CN102026063B - 伪差分音频输入电路及其设置方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种伪差分音频输入电路及其设置方法，其中，该电路包括：与音频输入端口相连的第一通路和第二通路；设置在所述第一通路和所述第二通路上的高频干扰滤除部件，用于滤除高频差模干扰和高频共模干扰；连接到所述第一通路和所述第二通路的电压调节部件，用于使所述第一通路上的偏置电压等于所述第二通路上的偏置电压；与所述第一通路相连的音频输出端口。本发明解决了现有技术中无法消除共模干扰的问题，进而达到了提高音频传输及储存质量的效果。

Description

伪差分音频输入电路及其设置方法
技术领域
本发明涉及通信领域，具体而言，涉及一种伪差分音频输入电路及其设置方法。
背景技术
现有的移动通信终端里面，音频接口有两种，一种是单体麦克风接口，一种是耳机麦克风接口，在电路处理方面，可以是单端音频信号输入，其中一端接到地，单端音频信号在信号传输过程中难以避免会受到干扰，这种电路，无法去掉模拟通路中的共模干扰，噪声比较大；另一种是伪差分输入，在现有设计中，如图1所示，电路包括耳机接口，两个偏置电阻R1，R2，滤波电容C3，C4，C5，隔直电容C1，C2，和音频输入端口，其中通过R1，R2将音频两通路上拉到偏置电压，是实现伪差分电路的基础，C3，C4分别连接到地，用来滤除高频差模干扰，C3跨接两路音频通路滤除高频共模干扰，3个电容均为对某一特定频率的滤除设计，C 1，C2在音频输入端口起隔直电流目的。由图可以看出偏置电阻R1，R2使得音频通路上的偏置并不在同一电平上，分别假设为v1和v2，当两路音频输入信号受到共模噪音信号s干扰后，两路音频信号通路上的干扰的信号变为v1*s和v2*s，在音频输入端口作差分相减的时候，v1*s-v2*s＝(v1-v2)s，因为v1不等于v2，所以无法达到差分电路消除共模干扰的效果，音频信号中仍然有大量噪音存在，在一定程度上影响音频的传输及储存质量。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种伪差分音频输入电路及其设置方法，以至少解决上述问题。
根据本发明的一个方面，提供了一种伪差分音频输入电路，其包括：与音频输入端口相连的第一通路和第二通路；设置在所述第一通路和所述第二通路上的高频干扰滤除部件，用于滤除高频差模干扰和高频共模干扰；连接到所述第一通路和所述第二通路的电压调节部件，用于使所述第一通路上的偏置电压等于所述第二通路上的偏置电压；与所述第一通路相连的音频输出端口。
进一步的，所述电压调节部件包括：第一偏置电阻R1，连接在所述第一通路和偏置电压之间，其中，所述R1与所述第一通路的连接点为第一连接节点；第二偏置电阻R2，连接在所述第二通路和所述偏置电压之间，其中，所述R2与所述第二通路的连接点为第二连接节点；调整电阻R3，连接在所述第二通路与地之间，其中，所述R3与所述第二通路的连接点为所述第二连接节点；其中，所述R1、R2和R3之间的阻值关系为：通过所述R1、R2和R3的阻值关系使得所述第一连接节点处的电压与所述第二连接节点处的电压相等。
进一步的，所述R3为可调电阻。
进一步的，上述伪差分音频输入电路还包括：隔离部件，连接在所述第一通路与所述音频输出端口之间，用于隔离外界的直流干扰和噪音。
进一步的，所述隔离部件为电感L1，连接在所述第一连接节点与所述音频输出端口之间。
进一步的，所述高频干扰滤除部件包括：第一电容C1，连接在所述第一通路上，用于隔离直流；第二电容C2，连接在所述第二通路上，用于隔离直流；第三电容C3，一端与所述C1相连，另一端与所述地相连，用于滤除高频差模干扰；第四电容C4，跨接在所述第一通路和所述第二通路之间，一端连接至所述C1和C3，另一端连接至所述C2，用于滤除高频共模干扰；第五电容C5，一端连接至所述C2和所述C4，另一端与地相连，用于滤除高频差模干扰。
