專利名稱：手機麥克風(fēng)的聲音處理方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及手機領(lǐng)域，具體地說是指手機麥克風(fēng)的聲音處理方法及裝置。
背景技術(shù)：
目前手機主板上的麥克風(fēng)聲音處理步驟通常是由手機模擬基帶芯片輸出偏置電壓加 載到麥克風(fēng)偏置電路上，產(chǎn)生mic-ip， mic-in兩路模擬信號到模擬基帶芯片，麥克風(fēng)及 其偏置電路輸出的都是模擬信號。由于手機的特殊性， 一般麥克風(fēng)都在安裝在手機底部， 而手機模擬基帶芯片一般都在手機主板的中上部分，所以麥克風(fēng)電路走線都很長。并且手 機是一個高度集成化產(chǎn)品，有很多高頻的數(shù)字信號會對麥克風(fēng)電路造成干擾。
如何保證手機麥克風(fēng)電路不受電源及數(shù)字信號的干擾,將干凈的語音信號傳輸?shù)酵ㄔ?對方，是對手機硬件設(shè)計者的髙度挑戰(zhàn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種手機麥克風(fēng)的聲音處理方法及裝置,其主要目的在于克服現(xiàn)有手機由 于采用模擬信號將語音信號從手機底部的麥克風(fēng)偏置電路傳送到手機中上部的模擬基帶 芯片，在傳送過程中受高頻數(shù)字信號干擾而使語音不純凈的缺點。
本發(fā)明采用如下技術(shù)方案
手機麥克風(fēng)的聲音處理方法，包括以下步驟1)將麥克風(fēng)接收的聲音信號轉(zhuǎn)換為模 擬語音信號，經(jīng)模數(shù)轉(zhuǎn)換后得到數(shù)字語音信號；2)將得到的數(shù)字語音信號按照傳輸格式 進行編碼，然后將碼元傳送到數(shù)字基帶芯片；3)數(shù)字基帶芯片將碼元按無線通信協(xié)議進 行編碼、調(diào)制，然后發(fā)送。
前述手機麥克風(fēng)的聲音處理方法,將聲音信號轉(zhuǎn)換為模擬語音信號的過程包括以下步 驟1)語音信號經(jīng)過麥克風(fēng)形成了模擬語音信號，經(jīng)過一個高輸入阻抗的FET完成電路 的阻抗匹配及前端放大；2)經(jīng)過放大后的語音信號經(jīng)偏置電壓電路形成差分輸出信號；3) 差分信號經(jīng)過電阻電容濾波電路濾除射頻輻射干擾，經(jīng)過兩路隔直電容傳出兩路交流語音 信號。
進一步地，模數(shù)轉(zhuǎn)換的具體步驟為通過差分放大器將兩路交流語音信號進行差分放
大，然后通過三階Sigma—Delta模數(shù)轉(zhuǎn)換器進行模數(shù)轉(zhuǎn)換，再將得到的數(shù)字語音信號進
行數(shù)字濾波及通過可編程放大器進行放大。
更進一步地，數(shù)字基帶芯片通過串口控制可編程放大器，實時調(diào)整通話音量的大小。 前述手機麥克風(fēng)的聲音處理方法，采用Sigma—Delta模數(shù)轉(zhuǎn)換器將模擬語音信號轉(zhuǎn)
換為數(shù)字語音信號。
前述手機麥克風(fēng)的聲音處理方法，所述的傳輸格式為PCM格式，碼元的傳送采用串口 進行傳送。
前述手機麥克風(fēng)的聲音處理方法，所述的無線通信協(xié)議為GSM協(xié)議或CDMA協(xié)議，也 可以是其它可能的無線通訊協(xié)議。
手機麥克風(fēng)的聲音處理裝置，包括語音模擬信號形成電路、模數(shù)轉(zhuǎn)換器、編碼模塊、 傳輸模塊及數(shù)字基帶芯片,語音模擬信號形成電路將麥克風(fēng)接收的聲音信號轉(zhuǎn)換為語音模 擬信號，模數(shù)轉(zhuǎn)換器將語音模擬信號轉(zhuǎn)換為語音數(shù)字信號，編碼模塊按傳輸格式將語音數(shù) 字信號進行編碼，傳輸模塊將經(jīng)過編碼的語音數(shù)字信號發(fā)送給數(shù)字基帶芯片，數(shù)字基帶芯 片將收到的語音數(shù)字信號按無線通信協(xié)議進行編碼和調(diào)制，然后發(fā)送。
