一种主动降噪控制器的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及耳机降噪领域，具体而言，涉及一种主动降噪控制器。
【背景技术】
[0002]在电子产品普及的今天，耳机成为人们生活中必不可少的日用品。耳机的种类很多，入耳式、头戴式，五颜六色，花样繁多，但如何有效降低外界噪声影响是提升耳机听音感受的一个共同问题。普通耳机对外界噪音的阻隔是依靠耳机材料特性对空气中传来的声波能量进行衰减，但这种方式通常对几千Hz以上的噪音可以起到比较好的屏蔽作用，对几百Hz以下的低频噪音的阻隔效果仍然不够理想。主动降噪耳机的原理是借用耳机单元产生与外来噪声具有同样幅度但相位相反的声波，在耳道内与外来噪音彼此相消，使噪音能量得以降低。为了实现主动降噪，需要在耳机上设置麦克风用于检测外界噪音，麦克风的位置可以是在发声单元朝向耳朵的一侧(检测残留噪音，对应于反馈型主动降噪)，也可以是在靠近耳机外部(检测环境噪音，对应于前馈型主动降噪)。主动降噪耳机在开启主动降噪功能时，不论有没有声音播放，耳机单元都处于工作状态以发出降噪声波，所需驱动信号由电路产生，是由麦克风信号经主动降噪电路信号处理获得，并且这部分电路需要电源供给。耳罩式的主动降噪耳机在机壳内装有电路板和供电用的电池。
[0003]入耳式耳机(或入耳式耳塞)的发声单元前方置有一小段导管，导管上套有胶质塞头，使用时塞头塞入耳道口并与耳道贴合，使耳机的密闭性提高。这种外形和结构设计不仅小巧方便，而且提高了对外部噪声的阻隔能力，成为小型化主动降噪耳机的首选。入耳式主动降噪耳机在普通入耳式耳机的基础上，增加了检测外部噪声或耳道内噪声的麦克风。因为入耳式耳机体积小，置入麦克风以后耳机内的腔体容积更小，无法提供空间容纳主动降噪需要的信号处理电路板以及给电路供电的电池，所以市面上的入耳式主动降噪耳机在耳机线上还有一个线控装置，该线控装置包含了主动降噪电路和电池。目前主流的入耳式降噪耳机，采用降噪电路安排在耳机体外部的方式。这种结构兼容了通用的3.5_立体声音频输入插头，放宽了降噪电路的体积要求，但成本较高，降低了便携性，且由于麦克风从耳机体到降噪电路经过了较长的连线，使麦克风信号容易受到干扰而产生杂音。
[0004]如，中国专利公开号为CN201947421U的实用新型专利，提供了一种入耳式降噪耳机，这种耳机在耳机壳内置有一壳体，壳体上安装了耳机发声单元和检测环境噪声的传感器(即麦克风)。这样的模块组装方式简化了耳机的设计，但其中的壳体和传感器仍然占据了耳机体内较多的空间，声腔容积减小。更重要的是，主动降噪的控制电路依然需要外置。
[0005]再如，中国专利公开号为CN102137319A的发明专利一种消除噪声的耳机及其驱动电路，公开了一种使用SOC (System On a Chip,系统单芯片)技术的主动降噪耳机驱动电路，将主动降噪功能集成到单一芯片中，简化了布线使得主动降噪电路可以置入到耳机壳内。但是这种芯片引脚较多，需要和外围元件一起焊装在电路板上，这一电路板势必需要占据耳机壳内相当部分空间。因为安放麦克风以后耳机壳内剩余容积已经很小，在不影响耳机外观的条件下很难容纳所述的电路，并且，这一 SOC芯片是通过模拟方式实现的，参数设定依靠外围元件和引脚连接调整，调试过程繁琐。这一方案的实现中，麦克风、电路板及耳机单元三部分在小体积机壳内的装配复杂，占用过多腔体容积还影响回放的低频特性。
【发明内容】
[0006]本发明提供一种主动降噪控制器，用于入耳式耳机以实现低成本的主动降噪，且不需改变耳机的外形结构，使用方便。
[0007]为达到上述目的，本发明提供了一种主动降噪控制器，包括基板、硅麦克风、通过ASIC (Applicat1n Specific Integrated Circuit,专用集成电路)技术集成的 ASIC 芯片及外壳，其中:
[0008]所述基板上设有印刷电路；所述硅麦克风和所述ASIC芯片固定在所述基板上并位于所述外壳与所述基板形成的封闭空间内，且所述硅麦克风和所述ASIC芯片之间通过第一组金线压焊连接，所述ASIC芯片与所述基板通过第二组金线压焊连接；
[0009]所述基板或所述外壳上与所述硅麦克风相对的位置设有声孔，以使外界噪音通过所述声孔被所述硅麦克风采集并转换成模拟电信号；
