CN208337880U - 一种麦克风工作状态检测电路及检测装置 - Google Patents

一种麦克风工作状态检测电路及检测装置 Download PDF

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Abstract

本实用新型涉及电子技术领域，特别涉及一种麦克风工作状态检测电路及检测装置。该检测电路包括稳压电路和检测信号采集电路，其中，稳压电路的输入端与电源芯片的输出端相连，稳压电路的稳压反馈端与电源芯片的反馈电压输入端相连，稳压电路的输出端与麦克风相连，其中，在电源芯片正常工作时，电源芯片的输入电压经稳压电路稳压后，在稳压电路的输出端得到麦克风的工作电压；检测信号采集电路的输入端与电源芯片的检测信号输出端相连，检测信号采集电路的输出端与主控芯片相连，检测信号采集电路对采集到的第一检测信号进行处理，得到第二检测信号，并输出至主控芯片。

Description

一种麦克风工作状态检测电路及检测装置
技术领域
本实用新型涉及电子技术领域，特别涉及一种麦克风工作状态检测电路及检测装置。
背景技术
麦克风(MIC)作为语音识别、车载蓝牙、行车记录仪等的语音信号的采集设备，在汽车上得到了越来越多的应用。为了提高麦克风采集到的语音信号的音质，通常使用有源麦克风，而供电电源通常采用低压差线性稳压器(Low Dropout Regulator，LDO)，以保证洁净度。由于下线检测和维修的需要，要求对有源麦克风进行在线检测。
现有技术中，对麦克风的在线检测方式通常采用以下两种检测方式：
第一种检测方式为：在麦克风接口上增加一个独立检测脚，未插入时检测口为高电平，插入后检测口为低电平。然而，采用该检测方式，需要增加麦克风插件的管脚，接插件和线束成本较高，且仅能实现麦克风是否插入的检测，无法检测出麦克风是否工作正常。
第二种检测方式为：在电源电路上增加诊断电路，麦克风未插入时或插入后麦克风短路时，检测口为高电平；插入麦克风正常工作时检测口为低电平。然而，采用该检测方式，诊断电路调试复杂，且当检测口为高电平时，仍无法检测出是麦克风未插入导致还是插入后麦克风短路导致。
实用新型内容
本实用新型实施例的目的是提供一种麦克风工作状态检测电路及检测装置，用以解决现有技术中存在的无法准确检测出有源麦克风工作状态的问题。
本实用新型实施例中提供的具体技术方案如下：
第一方面，本实用新型提供一种麦克风工作状态检测电路，该检测电路包括稳压电路和检测信号采集电路，其中，上述稳压电路的输入端与电源芯片的输出端相连，上述稳压电路的稳压反馈端与上述电源芯片的反馈电压输入端相连，上述稳压电路的输出端与麦克风相连，其中，在上述电源芯片正常工作时，上述电源芯片的输入电压经上述稳压电路稳压后，在上述稳压电路的输出端得到上述麦克风的工作电压；上述检测信号采集电路的输入端与上述电源芯片的检测信号输出端相连，上述检测信号采集电路的输出端与主控芯片相连，上述检测信号采集电路对采集到的第一检测信号进行处理，得到第二检测信号，并输出至上述主控芯片。
采用本实用新型提供的检测电路，根据采集到的检测信号检测出麦克风是处于开路、短路或工作状态，进一步的，在检测出麦克风处于工作状态时，还可以检测出麦克风是处于正常工作或异常工作状态。
可选的，上述电源芯片为NCV47711PDAJR2G低压降稳压器。
上述可选的实施方式表征，可以采用但不限于型号为NCV47711PDAJR2G的低压降稳压器完成对麦克风工作状态的检测。
可选的，上述稳压电路包括第一电阻和第二电阻，其中，上述第一电阻的第一端与上述电源芯片的输出端相连，上述第一电阻的第二端与第二电阻的第一端和上述电源芯片的反馈电压输入端相连，上述第二电阻的第二端与地相连。
上述可选的实施方式表征，通过合理的设置第一电阻和第二电阻的阻值，即可实现对电源芯片输出的电压值的调整，使得电源芯片能够准确的为麦克风提供工作电压。
可选的，上述第一电阻的阻值为68KΩ，上述第二电阻的阻值为13KΩ。
上述可选的实施方式表征，一种具体的设置第一电阻和第二电阻阻值的方式。
可选的，上述稳压电路还包括第一电容，其中，上述第一电容的第一端与上述第一电阻的第一端相连，上述第一电容的第二端与地相连。
上述可选的实施方式表征，还可以通过在稳压电路中配置电容的方式，对稳压电路输出的电压值进行滤波处理。
可选的，上述第一电容的容值为10uF。
上述可选的实施方式表征，一种具体的配置第一电容容值的方式。
可选的，上述检测信号采集电路包括第三电阻，其中，上述第三电阻的第一端与上述检测信号采集电路的输入端相连，上述第三电阻的第二端与地相连。
