麥克風電路、系統以及耳機的制作方法
【專利摘要】本發明實施例提供了一種麥克風電路、系統以及耳機，其中，麥克風電路包括：麥克芯片和信號調節電路，麥克芯片具有直流電源輸入端、第一信號輸出端和與地連接的接地端，信號調節電路連接在第一信號輸出端與地之間，使得在第一信號輸出端與地之間構成交流信號通路，用于將第一信號輸出端輸出的第一模擬音頻信號疊加到直流電源輸入端的直流電源輸入信號上進行輸出。本發明實施例通過在原有輸出模擬音頻信號的第一信號輸出端和地之間設置能夠導通交流信號的信號調節電路，從而將第一信號輸出端輸出的模擬信號疊加到直流電源輸入端的直流電源輸入信號上輸出，從而減少了麥克電路的輸出引腳，進而為節省麥克設備與終端之間的接口資源提供操作空間。
【專利說明】
麥克風電路、系統以及耳機
技術領域
[0001]本發明實施例涉及一種電路及系統，尤其涉及一種麥克風電路、系統以及耳機。
【背景技術】
[0002]外接MIC—直是電腦、手機、平板電腦等終端的重要外設，隨著移動終端的普及，帶有MIC的耳機較為廣泛地應用在移動終端上。MIC的耳機兼具了播放音頻(視頻、音樂、通話語音輸出)和聲音(通話時的語音)輸入的功能。
[0003]如圖1所示，其為現有技術的與手機連接的MIC電路的結構示意圖。現有技術的MIC電路需要三根連接線與手機端進行連接，分別是從MIC芯片的接地端GND、MIC信號輸出端OUTPUT以及直流電源輸入端VDD引出的三根連接線。隨著技術的發展，終端與外設之間存在著多種連接接口，例如串口、并口、HDMI(High Definit1n Multimedia Interface，高清晰度多媒體接口)、SATA(Serial Advanced Technology Attachment，串行高級技術附件)、USB(Universal Serial Bus，通用串行總線)TYPE_A、USB TYPE-B^USB TYPE-C等接口。但是，由于終端本身以及外設的小型化以及傳輸信息的復雜化的趨勢，接口資源越來越緊張，因此，如何更加有效地節省接口資源也是目前研發的重點方向。
【發明內容】
[0004]本發明實施例提供了一種麥克風電路、系統以及耳機，以減少麥克設備的連接引腳，進而為節省麥克設備與終端之間的接口資源提供操作空間。
[0005 ]本發明實施例提供了一種麥克風電路，包括:麥克芯片和信號調節電路，所述麥克芯片具有直流電源輸入端、第一信號輸出端和與地連接的接地端，
[0006]所述信號調節電路連接在所述第一信號輸出端與地之間，使得在所述第一信號輸出端與所述地之間構成交流信號通路，用于將所述第一信號輸出端輸出的第一模擬音頻信號疊加到所述直流電源輸入端的直流電源輸入信號上進行輸出。
[0007]本發明實施例還提供了一種耳機，包括上述的麥克風電路。
[0008]本發明實施例還提供了一種麥克風電路系統，包括:終端和上述的麥克風電路。
[0009]本發明實施例的麥克風電路、系統以及耳機，通過在原有的用于輸出模擬音頻信號的第一信號輸出端和地之間設置能夠導通交流信號的信號調節電路，從而將第一信號輸出端輸出的模擬信號疊加到直流電源輸入端的直流電源輸入信號上進行輸出，從而減少了原有麥克電路的輸出引腳，進而為節省麥克設備與終端之間的接口資源提供操作空間。
[0010]上述說明僅是本發明技術方案的概述，為了能夠更清楚了解本發明的技術手段，而可依照說明書的內容予以實施，并且為了讓本發明的上述和其它目的、特征和優點能夠更明顯易懂，以下特舉本發明的【具體實施方式】。
【附圖說明】
[0011 ]圖1為現有技術的與手機連接的MIC電路的結構示意圖。
[0012]圖2為本發明實施例一的麥克風電路的結構不意圖之一。
[0013]圖3為本發明實施例一的麥克風電路的結構不意圖之二。
[0014]圖4為本發明實施例一的麥克風電路的等效電路原理圖。
