CN106373586A - 噪声滤除电路 - Google Patents

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Abstract

一种噪声滤除电路，包括第一声音处理电路、第二声音处理电路及减法器。其中，第一声音处理电路用于从第一麦克风接收并处理第一声音，第一声音包括语音信号和噪声。第二声音处理电路用于从第二麦克风接收并处理第二声音,第二声音包括语音信号和噪声。减法器与两路声音处理电路连接，用于接收两路声音处理电路处理后的第一声音与第二声音，并将处理后的第一声音、第二声音相减以输出滤除了噪声的语音信号。本发明提供的噪声滤除电路，在进行电话会议时，有效地避免了外界噪声对通话语音的干扰，极大地提高了用户的体验。

Description

噪声滤除电路
技术领域
本发明涉及一种噪声处理电路,特别涉及一种噪声滤除电路。
背景技术
在进行电话会议时,会议外部的各种低频噪声会透过电话的麦克风传输到其他电话连线方,这些噪声严重影响会议各方的正常交流。特别是在会议各方分别为不同国别语言的人员时,由于噪声干扰的存在,容易使人不能清晰接收其他人员的语音,容易造成误解。
发明内容
有鉴于此，有必要提供一种噪声滤除电路，避免噪声对通话语音的干扰。
本发明实施方式提供的噪声滤除电路包括第一声音处理电路、第二声音处理电路及减法器。其中，第一声音处理电路用于从第一麦克风接收并处理第一声音，第一声音包括语音信号和噪声。第二声音处理电路用于从第二麦克风接收并处理第二声音,第二声音包括语音信号和噪声。减法器与两路声音处理电路连接，用于接收两路声音处理电路处理后的第一声音与第二声音，并将处理后的第一声音、第二声音相减以输出滤除了噪声的语音信号。
优选地，减法器包括第一集成运放，第一集成运放的第一输入端与第一声音处理电路的输出端电连接，第二输入端分别与第二声音处理电路的输出端、第一集成运放的输出端电连接。
优选地，第一声音处理电路和第二声音处理电路均包括放大器，放大器分别用于对第一声音、第二声音进行放大并输出。
优选地，放大器包括第一三极管，第一三极管的基极电连接直流偏置电源，集电极电连接直流偏置电源，发射极接地。
优选地，第一声音处理电路和第二声音处理电路还包括第一滤波器和第二滤波器。其中，第一滤波器用于从相应麦克风中接收声音并滤除噪声。第二滤波器连接于放大器的输出端，用于进一步滤除噪声。
优选地，噪声滤除电路还包括相位补偿电路。相位补偿电路的输入端与减法器的输出端电连接，输出端与扬声器电连接，用于调整滤除了噪声的语音信号的相位并输出。
优选地，相位补偿电路包括电压跟随器、控制开关、第一支路及第二支路。其中，电压跟随器输入端与减法器的输出端电连接；控制开关用于输出控制信号；第一支路与电压跟随器的输出端、控制开关电连接；第二支路与电压跟随器的输出端、控制开关电连接。
优选地，电压跟随器包括第二集成运放及第三集成运放。其中，第二集成运放的第一输入端连接第二集成运放的输出端，第二输入端连接减法器的输出端；第三集成运放的第一输入端连接第三集成运放的输出端，第二输入端连接第二集成运放的第二输入端。
优选地，相位补偿电路还包括切换开关。切换开关与控制开关连接，以根据控制信号切换相位补偿电路输出端与第一支路、第二支路的连接；
优选地，第一支路包括第二开关。第二开关与控制开关电连接，用于根据控制信号控制第一支路的导通。第二支路包括第三开关及反相器。第三开关与控制开关电连接，用于根据控制信号控制第二支路的导通；反相器连接于第三开关，用于调整语音信号的相位。
优选地，反相器包括第二三极管，第二三极管的基极、集电极皆电连接于直流偏置电源，发射极接地。
优选地，第二开关和第三开关皆为场效应管，控制开关的第一端电连接第二开关的栅极、第三开关的栅极，控制开关的第二端接地。
优选地，当第二开关导通时，第三开关不导通；当第三开关导通时，第二开关不导通。
本发明提供的噪声滤除电路，在进行电话会议时，有效地避免了外界噪声对通话语音的干扰，极大地提高了用户的体验。
附图说明
图1为本发明噪声滤除电路一实施方式的示意图。
图2为本发明中第一、第二声音处理电路第一实施方式的示意图。
图3为本发明中第一、第二声音处理电路第二实施方式的示意图。
