CN209962694U

CN209962694U - 回声消除电路及电声设备

Info

Publication number: CN209962694U
Application number: CN201920293190.9U
Authority: CN
Inventors: 赖浩沛; 莫经科; 王倩; 何海明
Original assignee: TCL Technology Electronics Huizhou Co Ltd
Current assignee: TCL Technology Electronics Huizhou Co Ltd
Priority date: 2019-03-07
Filing date: 2019-03-07
Publication date: 2020-01-17
Anticipated expiration: 2029-03-07

Abstract

本实用新型公开了一种回声消除电路及电声设备，包括功放模块、扬声器、麦克风、回声消除模块以及滤波电路；所述滤波电路用于将采集的所述功放模块发出的语音参考信号传输至所述回声消除模块，所述麦克风用于采集外界的混合语音信号并传输至所述回声消除模块，所述回声消除模块用于获取所述混合语音信号，并根据所述语音参考信号消除所述混合语音信号中的回声。本实用新型利用滤波电路降低了回声参考信号的噪音，提升了回声消除的效果。

Description

回声消除电路及电声设备

技术领域

本实用新型涉及电路电子领域，尤其涉及回声消除电路及电声设备。

背景技术

在语音通讯过程中产生的回声主要为声学回声。声学回声是指用户在通讯过程中，通讯设备上的扬声器中发出的声音被麦克风所接收，并与说话者自己的语音一同被传输至通信的另一方，使得另一方的用户能够听到自己发出的语音。在现有的技术中，通过功放对语音信号进行放大等处理，并将处理后的语音信号作为回声的参考信号。再利用自适应滤波器和自适应算法，根据获取到的回声参考信号，将麦克风所接收到的混合语音信号中的回声信号进行消除。然而，功放在对语音信号进行放大等处理后，将会导致生成的回声参考信号包含大量高频率的杂讯和载波，而采用包含噪音的回声参考信号进行回声消除将会严重影响回声消除的效果。

实用新型内容

本实用新型的主要目的在于提供一种回声消除电路及电声设备，旨在解决回声的参考信号包含噪音而影响回声消除的效果的问题。

为了实现上述目的，本实用新型提供一种回声消除电路，包括功放模块、扬声器、麦克风、回声消除模块以及滤波电路；

所述功放模块的输出端分别与所述扬声器以及所述滤波电路的输入端连接，所述滤波电路的输出端与所述回声消除模块的第一输入端连接，所述麦克风的输出端与所述回声消除模块的第二输入端连接；

所述滤波电路用于将采集的所述功放模块发出的语音参考信号传输至所述回声消除模块，所述麦克风用于采集外界的混合语音信号并传输至所述回声消除模块，所述回声消除模块用于获取所述混合语音信号，并根据所述语音参考信号消除所述混合语音信号中的回声。

可选地，所述滤波电路包括第一电阻、第一电容、第二电容以及分压电阻；所述第一电阻的一端与所述功放模块的输出端连接，所述第一电阻与所述分压电阻串联，所述分压电阻的远离所述第一电阻的一端接地，所述第一电容与所述分压电阻并联，所述第二电容的一端与所述第一电阻靠近所述分压电阻的一端连接，所述第二电容的另一端与所述回声消除模块的第一输入端连接。

可选地，所述滤波电路还包括第二电阻和第三电容，所述第二电阻的一端与所述第一电阻靠近所述分压电阻的一端连接，所述第二电阻的另一端与所述第二电容远离所述回声消除模块的一端连接，所述第三电容的一端与所述第二电阻靠近所述第二电容的一端连接，所述第三电容的另一端接地。

可选地，所述回声消除电路包括第一ADC模块，所述第一ADC模块的一端与所述滤波电路的输出端连接，所述第一ADC模块的另一端与所述回声消除模块的第一输入端连接。

可选地，所述回声消除电路还包括延时模块，所述滤波电路的输出端通过所述延时模块与所述回声消除模块的第一输入端连接。

可选地，所述回声消除电路还包括第二ADC模块，所述第二ADC模块的一端与所述麦克风的输出端连接，所述第二ADC模块的另一端与所述回声消除模块的第二输入端连接。

可选地，所述回声消除电路还包括差分输入电路，所述麦克风的输出端通过所述差分输入电路与所述第二ADC模块的远离所述回声消除模块的一端连接。

可选地，所述回声消除电路还包括前置放大电路，所述麦克风的输出端通过所述差分输入电路与所述前置放大电路的一端连接，所述前置放大电路的另一端与所述回声消除模块的第二输入端连接。

