專利名稱：一種車載駐極體麥克風接口系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領域：
本實用新型涉及車載應用技術(shù)領域，特別涉及一種車載駐極體麥克風接口系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
隨著市場和需求的不斷上升，作為拾取聲音信號、實現(xiàn)聲-電轉(zhuǎn)換的裝置，麥克風尤其是駐極體麥克風，具有體積小、結(jié)構(gòu)簡單、頻響寬、靈敏度高、耐震動、價格便宜等優(yōu)點，已大量被應用于車載設備上。駐極體麥克風原理是利用聲波作用在振膜上引起震動，從而改變兩極板間的電容量，引起電荷量的改變，電荷量隨時間變化形成交變電流，流經(jīng)電阻上并在其兩端產(chǎn)生壓降，經(jīng)過放大器輸出交流信號。由于其輸出阻抗很高，不能直接輸出，因此在駐極體麥克風內(nèi)部置入一個場效應管進行阻抗變換，將高阻變成低阻輸出。駐極體麥克風使用了可保有永久電荷的駐極體物質(zhì)，因而不需再對電容器供電，但仍需以直流低電壓(一般為IflOV)為內(nèi)置的場效應管供電?，F(xiàn)有技術(shù)中，場效應管增益有限，容易受噪聲或干擾的影響，同時車載設備對抗干擾要求更為嚴格，因此這種駐極體麥克風供電后直接用作車載設備時，其抗干擾能力不強，會引入噪聲導致聲音聽起來嘈雜。同時，其信號增益有限，對于寬動態(tài)范圍的應用(如全車的聲音都能被拾取)也顯得力不從心。因此，亟需一種具有可調(diào)信號增益能力且有良好的抗噪抗干擾及抗靜電性能的車載駐極體麥克風接口系統(tǒng)。
實用新型內(nèi)容本實用新型的目的是提供一種車載駐極體麥克風接口系統(tǒng)，具有可調(diào)信號增益的能力，同時有良好的抗噪抗干擾以及抗靜電能力，更適用于車載設備。為解決上述技術(shù)問題，本實用新型提供了一種車載駐極體麥克風接口系統(tǒng)，連接于電源模塊與音頻處理模塊之間，包括依次連接的電源濾波電路、偽差分偏置電路、駐極體麥克風、靜電防護電路以及信號放大電路；其中，所述電源濾波電路的輸入端與所述電源模塊連接；所述信號放大電路的輸出端與所述音頻處理模塊連接。優(yōu)選地，所述車載駐極體麥克風接口系統(tǒng)還包括O歐姆電阻，所述O歐姆電阻的一端與所述信號放大電路的輸入端連接，另一端與所述信號放大電路的輸出端連接。優(yōu)選地，所述車載駐極體麥克風接口系統(tǒng)還包括帶通濾波電路，所述帶通濾波電路的輸入端與所述靜電防護電路的輸出端連接，輸出端與所述信號放大電路的輸入端連接。 優(yōu)選地，在上述車載駐極體麥克風接口系統(tǒng)中，所述電源濾波電路為由電阻、電容以及三極管組成的電容倍增濾波電路。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型提供的車載駐極體麥克風接口系統(tǒng)，首先通過電源濾波電路抑制電源上的噪聲，再以偽差分偏置電路為駐極體麥克風內(nèi)部的場效應管提供偏置電壓，使其工作在放大狀態(tài)的前提下盡可能提高信號增益，再利用靜電防護電路有效防止電路器件產(chǎn)生的靜電干擾，最后通過信號放大電路調(diào)整信號增益以實現(xiàn)輸出的信號電壓幅度滿足輸出端連接的音頻處理模塊的輸入要求。本實用新型實現(xiàn)可調(diào)信號增益的同時具有良好的抗噪抗干擾以及抗靜電的能力，解決了現(xiàn)有技術(shù)中的問題，滿足了車載設備的要求。

