麦克风电路、系统以及耳机的制作方法
【专利摘要】本发明实施例提供了一种麦克风电路、系统以及耳机，其中，麦克风电路包括：麦克芯片和信号调节电路，麦克芯片具有直流电源输入端、第一信号输出端和与地连接的接地端，信号调节电路连接在第一信号输出端与地之间，使得在第一信号输出端与地之间构成交流信号通路，用于将第一信号输出端输出的第一模拟音频信号叠加到直流电源输入端的直流电源输入信号上进行输出。本发明实施例通过在原有输出模拟音频信号的第一信号输出端和地之间设置能够导通交流信号的信号调节电路，从而将第一信号输出端输出的模拟信号叠加到直流电源输入端的直流电源输入信号上输出，从而减少了麦克电路的输出引脚，进而为节省麦克设备与终端之间的接口资源提供操作空间。
【专利说明】
麦克风电路、系统以及耳机
技术领域
[0001]本发明实施例涉及一种电路及系统，尤其涉及一种麦克风电路、系统以及耳机。
【背景技术】
[0002]外接MIC—直是电脑、手机、平板电脑等终端的重要外设，随着移动终端的普及，带有MIC的耳机较为广泛地应用在移动终端上。MIC的耳机兼具了播放音频(视频、音乐、通话语音输出)和声音(通话时的语音)输入的功能。
[0003]如图1所示，其为现有技术的与手机连接的MIC电路的结构示意图。现有技术的MIC电路需要三根连接线与手机端进行连接，分别是从MIC芯片的接地端GND、MIC信号输出端OUTPUT以及直流电源输入端VDD引出的三根连接线。随着技术的发展，终端与外设之间存在着多种连接接口，例如串口、并口、HDMI(High Definit1n Multimedia Interface，高清晰度多媒体接口)、SATA(Serial Advanced Technology Attachment，串行高级技术附件)、USB(Universal Serial Bus，通用串行总线)TYPE_A、USB TYPE-B^USB TYPE-C等接口。但是，由于终端本身以及外设的小型化以及传输信息的复杂化的趋势，接口资源越来越紧张，因此，如何更加有效地节省接口资源也是目前研发的重点方向。
【发明内容】
[0004]本发明实施例提供了一种麦克风电路、系统以及耳机，以减少麦克设备的连接引脚，进而为节省麦克设备与终端之间的接口资源提供操作空间。
[0005 ]本发明实施例提供了一种麦克风电路，包括:麦克芯片和信号调节电路，所述麦克芯片具有直流电源输入端、第一信号输出端和与地连接的接地端，
[0006]所述信号调节电路连接在所述第一信号输出端与地之间，使得在所述第一信号输出端与所述地之间构成交流信号通路，用于将所述第一信号输出端输出的第一模拟音频信号叠加到所述直流电源输入端的直流电源输入信号上进行输出。
[0007]本发明实施例还提供了一种耳机，包括上述的麦克风电路。
[0008]本发明实施例还提供了一种麦克风电路系统，包括:终端和上述的麦克风电路。
[0009]本发明实施例的麦克风电路、系统以及耳机，通过在原有的用于输出模拟音频信号的第一信号输出端和地之间设置能够导通交流信号的信号调节电路，从而将第一信号输出端输出的模拟信号叠加到直流电源输入端的直流电源输入信号上进行输出，从而减少了原有麦克电路的输出引脚，进而为节省麦克设备与终端之间的接口资源提供操作空间。
[0010]上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本发明的【具体实施方式】。
【附图说明】
[0011 ]图1为现有技术的与手机连接的MIC电路的结构示意图。
[0012]图2为本发明实施例一的麦克风电路的结构不意图之一。
[0013]图3为本发明实施例一的麦克风电路的结构不意图之二。
[0014]图4为本发明实施例一的麦克风电路的等效电路原理图。
[0015]图5为本发明实施例二的麦克风电路的结构示意图。