可选地，所述回声消除电路还包括DAC模块和语音信号输出端，所述功放模块的输入端通过所述DAC模块与所述语音信号输出端连接。

此外，为实现上述目的，本实用新型还提供一种电声设备，所述电声设备包括与语音信号输出端连接的回声消除电路，所述回声消除电路被配置为如上所述的回声消除电路。

本实用新型设置有功放模块、扬声器、麦克风、回声消除模块以及滤波电路；其中，当接收到语音信号时，功放模块将语音信号进行放大，并通过扬声器发出对应的语音。滤波电路用于从功放模块采集语音参考信号并对语音参考信号中的高频率噪音进行过滤，麦克风用于接收扬声器发出的回声信号以及用户发出的语音信号，滤波电路采集到的语音参考信号传输至回声消除模块，麦克风接收到的由回声信号与用户的语音信号混合而成的混合语音信号也传输至回声消除模块。回声消除模块根据语音参考信号对混合语音信号进行回声消除处理，以得到消除回声后的用户的语音信号。通过滤波电路对语音参考信号进行滤波处理，能够将语音参考信号中的高频噪音或杂波进行过滤，以得到准确的语音参考信号，使得回声消除模块能够根据准确的语音参考信号实现高精度的回声消除效果。

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电路一实施例的模块示意图；

图2为图1实施例中滤波电路的电路结构示意图。

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。

附图标号说明：

标号	名称	标号	名称
				10	回声消除模块	11	滤波电路
12	麦克风	13	扬声器
				14	功放模块	20	第一ADC模块
30	第二ADC模块	R1	第一电阻
				R	分压电阻	R2	第二电阻
C1	第一电容	C2	第二电容
				C3	第三电容	40	差分输入电路
50	前置放大电路

具体实施方式

应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

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。

本实用新型提供一种回声消除电路，应用于电声设备中，该电声设备可以是移动电话、固定电话、PC、平板电脑、智能电视、智能音箱等。

参见图1，在一实施例中，回声消除电路包括功放模块14、扬声器13、麦克风12、回声消除模块10以及滤波电路11；功放模块14的信号接收端与语音信号的输出端连接，功放模块14的两个信号输出端分别与扬声器13的接收端和滤波电路11的输入端连接，滤波电路11的输出端与回声消除模块10的第一输入端连接，麦克风12的输出端则与回声消除模块10的第二输入端连接。

滤波电路11用于采集功放模块14输出的语音参考信号，并将语音参考信号传输至回声消除模块10；麦克风12用于采集外界用户发出的语音信号和扬声器13发出的回声信号混合而成的混合语音信号，并将混合语音信号传输至回声消除模块10。回声消除模块10在获取到混合语音信号和语音参考信号后，根据语音参考信号对混合语音信号进行回声消除处理，以消除混合语音信号中的回声。

本实施例所提供的回声消除电路具体设置于能够进行语音通信的电子设备中。当功放模块14接收到语音信号后，对语音信号进行处理，并将处理后的信号分别输出至扬声器13和滤波电路11。扬声器13在接收到功放模块14发出的语音信号的模拟信号后，能够按照模拟信号发出语音，以使得用户能够从扬声器13听到语音。滤波电路11则能够接收功放模块14发出的语音信号并将其作为回声消除的语音参考信号。语音信号在经过滤波电路11进行低通滤波后，能够有效地过滤语音信号中的高频段的噪音部分，只保留低频段的语音信号作为语音参考信号，并将语音参考信号发送至回声消除模块10。麦克风12能够接收到外界的混合语音信号，其中，混合语音信号包括用户发出的语音、外界的环境音以及扬声器13发出的回声，麦克风12能够将混合语音信号发送至回声消除模块10。回声消除模块10中包含有自适应滤波器，自适应滤波器在接收到混合语音信号和语音参考信号后，能够根据语音参考信号与麦克风12接收到的混合语音信号中的扬声器13的回声的相关性为基础，建立语音信号模型，并通过自适应算法进行调整，使得根据语音参考信号计算后得到的冲击响应与扬声器13的回声相接近。通过将混合语音信号与计算得到的冲击响应信号相减，即可将混合语音信号中的回声信号进行消除。