圖1為本實用新型車載駐極體麥克風接口系統(tǒng)實施例1的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本實用新型車載駐極體麥克風接口系統(tǒng)實施例2的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為本實用新型車載駐極體麥克風接口系統(tǒng)實施例3的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式為了使本技術(shù)領域的人員更好地理解本實用新型中的技術(shù)方案，下面將結(jié)合本實用新型實施例中的附圖，對實用新型實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本實用新型的一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本實用新型的實施例，本領域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動的前提下所得的所有其它實施例，都屬于本實用新型保護的范圍。
以下結(jié)合附圖和具體實施方式
對本實用新型作進一步的說明。如圖1所示，本實用新型所提供的實施例1中的車載駐極體麥克風接口系統(tǒng)2連接于電源模塊I與音頻處理模塊3之間，包括依次連接的電源濾波電路21、偽差分偏置電路22、駐極體麥克風23、靜電防護電路24以及信號放大電路25。其中，電源濾波電路21的輸入端與電源模塊I連接，信號放大電路26的輸出端與音頻處理模塊3連接。本實用新型提供的車載駐極體麥克風接口系統(tǒng)2，通過將電源濾波電路21和電源模塊I相連接，電源模塊I為整個系統(tǒng)供電。由于電源模塊I 一般由車身電源經(jīng)電源轉(zhuǎn)換電路得到，難以避免的存在紋波和噪聲，且頻率可能處于整個系統(tǒng)的有效頻率范圍內(nèi)，因此需要盡量抑制電源上的噪聲，避免其混入信號路徑中。電源濾波電路21可以有效抑制電源上的噪聲且截止頻率越低，抑制噪聲的效果就越好。另外，在電源濾波電路21與駐極體麥克風23之間還串聯(lián)有偽差分偏置電路22，利用其中的偏置電路選擇合適的偏置電阻，保證駐極體麥克風23內(nèi)部的場效應管工作在恒流區(qū)，信號不發(fā)生截止失真或飽和失真，在此前提下盡量提高信號增益，以獲得較高的信噪比。同時，偽差分偏置電路22也進一步提高了系統(tǒng)的抗噪能力。因為偽差分偏置電路22中的偽差分電路不同于一般的差分電路，它在場效應管的漏極和源極之間提供直流偏置電路，又作為后極輸出的交流信號的差分輸出端，達到將噪聲抵消的作用，比單端信號輸入電路抗干擾能力要強得多。在本實用新型車載駐極體麥克風接口系統(tǒng)中，由于駐極體麥克風23可能通過空氣、接觸或其他的方式引入或產(chǎn)生靜電干擾，通過在其后連接靜電防護電路24來減少靜電對元器件造成的傷害及因靜電產(chǎn)生的電磁干擾對設備造成不良影響。在靜電防護電路24中可以選擇合適的瞬態(tài)抑制二極管將靜電能量降到安全范圍，從而防止駐極體麥克風23攝入或產(chǎn)生的靜電串入后面的線路中，破壞后級的元器件，同時也防止后級攝入或產(chǎn)生的靜電破壞駐極體麥克風23。因此，靜電防護電路24大大提高了整個系統(tǒng)的防靜電能力。為了使得系統(tǒng)輸出信號的增益達到音頻處理模塊3的輸入信號范圍，還需要串聯(lián)信號放大電路25，該部分電路最好采用高增益、高噪聲抑制能力、低輸出阻抗的放大器作為核心器件，通過調(diào)節(jié)放大器的參數(shù)適當提高系統(tǒng)的聲音信號幅度，以便更好的拾取車內(nèi)所有位置的聲音信號。 本實用新型可以實現(xiàn)根據(jù)音頻處理模塊3的信號輸入范圍靈活調(diào)整聲音信號的增益，同時具有良好的抗噪抗干擾及抗靜電能力，適用于車載設備。