CN209419829U - 一种回声消除信号降噪电路、装置及电子产品 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种回声消除信号降噪电路、装置及电子产品。通过噪声消除电路对拾音装置采集的信号进行降噪，以获得高质量的音频信号，通过降噪电路及求差电路降噪和消除后进一步提高信号质量，并发送至回声消除芯片，本实用新型通过对采集到的回声消除信号进行处理，提高信号质量，以提高回声消除的效果，解决了现有技术中存在的采集的回声消除信号干扰多，失真严重，无法有效还原实际音频环境，影响回声消除质量的技术问题，达到了有效还原实际环境音频，使得回声消除芯片消除的信号更加准确，提高回声消除质量的技术效果。

Description

一种回声消除信号降噪电路、装置及电子产品

技术领域

本实用新型涉及音频技术领域，特别涉及一种回声消除信号降噪电路、装置及电子产品。

背景技术

目前，在语音通信中，有一个很影响通话质量的因素就是回声，回声就是指用户通过拾音装置发出的音频通过播放装置播放后又被拾音装置采集到进而循环播放并采集的现象。因此，为了应对这种现象，大都会使用回声消除技术，回声消除的基本原理是使用一个自适应滤波器对未知的回声信道进行参数辨识，根据扬声器信号与产生的多路回声的相关性为基础，建立远端信号模型，模拟回声路径，通过自适应算法调整，使其冲击响应和真实回声路径相逼近。然后将麦克风接收到的信号减去估计值，即可实现回声消除功能。

在回声消除的实现过程中，需要从拾音装置采集环境音，并将采集到的信号给回声消除处理芯片用于作为回声消除相关性的基础，此时回声消除芯片收到的信号与实际环境音的准确程度，直接影响回声消除的效果，而目前，通常将拾音装置采集的音频信号之间发送给回声消除芯片。

实用新型内容

本实用新型的主要目的是提供一种回声消除信号降噪电路，旨在提高回声消除芯片接收到的信号与实际环境音的准确程度。

为实现上述目的，本实用新型提出的回声消除信号降噪电路包括噪声消除电路及求差电路；所述噪声消除电路与所述求差电路连接。

所述噪声消除电路，用于接收拾音装置采集的初始音频信号，并对所述初始音频信号中的噪声进行消除，得到中间音频信号；

所述求差电路，用于对所述中间音频信号左声道和右声道中，波形不同的部分予以放大，对所述中间音频信号左声道和右声道中，波形相同的部分予以消除。

优选地，所述回声消除信号降噪电路，还包括滤波电路；所述求差电路与所述滤波电路连接。

所述滤波电路，用于对放大后的中间音频信号中超过预设频率的中间音频信号进行消除，得到目标音频信号，并将所述目标音频信号发送至回声消除端。

优选地，所述噪声消除电路包括第一电阻、第二电阻、第一电容、第二电容及第三电容。

所述第一电容第一端与喇叭负端连接，所述第一电容第二端与所述第一电阻第一端连接；所述第一电阻第二端与所述求差电路反向输入端连接；所述第二电容第一端与喇叭正端连接，所述第二电容第二端与所述第二电阻第一端连接；所述第二电阻第二端与所述求差电路同向输入端连接；所述第三电容第一端与所述第一电阻的第二端连接，所述第三电容第二端与所述第二电阻第二端连接。

优选地，所述求差电路包括第三电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻、第四电容、第五电容、基准信号端及功率放大器。

所述第五电阻第一端与所述噪声消除电路连接，所述第五电阻第二端与所述功率放大器同相输入端连接，所述第三电阻第一端与所述第五电阻第一端连接，所述第三电阻第二端与所述基准信号端连接；所述第四电容第一端与所述功率放大器同相输入端连接，所述第四电容第二端与所述基准信号端连接，所述第四电阻第一端与所述噪声消除电路连接，所述第四电阻第二端与所述功率放大器反向输入端连接；所述第五电容第一端与所述第四电阻第二端连接，所述第五电容第二端与所述功率放大器的输出端连接；所述第六电阻第一端与所述第四电阻第一端连接，所述第六电阻第二端与所述功率放大器输出端连接；所述功率放大器输出端与所述滤波电路连接。

优选地，所述滤波电路包括第七电阻、第六电容及第七电容，所述第七电阻第一端与所述求差电路连接，所述第七电阻第二端与所述第六电容第一端及所述第七电容第一端分别连接，所述第六电容第二端接地，所述第七电容第二端与所述回声消除端连接。

