正反饋，周而復(fù)始，雙方移動電話的功放就進入飽和狀態(tài)，功放輸出發(fā)生失真，進而產(chǎn)生嘯叫；另外一種是組呼狀態(tài)下，當聽者和講者距離較近時，從聽者揚聲器輸出的聲音很容易就被講者的受話器捕獲，然后又傳給聽者，也形成了一個正反饋，周而復(fù)始，功放發(fā)生失真，進而也產(chǎn)生嘯叫。
參見圖1，為現(xiàn)有技術(shù)實現(xiàn)對音頻信號控制的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。
嘯叫和音頻功放失真問題就其本質(zhì)來說，是因為模擬基帶芯片輸出的音頻信號過強，導(dǎo)致音頻信號輸入到后級音頻功率放大器后，造成音頻功率放大器飽和或者自激，音頻功率放大器輸出信號產(chǎn)生了非線性失真。
目前，現(xiàn)有技術(shù)方案無法解決通話過程中的嘯叫和音頻功放失真的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明實施例提供一種實現(xiàn)移動終端音頻信號自適應(yīng)的方法及裝置，用以解決通話過程中的嘯叫和音頻功放失真的問題。
本發(fā)明實施例的方法，應(yīng)用于在移動終端中，模擬基帶芯片向音頻功率放大器發(fā)送音頻信號的過程中，該方法包括獲取所述模擬基帶芯片向音頻功率放大器發(fā)送的音頻信號的電壓，識別出所述音頻信號的電壓超過預(yù)設(shè)的門限電壓時，對所述音頻信號進行衰減；將所述衰減后的音頻信號發(fā)送給所述音頻功率放大器。
本發(fā)明實施例的移動終端，包括模擬基帶芯片和音頻功率放大器，該移動終端還包括音頻信號自適應(yīng)裝置，用于當所述模擬基帶芯片輸出的音頻信號的電壓超過預(yù)設(shè)的門限電壓時，對音頻信號進行衰減，并將所述衰減后的音頻信號發(fā)送給所述音頻功率放大器。
本發(fā)明實施例的裝置包括音頻信號峰值檢波器，用于根據(jù)模擬基帶芯片輸出的音頻信號的電壓幅值特性，并獲得相應(yīng)的直流電壓；門限電壓比較器，用于比較所述的直流電壓和預(yù)設(shè)的門限電壓，當所述直流電壓超過預(yù)設(shè)的門限電壓時，觸發(fā)可控衰減器工作；可控衰減器，對音頻信號進行衰減，并將衰減后信號輸出給音頻功率放大器。
本發(fā)明實施例，通過當音頻信號的電壓超過預(yù)設(shè)的門限電壓時，對所述的音頻信號進行衰減的技術(shù)方案，實現(xiàn)移動終端對音頻信號的控制，避免了通話過程中的嘯叫和音頻功放失真的問題，提高了輸出音質(zhì)。


圖1為現(xiàn)有技術(shù)中的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本發(fā)明方法實施例的流程示意圖；圖3為本發(fā)明裝置實施例的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖4為本發(fā)明移動終端實施例的結(jié)構(gòu)示意圖；圖5為本發(fā)明系統(tǒng)實施例的電路結(jié)構(gòu)示意圖；圖6為本發(fā)明的具體實施例中當輸入音頻信號為300Hz時的輸出波形示意圖；圖7為本發(fā)明的具體實施例中當輸入音頻信號為1KHz時的輸出波形示意圖；圖8為本發(fā)明的具體實施例中當輸入音頻信號為3KHz時的輸出波形示意圖；圖9為本發(fā)明的具體實施例中當輸入音頻信號為10KHz時的輸出波形示意圖。
具體實施例方式
