CN106535022A - 一种带均衡器的具有功放功能的耳机降噪电路 - Google Patents

Abstract

一种携带均衡器的具有功放功能的耳机降噪电路，该电路包括外界声音反相降噪模块、均衡器模块和功率放大模块，外界声音信号收集后传入外界声音反相降噪模块并直接连接到耳机的发声装置。耳机的发声装置输出的声音信号由导线直接连接到均衡器模块，再经过均衡器模块处理后直接由导线连接到功放模块之后输出。通过一个由四个三级管构成的互补对称放大电路进行功率放大，将放大后的信号经过反馈反馈到积分电路的输出端以便电容放电形成三角波。最后把得到的pwm波接入一个LC低通滤波器，并根据需要选择需要滤波的阶数。最后进行输出。本方案低成了耳机的降噪，根据声音特点及个人需求调节高中低频声音。

Description

一种带均衡器的具有功放功能的耳机降噪电路

技术领域

本发明涉及模拟电路，特别是功放电路，滤波电路，运放的应用等。

背景技术

目前市面上的降噪设备主要分为主动降噪和被动降噪两种。被动降噪主要为利用物理特性将外部噪声与耳朵隔绝开，主要通过隔声材料阻挡噪声，对高频率声音非常有效，一般可使噪声降低大约为15-20dB。这种方法原理简单，降噪成本低，但效果略为逊色，且由于使用了高密度的隔声材料，耳机较重佩戴不舒服。比如平时佩戴的耳塞，就是这个原理。而在主动降噪方面，市面上的主动降噪产品多为高端产品，价格不菲，应用十分不广泛，而且对于不同的人来说，对声音音乐等特点的追求也不同，所以出现一款携带小型可调均衡器的降噪耳机是十分必要的。

发明内容

针对以上问题，本发明提供一种携带均衡器的具有功放功能的耳机降噪电路。

为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：

一种携带均衡器的具有功放功能的耳机降噪电路，该电路包括外界声音反相降噪模块、均衡器模块和功率放大模块，外界声音信号收集后传入外界声音反相降噪模块并直接连接到耳机的发声装置。耳机的发声装置输出的声音信号由导线直接连接到均衡器模块，再经过均衡器模块处理后直接由导线连接到功放模块之后输出。

外界声音反相降噪模块为一个放大倍数为1的反相放大器，该反相放大器包括一个集成运放、电阻及电容。外部声音信号经过一个电阻R1进入集成运放U1的反向输入端，在反相输入端与输出端之间串联一个电阻R3与开关S1；在集成运放U1的同向输入端连接一个电阻R2并接地。在集成运放U1的电源线两端各引出一根线连接电容C19、电容C20后接地。输出端的外部声音信号为反相后的外界音频的信号，最后与需要播放的音频一起输出。

均衡器模块由三部分组成，第一部分是反相放大模块。首先在输入端串联一个电容器C3，串联一个电阻R7并接入集成运放U2的反相输入端，同向输入端接地。在输出端与反相输入端之间串联一个电阻R8作为反馈电阻，调节放大倍数，放大倍数为1。在反馈电阻上并联一个电容C2。集成运放U2输出端为反相放大模块的输出端。第二部分为均衡模块，输入端串联一个电容C6。将没有经过均衡器调整的音频信号分为三路，第一路为高通滤波器，两个定值电阻R4、R5中间串联有一个可调电阻R6，电容C1与可调电阻R6相并联，通过修改可变电阻R6的大小来改变滤波的范围，最后在可调电阻R6的中心端串联一个电阻R9。第二路为带通滤波器，两个定值电阻R10、R11中间串联有一个可调电阻R12，电容C4与可调电阻R12相并联，在可调电阻R12中心输出端再串联一个电容C7，可调电阻R12分别与电容C4、电容C7配合调节通频带。第三路为低通滤波器，两个定值电阻R13、R14的中间串联有可调电阻R16，在可调电阻R16中心输出端再串联一个电容C9，构成一个低通滤波器，调节可调电阻R16进而选择通频范围。把三个经过均衡器调整的波形连在一起构成输出端。

第三部分是有源隔离模块。运放U3的同向输入端接地，反向输入端与，电阻R9、电容C7、电容C9相连，而在其与地之间连接一个电阻R15、电容C11。运放U3的输出端与第二部分需要的音频信号相连接。在输出端与功率放大模块输入端之间串联一个电容C8，在运放电源线分别引出导线在地之间串联电容C5、电容C10。