优选地，所述功率放大器正极与电源连接，所述功率放大器负极接地，所述电源与所述接地端，用于为所述功率放大器供电，不与所述回声消除信号降噪电路的其他元器件连接。

本实用新型还提出一种回声消除信号降噪装置，所述回声消除信号降噪装置包括如上所述的回声消除信号降噪电路。

本实用新型还提出一种电子设备，所述电子设备包括如上所述的回声消除信号降噪装置。

本实用新型技术方案通过采用噪声消除电路、求差电路及滤波电路，形成一种回声消除信号降噪电路。求差电路通过噪声消除电路与拾音装置的正负极分别连接，在环境音频采集完成后，噪声消除电路对采集到的初始音频信号进行噪声消除，求差电路对初始音频信号左右声道进行比较，对同时存在的信号进行消除处理，并将处理后的音频信号放大，滤波电路将放大后产生的高频杂讯予以过滤，使得最终得到的目标音频信号更接近环境音频；本使用新型技术方案解决了现有技术中存在的采集的回声消除信号干扰多，失真严重，无法有效还原实际音频环境，影响回声消除质量的技术问题，达到了有效还原实际环境音频，使得回声消除芯片消除的信号更加准确，提高回声消除质量的技术效果。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述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实用新型的一些实施例，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示出的结构获得其他的附图。

图1为本实用新型回声消除信号降噪电路一实施例的功能模块图；

图2为本实用新型回声消除信号降噪电路一实施例的电路示意图；

图3为本实用新型回声消除信号降噪电路一实施例未使用本实用新型技术方案的效果图；

图4为本实用新型回声消除信号降噪电路一实施例使用本实用新型技术方案的效果图。

附图标号说明：

标号	名称	标号	名称
				100	噪声消除电路	R1～R7	第一电阻至第七电阻
200	求差电路	C1～C7	第一电容至第七电容
				300	滤波电路	U1	功率放大器
VCC	电源	SPKL1-P	回声消除端
				REF	基准信号端	SPKL-P	喇叭正端
SPKL-N	喇叭负端

本实用新型目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

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的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作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。

需要说明，本实用新型实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，在本实用新型中涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当人认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。

参照图1，本实用新型提出一种回声消除信号降噪电路，所述回声消除信号降噪电路包括，噪声消除电路100及求差电路200；所述噪声消除电路与所述求差电路连接；其中，

所述噪声消除电路100，用于接收拾音装置采集的初始音频信号，并对所述初始音频信号中的噪声进行消除，得到中间音频信号；

所述求差电路200，用于对所述中间音频信号左声道和右声道中，波形不同的部分予以放大，对所述中间音频信号左声道和右声道中，波形相同的部分予以消除。

需要说明的是，噪声消除电路100对采集到的初始音频信号进行噪声消除，在本实施例中，采集到的初始音频信号为环境音频，通过对该音频中音频采集端的载波信号及由于电源波动产生的杂讯进行消除，还原真实的环境音频，使得在对环境音频进行消除时，消除的音频信号更加准确。

值得强调的是，由于音频信号的原理，环境音频在拾音装置采集到的初始音频信号左右声道中的波形是相反的，但是载波信号和一些杂讯信号在左右声道中的波形是相同的，则通过所述求差电路200对波形相同的部分予以消除，即可减少信号干扰；同时，将波形不同的部分予以放大，由于采集的音频信号及经过噪声消除电路100处理后的中间音频信号都很小，不利于后续的处理，故而对其进行放大。

易于理解的是，由于中间音频信号放大后，会由于放大的过程产生一些杂讯，其中主要的杂讯为高频杂讯，故而此处添加滤波电路300，对中间音频信号放大后产生的杂讯进行过滤。

本实施例通过采用噪声消除电路100及求差电路200，形成一种回声消除信号降噪电路。求差电路200通过噪声消除电路100与拾音装置的正负极分别连接，在环境音频的采集完成后，噪声消除电路100对采集到的初始音频信号进行噪声消除，求差电路200对拾音器上的正负极信号进行比较，对波形相同的信号进行消除处理，并将波形不同的信号放大使得最终得到的目标音频信号更接近环境音频；本实施例有效还原实际环境音频，回声消除芯片消除的信号更加准确，以提高回声消除质量。

如图1所示，还包括滤波电路300；所述求差电路200与所述滤波电路300连接；其中，

所述滤波电路300，用于对放大后的中间音频信号中超过预设频率的中间音频信号进行消除得到目标音频信号，并将所述目标音频信号发送至回声消除端。

易于理解的是，放大过程为一个人为的失真过程，不可避免的会影响原音频信号的保真程度，中间音频信号在放大过程中可能会产生一些高频杂讯和比较明显的噪声，故而此处增加滤波电路，滤除放大后的高频杂讯及明显的噪声。

