CN219019003U - 一种音频采集电路及音箱 - Google Patents

Abstract

一种音频采集电路及音箱，通过分压电路可以采集两路音频分压信号，利用两路音频分压信号可以便于后续主控器更好的滤除噪音的干扰；通过滤波单元可以有效的滤除音频处理器传输到主控单元中音源的杂波，同时利用隔直单元可以滤除该音源中的直流成分，从而可以有效的滤除两路音频分压信号中的噪音等干扰。本实用新型实施例通过电路结构先对输入至主控器中的音源进行了有效的降噪，为后续主控器进行人声提取降低了数据处理的难度，进而可以降低对处理器算力的要求，从而达到降低成本的目的。

Description

一种音频采集电路及音箱

技术领域

本实用新型涉及音箱技术领域，特别涉及一种音频采集电路及音箱。

背景技术

音箱是一种常见的音乐播放设备，传统的音箱只具音乐播放的功能，但是随着使用者提出智能化的要求，目前市面上开始逐渐出现了智能音箱，其中，一般有特殊音效(如：3D、环绕、全景音等)的智能音箱，往往需要使用DSP进行音频处理。智能音箱需要具备能够识别人声的功能，因此，如何能够在音箱播放时完成对人声的提取，就成了目前需要着重解决的问题。传统的解决方式主要是直接在主控器中设置滤噪算法来对DSP输出音源进行噪音等干扰去除，得到纯净的播放音频信号，然后主控器再通过算法去除麦克风采集的音频中的播放音频信号即可，但是，此种方式对主控器性能要求较高，且需要耗费大量的算力，导致成本较高。因此，如何能够以更低成本来解决上述问题就成了当前急需解决的问题。

实用新型内容

本实用新型旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本实用新型提出一种音频采集电路，能够有效的降低人声采集过程中的成本。

本实用新型还提出了一种音箱。

根据本实用新型第一方面实施例的音频采集电路，包括：

分压采集电路，其具有音频输入端、第一音频输出端和第二音频输出端，所述音频输入端用于输入DSP输出的播放音频信号，所述第一音频输出端和所述第二音频输出端用于输出幅值不同的两路音频分压信号；

滤波单元，用于对所述第一音频输出端和所述第二音频输出端输出的所述音频分压信号进行滤波；

隔直单元，用于隔除所述第一音频输出端与音频处理模块的第一信号采集输入端之间、以及所述第二音频输出端与所述音频处理模块的第二信号采集输入端之间的交流信号。

根据本实用新型实施例的音频采集电路，至少具有如下技术效果：

通过分压电路可以采集两路音频分压信号，利用两路音频分压信号可以便于后续主控器更好的滤除噪音的干扰；通过滤波单元可以有效的滤除音频处理器传输到主控单元中音源的杂波，同时利用隔直单元可以滤除该音源中的直流成分，从而可以有效的滤除两路音频分压信号中的噪音等干扰。本实用新型实施例的音频采集电路通过电路结构先对输入至主控器中的音源进行了有效的降噪，为后续主控器进行人声提取降低了数据处理的难度，进而可以降低对处理器算力的要求，从而达到降低成本的目的。