根据本发明的另一方面，提供了一种伪差分音频输入电路的设置方法，其中，所述电路包括：与音频输入端口相连的第一通路和第二通路；设置在所述第一通路和所述第二通路上的高频干扰滤除部件，用于滤除高频差模干扰和高频共模干扰；连接到所述第一通路和所述第二通路的电压调节部件；与所述第一通路相连的音频输出端口；所述方法包括：调节所述电压调节部件以使所述第一通路上的偏置电压等于所述第二通路上的偏置电压。
进一步的，所述电压调节部件包括：第一偏置电阻R1，连接在所述第一通路和偏置电压之间，其中，所述R1与所述第一通路的连接点为第一连接节点；第二偏置电阻R2，连接在所述第二通路和所述偏置电压之间，其中，所述R2与所述第二通路的连接点为第二连接节点；调整电阻R3，连接在所述第二通路与地之间；其中，调节所述电压调节部件以使所述第一通路上的偏置电压等于所述第二通路上的偏置电压的步骤包括：调节所述R3的取值直到所述第一连接节点处的电压与所述第二连接节点处的电压相等。
进一步的，上述方法还包括：在所述第一通路与所述音频输出端口之间设置隔离部件，用于隔离外界的直流干扰和噪音。
进一步的，在所述第一通路与所述音频输出端口之间设置隔离部件的步骤包括：在所述第一连接节点与所述音频输出端口之间设置电感L1。
在本发明中，通过在差分电路中设置的电压调节部件，用于使两个通路上的偏置电压相等，解决了现有技术中无法消除共模干扰的问题，进而达到了提高音频传输及储存质量的效果。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1是根据相关技术的音频接口电路的连接示意图；
图2是根据本发明实施例的伪差分音频输入电路的一种优选的连接示意图；
图3是根据本发明实施例的伪差分音频输入电路的另一种优选的连接示意图。
具体实施方式
实施例1
图2以耳机麦克风为例示出了根据本发明实施例的伪差分音频输入电路。如图2所示，根据本发明实施例的伪差分音频输入电路包括：
1)与音频输入端口相连的第一通路和第二通路；
2)设置在所述第一通路和所述第二通路上的高频干扰滤除部件，用于滤除高频差模干扰和高频共模干扰；优选的，高频干扰滤除部件包括：滤波电容C3，C4，C5，隔直电容C1，C2；
3)连接到所述第一通路和所述第二通路的电压调节部件，用于使所述第一通路上的偏置电压等于所述第二通路上的偏置电压；优选的，电压调节部件包括：两个上拉电阻R1，R2，模拟耳机麦克风负端阻抗的电阻R3；
4)与所述第一通路相连的音频输出端口，优选的，音频输出端口为耳机接口。
在本优选的实施例中，通过在差分电路中设置的电压调节部件，用于使两个通路上的偏置电压相等，解决了现有技术中无法消除共模干扰的问题，进而达到了提高音频传输及储存质量的效果。
优选的，在图2所示的实施例中还可以包括：音频通路接入端(耳机麦克风正端)的电感L1。当然，本发明不仅限于此，电感L1为可选的。
以下描述图2所示的电路中的各部件的作用：
1)电感L1，用于隔离外界的直流干扰及噪音的初步隔离；
2)电阻R1，R2分别为伪差分两音频通路的偏置电阻，两个电阻接到同一个偏置电压，耳机麦克风的内阻一般为2.2k欧姆，为了使麦克风产生的音频信号得到最大不失真的效果，将音频输入通路的电平钳位在二分之一偏置电压，取R1，R2均为2.2k欧姆；
3)C4，C3，C5滤波电容，C3，C5，主要起滤除某一频段的高频差模干扰，C4主要滤除某一频段的高频共模干扰，主要为900MHz的共模干扰；
4)电容C1，C2主要是用于隔离音频信号通路上的直流电平，本发明主要关注的是低频的共模干扰，因为人耳所能听到的主要是低频信号；
5)电阻R3，调节音频信号通路上的偏置电压，使两通路偏置电压相等；优选的，所述R3为可调电阻。
电路的实施方法：如图2所示，
步骤S1，通过两个偏置电阻R1，R2，将音频信号两通路分别连接到同一个偏置电源；
步骤S2，在工作状态下，测量test1处的电平，得到电压v1；
步骤S3，在工作状态下，测量test2处的电平，得到电压v2；
步骤S4，调整电阻R3的阻值，改变v2处的分压值，直到test2处的电平等于test1处的电平；