上述可选的实施方式表征，通过合理的设置第三电阻阻值，即可实现对采集到的第一检测信号(电流信号)到第二检测信号(电压信号)的转换。
可选的，上述检测信号采集电路还包括第二电容，其中，上述第二电容的第一端与上述第三电阻的第一端相连，上述第二电容的第二端与地相连。
上述可选的实施方式表征，还可以通过在检测信号采集电路中配置电容的方式，对转换后的第二检测信号进行滤波处理。
可选的，上述第三电阻的阻值为12KΩ，上述第二电容的容值为1uF。
上述可选的实施方式表征，一种具体的配置第三电阻阻值和第二电容容值的方式。
第二方面，本实用新型提供一种麦克风工作状态检测装置，该检测装置包括如上述第一方面中任一项检测电路。
本实用新型有益效果如下：
综上所述，本实用新型提供一种麦克风工作状态检测电路，该检测电路包括稳压电路和检测信号采集电路，其中，上述稳压电路的输入端与电源芯片的输出端相连，上述稳压电路的稳压反馈端与上述电源芯片的反馈电压输入端相连，上述稳压电路的输出端与麦克风相连，其中，在上述电源芯片正常工作时，上述电源芯片的输入电压经上述稳压电路稳压后，在上述稳压电路的输出端得到上述麦克风的工作电压；上述检测信号采集电路的输入端与上述电源芯片的检测信号输出端相连，上述检测信号采集电路的输出端与主控芯片相连，上述检测信号采集电路对采集到的第一检测信号进行处理，得到第二检测信号，并输出至上述主控芯片。
采用本实用新型提供的检测电路对麦克风工作状态进行检测，可根据采集到的检测信号检测出麦克风是处于开路、短路或工作状态，进一步的，在麦克风处于工作状态时，还可以检测出麦克风是处于正常工作或异常工作状态。
附图说明
图1为本实用新型实施例中提供的一种麦克风工作状态检测电路的电路结构示意图；
图2为本实用新型实施例中提供的另一种麦克克风工作状态检测电路的电路结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，并不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
首先，本实用新型实施例中术语“和”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
当本实用新型提及“第一”、“第二”、“第三”或者“第四”等序数词时，除非根据上下文其确实表达顺序之意，否则应当理解为仅仅是起区分之用。
下面将通过具体实施例对本实用新型的方案进行详细描述，当然，本实用新型并不限于以下实施例。
示例性的，参阅图1所示，本实用新型实施例中提供的麦克风工作状态检测电路包括稳压电路10和检测信号采集电路11，其中，稳压电路10的输入端Vin与电源芯片的输出端相连，稳压电路10的稳压反馈端V反馈与电源芯片的反馈电压输入端相连，稳压电路10的输出端Vout与麦克风相连，其中，在电源芯片正常工作时，电源芯片的输入电压经稳压电路10稳压后，在稳压电路10的输出端Vout得到麦克风的工作电压；检测信号采集电路11的输入端Signal_in与电源芯片的检测信号输出端相连，检测信号采集电路11的输出端Signal_out与主控芯片相连，检测信号采集电路11对采集到的第一检测信号进行处理，得到第二检测信号，并输出至主控芯片。
实际应用中，电源芯片用于为麦克风提供稳定的工作电压，本实用新型实施例中，一种较佳的实施方式为，电源芯片为型号为NCV47711PDAJR2G低压差线性稳压器。
本实用新型实施例中，一种较佳的实施方式为，麦克风工作状态检测电路的稳压电路10包括第一电阻R1和第二电阻R2(即反馈电阻R1和R2)，R1的第一端与电源芯片的输出端相连，R1的第二端与R2的第一端相连，R2的第一端与电源芯片的反馈电压输入端相连，R2的第二端接地。
较佳的，本实用新型实施例中，第一电阻R1的阻值可以为68KΩ，第二电阻R2的阻值可以为13KΩ。
本实用新型实施例中，可通过反馈电阻(第一电阻R1和第二电阻R2)，以及电源芯片(如，NCV47711PDAJR2G)的第一参考电压VREF1，确定电源芯片输出端的电压值。具体的，可以采用以下公式计算：
V输出＝VREF1×(1+R1/R2)。
例如，假设以电源芯片型号为NCV47711PDAJR2G的低压差线性稳压器为例，由该电源芯片的规格书可知，其第一参考电压VREF1为1.275V，该电源芯片的使能电压为3.3V，这样，将该电源芯片的使能端(EN)电压拉高到3.3V，启动该电源芯片，并根据该电源芯片的第一参考电压VREF1为1.275V，结合第一电阻R1的阻值为68KΩ，第二电阻R2的阻值为13KΩ的稳压电路，即可得到该电池芯片输出端输出的电压值为：V输出＝1.275×(1+68/13)≈8V，当然，实际应用中，需要确保电池芯片输入端的电压值高于8V(例如，12V)。
