CN105979438A - 一种防风噪麦克风单体和耳机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种防风噪麦克风单体和耳机，该防风噪麦克风单体包括麦克风本体、高通滤波电路、正极端子和负极端子，麦克风本体的正极与高通滤波电路的正极输入端连接，麦克风本体的负极和高通滤波电路的负极输入端连接，高通滤波电路的正极输出端与正极端子连接，高通滤波电路的负极输出端与负极端子连接。本发明的防风噪麦克风单体设置有高通滤波电路，可以滤掉大部分的低频风噪，有效提升麦克风防风噪的效果，同时，该方案易于实现，成本较低。

Description

一种防风噪麦克风单体和耳机

技术领域

本发明涉及防风噪领域，更具体地，本发明涉及一种设置有高通滤波电路的防风噪麦克风单体和耳机。

背景技术

风噪的产生是由于风吹到耳机结构与耳机结构发生摩擦产生的湍流声音，尤其是吹到耳机外壳的进声孔的风噪，这样的风噪不但难以用上述的主动降噪功能消除，反而可能被抬升，影响降噪效果。

在风或强气流存在的情况下使用驻极体电容麦克风(本技术领域通常称为ECM麦克风)时，或当讲话者的呼气直接冲击ECM麦克风时，ECM麦克风中由于风压的波动而产生一种明显的低频冲击性的噗噗喷气声。这种喷气声可严重地降低声音信号的质量。

现有技术中MEMS麦克风的防风噪效果较好，但MEMS麦克风价格昂贵，增加了生产成本。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种可以实现防风噪的麦克风单体和耳机。

根据本发明的第一方面，提供了一种防风噪麦克风单体，包括麦克风本体、高通滤波电路、正极端子和负极端子，所述麦克风本体的正极与所述高通滤波电路的正极输入端连接，所述麦克风本体的负极和所述高通滤波电路的负极输入端连接，所述高通滤波电路的正极输出端与所述正极端子连接，所述高通滤波电路的负极输出端与所述负极端子连接。

可选的，所述高通滤波电路为无源滤波电路，包括串联连接的第一电阻和第一电容，其中，所述第一电容连接在所述麦克风本体的正极和所述正极端子之间，所述第一电阻连接在所述正极端子和所述负极端子之间。

可选的，所述防风噪麦克风单体还包括偏置电压输入端子，所述偏置电压输入端子与所述麦克风本体的正极连接。

可选的，所述偏置电压输入端子与所述正极端子连接，所述防风噪麦克风单体还包括第二电阻，所述第二电阻连接在所述偏置电压输入端子与所述麦克风本体的正极之间。

可选的，所述防风噪麦克风单体还包括第二电容，所述第二电容串联在所述正极端子和所述负极端子之间。

可选的，所述麦克风本体和所述高通滤波电路被封装在一个壳体中，所述正极端子和所述负极端子向外引出。

根据本发明的第二方面，提供了一种耳机，所述耳机的麦克风为前述的防风噪麦克风单体。

本发明的发明人发现，在现有技术中，存在现有ECM麦克风存在风噪的问题。而在本发明的实施例中，本发明的防风噪麦克风单体设置有高通滤波电路，可以滤掉大部分的低频风噪，有效提升麦克风防风噪的效果，同时，该方案易于实现，成本较低。因此，本发明所要实现的技术任务或者所要解决的技术问题是本领域技术人员从未想到的或者没有预期到的，故本发明是一种新的技术方案。

通过以下参照附图对本发明的示例性实施例的详细描述，本发明的其它特征及其优点将会变得清楚。

附图说明

被结合在说明书中并构成说明书的一部分的附图示出了本发明的实施例，并且连同其说明一起用于解释本发明的原理。

图1是根据本发明防风噪麦克风单体的一种实施方式的结构示意图；

图2是本发明防风噪麦克风和现有ECM麦克风频率响应曲线；

图3是根据本发明高通滤波电路的一种实施方式的电路原理图；

图4是根据本发明防风噪麦克风单体的另一种实施方式的电路结构示意图；

图5是根据本发明防风噪麦克风单体的第三种实施方式的电路原理图。

附图标记说明：

MIC：麦克风本体； U1：高通滤波电路；

MIC+：正极端子； MIC-：负极端子；

p：麦克风本体的正极； n：麦克风本体的负极；

In+：高通滤波电路的正极输入端；

In-：高通滤波电路的负极输入端；

Out+：高通滤波电路的正极输出端；

Out-：高通滤波电路的负极输出端；

R1、R2：电阻； C1、C2：电容；

V：偏置电压输入端子； f1：ECM麦克风的频率响应曲线；

f2：本发明防风噪麦克风的频率响应曲线。

具体实施方式

现在将参照附图来详细描述本发明的各种示例性实施例。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。

以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。

对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为说明书的一部分。

在这里示出和讨论的所有例子中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它例子可以具有不同的值。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