前述手機麥克風(fēng)的聲音處理裝置，其語音模擬信號形成電路包括高輸入阻抗的FET、 偏置電壓電路、電阻電容濾波電路、隔直電容，聲音信號經(jīng)過麥克風(fēng)形成了語音模擬信號， 經(jīng)過高輸入阻抗的FET完成電路的阻抗匹配及前端放大,經(jīng)過放大后的語音模擬信號經(jīng)偏 置電壓電路形成差分輸出信號，差分信號經(jīng)過電阻電容濾波電路濾除射頻輻射干擾，最后 經(jīng)過隔直電容形成兩路交流的語音模擬信號。
前述手機麥克風(fēng)的聲音處理裝置，其模數(shù)轉(zhuǎn)換器為三階Sigma—Delta模數(shù)轉(zhuǎn)換器， 所述兩路交流的語音模擬信號經(jīng)一差分放大器進行放大后，輸入到三階Sigma—Delta模 數(shù)轉(zhuǎn)換器的輸入端。
前述手機麥克風(fēng)的聲音處理裝置,其模數(shù)轉(zhuǎn)換器和編碼模塊之間連接有數(shù)字濾波器及 可編程放大器，數(shù)字基帶芯片通過串口控制可編程放大器。
前述手機麥克風(fēng)的聲音處理裝置，其語音模擬信號形成電路、模數(shù)轉(zhuǎn)換器、編碼模塊位于一干擾信號屏蔽軍中。
由上述對本發(fā)明的描述可知，和現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下優(yōu)點先將麥克風(fēng)語 音信號進行數(shù)字化，再將數(shù)字化的語音信號進行傳輸，將整個電路進行模塊化及屏蔽，可 以在手機這個模擬數(shù)字信號高度混雜的環(huán)境中實現(xiàn)局部模、數(shù)分離，減少各種輻射及傳導(dǎo) 的干擾，以消除手機主板其他信號對語音信號干擾，使通話對方接收到更加純凈的語音信 號。


圖1為本發(fā)明系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2為本發(fā)明硬件連接結(jié)構(gòu)示意圖； 圖3為本發(fā)明語音模擬信號形成電路示意圖； 圖4為本發(fā)明數(shù)字化部分的電路框圖； 圖5為本發(fā)明模數(shù)轉(zhuǎn)換器的電路示意圖； 圖6為本發(fā)明的工作流程圖。
具體實施例方式
下面參照圖1至圖6說明本發(fā)明的具體實施方式
。
本實施例提供一種用于手機麥克風(fēng)的聲音處理裝置，在手機通話時，該裝置完成將本 機麥克風(fēng)接收的聲音進行處理，以便能夠以無線方式發(fā)送給通話對方的手機。
參照圖l，該裝置包括語音模擬信號形成電路2、模數(shù)轉(zhuǎn)換器3、數(shù)字濾波器及可編 程放大器4、編碼模塊5、傳輸模塊6及數(shù)字基帶芯片7。語音模擬信號形成電路2將麥 克風(fēng)1接收的聲音信號轉(zhuǎn)換為語音模擬信號,模數(shù)轉(zhuǎn)換器3將語音模擬信號轉(zhuǎn)換為語音數(shù) 字信號，數(shù)字濾波器及可編程放大器4對語音數(shù)字信號進行數(shù)字濾波及放大，編碼模塊5 按傳輸格式將語音數(shù)字信號進行編碼，傳輸模塊6將經(jīng)過編碼的語音數(shù)字信號發(fā)送給數(shù)字 基帶芯片7，數(shù)字基帶芯片7將收到的語音數(shù)字信號按無線通信協(xié)議進行編碼和調(diào)制，然 后發(fā)送給通話對方的手機。并且數(shù)字基帶芯片7通過串口控制數(shù)字濾波器及可編程放大器
