CN115720318A - 一种音响自动降噪电路及控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种音响自动降噪电路，包括处理模块，其特征在于，所述处理模块包括第一三极管、第二PMOS管、第一扬声器、第一运算放大器、第二运算放大器、第一电阻、第八电阻、第九电阻、第一电容、第二电容、第三极性电容、第四极性电容、第一输入端，所述第一输入端和第一电容一端连接，第一电容另一端和第一三极管基极连接。本发明解决信号源出现幅值过大时，前后级的音频信号不同步的问题。

Description

一种音响自动降噪电路及控制方法

技术领域

本发明涉及音响技术领域，特别涉及一种音响自动降噪电路及控制方法。

背景技术

在音频处理芯片系统中，音频输出信号一般会送给音频功放作为输入信号，其原理是通过音频信号输出到功放输入之间设置耦合电容，在将信号进行放大增益后输出到扬声器，并在此过程中通过滤波器对噪声进行滤除，而现有技术中，音频功率放大器由于工作在高电压, 大信号状态下, 当信号源出现幅值过大时，其后级与接收的音频信号会出现不同步，以及当放大器前端的元器件基准电压发生改变时超出放大器工作的线性区后出现失真的问题。

发明内容

针对上述技术问题，本发明的目的是提供一种音响自动降噪电路，包括处理模块，所述处理模块包括第一三极管D1、第二PMOS管D2、第一扬声器F1、第一运算放大器U1、第二运算放大器U2、第一电阻R1、第八电阻R8、第九电阻R9、第一电容C1、第二电容C2、第三极性电容C3、第四极性电容C4、第一输入端IN1，所述第一输入端IN1和第一电容C1一端连接，第一电容C1另一端和第一三极管D1基极连接，第一三极管D1集电极和第一运算放大器U1反相端、第八电阻R8一端、第九电阻R9一端连接，第一三极管D1发射极和接地端连接，第一运算放大器U1同相端和第一电阻R1一端、第二电容C2一端连接，第二电容C2另一端和接地端连接，第一电阻R1另一端和第三极性电容C3正极、第二PMOS管D2漏极连接，第二PMOS管D2源极和电源连接，第二PMOS管D2栅极和第一运算放大器U1输出端连接，第三极性电容C3负极和第四极性电容C4正极、第一扬声器F1一端连接，第一扬声器F1另一端、第四极性电容C4负极和接地端连接，第八电阻R8另一端和电源连接，第九电阻R9另一端和第二运算放大器U2同相端连接。

进一步的，所述处理模块还包括第三发光二极管D3、第四光电三极管D4、第五三极管D5、第六二极管D6、第七三极管D7、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5，所述第三发光二极管D3和第四光电三极管D4耦合封装串接在第二PMOS管D2栅极和第一运算放大器U1输出端之间，第三发光二极管D3阳极和第一运算放大器U1输出端连接，第三发光二极管D3阴极和接地端连接，第四光电三极管D4集电极和电源连接，第四光电三极管D4发射极和第二PMOS管D2栅极连接，第二电阻R2一端和第三电阻R3一端、电源连接，第二电阻R2另一端和第五三极管D5集电极、第一运算放大器U1输出端连接，第五三极管D5基极和第四电阻R4一端连接，第四电阻R4另一端和第三电阻R3另一端、第六二极管D6阳极、第七三极管D7集电极连接，第六二极管D6阴极和接地端连接，第七三极管D7基极和第五电阻R5一端连接，第五电阻R5另一端和第三发光二极管D3阳极连接，第七三极管D7发射极和接地端连接，第二运算放大器U2输出端和第七三极管D7集电极连接，第二运算放大器U2反相端和第二电容C2一端连接。

进一步的，所述处理模块还包括第六电阻R6、第七电阻R7、第五极性电容C5，所述第六电阻R6一端和电源连接，第六电阻R6另一端和第一电容C1一端、第七电阻R7一端连接，第七电阻R7另一端和接地端连接，第五极性电容C5一端和接地端连接，第五极性电容C5另一端和第一三极管D1发射极连接。