如圖2所示，在本實用新型的實施例2中，車載駐極體麥克風接口系統(tǒng)2布置于電源模塊I和音頻處理模塊3之間，包括依次連接的電源濾波電路21、偽差分偏置電路22、駐極體麥克風23、靜電防護電路24以及信號放大電路25，其中，在信號放大電路25的兩端并聯(lián)一個O歐姆電阻26，即系統(tǒng)預留信號放大電路25和O歐姆電阻26組成的復合電路。當音頻處理接口電路3中不存在自動增益電路時，或者駐極體麥克風23的聲音信號經(jīng)過信號放大電路25前級的電路處理后，其信號電壓幅度不在音頻處理接口電路3的輸入信號范圍之內(nèi)，則用采用信號放大電路25，以提高系統(tǒng)的聲音信號幅度，以期更好的拾取車內(nèi)所有位置的聲音信號；當音頻處理接口電路3中存在自動增益電路時，或者駐極體麥克風23的聲音信號經(jīng)過信號放大電路25前級的電路處理后，其信號電壓幅度已經(jīng)在音頻處理接口電路3的輸入信號范圍之內(nèi)，則用采用O歐姆電阻26跳過信號放大電路，直接將聲音信號輸入至音頻處理模塊3。本實用新型具體實施例2中，通過預留信號放大電路25和O歐姆電阻26組成的復合電路，可以實現(xiàn)在不同的工況下根據(jù)具體參數(shù)選擇采用合適的電路，即采用本實施新型實施例公開的車載駐極體麥克風接口系統(tǒng)2更加通用靈活，又降低了成本。在上述本實用新型實施例1和實施例2的基礎上，本實用新型還公開了實施例3，如圖3所示，車載駐極體麥克風系統(tǒng)2連接于電源模塊I和音頻處理模塊3之間，包括依次連接的電源濾波電路21、偽差分偏置電路22、駐極體麥克風23、靜電防護電路24以及信號放大電路25，該系統(tǒng)還包括帶通濾波電路27，帶通濾波電路27的輸入端與靜電防護電路24的輸出端連接，輸出端與信號放大電路25的輸入端連接，即串聯(lián)連接于靜電防護電路24與信號放大電路25之間，用于抑制線路上及串擾進來的噪聲。具體的，帶通濾波電路27可以無源帶通濾波器，也可以是有源帶通濾波器。由于駐極體麥克風本身提供了帶通濾波特性，典型的通頻帶為300Hf4kHz，但是如果是質(zhì)量較差的駐極體麥克風，其通頻帶可能為50Hz飛OKHz。當麥克風本身的特性不能滿足應用需求時，可以通過調(diào)整帶通濾波電路中帶通濾波器的參數(shù)進一步控制通頻帶及頻響特性，大大減弱了帶外噪聲對后級電路的干擾。為了進一步優(yōu)化上述技術(shù)方案，在本實用新型的具體實施例3中，電源濾波電路21優(yōu)選由電阻、電容、三極管組成的電容倍增濾波電路。如果電源濾波電路21僅使用接地電容進行濾波，所需電容值較大，電容的成本和占用的PCB (Printed Circuit Board，印刷電路板)面積也相應較大；如果電源濾波電路21使用無源RC濾波，則電阻上的壓降和功耗又往往難以接受。電容倍增濾波電路利用小容值電容和大阻值電阻等效成大電容和小電阻，從而在保證截止頻率不變的前提下，既減小電容封裝，縮小了 PCB面積，又降低電阻的壓降，避免引入不必要的紋波。需要進一步說明的是，根據(jù)車載設備領域的具體應用，與車載駐極體麥克風接口系統(tǒng)2的輸出端相連接的音頻處理接口電路3可以采用GSM/GPRS (global system formobile communication/general packet radio service,全球移動通信系統(tǒng)/通用分組無線服務)模塊內(nèi)部音頻處理電路，由于在GSM/GPRS應用中，900MHz和1800MHz的射頻信號很容易耦合到系統(tǒng)的PCB信號線上，因此在信號放大電路25與音頻處理接口電路之間加設射頻噪聲濾波電路抑制射頻對信號的干擾，射頻噪聲濾波電路可選用專用射頻陶瓷電容，通過調(diào)節(jié)電容的值可以大大降低此頻段范圍的射頻干擾。