CN105307083B - 一种车载麦克风系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种车载麦克风系统，包括括电源线及置于壳体内与驻极体电性连接的电路板，在所述电路板上设置有顺序连接的输入输出滤波电路、抗静电防反接电路、复合放大电路、滤波组合与偏置电路。性能好、使用简单、可靠性高的车载麦克风，该车载麦克风电路性能好，结构简单，容错能力强，使用电器环境宽广，稳定可靠，成本低，市场需求大。

Description

一种车载麦克风系统

技术领域

本发明涉及车载语音电子系统领域技术领域，具体是涉及一种车载麦克风系统。

背景技术

随着汽车在中国的大众化，汽车市场的日益壮大，相关车载电子辅助设备需求也日益增加，例如车载麦克风。车载电子辅助设备市场相应壮大，行成了极具商业价值的领域；特别在车载语音系统尤其如此，具有高性能低成本的设计将会带来极大的商机，鉴于同期市场的同种产品不同设计而异，带来的性价比差别而进一步造成的竞争优势差异是标志产品生存的根本之一。

本申请人在先申请的专利号为ZL201220743880.8的中国实用新型专利申请公开了一种麦克风及装有该麦克风的车辆， 包括本体 （1）和上端盖 （7）组成的壳体和置于所述壳体内的驻极体、 电路板、 输出线， 所述输出线为双芯屏蔽线， 包括 MIC+（11） 、MIC-（12）和 GND（13） ， 所述 MIC+（11）与所述GND（13） 分开独立连接， 该麦克风虽然具有保护防反接电路能够有效地增强抗干扰能力、 语音更清晰。但是，其抗干扰能力较差、容错性较差。

发明内容

为克服上述现有技术中的缺陷与不足，本发明提供一种性能好、使用简单、可靠性高的车载麦克风，该车载麦克风电路性能好，结构简单，容错能力强，使用电器环境宽广，稳定可靠，成本低，市场需求大。

为实现上述目的本发明的技术方案是，一种车载麦克风系统，包括电源线及置于壳体内与驻极体电性连接的电路板，还包括

输入输出滤波电路，其一方面通过第一电阻和第一电感L1与电源线的负极连接，另一方面通过第二电阻、第二电感与电源线的正极连接；联合第一电容、第二电容、第三电容用于对电源线内的传导干扰进行滤除；结合内部电容滤波回路及外接电路联合对电源线内的传导干扰进行滤除保证电路供电稳定及纯净，同时因外界电磁耦合进入麦克的高频干扰也通过这些电路来滤除，避免干扰进入后级用户接入电路的输入级；同时巧妙运用每一器件的温度物理特性相匹配及其深度负反馈的特点来进一步弥补温度漂移的特点，做到较为宽广的工作环境范围的特点；

