一種數控語音電路的制作方法
【專利摘要】本發明提出了一種數控語音電路，包括音頻輸入裝置和音頻輸出裝置，所述音頻輸入裝置通過音頻放大電路連接到揚聲器，揚聲器向用戶輸出接收到的另一終端設備的語音信號，音頻輸出裝置接收用戶的語音信號并將其通過移動通信網絡傳輸到另一終端設備。本發明的數控語音電路，通過補償電路對輸入到音頻輸入裝置的音頻信號進行功率補償，根據接收和輸出的音頻信號的音量差值自動調節揚聲器的音量，使用戶的通話體驗舒適，而且能夠省略音量鍵的設置，進一步提高手機的緊湊性和美觀性；通過濾波及優化模塊對主MIC和從MIC的音頻信號進行放大與衰減，大大降低環境噪音的傳輸率，提高用戶的收聽體驗。
【專利說明】一種數控語音電路
【技術領域】
[0001] 本發明涉及電子領域，特別是指一種數控語音電路。
【背景技術】
[0002] 現有的手機分為智能手機和非智能手機，一般智能手機的性能比非智能手機好， 但是非智能手機比智能手機穩定，大多數非智能手機和智能手機使用英國ARM公司架構的 CPU。智能手機的主頻較高，運行速度快，智能手機處理程序任務更快速，日常更加的方便， 而非智能手機的主頻則比較低，運行速度也比較慢。
[0003] 無論是智能手機還是非智能手機，其音量的控制主要是通過手動實現音量的調 節，智能手機通過實鍵或者觸摸屏虛擬按鍵實現音量調節，非智能手機通過實鍵調節音量， 目前，還沒有自動調節音量的手機出現。而且，現有的手機其音質都盡量做到高保真的效 果，即原聲傳遞，但對于公交、市場等嘈雜場合，另一端的用戶往往收聽效果很差，用戶體驗 大大降低。
【發明內容】
[0004] 本發明提出一種數控語音電路，解決了現有技術中通過按鍵實現音量調節、和噪 音被同步傳輸的問題。
[0005] 本發明的技術方案是這樣實現的：
[0006] -種數控語音電路，包括：音頻輸入裝置和音頻輸出裝置，所述音頻輸入裝置通過 音頻放大電路連接到揚聲器，揚聲器向用戶輸出接收到的另一終端設備的語音信號，音頻 輸出裝置接收用戶的語音信號并將其通過移動通信網絡傳輸到另一終端設備，
[0007] 所述音頻輸入裝置還連接到第一采樣電路，第一采樣電路采集音頻輸入裝置的音 量值并將其轉換為相應的第一電壓值；
[0008] 所述音頻輸出裝置連接到第二采樣電路，第二采樣電路采集音頻輸出裝置的音量 值并將其轉換為相應的第二電壓值；
[0009] 第一比較器為滯環比較器，將第一電壓值和第二電壓值相比較，當第一電壓值和 第二電壓值的差值超出預設范圍時，第一比較器輸出差值電壓到第一補償電路；
[0010] 第一補償電路為開關控制器，根據所述差值電壓輸出占空比可調的脈沖信號，控 制音頻放大電路中開關管的開通和關斷，調節輸出到揚聲器的功率；
[0011] 所述音頻輸出裝置包括：。
[0012] 設置在手機正面下方的主MIC和設置在手機背面上方的從MIC ;
[0013] 濾波及優化模塊包括第一子濾波器、第二子濾波器和主濾波器；第一子濾波器處 理主MIC音頻數據信息，輸出狀態估計xl和估計誤差的協方差矩陣pi ;第二子濾波器處理 從MIC音頻數據信息，輸出狀態估計x2和估計誤差的協方差矩陣p2 ;所述狀態估計xl，x2 及估計誤差的協方差矩陣pl，P2送到主濾波器，并同主濾波器的狀態估計一起按式（1)和 式（2)進行融合，得到全局最優估計和協方差矩陣： ο
[0014] ^ = J?!r Pi1 A ,- ) (1) ^ y^i 2
[0015] ^ = Σ P, L (2) i = l
[0016] 式中，i = l，2;
[0017] 主濾波器的最優估計值對2個子濾波器的狀態估計進行重置，即
[0018] 為=.匕 (3)
[0019] ρ^β,'ρ,, (4)
[0020] 以主MIC音頻數據信息作為分析基準量，自動調整ρ值的大小，具體的自適應算法 為：
[0021] β !，β 2 β ι+β 2 = 1 (5) 0. 99, ρ < 2 「 1 Ω 2 / ρ,2 < Ρ < 5 ,.