进一步的，所述处理模块还包括第十一电阻R11，所述第十一电阻R11一端和第五极性电容C5一端、第一三极管D1发射极连接，第十一电阻R11另一端和接地端连接。

进一步的，所述处理模块还包括第十二电阻R12，所述第十二电阻R12串接在第四光电三极管D4集电极和电源之间。

进一步的，所述处理模块还包括第十三电阻R13，所述第十三电阻R13一端和第二PMOS管D2栅极、第四光电三极管D4发射极连接，第十三电阻R13另一端和接地端连接。

进一步的，所述处理模块还包括第十四电阻R14、第一驻极体M1，所述第十四电阻R14一端和电源连接，另一端和MI一端连接，MI另一端和接地端连接。

进一步的，一种音响降噪控制方法，其特征在于，步骤如下：

步骤1：通过音频接收端接收音频信号并通过耦合电容进行隔离；步骤2：将耦合信号进行放大增益；步骤3：对增益后的信号进行滤波降噪；步骤4：将滤波后的信号输出到扬声器。

进一步的，为防止音频信号噪声以及后级与前级接收的音频信号不同步，第一输入端IN1无音频信号或降噪信号时，第一三极管D1处于低区放大状态，第一运算放大器U1反相端和第二运算放大器U2同相端经第八电阻R8、第九电阻R9、第十电阻R10分压得到阈值信号，第一运算放大器U1对比同相端和反相端进行差分，信号经第一运算放大器U1输出端到达第二PMOS管D2使第二PMOS管D2栅极到源极电位达到导通负压差，第二PMOS管D2导通，电源信号经第一电阻R1到达第二电容C2，提高第一运算放大器U1同相端电位，随电位提高，第一运算放大器U1同相端电压信号大于其反相端电压信号，第一运算放大器U1无信号输出，电源信号经第二电阻R2维持第三发光二极管D3导通状态，初始状态时，电源信号到达第二电阻R2和第三电阻R3，到达第三电阻R3信号经第三电阻R3、第五三极管D5发射极形成回路，第五三极管D5处于放大状态，此时第五三极管D5集电极电位低于第六二极管D6阳极到阴极导通电位，到达第二电阻R2信号经第五电阻R5到达第七三极管D7，使第七三极管D7处于放大状态，当第一运算放大器U1输出信号时信号一路到达第三发光二极管D3另一路经第五电阻R5到达第七三极管D7，使第七三极管D7处于饱和状态，第七三极管D7集电结正向偏置使第七三极管D7基极电位高于第三发光二极管D3阳极电位，当第一运算放大器U1无信号输出时，到达第三发光二极管D3信号使第三发光二极管D3导通，此时第三发光二极管D3电位低于第五三极管D5基极电位，因此当第一运算放大器U1无信号输出时，电源信号经第二电阻R2、第三发光二极管D3形成回路，维持第三发光二极管D3导通，第二PMOS管D2处于截止状态，当第二电容C2电位低于第二运算放大器U2通向端电位时第二运算放大器U2输出信号一路到达第四电阻R4、一路到达第六二极管D6、一路到达第七三极管D7，经第四电阻R4信号到达第五三极管D5基极，第五三极管D5由放大状态转变为饱和状态，第二运算放大器U2输出端信号到达第六二极管D6使第六二极管D6导通，此时第五三极管D5基极电位大于第六二极管D6阳极到阴极电位，到达第七三极管D7信号使第七三极管D7集电结反偏，既集电结N区电位大于P区电位，第三发光二极管D3截止，第二PMOS管D2导通，电源信号再经第二PMOS管D2、第一电阻R1到达第二电容C2，当第一输入端IN1存在音频信号时，交变信号对第一三极管D1基极信号进行叠加，第一三极管D1由低区放大进入高区放大状态，既改变第一运算放大器U1反相端和第二运算放大器U2同相端电压信号阈值，使第一运算放大器U1和第二运算放大器U2输出端信号跳变频率增加，信号经第三极性电容C3耦合后进入第一扬声器F1，实现后级信号和前级同步，第四极性电容C4对第三极性电容C3的高频信号进行滤除。

进一步的，为防止第一三极管D1发射极信号波动后，第一三极管D1基极到发射极电压出现截止状态，电源信号先经第六电阻R6限流后，进入第七电阻R7进行分压，第五极性电容C5对第一三极管D1发射极信号进行补偿，第十一电阻R11对第五极性电容C5补偿电容进行分压，防止第一三极管D1射击基准电压过高或过低时也出现截止或增加放大倍数。