根据本实用新型的一些实施例，所述分压采集电路包括：

第一分压电阻，其一端用于接入所述播放音频信号；

第二分压电阻，其一端与所述第一分压电阻的另一端连接；

第三分压电阻，其一端与所述第二分压电阻的另一端连接，另一端用于连接地线；所述第二分压电阻的所述一端与所述第三分压电阻的所述一端用于输出两路所述音频分压信号。

根据本实用新型的一些实施例，所述第一分压电阻的阻值、所述第二分压电阻的阻值和所述第三分压电阻的阻值相同。

根据本实用新型的一些实施例，所述滤波单元包括：

第一滤波电路，用于对所述第一音频输出端和所述第二音频输出端输出的所述音频分压信号进行滤波；

第二滤波电路，用于对所述第一信号采集输入端和所述第二信号采集输入端输入的所述音频信号进行滤波。

根据本实用新型的一些实施例，所述第一滤波电路包括：

第一滤波电容，连接在所述第一音频输出端和所述第二音频输出端之间；

第二滤波电容，其一端与所述第一音频输出端连接，另一端用于连接地线；

第三滤波电容，其一端与所述第二音频输出端连接，另一端与所述地线连接。

根据本实用新型的一些实施例，所述隔直单元包括：

第一隔直电容，其一端与所述第一音频输出端连接，另一端与所述第一信号采集输入端连接；

第二隔直电容，其一端与所述第二音频输出端连接，另一端与所述第二信号采集输入端连接。

根据本实用新型的一些实施例，所第二滤波电路包括：

第一滤波电阻，连接在所述第一隔直电容的所述另一端与所述第一信号采集输入端之间；

第二滤波电阻，连接在所述第二隔直电容的所述另一端与所述第二信号采集输入端之间；

第四滤波电容，连接在所述第一滤波电阻远离所述第一隔直电容的一端与所述第二滤波电阻远离所述第二隔直电容的一端之间。

根据本实用新型的一些实施例，所述隔直单元还包括：

第三隔直电容，连接在所述第一滤波电阻与所述第一信号采集输入端之间；

第四隔直电容，连接在所述第二滤波电阻与所述第二信号采集输入端之间。

根据本实用新型的一些实施例，所述第二滤波电路还包括：

第五滤波电容，连接在所述第一信号采集输入端与所述地线之间；

第六滤波电容，连接在所述第二信号采集输入端与所述地线之间。

根据本实用新型第二方面实施例的音箱，包括：

麦克风；

主控器，与所述麦克风连接；

音频处理器，与所述主控器连接；

功放单元，其输入端与所述音频处理器的音频输出端连接；

扬声器，与所述功放单元的输出端连接；

模数转换单元，其输出端与所述主控器连接；

如上述的音频采集电路，连接在所述音频处理器的音频输出端与模数转换单元的输入端之间或连接在所述功放单元的输出端与所述模数转换单元输入端之间，所述模数转换单元的输出端与所述主控器连接。

根据本实用新型实施例的音箱，至少具有如下技术效果：

本实用新型实施例中的音箱包括了如第一方面实施例所述的音频采集电路，因此具备如第一方面实施例所述的音频采集电路带来的所有有益效果。

本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。

附图说明

本实用新型的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1为本实用新型一实施例提出的音频采集电路的原理图；

图2为本实用新型一实施例提出的音箱的系统示意图；

图3为本实用新型另一实施例提出的音箱的系统示意图。

附图标记：

分压采集电路100、

第一滤波电路210、第二滤波电路220、

麦克风300、

主控器400、

音频处理器500、

功放单元600、

扬声器700、

模数转换单元800。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，如果有描述到第一、第二等只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本实用新型中的具体含义。

下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，以下所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，并非全部实施例。

为了更好的解释本申请实施例的音频采集电路，这里对具体的应用场景进行一个简单叙述。该音频采集电路设置于智能音箱内，参考图2、图3，智能音箱包括主控器400、音频处理器500(例如：DSP)、麦克风300、功放单元600和扬声器700，音箱正常工作时，通过音频处理器500输出待播放音频信号至功放单元600，再由功放单元600进行功放后输出到扬声器700进行播放，因此在麦克风300采集人声时，很有可能会混入扬声器700播放的音频。而扬声器700播放的音频会在音频处理器500处理之后出现一些变化，因此，为了要让主控器400能够从这种混合音频中识别出人声，则需要对扬声器700播放的音频进行滤除，因此，为了更好的完成滤除则需要尽可能降低扬声器700播放的音频的干扰。

下面基于上述的智能音箱来对本实用新型实施例的音频采集电路的各个实施例进行描述。需要说明的是，上述智能音箱只是作为实施例解释使用，而不应当作为对本实用新型的限定。

参见图1，图1是本实用新型实施例的音频采集电路的电路原理图，该音频采集电路包括分压采集电路100、滤波单元、隔直单元，

分压采集电路100，其具有音频输入端、第一音频输出端和第二音频输出端，音频输入端用于输入DSP输出的播放音频信号，第一音频输出端和第二音频输出端用于输出幅值不同的两路音频分压信号；

滤波单元，用于对第一音频输出端和第二音频输出端输出的音频分压信号进行滤波；

隔直单元，用于隔除第一音频输出端与音频处理模块的第一信号采集输入端之间、以及第二音频输出端与音频处理模块的第二信号采集输入端之间的交流信号。

通过分压采集电路100可以对音频处理器500输出的播放音频信号或功放单元600输出的播放音频信号进行分压采样，从而得到两个处于不同电压幅值的音频分压信号，便于后续主控器400利用两路音频分压信号完成对播放音频信号的去除。