图4为本发明中相位补偿电路一实施方式的示意图。
图5为本发明中噪声滤除电路一实施方式的电路示意图。
主要元件符号说明
第一麦克风 M1
第二麦克风 M2
第一声音处理电路 D1
第二声音处理电路 D2
相位补偿电路 B1
扬声器 P1
放大器 OP
减法器 J1
第一滤波器 F1
第二滤波器 F2
第一开关 S1
第二开关 S2
第三开关 S3
控制开关 S4
切换开关 S5
电压跟随器 G1
反相器 G2
第一电阻至第十三电阻 R1-R13
第一电容至第四电容 C1-C4
第一三极管至第二三极管 Q1-Q2
第一集成运放至第三集成运放 U1-U3
如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。
具体实施方式
以下实施方式的具体参数只为更好地说明本发明，但不应以具体数值限制本发明权利要求的范围。
请参阅图1，图1为本发明噪声滤除电路一实施方式的示意图。本发明的噪声滤除电路可用于具多输入接口的装置中,如用于日常会议的具有多个麦克风输入的电话中,以解决外界的噪声对通话语音所造成的干扰。
在本实施方式中，噪声滤除电路包括第一声音处理电路D1、第二声音处理电路D2及减法器J1。其中，第一声音处理电路D1与第一麦克风M1电性连接，用于从第一麦克风M1接收并处理第一声音。第二声音处理电路D2与第二麦克风M2电性连接,用于从第二麦克风M2接收并处理第二声音。在此，第一声音和第二声音皆包括语音信号和噪声。
第一声音与第二声音经过上述两路声音处理电路的处理后，将输入到减法器J1中进行相减处理。在日常应用中，通常使用者的位置与第一麦克风M1、第二麦克风M2的距离并不相同，而不同位置的噪声却大致相同。因此，使用者在发出语音时，第一麦克风M1和第二麦克风M2分别接收到的第一声音、第二声音中的语音信号大小不相同，而分别接收到的噪声大小大致相同。在经减法器J1进行相减处理后，减法器J1将输出滤除了噪声的语音信号。
为更好地输出原来的语音信号，在本实施方式中，噪声滤除电路还可以包括相位补偿电路B1。相位补偿电路B1与减法器J1连接，用于调整滤除了噪声的语音信号的相位，并输出至扬声器P1中进行播放。
请参阅图2，图2为本发明中第一声音处理电路D1、第二声音处理电路D2第一实施方式的示意图。
在本实施方式中，第一声音处理电路D1和第二声音处理电路D2均包括放大器OP，放大器OP分别用于对第一声音、第二声音进行放大并输出。在本实施方式中，每一路声音处理电路中的放大器OP连接对应的麦克风，以接收对应麦克风输入的声音，并将接收到的声音进行放大。在此，由于每一放大器OP接收到的语音信号大小不相同，而接收到的噪声大致相同，因此，经过不同放大器OP放大之后的语音信号大小将差异更大，而放大后的噪声还是大致相同，这样就可以通过后续的减法器J1得到滤除了噪声的语音信号。
请参阅图3，图3为本发明中第一声音处理电路D1、第二声音处理电路D2第二实施方式的示意图。
在本实施方式中，第一声音处理电路D1和第二声音处理电路D2的电路架构相同。在此以第一声音处理电路D1进行说明。第一声音处理电路D1除包括第一实施方式所述的放大器OP之外，还包括第一滤波器F1、第一开关S1及第二滤波器F2。
其中，第一滤波器F1用于先对麦克风接收到的第一声音进行处理，主要是为了滤除第一声音中的部分噪声，以减小噪声在第一声音处理电路D1的影响。第一开关S1连接於第一滤波器F1的输出端和放大器OP的输入端之间，用于控制第一声音处理电路D1的工作，在适当的时候，可以导通第一开关S1，使得第一声音处理电路D1处于工作状态。第二滤波器F2连接于放大器OP的输出端，用于进一步滤除部分噪声。在其他实施方式中，可以省略第一开关S1，第一滤波器F1的输出端直接与放大器OP的输入端电连接。
随后，第二滤波器F2将滤除了部分噪声的第一声音信号输入至减法器J1中。在其他实施方式中，第一声音处理电路D1和第二声音处理电路D2可以相应地增加声音处理的器件以加强声音处理的效果，如增加一些音频处理芯片等。
请参阅图4，图4为本发明中相位补偿电路B1一实施方式的示意图。