[0016]图6为本发明实施例三的麦克风电路的结构示意图。
【具体实施方式】
[0017]下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。
[0018]实施例一
[0019]如图2所示，其为本发明实施例一的麦克风电路的结构示意图之一，该麦克风电路包括:麦克(MIC)芯片I和信号调节电路2，所述麦克芯片I具有直流电源输入端VDD、第一信号输出端OUTl和与地连接的接地端GND。
[0020]所述信号调节电路连接在所述第一信号输出端与地之间，使得在所述第一信号输出端与所述地之间构成交流信号通路，用于将所述第一信号输出端输出的第一模拟音频信号叠加到所述直流电源输入端的直流电源输入信号上进行输出。其中，在本发明实施例中，所述麦克芯片优选采用MEMS(微型机电系统)型麦克芯片。
[0021]本实施例充分利用了麦克芯片中的运算放大器的虚短的原理，通过在第一信号输出端OUTI与地之间连接一个允许交流信号通过的信号调节电路，从而在VDD、OUTI与地之间形成了交流信号通路，使得原本从第一信号输出端OUTl输出的模拟音频信号能够叠加到VDD端，并通过给MIC芯片供电的线路输出模拟音频信号，从而减少了原有麦克电路的输出引脚，进而为节省麦克设备与终端之间的接口资源提供了操作空间。
[0022]具体地，如图3所示，其为本发明实施例一的麦克风电路的结构示意图之二，其中，信号调节电路2可以包括滤波电路21，该滤波电路21的一端与所述第一信号输出端连接，另一端接地，其带通范围为声音频率的范围，即能够滤除声音频率以外的交流信号，仅使有效的模拟音频信号叠加到所述直流电源输入端VDD的线路上进行输出。
[0023 ] 进一步地，该麦克风电路还可以包括第一电阻3，该第一电阻的一端连接所述直流电源输入端，另一端连接直流电源，在所述第一电阻与所述直流电源输入端之间设置有第二信号输出端0UT2，该第二信号输出端0UT2用于向外输出所述第一模拟音频信号与所述直流电源输入信号叠加后的第二模拟音频信号，该第一电阻的主要作用在于，在直流电源输入端VDD的线路上形成负载，从而能够输出第二模拟音频信号。需要说明的是，虽然目前的第二模拟音频信号和原本应该从第一信号输出端的模拟音频信号在信号值上是不同的，但是由于直流电源输入端VDD输入的是一个稳定的直流信号，因此对于音频信号而言，其幅值是被整体的改变，其频谱特性并未改变，音频信号上的各个采样点的幅值之间的相对关系没有改变，因此，仍然包含了原始声音信号的特性。
[0024]进一步地，该信号调节电路还可以包括第二电阻22，所述第二电阻的一端与所述第一信号输出端连接，另一端接地，所述第二电阻用于调节所述第二模拟音频信号的直流工作点。增加第二电阻的主要作用在于，将直流工作点从地拉高，从而能够更好地叠加到直流电源输入信号上进行输出。优选地，所述第一电阻和所述第二电阻的阻值应该满足使所述第二模拟音频信号的幅值波动范围处于所述直流电源的输出电压与接地电压之间的条件，即通过第一电阻和第二电阻的分压，将第二模拟音频信号直流工作点稳定在一个合适的位置，从而减少从直流电源输入端VDD的线路输出的信号的失真。
[0025]下面再通过图4所示的等效电路原理图，来进一步说明上述的麦克风电路。图4中，将MIC芯片中的用于采集声音信号的传感器部件简略表达为传感器11，传感器11的基本原理是通过振膜触发产生波动的电信号(图中用波浪线示出)。如图4中，传感器11向Q点输出由声音信号转换而来的电信号。Q点是在将MIC芯片中的运算放大器虚短之后，VDD与OUTl就等同于一点即Q点，从图中可以看出，Q点下方到地之间存在两个分支，其中个分支流向第二电阻22，另一个分支流向滤波电路21。在图中，将流经各个支路的电流信号分为直流分量和交流分量进行表达，其中，在第一电阻所在的分支上即有交流分量又有之路分量，在滤波电路21的分支上，对于交流分量而言阻抗很小，因此，交流分量将会主要流向滤波电路21所在的分支，而直流分量主要流向第二电阻22所在的分支。因此，图4的等效电路图可以得出如下等式:
