耳机降噪电路的制作方法

本实用新型涉及电子电路技术领域，特别涉及一种耳机降噪电路。

背景技术：

随着电子产品消费市场的不断发展，日常生活中越来越多的人们使用耳机聆听高质量的音乐。然而，城市的噪声污染越来越严重，在室外使用普通耳机耳塞，只能提高音量来盖过噪声，这样一来不但不能享受美妙的音乐，对自己的听力也有很大的影响，你也许很快就会感到听觉疲劳。此时，如果想静静地享受音乐世界，那么降噪耳机可能成为最佳选择。

现有的耳机生产过程中，一般采用的噪音消除方式是被动式降噪，例如市售的耳塞、耳罩等。其原理是利用外部硬质材料与内部的填充材料，以隔离与吸收噪音的原理，阻当外界的噪音进入耳朵，尤其对高频噪音的降噪效果更是明显，这也是现在噪音抑制最常使用的方法。然而，这种降噪方式虽然实现容易，但对800Hz或更低频率的低频噪音而言，若要应用这种被动式减噪，需要负担大量的设备成本以及材料重量，此时被动式降噪方式则失去了实际上的效益，并且被动式降噪的方式，在抑制噪音的同时，也会阻隔使用者谈话的声音，这也是被动式的主要缺点之一。

技术实现要素：

基于此，本实用新型的目的在于提供一种采用主动式降噪的耳机降噪电路。

一种耳机降噪电路，包括：

信号接收发射模块，包括天线和与所述天线电性连接的LC匹配电路，所述信号接收发射模块用于耳机通话过程中信号的接收和发送；

音频输入模块，包括音频输入电路和与所述音频输入电路电性连接的音频切换电路，所述音频输入模块用于所述耳机上音频信号的采集；

音频输出模块，包括降噪控制电路和与所述降噪控制电路电性连接的音频输出电路，所述音频输出模块用于所述耳机上音频信号的输出；

语音输入模块，包括用于采集用户的语音输入信号；

噪音检测模块，包括前馈输入电路和后馈输入电路，所述噪音检测模块用于检测并采集所述耳机所处环境的噪音信号；

主控制芯片，所述信号接收发射模块、所述语音输入模块和所述音频输出模块均与所述主控制芯片电性连接，所述主控制芯片用于根据所述降噪控制电路的开关状态，以对应控制所述语音输入模块和所述音频输出模块上信号的传输；

降噪处理芯片，所述主控制芯片、所述音频输入模块、所述音频输出模块和所述噪音检测模块均与所述降噪处理芯片电性连接，所述降噪处理芯片用于根据所述噪音检测模块的检测结果，以对应输出相位相反的抑制声波。

上述耳机降噪电路，通过所述主控制芯片和所述降噪处理芯片上的适应性运算，以控制所述音频输出模块输出与所述噪音检测模块检测到的噪音相位相反，频率与能量相同的声波，以达到消除噪音的目的。上述耳机降噪电路与被动式降噪方式相比较，所述耳机降噪电路通过采用主动降噪以波形的重叠进行噪音消除，即由噪音与抑制声波相结合。

进一步地，所述音频输入模块包括音频输入端口、分别与所述音频输入端口电性连接的第一电阻、第一稳压二极管及第二稳压二极管、分别与所述第一稳压二极管串联的第一电容及第二电阻、分别与所述第二稳压二极管串联的第二电容及第三电阻。

进一步地，所述降噪控制电路包括第四电阻、与所述第四电阻电性连接的第一三极管、分别与所述第一三极管电性连接的第五电阻及第二三极管和分别与所述第二三极管电性连接的第六电阻及第七电阻。

进一步地，所述音频输出电路包括喇叭输出端口、分别与所述喇叭输出端口电性连接的第三稳压二极管及第四稳压二极管、与所述第三稳压二极管串联的第三电容和与所述第四稳压二极管串联的第四电容。