相位补偿电路B1包括电压跟随器G1、控制开关S4、第二开关S2、第三开关S3、反相器G2及切换开关S5。经过相减处理的语音信号会输入至电压跟随器G1中进行处理。处理后，电压跟随器G1将输出语音信号至两路支路中去。在此，两路支路受控于控制开关S4。控制开关S4输出相应的控制信号，以导通两路支路中的一路，以传输语音信号。
具体地，在本实施方式中，第二开关S2设置于第一支路中且连接于电压跟随器G1和控制开关S4，根据控制信号控制第一支路的导通。第三开关S3设置于第二支路中且连接于电压跟随器G1和控制开关S4，用于根据控制信号控制第二支路的导通。
反相器G2设置于第二支路中以调整语音信号的相位。在本实施方式中，反相器G2对输入第二支路中的语音进行180度的相位调整。
切换开关S5，设置于相位补偿电路B1的输出端，并与控制开关S4、第一支路和第二支路连接，以根据控制信号切换相位补偿电路B1输出端与第一支路、第二支路的连接。
举例来说,控制开关S4根据两麦克风与用户所在位置的远近关系,发出控制信号控制第二开关S2、第三开关S3和切换开关S5。当第一麦克风M1距离用户较近时，控制开关S4发出的控制信号将使第二开关S2导通而使第三开关S3不导通，切换开关S5亦连接至第一支路，这时语音信号只能在第一支路中传输并输出。当第一麦克风M1距离用户较远时，控制开关S4发出的控制信号将使第三开关S3导通而使第二开关S2不导通，切换开关S5亦连接至第二支路，这时语音信号只能在第二支路中传输，经过反相器G2的处理后并输出。在其他一些实施方式中，切换开关S5亦可省略，即第一支路的输出端和第二支路的输出端皆与相位补偿电路B1的输出端连接，当支路中的开关导通时，此对应的支路则经由相位补偿电路B1的输出端输出相应的信号。
在本实施方式中，用户可以根据两麦克风与用户所在位置的远近关系，导通或断开控制开关S4以产生上述控制信号。在其他实施方式中，也可以透过一些侦测手段，如常用的测距技术，来侦测两麦克风与用户所在位置的远近关系，从而导通或断开控制开关S4以产生上述控制信号。
请参阅图5，图5为本发明中噪声滤除电路一实施方式的电路示意图。
在本实施方式中，第一滤波器F1包括第一电感、第二电感及第一电容C。其中，第一电感的第一端为第一滤波器F1的输入端。第二电感的第一端连接第一电感的第二端。第一电容C1的第一端连接第一电感的第二端，第二端接地。
放大器OP包括第一三极管Q1，第一三极管Q1的基极经由第一电阻R1连接电源，集电极经由第二电阻R2连接电源，发射极经由第三电阻R3接地，该电源为12伏的直流电源。
第二滤波器F2包括第三电感及第二电容C2。其中第三电感的第一端为第二滤波器F2的输入端且经由第四电阻R4接地。第二电容C2的第一端连接第三电感的第二端，第二端接地。
减法器J1包括第一集成运放U1，第一集成运放U1的第一输入端经由第五电阻R5接地并与第一声音处理电路的输出端电连接，第二输入端与第二声音处理电路的输出端电连接,且第二输入端经由第六电阻R6连接第一集成运放U1的输出端，输出端经由第三电容C3和第七电阻R7接地。
电压跟随器G1包括第二集成运放U2及第三集成运放U3。其中第二集成运放U2的第一输入端连接第二集成运放U2的输出端。第三集成运放U3的第一输入端连接第三集成运放U3的输出端，第二输入端连接第二集成运放U2的第二输入端。
第二开关S2和第三开关S3皆为场效应管，控制开关S4的第一端连接第二开关S2的栅极，并经由第八电阻R8连接电源，经由第九电阻R9连接第三开关S3的栅极，控制开关S4的第二端接地。在本实施方式中，第二开关S2和第三开关S3分别为NMOS管和PMOS管，以确保在接收到上述控制信号时，第二开关S2和第三开关S3中只会有一个导通，该电源为5伏的直流偏压电源。
反相器G2包括第二三极管Q2，第二三极管Q2的基极经由第十电阻R10连接电源，集电极经由第四电容C4作为反相器G2的输出端，并经由第十一电阻R11连接电源，发射极经由第十二电阻R12接地，在此，该电源为12伏的直流偏压电源。
在本实施方式中，减法器J1将第一声音减去第二声音，因此当第一麦克风M1距离用户较近时，减法器J1输出的语音信号与用户的语音相位相同，并不需要对输出的语音信号进行相位调整。此时控制开关S4发出的控制信号将使第二开关S2导通而使第三开关S3不导通，切换开关S5亦连接至第一支路，这时语音信号在第一支路中传输并输出。
