CN112118501A - 具有啸叫抑制功能的机载话筒麦克风信号放大电路 - Google Patents

Abstract

提供一种具有啸叫抑制功能的机载话筒麦克风信号放大电路，将麦克风前置放大电路的输入端与话筒麦克风的输出端连接，信号自动增益控制电路的信号输入端与麦克风前置放大电路的输出端连接，信号自动增益控制电路的输出端与信号耦合电路输入端连接，信号耦合电路的输出端分别与输出端口和电源电路连接，由电源电路对电源转换后为麦克风前置放大电路和信号自动增益控制电路提供工作电源。本发明解决了现有民用飞机机载广播内话话筒麦克风放大电路存在的电路集成度不高、增益不可控制、不具有啸叫抑制功能、过大信号易失真等缺点，具有电路结构简单、集成度高，可实现信号的增益自动控制、且具有啸叫抑制功能，信号失真度小、信噪比高、等优点。

Description

具有啸叫抑制功能的机载话筒麦克风信号放大电路

技术领域

本发明属于机载音频信号电路技术领域，具体涉及一种机载麦克风信号放大电路，尤其涉及一种具有啸叫抑制功能的机载话筒麦克风信号放大电路。

背景技术

机载广播内话系统是民用客机内用于驾驶员和乘务员，乘务员和乘务员之间相互呼叫和客舱广播的通话系统，广播内话系统的终端设备分别是客舱乘务员手持话筒、驾驶舱手持话筒和悬臂话筒。这些话筒主要由麦克风模块、受话器和其他控制模块组成。目前民用客机话筒中应用最为广泛的麦克风模块是由无源麦克风和信号放大电路组成，由于机载广播内话系统需遵循相应的航空标准和适航规范且有一定的特殊性，机载广播内话话筒麦克风信号放大电路不仅要实现音频信号放大功能，同时也要实现麦克风音频信号和供电电源的耦合。且其使用环境为封闭的声场环境，在机舱狭小的空间内很容易拾取到舱内扬声器的反馈信号进而形成正反馈现象产生音频啸叫。目前国外的机载广播内话话筒麦克风放大电路存在电路集成度不高、增益不可控制、不具有啸叫抑制功能、过大信号易失真等缺点。而国内在该领域尚属空白，针对上述问题，本发明提出了一种具有啸叫抑制功能的机载话筒麦克风信号放大电路，目的在于解决目前机载广播内话系统中话筒麦克风电路的不足之处。

发明内容

本发明解决的技术问题：提供一种具有啸叫抑制功能的机载话筒麦克风信号放大电路，基于模拟信号放大技术，通过麦克风前置放大电路、信号自动增益控制电路、信号耦合电路和电源电路的设计，解决了现有机载广播内话话筒麦克风放大电路存在的电路集成度不高、增益不可控制、不具啸叫抑制功能、过大信号易失真等缺点，适用于民航客机机载广播内话系统中话筒的麦克风电路中，本结构涉及的电路结构简单、集成度高，可实现信号的增益自动控制，且具有啸叫抑制功能，信号失真度小、信噪比高、可靠性高等优点。

本发明采用的技术方案：具有啸叫抑制功能的机载话筒麦克风信号放大电路，包括麦克风前置放大电路、信号自动增益控制电路、信号耦合电路和电源电路，所述麦克风前置放大电路的输入端与话筒麦克风的输出端连接用以接收话筒麦克风拾取到的音频信号，所述信号自动增益控制电路的信号输入端与麦克风前置放大电路的输出端连接用于接收经麦克风前置放大电路进行固定增益放大后的音频信号，所述信号自动增益控制电路的输出端与信号耦合电路输入端连接用于将自动增益调整后的音频信号传递至信号耦合电路，所述信号耦合电路的输出端分别与输出端口和电源电路连接，且信号耦合电路对接收的音频信号和由输出端口提供的电源进行耦合后分别输出至输出端口和电源电路内，所述电源电路输出端与麦克风前置放大电路和信号自动增益控制电路的电源端连接，并由电源电路对电源转换后为麦克风前置放大电路和信号自动增益控制电路提供稳定的工作电源。

其中，所述麦克风前置放大电路包括运算放大器，所述话筒麦克风所拾取的声音信号通过电容C1输送至运算放大器的同相输入端，所述运算放大器的反相输入端和输出端跨接有电阻R5且电阻R5上并联有电容C5，所述运算放大器的反相输入端对地接有R6，所述运算放大器的输出端通过电容C2与信号自动增益控制电路的信号输入端连接；所述运算放大器内部通过分压电阻R3和R4将电源电压分压后通过电阻R1为话筒麦克风提供直流偏置工作电源。

进一步地，所述信号自动增益控制电路包括自动增益控制芯片，所述自动增益控制芯片的IN信号输入端与麦克风前置放大电路的输出端连接，所述自动增益控制芯片的SET管脚对地接有电阻R2，所述自动增益控制芯片的输出端通过电容C3与信号耦合电路的输入端连接。

进一步地，所述信号耦合电路包括PNP型三极管，所述PNP型三极管的基极与信号自动增益控制电路的输出端连接，所述PNP型三极管的发射极与输出端口的正极连接，所述三极管的集电极与电源电路输入端连接。

