CN108810740B - 音频信号的传输装置及电子设备 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种音频信号的传输装置及电子设备。所述装置包括隔离电路、降压电路、麦克风以及耦合电路；隔离电路的输入端与电源信号供电通道电连接，用于将输入的电源信号中包括的干扰信号进行隔离，得到标准电压信号；降压电路的输入端与隔离电路的输出端电连接，用于将输入的标准电压信号调整成与麦克风匹配的标准降压信号；麦克风的电源输入端与降压电路的输出端电连接，用于在输入的标准降压信号的触发下采集声音，并将声音转换为语音信号；耦合电路的输入端与麦克风的输出端电连接，用于将耦合接收的语音信号输出至电源信号供电通道中。本发明实施例可以提高音频信号传输的抗干扰能力。

Description

音频信号的传输装置及电子设备

技术领域

本发明实施例涉及电路技术，尤其涉及一种音频信号的传输装置及电子设备。

背景技术

随着科技的发展，智能设备的声音交互功能需求量越来越大，例如在智能家居、智能终端等领域。

目前，智能设备的小型化集成化需求较高，放置智能设备的空间较小，同时智能设备又具有多种功能，因此在这种环境下，智能设备对线束的数量、线束的成本、以及体积要求较高。在这种场景下，音频信号的传输方式是通过降压电路为麦克风(Microphone，MIC)提供与MIC匹配的电压，同时将音频信号耦合到直流电源信号上进行输出。但是，这种传输电路无法解决当音频信号叠加到直流电源时，多线且密集的电源线布局给音频信号带来的干扰问题，而且输出的音频信号过大会干扰MIC的正常工作，导致MIC的输出异常，所以音频输出的幅度都很小，抗干扰能力差，无法满足对高幅度的音频信号的要求。

发明内容

本发明实施例提供一种音频信号的传输装置及电子设备，可以提高音频信号传输的抗干扰能力。

第一方面，本发明实施例提供了一种音频信号的传输装置，所述传输装置包括隔离电路、降压电路、麦克风以及耦合电路；

所述隔离电路的输入端与电源信号供电通道电连接，用于将输入的电源信号中包括的干扰信号进行隔离，得到标准电压信号；

所述降压电路的输入端与所述隔离电路的输出端电连接，用于将输入的所述标准电压信号调整成与所述麦克风匹配的标准降压信号；

所述麦克风的电源输入端与所述降压电路的输出端电连接，用于在输入的所述标准降压信号的触发下采集声音，并将所述声音转换为语音信号；

所述耦合电路的输入端与所述麦克风的输出端电连接，用于将耦合接收的所述语音信号输出至所述电源信号供电通道中。

可选的，所述装置，还包括：滤波电路，所述滤波电路的输入端与所述隔离电路的输出端电连接，所述滤波电路的输出端与所述降压电路的输入端电连接；

所述滤波电路，用于对所述隔离电路输出的标准电压信号进行滤波处理，并将滤波后的信号输入至所述降压电路。

可选的，所述降压电路包括：低压线性稳压器。

可选的，所述装置，还包括：放大电路，所述放大电路的输入端与所述麦克风的输出端电连接，所述放大电路的输出端与所述耦合电路的输入端电连接；

所述放大电路，用于放大所述麦克风输出的语音信号，并将放大后的所述语音信号输入至所述耦合电路。

可选的，所述放大电路具体包括：运算放大器；

其中，所述运算放大器的信号输入端与所述麦克风的输出端电连接，所述运算放大器的信号输出端与所述耦合电路的输入端电连接。

可选的，所述降压电路的输出端与所述运算放大器的电源输入端电连接；

所述降压电路进一步用于：为所述运算放大器供电，以使所述运算放大器的最大输出电压等于所述降压电路的输出电压。

可选的，所述运算放大器具体为轨到轨运算放大器。

第二方面，本发明实施例还提供了一种电子设备，包括本发明实施例中所述的音频信号的传输装置。

本发明实施例通过在电源和降压电路之间设置隔离电路，将电源的干扰信号隔离在降压电路的输入端，由此减少电源干扰的电压信号经过降压电路输入到麦克风中，进而通过麦克风输入到耦合电路中，最后通过耦合电路叠加到电源中，再一次将电源干扰与耦合电路的输入信号隔离，从而实现在整个电路中减少电源信号的干扰，提高整个电路的抗干扰能力。