进一步的，为防止第四光电三极管D4和第三发光二极管D3光耦合后过流，设置第十二电阻R12进行限流。

进一步的，为防止第二PMOS管D2栅极寄生电容无法放电，导致第二PMOS管D2出现故障，设置第十三电阻R13进行泄荷，同时当第四光电三极管D4导通后，对电源信号经第二PMOS管D2栅极的信号进行上拉。

进一步的，考虑到音频信号可由麦克风进行提供，设置第一驻极体M1,电源信号经第十四电阻R14为第一驻极体M1内部薄膜电容提供工作电流。

本发明与现有技术相比的有益效果是：解决信号源出现幅值过大时，前后级的音频信号不同步的问题，实现后级信号和前级同步，解决放大器前级元件供电电压出现波动时出现失真的问题，同时不需要额外模块扩展麦克风接入端口。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对现有技术和实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明提供的一种音响自动降噪电路的处理模块结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的及优点更加清楚明白，以下结合实施例对本发明进行具体说明，应当理解，以下文字仅仅用以描述本发明的一种或几种具体的实施方式，并不对本发明具体请求的保护范围进行严格限定。

参阅附图，本发明是一种音响自动降噪电路，包括处理模块，所述处理模块包括第一三极管D1、第二PMOS管D2、第一扬声器F1、第一运算放大器U1、第二运算放大器U2、第一电阻R1、第八电阻R8、第九电阻R9、第一电容C1、第二电容C2、第三极性电容C3、第四极性电容C4、第一输入端IN1，所述第一输入端IN1和第一电容C1一端连接，第一电容C1另一端和第一三极管D1基极连接，第一三极管D1集电极和第一运算放大器U1反相端、第八电阻R8一端、第九电阻R9一端连接，第一三极管D1发射极和接地端连接，第一运算放大器U1同相端和第一电阻R1一端、第二电容C2一端连接，第二电容C2另一端和接地端连接，第一电阻R1另一端和第三极性电容C3正极、第二PMOS管D2漏极连接，第二PMOS管D2源极和电源连接，第二PMOS管D2栅极和第一运算放大器U1输出端连接，第三极性电容C3负极和第四极性电容C4正极、第一扬声器F1一端连接，第一扬声器F1另一端、第四极性电容C4负极和接地端连接，第八电阻R8另一端和电源连接，第九电阻R9另一端和第二运算放大器U2同相端连接。

具体地，所述处理模块还包括第三发光二极管D3、第四光电三极管D4、第五三极管D5、第六二极管D6、第七三极管D7、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5，所述第三发光二极管D3和第四光电三极管D4耦合封装串接在第二PMOS管D2栅极和第一运算放大器U1输出端之间，第三发光二极管D3阳极和第一运算放大器U1输出端连接，第三发光二极管D3阴极和接地端连接，第四光电三极管D4集电极和电源连接，第四光电三极管D4发射极和第二PMOS管D2栅极连接，第二电阻R2一端和第三电阻R3一端、电源连接，第二电阻R2另一端和第五三极管D5集电极、第一运算放大器U1输出端连接，第五三极管D5基极和第四电阻R4一端连接，第四电阻R4另一端和第三电阻R3另一端、第六二极管D6阳极、第七三极管D7集电极连接，第六二极管D6阴极和接地端连接，第七三极管D7基极和第五电阻R5一端连接，第五电阻R5另一端和第三发光二极管D3阳极连接，第七三极管D7发射极和接地端连接，第二运算放大器U2输出端和第七三极管D7集电极连接，第二运算放大器U2反相端和第二电容C2一端连接。

具体地，所述处理模块还包括第六电阻R6、第七电阻R7、第五极性电容C5，所述第六电阻R6一端和电源连接，第六电阻R6另一端和第一电容C1一端、第七电阻R7一端连接，第七电阻R7另一端和接地端连接，第五极性电容C5一端和接地端连接，第五极性电容C5另一端和第一三极管D1发射极连接。

