CN107820160B - 信号输入电路 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种信号输入电路，包括MIC插座和音频处理芯片，MIC插座包括第一MIC输入端和第二MIC输入端，信号输入电路还包括：第一偏置电路，分别与第一MIC输入端和音频处理芯片连接；第二偏置电路，分别与第二MIC输入端和音频处理芯片连接；匹配电路，耦接于第一偏置电路、第二偏置电路与音频处理芯片之间；第一偏置电路和第二偏置电路用于将接收到的MIC信号进行差分处理，并将处理后的两个差分信号以差分输入方式输入至匹配电路，并经过匹配电路的差模匹配后输出至音频处理芯片，以使音频处理芯片将MIC信号处理后在输出端输出音频信号，以驱动与音频处理器的输出端连接的负载进行播放。本发明提供的信号输入电路解决了现有MIC信号输入不稳定的问题。

Description

信号输入电路

技术领域

本发明涉及电子电路技术领域，特别是涉及一种信号输入电路。

背景技术

随着时代的发展人们生活水平的不断提高，芯片的使用也越来越频繁，芯片是指内含集成电路的硅片，其体积很小，常常是计算机或其他电子设备的一部分，芯片也称为微电路、微芯片和集成电路，芯片的种类十分广泛，而其中音频处理芯片的使用尤为频繁，音频处理芯片用于将MIC接收到的音频信号进行音频处理后进行输出。

目前，MIC插头将获取的音频信号传输至音频处理芯片过程中，其可以分为单端输入方式和双端输入方式，其中采用单端输入方式的MIC插头，主要包括两个线，其中一根信号线用于传输信号以及另一根接地线用于接地，此时单端输入由于其采用一根信号线，其信号线传输时容易受到干扰。另一种采用双端输入方式的MIC插头，主要使用三根线，其中一根用于传输正半波（正相）信号、一根用于传输负半波（反向）信号以及最后一根用于接地，其中两个传输的信号振幅相等、相位相反，通过相位抵消的原理将音频信号传输过程中所受的其他干扰降至最低。因此采用双端输入方式的MIC插头的抗干扰能力更佳。

然而，在MIC设备的现有实际应用中，其对MIC偏置电压上产生的噪声无法完全滤除，其产生噪声输入至音频处理芯片中，使得音频处理芯片输出时存在噪声干扰，且常常由于静电干扰、浪涌冲击以及电压跌落等因素对音频处理芯片以及MIC插头造成损坏，因此MIC信号在输入时不够稳定。

发明内容

基于此，本发明的目的在于提出一种信号输入电路，解决现有MIC信号输入不稳定的问题。

本发明提供一种信号输入电路，具体技术方案如下：

一种信号输入电路，包括MIC插座和音频处理芯片，所述MIC插座包括第一MIC输入端和第二MIC输入端，所述信号输入电路还包括：

第一偏置电路，分别与所述第一MIC输入端和所述音频处理芯片连接；

第二偏置电路，分别与所述第二MIC输入端和所述音频处理芯片连接；

匹配电路，耦接于所述第一偏置电路、所述第二偏置电路与所述音频处理芯片之间；

其中，所述第一偏置电路和所述第二偏置电路用于将接收到的MIC信号进行差分处理，并将处理后的两个差分信号以差分输入方式输入至所述匹配电路，并经过所述匹配电路的差模匹配后输出至所述音频处理芯片。

本发明提供的信号输入电路通过设置的第一偏置电路和第二偏置电路可以在音频处理芯片中实现差分信号的输入，且由于设置有匹配电路，使得可以实现差分信号的匹配，减少差模信号的噪声干扰，使得该信号输入电路中输入至音频处理芯片中的差分信号稳定、无噪声干扰以及能够防止静电干扰，解决了现有MIC信号输入不稳定的问题。

另外，根据本发明提供的信号输入电路，还可以具有如下附加的技术特征：

进一步地，所述音频处理芯片包括输入端和输出端，所述输入端包括第一MIC偏置脚、第一MIC信号正引脚以及第一MIC信号负引脚，其中所述第一MIC偏置脚为所述第一偏置电路提供偏置电压，所述第一MIC信号正引脚和所述第一MIC信号负引脚用于接收所述匹配电路传输的两个所述差分信号，所述输出端包括左声道信号输出引脚和右声道信号输出引脚，用于输出左声道音频信号和右声道音频信号。