进一步地，所述电源电路包括超低压差线性稳压器，所述超低压差线性稳压器的输入端通过电感L1信号耦合电路的输出端连接，所述超低压差线性稳压器的输出端与Π型网络一端连接，且Π型网络由L3和对地分别连接于L3两端的C4和C5组成，所述Π型网络对电源滤波后由其另一端传递至麦克风前置放大电路和信号自动增益控制电路，所述信号自动增益控制电路与Π型网络的连接线上设有电感L2。

本发明与现有技术相比的优点：

1、本技术方案信号自动增益控制电路中采用了一种自动增益电路，实现对信号增益的自动控制和比例压缩，该自动增益控制电路压缩了输入信号的动态范围，可降低峰值信号电平，并给低电平信号增加额外增益，有助于提高麦克风所接收到的音频信号的清晰度，该电路设计采用集成电路实现，更加简单、同时提高了电路的可靠性；

2、本技术方案使用了信号增益自动控制电路，使信号的输出趋于稳定，在具备信号增益实时控制调整的同时，通过在自动增益控制芯片SET管脚连接电阻R2，增加了音频信号压缩功能，提高了音频信号输出的稳定性，减小了过大音频信号的失真，抑制了广播内话系统中音频啸叫现象；

3、本技术方案仅需采用一个PNP型三极管，便可实现音频信号和电源的耦合电路，对音频信号质量的影响极小，失真度低，且其电源获取效率高，电路简单可靠；

4、本技术方案电源电路中采用了超低压差线性稳压器，使信号放大电路在恒定电压下工作，减小飞机广播内话系统电压变化和波动对音频信号带来噪声，提高系统信噪比；

4、本技术方案电路结构简单，满足航空标准和适航规范对民用客机上机载广播内话话筒麦克风电路的要求，电路集成度高、可靠性高，电路性能稳定、信号失真小，且具有啸叫抑制功能，可适用于民用客机中不同种类的话筒的麦克风中，通用性强。

附图说明

图1为本发明结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图1描述本发明的一种实施例，从而对技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位，以特定的方位构造和操作，因此，不能理解为对本发明的限制。

具有啸叫抑制功能的机载话筒麦克风信号放大电路，包括麦克风前置放大电路2、信号自动增益控制电路3、信号耦合电路4和电源电路5，所述麦克风前置放大电路2的输入端与话筒麦克风1的输出端连接用以接收话筒麦克风1拾取到的音频信号，所述信号自动增益控制电路3的信号输入端与麦克风前置放大电路2的输出端连接用于接收经麦克风前置放大电路2进行固定增益放大后的音频信号，所述信号自动增益控制电路3的输出端与信号耦合电路4输入端连接用于将自动增益调整后的音频信号传递至信号耦合电路4，所述信号耦合电路4的输出端分别与输出端口6和电源电路5连接，且信号耦合电路4对接收的音频信号和由输出端口6提供的电源进行耦合后分别输出至输出端口6和电源电路5内，所述电源电路5输出端与麦克风前置放大电路2和信号自动增益控制电路3的电源端连接，并由电源电路5对电源转换后为麦克风前置放大电路2和信号自动增益控制电路3提供稳定的工作电源。

麦克风前置放大电路2包括运算放大器21，所述话筒麦克风1所拾取的声音信号通过电容C1输送至运算放大器21的同相输入端，所述运算放大器21的反相输入端和输出端跨接有电阻R5且电阻R5上并联有电容C5，所述运算放大器21的反相输入端对地接有R6，电阻R5和R6共同确定运算放大器21的信号放大增益，所述运算放大器21的输出端通过电容C2与信号自动增益控制电路3的信号输入端连接，对声音信号进行固定增益放大后输出给电容C2再送至下一级的信号自动增益控制电路3；所述运算放大器21内部通过分压电阻R3和R4将电源电压分压后通过电阻R1为话筒麦克风1提供直流偏置工作电源。

信号自动增益控制电路3包括自动增益控制芯片31，所述自动增益控制芯片31的IN信号输入端与麦克风前置放大电路2的输出端连接，实现对信号增益的实时控制调整，当信号过大时增益自动减小，当信号过小时增益自动增加，所述自动增益控制芯片31的SET管脚对地接有电阻R2，实现音频信号不同比例压缩的功能，所述自动增益控制芯片31的输出端通过电容C3与信号耦合电路4的输入端连接，采用的自动增益控制芯片31实现了信号的增益控制和压缩；信号增益自动控制3电路中采用了自动增益控制芯片31，取代原有的分立式电路，实现对信号增益的实时控制调整，使电路设计更加简单、同时提高了电路的可靠性；使用了信号增益自动控制电路3，使信号的输出趋于稳定，在具备信号增益实时控制调整的同时，通过在自动增益控制芯片31的SET管脚连接电阻R2，增加了音频信号压缩功能，提高了音频信号输出的稳定性，实现了啸叫抑制功能；