[0022] β,=\Λ/ , ^ ^ 1η (6) 1 / ρ, 5 < ρ < 10 、2 / ρ, ρ > 10
[0023] 移動通信網絡接收所述濾波及優化模塊的輸出信號，將優化后的音頻信號傳送到 另一移動接收端；
[0024] 所述第一采樣電路、第二采樣電路、第一比較器、第一補償電路和濾波及優化模塊 通過DSP電路實現，所述DSP電路為TMS320DM642芯片，通過程序設置在DSP芯片內部搭建 所述第一采樣電路、第二采樣電路、第一比較器、第一補償電路和濾波及優化模塊；
[0025] 所述音頻放大電路包括：
[0026] 第二電感器，其一端連接至所述電源；
[0027] 第二開關管和第三開關管，第二開關管和第三開關管的源極連接在一起且連接至 第二電感器的另一端，第二開關管的漏極連接至副邊地電位，第三開關管的漏極連接至第 二電容器，第二電容器的另一端連接至副邊地電位；
[0028] 第二開關驅動器，其為德州儀器公司UC3714芯片，基于控制端輸入的時鐘信號產 生兩路互補的開關驅動信號，一路耦接至所述第二開關管柵極，另一路耦接至所述第三開 關管柵極，其控制端連接到所述第一補償電路輸出的脈沖信號。
[0029] 本發明的有益效果是：
[0030] 通過補償電路對輸入到音頻輸入裝置的音頻信號進行功率補償，根據接收和輸出 的音頻信號的音量差值自動調節揚聲器的音量，使用戶的通話體驗舒適，而且能夠省略音 量鍵的設置，進一步提高手機的緊湊性和美觀性；通過濾波及優化模塊對主MIC和從MIC的 音頻信號進行放大與衰減，大大降低環境噪音的傳輸率，提高用戶的收聽體驗。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0031] 為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現 有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本 發明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動性的前提下，還可 以根據這些附圖獲得其他的附圖。
[0032] 圖1為本發明數控語音電路的控制框圖；
[0033] 圖2為本發明濾波及優化模塊的控制框圖；
[0034] 圖3為本發明音頻放大電路的電路圖。
【具體實施方式】
[0035] 下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完 整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于 本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創造性勞動前提下所獲得的所有其他 實施例，都屬于本發明保護的范圍。
[0036] 如圖1所示，本發明的數控語音電路，包括：音頻輸入裝置100和音頻輸出裝置 400,所述音頻輸入裝置100通過音頻放大電路700連接到揚聲器800,揚聲器800向用戶輸 出接收到的另一終端設備的語音信號，音頻輸出裝置400接收用戶的語音信號并將其通過 移動通信網絡傳輸到另一終端設備，所述音頻輸入裝置100還連接到第一采樣電路200,第 一采樣電路200采集音頻輸入裝置100的音量值并將其轉換為相應的第一電壓值；所述音 頻輸出裝置400連接到第二采樣電路300，第二采樣電路300采集音頻輸出裝置的音量值并 將其轉換為相應的第二電壓值；第一比較器500為滯環比較器，將第一電壓值和第二電壓 值相比較，當第一電壓值和第二電壓值的差值超出預設范圍時，第一比較器輸出差值電壓 到第一補償電路600 ;第一補償電路600為開關控制器，根據所述差值電壓輸出占空比可調 的脈沖信號，控制音頻放大電路700中開關管的開通和關斷，調節輸出到揚聲器的功率。
[0037] 如圖2所示，本發明的音頻輸出裝置400,包括：設置在手機正面下方的主MIC 110 和設置在手機背面上方的從MIC 120。
[0038] 濾波及優化模塊130包括第一子濾波器1311、第二子濾波器1312和主濾波器 1314 ;第一子濾波器處理主MIC音頻數據信息，輸出狀態估計xl和估計誤差的協方差矩 陣Pi ;第二子濾波器處理從MIC音頻數據信息，輸出狀態估計x2和估計誤差的協方差矩陣 P2 ;所述狀態估計xl，x2及估計誤差的協方差矩陣pl，p2送到主濾波器，并同主濾波器的 狀態估計一起按式（1)和式（2)進行融合，得到全局最優估計和協方差矩陣：
[0039] < = /'，, (土，?' )⑴ / = 1 2
[0040] ps = ^ P]1 (2) / = 1
[0041] 式中，i = l，2;
[0042] 主濾波器的最優估計值對2個子濾波器的狀態估計進行重置，即
[0043] X； = -V,, (3)
[0044] Pi=Pi'p. (4)
[0045] 以主MIC音頻數據信息作為分析基準量，自動調整p值的大小，具體的自適應算法 為：
[0046] β !，β 2 β !+ β 2 = 1 (5) '0.99,ρ<2 「 ι η 2 / ρ,2 < ρ < '?