附图说明

图1是本发明实施例一提供的一种音频信号的传输装置的结构示意图；

图2是本发明实施例一提供的一种降压电路的结构示意图；

图3是本发明实施例一提供的一种音频信号的传输装置的结构示意图；

图4是本发明实施例一提供的一种电子设备的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。

实施例一

图1为本发明实施例一提供的一种音频信号的传输装置的结构示意图，本实施例可适用于集成程度高的直流电路中使用麦克风传输音频信号的情况，如图1所示，所示音频信号的传输装置的具体结构如下：

一种音频信号的传输装置110，包括隔离电路120、降压电路130、麦克风140以及耦合电路150。

隔离电路120的输入端与电源信号供电通道100电连接，用于将输入的电源信号中包括的干扰信号进行隔离，得到标准电压信号；

降压电路130的输入端与隔离电路120的输出端电连接，用于将输入的标准电压信号调整成与麦克风140匹配的标准降压信号；

麦克风140的电源输入端与降压电路130的输出端电连接，用于在输入的标准降压信号的触发下采集声音，并将声音转换为语音信号；

耦合电路150的输入端与麦克风140的输出端电连接，用于将耦合接收的所述语音信号输出至所述电源信号供电通道100中。

本发明实施例通过在电源和降压电路之间设置隔离电路，将电源的干扰信号隔离在降压电路的输入端，由此减少电源干扰的电压信号经过降压电路输入到麦克风中，进而通过麦克风输入到耦合电路中，最后通过耦合电路叠加到电源中，再一次将电源干扰与耦合电路的输入信号隔离，从而实现在整个电路中减少电源信号的干扰，提高整个电路的抗干扰能力。

其中，隔离电路120的输入端与电源信号供电通道100电连接，用于将输入的电源信号中包括的干扰信号进行隔离，得到标准电压信号。

可选的，电源信号供电通道100可以是接收电源输出的电源信号，并用于为音频信号的传输装置110输出电源信号，可以具有多个输出端口，每个端口均能够输出电源信号，用于同时为多个电器元件供电，具体可以包括直流电源信号供电通道，为隔离电路120提供直流电源信号。隔离电路120用于隔离电源信号中的干扰信号，从而减少麦克风输出音频信号受到的电源干扰。标准电压信号可以是隔离电路输出的已经消除了部分电源干扰的电压信号。其中，隔离电路120可以包括光电耦合基本器件，具体可以是发光元件(发光二极管)和光敏元件(光敏三极管)，在一个可选的例子中，发光元件位于输入回路，发光元件将直流电源输出的电源信号转换为光信号，光敏元件位于输出回路，光敏元件将感应到的光信号转换为电信号输出，由此避免了电源直接与麦克风电连接，实现两部分电路的电气隔离，从而有效的抑制了电源干扰，同时也可以切断麦克风输出的音频信号对后续电源回路的干扰。

降压电路130的输入端与隔离电路120的输出端电连接，用于将输入的标准电压信号调整成与麦克风140匹配的标准降压信号。

可选的，降压电路130用于将输入电压降低并输出。一般来说，电源电压高于麦克风的工作电压，因而，设置降压电路将电源电压降低至与麦克风工作电压相等的电压，即标准降压信号的电压值可以等于麦克风的工作电压。其中，如图2所示，降压电路130可以包括开关210(可以是金属氧化物半导体场效应管或绝缘栅双极型晶体管)、电感220、二极管230，当开关210闭合时，二极管断开，电感充电，电源为负载供电；当开关断开时，二极管起续流作用，电感放电并使流经电路中电流值等于开关闭合时的电流值，由电感左端的电压为零，二极管和负载分压，从而使负载的两端电压降低，实际输出的电压为输入电压乘以脉冲宽度调制的方波的占空比。

