一种车载电流源式麦克风接口电路结构的制作方法

本发明涉及电学领域，尤其涉及麦克风接口电路，特别是一种车载电流源式麦克风接口电路结构。

背景技术：
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近年来，车载娱乐系统发展迅速，出现了Carplay/Carlife等应用，这些应用包含语音识别的功能，对麦克风电路的信噪比要求越来越高。为了滤除电路中的噪音，提高麦克风输出音频的信噪比，必须不断改进接口电路以满足不断提高的语音质量的要求。

现有技术中，传统的麦克风接口电路结构主要是把麦克风的正端和负端接入差分放大器的两个输入端。这种接入方式是把麦克风当成是一个电压源进行处理，对麦克风正负两端之间变化的电压信号进行放大。这种处理方式，无法抑制来自电源上的噪音。当电源上的电压波动时，麦克风的正端和负端之间电压也会跟着发生变化，从而使得麦克风输出信号的信噪比不达标。信噪比超标会导致语音识别发生误判，使得Carplay/Carlife等车载应用无法正常使用。

技术实现要素：
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本发明的目的在于针对汽车娱乐设备对麦克风输出音频质量的高要求而提供一种车载电流源式麦克风接口电路结构。所述的这种车载电流源式麦克风接口电路结构要解决现有技术中的电源噪音高、麦克风电路信噪比不达标、Carplay/Carlife等车载应用误判率高、语音识别效率差的技术问题。

本发明的这种车载电流源式麦克风接口电路结构，包括麦克风、第一电阻器、第二电阻器、第三电阻器、第四电阻器、第五电阻器、第一二极管、第二二极管、第一电容器、第二电容器和放大器，其中，所述的麦克风的负端与所述的第三电阻器、第一二极管、第二二极管串联连接地端，所述的麦克风的正端通过所述的第二电阻器连接电源，所述的第三电阻器的第一端通过所述的第一电容器和第四电阻器连接到所述的放大器的负输入端，所述的第三电阻器的第二端接到所述的放大器的正输入端，并通过所述的第一电阻器接到电源，所述的第五电阻器一端接所述的第四电阻器和放大器的负输入端，另一端接所述的放大器的输出端，所述的第二电容器和所述的第五电阻器并联，所述的放大器的输出端、第五电阻器、第二电容器和接口电路的输出端口相连，所述的放大器的电源正端连接电源，电源负端连接地端。

进一步的，麦克风为驻极体麦克风，所述驻极体麦克风内部设置有一个电容元件。

进一步的，第一电阻器和第二电阻器选用的阻值相等。

进一步的，第四电阻器和第五电阻器选用的阻值相等。

进一步的，第一二极管和第二二极管采用相同的二极管。

进一步的，放大器采用差分的运算放大器。

本发明和已有技术相比较，其效果是积极和明显的。本发明的车载电流源式麦克风接口电路结构，麦克风为驻极体麦克风，内部的电容元件，其电容随机械振动发生变化，从而产生与声波成比例的变化电压，这个变化的电压作用于麦克风内部的场效应，使得麦克风正负两端之间的电流发生变化，使得第三电阻器上的电流发生变化，从而使得第三电阻器两端的电压发生变化。通过检测麦克风中变化的电流，声音信号转化成第三电阻器两端的电压变化。麦克风有很高阻抗，等效于一个电流源。电源上的电压波动时，流过麦克风的电流没有变化，第三电阻器两端的电压也不会变化，从而使得第三电阻器两端的电压信号不受电源上的噪音干扰。第一二极管和第二二极管串联，并通过第一电阻器接到电源，将为放大器的负输入端提供一个稳定的偏置电平，从而避免引入电源上的噪音。通过消除电源上的噪音，麦克风接口电路的信噪比大幅提升。本发明提供了一种新型的麦克风接口电路结构，提高了麦克风信号的信噪比。电路结构不采用专用芯片，分离元器件使信号质量控制更具有灵活性，降低了开发设计中的成本，同时电路结构设计简单，便于实现应用。

附图说明：

图1是本发明的车载电流源式麦克风接口电路结构的示意图。

图2是传统的车载麦克风接口电路结构的示意图。

图3是传统的车载麦克风接口电路结构的频谱分析图。

图4是本发明的车载电流源式麦克风接口电路结构的频谱分析图。

具体实施方式：

实施例1:

如图1所示，本发明的车载电流源式麦克风接口电路结构，包括麦克风、第一电阻器R1、第二电阻器R2、第三电阻器R3、第四电阻器R4、第五电阻器R5、第一二极管D1、第二二极管D2、第一电容器C1、第二电容器C2和放大器U1，其中，所述的麦克风的负端P2与所述的第三电阻器R3、第一二极管D1、第二二极管D2串联连接地端GND，所述的麦克风的正端P1通过所述的第二电阻器R2连接电源Vcc，所述的第三电阻器R3的第一端P3通过所述的第一电容器C1和第四电阻器R4连接到所述的放大器U1的负输入端，所述的第三电阻器R3的第二端P4接到所述的放大器U1的正输入端，并通过所述的第一电阻器R1接到电源Vcc，所述的第五电阻器R5一端接所述的第四电阻器R4和放大器U1的负输入端，另一端接所述的放大器U1的输出端，所述的第二电容器C2和所述的第五电阻器R5并联，所述的放大器U1的输出端、第五电阻器R5、第二电容器C2和接口电路的输出端口Output相连，所述的放大器U1的电源正端连接电源Vcc，放大器U1电源负端连接地端GND。

进一步的，麦克风为驻极体麦克风，所述驻极体麦克风内部设置有一个电容元件C3。

进一步的，第一电阻器R1和第二电阻器R2选用的阻值相等。

进一步的，第四电阻器R4和第五电阻器R5选用的阻值相等。

进一步的，第一二极管D1和第二二极管D2采用相同的二极管。

进一步的，放大器U1采用差分的运算放大器。

如图2所示，传统的麦克风接口电路结构主要是把麦克风的正端P1和负端P2接入差分放大器的两个输入端。这种接入方式是把麦克风当成是一个电压源进行处理，对麦克风正端P1和负端P2之间变化的电压信号进行放大。这种处理方式，无法抑制来自电源Vcc上噪音。当电源Vcc上的电压波动时，麦克风的正端P1和负端P2之间电压也会跟着发生变化，从而使得麦克风输出信号的信噪比不达标。信噪比超标会导致语音识别发生误判，使得Carplay/Carlife等车载应用无法正常使用。

在两种接口电路的输出端口Output接音频分析仪，音频分析仪用来分析接口电路输出音频信号的信噪比和频谱。如图3所示是传统麦克风接口电路结构的频谱分析，由图可以看出在200hz到1khz的频段有源自电源和地网络的低频噪音。如图4所示是本发明的的频谱分析，由图可以看出200hz到1khz频段的噪音都被滤除了，同时电路的信噪比也从46db提高到了63db。

本发明的目的在于克服传统麦克风接口电路结构的设计不足，提供一种新型的麦克风接口电路结构，消除电源上的噪音，有效提高麦克风电路的信噪比，有效降低Carplay/Carlife语音识别的误判率，从而提供了一种较低成本、灵活度高、兼容性好的车载电流源式麦克风接口电路结构。