專利名稱：具有高頻濾波功能的語音電路及移動終端的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于音頻處理技術(shù)領(lǐng)域，具體地說，是涉及一種可以濾除高頻噪聲的語音電路以及采用該具有高頻濾波功能的語音電路設(shè)計的移動終端。
背景技術(shù)：
在一般的語音系統(tǒng)中，如果存在播放多媒體文件和語音通話兩個功能時，比如手機、對講機等移動終端，都會采用兩個電聲轉(zhuǎn)換器件一個是聽筒，一個是揚聲器。其中，在語音系統(tǒng)中用于播放多媒體文件的硬件電路通過功率放大電路連接揚聲器，利用揚聲器實現(xiàn)多媒體文件的大音量播放；而用于播放通話語音的硬件電路則連接聽筒，在通話時利用聽筒播放對方的語音信號?，F(xiàn)有語音系統(tǒng)的硬件架構(gòu)可以參見圖1所示。為了減小失真和噪聲以及出于增強保密性的考慮，當(dāng)語音通話時，需要人耳貼近聽筒使用。但是，限于成本以及結(jié)構(gòu)的限制，有一些語音通信產(chǎn)品只采用一個電聲轉(zhuǎn)換器件來設(shè)計其語音系統(tǒng)，即只使用一個揚聲器，而不設(shè)置聽筒，如圖2所示。此類語音系統(tǒng)在播放多媒體文件時，與一般的語音系統(tǒng)無差異；而當(dāng)語音通話時，通過語音通話硬件電路輸出的語音信號則需要通過隔離電路和阻抗匹配電路處理后，才能驅(qū)動揚聲器輸出，人耳同樣需要貼近揚聲器來接聽對方語音。這種采用聽筒和揚聲器使用二合一的語音系統(tǒng)設(shè)計方案，在語音通話模式下，人耳往往會接聽到高于語音頻率的隨機噪聲，這種隨機噪聲可能來源于電源噪聲、數(shù)模轉(zhuǎn)換時產(chǎn)生的噪聲等。為了濾除這種噪聲，目前的解決方案都是依靠語音通話硬件電路中集成在DSP芯片中的數(shù)字濾波器進行濾除的，一旦輸出給揚聲器的模擬信號中存在隨機噪聲， 就必須通過專門設(shè)計獨立的濾波電路加以濾除，但是由此一來，也相應(yīng)地造成電路結(jié)構(gòu)復(fù)雜，硬件成本升高的問題。因此，目前還缺乏一種行之有效的解決方案。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的在于提供一種具有高頻濾波功能的語音電路，在提高語音輸出質(zhì)量的前提下，盡可能地簡化電路結(jié)構(gòu)。為解決上述技術(shù)問題，本實用新型采用以下技術(shù)方案予以實現(xiàn)—種具有高頻濾波功能的語音電路，包括用于輸出語音信號的語音通話硬件電路和揚聲器；所述語音通話硬件電路通過一對差分信號線連接所述的揚聲器，在每一條信號線中串接有匹配電阻，在兩條信號線之間跨接有電容，所述匹配電阻和電容構(gòu)成低通濾波
ο作為一種優(yōu)選設(shè)計方案，在所述的每一條信號線中均串接有兩個匹配電阻，在兩條信號線的兩個匹配電阻的中間節(jié)點之間跨接有一路電容，兩條信號線連接揚聲器的一側(cè)跨接有另一路電容，四個匹配電阻和兩路電容構(gòu)成一個二階低通濾波器。出于阻抗匹配以及節(jié)約成本的考慮，所述的四個匹配電阻均選擇阻值為5. 6歐姆的標(biāo)準(zhǔn)電阻，所述的兩路電容均選擇容值為10 μ F的標(biāo)準(zhǔn)電容來進行低通濾波器的設(shè)計。[0010]當(dāng)然，也可以在所述的每一條信號線中均串接一個匹配電阻，在兩個匹配電阻連接揚聲器的一側(cè)跨接一路電容，兩個匹配電阻和一路電容構(gòu)成一階低通濾波器，在實現(xiàn)阻抗匹配的同時，達(dá)到濾除高頻隨機噪聲的目的。