抗静电及防反接电路，其一方面与输入输出滤波电路连接，另一方面与复合放大电路连接；用于抗静电防护，其具有防电路反接功能；

复合放大电路，其一方面与抗静电及防反接电路连接，另一方面与滤波组合与偏置电路连接；用于对经过输入滤波电路滤波后的电信号进行放大处理；

滤波组合与偏置电路，其一方面与驻极体连接，另一方面同时与复合放大电路、抗静电及防反接电路并联连接；

优选的是，所述输入输出滤波电路有第一电容、第二电容、第三电容不同容值不同材料电容搭配并联而成。

在上述任一方案中优选的是，所述抗静电及防反接电路包括第三二极管、第二电阻。

在上述任一方案中优选的是，所述第三电阻和第四电容并联连接且与复合放大电路连接。

1.在上述任一方案中优选的是，所述复合放大电路包括第一级放大电路和第二级放大电路组成的复合放大电路。

在上述任一方案中优选的是，所述第一级放大电路包括与第二三极管并联连接的第七电容、第八电容。

在上述任一方案中优选的是，所述第二级放大电路包括与第一三极管并联连接的第五电容。

在上述任一方案中优选的是，所述第一级放大电路与第二级放大电路之间设有并联连接的第四电阻和第六电容。

在上述任一方案中优选的是，所述滤波组合与偏置电路包括第十电容、第十一电容、第十二电容,用于抑止射频耦合干扰的作用。

在上述任一方案中优选的是，第十电容与第十一并联连接。

在上述任一方案中优选的是，第十二电容分别与第八电阻、第六电阻、第五电阻连接。

在上述任一方案中优选的是，第六电阻与第七电阻连接。

在上述任一方案中优选的是，所述第五电阻与第一级放大电路中的第七电容和第二三极管发射极连接。

在上述任一方案中优选的是，还包括外围电路，所述外围电路与电源线连接，包括第一电阻和第二电阻、第一电容和第二电容、第三电容加上第一电感和第二电感。

上述任一方案中优选的是结合器件温度物理特性相互匹配的特点加上整体负反馈作用使温度特性趋于更加稳定，加大了电路的温度使用环境范围。

上述任一方案中优选的是结合电路拓扑结构进行参数的优化，从而提高了整体电路的干扰抑制及信号处理得到进一步的优化；

与现有技术相比本发明的优点在于：麦克风系统的电路性能好，结构简单，容错能力强，使用电器环境宽广，稳定可靠，成本低，市场需求大。保证了电路使用起来具有较高的容错性能；同时只要保证简单的外围接入电路就可正常运行。

附图说明

图1为按照本发明的车载麦克风系统一优选实施例的原理框图。

图2为按照本发明的车载麦克风系统图1所示实施例的电路图。

图3为按照本发明的车载麦克风系统图1所示实施例的外接外围电路的原理图。

图4为按照本发明的车载麦克风系统图1所示实施例的另一种外接外围电路的原理图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的优选实施例作进一步阐述说明；权利要求中构成要件和实施例中具体实例之间的对应关系可以如下例证。这里的描述意图在于确认在实施例中描述了用来支持在权利要求中陈述的主题的具体实例，由于在实施例中描述了实例，不意味着该具体实例不表示构成要件。相反地，即使在此包含了具体实例作为对应一个构成要件的要素特征，也不意味着该具体实例不表示任何其它构成要件。

此外，这里的描述不意味着对应于实施例中陈述的具体实例的所有主题都在权利要求中引用了。换句话说，这里的描述不否认这种实体，即对应实施例包含的具体实例，但不包含在其任何一项权利要求中，即，能够在以后的修正被分案并申请、或增加的可能发明的实体。

参见图1-3，公开了本发明的一种车载麦克风系统包括电源线及置于壳体内与驻极体电性连接的电路板，还包括输入输出滤波电路、 抗静电及防反接电路 、复合放大电路、滤波组合与偏置电路。所述输入输出滤波电路、 抗静电及防反接电路 、复合放大电路、滤波组合与偏置电路依次顺序连接。在本实施例中的输入输出滤波电路，其一方面通过第一电阻R1和第一电感L1与电源线的负极连接，另一方面通过第二电阻R2、第二电感L2与电源线的正极连接；用于对电源线内的传导干扰进行滤除； 所述输入输出滤波电路有第一电容C1、第二电容C2、第三电容C3并联而成。

抗静电及防反接电路，其一方面与输入输出滤波电路连接，另一方面与复合放大电路连接；用于抗静电防护，其具有防电路反接功能。所述复合放大电路包括第一级放大电路和第二级放大电路。所述第三电阻R3和第四电容C4并联连接且与复合放大电路连接。所述第一级放大电路包括与第二三极管Q2并联连接的第七电容C7、第八电容C8 、第三电阻R3、第四电容C4、第五电阻R5，所述第二级放大电路包括与第一三极管Q1并联连接的第五电容C5。 所述第一级放大电路与第二级放大电路之间设有串联连接的第四电阻R4和第六电容C6。所述复合放大电路，其一方面与抗静电及防反接电路连接，另一方面与滤波组合与偏置电路连接；用于对经过输入滤波电路滤波后的电信号进行放大处理。滤波组合与偏置电路，其一方面与驻极体连接，另一方面同时与复合放大电路、抗静电及防反接电路并联连接。所述抗静电及防反接电路包括与第三二极管Q3并联连接的第二电阻R2。