[0047] A = 1, - - 1?Λ (6) 1 / /?, 5 < ρ < 10 、2 / ρ, ρ > 10
[0048] 移動通信網絡810接收所述濾波及優化模塊130的輸出信號，將優化后的音頻信 號傳送到另一移動接收端。
[0049] 所述第一采樣電路、第二采樣電路、第一比較器、第一補償電路和濾波及優化模塊 可以通過分立的形式實現，也可以通過集成的形式實現，分立形式即第一采樣電路、第二采 樣電路、第一比較器、第一補償電路和濾波及優化模塊通過多個分立的芯片及其外設元件 實現，集成形式即通過DSP電路的程序設置在DSP芯片內部建立第一采樣電路、第二采樣電 路、第一比較器、第一補償電路和濾波及優化模塊，所述DSP電路為TMS320DM642芯片。
[0050] TMS320DM642是ΤΙ公司C6000系列DSP中最新的定點DSP，其核心是C6416型高 性能數字信號處理器，具有極強的處理性能，高度的靈活性和可編程性，同時外圍集成了非 常完整的音頻、視頻和網絡通信等設備及接口。
[0051] TMS320DM642芯片包括：3個可配置的視頻端口（VP0RT0 - 2)能夠與通用的視頻 編、解碼器實現無縫連接，支持多種視頻分辨率及視頻標準，支持RAW視頻輸入/輸出，傳輸 流模式；1個l〇/l〇〇Mb/ s以太網接口（EMAC)，符合IEEE 802. 3標準；1個多通道帶緩沖音頻 串行端口（McASP)，支持 I2S，DIT，S/PDIF，IEC60958 - 1，AES - 3、CP - 430 等音頻格式； 2個多通道帶緩沖串行端口（McBSP)，采用RS232電平驅動；1個VCX0內插控制單元（VIC)， 支持音/視頻同步；1個32位、66M赫茲、3. 3V主/從PCI接口，遵循PCI2. 2規范；1個用戶 可配置的16/32主機接口（HPI) ;1個16位通用輸入/輸出端口（GPI0) ;1個64位外部存 儲器接口（EMIF)，能夠與大多數異步存儲器（SRAM、EPR0M)及同步存儲器（SDRAM，SBSRAM， ZBT SRAM，FIFO)無縫連接，最大可尋址外部存儲器空間為1024MB ;1個具有64路獨立通道 的增強型直接內存訪問控制器（EDMA) ;1個數據管理輸入/輸出模塊（MDI0) ;1個I2C總線 模塊；3個32位通用定時器；1個符合IEEE 1149. 1標準的JTAG接口及子板接口等。
[0052] 如圖3所示，本發明的音頻放大電路包括：第二電感器61，其一端連接至電源；第 二開關管62和第三開關管63,第二開關管62和第三開關管63的源極連接在一起且連接至 第二電感器61的另一端，第二開關管62的漏極連接至副邊地電位，第三開關管63的漏極 連接至輸出端和第二電容器65,第二電容器65的另一端連接至副邊地電位；第二開關驅動 器64,其為德州儀器公司UC3714芯片，基于控制端輸入的時鐘信號產生兩路互補的開關驅 動信號，一路耦接至所述第二開關管62柵極，另一路耦接至所述第三開關管63柵極。
[0053] 所述第一補償電路輸出脈沖信號到第二開關驅動器64的控制端，控制開關管的 導通和關斷。
[0054] 本發明的數控語音電路，通過補償電路對輸入到音頻輸入裝置的音頻信號進行功 率補償，根據接收和輸出的音頻信號的音量差值自動調節揚聲器的音量，使用戶的通話體 驗舒適，而且能夠省略音量鍵的設置，進一步提高手機的緊湊性和美觀性；通過濾波及優化 模塊對主MIC和從MIC的音頻信號進行放大與衰減，大大降低環境噪音的傳輸率，提高用戶 的收聽體驗。
