CN219555114U - 伪差分音频输入装置、无线耳机以及电子设备 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种伪差分音频输入装置、无线耳机以及电子设备，所述装置包括：外壳、电路板、设于外壳内的麦克风电路及与麦克风电路连接的伪差分电路；麦克风电路集成设置于所述电路板上；外壳设于电路板上方，外壳与电路板之间形成有将电路板上各组件收容在内的空间，外壳上设有贯穿的音孔；伪差分电路包括与麦克风电路的接地端连接的第一滤波支路以及与麦克风电路的输出端连接的第二滤波支路，第一滤波支路用于向接地端提供与麦克风电路的输出端阻抗匹配的调节阻抗，第一滤波支路和第二滤波支路均集成设置于电路板上。如此，可以在降低干扰和失真的基础上节约整机空间。

Description

伪差分音频输入装置、无线耳机以及电子设备

技术领域

本申请涉及音频处理技术领域，尤其是涉及一种伪差分音频输入装置、无线耳机以及电子设备。

背景技术

音频输入装置如MEMS(Micro-Electro-Mechanical System，微电机系统)麦克风在整机应用中一般采用差分输出形式，这种方式可以降低噪声干扰和失真，正负输出阻抗和电路完全相同的情况下，差分效果越好。由于目前应用中还是以单端麦克风为主，因此整机线路采用伪差分形式较多。图1示出现有技术提供的一种伪差分式整机的原理示意图，如图1所示，在整机应用中通过整机线路实现伪差分，可以达到降低干扰和失真的效果。

然而，采用上述伪差分线路虽然在一定程度上降低噪声干扰和失真，但是由于在整机线路中需要增加2个空位，会占据一定的整机空间，不利于整机的高度集成。因此，如何在降低干扰和失真的基础上节约整机空间已成为亟需解决的问题。

实用新型内容

为解决上述问题，本申请提供一种伪差分音频输入装置、无线耳机以及电子设备，可以通过将伪差分电路集成在伪差分音频输入装置内部，从而在降低干扰和失真的基础上节约整机空间。

为达到上述目的，本申请实施例的技术方案是这样实现的：

第一方面，本申请实施例提供一种伪差分音频输入装置，包括外壳、电路板、设于外壳内的麦克风电路及与麦克风电路连接的伪差分电路；

麦克风电路集成设置于所述电路板上；

外壳设于所述电路板上方，外壳与所述电路板之间形成有将电路板上各组件收容在内的空间，外壳上设有贯穿的音孔；

伪差分电路包括与麦克风电路的接地端连接的第一滤波支路以及与麦克风电路的输出端连接的第二滤波支路，第一滤波支路用于向接地端提供与麦克风电路的输出端阻抗匹配的调节阻抗，第一滤波支路和第二滤波支路均集成设置于电路板上。

第二方面，本申请实施例提供一种无线耳机，包括耳机本体以及设置在所述耳机本体上的如本申请任一实施例所述的伪差分音频输入装置。

第三方面，本申请实施例提供一种电子设备，包括设备本体以及设置在所述设备本体上的如本申请任一实施例所述的伪差分音频输入装置。

本申请上述实施例提供的伪差分音频输入装置、无线耳机以及电子设备，可以将伪差分电路集成在伪差分音频输入装置内部，从而可以在实现降低干扰和失真的基础上，不占据外部线路空间，节约整机空间，实现高集成度，并且使得整机走线相应缩短，降低干扰，同时，在接地端接入阻抗调节电阻，使得接地端与麦克风输出端具备相同阻抗，从而可以更好实现伪差分效果。

附图说明

图1示出现有技术提供的一种伪差分式整机的原理示意图；

图2示出本申请实施例提供的一种伪差分音频输入装置的剖面示意图；

图3示出本申请实施例提供的一种伪差分音频输入装置的原理示意图；

图4示出本申请实施例提供的一种半电压测试系统的结构示意图；

图5示出本申请实施例提供的又一种伪差分音频输入装置的剖面示意图；

图6示出本申请实施例提供的又一种伪差分音频输入装置的剖面示意图；

具体实施方式

以下结合说明书附图及具体实施例对本申请技术方案做进一步的详细阐述。

为了使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本申请作进一步地详细描述，所描述的实施例不应视为对本申请的限制，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它实施例，都属于本申请保护的范围。