優(yōu)選的，所述的兩個匹配電阻的阻值均為12歐姆；所述電容的容值為22 μ F。進一步的，所述低通濾波器的截止頻率為4ΚΗζ。再進一步的，在所述的每一條信號線中均串接有一路隔直電容，所述隔直電容串聯(lián)在低通濾波器的輸出端與揚聲器之間。更進一步的，所述隔直電容的容值大于等于22 μ F，以隔離來自其他音頻通道的直流偏置電壓，避免對所述的語音通話硬件電路造成損壞，同時也避免了語音通話硬件電路的直流偏置對音頻功放的損壞?；谏鲜鼍哂懈哳l濾波功能的語音電路，本實用新型又提供了一種采用所述具有高頻濾波功能的語音電路設(shè)計的移動終端，包括用于輸出語音信號的語音通話硬件電路和揚聲器；所述語音通話硬件電路通過一對差分信號線連接所述的揚聲器，在每一條信號線中串接有匹配電阻，在兩條信號線之間跨接有電容，所述匹配電阻在滿足語音通話硬件電路的輸出阻抗匹配要求的同時，與電容構(gòu)成低通濾波器，從而可以進一步實現(xiàn)對語音信號中混入的高頻隨機噪聲進行有效地濾除。進一步的，在所述移動終端中還設(shè)置有用于播放多媒體文件的硬件電路，所述硬件電路的音頻輸出端通過功率放大電路連接所述的揚聲器。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型的優(yōu)點和積極效果是本實用新型針對采用揚聲器作為電聲轉(zhuǎn)換器件輸出通話語音的語音系統(tǒng)，設(shè)計了特有的高頻噪聲抑制電路，借助語音通話硬件電路與揚聲器之間為滿足阻抗匹配要求而必須設(shè)置的匹配電阻，進一步配置電容構(gòu)成低通濾波器，進而可以同時完成對隨機噪聲的有效濾除，不僅改善了語音輸出質(zhì)量，而且電路結(jié)構(gòu)非常簡單，尤其適用于聽筒和揚聲器使用二合一方案的移動終端設(shè)計中，在語音通話模式下，可以避免人耳接聽到系統(tǒng)的隨機噪聲，提高了通話質(zhì)量。結(jié)合附圖閱讀本實用新型實施方式的詳細(xì)描述后，本實用新型的其他特點和優(yōu)點將變得更加清楚。

圖1是現(xiàn)有采用兩個電聲轉(zhuǎn)換器件設(shè)計的語音系統(tǒng)的電路原理框圖；圖2是現(xiàn)有采用聽筒和揚聲器二合一方案設(shè)計的語音系統(tǒng)的電路原理框圖；圖3是本實用新型所提出的具有高頻濾波功能的語音電路的一種實施例的電路原理圖；圖4是本實用新型所提出的具有高頻濾波功能的語音電路的另外一種實施例的電路原理圖。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖對本實用新型的具體實施方式
進行詳細(xì)地描述。由于人可以發(fā)出的聲音的最高頻率在3. 4ΚΗζ左右，因此，一般的語音通信系統(tǒng)只傳輸4ΚΗζ以下的信號，并且一般的通信設(shè)備只針對4ΚΗζ以下頻段的噪聲進行處理，4ΚΗζ以上的信號處于隨機狀態(tài)。因此，當(dāng)語音通話硬件電路中沒有4KHz的低通濾波器時，其輸出的語音信號中就可能存在頻率為4KHZ以上的隨機噪聲。當(dāng)使用聽筒模式時，由于4KHz以上的頻率相對4KHz以下的頻率，聽筒的響度非常低，因此即使輸入給聽筒的語音信號中存在4KHz以上的噪聲，人耳也不會聽到。但是，當(dāng)使用揚聲器模式時，由于揚聲器在IKHz到IOKHz頻率的響度差異很小，因此4KHz以上頻率的噪聲就很容易被人耳聽到。本實用新型就是要解決在使用揚聲器作為話音通話的電聲轉(zhuǎn)換器件時，如何以最簡單的電路結(jié)構(gòu)去除通話語音中的高頻噪聲的問題。