本实施例通过增加滤波电路300，进一步改善了音频消除端接收到的音频质量，使得消除的音频更加贴近环境音频，避免由于放大失真造成回声消除的过程中消除的音频与环境音频不相符，既影响了需要保留的音频信号，又无法实现回声消除的功能；达到了提高回声消除性能的技术效果，提高了用户体验。

参照图2，所述噪声消除电路100包括第一电阻R1、第二电阻R2、第一电容C1、第二电容C2及第三电容C3。所述第一电容C1第一端与喇叭负端SPKL-N连接，所述第一电容C1第二端与所述第一电阻R1第一端连接；所述第一电阻R1第二端与所述求差电路200反向输入端连接；所述第二电容C2第一端与喇叭正端SPKL-P连接，所述第二电容C2第二端与所述第二电阻R2第一端连接；所述第二电阻R2第二端与所述求差电路200同向输入端连接；所述第三电容C3第一端与所述第一电阻R1的第二端连接，所述第三电容C3第二端与所述第二电阻R2第二端连接。

值得强调的是，在本实施例中，该噪声消除电路100在本实施例中起到采集、消除及衰减的作用，通过与喇叭负端SPKL-P及喇叭负端SPKL-N的连接，采集喇叭负端SPKL-P与喇叭负端SPKL-N的初始音频信号，并由第一电容C1及第二电容C2对直流信号进行滤除，并由第一电阻R1及第二电阻R2对信号进行衰减，衰减后的洗脑经由第三电容C3滤除后发送至求差电路200。

具体地，所述求差电路200包括第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6、第四电容C4、第五电容C5、基准信号端REF及功率放大器U1。

所述第五电阻R5第一端与所述噪声消除电路100连接，所述第五电阻R5第二端与所述功率放大器同相输入端连接，所述第三电阻R3第一端与所述第五电阻R5第一端连接，所述第三电阻R3第二端与所述基准信号端REF连接；所述第四电容C4第一端与所述功率放大器U1同相输入端连接，所述第四电容C4第二端与所述基准信号端REF连接，所述第四电阻R4第一端与所述噪声消除电路100连接，所述第四电阻R4第二端与所述功率放大器U1反向输入端连接；所述第五电容C5第一端与所述第四电阻R4第二端连接，所述第五电容C5第二端与所述功率放大器U1的输出端连接；所述第六电阻R6第一端与所述第四电阻R4第一端连接，所述第六电阻R6第二端与所述功率放大器U1输出端连接；所述功率放大器U1输出端与所述滤波电路300连接。

需要说明的是，在本实施例中，功率放大器U1与基准信号端REF及周边电子元器件形成了一种类似差分放大电路的电路，但其功能与差分放大电路并不完全相同，假设功率放大器U1放大倍数是Avd，输出电压时Vout，输入电压为Vi1和Vi2,则Avd＝Vout/(Vi2-V1i)，通过简单的计算即可发现，当Vi1＝Vi2时这部分的波形会被消除，而此部分波形为载波信号和杂讯信号，故而此电路可以消除左右声道波形相同的信号，放大波形不同的信号。

具体地，所述滤波电路300包括第七电阻R7、第六电容C6及第七电容C7。

所述第七电阻R7第一端与所述求差电路200连接，所述第七电阻R7第二端与所述第六电容C6第一端及所述第七电容C7第一端分别连接，所述第六电容C6第二端接地，所述第七电容C7第二端与所述回声消除端连接。

易于理解的是，在本实施例中，第七电阻R7对信号进行衰减，第六电容C6起到滤波的作用，第七电容C7则滤除在本回声消除信号降噪电路信号变化过程中产生的直流信号，该电路为较为常规的滤波电路300设计，其目的主要在于对目标音频信号中的高频杂波进行有效的滤除；最终由回声消除端获取目标音频信号，得到高质量的回声消除效果。

具体地，所述功率放大器U1正极与电源VCC连接，所述功率放大器U1负极接地。

所述电源VCC与所述接地端，用于为所述功率放大器U1供电，不与所述回声消除信号降噪电路的其他元器件连接。

值得强调的是，此处给功率放大器U1供电的电路是完全独立的，其目的是为了避免电压或电流的波动对音频信号造成干扰，采用的独立的接地线路也是这个原因，共地电路可能会有部分电荷回流，在音频处理过程中，采用独立的供电电路可以减少对音频信号的干扰。

参照图3，图3为未使用本实施例技术方案的效果图，此载波通过功放芯片输出端采集而来，从图中可以看到基波中夹带着400khz左右的载波，会让回声消除端误认为噪声、杂讯及载波信号等也是环境音频，大大影响了回声消除的质量。

