CN102404670A - 一种车载音频电路 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种车载音频电路，包括：音频信号处理器、有源放大滤波电路、长线束、无源衰减滤波电路和外置功放；在音频信号处理器和外置功放之间设置有源放大滤波电路和无源衰减滤波电路，其中，有源放大滤波电路将音源信号进行放大后再经过长线束进行传输，这样被放大后的音源信号可以有效抵抗来自长线束上的各种干扰。另一方面，为了匹配外置功放支持的输入信号的幅度范围，利用无源衰减滤波电路对长线束上的音源信号进行衰减，同时滤除长线束上的干扰噪声。该车载音频电路可以有效地抑制长线束上的噪声干扰，明显提高了车载音响系统的信噪比。并且该电路结构简单，适合在低端车型和老旧车型上实施利用，成本低。
Description
技术领域
本发明涉及汽车电子技术领域，特别涉及一种车载音频电路。
背景技术
目前，汽车主机端的音源是以模拟信号传输形式经过长线束传输到外置功放。但是随着汽车电器元件的增多，电器元件之间的相互干扰现象越来越多。其中干扰最明显的是信号线的信号传导干扰，因此音源信号传输到外置功放，引进了干扰噪声，信噪比明显降低，由于外置功放的底噪较大，所以音质受到极大的影响。
参见图1，该图为现有技术中的一种车载音频电路示意图。
汽车主机端的音频信号处理器010的输出端口和外置功放050的输入端口均设置无源滤波电路，分别是第一无源滤波电路020和第二无源滤波电路040，第一无源滤波电路020和第二无源滤波电路040之间有很长的长线束030。第一无源滤波电路020和第二无源滤波电路040之间相互影响，如果匹配不恰当，将导致频带范围被限定的很窄，出现高低频衰减的现象，造成声音缺失，音质变差。相反如果频带范围太宽，将起不到很好滤除带外噪声的效果。
基于图1的车载音频电路存在的缺点，现有技术还提供了另外一种车载音频电路，参见图2，该图为现有技术中的另一种车载音频电路示意图。
这种电路传输的是数字信号，音频信号处理器110发送数字信号到网络发送器120，网络发送器120将数字信号经过长线束130发送给网络接收器140。网络接收器140将接收的数字信号发送给D/A解码器150，D/A解码器150将数字信号解码为模拟信号，发送给外置功放160。
这种车载音频电路的优点是可以提高信号的抗干扰能力。但是同时存在以下缺点：采用数字信号进行传输，电路必须增加A/D编码器(设置在音频信号处理器的前端)、D/A解码器，以及网络发送器和网络接收器，极大地提升了成本，而且技术上要求比较高，开发周期比较长。该种方案通常应用于高端车型。对于低端车型和老旧车型采用的都是模拟信号传输形式，鉴于成本和老产品的兼容性的考虑，这种数字信号传输的电路不适合在主机和外置功放间普 及应用。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种车载音频电路，能够低成本地解决信号干扰的问题。
本发明实施例提供一种车载音频电路，包括：音频信号处理器、有源放大滤波电路、长线束、无源衰减滤波电路和外置功放；
所述音频信号处理器，用于消除干扰噪声，输出模拟音源信号；
所述有源放大滤波电路，用于滤除所述模拟音源信号的音频带外干扰噪声，将滤除后的模拟音源信号进行放大，经过所述长线束发送给所述无源衰减滤波电路；
所述无源衰减滤波电路，用于对放大后的模拟音源信号进行衰减，将衰减后的模拟音源信号进行干扰噪声滤除；将滤除后的模拟音源信号发送给外置功放。
优选地，所述有源放大滤波电路包括第一滤波模块和放大模块；其中所述第一滤波模块为高阶带通滤波器。
优选地，所述第一滤波模块为二阶带通滤波器；包括：第一电容、第三电容、第一电阻和第二电阻；
所述第三电容的一端连接音频信号处理器的输出端，另一端通过依次串联的第二电阻和第一电容接地；
第二电阻和第一电容的公共端连接第一电阻的一端，第一电阻的另一端作为该第一滤波模块的输出端。
优选地，所述放大模块包括：运算放大器、所述第一电阻、所述第二电阻、第三电阻和第五电阻；
所述运算放大器的同相输入端通过第五电阻连接VCC；同时，所述运算放大器的同相输入端通过第三电阻接地；
所述运算放大器的反相输入端连接所述第二电阻和第一电容的公共端；
所述运算放大器的反相输入端通过所述第一电阻连接运算放大器的输出端；
所述运算放大器的输出端连接所述第一滤波模块的输出端，同时所述运算 放大器的输出端通过长线束将放大后的模拟音源信号发送给所述无源衰减滤波电路。