进一步的，本实用新型实施例中，稳压电路10还可以包括第一电容C1，C1的第一端与R1的第一端相连，C1的第二端接地，C1用于对稳压电路10的输出端输出的电压进行滤波处理。
较佳的，本实用新型实施例中，第一电容C1的容值可以为10uF。
综上可知，通过合理配置稳压电路10中的R1和R2的阻值，即可调整电源芯片输出的电压值，以使得电源芯片输出端输出的电压值满足当前有源麦克风的正常工作需求。
当然，不同规格和/或类别的有源麦克风，其额定工作电压和额定工作电流均不同。例如，以额定工作电压为8V的有源麦克风为例，其额定工作电流在5-7mA之间。
进一步的，本实用新型实施例中，检测信号采集电路11包括第三电阻R3，R3的第一端与检测信号采集电路11的输入端相连，R3的第二端接地。
更进一步的，本实用新型实施例中，检测信号采集电路11还可以包括第二电容C2，C2的第一端与R3的第一端相连，C2的第二端接地。
较佳的，本实用新型实施例中，第三电阻R3的阻值可以为12KΩ，第二电容C3的容值可以为1uF。
本实用新型实施例中，电源芯片的检测信号输出端输出的第一检测信号，检测信号采集电路根据采集到的该第一检测信号，以及第三电阻，确定第二检测信号，并将第二检测信号输出至主控芯片。以触发主控芯片根据该第二检测信号判断有源麦克风的工作状态。
例如，假设以电源芯片型号为NCV47711PDAJR2G的低压差线性稳压器为例，由该电源芯片的规格书可知，其检测信号输出端输出的第一检测信号为抽样负载电流(输出电流)后的电流，Icso＝Iout×X，其中，X为抽样比例，该型号的电源芯片的抽样比例为：X＝1/100。那么，即可根据负载电流，抽样比例及第三电阻计算第二检测信号(采样电压V采样)。具体的，可以采用以下公式计算：
V采样＝Iout×X×R3。
显然，由于不同规格和/或类别的有源麦克风，其额定工作电压和额定工作电流均不同。以额定工作电流在5-7mA之间的有源麦克风，抽样比例为1/100，第三电阻阻值为12KΩ为例。
有源麦克风在开路时，负载电流Iout＝Iopen＝0，相对应的，V采样＝0；当有源麦克风在正常工作时，V采样＝Inormal×X×R3＝(5-7mA)×1/100×12KΩ＝(0.6～0.84)V；当有源麦克风在短路时，由电源芯片规格书可知，其短路时负载电流为：Ishort＝1/X×VREF2/R3，其中，VREF2为电源芯片的第二参考电压，相对应的，V采样＝Ishort×X×R3＝VREF2，型号为NCV47711PDAJR2G低压差线性稳压器的第二参考电压为VREF2＝2.55V，相对应的，当有源麦克风在短路时，V采样＝2.55V。
具体的，有源麦克风工作状态与相应采样电压值的真值表参阅表1所示。
表1
当然，R3的阻值的设定需要确保：0＜Inormal×X×R3＜VREF2。
综上可知，只需根据采集到的抽样负载电流后的电流(Icso＝Iout×X)，结合第三电阻R3即可计算出采样电压(V采样)，根据计算出的采样电压与通过有源麦克风的额定电流的电流值区间和第三电阻R3计算出的目标电压值区间，确定有源麦克风处于开路、短路或正常工作状态。
例如，假设有源麦克风1的目标电压值区间为(0.6～0.84)V，电源芯片的第二参考值VREF2为2.55V。若通过检测电路检测得到的采样电压值为0V，则确定有源麦克风1当前工作状态为开路；若通过检测电路检测得到的采样电压值为2.55V，则确定有源麦克风1当前工作状态为短路；若通过检测电路检测得到的采样电压值为0.7V，则确定有源麦克风1当前工作状态为正常工作；若通过检测电路检测得到的采样电压值为0.4V，则确定有源麦克风1处于异常工作状态(工作电流/工作电压过低)，有可能导致有源麦克风1无法正常工作；若通过检测电路检测得到的采样电压值为1.2V，则确定有源麦克风1处于异常工作状态(工作电流/工作电压过高)，有可能导致有源麦克风1烧坏。
下面采用具体的应用场景对上述实施例作进一步详细说明，示例性的，参阅图2所示，本实用新型实施例中，电源芯片可以包括电压输入端(V输入)，电压输出端(V输出)，使能端(EN)，接地端(GND)，检测信号输出端(CSO)和反馈电压输入端(ADJ)。检测电路包括稳压电路10和检测信号采集电路11，检测电路10的输入端与电源芯片的输出端V输出相连，稳压电路10的稳压反馈端与电源芯片的反馈电压输入端ADJ相连，稳压电路10的输出端与麦克风相连，检测信号采集电路11的输入端与电源芯片的检测信号输出端CSO相连，检测信号采集电路11的输出端与主控芯片相连。
