本發(fā)明涉及通訊領域，更具體地說，涉及一種具有揚聲器降噪功能的通信裝置及其降噪方法。

背景技術：

隨著人們對通話質量要求的提高，越來越多的降噪裝置應用于通信裝置上，但普遍在于對話筒進行降噪改進，缺少對通信裝置的揚聲器進行降噪改進，例如現(xiàn)在市面上的手機基本都具有雙麥降噪功能，但卻不具備聽筒降噪的功能。而事實上，很多時候在嘈雜環(huán)境下通話是無法避免的，例如工地、車船或其它有較大噪聲聲源的公共場所。在嘈雜環(huán)境中，使用通信裝置通話的受話者同時聽到送話者的語音和環(huán)境噪聲，可能導致受話者無法聽清對方的話語。噪聲對信息傳達的準確性造成了極大的干擾，所以提供一種具有揚聲器降噪功能的通信裝置是十分必要的。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術問題在于，針對現(xiàn)有技術的缺陷，提供一種改進的具有揚聲器降噪功能的通信裝置及其降噪方法。

本發(fā)明解決其技術問題所采用的技術方案是：構造一種具有揚聲器降噪功能的通信裝置，包括揚聲器和主板，還包括：噪聲采集器和降噪控制板，所述降噪控制板連接于所述噪聲采集器、所述揚聲器和所述主板，用于將所述噪聲采集器采集的噪聲信號進行反向處理，并將所述反向處理后的噪聲信號與來自所述主板的音頻信號進行混音后輸出至所述揚聲器。

優(yōu)選地，所述降噪控制板包括與所述噪聲采集器連接用于將所述噪聲采集器采集的噪聲信號進行放大及反向處理得到反向噪聲信號的濾波器。

優(yōu)選地，所述濾波器包括模擬濾波器，所述模擬濾波器為具有放大及反向模塊的低通濾波器。

優(yōu)選地，所述濾波器還包括與所述模擬濾波器連接用于將所述模擬濾波器輸出的反向噪聲信號進行修正的數(shù)字濾波器。

優(yōu)選地，所述數(shù)字濾波器包括陷波模塊。

優(yōu)選地，所述降噪控制板還包括用于混音處理的混音電路，所述混音電路包括兩個相互獨立的二極管，所述兩個二極管的正極分別連接所述濾波器的反向噪聲信號輸出端以及所述主板的音頻信號輸出端；所述兩個二極管的負極與所述揚聲器連接。

優(yōu)選地，所述二極管為管壓降小于0.1V的低壓降二極管。

優(yōu)選地，所述噪聲采集器為硅麥克風。

優(yōu)選地，所述降噪控制板還包括與所述主板連接的開關電路，所述主板通過所述開關電路控制所述降噪控制板啟動或停止工作。

本發(fā)明還提供了一種通信裝置的揚聲器降噪方法，所述通信裝置包括降噪控制板和與所述降噪控制板連接的揚聲器、主板、噪聲采集器，該方法包括以下步驟：

S1：所述降噪控制板將所述噪聲采集器采集到的環(huán)境噪聲信號進行反向處理得到反向噪聲信號；

S2：所述降噪控制板將所述反向噪聲信號與所述主板輸出的音頻信號進行混音處理得到混音信號；

S3：所述降噪控制板將所述混音信號輸出至所述揚聲器，產(chǎn)生反向噪聲聲波，所述反向噪聲與所述環(huán)境噪聲相抵消，從而實現(xiàn)降噪。

本發(fā)明的通信裝置為降低甚至消除環(huán)境中的背景噪聲，采用了前饋控制技術、模擬濾波器與數(shù)字濾波器相結合的精確深度濾波技術和混音技術，有效地提高了降噪的深度和寬度。同時不改變揚聲器輸出的有效語音質量，實現(xiàn)高品質通話的同時還具有超低功耗的特點，不增加通信裝置電池的負荷。

附圖說明

下面將結合附圖及實施例對本發(fā)明作進一步說明，附圖中：

圖1是通信裝置一些實施例的結構示意圖；

圖2是通信裝置的電路框圖；

圖3是其混音電路的電路圖；

圖4是其揚聲器的聲學特征圖。

具體實施方式

下面結合附圖對本發(fā)明作進一步說明。

如圖1所示，本發(fā)明提供的具有揚聲器降噪功能的通信裝置包括：揚聲器1，主板2，降噪控制板3和噪音采集器4。上述部件均位于通信裝置的殼體內。

圖2示出了該通信裝置的電路框圖，該降噪控制板3包括模擬濾波器31、數(shù)字濾波器32和混音電路33。模擬濾波器31和數(shù)字濾波器32對噪聲采集器4采集的噪聲信號進行反向處理后，得到反向噪聲信號并向混音電路33輸出，混音電路33將主板2輸出的音頻信號和反向噪聲信號進行混音處理后輸出至揚聲器1播放。