下面以手機為例，通過兩個具體的實施例來詳細(xì)闡述具有高頻濾波功能的語音電路的具體組建結(jié)構(gòu)及其工作原理。實施例一，本實施例以采用聽筒與揚聲器使用二合一方案設(shè)計的手機為例進行說明，即針對目前僅使用一個揚聲器來播放通話語音和多媒體文件的手機產(chǎn)品，設(shè)計具有高頻濾波功能的語音電路。在手機電路中，一般都設(shè)置有語音通話硬件電路和播放多媒體文件的硬件電路。 因為聽筒的阻抗為32 Ω，而揚聲器的阻抗為8 Ω，因此不能用語音通話硬件電路直接驅(qū)動揚聲器，這樣可能會導(dǎo)致語音通話硬件電路的損壞。為了解決此問題，需要在語音通話硬件電路與揚聲器的語音信號傳輸線路中串入匹配電阻，實現(xiàn)阻抗匹配的要求。一般的做法是串入兩個12 Ω的匹配電阻，以匹配語音通話硬件電路的輸出阻抗，使音頻輸出效率達(dá)到最尚ο本實施例在匹配電阻的基礎(chǔ)上進一步連接電容，構(gòu)成低通濾波器，由此可以同時對語音通話硬件電路輸出的語音信號中混入的隨機噪聲進行有效濾除，其電路結(jié)構(gòu)參見圖 3所示。由于通過語音通話硬件電路輸出的語音信號一般為差分信號，因此語音通話硬件電路需要通過一對差分信號線連接揚聲器。在每一條信號線上串接一個匹配電阻R5、R6，其阻值最好選擇為12 Ω，以實現(xiàn)最佳的阻抗匹配效果。在兩條信號線之間跨接一路電容C5， 所述電容C5位于兩個匹配電阻R5、R6連接揚聲器SP的一側(cè)，如圖3所示。由此，匹配電阻 R5、R6和電容C5即構(gòu)成了一個一階低通濾波器，可以對語音通話硬件電路輸出的語音信號起到濾波的作用。由于人發(fā)出的聲音頻率最高在3. 4KHz左右，且對于4KHz以下頻段的噪聲在目前的語音通話硬件電路中都已集成了相應(yīng)的噪聲處理電路。因此，本實施例優(yōu)選將所述低通濾波器的截止頻率設(shè)計在4HKz左右，以實現(xiàn)對4KHz以上頻率的隨機噪聲進行有效地濾除。 為了滿足所述低通濾波器的設(shè)計要求，所述電容C5可以選擇容值為22 μ F的電容器件，與 12 Ω的匹配電阻R5、R6配合，滿足設(shè)計要求。由于所述揚聲器SP需要同時播放多媒體文件，即手機中用于播放多媒體文件的硬件電路也需要通過功率放大電路連接該揚聲器SP。播放多媒體文件時，功率放大電路輸出的電信號會有一個較高的偏置電壓，比如當(dāng)功率放大電路的供電電壓VDD=4V時，其輸出信號的偏置電壓為VDD/2=2V。這個偏置電壓若直接加載在語音通話硬件電路的輸出端，會導(dǎo)致其內(nèi)部電路的損壞。為了防止播放多媒體文件的硬件電路輸出給揚聲器的電信號損壞到語音通話硬件電路，本實施例在兩條信號線上還分別串接了一路電容C3、C4，如圖3所示，以起到隔離直流偏置電壓的作用。當(dāng)功率放大電路工作時，只有交流信號可以到達(dá)語音通話硬件電路的輸出端，由于交流信號的幅度小、電壓低，因而不會對語音通話硬件電路造成損壞；而當(dāng)需要進行語音通話時，通過語音通話硬件電路輸出的電信號中的交流成分還可以通過電容C3和C4進行隔離，使交流信號到達(dá)揚聲器SP，實現(xiàn)通話語音地清晰播放。實施例二，本實施例仍以采用聽筒與揚聲器使用二合一方案設(shè)計的手機為例進行說明。參見圖4所示，本實施例的低通濾波電路采用四個匹配電阻R1-R4配合兩路電容Cl、 C2構(gòu)成二階低通濾波器，在濾除語音信號中的隨機噪聲的同時，起到阻抗匹配的作用。