在以下的描述中，涉及到“一些实施例”的表述，其描述了所有可能实施例的子集，需要说明的是,“一些实施例”可以是所有可能实施例的相同子集或不同子集，并且可以在不冲突的情况下相互结合。

在以下的描述中，所涉及的术语“第一、第二、第三”仅仅是区别类似的对象，不代表针对对象的特定排序，可以理解地，“第一、第二、第三”在允许的情况下可以互换特定的顺序或先后次序，以使这里描述的本申请实施例能够以除了在这里图示或描述的以外的顺序实施。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中所使用的术语只是为了描述本申请实施例的目的，不是旨在限制本申请。

整机可以为成套或者整体单机。在本申请实施例中，整机可以为内置音频输入装置、且具备音频功能的整机。整机可以为无线耳机、电话手表、运动手表、个人终端等内置MEMS麦克风的电子设备。

针对单端音频输入装置而言，现有伪差分式整机存在以下问题：一是任何放大电路的输出端都可以看成是一个有内阻的电压源，所以均会有一定输出的阻抗，而GND端无阻抗，这样会导致伪差分线路输出阻抗不同，在一定程度上影响差分效果；二是整机线路需要增加2个空位，会占用一定的空间，对于整机空间有限的整机(如无线耳机、手表等)不利于高度集成；三是上述方式因为要增加电容，所以整机线路的线长会有一定程度的延长，不可避免会产生一定干扰。

有鉴于此，本申请提出一种伪差分音频输入装置、无线耳机和电子设备，可以将伪差分电路集成在伪差分音频输入装置内部，从而可以在实现伪差分效果的基础上，不占据外部线路空间，节约整机空间，实现高集成度，并且使得整机走线相应缩短，降低干扰，同时，在接地端接入阻抗调节电阻，使得接地端与麦克风输出端具备相同阻抗，从而可以更好实现伪差分效果。

本申请实施例一方面，提出一种伪差分音频输入装置。图2示出本申请实施例提供的一种伪差分音频输入装置的剖面示意图，如图2所述，该伪差分音频输入装置可以包括外壳21、电路板22、设于外壳内的麦克风电路23及与麦克风电路23连接的伪差分电路24。其中，麦克风电路23与伪差分电路24通过电路板22的电气路径相连。

需要说明的是，图2并未示出麦克风电路23与伪差分电路24的具体电气结构。

这里，麦克风电路23可以为MEMS麦克风电路，可以集成设置于电路板22上。麦克风电路23可以用于将由音频信号引起的空气声压变化转化为电信号的相应变化，并对电信号进行进一步的信号处理。其中，信号处理可以包括但不限于放大处理和过滤处理等。

麦克风电路23可以包括接地端与输出端。其中，麦克风电路23的接地端与电路板22的接地端串联。麦克风电路23的输出端用于输出经过信号处理后的电信号。

电路板22可以为印刷电路板，该电路板22可以用于为麦克风电路23与伪差分电路24提供电连接，以及为外壳21、麦克风电路23以及伪差分电路24提供物理支撑。

如图2所示，外壳21可以设于电路板22上方。外壳21可以用于保护伪差分音频输入装置内部组件不受外部环境的影响。

由于外壳21可以设于电路板22上方，因此，外壳21与电路板22之间可以形成有将电路板22上各组件收容在内的空间。其中，电路板22上各组件可可以包括但不限于麦克风电路23以及伪差分电路24。

需要说明的是，外壳21与麦克风电路23以及伪差分电路24不相接。

外壳21上设有贯穿的音孔25。音孔25可以用于供由声音产生的空气气流穿过外壳，进入伪差分音频输入装置内部，从而由麦克风电路23将空气气流产生的空气声压转化为电信号。