本实施例通过功放模块14、扬声器13、麦克风12、回声消除模块10以及滤波电路11等的组合设计，使得电声设备中能够准确地消除扬声器13的回声，使用户能够避免从扬声器13中收听到己方发出的声音，从而提升了语音通信的通话质量。由于滤波电路11能够将语音参考信号中的高频段杂音进行过滤，只保留低频段的实际语音信号，使得回声消除模块10中获取到的语音参考信号更加准确，进一步提升了回声消除的效果。

具体地，自适应滤波器的回声消除公式为：

其中，ω为扬声器13回声的时域冲击响应函数，x为远端发送的语音信号，echo即为麦克风12实际接收到的扬声器13的回声；d为麦克风12实际采集到的混合语音信号，s表示麦克风12所采集的混合语音信号中除去回声信号以外的语音信号，主要包括环境声以及用户的语音信号；ω^为自适应滤波器中对采集到的语音参考信号进行计算得预估时域冲击响应函数，y^即为根据语音参考信号计算得到的预估回声信号；e表示实际回声信号与预估回声信号之间的误差，通过不断修改自适应算法即可使得误差的值减少，以使得回声消除的准确性大幅提升。

进一步地，请一并参看图2，例如上述滤波电路11可以包括第一电阻R1、第一电容C1、第二电容C2以及分压电阻R；第一电阻R1的一端为功放模块14的输出端，第一电阻R1与分压电阻R串联，分压电阻R远离第一电阻R1的一端接地，第一电容C1与分压电阻R并联，第二电容C2的一端与第一电阻R1靠近分压电阻R的一端相连接，第二电容C2的另一端与回声消除模块10的第一输入端相连接。

可选地，上述滤波电路11还可以包括第二电阻R2和第三电容C3，第二电阻R2的一端与第一电阻R1靠近分压电阻R的一端连接，第二电阻R2的另一端与第二电容C2远离回声消除模块10的一端连接，第三电容C3的一端与第二电阻R2靠近第二电容C2的一端连接，第三电容C3的另一端接地。

当滤波电路11从功放模块14接收到功放模块14输出的语音参考信号后，滤波电路11可以将语音参考信号中的高频段的信号进行过滤，仅输出低频段的语音参考信号至回声消除模块10，由于功放模块14在对远端的语音信号进行处理时将会导致处理后的语音信号包含有大量高频的载波与杂讯，这些高频的语音信号并非远端语音的信号，回声消除模块10在利用这些包含高频噪音的语音参考信号进行回声消除时将会提供错误的相关性基础，导致回声消除的效果严重降低。通过滤波电路11对高频段的噪音进行过滤，使得回声消除模块10能够得到准确的远端语音的参考信号，从而实现回声消除功能。

可选地，继续参照图1上述回声消除电路还可以包括第一ADC模块20和第二ADC模块30，ADC模块为模拟信号/数字信号转换模块，滤波电路11通过第一ADC模块20与回声消除模块10的第一输入端相连接，第一ADC模块20能够将滤波电路11发出的模拟信号转换为数字信号并传输至回声消除模块10的第一输入端；麦克风12的输出端通过第二ADC模块30与回声消除模块10的第二输入端相连接，第二ADC模块30能够将麦克风12输出的模拟信号转换为数字信号并传输至回声消除模块10的第二输入端。

可选地，上述回声消除电路还包括延时模块，由于滤波电路11能够将语音参考信号直接传输至回声消除模块10，麦克风12需要在扬声器13发出语音后采集扬声器13的回声信号，因此，麦克风12的混合语音信号与滤波电路11的语音参考信号之间存在一定的时间差，即语音参考信号早于混合语音信号被回声消除模块10采集。因此，在滤波电路11与回声消除模块10之间加入延时模块，使得回声消除模块10能够根据与混合语音信号相对应的语音参考信号进行回声消除，避免因时间误差而导致回声消除的参考信号不能适用。