而当第一麦克风M1距离用户较远时，减法器J1输出的语音信号与用户的语音的相位相反，需要对输出的语音信号进行相位调整。此时控制开关S4发出的控制信号将使第三开关S3导通而使第二开关S2不导通，切换开关S5亦连接至第二支路，这时语音信号在第二支路中传输，经过反相器G2的处理后并输出与用户的语音相位相同的语音信号。
本发明提供的噪声滤除电路，在进行电话会议时，有效地避免了外界噪声对通话语音的干扰，极大地提高了用户的体验。
可以理解的是，对于本领域的普通技术人员来说，可以根据本发明的技术构思做出其它各种相应的改变与变形，而所有这些改变与变形都应属于本发明权利要求的保护范围。

Claims (13)

1.一种噪声滤除电路，其特征在于,包括：
第一声音处理电路,用于从第一麦克风接收并处理第一声音,所述第一声音包括语音信号和噪声；
第二声音处理电路,用于从第二麦克风接收并处理第二声音,所述第二声音包括语音信号和噪声；及
减法器,与所述两路声音处理电路连接，用于接收所述两路声音处理电路处理后的所述第一声音与所述第二声音，并将所述处理后的第一声音、第二声音相减以输出滤除了噪声的语音信号。
2.如权利要求1所述的噪声滤除电路，其特征在于，所述减法器包括第一集成运放，所述第一集成运放的第一输入端与所述第一声音处理电路的输出端电连接，第二输入端分别与所述第二声音处理电路的输出端、所述第一集成运放的输出端电连接。
3.如权利要求1所述的噪声滤除电路，其特征在于，所述第一声音处理电路和所述第二声音处理电路均包括放大器，所述放大器分别用于对所述第一声音、所述第二声音进行放大并输出。
4.如权利要求3所述的噪声滤除电路，其特征在于，所述放大器包括第一三极管，所述第一三极管的基极电连接直流偏置电源，集电极电连接所述直流偏置电源，发射极接地。
5.如权利要求3所述的噪声滤除电路，其特征在于，第一声音处理电路和所述第二声音处理电路还包括：
第一滤波器，用于从相应麦克风中接收声音并滤除所述噪声；及
第二滤波器，连接于所述放大器的输出端，用于进一步滤除所述噪声。
6.如权利要求1所述的噪声滤除电路，其特征在于，还包括:
相位补偿电路，输入端与所述减法器的输出端电连接，输出端与扬声器电连接，用于调整所述滤除了噪声的语音信号的相位并输出。
7.如权利要求6所述的噪声滤除电路，其特征在于，所述相位补偿电路包括：
电压跟随器，输入端与所述减法器的输出端电连接；
控制开关，用于输出控制信号；
第一支路，与所述电压跟随器的输出端、所述控制开关电连接；及
第二支路，与所述电压跟随器的输出端、所述控制开关电连接。
8.如权利要求7所述的噪声滤除电路，其特征在于，所述电压跟随器包括：
第二集成运放，第一输入端连接所述第二集成运放的输出端，第二输入端连接所述减法器的输出端；及
第三集成运放，第一输入端连接所述第三集成运放的输出端，第二输入端连接所述第二集成运放的第二输入端。
9.如权利要求7所述的噪声滤除电路，其特征在于，所述相位补偿电路还包括切换开关，所述切换开关与所述控制开关连接，以根据所述控制信号切换所述所述相位补偿电路输出端与所述第一支路、所述第二支路的连接。
10.如权利要求7所述的噪声滤除电路，其特征在于，
所述第一支路包括：
第二开关，与所述控制开关电连接，用于根据所述控制信号控制所述第一支路的导通；
所述第二支路包括：
第三开关，与所述控制开关电连接，用于根据所述控制信号控制所述第二支路的导通；及
反相器，连接于所述第三开关，用于调整所述语音信号的相位。
11.如权利要求10所述的噪声滤除电路，其特征在于，所述反相器包括第二三极管，所述第二三极管的基极、集电极皆电连接于直流偏置电源，发射极接地。
12.如权利要求10所述的噪声滤除电路，其特征在于，所述第二开关和所述第三开关皆为场效应管，所述控制开关的第一端电连接所述第二开关的栅极、所述第三开关的栅极，所述控制开关的第二端接地。
13.如权利要求10所述的噪声滤除电路，其特征在于，当所述第二开关导通时，所述第三开关不导通；当所述第三开关导通时，所述第二开关不导通。
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