[0015]圖5為本發明實施例二的麥克風電路的結構示意圖。
[0016]圖6為本發明實施例三的麥克風電路的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0017]下面將參照附圖更詳細地描述本公開的示例性實施例。雖然附圖中顯示了本公開的示例性實施例，然而應當理解，可以以各種形式實現本公開而不應被這里闡述的實施例所限制。相反，提供這些實施例是為了能夠更透徹地理解本公開，并且能夠將本公開的范圍完整的傳達給本領域的技術人員。
[0018]實施例一
[0019]如圖2所示，其為本發明實施例一的麥克風電路的結構示意圖之一，該麥克風電路包括:麥克(MIC)芯片I和信號調節電路2，所述麥克芯片I具有直流電源輸入端VDD、第一信號輸出端OUTl和與地連接的接地端GND。
[0020]所述信號調節電路連接在所述第一信號輸出端與地之間，使得在所述第一信號輸出端與所述地之間構成交流信號通路，用于將所述第一信號輸出端輸出的第一模擬音頻信號疊加到所述直流電源輸入端的直流電源輸入信號上進行輸出。其中，在本發明實施例中，所述麥克芯片優選采用MEMS(微型機電系統)型麥克芯片。
[0021]本實施例充分利用了麥克芯片中的運算放大器的虛短的原理，通過在第一信號輸出端OUTI與地之間連接一個允許交流信號通過的信號調節電路，從而在VDD、OUTI與地之間形成了交流信號通路，使得原本從第一信號輸出端OUTl輸出的模擬音頻信號能夠疊加到VDD端，并通過給MIC芯片供電的線路輸出模擬音頻信號，從而減少了原有麥克電路的輸出引腳，進而為節省麥克設備與終端之間的接口資源提供了操作空間。
[0022]具體地，如圖3所示，其為本發明實施例一的麥克風電路的結構示意圖之二，其中，信號調節電路2可以包括濾波電路21，該濾波電路21的一端與所述第一信號輸出端連接，另一端接地，其帶通范圍為聲音頻率的范圍，即能夠濾除聲音頻率以外的交流信號，僅使有效的模擬音頻信號疊加到所述直流電源輸入端VDD的線路上進行輸出。
[0023 ] 進一步地，該麥克風電路還可以包括第一電阻3，該第一電阻的一端連接所述直流電源輸入端，另一端連接直流電源，在所述第一電阻與所述直流電源輸入端之間設置有第二信號輸出端0UT2，該第二信號輸出端0UT2用于向外輸出所述第一模擬音頻信號與所述直流電源輸入信號疊加后的第二模擬音頻信號，該第一電阻的主要作用在于，在直流電源輸入端VDD的線路上形成負載，從而能夠輸出第二模擬音頻信號。需要說明的是，雖然目前的第二模擬音頻信號和原本應該從第一信號輸出端的模擬音頻信號在信號值上是不同的，但是由于直流電源輸入端VDD輸入的是一個穩定的直流信號，因此對于音頻信號而言，其幅值是被整體的改變，其頻譜特性并未改變，音頻信號上的各個采樣點的幅值之間的相對關系沒有改變，因此，仍然包含了原始聲音信號的特性。
[0024]進一步地，該信號調節電路還可以包括第二電阻22，所述第二電阻的一端與所述第一信號輸出端連接，另一端接地，所述第二電阻用于調節所述第二模擬音頻信號的直流工作點。增加第二電阻的主要作用在于，將直流工作點從地拉高，從而能夠更好地疊加到直流電源輸入信號上進行輸出。優選地，所述第一電阻和所述第二電阻的阻值應該滿足使所述第二模擬音頻信號的幅值波動范圍處于所述直流電源的輸出電壓與接地電壓之間的條件，即通過第一電阻和第二電阻的分壓，將第二模擬音頻信號直流工作點穩定在一個合適的位置，從而減少從直流電源輸入端VDD的線路輸出的信號的失真。