本發(fā)明實施例提供的技術(shù)方案中，通過音頻信號峰值檢波器獲取音頻信號的電壓幅值特性，并將電壓幅值特性轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的直流電壓，通過門限電壓比較器對所述直流電壓與預(yù)設(shè)的門限電壓進行比較，當直流電壓大于門限電壓時，輸出高電平，觸發(fā)可控衰減器工作，對所述的音頻信號進行衰減，衰減后的音頻信號再經(jīng)過音頻電壓放大器的電壓放大后，分別經(jīng)過音頻功率放大器和揚聲器輸出給用戶，使移動終端達到對音頻信號的自適應(yīng)，實現(xiàn)對音頻信號的控制，避免通話過程中的嘯叫和音頻功放失真的問題，提高了輸出音質(zhì)。
所述的音頻信號自適應(yīng)，就是在免提通話過程中，在用戶終端的下行鏈路上設(shè)置一套動態(tài)檢測算法或者電路，檢測音頻信號的波動，一旦波動超過預(yù)設(shè)的門限值，就降低下行鏈路的增益值，使系統(tǒng)達到對音頻信號的自適應(yīng)，阻止正反饋的形成，抑制嘯叫和音頻功放失真的產(chǎn)生。
參見圖2，本發(fā)明方法實施例，應(yīng)用于在移動終端中，模擬基帶芯片向音頻功率放大器發(fā)送音頻信號的過程中，該方法具體包括以下步驟S201、獲取模擬基帶芯片輸出的音頻信號的電壓；
所述的音頻信號為模擬音頻信號；通過音頻信號峰值檢波器獲得所述音頻信號的電壓幅值特性，并獲得相應(yīng)的直流電壓，并將該直流電壓發(fā)送給電壓比較器；在獲取所述模擬基帶芯片輸出的音頻信號的電壓之前還可以包括將所述模擬基帶芯片輸出的音頻信號進行電壓放大；那么，獲取所述模擬基帶芯片輸出的音頻信號的電壓幅值特性為獲取電壓放大后的音頻信號的電壓幅值特性；因此，所述的音頻電壓放大器可以和音頻信號峰值檢波器相連，用于對模擬基帶芯片輸出的音頻信號進行放大處理，將所述放大處理后的音頻信號發(fā)送給所述音頻信號峰值檢波器，當所述放大處理后的音頻信號達到音頻信號峰值檢波器的工作門限時，即該音頻信號會產(chǎn)生功放失真時，音頻信號峰值檢波器開始工作，獲得所述放大處理后的音頻信號的電壓幅值特性，并獲得相應(yīng)的直流電壓，將該直流電壓發(fā)送給電壓比較器；S202、當音頻信號的電壓大于門限電壓時，對音頻信號進行衰減，并將所述衰減后的音頻信號發(fā)送給音頻功率放大器；通過電壓比較器對所述直流電壓和預(yù)先設(shè)置的門限電壓進行比較，當所述直流電壓大于所述門限電壓時，對音頻信號進行衰減，并將衰減后的音頻信號發(fā)送給音頻電壓放大器；其中，通過可控衰減器可以實現(xiàn)對音頻信號的衰減；所述的門限電壓是根據(jù)用戶終端下行增益的要求預(yù)先設(shè)置的；將所述衰減后的音頻信號發(fā)送給所述音頻功率放大器之前還可以包括將所述衰減后的音頻信號進行放大處理；那么，將所述衰減后的音頻信號發(fā)送給所述音頻功率放大器為將經(jīng)過放大處理的所述衰減后的音頻信號發(fā)送給音頻功率放大器；經(jīng)過放大處理的所述衰減后的音頻信號分別經(jīng)過音頻功率放大器和揚聲器輸出給用戶。
綜上，所述音頻電壓放大器的作用是擴大信號檢測的范圍，同時推動音頻功率放大器和音頻信號峰值檢波器工作；例如在不使用音頻電壓放大器的情況下，音頻功率放大器放大倍數(shù)是10，當輸入信號是500mV時，音頻功率放大器剛好飽和失真，但是，對于音頻信號峰值檢波器，500mV的小信號不足以讓音頻信號峰值檢波器工作，需要高于700mV，才能讓音頻信號峰值檢波器工作，這樣對于500mV～700mV之間的輸入信號，系統(tǒng)就無法正?？