[0026]Ι1+Δ?1 = Ι2+Δ?3................................................式(I)
[0027]如上面分析可知，交流分量主要流向滤波电路21所在的分支，而直流分量主要流向第二电阻22所在的分支，由此可以得出如下结论:Ail ? Ai3、Il ? 12。而Ail或Ai3主要是由于传感器11的输出所造成的，即第一模拟音频信号(原来从OUTl应该输出的模拟音频信号)的主要来源就是传感器11的输出，即Ai3就是第一模拟音频信号，Il对应于直流电源输入信号。通过上述计算公式可知，Ail - Ai3，那么实际就是将Ail叠加到了第一电阻所在的之路上，也就是直流电源输入端VDD的线路上，从而实现了在直流电源输入信号上叠加模拟音频信号进行输出。
[0028]实施例二
[0029]实施例一主要是围绕MIC芯片来介绍相关电路结构，本实施例将进一步介绍在将上述的麦克风电路与终端连接的场景下的相关电路结构。如图5所示，其为本发明实施例二的麦克风电路的结构示意图，在实施例一的麦克风电路基础上，增加了接口模块4。其中，所述第二信号输出端0UT2位于终端侧，在所述第二信号输出端与所述麦克芯片的直流电源输入端之间设置接口模块4。
[0030]进一步地，在所述终端侧设置有麦克模数(ADC)处理模块，所述麦克模数处理模块包括MICBIAS信号输出端和麦克信号输入端，所述直流电源为MICBIAS信号输出端输出的MICBIAS信号，所述第一电阻的一端与所述MICBIAS信号输出端连接，另一端通过所述接口模块与所述麦克芯片的直流电源输入端连接，所述第二信号输出端与所述麦克信号输入端连接。此外，接地端GND也通过接口模块4与终端侧的麦克模数(ADC)处理模块接地端连接，从而使得麦克芯片与终端侧的麦克模数(ADC)处理模块共地。
[0031]在本实施例中，将第一信号输出端输出的模拟信号叠加到直流电源输入端的直流电源输入信号上进行输出，从而减少了原有麦克电路的输出引脚。此外，如图5中可以看出，第二信号输出端设置于终端一侧，从而也节省了麦克风电路与终端之间的接口模块的引脚资源。
[0032]实施例三
[0033]如图6所示，其为本发明实施例三的麦克风电路的结构示意图。本实施例与实施例二的不同之处在于，本实施例中的接口模块4为具有适应正反插结构的接口模块。
[0034]具体地，该接口模块可以具有位置上具有正反插对称关系的第一MIC/地连接引脚和第二 MIC/地连接引脚。这里所说的MIC/地连接引脚的含义是，麦克风芯片只通过两根线与终端侧连接，一根是接地线，另一根是用于传输叠加了第一模拟音频信号的直流电源输入信号的传输线(可以称作是MIC信号传输线，输出的是第二模拟音频信号)，但是由于正反插的可能性，这两根线与第一 MIC/地连接引脚和第二 MIC/地连接引脚的对应关系可能会有变化，即第一MIC/地连接引脚和第二MIC/地连接引脚均有可能接麦克风芯片的GND，也有可能接MIC信号传输线。
[0035]相应地，在所述终端侧，所述直流电源为终端侧的麦克模数处理模块输出的MICBIAS信号，所述麦克模数处理模块具有MICBIAS信号输出端、MIC+输入端、MIC-输入端，所述第一电阻和所述第二信号输出端均为两个，
[0036]所述MIC+输入端与所述第一MIC/地连接引脚和所述第二 MIC/地连接引脚其中之一连接，所述MIC-输入端与所述第一 MIC/地连接引脚和所述第二 MIC/地连接引脚中的另一个连接，
