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详解智能手机音频电路处理原理
来源:本站整理  作者:佚名  2015-12-30 10:48:48

    智能手机的音频处理电路主要处理手机的声音信号,它主要负责接收和发射音频信号,是实现手机听见对方声音的关键电路。
    一、音频处理电路的组成与电路结构
    1.1音频处理电路由哪些元件组成
    智能手机的音频处理电路在智能手机的主控电路板中,由于智能手机电路板设计不同,音频处理电路的位置也不相同。
    从电路结构上来看,智能手机音频处理电路主要由音频信号处理芯片、音频功率放大器、耳机信号放大器、听筒、扬声器、话筒、耳机接口等组成。如图1所示为智能手机音频处理电路组成框图及实物图。从图中可以看出,音频信号处理电路是音频处理电路的核心。


    1.2音频处理电路的电路结构
    音频处理电路主要由接收音频电路、送话电路、耳机通话电路等组成,包括模拟音频的模拟/数字(A/D)转换、数字/模拟(D/A)转换、数字语音信号处理、模拟音频放大电路等。
    目前智能手机语音电路主要有两种:
    1)音频处理电路与电源管理电路集成在一起。
    2)音频处理电路与微处理器(CPU)集成在一起。
另外,有的音频处理电路芯片中集成功率放大器电路,有的则没有集成,需要单配功率放大器。无论采用何种结构模式,其音频信号处理过程都一样的。如图2所示为音频处理电路的电路结构。


    二、音频处理电路如何处理声音
    音频处理电路是智能手机用来处理语音信号的主要电路单元,如果想要诊断智能手机中语音电路的故障,首先需要对音频处理电路的结构原理有深入的了解。不同品牌智能手机的语音电路结构基本相同,工作原理基本相同。下面以一个具体的智能手机音频处理电路为例,讲解智能手机音频处理电路的工作原理。
    2.1音频处理电路工作流程
    智能手机的音频处理电路工作流程如下:
    当接听电话时(如图3所示),首先从射频电路解调出67.707kHz的接收基带信息(RXI-P、RXI-N、RXQ-P、RXQ-N),送到基带处理器内部进行数字窄带解调(GMSK),分离出控制信号和语音信号;其次把语音信号进行解密、去交织、重组等一系列处理,然后进行信道解码、语音解码;最后得到纯正数字语音信号,送入语音信号处理器中的多模转换器进行数字/模拟(D/A)转换;还原成模拟音频信号后,经过音频功率放大后推动听筒(EAR)发声。


    若选择免提受话,基带处理器则关闭听筒受话放大器,启动免提受话放大管(振铃放大管)工作,把音频信号功率放大后推动喇叭(SPK)发声。
    当打电话时,首先话筒把声音转化为模拟音频电流信号,通过电容耦合送入语音信号处理器内部进行放大,经内部的多模转换器进行模拟/数字转换,得到数字语音信号;其次把此话音数据流信号送到基带处理器,进行语音编码、信道编码等处理;再次进行加密、交织等一系列处理;最后送到基带处理器中的数字窄带制调模块(GMSK)进行调制,产生67.768kHz的四路发射基带信号(TXI-P、TXI-N、TXQ-P、TXQ-N)送入射频电路调制成发射中频,如图4所示。

    2.2听筒电路的工作原理
    智能手机的音频处理电路主要由两部分组成,即数字音频处理电路(DSP)和PCM编码电路。其中数字音频处理电路主要进行GMSK调制/解调、信道编码/解码、交织/去交织、加密/解密等处理,并从射频电路接收数据或向射频电路发送数据。
    而PCM编解码电路的任务主要是模拟信号和数字信号的相互转换,即将数字语音信号进行A/D转换,或将数字语音信号还原成模拟的音频信号(D/A转换)。
    智能手机的射频电路输出的基带信号RXI-Q被送到基带处理器进行GMSK解调等处理,再进行解密、去交织、重组等处理后,得到数字音频信号。数字音频信号被送到语音信号处理电路(N2200),经N2200电路的PCM编码电路处理后,得到模拟的话音信号。N2200内的音频放大器对接收音频信号进行功率放大,然后从N2200的G1、K4引脚输出。音频信号经L2111和V2111滤波后传送到听筒B2111,推动听筒发声,如图5所示。其中,C2111和C2112主要用来滤除射频级干扰,L2111用来滤除超高频干扰。

    2.3扬声器电路的工作原理
    扬声器电路的工作原理如下。
    N2200的K2、K3引脚输出免提音频信号,经过音频功率放大器N2150放大,然后从N2150的B1和C1引脚输出放大后的免提音频信号。此信号经过L2158、L2159滤波器滤除高频干扰后,再经过ESD电路V2150后,输出到扬声器B2150,推动扬声器发声,如图6所示。其中,C2153和C2154用来滤除电源中的高频和低频千扰,V2150为ESD电路,即静电保护电路。

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