静音电路及具有该静音电路的电子设备

摘要

本发明公开了一种静音电路及具有该静音电路的电子设备，该静音电路由电阻R1~R4、PNP管Q1、NPN管Q2和NPN管Q3构成的静音控制子电路，以及由电阻R5~R8、NPN管Q4和PNP管Q5构成的音频电源上下电控制子电路。在利用音频电源上电控制子电路中的PNP管Q5对音频DAC进行上电，此时控制静音控制子电路中的PNP管Q1导通，并使NPN管Q2和NPN管Q3将该音频DAC的左右音频信号接地，使该音频DAC处于静音状态。本发明通过较少的元器件，且采用两个通用输入输出控制口分别控制音频DAC上电和静音控制子电路，在达到消除上电过程中运放发生从零到静态工作点变化时产生的爆音，同时降低了系统的成本。

说明书

技术领域

本发明涉及电路设计技术领域，更具体的说，涉及一种静音电路及具有该静音电路的电子设备。

背景技术

当前，电视正处于从模拟电视向数字电视的过渡阶段，为了保证模拟电视和数字电视之间的兼容性，多采用机顶盒将数字电视信号转换成模拟信号。在机顶盒中，首先，数字音频经音频解码器解码后，再由音频DAC（digital-to-analog converter，数字模拟转换器）将其转为模拟信号，最后，经运放滤波放大后送线性输出。

通常情况下，机顶盒工作于单电源、非平衡模式，其内部电路需偏置在一个非零的静态工作点上。具体的，将机顶盒中的音频DAC偏置在略低于1/2VA的位置，VA为音频DAC的模拟电源电压，一般为3.3V；将机顶盒中的输出运放偏置在1/2Vcc的静态工作点上，Vcc为运放电源电压，通常为12V。为了隔离音频DAC和运放，以及运放和下游设备输入级之间不同的静态工作点，还需要在它们之间用电容进行耦合。

但是采用上述方式设置电路，当机顶盒上电或下电时，音频DAC和运放输出会发生从零到静态工作点，或从静态工作点到零的瞬态变化。这一瞬态过程经隔直电容后变为满摆幅的冲击脉冲，会在功放和喇叭中产生很大的爆音。此外，音频DAC不仅会在上电、下电的过程中发生上述瞬态变化，即使在电源稳定后，音频DAC启动工作时，也会由于解码器时钟的打开、关闭或频率改变发生瞬态变化，从而产生爆音。

目前典型的用于机顶盒静音控制的电路通常由三部分电路组成，如图1所示：第一部分由电阻R1，R2，R3及NPN管Q1组成，通过软件GPIO（通用输入/输出端口）控制音频DAC启动时的爆音；第二部分为上电、下电延时控制电路，由电阻R4，R5，电容C1，C2，二极管D1，D2及PNP管Q2组成；第三部分为与音频LINE_OUT连接的控制部分，由电阻R6，R7及NPN管Q3，Q4组成。

如图1所示的电路，其消除爆音的过程为：

当机顶盒开机上电时，电阻R4对电容C1进行充电，二极管D2对电容C2进行充电，由于电容C2快速冲满，而电容C1充电很慢，导致PNP管Q2导通，进而使NPN管Q3，Q4也导通，从而起到静音效果；

当机顶盒关闭下电时，利用二极管D2不能反向导通的原理，电容C2上的静电泄放很慢，而电容C1通过电阻R4及NPN管Q1放电，从而使PNP管Q2导通，使NPN管Q3，Q4也处于导通状态，从而达到静音效果；

当机顶盒启动，在打开音频DAC之前，MUTE_CTL作为MCU（微处理器）的通用输出口处于高电平，通过NPN管Q1，电阻R3，R5使PNP管Q2导通，从而使NPN管Q3，Q4导通，从而达到消除音频DAC启动时的爆音；当音频DAC打开后，再把MUTE_CTL置低，恢复到正常工作模式。

虽然采用现有技术中的电路可以解决开关机及音频DAC打开带来的爆音，但是，该电路在达到静音效果时存在元器件较多，成本高的缺点。其中，该电路共用了15个元器件，其中还包括成本较高的两个10UF电容和二极管，且由于元器件较多，需要面积较大的PCB（印制电路板）设置器件，进一步增加了成本。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例的目的在于提供一种静音电路及具有该静音电路的电子设备，以克服现有技术中元器件较多，成本高的问题。

