一種主動(dòng)降噪控制器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及耳機(jī)降噪領(lǐng)域，具體而言，涉及一種主動(dòng)降噪控制器。
【背景技術(shù)】
[0002]在電子產(chǎn)品普及的今天，耳機(jī)成為人們生活中必不可少的日用品。耳機(jī)的種類很多，入耳式、頭戴式，五顏六色，花樣繁多，但如何有效降低外界噪聲影響是提升耳機(jī)聽音感受的一個(gè)共同問(wèn)題。普通耳機(jī)對(duì)外界噪音的阻隔是依靠耳機(jī)材料特性對(duì)空氣中傳來(lái)的聲波能量進(jìn)行衰減，但這種方式通常對(duì)幾千Hz以上的噪音可以起到比較好的屏蔽作用，對(duì)幾百Hz以下的低頻噪音的阻隔效果仍然不夠理想。主動(dòng)降噪耳機(jī)的原理是借用耳機(jī)單元產(chǎn)生與外來(lái)噪聲具有同樣幅度但相位相反的聲波，在耳道內(nèi)與外來(lái)噪音彼此相消，使噪音能量得以降低。為了實(shí)現(xiàn)主動(dòng)降噪，需要在耳機(jī)上設(shè)置麥克風(fēng)用于檢測(cè)外界噪音，麥克風(fēng)的位置可以是在發(fā)聲單元朝向耳朵的一側(cè)(檢測(cè)殘留噪音，對(duì)應(yīng)于反饋型主動(dòng)降噪)，也可以是在靠近耳機(jī)外部(檢測(cè)環(huán)境噪音，對(duì)應(yīng)于前饋型主動(dòng)降噪)。主動(dòng)降噪耳機(jī)在開啟主動(dòng)降噪功能時(shí)，不論有沒(méi)有聲音播放，耳機(jī)單元都處于工作狀態(tài)以發(fā)出降噪聲波，所需驅(qū)動(dòng)信號(hào)由電路產(chǎn)生，是由麥克風(fēng)信號(hào)經(jīng)主動(dòng)降噪電路信號(hào)處理獲得，并且這部分電路需要電源供給。耳罩式的主動(dòng)降噪耳機(jī)在機(jī)殼內(nèi)裝有電路板和供電用的電池。
[0003]入耳式耳機(jī)(或入耳式耳塞)的發(fā)聲單元前方置有一小段導(dǎo)管，導(dǎo)管上套有膠質(zhì)塞頭，使用時(shí)塞頭塞入耳道口并與耳道貼合，使耳機(jī)的密閉性提高。這種外形和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不僅小巧方便，而且提高了對(duì)外部噪聲的阻隔能力，成為小型化主動(dòng)降噪耳機(jī)的首選。入耳式主動(dòng)降噪耳機(jī)在普通入耳式耳機(jī)的基礎(chǔ)上，增加了檢測(cè)外部噪聲或耳道內(nèi)噪聲的麥克風(fēng)。因?yàn)槿攵蕉鷻C(jī)體積小，置入麥克風(fēng)以后耳機(jī)內(nèi)的腔體容積更小，無(wú)法提供空間容納主動(dòng)降噪需要的信號(hào)處理電路板以及給電路供電的電池，所以市面上的入耳式主動(dòng)降噪耳機(jī)在耳機(jī)線上還有一個(gè)線控裝置，該線控裝置包含了主動(dòng)降噪電路和電池。目前主流的入耳式降噪耳機(jī)，采用降噪電路安排在耳機(jī)體外部的方式。這種結(jié)構(gòu)兼容了通用的3.5_立體聲音頻輸入插頭，放寬了降噪電路的體積要求，但成本較高，降低了便攜性，且由于麥克風(fēng)從耳機(jī)體到降噪電路經(jīng)過(guò)了較長(zhǎng)的連線，使麥克風(fēng)信號(hào)容易受到干擾而產(chǎn)生雜音。
[0004]如，中國(guó)專利公開號(hào)為CN201947421U的實(shí)用新型專利，提供了一種入耳式降噪耳機(jī)，這種耳機(jī)在耳機(jī)殼內(nèi)置有一殼體，殼體上安裝了耳機(jī)發(fā)聲單元和檢測(cè)環(huán)境噪聲的傳感器(即麥克風(fēng))。這樣的模塊組裝方式簡(jiǎn)化了耳機(jī)的設(shè)計(jì)，但其中的殼體和傳感器仍然占據(jù)了耳機(jī)體內(nèi)較多的空間，聲腔容積減小。更重要的是，主動(dòng)降噪的控制電路依然需要外置。