伪差分电路24集成设置于电路板22上。伪差分电路24可以用于将麦克风电路23输出的电信号转换成伪差分信号，并向电路板22提供伪差分信号。在本申请实施例中，伪差分信号可以包括参考电信号和正端电信号。其中，正端电信号与麦克风电路23输出的电信号同相。

伪差分电路24可以包括与麦克风电路23的接地端连接的第一滤波支路241以及与麦克风电路23的输出端连接的第二滤波支路242。这里，第一滤波支路241和第二滤波支路242均集成设置于电路板22上。

其中，第一滤波支路241用于提供经过滤波后的接地的参考电信号。并且第一滤波支路241还用于向麦克风23的接地端提供与麦克风电路23的输出端阻抗匹配的调节阻抗。如此，可以使得第一滤波支路241的阻抗与麦克风23的输出阻抗相同，从而更好的实现伪差分效果。

第二滤波支路241用于提供正端电信号。具体地，第二滤波支路241用于对麦克风23输出的电信号进行滤波，并将过滤后的电信号作为正端电信号输出。

在上述实施例中，可以将伪差分电路集成在伪差分音频输入装置内部，从而可以在实现降低干扰和失真的基础上，不占据外部线路空间，节约整机空间，实现高集成度，并且使得整机走线相应缩短，降低干扰，同时，在接地端接入阻抗调节电阻，使得接地端与麦克风输出端具备相同阻抗，从而可以更好实现伪差分效果。

在一些实施例中，外壳可以为金属屏蔽壳。如此，通过外壳可以将伪差分音频输入装置的内部与外界屏蔽开，从而达到在一定程度上阻断外接电磁干扰的目的。

图3示出本申请实施例提供的一种伪差分音频输入装置的原理示意图，如图3所示，电路板22上设有与麦克风电路23的电源输入端连接的电源端221、与麦克风电路23的接地端连接的第一信号输出端222及与麦克风电路23的输出端连接的第二信号输出端223。

如图3所示，第一滤波支路241设置在麦克风电路23的接地端和第一信号输出端222之间。也就是说，第一滤波支路241的输入端与麦克风电路23的接地端连接，第一滤波支路241的输出端与电路板22的第一信号输出端222连接。

如图3所示，第二滤波支路242设置在麦克风电路23的输出端与第二信号输出端之间。也就是说，第二滤波支路242的输入端与麦克风电路23的输出端连接，第二滤波支路242的输出端与电路板22的第二信号输出端223连接。

在一些实施例中，如图3所示，第一滤波支路241包括与麦克风电路23的接地端串联连接的阻抗调节电阻R和阻抗调节电容C1。

这里，阻抗调节电阻R和阻抗调节电容C1串联，即阻抗调节电阻R的一端与麦克风电路23的接地端连接，阻抗调节电阻R的另一端与阻抗调节电容C1的一端连接，阻抗调节电容C1的另一端与电路板22的第二信号输出端223连接。

其中，阻抗调节电阻R用于提供与麦克风电路23的输出端阻抗匹配的调节阻抗，从而实现阻尼作用。也就是说，阻抗调节电阻R的阻抗等于麦克风电路23的输出阻抗。

阻抗调节电容C1用于隔离接地参考信号中的直流信号以及过滤接地参考信号中的低频信号进，输出滤波后的接地参考信号。

在上述实施例中，在接地端串联与麦克风电路的输出阻抗大小相同的阻抗调节电阻，可以更好实现伪差分效果。

在一些实施例中，由于受麦克风电路23内部组件以及电路板影响，因此，麦克风电路23的输出阻抗可以通过半电压测试方法确定。图4示出本申请实施例提供的一种半电压测试系统的结构示意图。如图4所示，半电压测试系统包括功率放大器41、音频分析仪42、交流电阻箱43以及电容44。其中，功率放大器41、音频分析仪42、交流电阻箱43以及麦克风电路45的测试连接关系如图4所示。

这里，通过调节交流电阻箱的电阻值，使得麦克风电路45的灵敏度降低6分贝，从而对应的交流电阻箱的电阻值即为输出阻抗。如此，通过半电压测试法可以准确确定出麦克风电路的输出阻抗。