进一步地，所述语音输入模块包括MIC、分别与所述MIC并联的第五电容、分别与所述第五电容串联的第六电容及第八电阻和与所述第六电容串联的第一电感。

进一步地，所述主控制芯片上还设有时钟电路和电量状态比较电路，所述时钟电路为所述主控制芯片提供时钟信号，所述电量状态比较电路用于检测电池电量。

进一步地，所述电量状态比较电路包括第三三极管、与所述第三三极管串联的第九电阻、与所述第九电阻串联的第十电阻和与所述第十电阻串联的第七电容。

进一步地，所述主控制芯片与所述降噪处理芯片之间设有信号放大电路，所述信号放大电路的输出端与所述音频切换电路的输入端电性连接。

进一步地，所述主控制芯片上还设有存储电路，所述存储电路包括存储单元和分别与所述存储单元串联的第十一电阻、第十二电阻及第十三电阻。

进一步地，所述主控制芯片采用CSR8635芯片制成，所述降噪处理芯片采用AMS3435芯片制成。

附图说明

图1为本实用新型第一实施例提供的耳机降噪电路的模块结构示意图；

图2为图1中天线、LC匹配电路和带通滤波器之间的电路结构示意图

图3为图1中Mic电路与主控制芯片之间的电路结构示意图；

图4为图1中滤波&开关稳压输出电路与主控制芯片之间的电路结构示意图；

图5为图1中L/R音频输入电路的电路结构示意图；

图6为图1中降噪控制电路的电路结构示意图；

图7为图1中L/R喇叭输出电路的电路结构示意图；

图8为图1中存储电路的电路结构示意图；

图9为图1中降噪处理芯片的结构示意图；

图10为本实用新型第二实施例提供的耳机降噪电路的模块结构示意图；

图11为图10中电量状态比较电路的电路结构示意图；

如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本实用新型。

具体实施方式

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本实用新型的具体实施方式做详细的说明。附图中给出了本实用新型的若干实施例。但是，本实用新型可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本实用新型的公开内容更加透彻全面。

需要说明的是，当元件被称为“固设于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”、“上”、“下”以及类似的表述只是为了说明的目的，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。

在本实用新型中，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实用新型中的具体含义。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2和图9，本实用新型第一实施例提供一种耳机降噪电路 100，包括：

信号接收发射模块，包括天线30和与所述天线30电性连接的LC匹配电路 31，所述信号接收发射模块用于耳机通话过程中信号的接收和发送；

音频输入模块，包括音频输入电路和与所述音频输入电路电性连接的音频切换电路53，所述音频输入模块用于所述耳机上音频信号的采集，所述音频输入电路即是图1中的L/R音频输入电路55；

音频输出模块，包括降噪控制电路51(ANC ON/OFF)和与所述降噪控制电路51电性连接的音频输出电路54(L/R喇叭输出)，所述音频输出模块用于所述耳机上音频信号的输出；

语音输入模块40(Mic电路)，包括用于采集用户的语音输入信号；

噪音检测模块，包括前馈输入电路60和后馈输入电路62，所述噪音检测模块用于检测并采集所述耳机所处环境的噪音信号；

主控制芯片10，所述主控制芯片10采用CSR8635芯片制成，所述信号接收发射模块、所述语音输入模块40和所述音频输出模块均与所述主控制芯片10 电性连接，所述主控制芯10片用于根据所述降噪控制电路51的开关状态，以对应控制所述语音输入模块40和所述音频输出模块上信号的传输；

降噪处理芯片50，所述降噪处理芯片50采用AMS3435芯片制成，所述主控制芯片10、所述音频输入模块、所述音频输出模块和所述噪音检测模块均与所述降噪处理芯片50电性连接，所述降噪处理芯片50用于根据所述噪音检测模块的检测结果，以对应输出相位相反的抑制声波。