[0005]再如，中國(guó)專利公開號(hào)為CN102137319A的發(fā)明專利一種消除噪聲的耳機(jī)及其驅(qū)動(dòng)電路，公開了一種使用SOC (System On a Chip,系統(tǒng)單芯片)技術(shù)的主動(dòng)降噪耳機(jī)驅(qū)動(dòng)電路，將主動(dòng)降噪功能集成到單一芯片中，簡(jiǎn)化了布線使得主動(dòng)降噪電路可以置入到耳機(jī)殼內(nèi)。但是這種芯片引腳較多，需要和外圍元件一起焊裝在電路板上，這一電路板勢(shì)必需要占據(jù)耳機(jī)殼內(nèi)相當(dāng)部分空間。因?yàn)榘卜披溈孙L(fēng)以后耳機(jī)殼內(nèi)剩余容積已經(jīng)很小，在不影響耳機(jī)外觀的條件下很難容納所述的電路，并且，這一 SOC芯片是通過(guò)模擬方式實(shí)現(xiàn)的，參數(shù)設(shè)定依靠外圍元件和引腳連接調(diào)整，調(diào)試過(guò)程繁瑣。這一方案的實(shí)現(xiàn)中，麥克風(fēng)、電路板及耳機(jī)單元三部分在小體積機(jī)殼內(nèi)的裝配復(fù)雜，占用過(guò)多腔體容積還影響回放的低頻特性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明提供一種主動(dòng)降噪控制器，用于入耳式耳機(jī)以實(shí)現(xiàn)低成本的主動(dòng)降噪，且不需改變耳機(jī)的外形結(jié)構(gòu)，使用方便。
[0007]為達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供了一種主動(dòng)降噪控制器，包括基板、硅麥克風(fēng)、通過(guò)ASIC (Applicat1n Specific Integrated Circuit,專用集成電路)技術(shù)集成的 ASIC 芯片及外殼，其中:
[0008]所述基板上設(shè)有印刷電路；所述硅麥克風(fēng)和所述ASIC芯片固定在所述基板上并位于所述外殼與所述基板形成的封閉空間內(nèi)，且所述硅麥克風(fēng)和所述ASIC芯片之間通過(guò)第一組金線壓焊連接，所述ASIC芯片與所述基板通過(guò)第二組金線壓焊連接；
[0009]所述基板或所述外殼上與所述硅麥克風(fēng)相對(duì)的位置設(shè)有聲孔，以使外界噪音通過(guò)所述聲孔被所述硅麥克風(fēng)采集并轉(zhuǎn)換成模擬電信號(hào)；
[0010]所述基板上還設(shè)有引線焊盤，所述引線焊盤包括耳機(jī)單元正端焊盤、耳機(jī)單元負(fù)端焊盤、電源輸入端焊盤、音頻輸入端焊盤及公共接地端焊盤，所述耳機(jī)單元正端焊盤、所述耳機(jī)單元負(fù)端焊盤、所述音頻輸入端焊盤、所述電源輸入端焊盤及所述公共接地端焊盤分別通過(guò)所述基板上的印刷電路和所述第二組金線連接至所述ASIC芯片的的耳機(jī)驅(qū)動(dòng)正引腳、耳機(jī)驅(qū)動(dòng)負(fù)引腳、音頻輸入引腳、電源輸入引腳及公共地引腳。
[0011]其中，所述ASIC芯片集成有依次連接的麥克風(fēng)前置放大電路、A/D轉(zhuǎn)換電路、數(shù)字信號(hào)處理電路、D/A轉(zhuǎn)換電路、音頻信號(hào)混合電路、差分驅(qū)動(dòng)電路、第一模擬開關(guān)及第二模擬開關(guān)，其中，所述麥克風(fēng)前置放大電路接收所述娃麥克風(fēng)輸出的模擬電信號(hào)且對(duì)該模擬電信號(hào)進(jìn)行放大處理，并將經(jīng)放大處理后的模擬電信號(hào)傳遞給所述A/D轉(zhuǎn)換電路，所述A/D轉(zhuǎn)換電路將接收的模擬電信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字電信號(hào)并傳遞至所述數(shù)字信號(hào)處理電路，所述數(shù)字信號(hào)處理電路將所述數(shù)字電信號(hào)進(jìn)行濾波處理后送入所述D/A轉(zhuǎn)換電路，所述D/A轉(zhuǎn)換電路將濾波處理后的數(shù)字電信號(hào)還原成模擬電信號(hào)，經(jīng)所述D/A轉(zhuǎn)換電路還原的模擬電信號(hào)進(jìn)入所述音頻信號(hào)混合電路，所述音頻信號(hào)混合電路將其與由音頻輸入引腳傳遞來(lái)的音頻信號(hào)疊加后輸出至所述差分驅(qū)動(dòng)電路，所述差分驅(qū)動(dòng)電路將疊加后的混合信號(hào)轉(zhuǎn)變成差分信號(hào)并緩沖輸出，所述差分信號(hào)的正端連接第一模擬開關(guān)，所述差分信號(hào)的負(fù)端連接所述第二模擬開關(guān)。