可选的，降压电路130包括低压降线性稳压器(low dropout regulator，LDO)，该低压降线性稳压器通常具有极低的自有噪声和较高的电源抑制比，用于使输出电压稳定在设定值不变，提高电路的抗干扰性，同时提高电源利用率。

麦克风140的电源输入端与降压电路130的输出端电连接，用于在输入的标准降压信号的触发下采集声音，并将声音转换为语音信号。

可选的，降压电路130为麦克风140提供标准降压信号以使麦克风140正常工作。麦克风140可以是将声音转换为电信号的器件，例如可以是驻极体麦克风，驻极体膜片感应到声波(振动)时，引起金属极板间距离的变化，进而引起电容两端的电场发生变化，产生交变电压，该交变电压即语音信号。

耦合电路150的输入端与麦克风140的输出端电连接，用于将耦合接收的语音信号输出至电源信号供电通道100中。

可选的，耦合电路150从麦克风140输出的语音信号中提取有效信号，并输出到电源的回路上。耦合电路150可以仅包括电容，还可以是包括光电耦合器件，具体为发光元件(如发光二极管)和光敏元件(如光电三极管)，或者还可以是变压器耦合电路。在一个可选的例子中，耦合电路150具体为电容，电容具有阻直流，通交流的功能，语音信号(即交流信号)可以通过电容输入到电源信号供电通道100中，同时，其他直流干扰信号不能通过电容，从而达到了提取语音信号，并减少干扰信号的目的。

需要说明的是，隔离电路120、降压电路130、麦克风140以及耦合电路150可以根据实际需要选择，本实施例不做限制。

本实施例的技术方案，通过在电源和降压电路之间设置隔离电路，解决现有技术中音频传输电路中电源干扰大的问题，提高音频信号传输的抗干扰能力。

如图3所示，在本发明的一个可选的实施例中，音频信号的传输装置310包括隔离电路120、降压电路130、麦克风140、耦合电路150、滤波电路160以及放大电路170。

其中，隔离电路120的输入端与电源信号供电通道100电连接，用于将输入的电源信号中包括的干扰信号进行隔离，得到标准电压信号。

滤波电路160的输入端与隔离电路120的输出端电连接，滤波电路160的输出端与降压电路160的输入端电连接，滤波电路160用于对隔离电路120输出的标准电压信号进行滤波处理，并将滤波后的信号输入至降压电路130。

可选的，滤波电路160可以是采用具有储能作用的电抗性元件(如电容、电感)来滤除隔离电路输出的信号中的交流成分以获得直流信号。滤波电路可以是无源滤波(如电容滤波、电感滤波和复式滤波(如电感和电容组合型滤波)和有源滤波(如电阻和电容组合型滤波)。通过采用滤波电路可以进一步滤除电源信号带来的干扰信号，提高音频传输装置的抗干扰性。

降压电路130的输入端与滤波电路160的输出端电连接，用于将输入的标准电压信号调整成与麦克风140匹配的标准降压信号。

麦克风140的电源输入端与降压电路130的输出端电连接，用于在输入的标准降压信号的触发下采集声音，并将声音转换为语音信号。

放大电路170的输入端与麦克风140的输出端电连接，放大电路170的输出端与耦合电路150的输入端电连接，用于放大麦克风140输出的语音信号，并将放大后的语音信号输入至耦合电路150。