滤波单元设置在分压采集电路100的两个音频输出端以及主控器400(或模数转换单元800)的输入端，用于在整个音频采集电路的输入端和输出端皆进行有效的滤波。需要说明的是，在主控器400不具备内置的ADC时，需要通过外置的模数转换单元800完成对播放音频信号的模数转换。

隔直单元设置在分压采集电路100的两个音频输出端和主控器400(或模数转换单元800)的输入端之间，以对播放音源中的直流成分进行滤除。

本实用新型实施例的音频采集电路通过分压电路可以采集两路音频分压信号，利用两路音频分压信号可以便于后续主控器400更好的滤除噪音的干扰；通过滤波单元可以有效的滤除音频处理器500传输到主控单元中音源的杂波，同时利用隔直单元可以滤除该音源中的直流成分，从而可以有效的滤除两路音频分压信号中的噪音等干扰。本实用新型实施例的音频采集电路通过电路结构先对输入至主控器400中的音源进行了有效的降噪，为后续主控器400进行人声提取降低了数据处理的难度，进而可以降低对处理器算力的要求，从而达到降低成本的目的。

参考图1，在一些实施例中，分压采集电路100包括：第一分压电阻R1、第二分压电阻R3和第三分压电阻R5，

第一分压电阻R1，其一端用于接入播放音频信号；

第二分压电阻R3，其一端与第一分压电阻R1的另一端连接；

第三分压电阻R5，其一端与第二分压电阻R3的另一端连接，另一端用于连接地线；第二分压电阻R3的一端与第三分压电阻R5的一端用于输出两路音频分压信号。

第一分压电阻R1、第二分压电阻R3和第三分压电阻R5串联构成分压电路，从而可以从两个公共连接点输出两路音频分压信号。通过分压电路可以将播放音频信号的幅值降低，从而保证两路音频分压信号都可以控制值在模数转换单元800的采集量程内。

参考图1，在一些实施例中，第一分压电阻R1的阻值、第二分压电阻R3的阻值和第三分压电阻R5的阻值相同。采用相同的阻值，一方面可以保证两路音频分压信号的幅值都可以处于模数转换单元800的采集量程内，另一方面可以保证两路音频分压信号的幅值相差较大，并且使得幅值较低的一路音频分压信号也能够保持一定的大小，最终，使得两路音频分压信号既可以被模数转换单元800采集，同时，也可以保证采集数据的有效性，以及后主控器400分析的有效性。

参考图1，在一些实施例中，滤波单元包括：第一滤波电路210和第二滤波电路220；第一滤波电路210，用于对第一音频输出端和第二音频输出端输出的音频分压信号进行滤波；第二滤波电路220，用于对第一信号采集输入端和第二信号采集输入端输入的音频信号进行滤波。第一滤波电路210可以完成对第一音频输出端和第二音频输出端输出信号的滤波，第二滤波电路220可以完成对采集输入端的输入信号的滤波，从而达到更好的滤波效果，免除杂波的干扰。

参考图1，在一些实施例中，第一滤波电路210包括：第一滤波电容C5、第二滤波电容C1和第三滤波电容C9；第一滤波电容C5，连接在第一音频输出端和第二音频输出端之间；第二滤波电容C1，其一端与第一音频输出端连接，另一端用于连接地线；第三滤波电容C9，其一端与第二音频输出端连接，另一端与地线连接。第一滤波电容C5、第二滤波电容C1和第三滤波电容C9皆是滤波电容，利用滤波电容的电容阻值不同对应滤除不同频率波形的特点，完成对音频输出端杂波的干扰。

参考图1，在一些实施例中，隔直单元包括：第一隔直电容C3和第二隔直电容C7；第一隔直电容C3，其一端与第一音频输出端连接，另一端与第一信号采集输入端连接；第二隔直电容C7，其一端与第二音频输出端连接，另一端与第二信号采集输入端连接。通过第一隔直电容C3和第二隔直电容C7可以完成对两路音频分压信号的有效隔直。

参考图1，在一些实施例中，所第二滤波电路220包括：第一滤波电阻R2、第二滤波电阻R4和第四滤波电容C6；第一滤波电阻R2，连接在第一隔直电容C3的另一端与第一信号采集输入端之间；第二滤波电阻R4，连接在第二隔直电容C7的另一端与第二信号采集输入端之间；第四滤波电容C6，连接在第一滤波电阻R2远离第一隔直电容C3的一端与第二滤波电阻R4远离第二隔直电容C7的一端之间。第一滤波电阻R2和第二滤波电阻R4分别与第四滤波电容C6构成RC滤波，以实现对输入至采集输入端的音频信号进行滤波。

