本發(fā)明涉及電學領域,尤其涉及麥克風接口電路,特別是一種車載電流源式麥克風接口電路結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù):
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近年來,車載娛樂系統(tǒng)發(fā)展迅速,出現(xiàn)了Carplay/Carlife等應用,這些應用包含語音識別的功能,對麥克風電路的信噪比要求越來越高。為了濾除電路中的噪音,提高麥克風輸出音頻的信噪比,必須不斷改進接口電路以滿足不斷提高的語音質(zhì)量的要求。
現(xiàn)有技術(shù)中,傳統(tǒng)的麥克風接口電路結(jié)構(gòu)主要是把麥克風的正端和負端接入差分放大器的兩個輸入端。這種接入方式是把麥克風當成是一個電壓源進行處理,對麥克風正負兩端之間變化的電壓信號進行放大。這種處理方式,無法抑制來自電源上的噪音。當電源上的電壓波動時,麥克風的正端和負端之間電壓也會跟著發(fā)生變化,從而使得麥克風輸出信號的信噪比不達標。信噪比超標會導致語音識別發(fā)生誤判,使得Carplay/Carlife等車載應用無法正常使用。
技術(shù)實現(xiàn)要素:
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本發(fā)明的目的在于針對汽車娛樂設備對麥克風輸出音頻質(zhì)量的高要求而提供一種車載電流源式麥克風接口電路結(jié)構(gòu)。所述的這種車載電流源式麥克風接口電路結(jié)構(gòu)要解決現(xiàn)有技術(shù)中的電源噪音高、麥克風電路信噪比不達標、Carplay/Carlife等車載應用誤判率高、語音識別效率差的技術(shù)問題。
本發(fā)明的這種車載電流源式麥克風接口電路結(jié)構(gòu),包括麥克風、第一電阻器、第二電阻器、第三電阻器、第四電阻器、第五電阻器、第一二極管、第二二極管、第一電容器、第二電容器和放大器,其中,所述的麥克風的負端與所述的第三電阻器、第一二極管、第二二極管串聯(lián)連接地端,所述的麥克風的正端通過所述的第二電阻器連接電源,所述的第三電阻器的第一端通過所述的第一電容器和第四電阻器連接到所述的放大器的負輸入端,所述的第三電阻器的第二端接到所述的放大器的正輸入端,并通過所述的第一電阻器接到電源,所述的第五電阻器一端接所述的第四電阻器和放大器的負輸入端,另一端接所述的放大器的輸出端,所述的第二電容器和所述的第五電阻器并聯(lián),所述的放大器的輸出端、第五電阻器、第二電容器和接口電路的輸出端口相連,所述的放大器的電源正端連接電源,電源負端連接地端。
進一步的,麥克風為駐極體麥克風,所述駐極體麥克風內(nèi)部設置有一個電容元件。
進一步的,第一電阻器和第二電阻器選用的阻值相等。
進一步的,第四電阻器和第五電阻器選用的阻值相等。
進一步的,第一二極管和第二二極管采用相同的二極管。
進一步的,放大器采用差分的運算放大器。
本發(fā)明和已有技術(shù)相比較,其效果是積極和明顯的。本發(fā)明的車載電流源式麥克風接口電路結(jié)構(gòu),麥克風為駐極體麥克風,內(nèi)部的電容元件,其電容隨機械振動發(fā)生變化,從而產(chǎn)生與聲波成比例的變化電壓,這個變化的電壓作用于麥克風內(nèi)部的場效應,使得麥克風正負兩端之間的電流發(fā)生變化,使得第三電阻器上的電流發(fā)生變化,從而使得第三電阻器兩端的電壓發(fā)生變化。通過檢測麥克風中變化的電流,聲音信號轉(zhuǎn)化成第三電阻器兩端的電壓變化。麥克風有很高阻抗,等效于一個電流源。電源上的電壓波動時,流過麥克風的電流沒有變化,第三電阻器兩端的電壓也不會變化,從而使得第三電阻器兩端的電壓信號不受電源上的噪音干擾。第一二極管和第二二極管串聯(lián),并通過第一電阻器接到電源,將為放大器的負輸入端提供一個穩(wěn)定的偏置電平,從而避免引入電源上的噪音。通過消除電源上的噪音,麥克風接口電路的信噪比大幅提升。本發(fā)明提供了一種新型的麥克風接口電路結(jié)構(gòu),提高了麥克風信號的信噪比。電路結(jié)構(gòu)不采用專用芯片,分離元器件使信號質(zhì)量控制更具有靈活性,降低了開發(fā)設計中的成本,同時電路結(jié)構(gòu)設計簡單,便于實現(xiàn)應用。
