CN201444653U - 可抑制回音的音频系统及具有该系统的移动通信设备 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种可抑制回音的音频系统及具有该系统的移动通信设备，包括音频处理单元、受话器、喇叭、信号发射/接收单元、应用处理器、音频编解码器和音频噪声处理器，所述音频噪声处理器的第一路输入管脚连接受话器的输出端，第二路输入管脚连接音频编解码器的音频信号输出端，所述音频噪声处理器将接收到的两路音频信号中波形相似的信号抵消掉，进而通过其输出管脚将处理后的音频信号传输至信号发射/接收单元进行调制后发射出去。该系统可以有效消除系统回音，抑制环境噪声，提高系统输出的音频信号质量。将其应用于移动通信设备中可以改善设备的通话质量，进而提升设备的整机性能。
Description
技术领域
本实用新型属于音频信号处理技术领域，具体地说，是涉及一种具有回音抑制功能的音频处理系统以及采用所述音频处理系统所设计的移动通信设备。
背景技术
随着消费电子市场的逐渐扩大，便携式电子产品愈来愈受到消费者的青睐。然而对于比较简单的具有交互式音频功能的便携式电子产品而言，通常是将简单的处理器和音频转换模块集成在一起构成专用的集成芯片来构建音频处理系统，以便于产品开发。但是，采用这种设计方式会导致产品功能的单一性，因此，不能很好地满足日益发展的市场要求。
另一方面，随着人们生活水平的日益提升，越来越多的消费者选择购置蜂窝式移动通信设备来满足其与他人的沟通需求，由此促使了手机行业的迅速发展。作为手机产品最为重要的功能——通话功能，其通话质量是广大消费者最为关注的性能。对于目前的移动通信设备来说，在通话过程中，如果消费者为了清楚地接听到对方的话音，而将手机的话音输出音量设置得较高，那么往往会伴随有回音的出现，反而又影响了消费者的正常接听。
实用新型内容
本实用新型为了解决现有移动通信设备在接听来电时，往往会伴随有回音输出的问题，提供了一种具有回音抑制功能的音频系统，以消除通话中产生的回音，进而实现移动通信设备通话质量及整机性能品质的提升。
为解决上述技术问题，本实用新型采用以下技术方案予以实现：
一种可抑制回音的音频系统，包括音频处理单元、受话器、喇叭、信号发射/接收单元、应用处理器、音频编解码器和音频噪声处理器，所述音频噪声处理器的第一路输入管脚连接受话器的输出端，第二路输入管脚连接音频编解码器的音频信号输出端，所述音频噪声处理器将接收到的两路音频信号中波形相似的信号抵消掉，进而通过其输出管脚将处理后的音频信号传输至信号发射/接收单元进行调制后发射出去。
为了使所述的音频系统能够实现消除环境噪音的功能，以进一步提高音频信号的输出质量，在所述音频系统中还包含有一用于检测环境噪声的噪声接收器，将环境噪音传输至所述音频噪声处理器的第三路输入管脚；所述音频噪声处理器对通过其第一路输入管脚和第三路输入管脚引入的音频信号进行比较，进而抵消掉两路音频信号中波形相似的信号后，通过其输出管脚输出处理后的音频信号，以达到消除环境噪音的设计目的。
进一步的，所述音频噪声处理器的输出管脚连接音频编解码器，将处理后的音频信号通过所述的音频编解码器输出至信号发射/接收单元进行调制输出。
为了对所述音频噪声处理器的工作时序进行控制，使其仅在音频系统工作在传输音频信号的模式下才开始运行，以进一步降低系统功耗，本实用新型将音频噪声处理器的控制管脚与所述的应用处理器相连接，在接收到音频处理单元发出的有效控制指令时，开始对输入的音频信号进行处理。
又进一步的，所述音频编解码器的音频信号输入端连接所述受话器的输出端、音频编解码器的音频信号输出端连接喇叭。
再进一步的，所述应用处理器与音频编解码器相连接，控制音频编解码器将信号发射/接收单元解调输出的音频信号输出至喇叭和音频噪声处理器，并将音频噪声处理器输出的音频信号传输至信号发射/接收单元进行调制后发射出去。