如圖4所示，在語音通話硬件電路連接揚聲器SP的兩條信號線中分別串接兩個匹配電阻，其中，Rl和R3串聯(lián)在其中一條信號線中，R2和R4串聯(lián)在另外一條信號線中，在匹配電阻Rl、R3的中間節(jié)點與R2、R4的中間節(jié)點之間跨接電容Cl，在電阻R3、R4的另一端之間跨接電容C2 (即在兩條信號線連接揚聲器SP的一側(cè)跨接電容C2)，由此，R1、C1、R2以及R3、C2、R4便構(gòu)成了一個二階RC低通濾波器。為了滿足阻抗匹配的要求，四個匹配電阻 R1-R4的阻值最好取值為6Ω。當(dāng)然，6Ω左右的匹配電阻也能基本滿足語音通話硬件電路的輸出阻抗要求?？紤]到6 Ω左右的標(biāo)準(zhǔn)電阻目前僅有4. 7 Ω、5. 6 Ω、8. 1 Ω三種常用規(guī)格， 若專門制作6Ω的電阻作為匹配電阻來設(shè)計語音電路，則會導(dǎo)致硬件成本的升高。為了取值和采購的方便，本實施例優(yōu)選使用四個5. 6 Ω的標(biāo)準(zhǔn)電阻作為匹配電阻Rl，R2，R3，R4來設(shè)計語音電路，這樣整個交流阻抗為30. 4Ω，基本可以滿足語音通話硬件電路的輸出阻抗要求，且兼顧了成本優(yōu)勢。為了使所述二階RC低通濾波器的截止頻率在4ΚΗζ左右，所述的兩個電容Cl、C2 的容值優(yōu)選取值為10yF，選用目前的標(biāo)準(zhǔn)器件即可。由此一來，使用該二階低通濾波器可以在3. 4KHz實現(xiàn)4. 8dB的衰減，在4KHz實現(xiàn)6. 3dB的衰減，在7KHz實現(xiàn)12. IdB的衰減。 這樣，對于4KHz以上頻率的隨機噪聲，可以實現(xiàn)有效的濾除，而并不顯著的改變語音信號。同樣的，為了防止播放多媒體文件的硬件電路通過功率放大電路輸出給揚聲器SP 的電信號對語音通話硬件電路造成損壞，本實施例也需要在兩條信號線上分別串入一路隔直電容，同樣以C3、C4為例進行說明，如圖4所示。通過所述隔直電容C3、C4也可以避免語音通話硬件電路輸出的直流偏置電壓對功率放大電路造成損壞。此外，隔直電容C3、C4與揚聲器SP還可以組成一個高通濾波器。因為揚聲器SP 的阻抗固定，所以電容C3和C4的容值越大，這個高通濾波器的下限頻率就會越低。在本實施例中，所述隔直電容C3、C4的容值應(yīng)不低于22 μ F，優(yōu)選采用兩個容值為22 μ F的標(biāo)準(zhǔn)電容器件作為隔直電容C3、C4進行電路設(shè)計，這樣，不僅不會影響到語音通話的性能，而且可以同時兼顧成本的優(yōu)勢。實際應(yīng)用證明，采用實施例二所示的語音電路相比實施例一的語音電路，其濾波性能更加優(yōu)越，完全可以滿足濾除4KHz以上的高頻噪聲、并為兩路音頻電信號提供隔離的要求。當(dāng)然，本實用新型所提出的語音電路設(shè)計方式不僅可以應(yīng)用于手機產(chǎn)品中，對于對講機等其他要求采用揚聲器輸出通話語音的電子設(shè)備來說同樣適用，本實用新型對此不進行具體限制。應(yīng)當(dāng)指出的是，以上所述僅是本實用新型的一種優(yōu)選實施方式，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實用新型原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應(yīng)視為本實用新型的保護范圍。
