一种麦克风降噪电路

本发明涉及一种模拟降噪电路，尤其涉及一种麦克风降噪电路。

背景技术：

1、对于语音采集设备而言，自然界的各种背景声音会混入有用语音信号，形成干扰。麦克风是一种常用的语音采集设备。为了能更清楚地采集有用语音信号，麦克风都会进行降噪操作。麦克风降噪技术有很多种，目前最常用的是双麦克风降噪技术，即用两个隔离的声音采集通道同时采集声音，然后用差分的方法消除背景噪声。但是，双麦克风降噪技术并不能完全消除背景噪声。麦克风降噪技术常用的还有数字信号降噪方法，比如内置dsp的br262芯片将一些降噪算法植入芯片。数字信号降噪方法可以编程实现，适应性强，但是存在技术壁垒，使用成本高。麦克风降噪技术还包括模拟信号降噪方法，即电路实现降噪。中国专利cn202210213387，公开了一种模拟麦克风前置降噪电路，该电路采用放大电路加高低频滤波，降低了系统噪声，但是由于该电路是电容输入π型滤波，但是π型滤波器不适用于负载电流变化较为复杂的场景，所以对于热噪声并不有效还会消减语言信号的有效频谱分量。

技术实现思路

1、发明目的：针对以上问题，本发明提出一种麦克风降噪电路，其频率响应范围宽，能够有效降低热噪声，实现语音信号降噪，进一步提升语音质量。

2、技术方案：本发明所采用的技术方案是一种麦克风降噪电路，包括两个相同的微分运算电路模块，两个微分运算电路模块之间相互耦合；所述微分运算电路模块包括顺次电连接的加法器电路、第一微分电路、第二微分电路和反向器电路，都为运放电路；加法器电路中的第一运放(a2、a9)的负极作为所述微分运算电路模块的输入端，第一微分电路中的第二运放(a3、a10)的输出端经反相器后通过第四电阻(r4)反馈回第一运放的负极；第二微分电路的输出端通过第二电阻(r2)反馈回第一运放的负极；第二微分电路的输出端经过两个模拟乘法器和第三电阻(r3)反馈回第一运放的负极；待降噪语音信号s(t)和由本地晶振电路产生的正弦波信号vs相加作为第一微分运算电路模块的输入信号，正弦波信号vs经反相后作为第二微分运算电路模块的输入信号；第一微分运算电路模块中的第二微分电路的输出端信号和第二微分运算电路模块中的第二微分电路的输出端信号相减成为所述麦克风降噪电路的输出信号。

3、其中，所述的两个模拟乘法器串连，用于计算信号的平方。电路中各运放的正极经电阻接地。

4、所述两个微分运算电路模块之间相互耦合，包括：第一微分运算电路模块中的反向器电路的输出端经电阻r302连接至第二微分运算电路模块的输入端，第一微分运算电路模块中的第二微分电路的输出端经两个模拟乘法器b1和b2以及电阻r304连接至第二微分运算电路模块的输入端；第二微分运算电路模块中的反向器电路的输出端经电阻r301连接至第一微分运算电路模块的输入端，第二微分运算电路模块中的第二微分电路的输出端经两个模拟乘法器b3和b4以及电阻r303连接至第一微分运算电路模块的输入端。

5、优选的，该麦克风降噪电路中的集成运算放大器采用mx3554am，模拟乘法器采用ad734bq。

6、基于上述麦克风降噪电路，本发明还提出一种降噪麦克风，包括顺次电连接的双麦克风差分降噪电路、上述的麦克风降噪电路和a/d转换模块，所述双麦克风差分降噪电路的输出信号经所述麦克风降噪电路进一步降噪后，输出至麦克风的a/d转换模块。

7、有益效果：相比于现有技术，本发明具有以下优点：本发明属于语言信号的模拟降噪电路。本发明将混有噪声的语音信号通过两个耦合的微分运算电路模块进行处理，可以有效降低系统热噪声干扰，提升语音质量。本发明可应用于双麦克风降噪的后续阶段，在模拟信号阶段实现语音信号降噪。

技术特征：

1.一种麦克风降噪电路，其特征在于：包括两个相同的微分运算电路模块，两个微分运算电路模块之间相互耦合；

2.根据权利要求1所述的麦克风降噪电路，其特征在于：所述两个微分运算电路模块之间相互耦合，包括：第一微分运算电路模块中的反向器电路的输出端经电阻r302连接至第二微分运算电路模块的输入端，第一微分运算电路模块中的第二微分电路的输出端经两个模拟乘法器b1和b2以及电阻r304连接至第二微分运算电路模块的输入端；第二微分运算电路模块中的反向器电路的输出端经电阻r301连接至第一微分运算电路模块的输入端，第二微分运算电路模块中的第二微分电路的输出端经两个模拟乘法器b3和b4以及电阻r303连接至第一微分运算电路模块的输入端。

3.根据权利要求1所述的麦克风降噪电路，其特征在于：所述的两个模拟乘法器串连，用于计算信号的平方。

4.根据权利要求1所述的麦克风降噪电路，其特征在于：电路中各运放的正极经电阻接地。

5.根据权利要求1所述的麦克风降噪电路，其特征在于：该麦克风降噪电路中的集成运算放大器采用mx3554am，模拟乘法器采用ad734bq。

6.一种降噪麦克风，其特征在于，包括：如权利要求1～5任一项所述的麦克风降噪电路、双麦克风差分降噪电路和a/d转换模块，所述双麦克风差分降噪电路的输出信号作为所述麦克风降噪电路的输入，所述麦克风降噪电路的输出连接至麦克风的a/d转换模块。

技术总结
本发明公开了一种麦克风降噪电路，包括两个相同的微分运算电路模块，两个微分运算电路模块之间相互耦合。待降噪语音信号S(t)和由本地晶振电路产生的正弦波信号Vs相加作为第一微分运算电路模块的输入信号，正弦波信号Vs经反相后作为第二微分运算电路模块的输入信号；第一微分运算电路模块中的第二微分电路的输出端信号和第二微分运算电路模块中的第二微分电路的输出端信号相减成为所述麦克风降噪电路的输出信号。本发明属于语言信号的模拟降噪电路，将混有噪声的语音信号通过两个耦合的微分运算电路模块进行处理，可以有效降低噪声干扰，提升语音质量。本发明可应用于双麦克风降噪的后续阶段，在模拟信号阶段实现语音信号降噪。

技术研发人员：罗文茂
受保护的技术使用者：南京信息职业技术学院
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15