所述滤波组合与偏置电路包括第十电容C10、第十一电容C11、第十二电容C12,用于抑止射频耦合干扰的作用，第十电容C10与第十一C11并联连接。 第十二电容C12分别与第八电阻R8、第六电阻R6、第五电阻R5连接。所述第五电阻R5与第二级放大电路中的第七电容C7和第八电容C8串联连接，所述第六电阻R6与第七电阻R7连接。所述车载麦克风系统还包括外围电路，所述外围电路与电源线连接，包括第一电阻R1和第二电阻R2、第一电容C1和第二电容C2。在本实施例中的车载麦克风系统的电路上采用深度负反馈结构，将信号放大、电源噪声抑制有机融合，较高频率处窜入噪声则采用简洁的有、无源融合滤波结构滤除，同时赋予恰当的频率补偿网络使频谱响应得到相应的修正；为了符合实际使用环境需求，加入了相应的抗静电特性，在使用中避免意外接错而加入了防反接电路，运行供电电压范围较广(如果外接端口电阻在阻值不变加大功率选型，如采用3w则加入50v电路照常运行)；同时具有温度补偿的优化参数设计；结合器件温度物理特性相互匹配的特点加上整体负反馈作用使温度特性趋于更加稳定，加大了电路的温度使用环境范围。

在本实施例中的车载麦克风系统中的电路电容驻极体传声器作为声电转换传感器，其结构是在电容电极极板间介质层上加驻极体，然后把电容两极接入MOSFET管子的栅源极上;单从驻极体电容而言，当声波作用于电容极板，声压迫使电容极板振动，造成两极板间距发生微小变化，这样进一步反映在电容值的微小变化上，由于极间介质是驻极体，这样在极板上就会感应出随声强变化的电压，所以它有无需偏置的特点；极板输出后加入电荷放大类的放大器（例如：MOSFET管）就可最大发挥驻极体电容传声器的小体积好频响及高灵敏读的特点；当接入MOSFET管相当于将声-电荷传感器转变为声-电阻传感器，这样在电路使用上也得接入偏置！

在该电路简洁的将外接馈电电压转化为偏置电压经由偏执电路加入驻极体传感器；在考虑动态信号工作状态保证偏置电压不易受波动；由驻极体转换后的电信号经由耦合回路将信号输入第一级放大，第一放大后的电流信号加入第二级放大电路，再放大后直接输出到外接端口，由于端口电阻压降作用将电流信号再转化为电压信号；输出电压信号在负反馈回路的作用下使电路状态稳定，这就是该电路的工作基本原理；其总体放大倍数是反馈回路中组合电阻的比值；由于电路中采用复合方案有效的去除了电源输入噪声电源噪声抑制率在1000Hz处为80db，同时在驻极体选取上尽量采用外国驻极体材料保证了电声性能及温度稳定性能；鉴于实际应用，在外围标准接入下具有防反接功能、抗静电功能；在八伏接入下输出信号动态范围在：0~3v，也即输入动态范围在：0~28mv；装入外壳后外壳的频响修饰、加上反馈、耦合环节进行频响修正的补偿回路保证整体声学频响性能优化；由于电路结构特点致使电路馈电输入有相当的容忍特性，如果外接端口电阻在阻值不变加大功率选型，如采用3w则加入50v电路照常运行。

图3、4为本实施例中两种接外围电路的原理图。其中图3中的放大电路与传声器部分为该车载麦克风内部结构简易示意图。图3是本实施例中优先推荐外围电路，为了降低成本可简化用图4；所述电源线的正极分别通过R1与车载麦克风系统中的复合放大电路和传声器连接，再通过第一电容C1与用户电路输入端连接口之一连接，所述电源线的负极通过R2与复合放大电路负极和传声器连接，再通过第二电容C2与用户电路输入端剩下端口连接；而图4则通过680欧电阻与电源线的正极连接，信号通过22uf电容耦合入用户输入端，地与用户电路地连接，图中电阻RL就是用户电路简化示意。

上述详细描述通过实施例和/或示意图阐明了系统和/或过程的各种实施例。就这些示意图和/或包含一个或多个功能和/或操作而言，本领域技术人员将理解，这些示意图或实施例中的每一个功能和/或操作都可由各种各样的硬件、软件、固件、或实际上其任意组合来单独地和/或共同地实现。