具体地，所述处理模块还包括第十一电阻R11，所述第十一电阻R11一端和第五极性电容C5一端、第一三极管D1发射极连接，第十一电阻R11另一端和接地端连接。

具体地，所述处理模块还包括第十二电阻R12，所述第十二电阻R12串接在第四光电三极管D4集电极和电源之间。

具体地，所述处理模块还包括第十三电阻R13，所述第十三电阻R13一端和第二PMOS管D2栅极、第四光电三极管D4发射极连接，第十三电阻R13另一端和接地端连接。

具体地，所述处理模块还包括第十四电阻R14、第一驻极体M1，所述第十四电阻R14一端和电源连接，另一端和MI一端连接，MI另一端和接地端连接。

具体地，一种音响降噪控制方法，其特征在于，步骤如下：步骤1：通过音频接收端接收音频信号并通过耦合电容进行隔离；步骤2：将耦合信号进行放大增益；步骤3：对增益后的信号进行滤波降噪；步骤4：将滤波后的信号输出到扬声器。

本发明工作原理，为防止音频信号噪声以及后级与前级接收的音频信号不同步，第一输入端IN1无音频信号或降噪信号时，第一三极管D1处于低区放大状态，第一运算放大器U1反相端和第二运算放大器U2同相端经第八电阻R8、第九电阻R9、第十电阻R10分压得到阈值信号，第一运算放大器U1对比同相端和反相端进行差分，信号经第一运算放大器U1输出端到达第二PMOS管D2使第二PMOS管D2栅极到源极电位达到导通负压差，第二PMOS管D2导通，电源信号经第一电阻R1到达第二电容C2，提高第一运算放大器U1同相端电位，随电位提高，第一运算放大器U1同相端电压信号大于其反相端电压信号，第一运算放大器U1无信号输出，电源信号经第二电阻R2维持第三发光二极管D3导通状态，初始状态时，电源信号到达第二电阻R2和第三电阻R3，到达第三电阻R3信号经第三电阻R3、第五三极管D5发射极形成回路，第五三极管D5处于放大状态，此时第五三极管D5集电极电位低于第六二极管D6阳极到阴极导通电位，到达第二电阻R2信号经第五电阻R5到达第七三极管D7，使第七三极管D7处于放大状态，当第一运算放大器U1输出信号时信号一路到达第三发光二极管D3另一路经第五电阻R5到达第七三极管D7，使第七三极管D7处于饱和状态，第七三极管D7集电结正向偏置使第七三极管D7基极电位高于第三发光二极管D3阳极电位，当第一运算放大器U1无信号输出时，到达第三发光二极管D3信号使第三发光二极管D3导通，此时第三发光二极管D3电位低于第五三极管D5基极电位，因此当第一运算放大器U1无信号输出时，电源信号经第二电阻R2、第三发光二极管D3形成回路，维持第三发光二极管D3导通，第二PMOS管D2处于截止状态，当第二电容C2电位低于第二运算放大器U2通向端电位时第二运算放大器U2输出信号一路到达第四电阻R4、一路到达第六二极管D6、一路到达第七三极管D7，经第四电阻R4信号到达第五三极管D5基极，第五三极管D5由放大状态转变为饱和状态，第二运算放大器U2输出端信号到达第六二极管D6使第六二极管D6导通，此时第五三极管D5基极电位大于第六二极管D6阳极到阴极电位，到达第七三极管D7信号使第七三极管D7集电结反偏，既集电结N区电位大于P区电位，第三发光二极管D3截止，第二PMOS管D2导通，电源信号再经第二PMOS管D2、第一电阻R1到达第二电容C2，当第一输入端IN1存在音频信号时，交变信号对第一三极管D1基极信号进行叠加，第一三极管D1由低区放大进入高区放大状态，既改变第一运算放大器U1反相端和第二运算放大器U2同相端电压信号阈值，使第一运算放大器U1和第二运算放大器U2输出端信号跳变频率增加，信号经第三极性电容C3耦合后进入第一扬声器F1，实现后级信号和前级同步，第四极性电容C4对第三极性电容C3的高频信号进行滤除。

具体地，为防止第一三极管D1发射极信号波动后，第一三极管D1基极到发射极电压出现截止状态，电源信号先经第六电阻R6限流后，进入第七电阻R7进行分压，第五极性电容C5对第一三极管D1发射极信号进行补偿，第十一电阻R11对第五极性电容C5补偿电容进行分压，防止第一三极管D1射击基准电压过高或过低时也出现截止或增加放大倍数。

