[發明專利]一種分頻優化處理的音頻芯片及耳機

在審

• 申請號: 202110143311.3
• 申請日: 2021-02-02
• 公開（公告）號: CN113055782A
• 公開（公告）日: 2021-06-29
• 發明（設計）人: 邊仿
• 申請（專利權）人: 頭領科技（昆山）有限公司
• 主分類號: H04R3/00
• 分類號: H04R3/00
• 代理公司: 北京卓嵐智財知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 11624
• 代理人: 田野

本發明提出了一種分頻優化處理的音頻芯片和耳機；對分頻系統中的高頻濾波電路進行了優化，加入具有高頻揚聲器特性預測電路的負反饋電路，補償高頻揚聲器的響應特性偏移以得到與低頻響應組合時產生所需理想的組合響應特性的高通信號，能夠精確再現音頻音效；同時，通過設置組合處理器將分頻后的左右低頻信號組合處理成組合低頻信號以減少兩個分頻器差異化誤差并可以保持低頻信號精確性，避免左右低頻信號分別處理導致的器件增加和音頻芯片整體體積、成本的增加。

技術領域

本發明涉及音頻輸出設備領域，尤其涉及一種分頻優化處理的音頻芯片及耳機。

背景技術

現有耳機系統接收表示音頻聲音的電信號，并通過驅動單元將電信號轉換為音頻聲波。驅動單元包括響應于電信號的振膜，振膜振動來擾動周圍的空氣，從而引起音頻聲波。

由于不充分的低頻特性，許多傳統耳機系統不能很好地響應非常低頻的輸入信號。因此，現有高質量耳機系統，尤其是立體聲耳機系統，可以包括單獨的低音專用揚聲器，其被設計為更準確地再現全聲譜的較低頻率。在一些情況下，低頻揚聲器與分頻器結合使用。分頻器的分頻頻率通常可由用戶設定，而將整個聲音頻譜分成低頻分量和高頻分量。然后，分頻將低頻分量引導到低頻揚聲器，并將高頻分量引導到高頻揚聲器。分頻的高通響應可以補充低頻揚聲器的低通響應特性，因此實現高頻揚聲器和低頻揚聲器的聲音輸出的理想混合。盡管使用分頻器和低頻揚聲器系統提供了改進的音質，但是分頻處理和高低頻揚聲器自身響應特性偏移會帶來一定的信號失真。所以，仍需提供了一種具備能夠精確再現音頻音效的分頻系統的分頻優化處理的音頻芯片。

發明內容

針對現有技術中的上述缺點，本發明提供一種分頻優化處理的音頻芯片，包括：

左分頻器，用于接收外部音頻信號輸入單元輸入的立體聲音頻信號中的左聲道信號并將其過濾產生左高頻信號和左低頻信號；

右分頻器，用于接收外部音頻信號輸入單元輸入的立體聲音頻信號中的右聲道信號并將其過濾產生右低頻信號和右高頻信號；

左高頻放大器，用于接收所述左高頻信號并將其進行放大處理后輸出驅動左高頻揚聲器；

右高頻放大器，用于接收所述右高頻信號并將其進行放大處理后輸出驅動右高頻揚聲器；

組合處理器，用于接收所述左低頻信號和右低頻信號并將其進行組合處理后生成組合低頻信號；

低頻放大器，用于接收所述組合低頻信號并將其放大處理后輸出驅動左低頻揚聲器和右低頻揚聲器。

優選地，所述左分頻器和右分頻器還包括附加電路，以進一步濾波和隔離更多頻率分量。

優選地，所述左高頻放大器和右高頻放大器被優化以處理500Hz到20kHz之間的頻率；組合處理器和低頻放大器被優化以處理低于500Hz的頻率。

優選地，所述組合處理器對所述左低頻信號和右低頻信號并將其進行對比、修整、疊加處理后生成組合低頻信號。

優選地，所述分頻優化處理的音頻芯片還包括：用戶命令處理單元，用于接收外部用戶命令輸入單元輸入的對所述左高頻放大器、右高頻放大器和低頻放大器的音量控制命令信號，并根據所述音量控制命令信號控制對應部件。

優選地，所述左分頻器和右分頻器均包括高頻濾波電路和低頻濾波電路。

優選地，所述高頻濾波電路包括一個四階高通濾波器、一個二階高通濾波器和一個運算放大器。

優選地，所述二階高通濾波器的特征頻率小于所述四階高通濾波器的特征頻率，所述二階高通濾波器的阻尼因子大于所述四階高通濾波器的阻尼因子。

優選地，所述高頻濾波電路包括：包括四個運算放大器OA1、OA2、OA3和OA4，六個電阻器R1、R2、R3、R4、R5和R6，六個電容器C1、C2、C3、C4、C5和C6。