刂疲绻尤胍纛l電壓放大器，同樣整個系統(tǒng)電壓增益仍然設(shè)置為10，所不同的是，此時音頻功率放大器放大倍數(shù)可以設(shè)置為7，電壓放大器放大倍數(shù)設(shè)置為1.43，那么當輸入500mV信號，放大后的信號為715mV，音頻功率放大器會產(chǎn)生飽和失真，音頻信號峰值檢波器的輸入端已經(jīng)有715mV信號的輸入，音頻信號峰值檢波器可以正常工作，實現(xiàn)對音頻信號的控制；若可控衰減器為兩級，一級衰減器衰減系數(shù)為1，二級衰減器衰減系數(shù)為0.8，那么當輸入是500mV信號時，一級衰減器開始工作，那么整個系統(tǒng)的增益是1.43*7*1＝10.01，這種臨界狀態(tài)下，根據(jù)所述輸入信號和增益，獲得音頻功率放大器輸出為5V，剛好不失真；若一級衰減器衰減系數(shù)為1，二級衰減器衰減系數(shù)為0.8，那么當輸入是600mV信號時，兩級衰減器同時開始工作，那么整個系統(tǒng)的增益是1.43*7*1*0.8＝8.008，這種狀態(tài)下，音頻功率放大器輸出為4.8048V，也不會失真；所述對音頻信號電壓放大的倍數(shù)，可以根據(jù)音頻信號的電壓幅值以及對音頻信號功率放大的倍數(shù)確定的，當音頻信號的電壓幅值過大，使音頻功放失真時，則適當減小音頻信號電壓放大的倍數(shù)。反之，當音頻信號的電壓幅值很小，不會造成音頻功放失真時，則可以適當提高音頻信號電壓放大的倍數(shù)；通過上述三個步驟實現(xiàn)對音頻信號的實時控制，使移動終端達到對音頻信號的自適應(yīng)，抑制嘯叫和音頻功放失真的產(chǎn)生。
參見圖3，為本發(fā)明實施例提供的移動終端音頻信號自適應(yīng)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖，本發(fā)明實施例中提供的系統(tǒng)包括音頻信號自適應(yīng)裝置301；所述音頻信號自適應(yīng)裝置301包括可控衰減器3011、音頻電壓放大器3012、音頻信號峰值檢波器3013、門限電壓比較器3014和外部接口單元3015。
其中，可控衰減器3011在最開始接收音頻信號時，是不工作的，只是將所獲得的音頻信號轉(zhuǎn)發(fā)給音頻電壓放大器3012；音頻電壓放大器3012對音頻信號的電壓放大后，如果輸入音頻信號自適應(yīng)裝置301的音頻信號是較強的音頻信號，會造成功放失真，則會觸發(fā)音頻信號峰值檢波器3013工作，如果輸入音頻信號自適應(yīng)裝置301的音頻信號是較弱的音頻信號，不會造成功放失真，則音頻信號峰值檢波器3013不會工作，音頻電壓放大器3012直接將電壓放大后的音頻信號輸出；音頻信號峰值檢波器3013，獲得音頻信號的電壓幅值特性，將電壓幅值特性轉(zhuǎn)化為相對應(yīng)的直流電壓，音頻信號峰值檢波器3013需要有很好的收斂性，能夠在人耳能察覺的時間內(nèi)，根據(jù)經(jīng)驗，該時間一般為20ms，把音頻信號的電壓幅值特性提取出來。
門限電壓比較器3014，是將音頻信號峰值檢波器3013輸出的直流電壓和預(yù)設(shè)的門限電壓值進行比較，門限電壓比較器3014輸出高電平或低電平信號，作為控制可控衰減器3011工作與否的開關(guān)信號，當所述直流電壓大于所述預(yù)設(shè)的門限電壓值時，表示音頻信號過大，容易造成嘯叫和音頻功放失真，則門限電壓比較器3014輸出高電平，可控衰減器3011開始工作；否則，如果所述直流電壓小于所述預(yù)設(shè)的門限電壓值，表示音頻信號較小，不容易造成嘯叫和音頻功放失真，則門限電壓比較器3014輸出低電平，可控衰減器3011不工作；所述預(yù)設(shè)的門限電壓值可以視用戶終端下行增益的要求，來靈活調(diào)整，要求所述增益高，則把預(yù)設(shè)的門限電壓值設(shè)置高些；反之，要求所述增益低，則把預(yù)設(shè)的門限電壓值設(shè)置低些。