进一步地，上述回声消除电路中还可以包括差分输入电路40与前置放大电路50，差分输入电路40和前置放大电路50可以单独或者混合设置于麦克风12的输出端与回声消除模块10的第二输入端之间。需要说明的是，差分输入电路需要设置于前置放大电路之前，并且差分输入电路与前置放大电路均需通过第二ADC模块与回声消除模块的第二输入端连接。差分输入电路40和前置放大电路50能够有效地将麦克风12所采集到的混合语音信号进行放大并输出，以使得回声消除模块10能够接收到的混合语音信号的增益增大，进而提升回声消除的效果。

可选地，上述回声消除电路还包括DAC模块，功放模块14的输入端通过DAC模块与语音信号的输出端连接，DAC模块能够将数字信号转换为模拟信号，以使得功放模块14能够获取到语音信号的模拟信号，并对模拟信号进行放大。

本实用新型还提供一种电声设备，所述电声设备可以是移动电话、固定电话、PC、平板电脑、智能电视或智能音箱等。该电声设备包括有与语音信号输出端相连接的回声消除电路，该回声消除电路的结构参照上述实施例，在此不再赘述。理所应当地，由于本实施例的电声设备采用了上述回声消除电路的技术方案，因此该电子设备具有上述回声消除电路所有的有益效果。

以上仅为本实用新型的可选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims

1.一种回声消除电路，其特征在于，包括功放模块、扬声器、麦克风、回声消除模块、延时模块以及滤波电路；

所述功放模块的输出端分别与所述扬声器以及所述滤波电路的输入端连接，所述滤波电路的输出端通过所述延时模块与所述回声消除模块的第一输入端连接，所述麦克风的输出端与所述回声消除模块的第二输入端连接；

2.如权利要求1所述的回声消除电路，其特征在于，所述滤波电路包括第一电阻、第一电容、第二电容以及分压电阻；所述第一电阻的一端与所述功放模块的输出端连接，所述第一电阻与所述分压电阻串联，所述分压电阻的远离所述第一电阻的一端接地，所述第一电容与所述分压电阻并联，所述第二电容的一端与所述第一电阻靠近所述分压电阻的一端连接，所述第二电容的另一端与所述回声消除模块的第一输入端连接。

3.如权利要求2所述的回声消除电路，其特征在于，所述滤波电路还包括第二电阻和第三电容，所述第二电阻的一端与所述第一电阻靠近所述分压电阻的一端连接，所述第二电阻的另一端与所述第二电容远离所述回声消除模块的一端连接，所述第三电容的一端与所述第二电阻靠近所述第二电容的一端连接，所述第三电容的另一端接地。

4.如权利要求1所述的回声消除电路，其特征在于，所述回声消除电路包括第一ADC模块，所述第一ADC模块的一端与所述滤波电路的输出端连接，所述第一ADC模块的另一端与所述回声消除模块的第一输入端连接。

5.如权利要求1所述的回声消除电路，其特征在于，所述回声消除电路还包括第二ADC模块，所述第二ADC模块的一端与所述麦克风的输出端连接，所述第二ADC模块的另一端与所述回声消除模块的第二输入端连接。

6.如权利要求5所述的回声消除电路，其特征在于，所述回声消除电路还包括差分输入电路，所述麦克风的输出端通过所述差分输入电路与所述第二ADC模块的远离所述回声消除模块的一端连接。

7.如权利要求6所述的回声消除电路，其特征在于，所述回声消除电路还包括前置放大电路，所述麦克风的输出端通过所述差分输入电路与所述前置放大电路的一端连接，所述前置放大电路的另一端与所述回声消除模块的第二输入端连接。

8.如权利要求1-7中任一项所述的回声消除电路，其特征在于，所述回声消除电路还包括DAC模块和语音信号输出端，所述功放模块的输入端通过所述DAC模块与语音信号输出端连接。

9.一种电声设备，其特征在于，所述电声设备包括与语音信号输出端连接的回声消除电路，所述回声消除电路被配置为如权利要求1-8任一项所述的回声消除电路。