为实现上述目的，本发明实施例提供如下技术方案：

一种静音电路，包括：静音控制子电路和音频上下电控制子电路；

所述静音控制子电路包括：电阻R1与电阻R2并联的公共端与片上系统的第一通用输出控制口MUTE_CTL端连接；所述电阻R1的另一端接地，所述电阻R2的另一端与PNP管Q1的基极连接；

所述PNP管Q1的发射极连接电源，所述PNP管Q1的集电极与并联的电阻R3和电阻R4的公共端连接；

所述电阻R3的另一端与所述NPN管Q2的基极连接；所述电阻R4的另一端与所述NPN管Q3的基极连接；所述NPN管Q2和NPN管Q3的发射极接地；

所述NPN管Q2的集电极与音频数字模拟转换器DAC的音频输出右声道AUDIO_R端连接，所述NPN管Q3的集电极与所述音频DAC的音频输出左声道AUDIO_L端连接；

所述音频上下电控制子电路包括：电阻R5与电阻R6并联的公共端与片上系统的第二通用输出控制口PWR_CTL端连接；所述电阻R6的另一端与NPN管Q4的基极连接，所述电阻R5的另一端与所述NPN管Q4的发射极连接后接地；

所述NPN管Q4的集电极与电阻R7串联，所述电阻R7的另一端分别与电阻R8的一端，及PNP管Q5的基极连接；

所述电阻R8的另一端与所述PNP管Q5的发射极连接，所述PNP管Q5的集电极连接所述音频DAC的电源端。

进一步，还包括：与所述静音控制子电路，所述音频上下电控制子电路，以及所述片上系统分别连接的控制电路；

所述控制电路在所述片上系统上电后，控制所述片上系统的PWR_CTL端输出高电平，向所述音频DAC上电；控制所述片上系统的MUTE_CTL端输出低电平，致所述PNP管Q1导通，以使所述NPN管Q2和NPN管Q3将所述音频DAC的左右音频信号接地，使所述音频DAC处于静音状态。

一种电子设备，包括：上述所述的静音电路，以及与所述静音电路相连的音频DAC和片上系统。

经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本发明实施例公开了一种静音电路及具有该静音电路的电子设备。通过利用上述本发明实施例公开的由电阻R1~R4、PNP管Q1、NPN管Q2和NPN管Q3构成的静音控制子电路，以及由电阻R5~R8、NPN管Q4和PNP管Q5构成的音频电源上电控制子电路。本发明通过上述成本较低，数量较少，占用PCB面积小的元器件，且采用两个GPIO分别控制音频DAC上电和静音控制子电路，在消除上电过程中运放会发生从零到静态工作点变化时产生的爆音的同时，实现降低系统成本的目的。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为现有技术中的静音电路的结构示意图；

图2为本发明实施例公开的一种静音电路的结构示意图；

图3为本发明实施例公开的静音电路中的静音控制子电路A的结构示意图；

图4为本发明实施例公开的静音电路中的音频上下电控制子电路B的结构示意图；

图5为本发明实施例二公开的另一种静音电路的结构示意图；

图6为本发明实施例公开的一种电子设备的结构示意图。

具体实施方式

为了引用和清楚起见，下文中使用的技术名词的说明、简写或缩写总结如下：

SoC：System on Chip，系统级芯片，或片上系统；

DAC：digital-to-analog converter，数字模拟转换器；

PCB：Printed Circuit Board，印制电路板；

GPIO：General Purpose Input Output，通用输入/输出端；

PNP：是共阴极，即两个PN结的N结相连作为基极，另两个P结分别做集电极和发射极的三极管；

NPN：是共阳极，即两个NP结的P结相连作为基极，另两个N结分别做集电极和发射极的三极管；

DVB：Digital Video Broadcasting，数字电视广播；

IPTV：交互式网络电视；

DVD：数字多功能光盘。

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

由背景技术可知，现有技术中的静音电路在达到静音效果时需要利用较多的元器件，其中不乏成本较高的二极管以及高法拉的电容，使静音电路的成本增大。另外，在构成该静音电路的过程中，需要利用面积较大的PCB板来设置上述元器件，在实际使用的过程中，该大面积的PCB板将限制其承载的现有技术中的静音电路的应用场景或环境。针对上述问题，本发明下述实施例公开了一种元器件少、占用PCB面积小的静音电路，对该静音电路采用两个通用输入/输出控制口分别对音频电源的上下电和静音电路进行控制，从而实现消除上电过程中运放发生的从零到静态工作点变化时产生的爆音，同时降低静音电路成本的目的。具体通过以下实施例进行详细说明。