[0025]下面再通過圖4所示的等效電路原理圖，來進一步說明上述的麥克風電路。圖4中，將MIC芯片中的用于采集聲音信號的傳感器部件簡略表達為傳感器11，傳感器11的基本原理是通過振膜觸發產生波動的電信號(圖中用波浪線示出)。如圖4中，傳感器11向Q點輸出由聲音信號轉換而來的電信號。Q點是在將MIC芯片中的運算放大器虛短之后，VDD與OUTl就等同于一點即Q點，從圖中可以看出，Q點下方到地之間存在兩個分支，其中個分支流向第二電阻22，另一個分支流向濾波電路21。在圖中，將流經各個支路的電流信號分為直流分量和交流分量進行表達，其中，在第一電阻所在的分支上即有交流分量又有之路分量，在濾波電路21的分支上，對于交流分量而言阻抗很小，因此，交流分量將會主要流向濾波電路21所在的分支，而直流分量主要流向第二電阻22所在的分支。因此，圖4的等效電路圖可以得出如下等式:
[0026]Ι1+Δ?1 = Ι2+Δ?3................................................式(I)
[0027]如上面分析可知，交流分量主要流向濾波電路21所在的分支，而直流分量主要流向第二電阻22所在的分支，由此可以得出如下結論:Ail ? Ai3、Il ? 12。而Ail或Ai3主要是由于傳感器11的輸出所造成的，即第一模擬音頻信號(原來從OUTl應該輸出的模擬音頻信號)的主要來源就是傳感器11的輸出，即Ai3就是第一模擬音頻信號，Il對應于直流電源輸入信號。通過上述計算公式可知，Ail - Ai3，那么實際就是將Ail疊加到了第一電阻所在的之路上，也就是直流電源輸入端VDD的線路上，從而實現了在直流電源輸入信號上疊加模擬音頻信號進行輸出。
[0028]實施例二
[0029]實施例一主要是圍繞MIC芯片來介紹相關電路結構，本實施例將進一步介紹在將上述的麥克風電路與終端連接的場景下的相關電路結構。如圖5所示，其為本發明實施例二的麥克風電路的結構示意圖，在實施例一的麥克風電路基礎上，增加了接口模塊4。其中，所述第二信號輸出端0UT2位于終端側，在所述第二信號輸出端與所述麥克芯片的直流電源輸入端之間設置接口模塊4。
[0030]進一步地，在所述終端側設置有麥克模數(ADC)處理模塊，所述麥克模數處理模塊包括MICBIAS信號輸出端和麥克信號輸入端，所述直流電源為MICBIAS信號輸出端輸出的MICBIAS信號，所述第一電阻的一端與所述MICBIAS信號輸出端連接，另一端通過所述接口模塊與所述麥克芯片的直流電源輸入端連接，所述第二信號輸出端與所述麥克信號輸入端連接。此外，接地端GND也通過接口模塊4與終端側的麥克模數(ADC)處理模塊接地端連接，從而使得麥克芯片與終端側的麥克模數(ADC)處理模塊共地。
[0031]在本實施例中，將第一信號輸出端輸出的模擬信號疊加到直流電源輸入端的直流電源輸入信號上進行輸出，從而減少了原有麥克電路的輸出引腳。此外，如圖5中可以看出，第二信號輸出端設置于終端一側，從而也節省了麥克風電路與終端之間的接口模塊的引腳資源。
[0032]實施例三
[0033]如圖6所示，其為本發明實施例三的麥克風電路的結構示意圖。本實施例與實施例二的不同之處在于，本實施例中的接口模塊4為具有適應正反插結構的接口模塊。
[0034]具體地，該接口模塊可以具有位置上具有正反插對稱關系的第一MIC/地連接引腳和第二 MIC/地連接引腳。這里所說的MIC/地連接引腳的含義是，麥克風芯片只通過兩根線與終端側連接，一根是接地線，另一根是用于傳輸疊加了第一模擬音頻信號的直流電源輸入信號的傳輸線(可以稱作是MIC信號傳輸線，輸出的是第二模擬音頻信號)，但是由于正反插的可能性，這兩根線與第一 MIC/地連接引腳和第二 MIC/地連接引腳的對應關系可能會有變化，即第一MIC/地連接引腳和第二MIC/地連接引腳均有可能接麥克風芯片的GND，也有可能接MIC信號傳輸線。
[0035]相應地，在所述終端側，所述直流電源為終端側的麥克模數處理模塊輸出的MICBIAS信號，所述麥克模數處理模塊具有MICBIAS信號輸出端、MIC+輸入端、MIC-輸入端，所述第一電阻和所述第二信號輸出端均為兩個，