具体的，请参阅图3，所述语音输入模块40包括MIC、分别与所述MIC并联的第五电容C17、分别与所述第五电容C17串联的第六电容C16及第八电阻 R12和与所述第六电容C16串联的第一电感L6，所述MIC为麦克风，所述MIC 用于前端用户的语音信号的识别，进而有效的方便了后续所述耳机中的送话步骤，优选的，本实施例中所述MIC的VCC引脚与所述第八电阻R12电性连接，所述MIC的G引脚分别与所述第六电容C16、所述第五电容C17串联连接，且所述第八电阻R12的阻值为2.2K，所述第五电容C17的容量为1uf，所述第六电容的容量为15p，所述第一电感L6的值为15nH。

请参阅图4至图5，所述主控制芯片10上还设有滤波&开关稳压输出电路，所述音频输入模块包括音频输入端口J17、分别与所述音频输入端口J17电性连接的第一电阻R60、第一稳压二极管VR5及第二稳压二极管VR6、分别与所述第一稳压二极管串联的第一电容C136及第二电阻R4、分别与所述第二稳压二极管串联的第二电容C137及第三电阻R3，所述第一电阻R60的阻值为100R，所述第二电阻R4的阻值为150R，所述第三电阻R3的阻值为150R，所述第一电容C136和所述第二电容C137的容量均为33p，且所述第一稳压二极管VR5、所述第二稳压二极管VR6、所述第一电容C136、所述第二电容C137、所述第二电阻R4和所述第三电阻R3的输出端均与地连接。

请参阅图6，所述降噪控制电路51包括第四电阻R1、与所述第四电阻R4 电性连接的第一三极管Q3、分别与所述第一三极管Q3电性连接的第五电阻R2 及第二三极管Q2和分别与所述第二三极管Q2电性连接的第六电阻R61及第七电阻R13，所述第四电阻R1的阻值为10K，所述第五电阻R2的阻值为47K，所述第六电阻R61的阻值为300K，所述第七电阻R13的阻值为100K。

请参阅图7，所述音频输出电路包括喇叭输出端口、分别与所述喇叭输出端口电性连接的第三稳压二极管VR3及第四稳压二极管VR4、与所述第三稳压二极管VR3串联的第三电容C24和与所述第四稳压二极管VR4串联的第四电容 C25，所述第三电容C24和所述第四电容的容量均为10nF，具体的，本实施例中所述喇叭输出端口包括正极端口J28和负极端口J19，所述喇叭输出端口用于所述耳机上语音的输出。

此外，本实施例中所述主控制芯片10与所述降噪处理芯片50之间设有信号放大电路52(BT放大电路)，所述信号放大电路52的输出端与所述音频切换电路53的输入端电性连接，所述信号放大电路52用于放大所述主控制芯片10朝向所述降噪处理芯片50发送的信号，以提高信号传输的稳定性。

请参阅图8，所述主控制芯片10上还设有存储电路41，所述存储电路41 包括存储单元和分别与所述存储单元串联的第十一电阻R5、第十二电阻R6及第十三电阻R7，所述存储单元采用24C512A芯片制成，所述第十一电阻R5、所述第十二电阻R6和所述第十三电阻R7的阻值均为2.2K，且所述第十一电阻 R5、所述第十二电阻R6和所述第十三电阻R7均与第八电容C26串联，所述第八电容C26的容量为10nF。

优选的，本实施例中所述存储单元的WC引脚与所述第十一电阻R5串联连接，所述存储单元的SCL引脚与所述第十二电阻R6串联连接，所述存储单元的SDA引脚与所述第十三电阻R7串联连接

具体的，本实施例的使用流程为，通话接收过程：所述耳机开机后，电源对主控制芯片10供电，通过终端设备&主机交互匹配后，对方呼叫终端设备，并将信号发送出来，被信号接收发射模块接收，经主控制芯片10处理，如果降噪ANC OFF状况下，信号经过ESD保护电路，通过喇叭输出。

如果降噪ANC ON，信号经过BT放大电路52放大，经过L/R音频&BT切换到降噪处理器芯片50处理后，并行的通过前馈输入电路60检测到外部环境噪音，并输送到降噪处理器芯片50，通过其内部的反相放大器及不同的RC滤波网络处理后，通过ESD保护电路，同所需的音频信号叠加到喇叭，从而完成对环境噪音相位抵消，实现前馈的降噪过程。同时，后馈输入电路62检测到喇叭输出的噪音到降噪处理器芯片50内的反相放大器及不同的RC滤波网络处理后，通过ESD保护电路，同所需的音频信号混合，叠加到喇叭，对噪音进行相位抵消，从而达到降噪目的，此举完成通话收听过程。