结合上述可抑制回音的音频系统组建结构，本实用新型又提供了一种采用所述音频系统设计的移动通信设备，包括应用处理器、音频编解码器、受话器、喇叭、射频发射/接收单元和音频噪声处理器，通过将受话器接入的输入音频与输出至本机喇叭的输出音频传输至音频噪声处理器进行比较，进而将两路音频信号中波形相似的信号抵消掉，以滤除输入音频中混入的回音，从而可以使通过本机射频发射/接收单元发送给远端的音频信号纯净。
与现有技术相比，本实用新型的优点和积极效果是：本实用新型的音频系统通过增设噪声处理器对系统输出和接收到的音频信号进行处理，从而可以有效消除系统回音，抑制环境噪声，提高系统输出的音频信号质量。将其应用于移动通信设备中可以改善设备的通话质量，进而提升设备的整机性能。与此同时，通过采用分离的应用处理器和音频编解码器来组建音频处理系统，从而可以为日后系统的功能扩展提供方便，进而满足日益发展的市场需求。
结合附图阅读本实用新型实施方式的详细描述后，本实用新型的其他特点和优点将变得更加清楚。
附图说明
图1是本实用新型所提出的音频系统的一种实施例的电路原理框图；
图2是图1所示音频系统工作在手持模式时的原理框图；
图3是图1所示音频系统工作在耳机模式时的原理框图。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型的具体实施方式进行详细地描述。
我们在使用座机、手机等通信设备进行通话时，经常会听到自己的回音。若回音与对方的语音混合在一起，就会影响我们的正常接听。回音的产生通常是因为通过本机系统喇叭输出的音频信号被本机系统的受话器接收到，然后回传至远端造成的。为了解决这一问题，本实用新型在现有音频系统电路的基础上增设一个音频噪声处理器，通过音频噪声处理器的两路输入管脚分别接收输出至喇叭的音频信号以及通过受话器输入的音频信号，进而通过音频噪声处理器的内部电路对两路音频信号进行比较，从而将两路音频信号中波形相似的信号抵消掉。由于通过受话器接收到的回音信号的波形与喇叭输出的音频信号的波形相似，因此，可以将受话器接收到的音频信号中混入的回音信号滤除掉。将通过音频噪声处理器处理后输出的音频信号传输至信号发射/接收单元进行调制，进而通过有线或者无线的方式发射给对方，便可以使对方接听到本机发出的清楚音频。
下面以手机为例，通过一个具体的实施例来详细阐述所述音频系统的具体组成结构及其工作原理。
实施例一，参见图1所示，本实施例采用应用处理器IC1外接音频编解码器IC2的方式代替现有手机电路采用一颗专用集成芯片，作为音频处理单元来完成对音频信号的处理以及系统的集中控制任务，不仅能够实现音频信号通路间的准确切换，而且在日后的系统功能扩展过程中无需更改应用处理器IC1、音频编解码器IC2以及音频噪声处理器IC3之间的连接线路，便可实现对音频通道的管理以及辅助功能的拓展，便于日后的产品开发。
图1中，应用处理器IC1与音频编解码器IC2可以采用串行或者并行等信号传输方式进行通信，实现应用处理器IC1对音频编解码器IC2的控制。其中，处理器IC1根据手机当前的工作模式，输出控制信号至音频编解码器IC2，控制音频编解码器IC2内部的音频信号通道准确切换或者执行音频信号的编码/解码处理。在所述音频编解码器IC2中包含有多路音频信号输入端和音频信号输出端，其中一组音频信号输入端IN1和音频信号输出端OUT1连接系统的信号发射/接收单元IC4。具体到手机电路中，所述信号发射/接收单元IC4可以具体指用于发射和接收射频信号的射频发射/接收单元。受话器M1的输出端分别与音频编解码器IC2的音频信号输入端IN2和音频噪声处理器IC3的第一路输入管脚相连接，将采集到的音频信号(包括用户语音、外界环境噪音和通过喇叭输出的对方语音)选择传输至音频编解码器IC2或者音频噪声处理器IC3。所述音频编解码器IC2的音频信号输出端OUT3分别连接喇叭S1和音频噪声处理器IC3的第二路输入管脚。音频噪声处理器IC3的输出管脚连接音频编解码器IC2的音频信号输入端IN4。所述应用处理器IC1通过控制线Ctrl1或Ctrl2连接音频噪声处理器IC3的控制管脚，根据手机当前的工作模式生成相应的控制指令，输出至音频噪声处理器IC3，对音频噪声处理器IC3进行控制。