实施例一

如图2所示，在本发明该实施例一中公开了一种静音电路的基本结构示意图，设置于PCB板上的静音电路主要包括：静音控制子电路A和音频上下电控制子电路B。

如图3所示，为本发明实施例公开的静音控制子电路A的结构示意图，主要包括：电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、PNP（图中示为PNP-BEC）管Q1、NPN（图中示为NPN-BEC）管Q2和NPN管Q3。

其中，各部件之间的连接关系为：

电阻R1与电阻R2并联，其并联的公共端与片上系统SoC的第一通用输出控制口MUTE_CTL端连接。

所述电阻R1的另一端接地，所述电阻R2的另一端与PNP管Q1的基极B1连接。所述PNP管Q1的发射极E1连接电源VCC1，所述PNP管Q1的集电极C1与并联的电阻R3和电阻R4的公共端连接。

所述电阻R3的另一端与所述NPN管Q2的基极B2连接；所述电阻R4的另一端与所述NPN管Q3的基极B3连接。

所述NPN管Q2和NPN管Q3两者的发射极各自接地，即所述NPN管Q2的发射极E2接地，所述NPN管Q3的发射极E3接地。

所述NPN管Q2的集电极C2与音频DAC的音频输出右声道AUDIO_R端连接，所述NPN管Q3的集电极C3与所述音频DAC的音频输出左声道AUDIO_L端连接。

如图4所示，为本发明实施例公开的音频上下电控制子电路B的结构示意图，主要包括：电阻R5、电阻R6、电阻R7、电阻R8、NPN管Q4和PNP管Q5。

其中，各部件之间的连接关系为：

电阻R5与电阻R6并联的公共端与片上系统SoC的第二通用输出控制口PWR_CTL端连接；所述电阻R6的另一端与NPN管Q4的基极B4连接，所述电阻R5的另一端与所述NPN管Q4的发射极E4连接后接地。

所述NPN管Q4的集电极C4与电阻R7串联，所述电阻R7的另一端分别与电阻R8的一端，以及PNP管Q5的基极B5相连接。

所述电阻R8的另一端与所述PNP管Q5的发射极E5连接，所述PNP管Q5的集电极C5连接所述音频DAC的电源端VCC2。

在上述本发明实施例所公开的静音电路中，PWR_CTL端和MUTE_CTL端均为机顶盒片上系统SoC的GPIO管脚。

本发明实施例公开的静音电路仅利用电阻、PNP管和NPN管构成，在进行静音的过程中通过片上系统SoC上的两个GPIO端口对静音电路进行控制，本发明实施例公开的静音电路中通过上述控制，精简了仅靠软件电路做上下电延迟的方式。同时，该本发明实施例公开的静音电路元器件少，占用PCB板的面积小，且采用两个GPIO分别控制音频DAC上电和静音控制子电路，在消除上电过程中运放会发生从零到静态工作点变化时产生的爆音的同时，也实现了简化了静音电路的结构和成本的目的。

实施例二

如图5所示，基于上述本发明实施例公开的上述静音电路，在进行片上系统SoC初始化的过程中，还包括一控制电路101。该控制电路101与静音控制子电路A，所述音频上下电控制子电路B，以及所述片上系统SoC13分别连接。

基于上述本发明实施例公开的上述静音电路，在进行片上系统SoC初始化的过程中，当所述片上系统SoC进行上电，该控制电路101控制所述PWR_CTL端输出高电平，即向所述音频DAC进行上电。

同时，该控制电路101控制所述MUTE_CTL端输出低电平，致所述静音控制子电路A中的PNP管Q1导通。此时，由于PNP管Q1的导通致使所述NPN管Q2和NPN管Q3将所述音频DAC的左右音频信号接地，从而使所述音频DAC处于静音状态。

需要说明的是，该控制电路101可以独立于片上系统SoC之外，也可以设置于所述片上系统SoC内部。

基于上述控制过程，利用PWR_CTL端控制音频电源的上下电，利用MUTE_CTL端控制静音控制子电路。通过利用音频电源上电控制子电路中的PNP管Q5对音频DAC进行上电，控制静音控制子电路中的PNP管Q1导通，并使NPN管Q2和NPN管Q3将该音频DAC的左右音频信号接地，使该音频DAC处于静音状态。

在本发明实施例公开的静音电路中通过上述控制，精简了仅靠软件电路做上下电延迟的方式。同时，该本发明实施例公开的静音电路元器件少，占用PCB板的面积小，在基于上述片上系统SoC的控制过程中，利用成本较低的电阻、PNP管和NPN管的作用下不仅能够实现静音的目的，也实现了简化了静音电路的结构和成本的目的。