在一些实施例中，如图3所示，第二滤波支路242包括串联连接于麦克风电路23的输出端和电路板22的第一信号输出端之间的滤波电容C2。

这里，滤波电容C2的一端与麦克风电路23的输出端连接，滤波电容C2的另一端与电路板22的第二信号输出端223连接。滤波电容C2可以用于隔离麦克风电路23输出的电信号中的直流信号以及过滤电信号中的低频信号，并将滤波后的电信号输出至电路板22的第一信号输出端。

在一些实施例中，图5示出本申请实施例提供的又一种伪差分音频输入装置的剖面示意图，如图5所示，阻抗调节电阻R、阻抗调节电容C1以及滤波电容C2通过外贴方式装设于电路板22的表面。

这里，阻抗调节电阻R、阻抗调节电容C1以及滤波电容C2采用贴装方式固定在电路板22的表面。也就是说，阻抗调节电阻R、阻抗调节电容C1以及滤波电容C2设置在外壳与电路板之间形成的空间内。其中，阻抗调节电阻R可以为贴片电阻，阻抗调节电容C1以及滤波电容C2可以为贴片电容。

阻抗调节电阻R、阻抗调节电容C1以及滤波电容C2在电路板22上的贴装位置与麦克风电路23在电路板22上的设置位置存在间隔距离。如此，可以避免阻抗调节电阻R、阻抗调节电容C1以及滤波电容C2与麦克风电路粘连在一起。

在本申请实施例中，阻抗调节电阻R与滤波电容C2可以通过电路板22的电气路径分别与麦克风电路23连接。

在上述实施例中，通过外贴方方式将阻抗调节电阻、阻抗调节电容以及滤波电容装设与电路板表面，能够更加合理利用伪差分音频输入装置的内部空间，便于替换滤波电路的元器件，并且可以使得装置制备操作步骤简单。

在一些实施例中，图6示出本申请实施例提供的又一种伪差分音频输入装置的剖面示意图，如图6所示，阻抗调节电阻R、阻抗调节电容C1以及滤波电容C2通过埋设方式形成于电路板22内部的线路层。也就是说，将阻抗调节电阻R、阻抗调节电容C1以及滤波电容C2埋在电路板22内部。

这里，如图6所示，在电路板22内部设置一层电阻层61，以及在电路板22内部设置一层电容层62。

其中，电阻层61可以为各种膜型电阻层，例如金属膜电阻层和碳膜电阻层等。在本申请实施例中，在电阻层中形成多个规则的电阻图案，每个电阻图案对应一个固定的电阻值。通过调节连接于电路板22中电阻图案的数量可以得到阻抗调节电阻R对应的阻抗值。

可选地，电容层62可以为陶瓷电容层。在本申请实施例中，可以从电容层62中分离出至少2个电容区域。一个电容区域可以形成阻抗调节电容C1，另一个电容区域可以形成滤波电容C2。

需要说明的是，电阻图案与电容区域可以通过不同的镀通孔接入电路板22。

在上述实施例中，阻抗调节电阻R、阻抗调节电容C1以及滤波电容C2通过埋设方式形成于电路板22内部的线路层，可以在增加伪差分电路的基础上，不占据伪差分音频输入装置内部空间。

在一些实施例中，如图5和如图6所示，麦克风电路23包括设于电路板上的微机电系统换能器231与专用集成电路232。微机电系统换能器231和专用集成电路232通过胶水粘接在电路板22的表面。

这里，微机电系统换能器231位于专用集成电路232的一侧。微机电系统换能器231可以称为MEMS换能器，可以用于基于音频信号通过音孔进入伪差分音频输入装置产生的位移变化，生成与音频信号对应的电信号。

专用集成电路232可以为ASIC(Application Specific Integrated Circuit,专用集成电路)。专用集成电路232可以为集成电路封装，可以封装用于处理从微机电系统换能器231接收到的电信号的模拟和/或数字电路。其中，模拟和/或数字电路可以包括但不限于放大器、滤波器、模数转换器等信号处理电路。专用集成电路232可以用于执行放大、模数转换和灵敏度修正等信号处理功能。

