兩個(gè)差分放大電路組成的噪聲抵消電路的音箱組成。立體聲多聲道的音箱地環(huán)路噪聲抑制系統(tǒng)與此類似。
[0031]音頻線為雙芯屏蔽線時(shí)，如圖8所示，對應(yīng)的還包括第二音頻信號線33，噪聲抵消電路則對應(yīng)還包括第三輸入端64 (圖中C點(diǎn))，第二音頻信號線33連接噪聲抵消電路的第三輸入端64。噪聲抵消電路6中，由第一運(yùn)算放大器Ul、第一電阻R1、第二電阻R2、第三電阻R3和第四電阻R4組成第一差分放大電路，還包括由第二運(yùn)算放大器U2、第五電阻R5、第六電阻R6、第七電阻R7和第八電阻R8組成的第二差分放大電路；第五電阻R5的一端為噪聲抵消電路6的第三輸入端64，第五電阻R5的另一端連接第二運(yùn)算放大器U2的反相輸入端；第六電阻R6 —端為噪聲抵消電路6的第二輸入端62 (圖中B點(diǎn))，第六電阻R6的另一端連接第二運(yùn)算放大器U2的同相輸入端；第七電阻R7—端連接第二運(yùn)算放大器U2的反相輸入端，第七電阻R7的另一端連接第二運(yùn)算放大器U2的輸出端63 ;第八電阻R8—端連接第二運(yùn)算放大器U2的同相輸入端，第八電阻R8的第二端接地。
[0032]結(jié)合圖6和圖8，音頻播放設(shè)備輸出的音頻信號經(jīng)音頻線傳輸至后級雙差分放大電路的三個(gè)輸入端，其中第一音頻信號(對應(yīng)左聲道)31接至第一差分放大電路的反相輸入端A，第二音頻信號(對應(yīng)右聲道)33接至第二差分放大電路的反相輸入端C ;音頻地線32分別接至第一差分放大電路和第二差分放大電路的同相輸入端B。RO和ROl分別為音頻播放設(shè)備A的左聲道等效輸出電阻和右聲道等效輸出電阻，通常為幾十歐姆(當(dāng)音頻播放設(shè)備為功放時(shí))至數(shù)千歐姆(當(dāng)音頻播放設(shè)備為運(yùn)放時(shí))之間；RL、RR和RG分別為第一音頻信號線31、第二音頻信號線33和音頻地線32的等效電阻，通常介于0.1-2歐姆之間，第一音頻信號線31和第二音頻信號線33的通常具有相同阻值的等效電阻；R1、R2分別為第一差分電路兩個(gè)輸入端的輸入電阻(對應(yīng)噪聲抵消電路6的第一輸入端61和第二輸入端62)，通常介于1k-1OOk歐姆之間；R5、R6分別為第二差分電路兩個(gè)輸入端的輸入電阻(對應(yīng)噪聲抵消電路6的第三輸入端63和第二輸入端62)，通常介于1k-1OOk歐姆之間；R3為第一運(yùn)算放大器Ul的反饋電阻，而R4為第一運(yùn)算放大器Ul的偏置電阻，R3和R4通常介于1k-1OOk歐姆之間；R7為第二運(yùn)算放大器U2的反饋電阻，而R8為第二運(yùn)算放大器U2的偏置電阻，R7和R8通常介于1k-1OOk歐姆之間。
[0033]當(dāng)供電線上產(chǎn)生波動電流時(shí)，會在地線上形成噪聲源Vn，噪聲源Vn在系統(tǒng)中產(chǎn)生噪聲電流Inoise，該噪聲電流分別在兩個(gè)音頻信號支路(音頻播放設(shè)備與第一音頻信號線上，以及音頻播放設(shè)備與第二音頻信號線上)與音頻地支路(音頻播放設(shè)備與音頻地線上)產(chǎn)生壓降，理論上，如果噪聲源Vn經(jīng)三個(gè)支路的等效電阻電路分壓后在A、B和C三點(diǎn)的噪聲電壓相等，即VA=VB=VC,那么VA、VB相對于相對于第一音頻信號31對應(yīng)的第一差分放大電路而言就轉(zhuǎn)變成了共模輸入噪聲，同理，VC、VB相對于第二音頻信號33對應(yīng)的第二差分放大電路而言也轉(zhuǎn)變成了共模輸入噪聲，而第一差分放大電路和第二差分放大電路抑制該兩組共模輸入噪聲，輸出無地環(huán)路噪聲的雙聲道音頻信號至音箱的音頻信號接收端。
[0034]系統(tǒng)中，對于左聲道，A點(diǎn)處的電位是音頻播放設(shè)備4的左聲道等效輸出電阻R0、第一音頻信號線等效電阻RL和第一電阻Rl分壓的結(jié)果；如果不考慮接入平衡電阻Rb，B點(diǎn)處的電位是音頻地線等效電阻RG和第二電阻R2分壓結(jié)果；由于R1/(R0+RL)遠(yuǎn)小于R2/RG，因此A點(diǎn)處的噪聲電壓遠(yuǎn)低于B點(diǎn)處的噪聲電壓。對于右聲道，C點(diǎn)處的電位是音頻播放設(shè)備4的右聲道等效輸出電阻R01、第二音頻信號線等效電阻RR和第五電阻R5分壓的結(jié)果；如果不考慮接入平衡電阻Rb，B點(diǎn)處的電位是音頻地線等效電阻RG和第六電阻R6的分壓結(jié)果；由于R5/(R01+RR)遠(yuǎn)小于R6/RG，因此C點(diǎn)處的噪聲電壓遠(yuǎn)低于B點(diǎn)處的噪聲電壓。