本實(shí)用新型涉及音頻播放領(lǐng)域，具體涉及一種便攜式耳機(jī)放大器。

背景技術(shù)：

目前廣泛應(yīng)用的播放器主要有兩類：一種是播放MP3格式文件的播放器，為音質(zhì)要求不高的大多數(shù)用戶所使用；一種是能夠播放高保真音樂的播放器，為音質(zhì)要求高的發(fā)燒友級(jí)別的小眾群體用戶中所使用。

音樂傳播的模式有磁帶、CD、互聯(lián)網(wǎng)等幾個(gè)階段的發(fā)展，由于受互聯(lián)網(wǎng)帶寬的影響，MP3格式盛行，導(dǎo)致播放MP3格式文件的播放器應(yīng)用比較廣泛，但是該播放器不能播放高保真音樂，而能夠播放高保真音樂的播放器受于技術(shù)限制，高品質(zhì)音樂容量較傳統(tǒng)的音頻文件大幾十倍，以及價(jià)格昂貴、操控不方便，用戶體驗(yàn)較差，目前難以推廣形成大范圍應(yīng)用。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

發(fā)明目的：本實(shí)用新型目的在于針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種便攜式耳機(jī)放大器，在播放高保真音樂的同時(shí)降低了成本、解決了用戶體驗(yàn)和便攜問題。

技術(shù)方案：本實(shí)用新型所述的便攜式耳機(jī)放大器，包括用于獲取音頻數(shù)據(jù)的輸入模塊，用于連接耳機(jī)的輸出模塊，連接在輸入模塊、輸出模塊之間的音頻處理器、模擬通道，以及與音頻處理器相連的電源模塊和時(shí)鐘系統(tǒng)；所述輸入模塊至少設(shè)有一個(gè)USB Type C接口，所述音頻處理器用于處理USB Type C接口輸入的無損音頻數(shù)據(jù)并通過I2S接口輸出至所述模擬通道，所述模擬通道包括DAC模塊和三級(jí)運(yùn)放處理模塊，DAC模塊用于音頻處理器輸出音頻數(shù)據(jù)的數(shù)模轉(zhuǎn)換，三級(jí)運(yùn)放處理模塊用于調(diào)整轉(zhuǎn)換后的音頻數(shù)據(jù)并通過輸出模塊輸出至耳機(jī)。

進(jìn)一步完善上述技術(shù)方案，所述輸入模塊還包括Audio In接口、SPDIF接口，Audio In接口通過ADC模塊與所述音頻處理器相連。通過設(shè)置豐富的接口，兼容各種類型音頻數(shù)據(jù)的輸入，滿足更多用戶的需要。

進(jìn)一步地，所述DAC模塊采用電流型DAC芯片。選用電流型的DAC，保持模擬信號(hào)的線性度。

進(jìn)一步地，所述三級(jí)運(yùn)放處理模塊包括依次連接的互阻抗放大器、有源濾波器、驅(qū)動(dòng)放大電路。由于DAC模塊轉(zhuǎn)換時(shí)采用電流模式，第一級(jí)互阻抗放大器用于實(shí)現(xiàn)I/V轉(zhuǎn)換功能，能夠通過調(diào)整運(yùn)放電路阻抗來調(diào)節(jié)輸出的電壓幅度來滿足最終需要的電壓值輸出；第二級(jí)低通濾波功能通過運(yùn)放搭建的有源低通濾波器，濾除DA轉(zhuǎn)換和電源帶來的高頻干擾信號(hào)，確保聲音的純凈；第三級(jí)運(yùn)放用于輸出驅(qū)動(dòng)電流能力的提高，并且有極高的交流電源抑制比(PSRR)和共模抑制比(CMRR)，可消除來自電源的噪聲，推動(dòng)市場(chǎng)上主流阻抗的大多數(shù)耳機(jī)并且保持高品質(zhì)。

進(jìn)一步地，所述模擬通道分為相互獨(dú)立的左聲道模擬通道、右聲道模擬通道，左聲道模擬通道、右聲道模擬通道均包括DAC模塊和三級(jí)運(yùn)放處理模塊。這樣設(shè)置之后抵消了常規(guī)共地線設(shè)計(jì)的外部干擾，進(jìn)一步提升使用平衡耳機(jī)的音質(zhì)效果。