本領域技術(shù)人員可以理解的是，射頻噪聲濾波電路只是抑制GSM/GPRS應用帶來的900/1800MHZ射頻干擾，本實用新型對射頻噪聲濾波電路抑制射頻干擾的方式不作限定。綜上所述，本實用新型車載駐極體麥克風接口系統(tǒng)布置于電源模塊與音頻處理模塊之間，由依次連接的電源濾波電路、偽差分偏置電路、駐極體麥克風、靜電防護電路以及信號放大電路組成，其中，電源濾波電路與電源模塊相連，用于抑制電源噪聲，提高系統(tǒng)的抗噪能力，再以偽差分偏置電路為駐極體麥克風內(nèi)部的場效應管提供偏置電壓，使其工作在放大區(qū)的前提下盡可能的提高增益，且以偽差分為后級電路抵消噪聲提供了有效途徑，再通過靜電防護電路有效防止了此電路前后級器件產(chǎn)生的靜電干擾，最后采用信號放大電路提高信號電壓幅度滿足音頻處理接口電路的輸入信號范圍要求，從而使本實用新型車載駐極體麥克風接口系統(tǒng)具有可調(diào)增益能力同時還具有良好的抗噪抗干擾抗靜電能力，使其更適于應用作車載設備。
對所公開的實施例的上述說明，是本技術(shù)領域?qū)I(yè)人員能夠?qū)崿F(xiàn)或使用本實用新型。對這些實施例的多種修改對本領域的專業(yè)技術(shù)人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離使用新型的精神或范圍的情況下，在其它實施例中實現(xiàn)。因此，本實用新型將不會被限制于本文所示的這些實施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點相一致的最寬的范圍。
權(quán)利要求1.一種車載駐極體麥克風接口系統(tǒng)，連接于電源模塊與音頻處理模塊之間，其特征在于，該系統(tǒng)包括依次連接的電源濾波電路、偽差分偏置電路、駐極體麥克風、靜電防護電路以及信號放大電路；其中，所述電源濾波電路的輸入端與所述電源模塊連接；所述信號放大電路的輸出端與所述音頻處理模塊連接。
2.如權(quán)利要求1所述的車載駐極體麥克風接口系統(tǒng)，其特征在于，所述車載駐極體麥克風接口系統(tǒng)還包括O歐姆電阻，所述O歐姆電阻的一端與所述信號放大電路的輸入端連接，另一端與所述信號放大電路的輸出端連接。
3.如權(quán)利要求1所述的車載駐極體麥克風接口系統(tǒng)，其特征在于，所述車載駐極體麥克風接口系統(tǒng)還包括帶通濾波電路，所述帶通濾波電路的輸入端與所述靜電防護電路的輸出端連接，輸出端與所述信號放大電路的輸入端連接。
4.如權(quán)利要求Γ3任意一項所述的車載駐極體麥克風接口系統(tǒng)，其特征在于，所述電源濾波電路為由電阻、電容以及三極管組成的電容倍增濾波電路。
專利摘要本實用新型公開了一種車載駐極體麥克風接口系統(tǒng)，連接于電源模塊與音頻處理模塊之間，包括依次連接的電源濾波電路、偽差分偏置電路、駐極體麥克風、靜電防護電路以及信號放大電路。該系統(tǒng)首先通過電源濾波電路抑制電源上的噪聲，再以偽差分偏置電路為駐極體麥克風內(nèi)部的場效應管提供偏置電壓，使其工作在放大狀態(tài)的前提下盡可能提高信號增益，再利用靜電防護電路有效防止電路器件產(chǎn)生的靜電干擾，最后通過信號放大電路調(diào)整信號增益以實現(xiàn)輸出的信號增益滿足輸出端連接的音頻處理模塊的信號輸入要求。本實用新型實現(xiàn)可調(diào)信號增益的同時具有良好的抗噪抗干擾以及抗靜電的能力，滿足了車載設備的要求。
文檔編號H04R19/01GK202889621SQ20122049806
公開日2013年4月17日 申請日期2012年9月26日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月26日
發(fā)明者熊延萍, 俞松耀, 徐建軍, 王娜 申請人:北京經(jīng)緯恒潤科技有限公司