可控衰減器3011，當門限電壓比較器3014輸出高電平時，可控衰減器3011開始對音頻信號進行衰減，經(jīng)過可控衰減器3011衰減的音頻信號，再經(jīng)過音頻電壓放大器3012的電壓放大后輸出，從而避免了通話過程中的嘯叫和音頻功放失真；當門限電壓比較器3014輸出低電平，可控衰減器3011不對音頻信號進行衰減，音頻電壓放大器3012對音頻信號的電壓放大后直接輸出，此時也不會產(chǎn)生嘯叫和音頻功放失真；其中，用戶可以通過所述的外部接口單元3015，設(shè)置門限電壓的值、對音頻信號進行衰減的倍數(shù)值以及對音頻信號進行電壓放大的倍數(shù)值。
經(jīng)過上述處理，實現(xiàn)了對輸入的音頻信號的控制，輸出的音頻信號不會造成嘯叫和音頻功放失真。
以上設(shè)計僅僅設(shè)置了一級門限電壓比較器和一級可控衰減器進行控制，如果需要更加精細的控制，可以通過增加門限電壓比較器的門限數(shù)目和可控衰減器的級數(shù)來實現(xiàn)。
參見圖4，本發(fā)明實施例提供的移動終端包括模擬基帶芯片401、音頻信號自適應(yīng)裝置402、音頻功率放大器403和揚聲器404；所述音頻信號自適應(yīng)裝置402包括可控衰減器4021、音頻電壓放大器4022、音頻信號峰值檢波器4023、門限電壓比較器4024和外部接口單元4025。
模擬基帶芯片401輸出模擬音頻信號給音頻信號自適應(yīng)裝置402，音頻信號自適應(yīng)裝置402中在人耳察覺的時間內(nèi)，由音頻信號峰值檢波器4023提取出音頻信號的電壓幅值特性，并轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的直流電壓輸出給門限電壓比較器4024，門限電壓比較器4024對直流電壓和預(yù)先設(shè)置好的門限電壓進行比較，當直流電壓大于門限電壓時，輸出高電平給可控衰減器4021，當直流電壓小于門限電壓時，輸出低電平給可控衰減器4021，可控衰減器4021在接收到高電平時，對音頻信號進行衰減，并將衰減后信號輸出給音頻電壓放大器4022進行電壓放大，電壓放大后的音頻信號分別經(jīng)過音頻功率放大器403和揚聲器404輸出給人耳；其中，用戶可以通過所述的外部接口單元4025，設(shè)置門限電壓的值、對音頻信號進行衰減的倍數(shù)值以及對音頻信號進行電壓放大的倍數(shù)值。
實現(xiàn)該系統(tǒng)的具體電路圖，如圖5所示，圖中V1是模擬音頻信號源，通過設(shè)置其參數(shù)，可以模擬發(fā)生不同頻率的音頻信號；Attenuator是可控衰減器，其輸出可以是對V1輸出的音頻信號進行衰減的音頻信號，由U6A的輸出信號控制其工作與否，U6A是電壓比較器；U1A是音頻信號放大器，對Attenuator輸出信號進行適當放大，在本設(shè)計中，由一片LM833實現(xiàn)；Peak Detector是峰值檢波器，對U1A輸出的音頻信號進行檢波，輸出能反映音頻信號峰值特性的直流電壓信號給后級電壓比較器U6A，U6A是由一片LM339實現(xiàn)，完成對峰值檢波器輸出信號和設(shè)定的門限電壓的比較，當峰值檢波器輸出信號的電壓大于門限電壓時，U6A輸出高電平信號，約為4V，該高電平信號的值視系統(tǒng)具體供電電壓而定，一般要求大于2.1V?？煽厮p器接收到所述的高電平信號后開始工作，當峰值檢波器輸出信號電壓小于門限電壓時，U6A輸出低電平信號，約為0V，可控衰減器不對信號進行衰減。