[0037 ]所述两个第一电阻的一端均与所述MICBI AS信号输出端连接，其中一个第一电阻的另一端与所述第一 MIC/地连接引脚和所述第二 MIC/地连接引脚其中之一连接形成第一线路段，另一个第一电阻的另一端与所述第一 MIC/地连接引脚和所述第二 MIC/地连接引脚中的另一个连接形成第二线路段，
[0038]所述两个第二信号输出端其中之一设置在所述第一线路段上，并与所述MIC+输入端连接，另外一个第二信号输出端设置在所述第二线路段上，并与所述MIC-输入端连接；
[0039]在所述麦克芯片侧，所述直流电源输入端与所述第一MIC/地连接引脚和所述第二MIC/地连接引脚其中之一连接，所述接地端与所述第一 MIC/地连接引脚和所述第二 MIC/地连接引脚中的另一个连接。
[0040]基于图6所示的电路结构图，在麦克ADC处理模块中设置有差分处理模块，用于对MIC+输入端和所述MIC-输入端的信号进行差分处理，获取所述第二模拟音频信号。在本实施例中，采用差分信号的处理方式来处理MIC+_INPUT和MIC-_INPUT的输入信号，即将MIC+_INPUT和MIC-_INPUT的输入信号进行差分处理，从而获得MIC芯片输出的第二模拟音频信号。基于差分处理的原理，无论MIC+_INPUT和MIC-_INPUT哪个端口输入第二模拟音频信号、哪个端口输入接地信号，均可以获得第二模拟音频信号。
[0041 ]较为优选地，上述接口模块为TYPE-C接口，则所述第一MIC/地连接引脚为SBUl引脚，所述第二MIC/地连接引脚为SBU2引脚。TYPE-C接口的特性之一就是能够适应正反插，而SBUl和SBU2可以作为与MIC芯片进行接口的引脚，SBUl和SBU2引脚在TYPE-C接口的物理结构上述是呈中心对称分布的。
[0042]实施例四
[0043]上述实施例中的麦克风电路可以设置在耳机中，作为耳机的一部分。在应用TYPE-C接口的情况下，耳机的左右声道的音频信号可以通过TYPE-C接口的DP和DN两个引脚进行信号传输。
[0044]此外，上述的麦克风电路或者上述的耳机可以和终端一起构成一个麦克风电路系统，从而实现麦克风信号从MIC芯片中产生，然后叠加到直流电源输入信号中输出到终端侧，再由终端侧的麦克模数处理模块进行提取处理，从而在终端中进行存储或者播放。
[0045]本领域普通技术人员可以理解:实现上述各方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成。前述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中。该程序在执行时，执行包括上述各方法实施例的步骤;而前述的存储介质包括:R0M、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
[0046]最后应说明的是:以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制;尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
【主权项】
1.一种麦克风电路，其特征在于，包括:麦克芯片和信号调节电路，所述麦克芯片具有直流电源输入端、第一信号输出端和与地连接的接地端， 所述信号调节电路连接在所述第一信号输出端与地之间，使得在所述第一信号输出端与所述地之间构成交流信号通路，用于将所述第一信号输出端输出的第一模拟音频信号叠加到所述直流电源输入端的直流电源输入信号上进行输出。2.根据权利要求1所述的麦克风电路，其特征在于，所述信号调节电路包括滤波电路， 所述滤波电路的一端与所述第一信号输出端连接，另一端接地，所述滤波电路的带通范围为声音频率的范围。3.