其工作原理是：当手机运行在手持通话模式时，射频发射/接收单元IC4通过天线接收对方发出的语音信号，利用其内部的射频接收电路进行解调、滤波、放大等处理后，输出模拟音频信号传输给音频编解码器IC2。处理器IC1根据手机的工作模式生成相应的控制信号输出至音频编解码器IC2，一方面控制音频编解码器IC2连通其内部音频信号输入端IN1与音频信号输出端OUT3之间的音频传输通道，使接收到的对方语音通过喇叭输出；另一方面连通音频信号输入端IN4与音频信号输出端OUT1之间的音频传输通道，同时关闭音频信号输入端IN2，使通过音频噪声处理器IC3处理输出的音频信号能够顺利地传输至射频发射/接收单元IC4进行调制后，发射给对方。与此同时，应用处理器IC1生成有效的控制指令(比如高电平信号)通过控制线Ctrl1或Ctrl2传输至音频噪声处理器IC3的控制管脚，控制音频噪声处理器IC3开始运行。
音频噪声处理器IC3将受话器M1接收到的音频信号与通过喇叭S1输出的音频信号进行比较，抵消掉二者中波形相似的信号，实现回音信号的滤除。而后，音频噪声处理器IC3将处理后的音频信号通过音频编解码器IC2传输给射频发射/接收单元IC4，利用射频发射/接收单元IC4进行调制后，通过天线发射给对方，此时，对方接收到的语音信号就不会再有回音的出现。
当然，用户对于手机是否开启回音抑制功能可以进行选择。当用户选择关闭回音抑制功能时，应用处理器IC1一方面将其输出给音频噪声处理器IC3控制管脚的控制指令置为无效状态(比如低电平信号)，以控制音频噪声处理器IC3停止运行；另一方面控制音频编解码器IC2连通其内部音频信号输入端IN2与音频信号输出端OUT1之间的音频传输通道，将通过受话器M1接收到的语音信号传输至射频发射/接收单元IC4进行调制后输出。
实施例二，本实施例的音频系统为了进一步提高通话质量，在有效抑制回音的基础上，进一步实现对环境噪音的有效滤除，从而在实施例一所阐述的回音抑制电路的基础上又增设了一环境噪声抑制电路，如图1所示，包括一用来接收外界环境噪声的噪音接收器M2，具体可以采用与受话器M1相同的器件实现。为了避免噪音接收器M2接收到用户语音，应该将噪音接收器M2安装在远离受话器M1的位置处，比如手机后壳的顶部。在用户通话过程中，噪音接收器M2将接收到的环境噪音传输至音频噪声处理器IC3的第三路输入管脚，音频噪声处理器IC3对来自受话器M1的音频信号和噪音接收器M2的音频信号进行比较，抵消掉二者中波形相似的信号后，通过音频编解码器IC2传输至射频发射/接收单元IC4进行调制，进而通过天线发射给对方，由此对方接收到的音频信号即为消除掉回音和环境噪音的纯语音信号了。
图2为手机运行在手持模式下的系统电路原理框图。当手机运行在耳机模式时，处理器IC1输出控制指令将音频噪声处理器IC3的功能屏蔽，即控制音频噪声处理器IC3停止运行，关断音频编解码器IC2中连接受话器M1和音频噪声处理器IC3的音频信号输入端IN2、IN3，以及连接喇叭S1的音频信号输出端OUT3。此时，音频编解码器IC2的音频信号输入端IN1和输出端OUT1仅与连接耳机的音频信号输出端OUT2和音频信号输入端IN3对应连接，将射频发射/接收单元IC4接收到的模拟音频信号通过耳机输出给用户，并利用耳机上设置的麦克风接收用户发出的语音信号，进而传输至射频发射/接收单元IC4，进行调制后发射给对方，其电路原理框图参见图3所示。