参考图1，在一些实施例中，隔直单元还包括：第三隔直电容C4和第四隔直电容C8；第三隔直电容C4，连接在第一滤波电阻R2与第一信号采集输入端之间；第四隔直电容C8，连接在第二滤波电阻R4与第二信号采集输入端之间。第三隔直电容C4和第四隔直电容C8在靠近模数转换单元800的一侧实现对播放音频信号中直流信号的隔离，第一隔直电容C3和第二隔直电容C7在靠近分压采集电路100的一侧实现对播放音频信号中直流信号的隔离，从而可以达到更好的隔直效果。需要说明的是，第一隔直电容C3和第二隔直电容C7与第三隔直电容C4和第四隔直电容C8的容值会不同，以达到更好的隔直效果。

参考图1，在一些实施例中，第二滤波电路220还包括：第五滤波电容C2和第六滤波电容C10；第五滤波电容C2，连接在第一信号采集输入端与地线之间；第六滤波电容C10，连接在第二信号采集输入端与地线之间。第五滤波电容C2和第六滤波电容C10设置在采集输入端一侧，从而可以实现对采集输入端一侧杂波的滤除。需要说明的是，第五、第六滤波电容C10与第一、第二、第三滤波电容C9的容值不同，以进一步提高滤波的效果。

为了更好的描述实用新型实施例的音频采集电路，这里以具体实施例的方式，进行进一步叙述。本具体实施例中，播放音频信号会先输入到模数转换单元800，然后由模数转换单元800输入至主控器400。

参考图1，第一分压电阻R1、第二分压电阻R3和第三分压电阻R5串联构成分压采集电路100，播放音频信号从第一分压电阻R1的非公共连接端输入，之后从分压采集电路100中两个公共点输出两路音频分压信号，两路音频分压信号分别通过第一隔直电容C3和第二隔直电容C7完成隔直，同时，在第一隔直电容C3和第二隔直电容C7的前端会设置第一滤波电容C5、第二滤波电容C1和第三滤波电容C9；第一滤波电容C5与第二分压电阻R3并联；第二滤波电容C1的一端与第一滤波电容C5的一端连接，另一端与地线连接；第三滤波电容C9的一端与第一滤波电容C5的另一端连接，另一端与地线连接；第一隔直电容C3的后端连接了第一滤波电阻R2的一端，第二隔直电容C7的后端连接了第二滤波电阻R4的一端，第一滤波电阻R2的另一端与第二滤波电阻R4的另一端之间连接了第四滤波电容C6；第一滤波电阻R2的另一端与模数转换单元800的第一信号采集输入端之间连接了第三隔直电容C4，第二滤波电阻R4的另一端与模数转换单元800的第二信号采集输入端之间连接了第四隔直电容C8；第一信号采集输入端与地线之间连接了第五滤波电容C2，第二信号采集输入端与地线之间连接了第六滤波电容C10。

在有播放音频信号从第一分压电阻R1输出后，会先经过分压采集电路100输出两路音频分压信号；两路音频分压信号会经过第一滤波电容C5、第二滤波电容C1和第三滤波电容C9滤波后传输至第一隔直电容C3和第二隔直电容C7，由第一隔直电容C3和第二隔直电容C7滤除部分直流信号后输入至第一滤波电阻R2、第二滤波电阻R4和第四滤波电容C6构成的RC滤波电路中进行进一步滤波，并经由第四隔直电容C8和第五隔直电容完成第二次直流信号滤除，再通过第五滤波电容C2和第六滤波电容C10完成最后的滤波后，输出至第一信号采集输入端和第二信号采集输入端。

需要说明的是，第一分压电阻R1、第二分压电阻R3和第三分压电阻R5的阻值比值不能相差过大，以避免出现超出模数转换单元800采集量程范围的情况以及两路音频分压信号幅值相近的情况出现。

参考图2、图3，还需要说明的是，播放音频信号的来源可以从音频处理器500的输出端采集，也可以从功放单元600的输出端进行采集，两者都可以较好的音频采集效果。

本发实用新型实施例还提出了一种音箱，该音箱包括：麦克风300、主控器400、音频处理器500、功放单元600、扬声器700、模数转换单元800和如上述的音频采集电路；主控器400，与麦克风300连接；音频处理器500，与主控器400连接；功放单元600，其输入端与音频处理器500的音频输出端连接；扬声器700，与功放单元600的输出端连接；模数转换单元800，其输出端与主控器400连接；如上述的音频采集电路，连接在音频处理器500的音频输出端与模数转换单元800的输入端之间或连接在功放单元600的输出端与模数转换单元800输入端之间，模数转换单元800的输出端与主控器400连接。本实用新型实施例中的音箱包括了如第一方面实施例的音频采集电路，因此具备如第一方面实施例的音频采集电路带来的所有有益效果。

