音頻地環(huán)路噪聲抑制系統(tǒng)和方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及音頻噪聲消除技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種音頻地環(huán)路噪聲抑制系統(tǒng)和基于該音頻地環(huán)路噪聲抑制系統(tǒng)的音頻地環(huán)路噪聲抑制方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在音頻播放系統(tǒng)中，通常存在兩個音頻設(shè)備之間通過音頻線互聯(lián)的使用情況，例如音頻播放器連接耳機、音頻功放連接音箱等。
[0003]如圖1所示，音頻設(shè)備I和音頻設(shè)備2通過音頻線3互聯(lián)時，音頻設(shè)備I和音頻設(shè)備2之間的地電位存在電位差Vn的問題；二者之間的音頻線3中就會疊加噪聲電流Inoise，該噪聲電流在音頻設(shè)備2中會形成地環(huán)路噪聲。
[0004]現(xiàn)有技術(shù)中針對地環(huán)路噪聲的解決方案，如圖2所示，通常是在音頻設(shè)備2中增加音頻變壓器Tl ;音頻變壓器Tl采用電磁感應(yīng)原理實現(xiàn)信號耦合的同時，又對音頻設(shè)備I和音頻設(shè)備2進行了電氣上的隔離，它可以阻斷音頻線中的環(huán)路電流，有效地隔離地環(huán)路噪聲。
[0005]但，音頻變壓器由于體積龐大而且成本較高的原因，一直無法得到普及應(yīng)用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本申請實施例通過提供一種音頻地環(huán)路噪聲抑制系統(tǒng)和方法，提供一種體積小且低成本的地環(huán)路噪聲抑制電路，解決現(xiàn)有技術(shù)中使用音頻變壓器消除地環(huán)路噪聲時存在體積大成本高的技術(shù)問題。
[0007]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案予以實現(xiàn):
提出一種音頻地環(huán)路噪聲抑制系統(tǒng)，包括音頻播放設(shè)備和音頻接收設(shè)備，所述音頻播放設(shè)備的輸出端通過音頻線與所述音頻接收設(shè)備連接；所述音頻線包括第一音頻信號線和音頻地線；所述音頻接收設(shè)備包括一噪聲抵消電路和一平衡電路；所述第一音頻信號線連接所述噪聲抵消電路的第一輸入端，所述音頻地線連接所述噪聲抵消電路的第二輸入端；所述噪聲抵消電路的輸出端連接所述音頻接收設(shè)備的音頻信號輸入端；所述噪聲抵消電路的第二輸入端對地連接所述平衡電路；所述平衡電路平衡所述音頻地線上的阻抗，以使地環(huán)路噪聲轉(zhuǎn)化為共模噪聲；所述噪聲抵消電路抑制所述共模噪聲，輸出無地環(huán)路噪聲的音頻信號至所述音頻接收設(shè)備的音頻信號輸入端。
[0008]進一步的，所述平衡電路為一平衡電阻。
[0009]進一步的，所述音頻線還包括第二音頻信號線；所述噪聲抵消電路還包括第三輸入端；所述第二音頻信號線連接所述噪聲抵消電路的第三輸入端。
[0010]進一步的，所述噪聲抵消電路包括第一運算放大器、第一電阻、第二電阻、第三電阻和第四電阻；所述第一電阻的一端為所述噪聲抵消電路的第一輸入端，所述第一電阻的另一端連接所述第一運算放大器的反相輸入端；所述第二電阻一端為所述噪聲抵消電路的第二輸入端，所述第二電阻的另一端連接所述第一運算放大器的同相輸入端；所述第三電阻一端連接所述第一運算放大器的反相輸入端，所述第三電阻的另一端連接所述第一運算放大器的輸出端；所述第四電阻一端連接所述第一運算放大器的同相輸入端，所述第四電阻的第二端接地。
[0011]進一步的，所述第一音頻信號線與所述噪聲抵消電路的第一輸入端之間串聯(lián)有第一電容；所述音頻地線與所述噪聲抵消電路的第二輸入端之間串聯(lián)有第二電容。
[0012]進一步的，所述噪聲抵消電路還包括第二運算放大器、第五電阻、第六電阻、第七電阻和第八電阻；所述第五電阻的一端為所述噪聲抵消電路的第三輸入端，所述第五電阻的另一端連接所述第二運算放大器的反相輸入端；所述第六電阻一端為所述噪聲抵消電路的第二輸入端，所述第六電阻的另一端連接所述第二運算放大器的同相輸入端；所述第七電阻一端連接所述第二運算放大器的反相輸入端，所述第七電阻的另一端連接所述第二運算放大器的輸出端；所述第八電阻一端連接所述第二運算放大器的同相輸入端，所述第八電阻的第二端接地。