進(jìn)一步地，所述時(shí)鐘系統(tǒng)包括三路時(shí)鐘信號(hào)和時(shí)鐘選擇電路，時(shí)鐘選擇電路與音頻處理器、DAC模塊分別相連，音頻處理器控制時(shí)鐘選擇電路根據(jù)輸入的音頻數(shù)據(jù)選擇時(shí)鐘信號(hào)控制DAC模塊采樣，其中兩種時(shí)鐘信號(hào)專用于低采樣率的44.1kHz和48kHz采樣率序列，實(shí)現(xiàn)理想的數(shù)模轉(zhuǎn)換，提升了時(shí)鐘精準(zhǔn)度，實(shí)現(xiàn)貼近原音的高品質(zhì)；針對(duì)于高采樣率專門一路時(shí)鐘信號(hào)，使音質(zhì)進(jìn)一步貼近原音的高品質(zhì)。

進(jìn)一步地，所述輸出模塊設(shè)有平衡耳機(jī)輸出接口、非平衡耳機(jī)輸出接口、Line Out輸出接口、光纖輸出接口。

進(jìn)一步地，所述音頻處理器采用DSP、MCU、CPU中任一種進(jìn)行音頻處理。通過采用現(xiàn)有市場(chǎng)中成熟的有邏輯和計(jì)算能力的硬件，進(jìn)行音頻解碼和或音效處理，保證卓越的音頻性能。

進(jìn)一步地，所述電源模塊包括電池、充電管理芯片，電池與充電管理芯片相連，充電管理芯片與USB Type C接口、音頻處理器相連；音頻處理器通過充電管理芯片控制USB Type C接口為電池充電以及控制電池的供電。所述USB Type C接口為支持QC3.0充電協(xié)議的充電接口。電源模塊為給整個(gè)系統(tǒng)提升續(xù)航能力，選用大容量快速充電電池，支持快速充電功能，快充部分符合QC3.0標(biāo)準(zhǔn)，并做到向前兼容，支持幾種高電壓充電，并且能夠?qū)崿F(xiàn)200mV一個(gè)跳變量的動(dòng)態(tài)連續(xù)調(diào)節(jié)，實(shí)現(xiàn)低電壓、高電流的充電模式，效率高達(dá)91％，減小由于壓差大帶來的熱損耗問題，同時(shí)具有各種情況保護(hù)，例如溫度過高，電流過高等異常情況，充電管理芯片由音頻處理器通過I2C接口和IO口統(tǒng)一控制和管理，并給整個(gè)系統(tǒng)提供電源和為電池供電。

有益效果：本實(shí)用新型的音頻輸入接口包括USB、SPDIF、AVB、ADAT、analog、DSD/DoP等等，提供44/48/96/192/384KHZ采樣率，并支持1比特DSD音頻信號(hào)輸入，兼容多種輸入設(shè)備，包括但不限于安卓手機(jī)、IPAD、Iphone、電腦，提供了豐富的節(jié)目源，同時(shí)支持小三芯的模擬輸入；多樣化的輸出接口支持平衡耳機(jī)、非平衡耳機(jī)、line out輸出以及光纖輸出多種輸出形式，能夠驅(qū)動(dòng)不同形式的外圍設(shè)備；

DAC的設(shè)置提供高動(dòng)態(tài)范圍，極低的總諧波失真，時(shí)域去抖動(dòng)，處理能力32位，采樣率高達(dá)384kHz；音質(zhì)方面達(dá)到了非常高的指標(biāo)，對(duì)于輸入的無損音樂能帶來極致的聽感；對(duì)于普通的MP3、AAC等非高解析度音樂，高頻泛音缺失，通過在音頻處理器中增加音頻解碼和音效處理模塊，進(jìn)行算法補(bǔ)償，聽感會(huì)有很大提升；對(duì)于MP3、AAC等非高解析度音樂，可以在硬件中加入撥動(dòng)開關(guān)，選擇不同的音效處理算法；

大容量電池和QC3.0的快充模式解決了充電的發(fā)熱問題，且大幅度縮短充電時(shí)間，提升了用戶體驗(yàn)；

本實(shí)用新型整體結(jié)構(gòu)簡單、成本低，在具備便攜性的基礎(chǔ)上為用戶提供高保真音頻輸出的體驗(yàn)。

附圖說明

圖1為本實(shí)用新型的功能示意圖；

圖2為本實(shí)用新型的模擬通道實(shí)現(xiàn)示意圖；

圖3為時(shí)鐘系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)示意圖；

圖4為電源管理的實(shí)現(xiàn)示意圖。

具體實(shí)施方式

下面通過附圖對(duì)本實(shí)用新型技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)說明，但是本實(shí)用新型的保護(hù)范圍不局限于所述實(shí)施例。