可选的，放大电路170能够通过接收微小信号，输出一个波形不失真，且幅值变大的信号。放大电路170一般包括三极管、场效应管，具体可以包括运算放大器，其中，运算放大器的信号输入端与麦克风140的输出端电连接，运算放大器的信号输出端与耦合电路150的输入端电连接。

可选的，放大电路170可以由多个运算放大器组成。通过采用放大电路，能够提高语音信号的输出幅度，提高电源的利用率。

可选的，放大电路170包括运算放大器，具体可以是轨到轨(rail to rail)运算放大器。通过采用轨到轨运算放大器，使得放大电路的最大输出电压可达到轨到轨运算放大器的供电电压，即最大程度上放大语音信号，以增大输出音频信号的幅度，充分利用电源能量，提高电源的利用率。

需要说明的是，滤波电路160、放大电路170以及运算放大器可以根据实际需要选择，本实施例不做限制。

可选的，降压电路130的输出端与运算放大器的电源输入端电连接；降压电路130进一步用于：为运算放大器供电，以使运算放大器的最大输出电压等于降压电路130的输出电压。可选的，采用降压电路130为运算放大器供电，使得运算放大器的输出电压在最大程度上减少语音信号在信号传输过程中损失，大大增加了语音信号的幅度，便于后续信号处理。

耦合电路150的输入端与放大电路170的输出端电连接，用于将耦合放大的语音信号输出至电源信号供电通道100中。

通过进一步采用滤波电路和放大电路来实现音频信号传输，可以提高音频信号传输的抗干扰能力，增大输出音频信号的幅度，提高电源的利用率。

本实施例中提供的音频信号的传输装置可以应用到电子设备上。如图4所示，电子设备410还包括音频信号的传输装置420和电源430，电源430为音频信号的传输装置420供电，音频信号的传输装置420可以是本实施例提供的任一所述的音频信号的传输装置。

注意，上述仅为本发明的一些实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (8)

1.一种音频信号的传输装置，其特征在于，所述音频信号的传输装置配置于小型化智能设备中，包括隔离电路、降压电路、麦克风以及耦合电路；

所述隔离电路的输入端与直流电源信号供电通道电连接，用于将输入的直流电源信号中包括的干扰信号进行隔离，得到标准电压信号；

所述降压电路的输入端与所述隔离电路的输出端电连接，用于将输入的所述标准电压信号调整成与所述麦克风匹配的标准降压信号；

所述麦克风的电源输入端与所述降压电路的输出端电连接，用于在输入的所述标准降压信号的触发下采集声音，并将所述声音转换为语音信号；

所述耦合电路的输入端与所述麦克风的输出端电连接，用于将耦合接收的所述语音信号输出至所述直流电源信号供电通道中。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，还包括：滤波电路，所述滤波电路的输入端与所述隔离电路的输出端电连接，所述滤波电路的输出端与所述降压电路的输入端电连接；

所述滤波电路，用于对所述隔离电路输出的标准电压信号进行滤波处理，并将滤波后的信号输入至所述降压电路。

3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述降压电路包括：低压线性稳压器。

4.根据权利要求1-3任一项所述的装置，其特征在于，还包括：放大电路，所述放大电路的输入端与所述麦克风的输出端电连接，所述放大电路的输出端与所述耦合电路的输入端电连接；

所述放大电路，用于放大所述麦克风输出的语音信号，并将放大后的所述语音信号输入至所述耦合电路。

5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述放大电路具体包括：运算放大器；

其中，所述运算放大器的信号输入端与所述麦克风的输出端电连接，所述运算放大器的信号输出端与所述耦合电路的输入端电连接。

6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于：所述降压电路的输出端与所述运算放大器的电源输入端电连接；

所述降压电路进一步用于：为所述运算放大器供电，以使所述运算放大器的最大输出电压等于所述降压电路的输出电压。

7.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述运算放大器具体为轨到轨运算放大器。

8.一种电子设备，其特征在于，包括如权利要求1-7任一项所述的音频信号的传输装置。

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