这样，当两路音频通路上受到共模噪音信号s干扰后，噪音变为v1*s和v2*s，两路信号作差分相减的时候v1*s-v2*s＝(v1-v2)s，由于v1和v2电平相同，所以结果为0，即消除了共模干扰，提高了音频的信号质量。
在本优选的实施例中，通过两个电阻R1，R2把两路音频信号都上拉到同一个偏置电压，2，在没有音频信号输入的音频通路上(第二通路)，外接一个电阻R3，目的在于使有音频信号输入的音频通路(第一通路)上的test1处电平与第二通路上的test2处电平相等，利用差分原理消除共模干扰。此外，由于本优选实施例中的电路可以将差分信号在音频输入端去除低频共模干扰，所以可以节省一颗共模滤波大电容。
实施例2
本发明还可以适用于单体麦克风输入的情况，如图3所示，伪差分音频输入电路包括：与音频输入端口相连的第一通路和第二通路；设置在所述第一通路和所述第二通路上的高频干扰滤除部件，用于滤除高频差模干扰和高频共模干扰；连接到所述第一通路和所述第二通路的电压调节部件，用于使所述第一通路上的偏置电压等于所述第二通路上的偏置电压；与所述第一通路相连的音频输出端口。
优选的，所述电压调节部件包括：第一偏置电阻R1，连接在所述第一通路和偏置电压之间，其中，所述R1与所述第一通路的连接点为第一连接节点；第二偏置电阻R2，连接在所述第二通路和所述偏置电压之间，其中，所述R2与所述第二通路的连接点为第二连接节点；调整电阻R3，连接在所述第二通路与地之间，其中，所述R3与所述第二通路的连接点为所述第二连接节点；其中，所述R1、R2和R3之间的阻值关系为：通过所述R1、R2和R3的阻值关系使得所述第一连接节点处的电压与所述第二连接节点处的电压相等。
优选的，所述R3为可调电阻。
优选的，伪差分音频输入电路还包括：隔离部件，连接在所述第一通路与所述音频输出端口之间，用于隔离外界的直流干扰和噪音。
优选的，所述隔离部件为电感L1，连接在所述第一连接节点与所述音频输出端口之间。
优选的，所述高频干扰滤除部件包括：第一电容C1，连接在所述第一通路上，用于隔离直流；第二电容C2，连接在所述第二通路上，用于隔离直流；第三电容C3，一端与所述C1相连，另一端与所述地相连，用于滤除高频差模干扰；第四电容C4，跨接在所述第一通路和所述第二通路之间，一端连接至所述C1和C3，另一端连接至所述C2，用于滤除高频共模干扰；第五电容C5，一端连接至所述C2和所述C4，另一端与地相连，用于滤除高频差模干扰。
图3所示的电路结构及工作原理与实施例1所描述的耳机麦克风输入的基本相同，在此不再赘述。由于本发明可以运用到手机单体麦克风输入的电路中，因此，同样可以在手机终端上起到差分的效果，同时还可以降低成本。
实施例3
本发明还保护一种伪差分音频输入电路的设置方法，其中，所述电路包括：与音频输入端口相连的第一通路和第二通路；设置在所述第一通路和所述第二通路上的高频干扰滤除部件，用于滤除高频差模干扰和高频共模干扰；连接到所述第一通路和所述第二通路的电压调节部件；与所述第一通路相连的音频输出端口；所述方法包括：调节所述电压调节部件以使所述第一通路上的偏置电压等于所述第二通路上的偏置电压。
在本优选的实施例中，通过在差分电路中设置的电压调节部件，用于使两个通路上的偏置电压相等，解决了现有技术中无法消除共模干扰的问题，进而达到了提高音频传输及储存质量的效果。
优选的，所述电压调节部件包括：第一偏置电阻R1，连接在所述第一通路和偏置电压之间，其中，所述R1与所述第一通路的连接点为第一连接节点；第二偏置电阻R2，连接在所述第二通路和所述偏置电压之间，其中，所述R2与所述第二通路的连接点为第二连接节点；调整电阻R3，连接在所述第二通路与地之间；其中，调节所述电压调节部件以使所述第一通路上的偏置电压等于所述第二通路上的偏置电压的步骤包括：调节所述R3的取值直到所述第一连接节点处的电压与所述第二连接节点处的电压相等。
优选的，上述方法还包括：在所述第一通路与所述音频输出端口之间设置隔离部件，用于隔离外界的直流干扰和噪音。
优选的，在所述第一通路与所述音频输出端口之间设置隔离部件的步骤包括：在所述第一连接节点与所述音频输出端口之间设置电感L1。