在一些实施例中，专用集成电路232可以也通过焊盘连接在电路板22中。

在一些实施例中，如图5和图6所示，专用集成电路232与微机电系统换能器231之间通过金线连接。如此，通过金线可以将微机电系统换能器231的声电转换信号传递至专用集成电路232。

专用集成电路232与电路板22之间通过金线连接。如此，通过金线可以将专用集成电路232的处理后的电信号传递至电路板22。

专用集成电路232上封装有专用集成电路密封胶。如此，通过密封胶可以起到抗光作用，使得减少光照对专用集成电路232中的器件的干扰作用。

此外，电路板的另一侧表面设置有可以焊盘，通过该焊盘可以将电路板焊接在客户板上。其中，客户板可以为整机线路板。

本申请实施例又一方面，提出一种无线耳机，包括耳机本体以及设置在耳机本体上的本申请任一实施例所述的伪差分音频输入装置。无线耳机可以为入耳式无线耳机、也可以为半耳式无线耳机。

本申请实施例又一方面，提出一种电子设备，包括设备本体以及设置在所述设备本体上的本申请任一实施例所述的伪差分音频输入装置。该电子设备可以为手机、数码相机、笔记本电脑、个人数字助理、MP3播放器、助听器、电视、电话、会议系统、录音笔、录音设备等。

以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围之内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种伪差分音频输入装置，其特征在于，包括外壳、电路板、设于所述外壳内的麦克风电路及与所述麦克风电路连接的伪差分电路；

所述麦克风电路集成设置于所述电路板上；

所述外壳设于所述电路板上方，所述外壳与所述电路板之间形成有将所述电路板上各组件收容在内的空间，所述外壳上设有贯穿的音孔；

所述伪差分电路包括与所述麦克风电路的接地端连接的第一滤波支路以及与所述麦克风电路的输出端连接的第二滤波支路，所述第一滤波支路用于向所述接地端提供与所述麦克风电路的输出端阻抗匹配的调节阻抗，所述第一滤波支路和所述第二滤波支路均集成设置于所述电路板上。

2.如权利要求1所述的伪差分音频输入装置，其特征在于，所述电路板上设有与麦克风电路的电源输入端连接的电源端、与所述接地端连接的第一信号输出端及与所述输出端连接的第二信号输出端；

所述第一滤波支路设置在所述接地端和所述第一信号输出端之间；

所述第二滤波支路设置在所述输出端与所述第二信号输出端之间。

3.如权利要求2所述的伪差分音频输入装置，其特征在于，所述第一滤波支路包括与所述接地端串联连接的阻抗调节电阻和阻抗调节电容。

4.如权利要求3所述的伪差分音频输入装置，其特征在于，所述第二滤波支路包括串联连接于所述输出端和所述第一信号输出端之间的滤波电容。

5.如权利要求4所述的伪差分音频输入装置，其特征在于，所述阻抗调节电阻、所述阻抗调节电容以及所述滤波电容通过外贴方式装设于所述电路板的表面。

6.如权利要求4所述的伪差分音频输入装置，其特征在于，所述阻抗调节电阻、所述阻抗调节电容以及所述滤波电容通过埋设方式形成于所述电路板内部的线路层。

7.如权利要求1至6中任一项所述的伪差分音频输入装置，其特征在于，所述麦克风电路包括设于所述电路板上的微机电系统换能器与专用集成电路，

所述微机电系统换能器和所述专用集成电路均通过胶水粘接在所述电路板的表面。

8.根据权利要求7所述的伪差分音频输入装置，其特征在于，所述专用集成电路与所述微机电系统换能器之间通过金线连接，所述专用集成电路上封装有专用集成电路密封胶。

9.一种无线耳机，其特征在于，包括耳机本体以及设置在所述耳机本体上的如权利要求1至8中任一项所述的伪差分音频输入装置。

10.一种电子设备，其特征在于，包括设备本体以及设置在所述设备本体上的如权利要求1至8中任一项所述的伪差分音频输入装置。