具体地，为防止第四光电三极管D4和第三发光二极管D3光耦合后过流，设置第十二电阻R12进行限流。

具体地，为防止第二PMOS管D2栅极寄生电容无法放电，导致第二PMOS管D2出现故障，设置第十三电阻R13进行泄荷，同时当第四光电三极管D4导通后，对电源信号经第二PMOS管D2栅极的信号进行上拉。

具体地，考虑到音频信号可由麦克风进行提供，设置第一驻极体M1,电源信号经第十四电阻R14为第一驻极体M1内部薄膜电容提供工作电流。

Claims (8)

1.一种音响自动降噪电路，包括处理模块，其特征在于，所述处理模块包括第一三极管、第二PMOS管、第一扬声器、第一运算放大器、第二运算放大器、第一电阻、第八电阻、第九电阻、第一电容、第二电容、第三极性电容、第四极性电容、第一输入端，所述第一输入端和第一电容一端连接，第一电容另一端和第一三极管基极连接，第一三极管集电极和第一运算放大器反相端、第八电阻一端、第九电阻一端连接，第一三极管发射极和接地端连接，第一运算放大器同相端和第一电阻一端、第二电容一端连接，第二电容另一端和接地端连接，第一电阻另一端和第三极性电容正极、第二PMOS管漏极连接，第二PMOS管源极和电源连接，第二PMOS管栅极和第一运算放大器输出端连接，第三极性电容负极和第四极性电容正极、第一扬声器一端连接，第一扬声器另一端、第四极性电容负极和接地端连接，第八电阻另一端和电源连接，第九电阻另一端和第二运算放大器同相端连接。

2.根据权利要求1所述的音响自动降噪电路，其特征在于，所述处理模块还包括第三发光二极管、第四光电三极管、第五三极管、第六二极管、第七三极管、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻，所述第三发光二极管和第四光电三极管耦合封装串接在第二PMOS管栅极和第一运算放大器输出端之间，第三发光二极管阳极和第一运算放大器输出端连接，第三发光二极管阴极和接地端连接，第四光电三极管集电极和电源连接，第四光电三极管发射极和第二PMOS管栅极连接，第二电阻一端和第三电阻一端、电源连接，第二电阻另一端和第五三极管集电极、第一运算放大器输出端连接，第五三极管基极和第四电阻一端连接，第四电阻另一端和第三电阻另一端、第六二极管阳极、第七三极管集电极连接，第六二极管阴极和接地端连接，第七三极管基极和第五电阻一端连接，第五电阻另一端和第三发光二极管阳极连接，第七三极管发射极和接地端连接，第二运算放大器输出端和第七三极管集电极连接，第二运算放大器反相端和第二电容一端连接。

3.根据权利要求1所述的音响自动降噪电路，其特征在于，所述处理模块还包括第六电阻、第七电阻、第五极性电容，所述第六电阻一端和电源连接，第六电阻另一端和第一电容一端、第七电阻一端连接，第七电阻另一端和接地端连接，第五极性电容一端和接地端连接，第五极性电容另一端和第一三极管发射极连接。

4.根据权利要求3所述的音响自动降噪电路，其特征在于，所述处理模块还包括第十一电阻，所述第十一电阻一端和第五极性电容一端、第一三极管发射极连接，第十一电阻另一端和接地端连接。

5.根据权利要求2所述的音响自动降噪电路，其特征在于，所述处理模块还包括第十二电阻，所述第十二电阻串接在第四光电三极管集电极和电源之间。

6.根据权利要求2所述的音响自动降噪电路，其特征在于，所述处理模块还包括第十三电阻，所述第十三电阻一端和第二PMOS管栅极、第四光电三极管发射极连接，第十三电阻另一端和接地端连接。

7.根据权利要求1所述的音响自动降噪电路，其特征在于，所述处理模块还包括第十四电阻、第一驻极体，所述第十四电阻一端和电源连接，另一端和MI一端连接，MI另一端和接地端连接。

8.根据权利要求1-8任意一项所述一种音响降噪控制方法，其特征在于，步骤如下：

步骤1：通过音频接收端接收音频信号并通过耦合电容进行隔离；步骤2：将耦合信号进行放大增益；步骤3：对增益后的信号进行滤波降噪；步骤4：将滤波后的信号输出到扬声器。

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