显然，本领域的技术人员应该明白，上述的本发明的各模块或各步骤可以用通用的计算装置来实现，它们可以集中在单个的计算装置上，或者分布在多个计算装置所组成的网络上，可选地，它们可以用计算装置可执行的程序代码来实现，从而，可以将它们存储在存储装置中由计算装置来执行，并且在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤，或者将它们分别制作成各个集成电路模块，或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。这样，本发明不限制于任何特定的硬件和软件结合。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种伪差分音频输入电路，其特征在于，包括：
与音频输入端口相连的第一通路和第二通路；
设置在所述第一通路和所述第二通路上的高频干扰滤除部件，用于滤除高频差模干扰和高频共模干扰；
连接到所述第一通路和所述第二通路的电压调节部件，用于使所述第一通路上的偏置电压等于所述第二通路上的偏置电压；
与所述第一通路相连的音频输出端口；
其中，所述伪差分音频输入电路还包括：隔离部件，连接在所述第一通路与所述音频输出端口之间，用于隔离外界的直流干扰和噪音；
其中，所述电压调节部件包括：第一偏置电阻R1，连接在所述第一通路和偏置电压之间，其中，所述R1与所述第一通路的连接点为第一连接节点；第二偏置电阻R2，连接在所述第二通路和所述偏置电压之间，其中，所述R2与所述第二通路的连接点为第二连接节点；调整电阻R3，连接在所述第二通路与地之间，其中，所述R3与所述第二通路的连接点为所述第二连接节点；其中，所述R1、R2和R3之间的阻值关系为：通过所述R1、R2和R3的阻值关系使得所述第一连接节点处的电压与所述第二连接节点处的电压相等。
2.根据权利要求1所述的伪差分音频输入电路，其特征在于，所述R3为可调电阻。
3.根据权利要求1所述的伪差分音频输入电路，其特征在于，所述隔离部件为电感L1，连接在所述第一连接节点与所述音频输出端口之间。
4.根据权利要求1所述的伪差分音频输入电路，其特征在于，所述高频干扰滤除部件包括：
第一电容C1，连接在所述第一通路上，用于隔离直流；
第二电容C2，连接在所述第二通路上，用于隔离直流；
第三电容C3，一端与所述C1相连，另一端与所述地相连，用于滤除高频差模干扰；
第四电容C4，跨接在所述第一通路和所述第二通路之间，一端连接至所述C1和C3，另一端连接至所述C2，用于滤除高频共模干扰；
第五电容C5，一端连接至所述C2和所述C4，另一端与地相连，用于滤除高频差模干扰。
5.一种伪差分音频输入电路的设置方法，其特征在于，所述电路包括：与音频输入端口相连的第一通路和第二通路；设置在所述第一通路和所述第二通路上的高频干扰滤除部件，用于滤除高频差模干扰和高频共模干扰；连接到所述第一通路和所述第二通路的电压调节部件；与所述第一通路相连的音频输出端口；
所述方法包括：
调节所述电压调节部件以使所述第一通路上的偏置电压等于所述第二通路上的偏置电压；
其中，所述方法还包括：在所述第一通路与所述音频输出端口之间设置隔离部件，用于隔离外界的直流干扰和噪音；
其中，所述电压调节部件包括：第一偏置电阻R1，连接在所述第一通路和偏置电压之间，其中，所述R1与所述第一通路的连接点为第一连接节点；第二偏置电阻R2，连接在所述第二通路和所述偏置电压之间，其中，所述R2与所述第二通路的连接点为第二连接节点；调整电阻R3，连接在所述第二通路与地之间；其中，调节所述电压调节部件以使所述第一通路上的偏置电压等于所述第二通路上的偏置电压的步骤包括：调节所述R3的取值直到所述第一连接节点处的电压与所述第二连接节点处的电压相等。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，在所述第一通路与所述音频输出端口之间设置隔离部件的步骤包括：
在所述第一连接节点与所述音频输出端口之间设置电感L1。
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