基于上述本发明实施例公开的包括：由附图3中的静音控制子电路和附图4中的音频上下电控制子电路构成的附图2中的静音电路，其在应用到机顶盒的过程中，其静音的过程结合附图2至附图4，通过以下示例进行说明。

示例一：

在所述片上系统SoC或者说机顶盒上电之前，使得音频上下电控制子电路B中的所述电阻R5接地，使所述NPN管Q4和所述PNP管Q5处于未导通状态，使所述音频DAC处于静音状态。

在机顶盒上电时，由于音频上下电控制子电路B中的电阻R5接地，致使NPN管Q4和PNP管Q5均不能导通。因此，使得音频电源VCC2处于未上电的状态。此时，运放不会产生从零到静态工作点的变化，由此使得音频DAC处于静音状态。

示例二：

在所述片上系统SoC或者说机顶盒上电之前，使得静音控制子电路A中的所述电阻R1接地，致所述PNP管Q1处于导通状态，使所述NPN管Q2和NPN管Q3将所述音频DAC的左右音频信号接地，使所述音频DAC静音。

在机顶盒上电时，由于静音控制子电路A中的所述电阻R1接地，使得PNP管Q1处于导通状态。此时，NPN管Q2和NPN管Q3则会分别将音频DAC的左右音频接地，即旁路到地，从而使得音频DAC达到静音的效果。

在上述示例一和示例二中，基于附图3和附图4中对应公开的电路图的结构，在机顶盒上电之前，利用各个电阻接地的方式使三极管处于未导通或导通的状态，从而保证在机顶盒上电时，使得音频DAC达到静音的效果。

当机顶盒在初始化过程中完成了对片上系统SoC的上电后，此时，通过所述片上系统SoC，首先，控制MUTE_CTL输出低电平，接管原始状态的外部电阻R1接地的控制，致所述PNP管Q1导通，使所述NPN管Q2和NPN管Q3将所述音频DAC的左右音频信号接地，使所述音频DAC处于静音状态。其次，控制PWR_CTL端输出高电平，向所述音频DAC上电。

此时，在所述音频DAC上电的过程中，该音频DAC会产生从零到静态工作点的变化，产生爆音。但是，由于本发明实施例公开的静音电路中的音频上下电控制子电路B，其由片上系统SoC控制MUTE_CTL输出低电平，接管原始状态的外部电阻R1接地的控制，致所述PNP管Q1导通，使所述NPN管Q2和NPN管Q3将所述音频DAC的左右音频信号接地，由于其持续作用，能够消除音频DAC所产生的爆音，从而实现使所述音频DAC处于静音状态的目的。

需要说明的是，紧接着机顶盒对音频DAC进行初始化的过程中，音频DAC也会产生从零到静态工作点的变化，产生爆音。同样的，由于音频上下电控制子电路B的持续作用，该爆音也会被消除。

最后，在整个机顶盒或者说片上系统SoC完成初始化之后，控制连接音频上下电控制子电路B的所述MUTE_CTL端输出高电平，致所述PNP管Q1处于未导通状态，所述NPN管Q2和NPN管Q3处于导通状态，使所述音频DAC的左右音频信号正常输出，即，使所述音频DAC处于音频正常输出模式。

另外，需要说明的是，在执行上述任意一个过程中，当所述片上系统SoC掉电或者突然掉电时，会导致整个机顶盒或者说片上系统SoC处于复位状态，此时，音频上下电控制子电路B连接的MUTE_CTL端的低电平会消失，即片上系统SoC失去对MUTE_CTL端的控制。此时，静音控制子电路A中的接地的电阻R1会使PNP管Q1导通，使所述NPN管Q2和NPN管Q3将所述音频DAC的左右音频信号接地，从而继续实现音频DAC从静音工作点到零变化时产生的爆音，达到使音频DAC处于静音状态的目的。

基于上述本发明实施例一和实施例二公开的附图3和附图4中，较优的情况下，示出的静音控制子电路和音频上下电控制子电路中的各个电阻与电源的取值为：VCC1为3V（伏），VCC2为12V，电阻R1为1.7KΩ（千欧姆），电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R6为1KΩ，电阻R5为4.7KΩ，电阻R7和电阻R8为10KΩ。需要说明的是，上述各个元器件的取值为较优的情况，本发明实施例并不仅限于此，可以根据具体的情况进行替换。