上面结合附图对本实用新型实施例作了详细说明，但是本实用新型不限于上述实施例，在所属技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本实用新型宗旨的前提下作出各种变化。

Claims (10)

1.一种音频采集电路，其特征在于，包括：

分压采集电路，其具有音频输入端、第一音频输出端和第二音频输出端，所述音频输入端用于输入DSP输出的播放音频信号，所述第一音频输出端和所述第二音频输出端用于输出幅值不同的两路音频分压信号；

滤波单元，用于对所述第一音频输出端和所述第二音频输出端输出的所述音频分压信号进行滤波；

隔直单元，用于隔除所述第一音频输出端与音频处理模块的第一信号采集输入端之间、以及所述第二音频输出端与所述音频处理模块的第二信号采集输入端之间的交流信号。

2.根据权利要求1所述的音频采集电路，其特征在于，所述分压采集电路包括：

第一分压电阻，其一端用于接入所述播放音频信号；

第二分压电阻，其一端与所述第一分压电阻的另一端连接；

第三分压电阻，其一端与所述第二分压电阻的另一端连接，另一端用于连接地线；所述第二分压电阻的所述一端与所述第三分压电阻的所述一端用于输出两路所述音频分压信号。

3.根据权利要求2所述的音频采集电路，其特征在于，所述第一分压电阻的阻值、所述第二分压电阻的阻值和所述第三分压电阻的阻值相同。

4.根据权利要求1所述的音频采集电路，其特征在于，所述滤波单元包括：

第一滤波电路，用于对所述第一音频输出端和所述第二音频输出端输出的所述音频分压信号进行滤波；

第二滤波电路，用于对所述第一信号采集输入端和所述第二信号采集输入端输入的所述音频信号进行滤波。

5.根据权利要求4所述的音频采集电路，其特征在于，所述第一滤波电路包括：

第一滤波电容，连接在所述第一音频输出端和所述第二音频输出端之间；

第二滤波电容，其一端与所述第一音频输出端连接，另一端用于连接地线；

第三滤波电容，其一端与所述第二音频输出端连接，另一端与所述地线连接。

6.根据权利要求5所述的音频采集电路，其特征在于，所述隔直单元包括：

第一隔直电容，其一端与所述第一音频输出端连接，另一端与所述第一信号采集输入端连接；

第二隔直电容，其一端与所述第二音频输出端连接，另一端与所述第二信号采集输入端连接。

7.根据权利要求6所述的音频采集电路，其特征在于，所第二滤波电路包括：

第一滤波电阻，连接在所述第一隔直电容的所述另一端与所述第一信号采集输入端之间；

第二滤波电阻，连接在所述第二隔直电容的所述另一端与所述第二信号采集输入端之间；

第四滤波电容，连接在所述第一滤波电阻远离所述第一隔直电容的一端与所述第二滤波电阻远离所述第二隔直电容的一端之间。

8.根据权利要求7所述的音频采集电路，其特征在于，所述隔直单元还包括：

第三隔直电容，连接在所述第一滤波电阻与所述第一信号采集输入端之间；

第四隔直电容，连接在所述第二滤波电阻与所述第二信号采集输入端之间。

9.根据权利要求8所述的音频采集电路，其特征在于，所述第二滤波电路还包括：

第五滤波电容，连接在所述第一信号采集输入端与所述地线之间；

第六滤波电容，连接在所述第二信号采集输入端与所述地线之间。

10.一种音箱，其特征在于，包括：

麦克风；

主控器，与所述麦克风连接；

音频处理器，与所述主控器连接；

功放单元，其输入端与所述音频处理器的音频输出端连接；

扬声器，与所述功放单元的输出端连接；

模数转换单元，其输出端与所述主控器连接；

如权利要求1至9任一所述的音频采集电路，连接在所述音频处理器的音频输出端与模数转换单元的输入端之间或连接在所述功放单元的输出端与所述模数转换单元的输入端之间，所述模数转换单元的输出端与所述主控器连接。

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