CN104053094A - 一种有源带阻滤波电路 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种有源带阻滤波电路，该电路包括预处理电路、带阻滤波电路和放大电路；预处理电路用于对输入的音频信号进行预处理后输入至所述带阻滤波电路；带阻滤波电路包括并联的低通滤波支路和高通滤波支路，且低通滤波支路的截止频率低于高通滤波支路的截止频率，用于对预处理电路输入的音频信号进行带阻滤波；放大电路，用于对带阻滤波后的音频信号进行放大处理后输出。本发明的技术方案，通过调节带阻滤波电路的中心频率，或调节高通滤波支路的衰减斜率，以及调节电路的增益，从而能够有效地滤除相应的噪声且不影响频响曲线，输出纯净的音频信号。
Description
技术领域
本发明涉及电子线路技术领域，特别涉及一种有源带阻滤波电路。
背景技术
在使用音频拾取设备(如麦克风)过程中会出现噪声，为了消除噪声，有必要设计一种滤波电路。
发明内容
本发明提供了一种有源带阻滤波电路，以滤除使用音频拾取设备过程中存在的噪声。
本发明公开的一种有源带阻滤波电路，包括：预处理电路、带阻滤波电路、放大电路；其中，
所述预处理电路，连接所述带阻滤波电路，用于对输入的音频信号进行预处理后输入至所述带阻滤波电路；
所述带阻滤波电路，分别连接所述预处理电路和所述放大电路，包括低通滤波支路和高通滤波支路，所述低通滤波支路与所述高通滤波支路并联，并且所述低通滤波支路的截止频率低于所述高通滤波支路的截止频率，用于对所述预处理电路输入的音频信号进行带阻滤波；
所述放大电路，连接所述带阻滤波电路，用于对带阻滤波后的音频信号进行放大处理并输出。
本发明的有益效果是：本发明提供的有源带阻滤波电路，对音频拾取设备输入的音频信号，首先进行预处理，接着采用并联的低通滤波支路与高通滤波支路进行带阻滤波处理；然后对带阻滤波后的音频信号再进行放大处理后输出；本发明通过调节带阻滤波电路的中心频率，或调节高通滤波支路的衰减斜率，以及调节电路的增益，从而能够有效地滤除相应的噪声且不影响频响曲线，输出纯净的音频信号。
附图说明
图1是本发明的有源带阻滤波电路的结构框图；
图2是本发明的一种有源带阻滤波电路的电路原理图；
图3是本发明的另一种有源带阻滤波电路的电路原理图；
图4是本发明的带阻滤波电路中低通滤波支路与高通滤波支路的电路原理图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。
本发明的设计思想是，提供一种有源带阻滤波电路，对音频拾取设备输入的音频信号首先进行预处理，接着进行带阻滤波，然后进行放大处理后输出；从而可以达到滤除噪声、放大音频信号而又不影响频响曲线的目的。
如图1所示，图1是本发明的有源带阻滤波电路的结构框图。本发明实施例提供的一种有源带阻滤波电路包括：预处理电路100、带阻滤波电路200和放大电路300，其中，
所述预处理电路100连接所述带阻滤波电路200，用于对音频拾取设备输入的音频信号进行预处理后输入至所述带阻滤波电路200；
所述带阻滤波电路200，分别连接所述预处理电路100和所述放大电路300，所述带阻滤波电路对所述预处理电路输入的音频信号进行带阻滤波；
所述放大电路300，连接所述带阻滤波电路200，用于对带阻滤波后的音频信号进行放大处理并输出。
其中，图1所示电路中的带阻滤波电路包括低通滤波支路201和高通滤波支路202，所述低通滤波支路201与所述高通滤波支路202并联，并且所述低通滤波支路201的截止频率低于所述高通滤波支路202的截止频率，所述带阻滤波电路用于实现带阻滤波。
参考图2，图2是本发明的一种有源带阻滤波电路的电路原理图，包括：预处理电路100、滤波电路200、放大电路300。
其中，预处理电路100包括第一电阻R1、第一电容C1、正电源+VCC1、场效应管Q1以及平行板电容器C0，场效应管Q1的第一端为漏极D端，第二端为栅极G端，第三端为源极S端，场效应管Q1的D端与第一电阻R1和第一电容C1相接，第一电阻R1的另一端与正电源+VCC1相接，第一电容C1的另一端连接带阻滤波电路200，场效应管Q1的G端与平行板电容器C0一端相接，场效应管Q1的S端与平行板电容器C0的另一端都接地。