同時參照圖2,語音模擬信號形成電路2、模數(shù)轉(zhuǎn)換器3、數(shù)字濾波器及可編程放大器4、編碼模塊5位于一干擾信號屏蔽罩20中，即，將麥克風(fēng)語音信號在進行數(shù)字化前 的所有電路都封裝在該屏蔽罩20中，它與外部的接口主要就是電源輸入端BAT、接地端 GND、控制信號端Contral Signal以及與數(shù)字基帶芯片7的通信接口 SCL、 SDA。通過將 整個電路模塊化及屏蔽，以數(shù)字信號的形式進行傳送，而避免傳送模擬信號，可以在手機 這個模擬數(shù)字信號高度混雜的環(huán)境中實現(xiàn)局部模、數(shù)分離，減少各種輻射及傳導(dǎo)干擾。
參照圖3，語音模擬信號形成電路2包括高輸入阻抗的FET 21、偏置電壓電路22、 電阻電容濾波電路231和232、隔直電容241和242,聲音信號經(jīng)過麥克風(fēng)1形成了語音 模擬信號，經(jīng)過高輸入阻抗的FET 21完成電路的阻抗匹配及前端放大，經(jīng)過放大后的語 音模擬信號經(jīng)偏置電壓電路22形成差分輸出信號，差分信號經(jīng)過電阻電容231、 232濾波 電路濾除射頻輻射干擾，最后經(jīng)過隔直電容241、 242形成兩路交流的語音模擬信號。
參照圖4，模數(shù)轉(zhuǎn)換器3為三階Sigma—Delta模數(shù)轉(zhuǎn)換器，前述兩路交流的語音模擬信 號經(jīng)一差分放大器31進行放大后，輸入到三階Sigma-Delta模數(shù)轉(zhuǎn)換器的輸入端。參照圖 5，模數(shù)轉(zhuǎn)換器3采用三階Si柳a-Delta轉(zhuǎn)換器，它是采用超采樣的方法將模擬電壓轉(zhuǎn)換成 數(shù)字量的l位轉(zhuǎn)換器，它由差分放大器、積分器、比較器與1位的DAC組成。三階Sigma-Delta 轉(zhuǎn)換器的優(yōu)點表現(xiàn)在低成本與高分辨率，適合用于現(xiàn)在的低電壓半導(dǎo)體工業(yè)的生產(chǎn)。輸入 信號減去來自1位DAC的信號將結(jié)果作為積分器的輸入，當系統(tǒng)得到穩(wěn)定工作狀態(tài)時，積分 器的輸出信號是全部誤差電壓之和，同時積分器可以看作是低通濾波器，對噪聲有-6dB 的抑制能力。積分器的輸出用1位ADC來轉(zhuǎn)換，而后比較器將輸出數(shù)字1和0的位流。DAC將 比較級的輸出轉(zhuǎn)換為數(shù)字波形，回饋給差分放大器。
參照圖5，本實施方式采用三階Sigma—Delta模數(shù)轉(zhuǎn)換器3，采樣數(shù)率為l朋z/2MHz。 模數(shù)轉(zhuǎn)換器3的輸出到后續(xù)的數(shù)字濾波器及可編程放大器4，數(shù)字濾波器進行數(shù)據(jù)抽取，為 8kHz/16kHz ，同時通過帶通濾波濾除音頻外噪聲。數(shù)字基帶芯片7可以通過串口 (SPI， 12C,UART或者別的串行接口)控制可編程放大器實時調(diào)整通話音量的大小，整個數(shù)字增益 的范圍為-12 dB to +12 dB ，增益調(diào)整以l dB為單位增加或者減少。經(jīng)過模數(shù)轉(zhuǎn)換器3 量化及數(shù)字濾波后，由編碼模塊5按照PCM格式編碼，然后由串口通信傳輸模塊6將PCM碼元 傳遞到數(shù)字基帶芯片7，再按照GSM協(xié)議編碼、調(diào)制，最后發(fā)射到對方手機。無線通訊協(xié)議
也可以是CDMA協(xié)議，也可以是其它可能的無線通訊協(xié)議。