优选地，所述无源衰减滤波电路包括：衰减模块和第二滤波模块；其中所述第二滤波模块为高阶带通滤波器。
优选地，所述衰减模块包括第六电阻和第四电阻；
所述第六电阻的一端连接长线束的输出端，另一端通过第四电阻接地；
所述第六电阻和第四电阻的公共端作为衰减模块的输出端连接所述第二滤波模块的输入端。
优选地，所述第二滤波模块为二阶带通滤波器，包括：第二电容、第四电容、第七电阻和第八电阻；
该第二滤波模块的输入端通过依次串联的第二电容、第七电阻和第八电阻连接该第二滤波模块的输出端，该第二滤波模块的输出端连接外置功放的输入端；其中第七电阻和第八电阻的公共端通过第四电容接地。
优选地，所述第一滤波模块的频带设为2Hz-60kHz。
优选地，第三电阻为10k欧姆，第五电阻为10k欧姆；第一电阻为200k欧姆，第二电阻为10k欧姆，第三电容为10uF，第一电容为330pF。
优选地，所述第四电阻为100欧姆，所述第六电阻为1k欧姆；
所述第七电阻为500欧姆，第八电阻为500欧姆，第四电容为1.2nF，第二电容为4.7uF。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
本发明提供的车载音频电路，在音频信号处理器和外置功放之间设置有源放大滤波电路和无源衰减滤波电路，其中，有源放大滤波电路将音源信号进行放大后再经过长线束进行传输，这样被放大后的音源信号可以有效抵抗来自长线束上的各种干扰。另一方面，为了匹配外置功放支持的输入信号的幅度范围，利用无源衰减滤波电路对长线束上的音源信号进行衰减，同时滤除长线束上的干扰噪声。该车载音频电路可以有效地抑制长线束上的噪声干扰，明显提高了车载音响系统的信噪比。并且该电路结构简单，适合在低端车型和老旧车型上实施利用，成本低。
附图说明
图1是现有技术中的一种车载音频电路示意图；
图2是现有技术中的另一种车载音频电路示意图；
图3是本发明提供的车载音频电路第一实施例示意图；
图4是本发明实施例提供的有源放大滤波电路示意图；
图5是本发明实施例提供的无源衰减滤波电路示意图。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。
参见图3，该图为本发明提供的车载音频电路第一实施例示意图
本实施例提供的车载音频电路，包括：音频信号处理器210、有源放大滤波电路220、长线束230、无源衰减滤波电路240和外置功放250；
所述音频信号处理器210，用于消除干扰噪声，输出模拟音源信号；
所述有源放大滤波电路220，用于滤除所述模拟音源信号的音频带外干扰噪声，将滤除后的模拟音源信号进行放大，经过所述长线束230发送给所述无源衰减滤波电路240；
所述无源衰减滤波电路240，用于对放大后的模拟音源信号进行衰减，将衰减后的模拟音源信号进行干扰噪声滤除；将滤除后的模拟音源信号发送给外置功放250。
本实施例提供的车载音频电路，在音频信号处理器和外置功放之间设置有源放大滤波电路和无源衰减滤波电路，其中，有源放大滤波电路将音源信号进行放大后再经过长线束进行传输，这样被放大后的音源信号可以有效抵抗来自长线束上的各种干扰。另一方面，为了匹配外置功放支持的输入信号的幅度范围，利用无源衰减滤波电路对长线束上的音源信号进行衰减，同时滤除长线束上的干扰噪声。该车载音频电路可以有效地抑制长线束上的噪声干扰，明显提高了车载音响系统的信噪比。并且该电路结构简单，适合在低端车型和老旧车型上实施利用，成本低。
需要说明的是，本发明提供的车载音频电路中的有源放大滤波电路与后级的无源衰减滤波电路相互间影响较小，容易匹配计算，有源放大滤波电路中的运算放大器的频率响应及放大倍数不会受后级的无源滤波电路影响。运算放大 器具有隔离作用。
需要说明的是，所述有源放大滤波电路包括第一滤波模块和放大模块；其中所述第一滤波模块为高阶带通滤波器。
其中，高阶带通滤波器中的高阶指的是两阶以及两阶以上。
下面结合附图详细介绍本发明实施例提供的有源放大滤波电路。
参见图4，该图为本发明实施例提供的有源放大滤波电路示意图。
本实施例提供的所述第一滤波模块为二阶带通滤波器；如图4所示，包括：第一电容C1、第三电容C3、第一电阻R1和第二电阻R2；
所述第三电容C3的一端连接音频信号处理器的输出端，另一端通过依次串联的第二电阻R2和第一电容C1接地；
第二电阻R2和第一电容C1的公共端连接第一电阻R1的一端，第一电阻R1的另一端作为该第一滤波模块的输出端。