参照图4，图4为使用实施例技术方案以后的效果图，从图中可以看到，载波频率被消除，得到光滑波形曲线，从而避免了消除的音频与环境音频不相符，既影响了需要保留的音频信号，又无法实现回声消除的功能的情况，大幅提升了回声消除的效果。

本实施例通过采用噪声消除电路100与滤波电路300对放大前与放大后的电路进行过滤，并通过求差电路200，对信号进行消除以及高质量的放大，极大地降低了噪声、杂讯及载波信号等对于回声消除电路的影响，避免了回声消除电路消除的音频不正确的情况，极大提升了回声消除的效果，提高了用户体验。

本实用新型还提出一种回声消除信号降噪装置，该回声消除信号降噪装置包括如上所述的回声消除信号降噪电路及负载，该回声消除信号降噪电路的具体结构参照上述实施例，由于本电流检测装置采用了上述所有实施例的全部技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。其中，负载可以是具有一定阻值的导体。

本实用新型还提出一种电子产品，该电子产品包括如如上所述的回声消除信号降噪装置，该回声消除信号降噪装置的具体结构参照上述实施例，由于本电子产品采用了上述所有实施例的全部技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是在本实用新型的发明构思下，利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (8)

1.一种回声消除信号降噪电路，其特征在于，所述回声消除信号降噪电路包括，噪声消除电路及求差电路；所述噪声消除电路与所述求差电路连接；其中，

所述噪声消除电路，用于接收拾音装置采集的初始音频信号，并对所述初始音频信号中的噪声进行消除，得到中间音频信号；

所述求差电路，用于对所述中间音频信号左声道和右声道中，波形不同的部分予以放大，对所述中间音频信号左声道和右声道中，波形相同的部分予以消除。

2.如权利要求1所述的回声消除信号降噪电路，其特征在于，所述回声消除信号降噪电路，还包括滤波电路；所述求差电路与所述滤波电路连接；其中，

所述滤波电路，用于对放大后的中间音频信号中超过预设频率的中间音频信号进行消除，得到目标音频信号，并将所述目标音频信号发送至回声消除端。

3.如权利要求1所述的回声消除信号降噪电路，其特征在于，所述噪声消除电路包括第一电阻、第二电阻、第一电容、第二电容及第三电容；其中，

所述第一电容第一端与喇叭负端连接，所述第一电容第二端与所述第一电阻第一端连接；所述第一电阻第二端与所述求差电路反向输入端连接；所述第二电容第一端与喇叭正端连接，所述第二电容第二端与所述第二电阻第一端连接；所述第二电阻第二端与所述求差电路同向输入端连接；所述第三电容第一端与所述第一电阻的第二端连接，所述第三电容第二端与所述第二电阻第二端连接。

4.如权利要求2所述的回声消除信号降噪电路，其特征在于，所述求差电路包括第三电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻、第四电容、第五电容、基准信号端及功率放大器；其中，

所述第五电阻第一端与所述噪声消除电路连接，所述第五电阻第二端与所述功率放大器同相输入端连接，所述第三电阻第一端与所述第五电阻第一端连接，所述第三电阻第二端与所述基准信号端连接；所述第四电容第一端与所述功率放大器同相输入端连接，所述第四电容第二端与所述基准信号端连接，所述第四电阻第一端与所述噪声消除电路连接，所述第四电阻第二端与所述功率放大器反向输入端连接；所述第五电容第一端与所述第四电阻第二端连接，所述第五电容第二端与所述功率放大器的输出端连接；所述第六电阻第一端与所述第四电阻第一端连接，所述第六电阻第二端与所述功率放大器输出端连接；所述功率放大器输出端与所述滤波电路连接。

5.如权利要求2所述回声消除信号降噪电路，其特征在于，所述滤波电路包括第七电阻、第六电容及第七电容；其中，

所述第七电阻第一端与所述求差电路连接，所述第七电阻第二端与所述第六电容第一端及所述第七电容第一端分别连接，所述第六电容第二端接地，所述第七电容第二端与所述回声消除端连接。

6.如权利要求4所述的回声消除信号降噪电路，其特征在于，所述功率放大器正极与电源连接，所述功率放大器负极接地；其中，

所述电源与接地端，用于为所述功率放大器供电，不与所述回声消除信号降噪电路的其他元器件连接。

7.一种回声消除信号降噪装置，其特征在于，所述回声消除信号降噪装置包括如权利要求1-6中任意一项所述的回声消除信号降噪电路。

8.一种电子产品，其特征在于，所述电子产品包括如权利要求7所述的回声消除信号降噪装置。