模擬音頻信號源分別輸入300Hz、1KHz、3KHz、10KHz信號進行仿真時，分別獲得如圖6、圖7、圖8和圖9所示的波形，其中，dc是峰值檢波器PeakDetector輸出的信號，可見在經(jīng)過幾個周期的充放電后，dc信號趨于輸出一個直流信號；gain_con是電壓比較器U6A輸出的信號，該信號被dc所控制，當dc超過預(yù)設(shè)的門限電壓后，gain_con輸出高電平信號；in1是模擬音頻信號源輸出的信號；in2是可控衰減器Attenuator輸出的信號，當gain_con輸出高電平時，可控衰減器被開啟，減小in2的信號幅度，當gain_com輸出低電平時，可控衰減器關(guān)閉；out是音頻信號放大器U1A的輸出信號。
綜上，在20ms內(nèi)，即人耳能察覺的時間內(nèi)，所述電路能實現(xiàn)對移動通信音頻信號進行自適應(yīng)，一般情況下該音頻信號的頻率范圍為300Hz至3400Hz，避免通話過程中的嘯叫和音頻功放失真的問題，提高了輸出音質(zhì)。
顯然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對本發(fā)明進行各種改動和變型而不脫離本發(fā)明的精神和范圍。這樣，倘若本發(fā)明的這些修改和變型屬于本發(fā)明權(quán)利要求及其等同技術(shù)的范圍之內(nèi)，則本發(fā)明也意圖包含這些改動和變型在內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種實現(xiàn)移動終端音頻信號自適應(yīng)的方法，應(yīng)用于在移動終端中，模擬基帶芯片向音頻功率放大器發(fā)送音頻信號的過程中，其特征在于，該方法包括獲取所述模擬基帶芯片向音頻功率放大器發(fā)送的音頻信號的電壓，識別出所述音頻信號的電壓超過預(yù)設(shè)的門限電壓時，對所述音頻信號進行衰減；將所述衰減后的音頻信號發(fā)送給所述音頻功率放大器。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述獲取音頻信號的電壓的步驟進一步包括獲取所述模擬基帶芯片輸出的音頻信號的電壓幅值特性；并獲取與所述電壓幅值特性相對應(yīng)的直流電壓，將所述直流電壓作為所述音頻信號的電壓。
3.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述方法還包括獲取所述模擬基帶芯片向音頻功率放大器發(fā)送的音頻信號的電壓之前將所述模擬基帶芯片向音頻功率放大器發(fā)送的音頻信號進行電壓放大；相應(yīng)地，獲取所述模擬基帶芯片輸出的音頻信號的電壓幅值特性進一步指獲取電壓放大后的音頻信號的電壓幅值特性。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法還包括將所述衰減后的音頻信號發(fā)送給所述音頻功率放大器之前將所述衰減后的音頻信號進行放大處理；相應(yīng)地，將所述衰減后的音頻信號發(fā)送給所述音頻功率放大器進一步指將經(jīng)過放大處理的所述衰減后的音頻信號發(fā)送給音頻功率放大器。
5.一種移動終端，包括模擬基帶芯片和音頻功率放大器，其特征在于，該移動終端還包括音頻信號自適應(yīng)裝置，用于當所述模擬基帶芯片輸出的音頻信號的電壓超過預(yù)設(shè)的門限電壓時，對音頻信號進行衰減，并將所述衰減后的音頻信號發(fā)送給所述音頻功率放大器。