通话送话过程：所述耳机开机后，电源对主控制芯片10供电，拾音器MIC 拾取到所需音频信号后，通过滤波及抗干扰电路后，输送到主控制芯片10进行处理，并通过带通滤波器32，配备网络电路，天线发射，到终端设备，完成送话过程。

听音过程：L/R音频电路输入音频信号，经过开关电路(L/R音频&BT切换),进入到降噪处理器芯片，此时如果ANC关闭的情况下，音频信号经抗干扰电路后，从L/R喇叭输出。

如果ANC ON的情况下，信号经过ESD抗干扰保护电路后，经过L/R音频&BT切换，到降噪处理器芯片处理后，并行的后馈模块检测到喇叭输出的噪音信号到降噪处理器芯片内的反相放大器进行相位处理及信号放大，并通过不同的RC滤波网络处理后，通过ESD保护电路，同所需的音频信号叠加到喇叭，这样，对于来自信号的噪音及后馈模块检测到的反相位噪音信号的混合，叠加，从而达到降噪目的，此举完成听音收听过程。

优选的，所述耳机降噪电路100还包括指令控制电路34，所述指令控制电路34用于同软件相互作用，通过指令到主控制芯片10，从而为用户实现音量+，音量-及开关机，电话接听，电话终止，音乐播放等功能。

所述耳机降噪电路100还包括LED电路22，用于在软件及主控制芯片10 的作用下，对不同的指令，状态提供不同的显示状态。

所述耳机降噪电路100还包括电源模块20，用于USB通过主控制芯片10 对电池充电，并提供过压保护，当主控制芯片10检测到电压充满，将会反馈一个信号到电源电路，停止充电，并指示LED电路22显示状态转换。过冲，如果外界电压因某种因素升高，电源部分的过压保护将起到关键性的作用，从而保护主机，消除安全隐患。

上述耳机降噪电路100，通过所述主控制芯片10和所述降噪处理芯片50上的适应性运算，以控制所述音频输出模块输出与所述噪音检测模块检测到的噪音相位相反，频率与能量相同的声波，以达到消除噪音的目的。上述耳机降噪电路100与被动式降噪方式相比较，所述耳机降噪电路100通过采用主动降噪以波形的重叠进行噪音消除，即由噪音与抑制声波相结合，若抑制波的波形与欲消音的声波振幅、频率相同，且反相时，则会得到消音效果。

请参阅图10，为本实用新型第二实施例提供的耳机降噪电路100a的模块结构示意图，该第二实施例与第一实施例的结构大抵相同，其区别在于，本实施例中所述主控制芯片10上还设有时钟电路21和电量状态比较电路33，所述时钟电路21为所述主控制芯片10提供时钟信号，所述电量状态比较电路33用于在主控制芯片10的作用下，对电池电量进行检测，并对LED的状态进行指示，同时主控制芯片10发出指令，进行状态报价。

具体的，请参阅图11，为图10中电量状态比较电路33的电路结构示意图，所述电量状态比较电路包括第三三极管Q1、与所述第三三极管Q1串联的第九电阻R10、与所述第九电阻R10串联的第十电阻R126和与所述第十电阻R126 串联的第七电容C149，所述第三三极管Q1的型号为BCX51，所述第九电阻R10 的阻值为400mR，所述第十电阻R126的阻值为200mR，所述第七电容C149的容量为15p，且所述第七电容C149的输出端与地连接。

上述实施例描述了本实用新型的技术原理，这些描述只是为了解释本实用新型的原理，而不能以任何方式解释为本实用新型保护范围的限制。基于此处的解释，本领域的技术人员不需要付出创造性的劳动即可联想到本实用新型的其他具体实施方式，这些方式都将落入本实用新型的保护范围内。