信号耦合电路4包括PNP型三极管41，所述PNP型三极管41的基极与信号自动增益控制电路3的输出端连接，所述PNP型三极管41的发射极与输出端口6的正极连接，所述三极管41的集电极与电源电路5输入端连接，信号耦合电路4实现对信号和由输出端口6提供的电源的耦合，并将音频信号送至输出端口6；

电源电路5包括超低压差线性稳压器51，所述超低压差线性稳压器51的输入端通过电感L1信号耦合电路4的输出端连接，由超低压差线性稳压器51完成对工作电源的转换，所述超低压差线性稳压器51的输出端与Π型网络52一端连接，且Π型网络52由L3和对地分别连接于L3两端的C4和C5组成，所述Π型网络52对电源滤波后由其另一端传递至麦克风前置放大电路2和信号自动增益控制电路3，所述信号自动增益控制电路3与Π型网络52的连接线上设有电感L2，电源电路5输出了一个稳定的工作电源，从而为麦克风前置放大电路2和信号自动增益控制电路3提供工作电源；电源电路5中采用了超低压差线性稳压器51，使信号放大电路在恒定电压下工作，减小系统电压变化和波动对音频信号带来噪声，提高系统信噪比。

本技术方案电路结构简单，满足航空标准和适航规范对民用客机上机载广播内话话筒麦克风电路的要求，电路集成度高、可靠性高，电路性能稳定、信号失真小，且具有啸叫抑制功能，可适用于民用客机中不同种类的话筒的麦克风中，通用性强

上述实施例，只是本发明的较佳实施例，并非用来限制本发明实施范围，故凡以本发明权利要求所述内容所做的等效变化，均应包括在本发明权利要求范围之内。

Claims (5)

1.具有啸叫抑制功能的机载话筒麦克风信号放大电路，其特征在于：包括麦克风前置放大电路(2)、信号自动增益控制电路(3)、信号耦合电路(4)和电源电路(5)，所述麦克风前置放大电路(2)的输入端与话筒麦克风(1)的输出端连接用以接收话筒麦克风(1)拾取到的音频信号，所述信号自动增益控制电路(3)的信号输入端与麦克风前置放大电路(2)的输出端连接用于接收经麦克风前置放大电路(2)进行固定增益放大后的音频信号，所述信号自动增益控制电路(3)的输出端与信号耦合电路(4)输入端连接用于将自动增益调整后的音频信号传递至信号耦合电路(4)，所述信号耦合电路(4)的输出端分别与输出端口(6)和电源电路(5)连接，且信号耦合电路(4)对接收的音频信号和由输出端口(6)提供的电源进行耦合后分别输出至输出端口(6)和电源电路(5)内，所述电源电路(5)输出端与麦克风前置放大电路(2)和信号自动增益控制电路(3)的电源端连接，并由电源电路(5)对电源转换后为麦克风前置放大电路(2)和信号自动增益控制电路(3)提供稳定的工作电源。

2.根据权利要求1所述的具有啸叫抑制功能的机载话筒麦克风信号放大电路，其特征在于：所述麦克风前置放大电路(2)包括运算放大器(21)，所述话筒麦克风(1)所拾取的声音信号通过电容C1输送至运算放大器(21)的同相输入端，所述运算放大器(21)的反相输入端和输出端跨接有电阻R5且电阻R5上并联有电容C5，所述运算放大器(21)的反相输入端对地接有R6，所述运算放大器(21)的输出端通过电容C2与信号自动增益控制电路(3)的信号输入端连接；所述运算放大器(21)内部通过分压电阻R3和R4将电源电压分压后通过电阻R1为话筒麦克风(1)提供直流偏置工作电源。

3.根据权利要求1所述的具有啸叫抑制功能的机载话筒麦克风信号放大电路，其特征在于：所述信号自动增益控制电路(3)包括自动增益控制芯片(31)，所述自动增益控制芯片(31)的IN信号输入端与麦克风前置放大电路(2)的输出端连接，所述自动增益控制芯片(31)的SET管脚对地接有电阻R2，所述自动增益控制芯片(31)的输出端通过电容C3与信号耦合电路(4)的输入端连接。

4.根据权利要求1所述的具有啸叫抑制功能的机载话筒麦克风信号放大电路，其特征在于：所述信号耦合电路(4)包括PNP型三极管(41)，所述PNP型三极管(41)的基极与信号自动增益控制电路(3)的输出端连接，所述PNP型三极管(41)的发射极与输出端口(6)的正极连接，所述三极管(41)的集电极与电源电路(5)输入端连接。

5.根据权利要求1所述的具有啸叫抑制功能的机载话筒麦克风信号放大电路，其特征在于：所述电源电路(5)包括超低压差线性稳压器(51)，所述超低压差线性稳压器(51)的输入端通过电感L1信号耦合电路(4)的输出端连接，所述超低压差线性稳压器(51)的输出端与Π型网络(52)一端连接，且Π型网络(52)由L3和对地分别连接于L3两端的C4和C5组成，所述Π型网络(52)对电源滤波后由其另一端传递至麦克风前置放大电路(2)和信号自动增益控制电路(3)，所述信号自动增益控制电路(3)与Π型网络(52)的连接线上设有电感L2。

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