本发明解决了现有ECM麦克风存在风噪的问题，提供了一种防风噪麦克风单体，如图1所示，包括麦克风本体MIC、高通滤波电路U1、正极端子MIC+和负极端子MIC-，麦克风本体的正极p与高通滤波电路的正极输入端In+连接，负极n与负极输入端In-连接，高通滤波电路的正极输出端Out+与正极端子MIC+连接，负极输出端Out-与负极端子MIC-连接，其中，上述麦克风本体MIC可以但不局限于为ECM麦克风，通常，高通滤波电路的负极输入端与负极输出端连接，均用于接地。其中，本发明防风噪麦克风通过连接高通滤波电路U1，就能够有效提升防风噪的效果，且易于实现，成本较低。

频率响应又称带宽，是指麦克风感应声波频率的范围，并将声波能量转换为电子讯号的能力。

由于麦克风接收到的风噪的能量主要集中在低频，人声的能量主要集中在300Hz-3000Hz，因此，防风噪麦克风采集的语音信号经高通滤波电路滤波处理后，可使小于300Hz的语音信号的能量衰减，这样对防风噪麦克风采集人声信号不会产生影响。

在本发明的一个具体实施例中，对本发明对防风噪麦克风和现有的ECM麦克风进行测试，如图2为麦克风接收的语音信号的频率响应曲线，其横坐标为语音信号的频率，纵坐标为语音信号的频率响应。其中，f1为现有ECM麦克风的频率响应曲线，f2为本发明防风噪麦克风的频率响应曲线，由图中可以明显看出，频率响应曲线f1是一条平直的曲线，频率响应曲线f2有一定程度的下跌，频率响应曲线f2在低频100Hz时比频率响应曲线f1下跌的7dB，且信号的频率越小，本发明防风噪麦克风的高通滤波电路的滤波效果越好。这表明，本发明防风噪麦克风能够在不影响语音信号采集的同时，衰减低频的能量，即能够不影响人声信号采集的同时，衰减风噪的能量，使得本发明防风噪麦克风有效的提升了麦克风防风噪的效果。

高通滤波电路U1可以通过有源高通滤波电路实现，也可以由无源滤波电路实现。有源滤波电路由集成运放和电容、电阻组成，具有不用电感、体积小、重量轻等优点，集成运放的开环电压增益和输入阻抗均很高，输出电阻小，构成有源滤波电路后还具有一定的电压放大和缓冲作用，但集成运放带宽有限，所以目前的有源滤波电路的工作频率难以做的很高；无源滤波电路由电容、电抗和电阻等无源元件组成，以对某次谐波或其以上次谐波形成低阻抗通路，以达到抑制高次谐波的作用，具有成本低、效率高、结构简单及维护方便等优点。

其中，高通滤波电路可以是高通滤波芯片，也可以是通过简单的元件组成的电路。

因此，为了简化高通滤波电路的电路结构，降低成本，使得本方案能够更加易于实现，在本发明的一个具体实施例中，高通滤波电路为RC无源高通滤波电路，包括串联连接的电阻R1和电容C1，如图3所示，其中，电容C1连接在麦克风本体的正极p和正极端子MIC+之间，电阻R1连接在正极端子MIC+和负极端子MIC-之间。这种结构的RC串联电路具有高频滤波的作用，且结构最为简单，容易实现。

其中，电阻R1和电容C1的值可根据需要滤掉的语音信号的频率确定，该频率为设定频率，例如，该设定频率可以为300Hz，这样，频率小于300Hz的语音信号能量就会出现衰减，频率越小，衰减越明显。

如果高通滤波电路为有源滤波电路，则需要根据有源滤波电路采用的运放，对其供电以保证有源滤波电路的正常工作。

由于防风噪麦克风需要外加一个直流的偏置电压为其供电，才能够正常工作，因此麦克风本体的正极p还需接收到直流的偏置电压信号，这样，麦克风本体的正极p既能够接收直流的偏置电压信号，也能够输出防风噪麦克风采集的交流的语音信号。为了使防风噪麦克风能够正常工作，本发明防风噪麦克风单体还包括偏置电压输入端子V，偏置电压输入端子V与麦克风本体的正极p连接，这样，偏置电压输入端子V就能够用于连接电源给防风噪麦克风供电，保证防风噪麦克风正常工作的同时，滤掉语音信号中的低频风噪。

麦克风在应用时，一般只设置有两个端子，即正极端子MIC+和负极端子MIC-，因此，偏置电压输入端子V可以与正极端子MIC+连接，即正极端子MIC+既能够接收直流的偏置电压信号用于给防风噪麦克风供电，也能够输出经过滤波处理的语音信号，但是，偏置电压输入端子V与正极端子MIC+连接后，如果正极端子MIC+接收到直流电压信号，将会导致高通滤波电路U1的部分电路短路，使得高通滤波电路U1无法正常工作，因此，需要在正极端子MIC+和麦克风本体的正极p之间连接一个电阻R2，如图4所示，该电阻R2起到通直流的作用，这样，使得防风噪麦克风的供电和滤波互不影响，保证了防风噪麦克风正常工作的同时，不影响高通滤波电路U1进行滤波处理。