[0036]所述MIC+輸入端與所述第一MIC/地連接引腳和所述第二 MIC/地連接引腳其中之一連接，所述MIC-輸入端與所述第一 MIC/地連接引腳和所述第二 MIC/地連接引腳中的另一個連接，
[0037 ]所述兩個第一電阻的一端均與所述MICBI AS信號輸出端連接，其中一個第一電阻的另一端與所述第一 MIC/地連接引腳和所述第二 MIC/地連接引腳其中之一連接形成第一線路段，另一個第一電阻的另一端與所述第一 MIC/地連接引腳和所述第二 MIC/地連接引腳中的另一個連接形成第二線路段，
[0038]所述兩個第二信號輸出端其中之一設置在所述第一線路段上，并與所述MIC+輸入端連接，另外一個第二信號輸出端設置在所述第二線路段上，并與所述MIC-輸入端連接；
[0039]在所述麥克芯片側，所述直流電源輸入端與所述第一MIC/地連接引腳和所述第二MIC/地連接引腳其中之一連接，所述接地端與所述第一 MIC/地連接引腳和所述第二 MIC/地連接引腳中的另一個連接。
[0040]基于圖6所示的電路結構圖，在麥克ADC處理模塊中設置有差分處理模塊，用于對MIC+輸入端和所述MIC-輸入端的信號進行差分處理，獲取所述第二模擬音頻信號。在本實施例中，采用差分信號的處理方式來處理MIC+_INPUT和MIC-_INPUT的輸入信號，即將MIC+_INPUT和MIC-_INPUT的輸入信號進行差分處理，從而獲得MIC芯片輸出的第二模擬音頻信號。基于差分處理的原理，無論MIC+_INPUT和MIC-_INPUT哪個端口輸入第二模擬音頻信號、哪個端口輸入接地信號，均可以獲得第二模擬音頻信號。
[0041 ]較為優選地，上述接口模塊為TYPE-C接口，則所述第一MIC/地連接引腳為SBUl引腳，所述第二MIC/地連接引腳為SBU2引腳。TYPE-C接口的特性之一就是能夠適應正反插，而SBUl和SBU2可以作為與MIC芯片進行接口的引腳，SBUl和SBU2引腳在TYPE-C接口的物理結構上述是呈中心對稱分布的。
[0042]實施例四
[0043]上述實施例中的麥克風電路可以設置在耳機中，作為耳機的一部分。在應用TYPE-C接口的情況下，耳機的左右聲道的音頻信號可以通過TYPE-C接口的DP和DN兩個引腳進行信號傳輸。
[0044]此外，上述的麥克風電路或者上述的耳機可以和終端一起構成一個麥克風電路系統，從而實現麥克風信號從MIC芯片中產生，然后疊加到直流電源輸入信號中輸出到終端側，再由終端側的麥克模數處理模塊進行提取處理，從而在終端中進行存儲或者播放。
[0045]本領域普通技術人員可以理解:實現上述各方法實施例的全部或部分步驟可以通過程序指令相關的硬件來完成。前述的程序可以存儲于一計算機可讀取存儲介質中。該程序在執行時，執行包括上述各方法實施例的步驟;而前述的存儲介質包括:R0M、RAM、磁碟或者光盤等各種可以存儲程序代碼的介質。
[0046]最后應說明的是:以上各實施例僅用以說明本發明的技術方案，而非對其限制;盡管參照前述各實施例對本發明進行了詳細的說明，本領域的普通技術人員應當理解:其依然可以對前述各實施例所記載的技術方案進行修改，或者對其中部分或者全部技術特征進行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應技術方案的本質脫離本發明各實施例技術方案的范圍。
【主權項】
1.一種麥克風電路，其特征在于，包括:麥克芯片和信號調節電路，所述麥克芯片具有直流電源輸入端、第一信號輸出端和與地連接的接地端， 所述信號調節電路連接在所述第一信號輸出端與地之間，使得在所述第一信號輸出端與所述地之間構成交流信號通路，用于將所述第一信號輸出端輸出的第一模擬音頻信號疊加到所述直流電源輸入端的直流電源輸入信號上進行輸出。2.根據權利要求1所述的麥克風電路，其特征在于，所述信號調節電路包括濾波電路， 所述濾波電路的一端與所述第一信號輸出端連接，另一端接地，所述濾波電路的帶通范圍為聲音頻率的范圍。