根据权利要求2所述的麦克风电路，其特征在于，还包括第一电阻， 所述第一电阻的一端连接所述直流电源输入端，另一端连接直流电源，在所述第一电阻与所述直流电源输入端之间设置有第二信号输出端，用于向外输出所述第一模拟音频信号与所述直流电源输入信号叠加后的第二模拟音频信号。4.根据权利要求3所述的麦克风电路，其特征在于，所述信号调节电路还包括第二电阻，所述第二电阻的一端与所述第一信号输出端连接，另一端接地，所述第二电阻用于调节所述第二模拟音频信号的直流工作点。5.根据权利要求4所述的麦克风电路，其特征在于，所述第一电阻和所述第二电阻的阻值满足使所述第二模拟音频信号的幅值波动范围处于所述直流电源的输出电压与接地电压之间的条件。6.根据权利要求3所述的麦克风电路，其特征在于，在所述第二信号输出端位于终端侧，在所述第二信号输出端与所述麦克芯片的直流电源输入端之间设置接口模块。7.根据权利要求6所述的麦克风电路，其特征在于，在所述终端侧设置有麦克模数处理模块，所述麦克模数处理模块包括MICBIAS信号输出端和麦克信号输入端，所述直流电源为MICBIAS信号输出端输出的MICBIAS信号，所述第一电阻的一端与所述MICBIAS信号输出端连接，另一端通过所述接口模块与所述麦克芯片的直流电源输入端连接，所述第二信号输出端与所述麦克信号输入端连接。8.根据权利要求6所述的麦克风电路，其特征在于，所述接口模块为具有适应正反插结构的接口模块。9.根据权利要求8所述的麦克风电路，其特征在于，所述接口模块具有位置上具有正反插对称关系的第一 MIC/地连接引脚和第二 MIC/地连接引脚， 在所述终端侧，所述直流电源为终端侧的麦克模数处理模块输出的MICBIAS信号，所述麦克模数处理模块具有MICBIAS信号输出端、MIC+输入端、MIC-输入端，所述第一电阻和所述第二信号输出端均为两个， 所述MIC+输入端与所述第一 MIC/地连接引脚和所述第二 MIC/地连接引脚其中之一连接，所述MIC-输入端与所述第一 MIC/地连接引脚和所述第二 MIC/地连接引脚中的另一个连接， 所述两个第一电阻的一端均与所述MICBI AS信号输出端连接，其中一个第一电阻的另一端与所述第一 MIC/地连接引脚和所述第二 MIC/地连接引脚其中之一连接形成第一线路段，另一个第一电阻的另一端与所述第一 MIC/地连接引脚和所述第二 MIC/地连接引脚中的另一个连接形成第二线路段， 所述两个第二信号输出端其中之一设置在所述第一线路段上，并与所述MIC+输入端连接，另外一个第二信号输出端设置在所述第二线路段上，并与所述MIC-输入端连接； 在所述麦克芯片侧，所述直流电源输入端与所述第一 MIC/地连接引脚和所述第二 MIC/地连接引脚其中之一连接，所述接地端与所述第一 MIC/地连接引脚和所述第二 MIC/地连接引脚中的另一个连接。10.根据权利要求9所述的麦克风电路，其特征在于，还包括设置在麦克模数处理模块中的差分处理模块，用于对MIC+输入端和所述MIC-输入端的信号进行差分处理，获取所述第二模拟音频信号。11.根据权利要求9所述的麦克风电路，其特征在于，所述接口模块为TYPE-C接口，所述第一 MIC/地连接引脚为SBUl引脚，所述第二 MIC/地连接引脚为SBU2引脚。12.根据权利要求1所述的麦克风电路，其特征在于，所述麦克芯片为MEMS型麦克芯片。13.—种耳机，其特征在于，包括，如权利要求1至11任一所述的麦克风电路。14.一种麦克风电路系统，其特征在于，包括:终端和如权利要求1至11任一所述的麦克风电路。
【文档编号】H04R3/00GK105872904SQ201610249272
【公开日】2016年8月17日
【申请日】2016年4月20日
【发明人】赵庆, 关彬, 潘志刚
【申请人】乐视控股（北京）有限公司, 乐视移动智能信息技术（北京）有限公司