功率放大模块选择D类功放。还是在信号的输入端增加一个电容C15和电阻R20，进入一个运放U5的反向输入端，在正负电源两边增加电容C14、电容C17接地，同向输入端接地，反向输入端与输出端之间串联一个电容C12、运放U5运放电路构成了一个积分电路。在与下一个电压比较器之间串联一个电阻R23。之后直接接入比较器U4同向输入端，而反向输入端接地。在运放U4输出端与同向输入端之间串联一个电阻R19。在功率放大电路输入端串联一个电阻R21，之后分为两路，一路接入三极管Q1的基极，另一路接入三极管Q3的基极，在三极管Q1、三极管Q3两个发射极之间连接一个电阻R22，并接入三极管Q2、三极管Q4的基极，三极管Q2、三极管Q4的发射极连在一起输出，而三极管Q1、三极管Q2的集电极连接在一起接电源，三极管Q3、三极管Q4同样集电极接在一起接电源。而在还原之前需要接一根反馈线将信号返回到运放U5构成的积分电路，在反馈线上接一个反馈电阻R17，最后使用电感L1与电容C16组成LC滤波电路。

电阻R7和电阻R8的电阻相等。

串联的电容器C3起到隔直流通交流的目的，使信号更加清晰，便于处理。

并联电容C2的目的是与输入等效电容分压，提高响应时间，一定程度上抑制输出噪声，消除高频干扰。

输入端串联的电容C6起到隔直流通交流的目的，同时进行相位移动的调节。

串联电容C5、电容C10以减少干扰、减小接地阻抗、提高相应速度。

通过运放U3两个输入端虚短虚断的性质，将同向输入端接地，这样反相输入端电势亦为同向输入端的地。这样就把滤掉的波先排入这跟“地线”在将这根线与地之间串联电阻R15、电容C11将交流信号引走。

在输出端与功率放大模块输入端之间串联一个电容C8，同样起到隔直流通交流信号整理的目的。

虽然对声音进行了一些均衡，但是信号幅度却损失了不少，此时就需要接一个较为出色的功率放大器。

D类功放具有高效，体型小的优点。

运放U5电路构成了一个积分电路。将传递过来的声音信号变成具有不同下降与上升时间的三角波。

通过比较器的性质，对不同下降与上升时间三角波进行整形，使其变为一个规整的pwm波。在此之后要对变换出来的pwm波进行功率放大。使用互补对称放大电路对pwm进行功率放大。

最后通过LC低通滤波器把高次波滤掉，留下音频信号对其进行滤波还原。而在还原之前需要接一根反馈线将信号返回到U5构成的积分电路，使电容可进行充电，形成三角波的下降沿。

巴特沃斯型低通滤波器性能没有明显的缺陷。对组建的Q值要求较低，可以大大降低成本，在功率放大后还原成所需要的音频信号，实现功率放大的功能。可根据实际的需要定需要多少阶。

本发明由于采取以上技术方案，其具有以下优点：

1、低成本实现耳机的降噪。

2、可根据声音特点及个人需求调节高中低频声音。

3、采用D类功放，对声音具有极好的功率放大特性同时小巧轻便。

4、降噪模式可随意开关，安全方便。

附图说明

图1为外界声音反相降噪模块图。

图2为均衡器模块图。

图3为功率放大模块图。

具体实施方式

如图1-3所示，本发明提出一种降噪电路，能够适用各种自然城市环境中需要降噪的场合。

一种带均衡器的具有功放功能的耳机降噪电路，具体包括降噪电路、均衡器电路、功率放大电路。

下面结合附图和实施例对本发明进行详细的描述。

当一个使用者使用耳机时，通过使用开关打开降噪模块，耳机进入降噪模式，把收集到的外部噪声信号传入降噪模块，经过反相放大器将波形反向输出，与外界的噪音信号叠加，从而达到消除噪声的目的。在另一方面，音频信号传入均衡器中，首先经过电解电容的隔离，进入放大倍数为1的反相放大器中进行波形反相，之后经过一个电容进行相位调整，之后信号分为三路分别调节高中低频声音，调整可变电阻，调整通频带。将滤掉的波接有源隔离反向端虚短虚断得到的地并排经过电阻电容进入地线。所需要的信号连在一起进入输出端，经过一个电解电容隔离后接入功率放大模块。进入功率当大模块，接入一个由运放构成的积分电路，电容首先充电，目的是将信号变换为一个具有不同上升下降沿时间的三角波，之后接入一个比较器，通过电压比较形成一个较为规整的具有不同占空比的pwm波。通过一个由四个三级管构成的互补对称放大电路进行功率放大，将放大后的信号经过反馈反馈到积分电路的输出端以便电容放电形成三角波。最后把得到的pwm波接入一个LC低通滤波器，并根据需要选择需要滤波的阶数。最后进行输出。