附圖說明:
圖1是本發(fā)明的車載電流源式麥克風接口電路結(jié)構(gòu)的示意圖。
圖2是傳統(tǒng)的車載麥克風接口電路結(jié)構(gòu)的示意圖。
圖3是傳統(tǒng)的車載麥克風接口電路結(jié)構(gòu)的頻譜分析圖。
圖4是本發(fā)明的車載電流源式麥克風接口電路結(jié)構(gòu)的頻譜分析圖。
具體實施方式:
實施例1:
如圖1所示,本發(fā)明的車載電流源式麥克風接口電路結(jié)構(gòu),包括麥克風、第一電阻器R1、第二電阻器R2、第三電阻器R3、第四電阻器R4、第五電阻器R5、第一二極管D1、第二二極管D2、第一電容器C1、第二電容器C2和放大器U1,其中,所述的麥克風的負端P2與所述的第三電阻器R3、第一二極管D1、第二二極管D2串聯(lián)連接地端GND,所述的麥克風的正端P1通過所述的第二電阻器R2連接電源Vcc,所述的第三電阻器R3的第一端P3通過所述的第一電容器C1和第四電阻器R4連接到所述的放大器U1的負輸入端,所述的第三電阻器R3的第二端P4接到所述的放大器U1的正輸入端,并通過所述的第一電阻器R1接到電源Vcc,所述的第五電阻器R5一端接所述的第四電阻器R4和放大器U1的負輸入端,另一端接所述的放大器U1的輸出端,所述的第二電容器C2和所述的第五電阻器R5并聯(lián),所述的放大器U1的輸出端、第五電阻器R5、第二電容器C2和接口電路的輸出端口Output相連,所述的放大器U1的電源正端連接電源Vcc,放大器U1電源負端連接地端GND。
進一步的,麥克風為駐極體麥克風,所述駐極體麥克風內(nèi)部設置有一個電容元件C3。
進一步的,第一電阻器R1和第二電阻器R2選用的阻值相等。
進一步的,第四電阻器R4和第五電阻器R5選用的阻值相等。
進一步的,第一二極管D1和第二二極管D2采用相同的二極管。
進一步的,放大器U1采用差分的運算放大器。
如圖2所示,傳統(tǒng)的麥克風接口電路結(jié)構(gòu)主要是把麥克風的正端P1和負端P2接入差分放大器的兩個輸入端。這種接入方式是把麥克風當成是一個電壓源進行處理,對麥克風正端P1和負端P2之間變化的電壓信號進行放大。這種處理方式,無法抑制來自電源Vcc上噪音。當電源Vcc上的電壓波動時,麥克風的正端P1和負端P2之間電壓也會跟著發(fā)生變化,從而使得麥克風輸出信號的信噪比不達標。信噪比超標會導致語音識別發(fā)生誤判,使得Carplay/Carlife等車載應用無法正常使用。
在兩種接口電路的輸出端口Output接音頻分析儀,音頻分析儀用來分析接口電路輸出音頻信號的信噪比和頻譜。如圖3所示是傳統(tǒng)麥克風接口電路結(jié)構(gòu)的頻譜分析,由圖可以看出在200hz到1khz的頻段有源自電源和地網(wǎng)絡的低頻噪音。如圖4所示是本發(fā)明的的頻譜分析,由圖可以看出200hz到1khz頻段的噪音都被濾除了,同時電路的信噪比也從46db提高到了63db。
本發(fā)明的目的在于克服傳統(tǒng)麥克風接口電路結(jié)構(gòu)的設計不足,提供一種新型的麥克風接口電路結(jié)構(gòu),消除電源上的噪音,有效提高麥克風電路的信噪比,有效降低Carplay/Carlife語音識別的誤判率,從而提供了一種較低成本、靈活度高、兼容性好的車載電流源式麥克風接口電路結(jié)構(gòu)。