进一步的，本实用新型实施例中还提供一种包括上述检测电路的检测装置，用于对有源麦克风工作状态的检测。
综上所述，本实用新型提供一种麦克风工作状态检测电路，该检测电路包括稳压电路和检测信号采集电路，其中，上述稳压电路的输入端与电源芯片的输出端相连，上述稳压电路的稳压反馈端与上述电源芯片的反馈电压输入端相连，上述稳压电路的输出端与麦克风相连，其中，在上述电源芯片正常工作时，上述电源芯片的输入电压经上述稳压电路稳压后，在上述稳压电路的输出端得到上述麦克风的工作电压；上述检测信号采集电路的输入端与上述电源芯片的检测信号输出端相连，上述检测信号采集电路的输出端与主控芯片相连，上述检测信号采集电路对采集到的第一检测信号进行处理，得到第二检测信号，并输出至上述主控芯片。
采用本实用新型提供的检测电路对麦克风工作状态进行检测，可根据采集到的检测信号检测出麦克风是处于开路、短路或工作状态，进一步的，在麦克风处于工作状态时，还可以检测出麦克风是处于正常工作或异常工作状态。
本领域内的技术人员应明白，本实用新型的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本实用新型可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本实用新型可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本实用新型是参照根据本实用新型实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
尽管已描述了本实用新型的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本实用新型范围的所有变更和修改。
显然，本领域的技术人员可以对本实用新型实施例进行各种改动和变型而不脱离本实用新型实施例的精神和范围。这样，倘若本实用新型实施例的这些修改和变型属于本实用新型权利要求及其等同技术的范围之内，则本实用新型也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种麦克风工作状态检测电路，其特征在于，所述检测电路包括稳压电路和检测信号采集电路，其中，
所述稳压电路的输入端与电源芯片的输出端相连，所述稳压电路的稳压反馈端与所述电源芯片的反馈电压输入端相连，所述稳压电路的输出端与麦克风相连，其中，在所述电源芯片正常工作时，所述电源芯片的输入电压经所述稳压电路稳压后，在所述稳压电路的输出端得到所述麦克风的工作电压；
所述检测信号采集电路的输入端与所述电源芯片的检测信号输出端相连，所述检测信号采集电路的输出端与主控芯片相连，所述检测信号采集电路对采集到的第一检测信号进行处理，得到第二检测信号，并输出至所述主控芯片。
2.如权利要求1所述的检测电路，其特征在于，所述电源芯片为NCV47711PDAJR2G低压降稳压器。
3.如权利要求2所述的检测电路，其特征在于，所述稳压电路包括第一电阻和第二电阻，其中，
所述第一电阻的第一端与所述电源芯片的输出端相连，所述第一电阻的第二端与第二电阻的第一端和所述电源芯片的反馈电压输入端相连，所述第二电阻的第二端与地相连。
4.如权利要求3所述的检测电路，其特征在于，所述第一电阻的阻值为68KΩ，所述第二电阻的阻值为13KΩ。
5.如权利要求3所述的检测电路，其特征在于，所述稳压电路还包括第一电容，其中，
所述第一电容的第一端与所述第一电阻的第一端相连，所述第一电容的第二端与地相连。
6.如权利要求5所述的检测电路，其特征在于，所述第一电容的容值为10uF。
7.如权利要求2所述的检测电路，其特征在于，所述检测信号采集电路包括第三电阻，其中，
所述第三电阻的第一端与所述检测信号采集电路的输入端相连，所述第三电阻的第二端与地相连。
8.如权利要求7所述的检测电路，其特征在于，所述检测信号采集电路还包括第二电容，其中，
所述第二电容的第一端与所述第三电阻的第一端相连，所述第二电容的第二端与地相连。
9.如权利要求8所述的检测电路，其特征在于，所述第三电阻的阻值为12KΩ，所述第二电容的容值为1uF。
10.一种麦克风工作状态检测装置，其特征在于，所述检测装置包括如权利要求1-9中任一项所述的检测电路。
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