本申請實(shí)施例中加入平衡電阻Rb，其作用就是對兩個(gè)音頻地支路上的電阻進(jìn)行匹配，借此調(diào)整噪聲電平Vn在兩個(gè)音頻信號支路上的電壓分配，使得B點(diǎn)處噪聲電壓與A點(diǎn)和C點(diǎn)處噪聲電壓保持平衡，也即使得Rl/(RO+RL)= R5/(R01+RR)= [Rb//(R2+R4)// (R6+R8) ] / RG,這其中，“//”代表電阻并聯(lián)，RO和ROl根據(jù)實(shí)測獲得或者可以查閱器件或者芯片的規(guī)格書獲得，而RL、RR和RG經(jīng)過實(shí)測獲得，Rl、R2和R4已知，R5、R6和R8已知，從而可以推算得出所需平衡電阻Rb的阻值。
[0035]實(shí)施例二
如圖9所示，為本申請實(shí)施例中噪聲抵消電路的又一具體應(yīng)用實(shí)施例，該噪聲抵消電路6包括第三運(yùn)算放大器U3、第四運(yùn)算放大器U4、第九電阻R9、第十電阻R10、第^^一電阻R11、第十二電阻R12、第十三電阻R13、第十四電阻R14和第十五電阻R15 ;第九電阻R9的一端為噪聲抵消電路6的第一輸入端61 (圖中A點(diǎn))，第九電阻R9的另一端連接第三運(yùn)算放大器U3的反相輸入端；第十電阻RlO的一端連接第三運(yùn)算放大器U3的反相輸入端，第十電阻RlO的另一端連接第十一電阻Rll的一端，第十一電阻Rll的另一端連接第四運(yùn)算放大器U4的反相輸入端；第十二電阻R12的一端連接第四運(yùn)算放大器U4的反相輸入端，第十二電阻R12的另一端連接第四運(yùn)算放大器U4的輸出端Vout ;第十三電阻R13的一端為噪聲抵消電路6的第二輸入端62 (圖中B點(diǎn))，第十三電阻R13的另一端連接第四運(yùn)算放大器U4的反相輸入端；第三運(yùn)算放大器U3的同相輸入端對地連接第十四電阻R14，第四運(yùn)算放大器U4的同相輸入端對地連接第十五電阻R15。
[0036]該噪聲抵消電路的實(shí)施例中，通過電阻匹配實(shí)現(xiàn)第一輸入端A點(diǎn)和第二輸入端B點(diǎn)處的噪聲電壓相等后，由第三運(yùn)算放大器U3對包含有噪聲的音頻信號進(jìn)行反向輸出，然后由第四運(yùn)算放大器U4對第三運(yùn)算放大器U3反向后的包含有噪聲的音頻信號和音頻地噪聲信號求和，由于音頻地上的噪聲信號與被第三運(yùn)算放大器U3反向后的噪聲信號大小相等、方向相反，因此求和后的噪聲信號被抵消，使第四運(yùn)算放大器U4的輸出端Vout輸出信號為無地環(huán)路噪聲的音頻信號。針對雙聲道音箱，采用與實(shí)施例一中針對雙聲道音箱相同的設(shè)計(jì)思路即可，此處不予贅述。
[0037]上述實(shí)施例中，涉及到的運(yùn)算放大器可基于雙電源供電，也可基于單電源供電，以滿足不同的設(shè)計(jì)需求。不論使用單電源供電還是使用雙電源供電，差分放大電路的輸入端，也即音頻線的輸出端可串聯(lián)有隔直電容。具體的如圖10所示，以單聲道音頻系統(tǒng)為例，在第一音頻信號線31與噪聲抵消電路的第一輸入端61之間串聯(lián)有第一電容Cl ;在音頻地線32與噪聲抵消電路的第二輸入端62之間串聯(lián)有第二電容C2。
[0038]此外，為預(yù)防EM1、EMC等問題，或?yàn)榱藵M足不同性能的調(diào)校要求，本申請實(shí)施例的電路中還可以添加必要的保護(hù)電路以及濾波電路等，此處不予贅述。
[0039]本申請實(shí)施中的音頻播放設(shè)備4可以為音頻播放器(包括單聲道、雙聲道以及多聲道)或者音頻功率放大器；音箱為有源音箱，包括但不受限于直接或者間接從市電取電或者充電，以及通過電源模塊從音頻播放設(shè)備取電或者充電的情況。
[0040]基于上述的音箱地環(huán)路噪聲抑制系統(tǒng)，本申請實(shí)施例還提出一種音箱地環(huán)路噪聲抑制方法，如圖11所示包括以下步驟:
步驟S1:確定音頻播放設(shè)備的等效輸出電阻。
[0041]音頻播放設(shè)備的等效輸出電阻根據(jù)實(shí)測獲得，或者查閱器件或者芯片的規(guī)格書獲得。
[0042]步驟S2:確定第一音頻信號線的等效電阻和音頻地線的等效電阻。
[0043]第一音頻信號線的等效電阻和音頻地線的等效電阻由實(shí)測獲得。
[0044]步驟S3:確定噪聲抵消電路的第一輸入端的輸入內(nèi)阻以及第二輸入端的輸入內(nèi)阻。
[0045]噪聲抵消電路的第一輸入端的輸入內(nèi)阻和第二輸入端的輸入內(nèi)阻，是由已知電路設(shè)計(jì)中的電阻