[0010]所述基板上还设有引线焊盘，所述引线焊盘包括耳机单元正端焊盘、耳机单元负端焊盘、电源输入端焊盘、音频输入端焊盘及公共接地端焊盘，所述耳机单元正端焊盘、所述耳机单元负端焊盘、所述音频输入端焊盘、所述电源输入端焊盘及所述公共接地端焊盘分别通过所述基板上的印刷电路和所述第二组金线连接至所述ASIC芯片的的耳机驱动正引脚、耳机驱动负引脚、音频输入引脚、电源输入引脚及公共地引脚。
[0011]其中，所述ASIC芯片集成有依次连接的麦克风前置放大电路、A/D转换电路、数字信号处理电路、D/A转换电路、音频信号混合电路、差分驱动电路、第一模拟开关及第二模拟开关，其中，所述麦克风前置放大电路接收所述娃麦克风输出的模拟电信号且对该模拟电信号进行放大处理，并将经放大处理后的模拟电信号传递给所述A/D转换电路，所述A/D转换电路将接收的模拟电信号转换成数字电信号并传递至所述数字信号处理电路，所述数字信号处理电路将所述数字电信号进行滤波处理后送入所述D/A转换电路，所述D/A转换电路将滤波处理后的数字电信号还原成模拟电信号，经所述D/A转换电路还原的模拟电信号进入所述音频信号混合电路，所述音频信号混合电路将其与由音频输入引脚传递来的音频信号叠加后输出至所述差分驱动电路，所述差分驱动电路将叠加后的混合信号转变成差分信号并缓冲输出，所述差分信号的正端连接第一模拟开关，所述差分信号的负端连接所述第二模拟开关。
[0012]其中所述数字信号处理电路包括5?10个一阶或二阶IIR滤波器的组合，其中的3?6个所述的IIR滤波器的系数通过寄存器配置，从而使整个数字信号处理电路的频率响应通过寄存器调节，以配合具有不同频率响应特性的耳机系统，实现数字电信号最终转变为通过所述耳机单元输出的声波与外界噪音的声波满足大小相等、相位相反的关系。
[0013]其中，所述第一模拟开关和所述第二模拟开关都为二路选择开关，且所述第一模拟开关和所述第二模拟开关同步切换，所述第一模拟开关的二路输入端分别连接所述差分信号的正端及所述音频输入引脚，所述第一模拟开关的输出端连接所述耳机驱动正引脚，实现所述耳机驱动正引脚与所述差分信号的正端或所述音频信号输入端连接的切换，所述第二模拟开关的二路输入端分别连接所述差分信号的负端及所述公共地引脚，所述第二模拟开关的输出端连接所述耳机驱动负引脚，实现所述耳机驱动负引脚与所述差分信号的负端或所述公共接地端链接的切换，当所述第一模拟开关切换至所述差分信号的正端与所述耳机驱动正引脚连接时，所述第二模拟开关同步切换至所述差分信号的负端与所述耳机驱动负引脚连接，所述差分信号驱动耳机单元，所述主动降噪控制器产生抵消外界噪音的降噪信号，工作在主动降噪模式；当所述第一模拟开关切换至所述音频信号输入端与所述耳机驱动正引脚连接时，所述第二模拟开关同步切换至所述公共地引脚与所述耳机驱动负引脚连接，此时，所述ASIC芯片的所述麦克风前置放大电路、所述A/D转换电路、所述数字信号处理电路、所述D/A转换电路、所述音频信号混合电路及所述差分驱动电路关闭，由所述音频输入引脚传递来的音频信号直接驱动耳机单元，所述耳机主动降噪控制器不产生抵消外界噪音的降噪信号，工作在直通模式。
[0014]其中，所述ASIC芯片还集成有电源监测模块和系统管理模块，所述电源监测模块用于监测所述电源输入端的电压，所述系统管理模块包括可编程存储器，所述可编程存储器存储所述寄存器的默认值，并在系统上电时将所述默认值装入所述寄存器，当所述电源监测模块监测到所述电源输入端的电压低于预先设定的1.6V?2.1V之间的一个电压阈值时，所述系统管理模块将所述第一模拟开关切换至所述音频信号输入端与所述耳机驱动正引脚连接，将所述第二模拟开关同步切换至所述公共地引脚与所述耳机驱动负引脚连接，由输入音频信号直接驱动耳机单元，同时，所述麦克风前置放大电路、A/D转换电路、数字信号处理电路、D/A转换电路、音频信号混合电路、差分驱动电路均处于关闭状态，所述主动降噪控制器工作在所述直通模式；当所述电源监测模块监测到所述电源输入端的电压高于该电压阈值时，所述系统管理模块将所述第一模拟开关切换至所述差分信号的正端与所述耳机驱动正引脚连接，将所述第二模拟开关同步切换至所述差分信号的负端与所述耳机驱动负引脚连接，所述差分信号驱动耳机单元，所述主动降噪控制器工作