在实际应用中，所述场效应管Q1对平行板电容器C0提供的音频信号进行阻抗变换及信号放大，其中，第一电阻R1为上拉电阻，为场效应管Q1提供合适的静态工作点，正电源+VCC1为预处理电路提供电源，第一电容C1具有隔直流通交流的作用。
其中，带阻滤波电路200通过第一电容C1与上述预处理电路100相连接，带阻滤波电路200包括第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5、第二电容C2、第三电容C3、第四电容C4以及参考电压VREF1。
具体地，低通滤波支路201中，第二电阻R2的一端连接上述第一电容C1，另一端与第三电阻R3相接，第三电阻R3另一端接在运算放大器U1A的同相输入端，第四电容C4一端接在第二电阻R2与第三电阻R3之间，另一端接在运算放大器U1A的输出端。
具体地，高通滤波支路202中，第二电容C2一端与上述第一电容C1相连接，另一端与第三电容C3相接，第三电容C3另一端接入运算放大器U1A的同相输入端，第四电阻R4一端接在第二电容C2和第三电容C3之间，另一端连接参考电压VREF1，第五电阻R5一端连接所述参考电压VREF1，另一端与第三电阻R3、第三电容C3相连接并连接入运算放大器U1A的同相输入端。
这里，参见图4所示，图4是本发明的带阻滤波电路中低通滤波支路与高通滤波支路的电路原理图。第二电阻R2、第三电阻R3与第四电容C4构成低通滤波支路201；第二电容C2、第三电容C3与第四电阻R4以及第五电阻R5构成高通滤波支路202。并且，低通滤波支路201与高通滤波支路202并联构成带阻滤波电路，且低通滤波支路201的截止频率低于所述高通滤波支路202的截止频率。
在实际应用中，输入信号由预处理电路通过所述滤波电路200，低通滤波支路201会抑制或者衰减高于其截止频率的信号，而高通滤波支路202会抑制或者衰减低于其截止频率的信号，在低通滤波支路201与高通滤波支路202的并联输出端，经过低通滤波的信号和经过高通滤波的信号叠加输出，而在两滤波支路中都被抑制或者衰减的信号在输出端就不会得到输出或者仅输出被衰减的信号，以此实现带阻滤波处理。
其中，放大电路300包括运算放大器U1A、第六电阻R6、第七电阻R7、正电压源+VCC2、以及参考电压源VREF2，所述运算放大器U1A的第一端为输出端，第二端为反相输入端，第三端为同相输入端，第四端为负电源输入端，第八端为正电源输入端，具体地，运算放大器U1A的反相输入端与第六电阻R6、第七电阻R7相连接，第六电阻R6另一端接入参考电压VREF2，第七电阻R7另一端与运算放大器U1A输出端相接，运算放大器U1A同相输入端与上述第三电阻R3、上述第三电容C3、上述第五电阻R5相连，运算放大器U1A正电源输入端接入电源+VCC2，运算放大器U1A负电源输入端接入负电源-VCC或者接地。
需说明的是，本发明的有源是指电路中有电源供电的器件(如运算放大器U1A)。上述运算放大器U1A或为单电源供电或者双电源供电。
如图2所示，当运算放大器为单电源供电时，运算放大器U1A的正电源输入端接入正电源+VCC2，负电源输入端接地。如图3所示，图3是本发明的另一种有源带阻滤波电路的电路原理图。当运算放大器为双电源供电时，运算放大器U1A的正电源输入端接入正电源+VCC2，负电源输入端接入负电源-VCC。
优选地，高通滤波支路202中的参考电压VREF1与放大电路300中的参考电压VREF2为同一参考电压，即VREF1＝VREF2＝VREF；预处理电路100中的正电源+VCC1与放大电路300中的正电源+VCC2为同一正电源，即+VCC1＝+VCC2＝+VCC。
在实际应用中，可以通过调整电阻R2、R3或R4阻值和调整电容C2、C3或C4的容值调整滤波电路200的中心频率。通过调整电阻R5的阻值调整所述高通滤波支路202的衰减斜率(需要说明的是，R4和R5都可以改变衰减斜率，因R4的阻值受限，一般地是改变R5的值)。通过调整电阻R6、R7的阻值调节电路的增益，其中电路增益指整个有源带阻滤波电路的增益。
优选的，所述的电阻R2、R3、R4阻值满足R2＝R3＝2R4，所述电容C2、C3、C4的容值满足C2＝C3＝1/2C4；