通过设置的音频处理芯片可将数字信号转化为模拟信号（DAC）和模拟信号转化为数字信号（ADC），而音频处理芯片将差模匹配后的MIC正相差分信号和MIC负相差分信号进行处理后，通过音频处理芯片的左声道信号输出引脚和右声道信号输出引脚进行音频信号的输出，当音频处理芯片接入负载时，其可驱动负载进行音频信号的播放，实现了MIC信号的转换以及输出播放。

进一步地，所述第一偏置电路包括与所述第一MIC偏置脚连接的第一电容和第一电阻、与所述第一电阻的另一端连接的第二电容和第二电阻、与所述第二电阻的另一端连接的第一静电阻抗器，所述第一电容和所述第二电容的另一端接地，所述第一静电阻抗器的另一端接地，所述第二电阻与所述第一静电阻抗器连接的一端还分别与所述第一MIC输入端和所述匹配电路的第一输入端连接。

通过设置的第一电阻可以减少干扰，隔离噪声；第一电容可以滤除偏置电压中的高频杂波，消除噪声干扰；其中第二电阻为偏置电阻，通过调节第二电阻的阻值大小可以调节流经该第一偏置电路的电流大小，因而可以实现对该信号输入电路中MIC信号的灵敏度的调节；第二电容可以滤除低频杂波信号，消除噪声干扰，其中第一电容和第二电容的组合可以防止由于偏置电压引入的干扰以及寄生振荡，可以使得第一偏置电路中输入至匹配电路中的MIC信号的噪声干扰尽可能得到消除。

进一步地，所述第二偏置电路包括分别与所述第二MIC输入端和所述匹配电路的第二输入端连接的第三电阻和第二静电阻抗器，所述第三电阻和所述第二静电阻抗器的另一端接地。

通过设置的第二电阻和第三电阻为可实现将MIC插座中输出的MIC信号差分为两个振幅相等、相位相同、极性相反的差分信号，并共同输入至匹配电路，此时差分电路可以提高MIC信号的抗干扰能力，使得音频处理芯片获取的差分信号干扰尽可能减小。

进一步地，所述匹配电路包括分别与所述第一偏置电路的输出端和所述第二偏置电路的输出端连接的第四电阻和第三电容，所述第一偏置电路的输出端与所述第四电阻和所述第三电容连接的一端连接，所述第二偏置电路的输出端与所述第四电阻和所述第三电容连接的另一端连接。

通过第四电阻和第三电容组合形成差模匹配，以实现差分信号的匹配，滤除差模信号干扰，使得音频处理芯片获取的差分信号干扰尽可能减小。

进一步地，所述匹配电路的第一输出端与所述第一MIC信号正引脚之间还设有第四电容，所述匹配电路的第二输出端与所述第一MIC信号负引脚之间还设有第五电容。

通过设置的第四电容和第五电容可以隔离输入至音频处理芯片中的差分信号中的直流信号，以减少对音频处理芯片输入端的噪声干扰。

进一步地，所述第一静电阻抗器和所述第二静电阻抗器为双向稳压二极管。

通过设置的双向稳压二极管可以实现静电释放，以防止静电干扰以及静电击穿电子元件，实现保护音频处理芯片。

本发明提供的信号输入电路通过设置的第一偏置电路和第二偏置电路可以在音频处理芯片中实现差分信号的输入，且由于设置有匹配电路以及与音频处理芯片的输入端连接的电容，使得可以实现差分信号的匹配，减少差模信号以及直流信号的噪声干扰，而第一偏置电路和第二偏置电路中设置有电容和电阻可以滤除偏置电压引入的噪声干扰以及实现控制MIC电路的灵敏度，同时由于第一差分电路和第二差分电路中设置有静电阻抗器，使得可以避免由于静电对音频处理芯片造成的损害，该信号输入电路中输入至音频处理芯片中的差分信号稳定、无噪声干扰以及能够防止静电干扰，解决了现有MIC信号输入不稳定的问题。

