一种降噪耳机的制作方法

本发明涉及降噪耳机领域，更具体地，本发明涉及一种设置有信号限幅单元的降噪耳机。

背景技术：

正常使用场景下的降噪耳机是对某一信号幅度或者频率范围内的噪声信号通过反相放大，实现噪声抑制，图1为现有常用噪声信号反相放大方法。图1中降噪电路的增益由R2与R1的比例决定,在实际使用场景中，对于噪音突变很大，或者密闭空间使用时，噪声会超过正常的噪音信号幅度，会导致运放因为输入信号过大，使运放饱和，造成运放过流保护断电，同时因为此噪音突变对使用者造成听感上极为不舒适的爆破音。

技术实现要素：

本发明的一个目的是提供一种避免后级运放饱和导致掉电产生的不适听感的新技术方案。

根据本发明的第一方面，提供了一种降噪耳机，包括信号限幅单元、放大单元和降噪麦克风，所述降噪麦克风被设置为采集噪声信号，并将所述噪声信号传输至用于向所述放大单元提供输入信号的嵌位端；所述放大单元被设置为对接收到的输入信号进行放大处理得到放大噪声信号；所述信号限幅单元连接在所述嵌位端和接地端之间，所述信号限幅单元被设置为将所述输入信号的电压固定在设定范围内。

可选的是，所述信号限幅单元为嵌位电路。

可选的是，所述信号限幅单元为二极管。

可选的是，所述降噪耳机还包括反相单元，所述反相单元被设置为反相所述放大噪声信号后传送至所述降噪耳机的听筒，或者反相所述输入信号后传送至所述放大单元。

可选的是，所述放大单元和所述反相单元均由一反相放大器提供。

可选的是，所述降噪耳机还包括用于采集讲话者声音信号的通话麦克风。

可选的是，所述降噪耳机还包括高通滤波单元，所述高通滤波单元被设置为滤除所述噪声信号中的高频信号后传送至所述嵌位端。

本发明的发明人发现，在现有技术中，存在噪音突变对使用者造成听感上极为不舒适的爆破音的问题。而在本发明中，通过在降噪麦克风和放大单元的输入端之间增加信号限幅单元，使放大单元的输入信号的电压固定在设定范围内，进而使得输出限定在设定范围内，不会使后级运放饱和导致掉电产生的不适听感，提升用户体验。因此，本发明所要实现的技术任务或者所要解决的技术问题是本领域技术人员从未想到的或者没有预期到的，故本发明是一种新的技术方案。

通过以下参照附图对本发明的示例性实施例的详细描述，本发明的其它特征及其优点将会变得清楚。

附图说明

被结合在说明书中并构成说明书的一部分的附图示出了本发明的实施例，并且连同其说明一起用于解释本发明的原理。

图1是现有降噪耳机的一种实施结构的电路原理图；

图2是根据本发明降噪耳机的一种实施结构的方框原理图；

图3是根据本发明降噪耳机的一种实施结构的电路原理图。

附图标记说明：

U1-信号限幅单元； U2-放大单元；

MIC1、MIC2-麦克风； P1-嵌位端；

接地端-GND； signal-放大噪声信号；

U3-反相单元； R1、R2-电阻；

Vin-反相放大器的输入信号； Vout-反相放大器的输出信号。

具体实施方式

现在将参照附图来详细描述本发明的各种示例性实施例。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。

以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。

对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为说明书的一部分。

在这里示出和讨论的所有例子中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它例子可以具有不同的值。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

为了解决现有技术中存在的噪音突变对使用者造成听感上极为不舒适的爆破音的问题，提供了一种降噪耳机，如图2所示，本发明降噪耳机包括信号限幅单元U1、放大单元U2和降噪麦克风MIC1，降噪麦克风MIC1被设置为采集噪声信号，并将该噪声信号传输至用于向放大单元U2提供输入信号的嵌位端P1，放大单元U2被设置为对接收到的输入信号进行放大处理得到放大噪声信号signal；信号限幅单元U1连接在嵌位端P1和接地端GND之间，信号限幅单元U1被设置为将输入信号的电压固定在设定范围内。

如果噪音突变很大，或者密闭空间使用时，噪声会超过正常的噪音信号幅度，会导致噪声信号的电压过大，通过在嵌位端P1和接地端GND之间连接信号限幅单元U1，使得放大单元U2的输入信号的电压固定在设定范围内，不会导致放大单元U2输出的放大噪声信号signal的电压过大，因此，不会使得后级运放饱和产生爆破音。