參照圖6，為該裝置對聲音信號的處理工作流程。通常情況下，處于待機狀態(tài)(步驟 Sl)，在待機的過程中判斷是否有來電(步驟S2),若無來電則繼續(xù)待機。若有來電，數(shù)字 基帶芯片7輸出控制信號，控制電路接通(步驟S3)。聲音經(jīng)語音模擬信號形成電路2形成 語音模擬信號(步驟S4),然后經(jīng)濾波、模數(shù)轉(zhuǎn)換成數(shù)字語音信號(步驟S5)。數(shù)字語音信 號經(jīng)數(shù)字濾波及數(shù)字抽取后(步驟S6)，判斷音量是否足夠大(步驟S7)，如果音量不夠大， 則數(shù)字基帶芯片7通過串口控制可編程放大器4調(diào)節(jié)音量(步驟S8)，然后進行PCM編碼(步 驟S9)。如果音量足夠大，則直接進行PCM編碼(步驟S9)。然后將編碼后的數(shù)據(jù)通過串口 傳輸給數(shù)字基帶芯片7 (步驟SIO)。當通話結(jié)束時(步驟Sll)，數(shù)字基帶芯片7通過串口發(fā) 送控制信號，使電路斷開(步驟S12)。
在混和信號電路板中，如果沒有精心設(shè)計的話，信號間的干擾通常達到50mV。因此， 假設(shè)傳統(tǒng)設(shè)計的模擬輸入麥克風(fēng)在進入模擬基帶之前被疊加了 50mV的峰峰值噪聲電壓， 而麥克風(fēng)輸入的峰峰值電壓為100mV。因此，對模擬信號來講，信噪比降低為SNR= 201g(S/N)=201g (100/50) =6dB,此信噪比已經(jīng)非常差了。而在本實施方式中，輸出與數(shù) 字基帶這部分電路疊加了 50mV的噪聲電壓根本不會對語音信號形成影響。因為數(shù)字電路 的噪聲容限一般都大于其工作電平的20%。也就是說，就算我們工作電平采用目前比較 低的1.8V電平，低于1.8X0.2=0. 36V的噪聲都不對信號造成影響。由此可見本設(shè)計方 案的優(yōu)越性了。
上述僅為本發(fā)明的一個具體實施方式
，但本發(fā)明的設(shè)計構(gòu)思并不局限于此，凡利用此 構(gòu)思對本發(fā)明進行非實質(zhì)性的改動，均應(yīng)屬于侵犯本發(fā)明保護范圍的行為。
權(quán)利要求
1、手機麥克風(fēng)的聲音處理方法，其特征在于包括以下步驟1)將麥克風(fēng)接收的聲音信號轉(zhuǎn)換為模擬語音信號，經(jīng)模數(shù)轉(zhuǎn)換后得到數(shù)字語音信號；2)將得到的數(shù)字語音信號按照傳輸格式進行編碼，然后將碼元傳送到數(shù)字基帶芯片；3)數(shù)字基帶芯片將碼元按無線通信協(xié)議進行編碼、調(diào)制，然后發(fā)送。
2、 如權(quán)利要求1所述的手機麥克風(fēng)的聲音處理方法，其特征在于將聲音信號轉(zhuǎn)換為模擬 語音信號的過程包括以下步驟1) 語音信號經(jīng)過麥克風(fēng)形成了模擬語音信號,經(jīng)過一個高輸入阻抗的FET完成電路的 阻抗匹配及前端放大2) 經(jīng)過放大后的語音信號經(jīng)偏置電壓電路形成差分輸出信號；3) 差分信號經(jīng)過電阻電容濾波電路濾除射頻輻射干擾,經(jīng)過兩路隔直電容傳出兩路交流語音信號。
3、 如權(quán)利要求2所述的手機麥克風(fēng)的聲音處理方法,其特征在于模數(shù)轉(zhuǎn)換的具體步驟為 通過差分放大器將兩路交流語音信號進行差分放大,然后通過三階Sigma—Delta模數(shù) 轉(zhuǎn)換器進行模數(shù)轉(zhuǎn)換，再將得到的數(shù)字語音信號進行數(shù)字濾波及通過可編程放大器進 行放大。
4、 如權(quán)利要求3所述的手機麥克風(fēng)的聲音處理方法，其特征在于數(shù)字基帶芯片通過串 口控制可編程放大器，實時調(diào)整通話音量的大小。
5、 如權(quán)利要求1所述的手機麥克風(fēng)的聲音處理方法，其特征在于采用Sigma—Delta模數(shù) 轉(zhuǎn)換器將模擬語音信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字語音信號。