附图说明

图1为本发明第一实施例提出的信号输入电路的结构示意图。

图2为本发明第一实施例提出的信号输入电路中与MIC插座、第一偏置电路、第二偏置电路、匹配电路连接部分的电路示意图。

图3为本发明第一实施例提出的信号输入电路中与音频处理芯片连接部分的电路示意图。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施的限制。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。本文所使用的术语“及／或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

请参阅图1至图3，本发明的一实施例提供的信号输入电路10，用于接收MIC（麦克风）的输入信号，并经音频处理芯片50处理后进行音频信号输出，以驱动与音频处理芯片50的输出端连接的负载进行音频信号的播放。其中信号输入电路10包括用于容置MIC（麦克风）插头的MIC插座20、分别与MIC插座20连接的第一偏置电路31、第二偏置电路32、耦接与第一偏置电路31和第二偏置电路32之间的匹配电路40、以及分别与第一偏置电路31和匹配电路40连接的音频处理芯片50。

其中，MIC插座20用于容置并接入外部***的MIC插头，以获取MIC信号，此时由MIC插头输入的MIC信号通过第一偏置电路31、第二偏置电路32以及匹配电路40的处理后差分为两个差分信号，两个差分信号分别为MIC正相差分信号（MIC_P）和MIC负相差分信号（MIC_N），其中MIC正相差分信号（MIC_P）与MIC负相差分信号（MIC_N）的振幅相等、相位相同、极性相反。该两个差分信号输出至音频处理芯片50的输入端后，经过音频处理芯片50的转换处理后由输出端输出音频信号，并驱动与输出端连接的负载进行音频信号的播放。其中MIC插座20焊接设置于印制电路板上，该MIC插座20包括两个固定脚，其两个固定脚固定至印制电路板上，并与印制电路板上的地连接。其中MIC插座20还包括两个MIC输入端，其用于与MIC插头连接，以接收MIC信号。其MIC插座20的两个输入端分别为第一MIC输入端21和第二MIC输入端22，其中第一MIC输入端21与第一偏置电路31连接，第二MIC输入端22与第二偏置电路32连接，其中第一偏置电路31和第二偏置电路32将接收到的MIC信号进行差分处理形成差分电路30，并将处理后的两个差分信号以差分输入方式输入至匹配电路40。且第一偏置电路31的输出端和第二偏置电路32的输出端之间耦接一匹配电路40，其匹配电路40将第一偏置电路31和第二偏置电路32输出端输出的两个差分信号进行差模匹配，以输入至音频处理芯片50的输入端。

进一步地，本实施例中，音频处理芯片50为CODEC芯片（多媒体数字信号编解码器），其具体为瑞芯微平台上的RK618芯片中的CODEC模块，其中CODEC芯片主要负责将数字信号转化为模拟信号（DAC）和模拟信号转化为数字信号（ADC），可以理解的，在本发明的其他实施例中，该音频处理芯片50还可以为其他芯片，在此不予赘述。其中本实施例中，音频处理芯片50包括27个引脚，其中至少包括输入端和输出端，其中音频处理芯片50的输入端包括第一MIC偏置脚（MICBIAS1）、第一MIC信号正引脚（MIC_1P）以及第一MIC信号负引脚（MIC_1N），其中第一MIC偏置脚（MICBIAS1）用于为第一偏置电路31提供偏置电压，第一MIC信号正引脚（MIC_1P）用于接收匹配电路40输出的MIC正相差分信号（MIC_P），第一MIC信号负引脚（MIC_1N）用于接收匹配电路40输出的MIC负相差分信号（MIC_N）。此时音频处理芯片50将差模匹配后的MIC正相差分信号（MIC_P）和MIC负相差分信号（MIC_N）进行处理后，通过音频处理芯片50的输出端进行音频信号的输出，其中输出端包括左声道信号输出引脚（LOUT）和右声道信号输出引脚（ROUT），其输出端与负载连接后，可输出左声道、右声道音频信号至负载。