[0012]其中所述數(shù)字信號(hào)處理電路包括5?10個(gè)一階或二階IIR濾波器的組合，其中的3?6個(gè)所述的IIR濾波器的系數(shù)通過(guò)寄存器配置，從而使整個(gè)數(shù)字信號(hào)處理電路的頻率響應(yīng)通過(guò)寄存器調(diào)節(jié)，以配合具有不同頻率響應(yīng)特性的耳機(jī)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)數(shù)字電信號(hào)最終轉(zhuǎn)變?yōu)橥ㄟ^(guò)所述耳機(jī)單元輸出的聲波與外界噪音的聲波滿足大小相等、相位相反的關(guān)系。
[0013]其中，所述第一模擬開關(guān)和所述第二模擬開關(guān)都為二路選擇開關(guān)，且所述第一模擬開關(guān)和所述第二模擬開關(guān)同步切換，所述第一模擬開關(guān)的二路輸入端分別連接所述差分信號(hào)的正端及所述音頻輸入引腳，所述第一模擬開關(guān)的輸出端連接所述耳機(jī)驅(qū)動(dòng)正引腳，實(shí)現(xiàn)所述耳機(jī)驅(qū)動(dòng)正引腳與所述差分信號(hào)的正端或所述音頻信號(hào)輸入端連接的切換，所述第二模擬開關(guān)的二路輸入端分別連接所述差分信號(hào)的負(fù)端及所述公共地引腳，所述第二模擬開關(guān)的輸出端連接所述耳機(jī)驅(qū)動(dòng)負(fù)引腳，實(shí)現(xiàn)所述耳機(jī)驅(qū)動(dòng)負(fù)引腳與所述差分信號(hào)的負(fù)端或所述公共接地端鏈接的切換，當(dāng)所述第一模擬開關(guān)切換至所述差分信號(hào)的正端與所述耳機(jī)驅(qū)動(dòng)正引腳連接時(shí)，所述第二模擬開關(guān)同步切換至所述差分信號(hào)的負(fù)端與所述耳機(jī)驅(qū)動(dòng)負(fù)引腳連接，所述差分信號(hào)驅(qū)動(dòng)耳機(jī)單元，所述主動(dòng)降噪控制器產(chǎn)生抵消外界噪音的降噪信號(hào)，工作在主動(dòng)降噪模式；當(dāng)所述第一模擬開關(guān)切換至所述音頻信號(hào)輸入端與所述耳機(jī)驅(qū)動(dòng)正引腳連接時(shí)，所述第二模擬開關(guān)同步切換至所述公共地引腳與所述耳機(jī)驅(qū)動(dòng)負(fù)引腳連接，此時(shí)，所述ASIC芯片的所述麥克風(fēng)前置放大電路、所述A/D轉(zhuǎn)換電路、所述數(shù)字信號(hào)處理電路、所述D/A轉(zhuǎn)換電路、所述音頻信號(hào)混合電路及所述差分驅(qū)動(dòng)電路關(guān)閉，由所述音頻輸入引腳傳遞來(lái)的音頻信號(hào)直接驅(qū)動(dòng)耳機(jī)單元，所述耳機(jī)主動(dòng)降噪控制器不產(chǎn)生抵消外界噪音的降噪信號(hào)，工作在直通模式。
[0014]其中，所述ASIC芯片還集成有電源監(jiān)測(cè)模塊和系統(tǒng)管理模塊，所述電源監(jiān)測(cè)模塊用于監(jiān)測(cè)所述電源輸入端的電壓，所述系統(tǒng)管理模塊包括可編程存儲(chǔ)器，所述可編程存儲(chǔ)器存儲(chǔ)所述寄存器的默認(rèn)值，并在系統(tǒng)上電時(shí)將所述默認(rèn)值裝入所述寄存器，當(dāng)所述電源監(jiān)測(cè)模塊監(jiān)測(cè)到所述電源輸入端的電壓低于預(yù)先設(shè)定的1.6V?2.1V之間的一個(gè)電壓閾值時(shí)，所述系統(tǒng)管理模塊將所述第一模擬開關(guān)切換至所述音頻信號(hào)輸入端與所述耳機(jī)驅(qū)動(dòng)正引腳連接，將所述第二模擬開關(guān)同步切換至所述公共地引腳與所述耳機(jī)驅(qū)動(dòng)負(fù)引腳連接，由輸入音頻信號(hào)直接驅(qū)動(dòng)耳機(jī)單元，同時(shí)，所述麥克風(fēng)前置放大電路、A/D轉(zhuǎn)換電路、數(shù)字信號(hào)處理電路、D/A轉(zhuǎn)換電路、音頻信號(hào)混合電路、差分驅(qū)動(dòng)電路均處于關(guān)閉狀態(tài)，所述主動(dòng)降噪控制器工作在所述直通模式；當(dāng)所述電源監(jiān)測(cè)模塊監(jiān)測(cè)到所述電源輸入端的電壓高于該電壓閾值時(shí)，所述系統(tǒng)管理模塊將所述第一模擬開關(guān)切換至所述差分信號(hào)的正端與所述耳機(jī)驅(qū)動(dòng)正引腳連接，將所述第二模擬開關(guān)同步切換至所述差分信號(hào)的負(fù)端與所述耳機(jī)驅(qū)動(dòng)負(fù)引腳連接，所述差分信號(hào)驅(qū)動(dòng)耳機(jī)單元，所述主動(dòng)降噪控制器工作