降低麦克风电路中的噪声的方法技术

一种计算机声卡，包括电源噪声隔离电路，用于降低在将诸如由计算机GPU提供的负载之类的重电负载施加到电源期间产生的地平面噪声。电源隔离电路将输出地与从电源提供给隔离电路输入的地隔离。在一个实施例中，隔离电路包括开关电路和变压器，以降低电源纹波噪声，否则电源纹波噪声可能由电源引入到诸如麦克风前置放大器之类的放大器中。在一些实施例中，将差分放大器级添加到麦克风前置放大器级的输出以进一步降低诸如共模噪声之类的噪声。输出以进一步降低诸如共模噪声之类的噪声。输出以进一步降低诸如共模噪声之类的噪声。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】降低麦克风电路中的噪声的方法


[0001]本专利技术涉及具有输入/输出电路的计算设备。更具体而言，本专利技术涉及例如用于诸如计算设备的声卡之类的音频处理电路中的电源噪声控制。

技术介绍

[0002]随着时间的推移，图形卡和芯片对计算设备而言的重要性已增加。为了满足这些增长的需求，图形芯片和卡制造商至少每年提供展现出提高的性能的新一代图形硬件。随着性能的这种总体提高，功率需求也同样提高。为了满足这种对功率的增加的需求，至少部分地由于从诸如PCI/e总线之类的主板总线可获得的功率不足，计算机制造商已经提供了外部电力连接器。
[0003]随着这些高端图形卡，消费者也已经对音频性能产生了很高的期望。不幸的是，这些高性能图形卡的较高功耗也伴随着增加的电源噪声。消费者在许多情况下结合高性能图形卡使用音频。一个示例包括在线交互式游戏，其中音频可用于与多玩家环境中的其他玩家通信。在另一示例中，消费者可能想要例如在使用诸如“Twitch”之类的服务时提供对其游戏比赛的流传输的视频的评论。在这些和其他情况下，清晰的语音通信是重要的。
[0004]用于提供语音通信的麦克风放大器和前置放大器具有非常高的增益，例如20
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40dB的增益。由电源引入的任何噪声也将被麦克风放大器放大。典型的解决方案包括更多的电源滤波器、使用具有高电源抑制比(PSRR)特性的放大器以及更好的地平面，仅举几个示例。但是，给定在用于语音通信的麦克风放大器中使用的高增益，这些解决方案通常不足以将噪声降低到高端产品可接受的水平。需要一种方法来降低这种电源噪声，以使得非常弱的麦克风信号可以经历高放大，并且仍然在放大器输出处提供清晰的语音通信信号。