Claims (3)

1.一种携带均衡器的具有功放功能的耳机降噪电路，其特征在于：该电路包括外界声音反相降噪模块、均衡器模块和功率放大模块，外界声音信号收集后传入外界声音反相降噪模块并直接连接到耳机的发声装置；耳机的发声装置输出的声音信号由导线直接连接到均衡器模块，再经过均衡器模块处理后直接由导线连接到功放模块之后输出；

外界声音反相降噪模块为一个放大倍数为1的反相放大器，该反相放大器包括一个集成运放、电阻及电容；外部声音信号经过一个电阻R1进入集成运放U1的反向输入端，在反相输入端与输出端之间串联一个电阻R3与开关S1；在集成运放U1的同向输入端连接一个电阻R2并接地；在集成运放U1的电源线两端各引出一根线连接电容C19、电容C20后接地；输出端的外部声音信号为反相后的外界音频的信号，最后与需要播放的音频一起输出；

均衡器模块由三部分组成，第一部分是反相放大模块；首先在输入端串联一个电容器C3，串联一个电阻R7并接入集成运放U2的反相输入端，同向输入端接地；在输出端与反相输入端之间串联一个电阻R8作为反馈电阻，调节放大倍数，放大倍数为1；在反馈电阻上并联一个电容C2；集成运放U2输出端为反相放大模块的输出端；第二部分为均衡模块，输入端串联一个电容C6；将没有经过均衡器调整的音频信号分为三路，第一路为高通滤波器，两个定值电阻R4、R5中间串联有一个可调电阻R6，电容C1与可调电阻R6相并联，通过修改可变电阻R6的大小来改变滤波的范围，最后在可调电阻R6的中心端串联一个电阻R9；第二路为带通滤波器，两个定值电阻R10、R11中间串联有一个可调电阻R12，电容C4与可调电阻R12相并联，在可调电阻R12中心输出端再串联一个电容C7，可调电阻R12分别与电容C4、电容C7配合调节通频带；第三路为低通滤波器，两个定值电阻R13、R14的中间串联有可调电阻R16，在可调电阻R16中心输出端再串联一个电容C9，构成一个低通滤波器，调节可调电阻R16进而选择通频范围；把三个经过均衡器调整的波形连在一起构成输出端；

第三部分是有源隔离模块；运放U3的同向输入端接地，反向输入端与，电阻R9、电容C7、电容C9相连，而在其与地之间连接一个电阻R15、电容C11；运放U3的输出端与第二部分需要的音频信号相连接；在输出端与功率放大模块输入端之间串联一个电容C8，在运放电源线分别引出导线在地之间串联电容C5、电容C10；

功率放大模块选择D类功放；还是在信号的输入端增加一个电容C15和电阻R20，进入一个运放U5的反向输入端，在正负电源两边增加电容C14、电容C17接地，同向输入端接地，反向输入端与输出端之间串联一个电容C12、运放U5运放电路构成了一个积分电路；在与下一个电压比较器之间串联一个电阻R23；之后直接接入比较器U4同向输入端，而反向输入端接地；在运放U4输出端与同向输入端之间串联一个电阻R19；在功率放大电路输入端串联一个电阻R21，之后分为两路，一路接入三极管Q1的基极，另一路接入三极管Q3的基极，在三极管Q1、三极管Q3两个发射极之间连接一个电阻R22，并接入三极管Q2、三极管Q4的基极，三极管Q2、三极管Q4的发射极连在一起输出，而三极管Q1、三极管Q2的集电极连接在一起接电源，三极管Q3、三极管Q4同样集电极接在一起接电源；而在还原之前需要接一根反馈线将信号返回到运放U5构成的积分电路，在反馈线上接一个反馈电阻R17，最后使用电感L1与电容C16组成LC滤波电路。

2.根据权利要求1所述的一种携带均衡器的具有功放功能的耳机降噪电路，其特征在于：电阻R7和电阻R8的电阻相等。

3.根据权利要求1所述的一种携带均衡器的具有功放功能的耳机降噪电路，其特征在于：运放U5电路构成了一个积分电路；将传递过来的声音信号变成具有不同下降与上升时间的三角波。