在上述本发明实施例公开的静音电路中，通过软硬结合的方式，以及软件控制和硬件控制的相互替换的过程中，实现有效的对机顶盒上电，音频DAC初始化以及机顶盒掉电等各个环节中所产生的爆音进行消除的目的，同时，由上述本发明实施例公开的静音电路的结构可知，其元器件少，因此占用PCB的面积也相对减少，同时其所用的元器件都是简单的电阻和三极管，从而使得本发明实施例公开的静音电路的整体成本也降低了。

此外，从实际应用的角度出发，目前的多数机顶盒要求待机小于1W，针对这样的机顶盒，本发明实施例公开的音频上下电控制子电路除了可以作为静音电路的一部分，也可以同时作为该机顶盒的待机电路的一部分。

实施例三

基于上述本发明实施例公开的一种静音电路，本发明实施例还公开了一种电子设备，如图6所示，该电子设备包括上述由附图3和附图4构成的静音电路11，以及与所述静音电路11相连的音频DAC12和片上系统SoC13。

通过上述本发明实施例一和实施例二对该静音电路11的结构，以及进行静音控制的过程的描述，该电子设备可以具体为机顶盒，其在机顶盒中进行静音控制的应用结合附图3和附图4，该静音电路的具体工作原理为：

首先，在机顶盒上电时，图4中的音频上下电控制子电路中的电阻R5接地，NPN管Q4和所述PNP管Q5均不导通，音频电源VCC2处于未上电状态。此时，音频DAC不会发生从零到静态工作点的变化。而图3中的静音控制子电路部分，因电阻R1接地，PNP管Q1处于导通状态，使所述NPN管Q2和NPN管Q3将所述音频DAC的左右音频信号旁路到地，从而达到音频DAC的静音效果。

其次，在机顶盒完成上电后，在静音控制子电路中片上系统SoC控制MUTE_CTL端输出低电平，接管原本的外部电阻R1接地的控制。接着同样由片上系统SoC控制PWR_CTL输出高，由音频上下电控制子电路向音频DAC上电，而在上电过程中该音频DAC从零到静态工作点的变化所产生的爆音，由于静音控制子电路中的MUTE_CTL端输出低电平持续作用，消除了运放产生的爆音。

其次，机顶盒执行初始化音频DAC，该音频DAC在初始化过程中，输出会发生从零到静态工作点变化，产生爆音。同样的，由于静音控制子电路的持续作用，该爆音也会被消除掉。

最后，等整个机顶盒、音频DAC和片上系统SoC，即整个系统完成初始化后，此时由片上系统SoC控制，将MUTE_CTL端置高，解除静音控制，使音频DAC处于音频正常输出模式。

此外，在执行上述任意一个过程中，机顶盒掉电时，由于系统掉电导致整个系统会处于复位状态，连接静音控制子电路的MUTE_CTL端的控制消失。此时，回归至接地电阻R1的静音控制，而接地电阻R1会使PNP管Q1导通，基于该静音控制子电路能够消除由于音频DAC和运放从静态工作点到零变化时而产生的爆音。

本发明实施例中公开的电子设备除了可以为机顶盒之外，还可以具体为：数字电视广播DVB机顶盒、或交互式网络电视IPTV机顶盒、或数字多功能光盘DVD播放器，或者网络播放器，在执行静音控制的过程中其工作原理相同或相似。但是，本发明实施例对于该公开的静音电路所应用的电子设备并不仅限于此。

综上所述，本发明实施例静音电路仅利用电阻、PNP管和NPN管构成，元器件少，占用PCB板的面积小，且采用两个GPIO分别控制音频DAC上电和静音控制子电路，在消除上电过程中运放会发生从零到静态工作点变化时产生的爆音的同时，也实现了简化了静音电路的结构和成本的目的。公开元器件少、占用PCB面积小的静音电路，该静音电路采用两个GPIO控制口分别对音频电源的上下电和静音电路进行控制，从而实现消除上电过程中音频DAC和运放产生的从零到静态工作点变化时产生的爆音，同时降低静音电路成本的目的。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置或系统而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

结合本文中所公开的实施例描述的方法或算法的步骤可以直接用硬件、处理器执行的软件模块，或者二者的结合来实施。软件模块可以置于随机存储器（RAM）、内存、只读存储器（ROM）、电可编程ROM、电可擦除可编程ROM、寄存器、硬盘、可移动磁盘、CD-ROM、或技术领域内所公知的任意其它形式的存储介质中。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。