技术实现思路

[0005]为了实现上述目的，本专利技术在各种实施例中提供了一种与诸如膝上型计算机或智能电话或台式计算机之类的计算设备一起使用的音频处理系统。该系统包括隔离块，其被配置为接收包括正电压和第一接地参考的供电信号，该隔离块被配置为通过在其输出处提供正输出电压和第二接地参考来降低供电信号中存在的电源噪声，第二接地参考与第一接地参考隔离。音频处理系统还包括麦克风前置放大器电路，其被配置有接收麦克风信号的一个输入、处于第二接地参考的第二输入、以及输出信号。还包括数字信号处理器块，其被配置为接收麦克风前置放大器输出信号，将其转换为数字格式，并将数字化的麦克风前置放大器输出信号传送到计算设备。在一个实施例中，隔离块包括开关电路和变压器。在这种应用中，变压器用于将电源地与其他系统地隔离，并提供隔离的低噪声电源。
[0006]在又一实施例中，音频处理系统还包括连接在麦克风前置放大器和数字信号处理器块之间的差分放大器。差分放大器被配置为从麦克风前置放大器输出信号中去除共模噪声。
附图说明
[0007]图1是示出用于与计算机一起使用的传统麦克风放大器的图。
[0008]图2是示出根据本专利技术实施例的用于与计算设备一起使用的具有噪声隔离电路的麦克风放大器电路的框图。
[0009]图3是示出根据本专利技术一些实施例的在存在轻加载图形卡的情况下的采样电源噪声降低的图。
[0010]图4是示出根据本专利技术一些实施例的在存在轻加载图形卡的情况下的采样电源噪声降低的另一视图的图。
[0011]图5是示出根据本专利技术一些实施例的在存在重加载图形卡的情况下的采样电源噪声降低的图。
[0012]图6是示出根据本专利技术一些实施例的在存在重加载图形卡的情况下的示例电源噪声降低的另一视图的图。
具体实施方式
[0013]现在将详细参考本专利技术的优选实施例。在附图中示出优选实施例的示例。虽然将结合这些优选实施例来描述本专利技术，但是将理解，不旨在将本专利技术限于此类优选实施例。相反，本专利技术旨在覆盖可包括在由所附权利要求限定的本专利技术的精神和范围内的替换、修改和等同方案。在以下描述中，阐述了许多具体细节以便提供对本专利技术的透彻理解。本专利技术可以在没有这些具体细节中的一些或全部的情况下实施。在其他情况下，没有详细描述公知的机制，以免不必要地使本专利技术难以理解。
[0014]在本文中应当注意，贯穿各个附图，相同的附图标记表示相同的部件。本文示出和描述的各种附图用于示出本专利技术的各种特征。就特定特征在一个附图中而没有在另一个附图中示出而言，除非另有指示或在结构固有地禁止结合该特征的情况下，否则应当理解，那些特征可以适于被包括在其他附图中表示的实施例中，如同它们在那些附图中被完全示出一样。除非另有说明，否则附图不一定按比例绘制。附图中提供的任何尺寸不是为了限制本专利技术的范围，而仅仅是说明性的。
[0015]更多的使用由计算机电源提供的外部电力连接器而不是可从诸如PCIe总线之类的计算机总线源获得的电源，导致了对噪声的关注增加。PCIe总线是高速串行计算机扩展总线标准。它通常用作用于计算机图形卡、硬盘驱动器和Wi
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Fi硬件模块等的主板接口。由电源引入的噪声通常可以被描述为电源电压纹波(ripple)。它被定义为叠加在电源的输出轨上的不需要的AC电压。纹波主要由电源上的加载引起。在一个常见的示例中，这种“加载”来自图形卡，该图形卡以非恒定的方式汲取电流，例如当逐帧地呈现复杂场景时。这种非恒定加载y引起所汲取的电流发生变化。即使在使用地平面时，变化的电流也会由于电源线上的电阻(其不是零欧姆)而将其自身表现为纹波电压。这也可能是由于当连接到同一电源轨的设备被加电或关闭时的功率浪涌(surge)和跌落(dip)。
[0016]为了使电压纹波噪声降到最小并防止其被麦克风前置放大器和/或差分放大器级放大，在电源和麦克风前置放大器/放大器之间引入隔离电路。为了比较，图1中示出了传统的麦克风放大器与典型的电源轨，而图2中示出了例示本专利技术的一个实施例的经修改电路。即，图1是示出用于与计算机一起使用的传统麦克风放大器100的图。图2是示出根据本专利技术
实施例的用于与计算设备一起使用的具有噪声隔离电路的麦克风放大器电路的框图。
[0017]图1所示的典型的电源轨从诸如PCIe电力插座102之类的电源连接器获得其电力。示出的正供电信号106表现出相当大的纹波噪声。在图1的传统情况下，负电源轨104是用于电力插座102、麦克风前置放大器108、数字信号处理器112和计算机总线(例如，PCIe总线)114的公共地。虽然希望将干净的语音通信信号引入DSP 112以生成供计算设备(例如，计算机)使用的数字化话筒信号，但是此处电源纹波噪声成为了问题。由于提供给来自麦克风110的信号的高放大，将发生失真。这被认为是连接在一起的地(即，“公共”地)的症状。在这些电路中，电源轨上的非恒定加载将导致电压纹波出现在电路板上的不同点处的“地”上：即麦克风前置放大器的地和声卡上的ADC的地将具有一些电压差。这些电压差本身表现为噪声，并且将与麦克风信号耦合在一起，由麦克风前置放大器/放大器放大，并且被发送到ADC。
[0018]当使用如本专利技术的实施例中所公开的隔离电源时，麦克风前置放大器的地与主电源隔离，因此本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种与计算设备一起使用的音频处理系统，所述系统包括：隔离块，被配置为接收包括正电压和第一接地参考的供电信号，所述隔离块被配置为通过在其输出处提供正输出电压和第二接地参考来降低供电信号中存在的电源噪声，所述第二接地参考与所述第一接地参考隔离；麦克风前置放大器电路，被配置有接收麦克风信号的一个输入，并提供麦克风前置放大器输出信号，并且其中，所述麦克风前置放大器电路由来自所述隔离块的所述正输出电压和所述第二接地参考供电，以及数字信号处理器块，被配置为接收所述麦克风前置放大器输出信号，将所述麦克风前置放大器输出信号转换为数字格式，并将经数字化的麦克风前置放大器输出信号传送到所述计算设备。2.根据权利要求1所述的系统，其中，所述计算设备是笔记本计算机或台式计算机之一，并且其中，所述供电信号是从电源连接器接收的，并且其中，所述经数字化的麦克风前置放大器输出信号被传送到所述计算设备上的计算机总线。3.根据权利要求1所述的系统，其中，所述电源连接器是PCIe电力插座，并且所述计算机总线是PCIe总线。4.根据权利要求1所述的系统，还包括连接在所述麦克风前置放大器和所述数字信号处理器块之间的差分放大器，并且其中，所述差分放大器被配置为降低来自所述麦克风前置放大器输出信号的共模噪声。5.根据权利要求1所述的系统，其中，所述隔离块包括开关电路和变压器。6.根据权利要求5所述的系统，其中，所述开关电路包括推挽式配置。7.一种用于降低麦克风电路中的噪声的方法，包括以下步骤：将低噪声电源...

【专利技术属性】
技术研发人员：连炎辉，骆秀玲，
申请(专利权)人：创新科技有限公司，
类型：发明
国别省市：