本实用新型的回音、噪音抑制电路结构简单，效果显著，可以广泛应用于除手机以外的其它通信设备或者音频系统中。
当然，以上所述仅是本实用新型的一种优选实施方式，应当指出的是，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。
Claims (10)
1.一种可抑制回音的音频系统，包括受话器、喇叭和信号发射/接收单元；其特征在于：在所述音频系统中还包含有应用处理器、音频编解码器和音频噪声处理器，所述音频噪声处理器的第一路输入管脚连接受话器的输出端，第二路输入管脚连接音频编解码器的音频信号输出端，所述音频噪声处理器将接收到的两路音频信号中波形相似的信号抵消掉，进而通过其输出管脚将处理后的音频信号传输至信号发射/接收单元进行调制后发射出去。
2.根据权利要求1所述的可抑制回音的音频系统，其特征在于：在所述音频系统中还包含有一用于检测环境噪声的噪声接收器，将环境噪音传输至所述音频噪声处理器的第三路输入管脚；所述音频噪声处理器对通过其第一路输入管脚和第三路输入管脚引入的音频信号进行比较，进而抵消掉两路音频信号中波形相似的信号后，通过其输出管脚输出处理后的音频信号。
3.根据权利要求2所述的可抑制回音的音频系统，其特征在于：所述音频噪声处理器的输出管脚连接音频编解码器，将处理后的音频信号通过所述的音频编解码器输出至信号发射/接收单元进行调制输出。
4.根据权利要求1或2或3所述的可抑制回音的音频系统，其特征在于：所述音频噪声处理器的控制管脚连接应用处理器，在接收到应用处理器发出的有效控制指令时，开始对输入的音频信号进行处理。
5.根据权利要求4所述的可抑制回音的音频系统，其特征在于：所述音频编解码器的音频信号输入端连接所述受话器的输出端、音频编解码器的音频信号输出端连接喇叭。
6.根据权利要求5所述的可抑制回音的音频系统，其特征在于：所述应用处理器与音频编解码器相连接，控制音频编解码器将信号发射/接收单元解调输出的音频信号输出至喇叭和音频噪声处理器，并将音频噪声处理器输出的音频信号传输至信号发射/接收单元进行调制后发射出去。
7.一种移动通信设备，包括音频处理单元、受话器、喇叭、射频发射/接收单元；其特征在于：在所述移动通信设备中还包含有应用处理器、音频编解码器和音频噪声处理器，所述音频噪声处理器的第一路输入管脚连接受话器的输出端，第二路输入管脚连接音频编解码器的音频信号输出端，所述音频噪声处理器将接收到的两路音频信号中波形相似的信号抵消掉，进而通过其输出管脚将处理后的音频信号传输至信号发射/接收单元进行调制后发射出去。
8.根据权利要求7所述的移动通信设备，其特征在于：在所述音频系统中还包含有一用于检测环境噪声的噪声接收器，将环境噪音传输至所述音频噪声处理器的第三路输入管脚；所述音频噪声处理器对通过其第一路输入管脚和第三路输入管脚引入的音频信号进行比较，进而抵消掉两路音频信号中波形相似的信号后，通过其输出管脚输出处理后的音频信号。
9.根据权利要求7或8所述的移动通信设备，其特征在于：所述音频噪声处理器的控制管脚连接应用处理器，在接收到应用处理器发出的有效控制指令时，开始对输入的音频信号进行处理。
10.根据权利要求9所述的移动通信设备，其特征在于：所述音频编解码器连接所述的受话器、喇叭和音频噪声处理器，进行音频信号的传输；所述应用处理器在移动通信设备工作在通话模式时，一方面向音频噪声处理器输出有效的控制指令，控制音频噪声处理器的工作模式；另一方面与所述的音频编解码器通信，控制音频编解码器将射频发射/接收单元解调输出的音频信号输出至喇叭和音频噪声处理器，并将音频噪声处理器输出的音频信号传输至射频发射/接收单元进行调制后发射出去。
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