該噪音采集器4優(yōu)選采用硅麥克風，以提高聲音采集的信噪比和靈敏度。

該模擬濾波器31為一種具有放大及反向模塊的低通濾波器，該濾波器可將硅麥克風采集到的微小信號進行放大、低通濾波和反向。模擬濾波器31的放大倍數(shù)、相位以及截止頻率的選取決定了對噪聲的還原度，進一步影響降噪的效果和底噪的效果。此外，模擬濾波器31對信號的處理極為快速。

該數(shù)字濾波器32優(yōu)選為具有陷波模塊的自適應數(shù)字濾波器。數(shù)字濾波器32接收模擬濾波器31輸出的經(jīng)過粗略還原和低通濾波處理的信號。在模擬濾波器31處理的基礎上對信號進行離散化，精確地修正噪聲波形，自動調整自適應率，包括輸入信號的頻率、相位、頻率變化率和幅值等。同時設計陷波算法的中心頻率、寬度和深度，以快速精確地模擬輸入信號的反向波形。

模擬濾波器31的特點是速度快，但效果粗。數(shù)字濾波器32的特點是可以精確控制，但是速度較慢，有延時。該通信裝置采用模擬濾波器31與數(shù)字濾波器32相結合的方式處理噪聲信號，首先由模擬濾波器31進行快速粗放處理，數(shù)字濾波器對處理后的有效波形進行數(shù)字離散化，精確整形，并加入陷波技術，精確地模擬噪聲的反向波形以求最大限度地抵消噪聲。此外，在模擬濾波器31基礎上的使用數(shù)字濾波器32的方法解決了直接應用數(shù)字濾波器32導致的速度慢，運算量大的問題，快速收斂降低芯片的功耗。

如圖3所示，混音電路33由兩個低壓降二極管組成。兩個二極管331,332的正極分別連接數(shù)字濾波器32的反向噪聲信號輸出端以及主板2的音頻信號輸出端；兩個二極管331,332的負極與揚聲器1連接?；煲綦娐?3將反向噪聲信號與音頻信號疊加混合后輸出至揚聲器1播放。值得指出的是，構成上述混音電路33的二極管必須是低壓降二極管，否則會影響音頻信號的質量和降噪的效果。二極管的管壓降最好小于0.1V。此外，如果不設置上述混音電路，而是將反向噪聲信號和音頻信號直接在揚聲器1處混合，則揚聲器1自身的阻抗會使混合不起作用，即無法實現(xiàn)降噪。采用上述結構的混音電路33進行混音，極大地降低了功耗，其功耗是傳統(tǒng)功率放大器降噪方式的十分之一。

為了實現(xiàn)更好的降噪效果，揚聲器1的聲學特征應特別設計，令其與降噪控制板3的噪聲處理參數(shù)特征向匹配。圖4中示出了一些實施例中揚聲器1的聲學特征曲線。

在一些實施例中，當通信裝置為手機時，為實現(xiàn)更好的通話效果，進行降噪處理的揚聲器優(yōu)選為手機聽筒。

在一些實施例中，降噪控制板3上設有開關電路控制降噪控制板啟動或停止工作。該開關電路與主板2連接，當主板2中有音頻信號向揚聲器1輸出時，主板2控制開關電路閉合，降噪控制板3開始工作。當主板2中無音頻信號向揚聲器1輸出時，主板2控制開關電路斷開，降噪控制板3停止工作。

綜上，通信裝置在通話狀態(tài)下，主板2需要將通信裝置接收的音頻信號向揚聲器1輸出，此時主板2控制開關電路閉合，并將音頻信號通過降噪控制板3輸出至揚聲器1，降噪控制板3開始工作。

其降噪方法包括以下步驟：

S1：降噪控制板通過模擬濾波器、數(shù)字濾波器將噪聲采集器采集到的環(huán)境噪聲信號進行反向處理得到反向噪聲信號；

S2：降噪控制板的混音電路將反向噪聲信號和主板輸出的音頻信號進行混音處理得到混音信號；

S3：降噪控制板將步驟S2得到的混音信號輸出至揚聲器1，產(chǎn)生反向噪聲聲波，反向噪聲與環(huán)境噪聲相抵消，從而實現(xiàn)降噪。

當通訊裝置通過揚聲器播放音樂或廣播時，降噪控制板的工作方法與上述通話時的降噪工作方法相同。

本發(fā)明的通信裝置為降低甚至消除環(huán)境中的背景噪聲，采用了前饋控制技術、模擬濾波器與數(shù)字濾波器相結合的精確深度濾波技術和混音技術，有效地提高了降噪的深度和寬度。同時不改變揚聲器輸出的有效語音質量，實現(xiàn)高品質通話的同時還具有超低功耗的特點，不增加通信裝置電池的負荷。

可以理解的，以上實施例僅表達了本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，其描述較為具體和詳細，但并不能因此而理解為對本發(fā)明專利范圍的限制；應當指出的是，對于本領域的普通技術人員來說，在不脫離本發(fā)明構思的前提下，可以對上述技術特點進行自由組合，還可以做出若干變形和改進，這些都屬于本發(fā)明的保護范圍；因此，凡跟本發(fā)明權利要求范圍所做的等同變換與修飾，均應屬于本發(fā)明權利要求的涵蓋范圍。