權(quán)利要求1.一種具有高頻濾波功能的語音電路，包括用于輸出語音信號的語音通話硬件電路和揚聲器；其特征在于所述語音通話硬件電路通過一對差分信號線連接所述的揚聲器，在每一條信號線中串接有匹配電阻，在兩條信號線之間跨接有電容，所述匹配電阻和電容構(gòu)成低通濾波器。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有高頻濾波功能的語音電路，其特征在于在所述的每一條信號線中均串接有兩個匹配電阻，在兩條信號線的兩個匹配電阻的中間節(jié)點之間跨接有一路電容，兩條信號線連接揚聲器的一側(cè)跨接有另一路電容，四個匹配電阻和兩路電容構(gòu)成一個二階低通濾波器。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的具有高頻濾波功能的語音電路，其特征在于所述四個匹配電阻的阻值均為5. 6歐姆；所述兩路電容的容值均為10 μ F。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有高頻濾波功能的語音電路，其特征在于在所述的每一條信號線中均串接有一個匹配電阻，在兩個匹配電阻連接揚聲器的一側(cè)跨接有一路電容， 兩個匹配電阻和一路電容構(gòu)成一階低通濾波器。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的具有高頻濾波功能的語音電路，其特征在于所述的兩個匹配電阻的阻值均為12歐姆；所述電容的容值為22 μ F。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項所述的具有高頻濾波功能的語音電路，其特征在于 所述低通濾波器的截止頻率為4ΚΗζ。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項所述的具有高頻濾波功能的語音電路，其特征在于 在所述的每一條信號線中均串接有一路隔直電容，所述隔直電容串聯(lián)在低通濾波器的輸出端與揚聲器之間。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的具有高頻濾波功能的語音電路，其特征在于所述隔直電容的容值大于等于22 μ F。
9.一種移動終端，其特征在于包括如權(quán)利要求1至8中任一項權(quán)利要求所述的具有高頻濾波功能的語音電路。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的移動終端，其特征在于在所述移動終端中還設(shè)置有用于播放多媒體文件的硬件電路，所述硬件電路的音頻輸出端通過功率放大電路連接揚聲器。
專利摘要本實用新型公開了一種具有高頻濾波功能的語音電路及移動終端，包括用于輸出語音信號的語音通話硬件電路和揚聲器；所述語音通話硬件電路通過一對差分信號線連接所述的揚聲器，在每一條信號線中串接有匹配電阻，在兩條信號線之間跨接有電容，所述匹配電阻和電容構(gòu)成低通濾波器。本實用新型針對采用揚聲器作為電聲轉(zhuǎn)換器件輸出通話語音的語音系統(tǒng)，設(shè)計了特有的高頻噪聲抑制電路，借助語音通話硬件電路與揚聲器之間為滿足阻抗匹配要求而必須設(shè)置的匹配電阻，進一步配置電容構(gòu)成低通濾波器，進而可以同時完成對隨機噪聲的有效濾除，不僅改善了語音輸出質(zhì)量，而且電路結(jié)構(gòu)非常簡單，尤其適用于聽筒和揚聲器使用二合一方案的移動終端設(shè)計中。
文檔編號H03H7/12GK202111666SQ20112016034
公開日2012年1月11日 申請日期2011年5月19日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月19日
發(fā)明者王海盈 申請人:青島海信移動通信技術(shù)股份有限公司