[0055] 以上所述僅為本發明的較佳實施例而已，并不用以限制本發明，凡在本發明的精 神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護范圍之內。
【權利要求】
1. 一種數控語音電路，包括：音頻輸入裝置和音頻輸出裝置，所述音頻輸入裝置通過 音頻放大電路連接到揚聲器，揚聲器向用戶輸出接收到的另一終端設備的語音信號，音頻 輸出裝置接收用戶的語音信號并將其通過移動通信網絡傳輸到另一終端設備，其特征在 于， 所述音頻輸入裝置還連接到第一采樣電路，第一采樣電路采集音頻輸入裝置的音量值 并將其轉換為相應的第一電壓值； 所述音頻輸出裝置連接到第二采樣電路，第二采樣電路采集音頻輸出裝置的音量值并 將其轉換為相應的第二電壓值； 第一比較器為滯環比較器，將第一電壓值和第二電壓值相比較，當第一電壓值和第二 電壓值的差值超出預設范圍時，第一比較器輸出差值電壓到第一補償電路； 第一補償電路為開關控制器，根據所述差值電壓輸出占空比可調的脈沖信號，控制音 頻放大電路中開關管的開通和關斷，調節輸出到揚聲器的功率； 所述音頻輸出裝置包括： 設置在手機正面下方的主MIC和設置在手機背面上方的從MIC ; 濾波及優化模塊包括第一子濾波器、第二子濾波器和主濾波器；第一子濾波器處理主 MIC音頻數據信息，輸出狀態估計xl和估計誤差的協方差矩陣pi ;第二子濾波器處理從 MIC音頻數據信息，輸出狀態估計x2和估計誤差的協方差矩陣p2 ;所述狀態估計xl，x2及 估計誤差的協方差矩陣pl，P2送到主濾波器，并同主濾波器的狀態估計一起按式（1)和式 (2)進行融合，得到全局最優估計和協方差矩陣：
(1) 式中，i = 1，2 ; 主濾波器的最優估計值對2個子濾波器的狀態估計進行重置，即 毛二之 （3) Ρ?=β；'?Κ (4) 以主MIC音頻數據信息作為分析基準量，自動調整ρ值的大小，具體的自適應算法為： β β 2 滿足 β i+β 2 = 1 (5) ，0. 99, Ρ < 2 A = Γ 7 Ρ，2 ^ ^ 5 (6) I / P,h < /? < 10 、2 / p, p > 10 移動通信網絡接收所述濾波及優化模塊的輸出信號，將優化后的音頻信號傳送到另一 移動接收端； 所述第一采樣電路、第二采樣電路、第一比較器、第一補償電路和濾波及優化模塊通過 DSP電路實現，所述DSP電路為TMS320DM642芯片，通過程序設置在DSP芯片內部搭建所述 第一采樣電路、第二采樣電路、第一比較器、第一補償電路和濾波及優化模塊； 所述音頻放大電路包括： 第二電感器，其一端連接至所述電源； 第二開關管和第三開關管，第二開關管和第三開關管的源極連接在一起且連接至第二 電感器的另一端，第二開關管的漏極連接至副邊地電位，第三開關管的漏極連接至第二電 容器，第二電容器的另一端連接至副邊地電位； 第二開關驅動器，其為德州儀器公司UC3714芯片，基于控制端輸入的時鐘信號產生兩 路互補的開關驅動信號，一路耦接至所述第二開關管柵極，另一路耦接至所述第三開關管 柵極，其控制端連接到所述第一補償電路輸出的脈沖信號。
【文檔編號】H04M1/725GK104158973SQ201410414749
【公開日】2014年11月19日 申請日期:2014年8月21日 優先權日:2014年8月21日
【發明者】田海紅, 王海偉, 田攀 申請人:青島藍圖文化傳播有限公司市南分公司