这样，通过在放大单元U2的输入端之前增加信号限幅单元U1，使得放大单元U2的输入信号的电压固定在设定范围内，进而使得放大单元U2输出的放大噪声信号signal的电压也固定在另一设定范围内，有效解决了降噪耳机在非正常的噪音环境下使用对用户听力造成的损伤及听感不适，就不会使后级运放饱和导致掉电产生的爆破音，提升用户体验。

其中，嵌位端P1可以设置在降噪麦克风MIC1传输麦克风信号至放大单元U2的路径上的任意位置，即信号限幅单元U1也可以连接在降噪麦克风MIC1和放大单元U2之间的任意位置上。

在本发明的一个具体实施例中，信号限幅单元U1可以是嵌位电路，其中嵌位电路是将脉冲信号的某一部分固定在指定电压值上，并保持原波形形状不变的电路，钳位电路的作用是将周期性变化的波形的顶部或底部保持在某一确定的直流电平上。这样，就实现了将放大单元U2的输入信号的电压限定在固定值上，实现对输入信号电压的嵌位作用。

在本发明的另一个具体实施例中，信号限幅单元U1可以为二极管，其中，二极管的钳位作用是指利用二极管正向导通压降相对稳定，且数值较小(有时可近似为零)的特点，来限制电路中某点的电位。信号限幅单元U1也可以使用TVS等其他电压限幅电子元件。

进一步地，由于降噪耳机的主动降噪主要原理是将降噪麦克风采集到的麦克风信号进行反向、放大等处理后，通过耳机听筒发射与噪声相位相反、振幅相同的声波来抵挡噪声，使得噪声消失，因此，本发明降噪耳机还包括反相单元U3，该反相单元U3被设置为反相放大噪声信号signal后传送至降噪耳机的听筒，或者反相输入信号后传送至放大单元，具体的，反相可以是在放大处理之前，也可以是在放大处理之后。

在此基础上，放大单元U2和反相单元U3可以均由一反相放大器提供，该反相放大器的电路结构例如可以如图3所示，降噪电路的增益由R2与R1的比例决定,

其中，Vout是反相放大器的输出信号，Vin是反相放大器输入信号，R2是电阻R2的阻值，R1是电阻R1的阻值。

这样，就在实现反相和放大的基础上，节省了本发明降噪耳机电路空间，使得本发明降噪耳机更加容易实现。

具体的，本发明降噪耳机还包括用于采集讲话者声音信号的通话麦克风，这样，本发明的降噪耳机就还能够实现通话降噪，具体的，通话降噪的主要原理是将降噪麦克风采集到的麦克风信号进行反向、放大等处理后，将与噪声相位相反、振幅相同的声波发送至通话的另一端，使得通话过程中的噪声消失。

如果本发明降噪耳机使用的麦克风为驻极体电容麦克风(本技术领域通常称为ECM麦克风)，本发明降噪耳机在风或强气流存在的情况下使用该麦克风时，或当讲话者的呼气直接冲击ECM麦克风时，ECM麦克风中由于风压的波动而产生一种明显的低频冲击性的噗噗喷气声。这种喷气声可严重地降低声音信号的质量，这就是风噪。风噪的产生是由于风吹到耳机结构与耳机结构发生摩擦产生的湍流声音，尤其是吹到耳机外壳的进声孔的风噪，这样的风噪不但难以用上述的主动降噪功能消除，反而可能被抬升，影响降噪效果。

因此，在本发明的一个具体实施例中，本发明的降噪耳机还可以包括高通滤波单元，高通滤波单元被设置为滤除噪声信号中的高频信号后传送至嵌位端，这样可以滤掉噪声信号中大部分的低频风噪，有效提升本发明降噪耳机的麦克风防风噪的效果。

上述各实施例主要重点描述与其他实施例的不同之处，但本领域技术人员应当清楚的是，上述各实施例可以根据需要单独使用或者相互结合使用。以上所描述的实施例仅仅是示意性的，其中，上述各实施例中所述的任意单元或者电路可以是由一个或多个物理部件实现，也可以是一个物理部件实现多个单元或者电路。本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的情况下，即可以理解并实施。

虽然已经通过例子对本发明的一些特定实施例进行了详细说明，但是本领域的技术人员应该理解，以上例子仅是为了进行说明，而不是为了限制本发明的范围。本领域的技术人员应该理解，可在不脱离本发明的范围和精神的情况下，对以上实施例进行修改。本发明的范围由所附权利要求来限定。