6、 如權(quán)利要求1所述的手機麥克風(fēng)的聲音處理方法,其特征在于所述的傳輸格式為PCM 格式，碼元的傳送采用串口進行傳送。
7、 如權(quán)利要求1所述的手機麥克風(fēng)的聲音處理方法，其特征在于所述的無線通信協(xié)議 為GSM協(xié)議或CDMA協(xié)議。
8、 手機麥克風(fēng)的聲音處理裝置，其特征在于包括語音模擬信號形成電路、模數(shù)轉(zhuǎn)換器、 編碼模塊、傳輸模塊及數(shù)字基帶芯片，語音模擬信號形成電路將麥克風(fēng)接收的聲音信 號轉(zhuǎn)換為語音模擬信號，模數(shù)轉(zhuǎn)換器將語音模擬信號轉(zhuǎn)換為語音數(shù)字信號，編碼模塊按傳輸格式將語音數(shù)字信號進行編碼，傳輸模塊將經(jīng)過編碼的語音數(shù)字信號發(fā)送給數(shù) 字基帶芯片，數(shù)字基帶芯片將收到的語音數(shù)字信號按無線通信協(xié)議進行編碼和調(diào)制， 然后發(fā)送。
9、 如權(quán)利要求8所述的手機麥克風(fēng)的聲音處理裝置，其特征在于所述語音模擬信號形 成電路包括髙輸入阻抗的FET、偏置電壓電路、電阻電容濾波電路、隔直電容，聲音 信號經(jīng)過麥克風(fēng)形成了語音模擬信號，經(jīng)過高輸入阻抗的FET完成電路的阻抗匹配及 前端放大，經(jīng)過放大后的語音模擬信號經(jīng)偏置電壓電路形成差分輸出信號，差分信號 經(jīng)過電阻電容濾波電路濾除射頻輻射干擾，最后經(jīng)過隔直電容形成兩路交流的語音模 擬信號。
10、 如權(quán)利要求9所述的手機麥克風(fēng)的聲音處理裝置，其特征在于所述的模數(shù)轉(zhuǎn)換器 為三階Sigma—Delta模數(shù)轉(zhuǎn)換器,所述兩路交流的語音模擬信號經(jīng)一差分放大器進行 放大后，輸入到三階Sigma—Delta模數(shù)轉(zhuǎn)換器的輸入端。
11、 如權(quán)利要求8所述的手機麥克風(fēng)的聲音處理裝置，其特征在于所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器和 編碼模塊之間連接有數(shù)字濾波器及可編程放大器，數(shù)字基帶芯片通過串口控制可編程 放大器。
12、 如權(quán)利要求8所述的手機麥克風(fēng)的聲音處理裝置，其特征在于所述語音模擬信號 形成電路、模數(shù)轉(zhuǎn)換器、編碼模塊位于一干擾信號屏蔽罩中。
全文摘要
手機麥克風(fēng)的聲音處理方法及裝置，主要是將麥克風(fēng)接收的聲音信號轉(zhuǎn)換為模擬語音信號，經(jīng)模數(shù)轉(zhuǎn)換后得到數(shù)字語音信號；將得到的數(shù)字語音信號按照傳輸格式進行編碼，然后將碼元傳送到數(shù)字基帶芯片；數(shù)字基帶芯片將碼元按無線通信協(xié)議進行編碼、調(diào)制，然后發(fā)送。本發(fā)明先將麥克風(fēng)語音信號進行數(shù)字化，再將數(shù)字化的語音信號進行傳輸，將整個電路進行模塊化及屏蔽，可以在手機這個模擬數(shù)字信號高度混雜的環(huán)境中實現(xiàn)局部模、數(shù)分離，減少各種輻射及傳導(dǎo)的干擾，以消除手機主板其他信號對語音信號干擾，使通話對方接收到更加純凈的語音信號。
文檔編號H04M1/19GK101175101SQ20061006959
公開日2008年5月7日 申請日期2006年11月2日 優(yōu)先權(quán)日2006年11月2日
發(fā)明者胡儉波, 鍵 金 申請人:聯(lián)想移動通信科技有限公司