进一步地，本实施例中，第一偏置电路31的输入端分别与MIC插座20的第一MIC输入端21和音频处理芯片50的第一MIC偏置脚（MICBIAS1）连接，第一偏置电路31的输出端312与匹配电路40的第一输入端41连接。其中第一偏置电路31包括与音频处理芯片50的第一MIC偏置脚（MICBIAS1）连接的第一电容C1和第一电阻R1、与第一电阻R1的另一端连接的第二电容C2和第二电阻R2、与第二电阻R2的另一端连接的第一静电阻抗器ESD1。其中第一电容C1和第二电容C2的另一端接地，第一静电阻抗器ESD1的另一端接地，第一MIC偏置脚（MICBIAS1）通过音频处理芯片50提供输出3.3V的偏置电压至第一偏置电路31。其中，在本实施例中，第一电阻R1的阻值具体为0欧姆，其用于减少干扰，隔离噪声。第一电容C1的电容值为100nF，其用于滤除偏置电压中的高频杂波，消除噪声干扰。第二电阻R2为偏置电阻，其中通过调节第二电阻R2的阻值大小可以调节流经该第一偏置电路31的电流大小，因而可以实现对该信号输入电路10中MIC信号的灵敏度的调节，在本实施例中，第二电阻R2的阻值具体为2.2K欧姆。第二电容C2的电容值为10uF，其用于滤除低频杂波信号，消除噪声干扰，其中第一电容C1和第二电容C2的组合可以防止由于偏置电压引入的干扰以及寄生振荡，可以使得第一偏置电路31中输入至匹配电路40中的MIC信号的噪声干扰尽可能得到消除。第一静电阻抗器ESD1具体为双向稳压二极管，其用于静电释放，以防止静电干扰以及静电击穿电子元件，实现保护电子元件的作用。其中第二电阻R2与第一静电阻抗器ESD1连接的一端为该第一偏置电路31的输入端311以及输出端312，其输入端311与MIC插座20的第一MIC输入端21连接，用于接收MIC信号；其输出端312与匹配电路40的第一输入端41连接，用于将经过滤波、偏置后的MIC正相差分信号（MIC_P）输出至匹配电路40。

进一步地，第二偏置电路32的输入端321与MIC插座20的第二MIC输入端22连接，第二偏置电路32的输出端322与匹配电路40的第二输入端42连接。其中第二偏置电路32包括分别与第二MIC输入端22和匹配电路40的第二输入端连接的第三电阻R3和第二静电阻抗器ESD2，其中第三电阻R3和第二静电阻抗器ESD2的另一端接地。本实施例中，第三电阻R3为偏置电阻，第三电阻R3的阻值具体为2.2K欧姆，此时通过设置的第二电阻R2和第三电阻R3使得MIC插座20中输出的MIC信号差分为两个差分信号，并分别输出至匹配电路40中，并通过匹配电路40的差模匹配使得在音频处理芯片50的输入端中实现差分输入，进而提高了信号传输效率且提高了MIC信号的抗干扰能力。需要指出的是，第一偏置电路31输出至匹配电路40的输出信号为MIC正相差分信号（MIC_P），第二偏置电路32输出至匹配电路40的输出信号为MIC负相差分信号（MIC_N）。

进一步地，匹配电路40分别耦接在第一偏置电路31、第二偏置电路32和音频处理芯片50之间，匹配电路40包括两个输入端和两个输出端，其匹配电路40的两个输入端分别与第一偏置电路31的输出端311和第二偏置电路32的输出端321连接，匹配电路40的两个输出端分别与音频处理芯片50的输入端连接。匹配电路40包括分别与第一偏置电路31的输出端311和第二偏置电路32的输出端321连接的第四电阻R4和第三电容C3，其中第一偏置电路31的输出端31与第四电阻R4和第三电容C3连接的一端连接，第二偏置电路32的输出端321与第四电阻R4和第三电容C3连接的另一端连接。其中，第四电阻R4和第三电容C3组合形成差模匹配，以实现差分信号的匹配，滤除差模信号干扰。其中第四电阻R4的阻值具体为10K欧姆，第三电容C3的电容值具体为10nF。进一步地，在匹配电路40中实现信号匹配后的两个差分信号输出至音频处理芯片50的输入端，其中匹配电路40的第一输出端43输出为MIC正相差分信号（MIC_P），其与音频处理芯片50的第一MIC信号正引脚（MIC_1P）之间该设有一第四电容C4，其中该第四电容C4用于隔离直流信号，用于减少对音频处理芯片50输入端的噪声干扰，同上述，匹配电路40的第二输出端44输出为MIC负相差分信号（MIC_N），其与音频处理芯片50的第二MIC信号正引脚（MIC_1N）之间该设有一第五电容C5，其中本实施例中，第四电容C4和第五电容C5的电容值具体为100nF。