但是，如果高通滤波电路为类似上述RC高通滤波电路的结构，输出回路中只包含电阻类通直流的元件，那么，在本发明防风噪麦克风使用过程中，正极端子MIC+会接入直流电压信号，负极端子MIC-会接地，这将导致正极端子MIC+输出直流电压信号，不能输出交流的经过滤波处理的语音信号，使得高通滤波电路U1无法实现滤波功能。在这种情况下，为了使防风噪麦克风实现防风噪效果，防风噪麦克风需还包括电容C2，电容C2串联在正极端子MIC+和负极端子MIC-之间，如图4所示。由于电容对电压信号具有通交流阻直流的作用，因此，直流的偏置电压信号在高通滤波电路的输出端不能够形成回路，使得防风噪麦克风的供电和滤波互不影响。

如果高通滤波电路的输出回路中存在电容类阻直流的元件，则不需要在高通滤波电路的接地端G和负极端子MIC-之间设置电容。

在本发明的一个具体实施例中，本发明防风噪麦克风采用上述RC高通滤波电路，本发明防风噪麦克风的可以为如图5所示的电路结构，包括电阻R1、R2和电容C1、C2，电阻R1和电容C1组成高通滤波电路，偏置电压输入端子V与正极端子MIC连接，电阻R2连接在偏置电压输入端子V与麦克风本体的正极p之间，即电容C1和电阻R2并联连接在麦克风本体的正极p和正极端子MIC之间；电容C2串联在正极端子MIC+和负极端子MIC-之间，即电容C2和电阻R1串联在正极端子MIC+和负极端子MIC-之间，这样，直流的电压信号通过电阻R2给防风噪麦克风供电，电阻C2起到通交流阻直流的作用，直流的电压信号在RC高通滤波电路的输出端不能够形成回路，使得防风噪麦克风的供电和滤波互不影响。

其中，本发明防风噪麦克风可以是相互建立连接的电路结构，也可以是一个封装好的装置，在本发明的一个具体实施例中，为了便于防风噪麦克风的装配，麦克风本体和高通滤波电路被封装在一个壳体内，正极端子和负极端子向外引出，以便防风噪麦克风使用的过程中与其他电路部分建立电性连接。

本发明还提供了一种耳机，该耳机的麦克风为上述的防风噪麦克风单体，还包括耳机线、耳机插头、左耳听筒和右耳听筒，其中，耳机线包括麦克风线、地线、左声道线和右声道线。防风噪麦克风的正极端子与麦克风线连接；负极端子与地线连接；左耳听筒的正极与左声道线连接，负极与地线连接；右耳听筒的正极与右声道线连接，负极与地线连接。

由于该耳机采用了上述防风噪麦克风单体，因此，用户在使用该耳机进行通话的过程中，将不会将风噪传送给连接的电子设备，进而传送给通话对方，提升了用户体验。

上述各实施例主要重点描述与其他实施例的不同之处，但本领域技术人员应当清楚的是，上述各实施例可以根据需要单独使用或者相互结合使用。

虽然已经通过例子对本发明的一些特定实施例进行了详细说明，但是本领域的技术人员应该理解，以上例子仅是为了进行说明，而不是为了限制本发明的范围。本领域的技术人员应该理解，可在不脱离本发明的范围和精神的情况下，对以上实施例进行修改。本发明的范围由所附权利要求来限定。

Claims (7)

1.一种防风噪麦克风单体，其特征在于，包括麦克风本体、高通滤波电路、正极端子和负极端子，所述麦克风本体的正极与所述高通滤波电路的正极输入端连接，所述麦克风本体的负极和所述高通滤波电路的负极输入端连接，所述高通滤波电路的正极输出端与所述正极端子连接，所述高通滤波电路的负极输出端与所述负极端子连接。

2.根据权利要求1所述的防风噪麦克风单体，其特征在于，所述高通滤波电路为无源滤波电路，包括串联连接的第一电阻和第一电容，其中，所述第一电容连接在所述麦克风本体的正极和所述正极端子之间，所述第一电阻连接在所述正极端子和所述负极端子之间。

3.根据权利要求1或2所述的防风噪麦克风单体，其特征在于，所述防风噪麦克风单体还包括偏置电压输入端子，所述偏置电压输入端子与所述麦克风本体的正极连接。

4.根据权利要求3所述的防风噪麦克风单体，其特征在于，所述偏置电压输入端子与所述正极端子连接，所述防风噪麦克风单体还包括第二电阻，所述第二电阻连接在所述偏置电压输入端子与所述麦克风本体的正极之间。

5.根据权利要求4所述的防风噪麦克风单体，其特征在于，所述防风噪麦克风单体还包括第二电容，所述第二电容串联在所述正极端子和所述负极端子之间。

6.根据权利要求1所述的防风噪麦克风单体，其特征在于，所述麦克风本体和所述高通滤波电路被封装在一个壳体中，所述正极端子和所述负极端子向外引出。

7.一种耳机，其特征在于，所述耳机的麦克风为权利要求1-6中任一项所述的防风噪麦克风单体。