實(shí)施例1：如圖1所示的便攜式耳機(jī)放大器，包括輸入模塊、音頻處理器、電源模塊、時(shí)鐘系統(tǒng)、輸出模塊；音頻處理器選用DSP/MCU/CPU等有邏輯和計(jì)算能力的硬件來實(shí)現(xiàn)信號(hào)處理功能，進(jìn)行音頻解碼和/或音效處理，提供卓越的音頻性能；輸入模塊包括USB Type C輸入接口和Audio in、SPDIF輸入接口，通過USB Type C接口輸入數(shù)字的無損音頻數(shù)據(jù)經(jīng)過音頻處理器處理后通過I2S標(biāo)準(zhǔn)接口輸出進(jìn)入模擬通道，通過Audio in輸入的音頻數(shù)據(jù)經(jīng)ADC轉(zhuǎn)換成I2S進(jìn)入音頻處理器，通過SPDIF輸入的音頻數(shù)據(jù)直接進(jìn)入音頻處理器再經(jīng)I2S輸出到模擬通道。

模擬通道分為左聲道、右聲道分別兩個(gè)獨(dú)立的部分，均包括DAC模塊和三級(jí)運(yùn)放處理模塊，左聲道、右聲道采用兩個(gè)獨(dú)立的DA，獨(dú)立的運(yùn)算放大電路，獨(dú)立的電源供電，抵消了常規(guī)共地線設(shè)計(jì)的外部干擾，使用平衡耳機(jī)會(huì)在音質(zhì)方面進(jìn)一步提升。音頻處理器處理后的音頻信號(hào)經(jīng)由I2S口輸出，接入DAC芯片實(shí)現(xiàn)音頻由數(shù)字到模擬的轉(zhuǎn)換功能，選用電流型的DAC，DA電流模式輸出提高了系統(tǒng)的線性度。保持模擬信號(hào)的線性度信號(hào)向后是三級(jí)運(yùn)放處理：第一級(jí)運(yùn)放通過互阻抗運(yùn)放電路來實(shí)現(xiàn)I/V轉(zhuǎn)換功能，由于DA轉(zhuǎn)換時(shí)電流模式，里面一部分內(nèi)阻，通過調(diào)整運(yùn)放電路阻抗來調(diào)節(jié)輸出的電壓幅度來滿足最終需要的電壓值輸出；第二級(jí)運(yùn)放搭建有源低通濾波器實(shí)現(xiàn)低通濾波功能，濾除DA轉(zhuǎn)換和電源帶來的帶外高頻干擾信號(hào)，確保聲音的純凈；第三級(jí)運(yùn)放實(shí)現(xiàn)推動(dòng)高阻抗耳機(jī)功能，提高輸出驅(qū)動(dòng)電流的能力并且有極高的交流電源抑制比(PSRR)和共模抑制比(CMRR)，可消除來自電源的噪聲，可推動(dòng)市場(chǎng)上主流阻抗的大多數(shù)耳機(jī)并且保持高品質(zhì)。

時(shí)鐘系統(tǒng)具有三種時(shí)鐘信號(hào)22.5792MHz、24.576MHz、100MHz，其中兩種時(shí)鐘專用于低采樣率的44.1kHz和48kHz采樣率序列，實(shí)現(xiàn)理想的數(shù)模轉(zhuǎn)換，提升了時(shí)鐘精準(zhǔn)度，實(shí)現(xiàn)貼近原音的高品質(zhì)；另一種時(shí)鐘信號(hào)針對(duì)于高采樣率，使音質(zhì)進(jìn)一步貼近原音的高品質(zhì)。三種時(shí)鐘信號(hào)通過音頻處理器控制充電管理芯片，并可根據(jù)輸入源的采樣率，進(jìn)行選擇響應(yīng)的時(shí)鐘。

電源模塊為給整個(gè)系統(tǒng)提升續(xù)航能力，包括電源和電源管理電路。電源選用大容量快速充電電池，支持快速充電功能，快充部分符合QC3.0標(biāo)準(zhǔn)，并做到向前兼容，支持幾種高電壓充電，并且能夠?qū)崿F(xiàn)200mV一個(gè)跳變量的動(dòng)態(tài)連續(xù)調(diào)節(jié)，實(shí)現(xiàn)低電壓，高電流的充電模式，效率高達(dá)91％，減小由于壓差大帶來的熱損耗問題，同時(shí)具有各種情況保護(hù)，例如溫度過高，電流過高等異常情況，充電管理芯片由音頻處理器通過I2C接口和IO口統(tǒng)一控制和管理，并給整個(gè)系統(tǒng)提供電源和為電池供電。

本便攜式耳機(jī)播放器音質(zhì)方面測(cè)試指標(biāo)如下：

如上所述，盡管參照特定的優(yōu)選實(shí)施例已經(jīng)表示和表述了本實(shí)用新型，但其不得解釋為對(duì)本實(shí)用新型自身的限制。在不脫離所附權(quán)利要求定義的本實(shí)用新型的精神和范圍前提下，可對(duì)其在形式上和細(xì)節(jié)上作出各種變化。