可选的，当运算放大器U1A为单电源供电时，参考电压VREF满足VREF＝1/2VCC，当运算放大器U1A为双电源供电时，参考电压VREF满足VREF＝0。其中当U1A为单电源供电时，所述参考电压VREF是不可或缺的。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本发明的保护范围内。
Claims (10)
1.一种有源带阻滤波电路，其特征在于，包括：预处理电路、带阻滤波电路、放大电路；其中，
所述预处理电路，连接所述带阻滤波电路，用于对输入的音频信号进行预处理后输入至所述带阻滤波电路；
所述带阻滤波电路，分别连接所述预处理电路和所述放大电路，包括低通滤波支路和高通滤波支路，所述低通滤波支路与所述高通滤波支路并联，并且所述低通滤波支路的截止频率低于所述高通滤波支路的截止频率，用于对所述预处理电路输入的音频信号进行带阻滤波；
所述放大电路，连接所述带阻滤波电路，用于对带阻滤波后的音频信号进行放大处理并输出。
2.根据权利要求1所述的有源带阻滤波电路，其特征在于，所述预处理电路至少包括一个场效应管Q1、第一正电源+VCC1、第一电阻R1和第一电容C1，其中，音频信号输入场效应管Q1的栅极端，第一电阻R1接在第一正电源+VCC1与场效应管Q1的漏极端之间，场效应管Q1的源极端接地，第一电容接C1的一端接在第一电阻R1与场效应管Q1的漏极端之间，另一端连接所述带阻滤波电路。
3.根据权利要求1所述的有源带阻滤波电路，其特征在于，
所述低通滤波支路至少包括第二电阻R2、第三电阻R3和第四电容C4，其中，第二电阻R2一端与第三电阻R3一端相连接，第二电阻R2另一端接入所述预处理电路，第三电阻R3另一端接入所述放大电路，第四电容C4的一端接在第二电阻R2和第三电阻R3之间，另一端接在所述放大电路的输出端；
所述高通滤波支路至少包括第四电阻R4、第五电阻R5、第二电容C2、第三电容C3和第一参考电压VREF1，其中，第二电容C2一端和第三电容C3一端相连接，第二电容C2另一端接入所述预处理电路，第三电容C3另一端接入所述放大电路，第四电阻R4一端接在第二电容C2和第三电容C3之间，另一端连接第一参考电压VREF1，第五电阻R5一端连接所述第一参考电压VREF1，另一端接入所述放大电路。
4.根据权利要求3所述的有源带阻滤波电路，其特征在于，
所述第二电阻R2、所述第三电阻R3、所述第四电阻R4的阻值满足R2＝R3＝2R4；
所述第二电容C2、所述第三电容C3、所述第四电容C4的容值满足C2＝C3＝1/2C4。
5.根据权利要求3或4所述的有源带阻滤波电路，其特征在于，所述滤波电路的中心频率由所述第二电阻R2、所述第三电阻R3或所述第四电阻R4的阻值，或所述第二电容C2、所述第三电容C3或所述第四电容C4的容值调节。
6.根据权利要求3所述的有源带阻滤波电路，其特征在于，所述高通滤波支路的衰减斜率由所述第五电阻R5的阻值调节。
7.根据权利要求1所述的有源带阻滤波电路，其特征在于，所述放大电路至少包括一个运算放大器U1A、第六电阻R6、第七电阻R7、第二正电源+VCC2、和第二参考电压VREF2，其中，第六电阻R6连接在第二参考电源VREF2和运算放大器U1A的反相输入端之间，第七电阻R7连接在运算放大器的反相输入端和输出端之间，运算放大器U1A正电源输入端接入第二正电源+VCC2，运算放大器U1A负电源输入端接入一负电源－VCC或者接地。
8.根据权利要求7所述的有源带阻滤波电路，其特征在于，电路增益由所述第六电阻R6、所述第七电阻R7的阻值调节。
9.根据权利要求7所述的有源带阻滤波电路，其特征在于，当运算放大器U1A为双电源供电时，负电源输入端接入一负电源－VCC，VREF2＝0；当运算放大器U1A为单电源供电时，负电源输入端接地，VREF2＝1/2VCC2。
10.根据权利要求2、3、7或9任意一项所述的有源带阻滤波电路，其特征在于，所述第一正电源+VCC1与所述第二正电源+VCC2为同一正电源，所述第一参考电压VREF1与第二所述参考电压VREF2为同一参考电压。
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