本发明提供的信号输入电路10通过设置的第一偏置电路31和第二偏置电路32可以在音频处理芯片中实现差分信号的输入，且由于设置有匹配电路40以及与音频处理芯片50的输入端连接的电容，使得可以实现差分信号的匹配，减少差模信号以及直流信号的噪声干扰，而第一偏置电路31和第二偏置电路32中设置有电容和电阻可以滤除偏置电压引入的噪声干扰以及实现控制MIC电路的灵敏度，同时由于第一偏置电路31和第二偏置电路32中设置有静电阻抗器，使得可以避免由于静电对音频处理芯片40造成的损害，该信号输入电路10中输入至音频处理芯片40中的差分信号稳定、无噪声干扰以及能够防止静电干扰，解决了现有MIC信号输入不稳定的问题。

应当理解，本发明的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，可以用存储在存储器中且由合适的指令执行***执行的软件或固件来实现。例如，如果用硬件来实现，和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门装置的离散逻辑装置，具有合适的组合逻辑门装置的专用集成装置，可编程门阵列（PGA），现场可编程门阵列（FPGA）等。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (5)

1.一种信号输入电路，包括MIC插座和音频处理芯片，所述MIC插座包括第一MIC输入端和第二MIC输入端，其特征在于，所述信号输入电路还包括：

第一偏置电路，分别与所述第一MIC输入端和所述音频处理芯片连接；

第二偏置电路，分别与所述第二MIC输入端和所述音频处理芯片连接；

匹配电路，耦接于所述第一偏置电路、所述第二偏置电路与所述音频处理芯片之间；

其中，所述第一偏置电路和所述第二偏置电路用于将接收到的MIC信号进行差分处理，并将处理后的两个差分信号以差分输入方式输入至所述匹配电路，并经过所述匹配电路的差模匹配后输出至所述音频处理芯片；

所述音频处理芯片包括输入端和输出端，所述输入端包括第一MIC偏置脚、第一MIC信号正引脚以及第一MIC信号负引脚，其中所述第一MIC偏置脚为所述第一偏置电路提供偏置电压，所述第一MIC信号正引脚和所述第一MIC信号负引脚用于接收所述匹配电路传输的两个所述差分信号，所述输出端包括左声道信号输出引脚和右声道信号输出引脚，用于输出左声道音频信号和右声道音频信号；

所述第一偏置电路包括与所述第一MIC偏置脚连接的第一电容和第一电阻、与所述第一电阻的另一端连接的第二电容和第二电阻、与所述第二电阻的另一端连接的第一静电阻抗器，所述第一电容和所述第二电容的另一端接地，所述第一静电阻抗器的另一端接地，所述第二电阻与所述第一静电阻抗器连接的一端还分别与所述第一MIC输入端和所述匹配电路的第一输入端连接。

2.根据权利要求1所述的信号输入电路，其特征在于，所述第二偏置电路包括分别与所述第二MIC输入端和所述匹配电路的第二输入端连接的第三电阻和第二静电阻抗器，所述第三电阻和所述第二静电阻抗器的另一端接地。

3.根据权利要求1所述的信号输入电路，其特征在于，所述匹配电路包括分别与所述第一偏置电路的输出端和所述第二偏置电路的输出端连接的第四电阻和第三电容，所述第一偏置电路的输出端与所述第四电阻和所述第三电容连接的一端连接，所述第二偏置电路的输出端与所述第四电阻和所述第三电容连接的另一端连接。

4.根据权利要求3所述的信号输入电路，其特征在于，所述匹配电路的第一输出端与所述第一MIC信号正引脚之间还设有第四电容，所述匹配电路的第二输出端与所述第一MIC信号负引脚之间还设有第五电容。

5.根据权利要求2所述的信号输入电路，其特征在于，所述第一静电阻抗器和所述第二静电阻抗器为双向稳压二极管。

Images