6.如權(quán)利要求5所述的移動終端，其特征在于，所述的音頻信號自適應(yīng)裝置包括音頻信號峰值檢波器，用于根據(jù)模擬基帶芯片輸出的音頻信號的電壓幅值特性，獲得相應(yīng)的直流電壓；門限電壓比較器，用于比較所述的直流電壓和預(yù)設(shè)的門限電壓，當所述直流電壓超過預(yù)設(shè)的門限電壓時，觸發(fā)可控衰減器工作；可控衰減器，對音頻信號進行衰減，并將衰減后信號輸出給音頻功率放大器。
7.如權(quán)利要求6所述的移動終端，其特征在于，所述的音頻信號自適應(yīng)裝置還包括音頻電壓放大器，用于將模擬基帶芯片輸出的音頻信號進行電壓放大，并將放大后的音頻信號發(fā)送給所述音頻信號峰值檢波器；所述音頻信號峰值檢波器，用于根據(jù)所述放大后的音頻信號的電壓幅值特性，獲得相應(yīng)的直流電壓。
8.如權(quán)利要求7所述的移動終端，其特征在于，所述的音頻電壓放大器，還用于對所述可控衰減器輸出的音頻信號進行電壓放大，并將所述電壓放大后的音頻信號發(fā)送給音頻功率放大器。
9.如權(quán)利要求8所述的移動終端，其特征在于，所述的音頻信號自適應(yīng)裝置還包括外部接口單元，用于設(shè)置門限電壓的值、對音頻信號進行衰減的倍數(shù)值以及對音頻信號進行電壓放大的倍數(shù)值。
10.一種實現(xiàn)移動終端音頻信號自適應(yīng)的裝置，其特征在于，該裝置包括音頻信號峰值檢波器，用于根據(jù)模擬基帶芯片輸出的音頻信號的電壓幅值特性，并獲得相應(yīng)的直流電壓；門限電壓比較器，用于比較所述的直流電壓和預(yù)設(shè)的門限電壓，當所述直流電壓超過預(yù)設(shè)的門限電壓時，觸發(fā)可控衰減器工作；可控衰減器，對音頻信號進行衰減，并將衰減后信號輸出給音頻功率放大器。
11.如權(quán)利要求10所述的裝置，其特征在于，該裝置還包括音頻電壓放大器，用于將模擬基帶芯片輸出的音頻信號進行電壓放大，并將放大后的音頻信號發(fā)送給所述音頻信號峰值檢波器；所述音頻信號峰值檢波器，用于根據(jù)所述放大后的音頻信號的電壓幅值特性，獲得相應(yīng)的直流電壓。
12.如權(quán)利要求11所述的裝置，其特征在于，所述的音頻電壓放大器，還用于對所述可控衰減器輸出的音頻信號進行電壓放大，并將所述電壓放大后的音頻信號發(fā)送給音頻功率放大器。
13.如權(quán)利要求12所述的裝置，其特征在于，該裝置還包括外部接口單元，用于設(shè)置門限電壓的值、對音頻信號進行衰減的倍數(shù)值以及對音頻信號進行電壓放大的倍數(shù)值。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種實現(xiàn)移動終端音頻信號自適應(yīng)的方法及裝置，用以解決通話過程中的嘯叫和音頻功放失真的問題。本發(fā)明方法，應(yīng)用于在移動終端中，模擬基帶芯片向音頻功率放大器發(fā)送音頻信號的過程中，該方法包括獲取所述模擬基帶芯片向音頻功率放大器發(fā)送的音頻信號的電壓，識別出所述音頻信號的電壓超過預(yù)設(shè)的門限電壓時，對所述音頻信號進行衰減；將所述衰減后的音頻信號發(fā)送給所述音頻功率放大器。本發(fā)明還公開了一種移動終端和一種實現(xiàn)移動終端音頻信號自適應(yīng)的裝置。本發(fā)明用于移動終端對音頻信號的控制，避免通話過程中的嘯叫和音頻功放失真的問題，提高輸出音質(zhì)。
文檔編號H04M1/20GK1946101SQ20061013793
公開日2007年4月11日 申請日期2006年10月31日 優(yōu)先權(quán)日2006年10月31日
發(fā)明者謝亮 申請人:華為技術(shù)有限公司