本实施例提供的所述放大模块包括：运算放大器U1、所述第一电阻R1、所述第二电阻R2、第三电阻R3和第五电阻R5；
所述运算放大器U1的同相输入端通过第五电阻R5连接VCC；同时，所述运算放大器U1的同相输入端通过第三电阻R3接地；
所述运算放大器U1的反相输入端连接所述第二电阻R2和第一电容C1的公共端；
所述运算放大器U1的反相输入端通过第一电阻R1连接U1的输出端。
需要说明的是，R1和R2既属于第一滤波模块，又属于放大模块。R1与R2在放大模块中的作用是设置运算放大器U1的放大倍数，例如设置R1＝200kΩ，R2＝10kΩ，运算放大器U1的放大倍数A＝R2/R1＝200k/10k＝20倍。
所述运算放大器U1的输出端连接所述第一滤波模块的输出端。
放大模块将音源信号放大多倍，音源信号的峰峰值被放大到十几伏。
需要说明的是，本实施例提供的有源放大滤波电路紧邻音源信号处理器的输出端，位于车载主机中。无源衰减滤波电路紧邻外置功放的信号输入端，位于外置功放系统中。
其中，可以设置R3＝10kΩ，R5＝10kΩ。
运算放大器U1反相输入端的信号为交流信号，如果运算放大器U1正相 输入端不加入偏置电压，则输入至运算放大器U1的交流信号的负半部分的波形会被削掉，运算放大器U1输出的信号只有正半部分。本发明通过R3和R5分压，二者阻值为1∶1的关系，将VCC/2的偏置电压加入至运算放大器U1的正相输入端，可保证运算放大器U1的最大动态范围，则运算放大器U1反相输入端的信号被不失真的放大。同时，R3和R5阻值均选取10k，阻值较大的优点是，可以减小VCC电压在R3和R5上的功耗。
其中，C1、C3、R1、R2共同组成二阶带通滤波器，滤除音频带外噪声，提高音质。C1＝330pF，C3＝10uF，R1＝200k，R2＝10k，本实施例通过以上参数将二阶带通滤波器的频带设为2Hz-60kHz，该有源滤波器在人耳通频带内20Hz-20kHz的频率响应很平坦，＜±0.5dB，同时能够保证人耳通频带外的噪声被最大程度的衰减，避免大多数音响系统出现的人耳听阈内的频量衰减现象。
运算放大器U1选择普通的运算放大器即可，注意最好不选择频带过窄，噪声过大的运算放大器。
为了增强车上抗震能力，电阻和电容优先选择贴片封装。
下面介绍本发明实施例提供的无源衰减滤波电路。
参见图5，该图为本发明实施例提供的无源衰减滤波电路示意图。
本实施例提供的所述无源衰减滤波电路包括：衰减模块和第二滤波模块；其中所述第二滤波模块为高阶带通滤波器。
其中，高阶带通滤波器中的高阶指的是两阶以及两阶以上。
所述衰减模块包括第六电阻R6和第四电阻R4；
所述第六电阻R6的一端连接长线束的输出端，另一端通过第四电阻R4接地；
所述第六电阻R6和第四电阻R4的公共端作为衰减模块的输出端连接所述第二滤波模块的输入端。
衰减模块的衰减系数需要根据外置功放进行匹配，符合外置功放支持的信号输入幅度范围。
本实施例提供的所述第二滤波模块为二阶带通滤波器，包括：第二电容C2、第四电容C4、第七电阻R7和第八电阻R8；
该第二滤波模块的输入端通过依次串联的第二电容C2、第七电阻R7和第八电阻R8连接该第二滤波模块的输出端；其中第七电阻和第八电阻R8的公共端通过第四电容C4接地。
R6与R4组成衰减模块，将图4放大的信号进行衰减，符合外置功放支持的信号输入幅度范围要求。R6＝1kΩ，R4＝100Ω，信号被衰减10倍，与前端运算放大器U1放大10倍匹配。
C2、R7、R8、C4组成二阶带通滤波器，滤除音频带外噪声，尤其是来自图3长线束230的干扰噪声。
图5所示的二阶带通滤波器的输出端连接外置功放的信号输入端，外置功放存在较大的输入阻抗，该输入阻抗也可以作为无源衰减滤波电路的一部分，影响无源衰减滤波电路的下限频率。
R7＝500Ω，R8＝500Ω，C4＝1.2nF，C2＝4.7uF，本实施例的无源衰减滤波电路频带设为几Hz到88kHz。该滤波器在人耳通频带内的频率响应很平直，保证人耳听阈内20Hz-20kHz频率分量无衰减的通过，并滤除人耳通频带的带外噪声。该无源衰减滤波电路的输入信号达十几伏，因此要求电阻电容的耐压值较高。
为了增强车上抗震能力，电阻和电容优先选择贴片封装。
需要说明的是，本发明实施例中的带通滤波器可以采用二阶滤波器，也可以采用比二阶更高阶的滤波器。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制。虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本发明技术方案保护的范围内。