[0013]進一步的，所述噪聲抵消電路包括第三運算放大器、第四運算放大器、第九電阻、第十電阻、第十一電阻、第十二電阻、第十三電阻、第十四電阻和第十五電阻；所述第九電阻的一端為所述噪聲抵消電路的第一輸入端，所述第九電阻的另一端連接所述第三運算放大器的反相輸入端；所述第十電阻的一端連接所述第三運算放大器的反相輸入端，所述第十電阻的另一端連接所述第十一電阻的一端，所述第十一電阻的另一端連接所述第四運算放大器的反相輸入端；所述第十二電阻的一端連接所述第四運算放大器的反相輸入端，所述第十二電阻的另一端連接所述第四運算放大器的輸出端；所述第十三電阻的一端為所述噪聲抵消電路的第二輸入端，所述第十三電阻的另一端連接所述第四運算放大器的反相輸入端；所述第三運算放大器的同相輸入端對地連接所述第十四電阻，所述第四運算放大器的同相輸入端對地連接所述第十五電阻。
[0014]進一步的，所述音頻播放設(shè)備為音頻播放器或音頻功率放大器。
[0015]進一步的，所述音頻接收設(shè)備為耳機或音箱。
[0016]提出一種音頻地環(huán)路噪聲抑制方法，用于音頻地環(huán)路噪聲抑制系統(tǒng)中，其中，所述音頻地環(huán)路噪聲抑制系統(tǒng)包括音頻播放設(shè)備和音頻接收設(shè)備，所述音頻播放設(shè)備的輸出端通過音頻線與所述音頻接收設(shè)備連接；所述音頻線包括第一音頻信號線和音頻地線；所述音頻接收設(shè)備包括一噪聲抵消電路和一平衡電路；所述第一音頻信號線連接所述噪聲抵消電路的第一輸入端，所述音頻地線連接所述噪聲抵消電路的第二輸入端；所述噪聲抵消電路的輸出端連接所述音頻接收設(shè)備的音頻信號輸入端；所述噪聲抵消電路的第二輸入端對地連接所述平衡電阻；具體的所述方法包括:基于所述音頻播放設(shè)備的等效輸出電阻、所述第一音頻信號線的等效電阻、所述音頻地線的等效電阻和所述噪聲抵消電路第一輸入端的輸入內(nèi)阻以及第二輸入端的輸入內(nèi)阻，確定所述平衡電路的等效阻值，以使所述平衡電路平衡所述音頻地線上的阻抗，將地環(huán)路噪聲轉(zhuǎn)化為共模噪聲；使得所述噪聲抵消電路抑制所述共模噪聲，輸出無地環(huán)路噪聲的音頻信號之所述音頻接收設(shè)備的音頻信號輸入端。
[0017]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本申請實施例提出的技術(shù)方案，具有的技術(shù)效果或優(yōu)點是:本申請實施例提出的音頻地環(huán)路噪聲抑制系統(tǒng)中，在音頻接收設(shè)備中與音頻地線的連接處增加對地的平衡電路，以及在音頻接收設(shè)備中增加噪聲抵消電路；當(dāng)音頻播放設(shè)備與音頻接收設(shè)備的地電位存在電位差時，系統(tǒng)中就會產(chǎn)生噪聲電流并在音頻播放設(shè)備以及音頻線上形成壓降，本申請實施例中，借助平衡電路，通過合理的電阻匹配，使得進入噪聲抵消電路的第一輸入端和第二輸入端的噪聲電壓相等，則地環(huán)路噪聲被轉(zhuǎn)化為共模噪聲，成為噪聲抵消電路的共模輸入信號，而噪聲抵消電路將轉(zhuǎn)化成的共模噪聲進行有效的抑制，從而實現(xiàn)了抑制地環(huán)路噪聲的效果；本申請實施例中平衡電路的作用在于，根據(jù)其自身的等效阻值對音頻地支路上的電阻進行匹配，以調(diào)整噪聲電平在音頻地支路上的電壓分配，進而使進入噪聲抵消電路的兩個輸入端的噪聲電壓保持平衡；可見，本申請實施例中，通過一個平衡電路和一個噪聲抵消電路即可實現(xiàn)地環(huán)路噪聲抑制功能，相比于現(xiàn)有技術(shù)中使用的音頻變壓器，其電路結(jié)構(gòu)簡單，因此設(shè)計體積小，使用器件簡單且成本低，解決了現(xiàn)有技術(shù)中使用音頻變壓器消除地環(huán)路噪聲時存在體積大成本高的技術(shù)問題。
【附圖說明】
[0018]圖1為音頻地環(huán)路噪聲形成示意圖；
圖2為現(xiàn)有技術(shù)中抑制地環(huán)路噪聲的電路結(jié)構(gòu)圖；
圖3為本申請實施例提出的音頻地環(huán)路噪聲抑制系統(tǒng)框圖；
圖4本本申請實施例提出的一種音頻地環(huán)路噪聲抑制系統(tǒng)框圖；
圖5為本申請實施例提出的一種使用各自獨立屏蔽的雙聲道音頻線的音頻地環(huán)路噪聲抑制系統(tǒng)框圖；
圖6為本申請實施例提出的一具體音頻地環(huán)路噪聲抑制系統(tǒng)的電路圖；
圖7為本申請實施例提出的又一具體音頻地環(huán)路噪聲抑制系統(tǒng)的電路圖；
圖8為本申請實施例提出的又一具體音頻地環(huán)路噪聲抑制系統(tǒng)的電路圖；