需要说明的是，本发明的车载麦克风系统的方案的范畴包括但不限于上述各部分之间的任意组合。

尽管具体地参考其优选实施例来示出并描述本发明，但本领域的技术人员可以理解，可以做出形式和细节上的各种改变而不脱离所附权利要求书中所述的本发明的范围。以上结合本发明的具体实施例做了详细描述，但并非是对本发明的限制。凡是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，均仍属于本发明技术方案的范围。

Claims (14)

1.一种车载麦克风系统，包括电源线及置于壳体内与驻极体电性连接的电路板，其特征在于：还包括

输入输出滤波电路，其一方面通过第一电阻(R1)和第一电感(L1)与电源线的负极连接，另一方面通过第二电阻(R2)、第二电感(L2)与电源线的正极连接；

抗静电及防反接电路，其一方面与输入输出滤波电路连接，另一方面与复合放大电路连接；用于抗静电防护可使放大电路及咪头免受静电损害，同时其具有防电路反接功能；

复合放大电路，其一方面与抗静电及防反接电路连接，另一方面与滤波组合与偏置电路连接；用于对经过输入滤波电路滤波后的电信号进行放大处理；

滤波组合与偏置电路、反馈回路与复合放大电路组成限带放大有源滤波电路，其一方面与驻极体连接，另一方面同时与复合放大电路、抗静电及防反接电路并联连接。

2.如权利要求1所述的车载麦克风系统，其特征在于：所述输入输出滤波电路有第一电容(C1)、第二电容(C2)、第三电容C3并联同时联合第二电阻(R2)、第一电阻(R1)与第一电感(L1)、第二电感(L2)而成。

3.如权利要求1所述的车载麦克风系统，其特征在于：所述抗静电及防反接电路包括与第三二极管(Q3)并联连接的第二电阻(R2)组成。

4.如权利要求3所述的车载麦克风系统，其特征在于：第三电阻(R3)和第四电容(C4)并联连接把复合放大电路两极结构连接。

5.如权利要求1所述的车载麦克风系统，其特征在于：所述复合放大电路包括第一级放大电路和第二级放大电路组成的复合放大电路。

6.如权利要求5所述的车载麦克风系统，其特征在于：所述第一级放大电路包括与第二三极管(Q2)及其与之连接的元件第四电容(C4)、第三电阻(R3)，第七电容(C7)、第八电容(C8)、第五电阻(R5)、第六电阻(R6)、第七电阻(R7)共同组成，第七电容(C7)、第八电容(C8)组成了第一级放大高频抑制回路提高了该级放大的稳定及其改善噪声性能。

7.如权利要求6所述的车载麦克风系统，其特征在于：所述第二级放大电路包括与第一三极管(Q1)及其与之连接外围、反馈回路组成，其中的第五电容(C5)、第四电容(C4)作用同于上述第七电容(C7)、第八电容(C8)的作用，第四电容(C4)还起到限带的作用。

8.如权利要求5所述的车载麦克风系统，其特征在于：所述第一级放大电路与第二级放大电路之间设有串 联连接的第四电阻(R4)和第六电容(C6)组成反馈的一部分。

9.如权利要求1所述的车载麦克风系统，其特征在于：所述滤波组合与偏置电路包括第十电容(C10)、第十一电容(C11)、第十二电容(C12)、第八电阻R8,用于抑止射频耦合干扰、提供咪头偏置的作用。

10.如权利要求9所述的车载麦克风系统，其特征在于：第十电容(C10)与第十一电容(C11)并联连接。

11.如权利要求9所述的车载麦克风系统，其特征在于：第十二电容(C12)分别与第八电阻(R8)、第六电阻(R6)、第五电阻(R5)连接。

12.如权利要求11所述的车载麦克风系统，其特征在于：所述第六电阻(R6)与第七电阻(R7)连接。

13.如权利要求11所述的车载麦克风系统，其特征在于：所述第五电阻(R5)与第一级放大电路中的第七电容(C7)和第二三极管(Q2)发射极连接。

14.如权利要求1所述的车载麦克风系统，其特征在于：还包括外围电路，所述外围电路与电源线连接，包括第一电阻(R1)和第二电阻(R2)、第一电容(C1)和第二电容(C2)。