Claims (10)
1.一种车载音频电路，其特征在于，包括：音频信号处理器、有源放大滤波电路、长线束、无源衰减滤波电路和外置功放；
所述音频信号处理器，用于消除干扰噪声，输出模拟音源信号；
所述有源放大滤波电路，用于滤除所述模拟音源信号的音频带外干扰噪声，将滤除后的模拟音源信号进行放大，经过所述长线束发送给所述无源衰减滤波电路；
所述无源衰减滤波电路，用于对放大后的模拟音源信号进行衰减，将衰减后的模拟音源信号进行干扰噪声滤除；将滤除后的模拟音源信号发送给外置功放。
2.根据权利要求1所述的车载音频电路，其特征在于，所述有源放大滤波电路包括第一滤波模块和放大模块；其中所述第一滤波模块为高阶带通滤波器。
3.根据权利要求2所述的车载音频电路，其特征在于，所述第一滤波模块为二阶带通滤波器；包括：第一电容、第三电容、第一电阻和第二电阻；
所述第三电容的一端连接音频信号处理器的输出端，另一端通过依次串联的第二电阻和第一电容接地；
第二电阻和第一电容的公共端连接第一电阻的一端，第一电阻的另一端作为该第一滤波模块的输出端。
4.根据权利要求3所述的车载音频电路，其特征在于，所述放大模块包括：运算放大器、所述第一电阻、所述第二电阻、第三电阻和第五电阻；
所述运算放大器的同相输入端通过第五电阻连接VCC；同时，所述运算放大器的同相输入端通过第三电阻接地；
所述运算放大器的反相输入端连接所述第二电阻和第一电容的公共端；
所述运算放大器的反相输入端通过所述第一电阻连接运算放大器的输出端；
所述运算放大器的输出端连接所述第一滤波模块的输出端，同时所述运算放大器的输出端通过长线束将放大后的模拟音源信号发送给所述无源衰减滤波电路。
5.根据权利要求1所述的车载音频电路，其特征在于，所述无源衰减滤波电路包括：衰减模块和第二滤波模块；其中所述第二滤波模块为高阶带通滤波器。
6.根据权利要求5所述的车载音频电路，其特征在于，所述衰减模块包括第六电阻和第四电阻；
所述第六电阻的一端连接长线束的输出端，另一端通过第四电阻接地；
所述第六电阻和第四电阻的公共端作为衰减模块的输出端连接所述第二滤波模块的输入端。
7.根据权利要求6所述的车载音频电路，其特征在于，所述第二滤波模块为二阶带通滤波器，包括：第二电容、第四电容、第七电阻和第八电阻；
该第二滤波模块的输入端通过依次串联的第二电容、第七电阻和第八电阻连接该第二滤波模块的输出端，该第二滤波模块的输出端连接外置功放的输入端；其中第七电阻和第八电阻的公共端通过第四电容接地。
8.根据权利要求2-4任一项所述的车载音频电路，其特征在于，所述第一滤波模块的频带设为2Hz-60kHz。
9.根据权利要求4所述的车载音频电路，其特征在于，第三电阻为10k欧姆，第五电阻为10k欧姆；第一电阻为200k欧姆，第二电阻为10k欧姆，第三电容为10uF，第一电容为330pF。
10.根据权利要求7所述的车载音频电路，其特征在于，所述第四电阻为100欧姆，所述第六电阻为1k欧姆；
所述第七电阻为500欧姆，第八电阻为500欧姆，第四电容为1.2nF，第二电容为4.7uF。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CP03 | Change of name, title or address |
Address after: 4 / F, building 1, No.14 Jiuxianqiao Road, Chaoyang District, Beijing 100020 Patentee after: Beijing Jingwei Hengrun Technology Co., Ltd Address before: 100101 Beijing Chaoyang District City Anxiang Beili 11 building B block 8 layer Patentee before: Beijing Jingwei HiRain Technologies Co.,Ltd. |
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| CP03 | Change of name, title or address |