3.根據權利要求2所述的麥克風電路，其特征在于，還包括第一電阻， 所述第一電阻的一端連接所述直流電源輸入端，另一端連接直流電源，在所述第一電阻與所述直流電源輸入端之間設置有第二信號輸出端，用于向外輸出所述第一模擬音頻信號與所述直流電源輸入信號疊加后的第二模擬音頻信號。4.根據權利要求3所述的麥克風電路，其特征在于，所述信號調節電路還包括第二電阻，所述第二電阻的一端與所述第一信號輸出端連接，另一端接地，所述第二電阻用于調節所述第二模擬音頻信號的直流工作點。5.根據權利要求4所述的麥克風電路，其特征在于，所述第一電阻和所述第二電阻的阻值滿足使所述第二模擬音頻信號的幅值波動范圍處于所述直流電源的輸出電壓與接地電壓之間的條件。6.根據權利要求3所述的麥克風電路，其特征在于，在所述第二信號輸出端位于終端側，在所述第二信號輸出端與所述麥克芯片的直流電源輸入端之間設置接口模塊。7.根據權利要求6所述的麥克風電路，其特征在于，在所述終端側設置有麥克模數處理模塊，所述麥克模數處理模塊包括MICBIAS信號輸出端和麥克信號輸入端，所述直流電源為MICBIAS信號輸出端輸出的MICBIAS信號，所述第一電阻的一端與所述MICBIAS信號輸出端連接，另一端通過所述接口模塊與所述麥克芯片的直流電源輸入端連接，所述第二信號輸出端與所述麥克信號輸入端連接。8.根據權利要求6所述的麥克風電路，其特征在于，所述接口模塊為具有適應正反插結構的接口模塊。9.根據權利要求8所述的麥克風電路，其特征在于，所述接口模塊具有位置上具有正反插對稱關系的第一 MIC/地連接引腳和第二 MIC/地連接引腳， 在所述終端側，所述直流電源為終端側的麥克模數處理模塊輸出的MICBIAS信號，所述麥克模數處理模塊具有MICBIAS信號輸出端、MIC+輸入端、MIC-輸入端，所述第一電阻和所述第二信號輸出端均為兩個， 所述MIC+輸入端與所述第一 MIC/地連接引腳和所述第二 MIC/地連接引腳其中之一連接，所述MIC-輸入端與所述第一 MIC/地連接引腳和所述第二 MIC/地連接引腳中的另一個連接， 所述兩個第一電阻的一端均與所述MICBI AS信號輸出端連接，其中一個第一電阻的另一端與所述第一 MIC/地連接引腳和所述第二 MIC/地連接引腳其中之一連接形成第一線路段，另一個第一電阻的另一端與所述第一 MIC/地連接引腳和所述第二 MIC/地連接引腳中的另一個連接形成第二線路段， 所述兩個第二信號輸出端其中之一設置在所述第一線路段上，并與所述MIC+輸入端連接，另外一個第二信號輸出端設置在所述第二線路段上，并與所述MIC-輸入端連接； 在所述麥克芯片側，所述直流電源輸入端與所述第一 MIC/地連接引腳和所述第二 MIC/地連接引腳其中之一連接，所述接地端與所述第一 MIC/地連接引腳和所述第二 MIC/地連接引腳中的另一個連接。10.根據權利要求9所述的麥克風電路，其特征在于，還包括設置在麥克模數處理模塊中的差分處理模塊，用于對MIC+輸入端和所述MIC-輸入端的信號進行差分處理，獲取所述第二模擬音頻信號。11.根據權利要求9所述的麥克風電路，其特征在于，所述接口模塊為TYPE-C接口，所述第一 MIC/地連接引腳為SBUl引腳，所述第二 MIC/地連接引腳為SBU2引腳。12.根據權利要求1所述的麥克風電路，其特征在于，所述麥克芯片為MEMS型麥克芯片。13.—種耳機，其特征在于，包括，如權利要求1至11任一所述的麥克風電路。14.一種麥克風電路系統，其特征在于，包括:終端和如權利要求1至11任一所述的麥克風電路。
【文檔編號】H04R3/00GK105872904SQ201610249272
【公開日】2016年8月17日
【申請日】2016年4月20日
【發明人】趙慶, 關彬, 潘志剛
【申請人】樂視控股（北京）有限公司, 樂視移動智能信息技術（北京）有限公司