[发明专利]噪声门电路系统及其设计方法

说明书

【技术领域】

本发明涉及一种电路系统及其设计方法，尤其涉及一种运用于微型电子器件的噪声门电路系统及其设计方法。

【背景技术】

随着无线通讯的发展，全球移动电话用户越来越多，用户对移动电话的要求已不仅满足于通话，而且要能够提供高质量的通话效果，尤其是目前移动多媒体技术的发展，移动电话的通话质量更显重要。

由于大量环境噪声的存在，手机等通讯设备的麦克风采集到的语音信号普遍信噪比不够高，特别是在街道汽车等高噪声环境中，需要提高音量才能使对方听清。所以需要通过语音增强的方法来提升输入语音的信噪比，改善通讯质量。相关技术用以消噪的噪声门电路系统是由双极工艺制成的单片、单一功能的电路，这种电路有低失调电压、低噪声等优点。但由于其自身功耗大，不利于提升电路的规模。当所述噪声门电路系统需要与其它功能电路整合时，则采用BiCOMS工艺设计噪声门电路系统，这样可以具有设计的灵活性。然而，若要实现精确的噪声门控制，需要设计复杂的低噪声精密运算放大器，如采用斩波式方法消除失调电压。BiCOMS工艺设计的噪声门电路系统工艺复杂，生产成本高，不利于在消费级电路上推广。

因此，有必要提供一种新的噪声门电路系统克服上述问题。

【发明内容】

本发明需解决的技术问题是提供一种功耗低、生产成本低、易于集成且控制精度高的噪声门电路系统。

根据上述的技术问题，设计了一种噪声门电路系统，其目的是这样实现的：一种噪声门电路系统，其包括将电信号进行放大处理的前置放大器电路和对放大后的电信号进行处理的信号处理电路单元。其中，所述信号处理电路单元设有：

全波整流电路单元，包括第一运算放大器，用于接收所述前置放大器电路输出的交流带噪电信号并对其起隔离和缓冲作用；第二运算放大器和与第二运算放大器电连接的电阻及二极管，用于对所述第一运算放大器输出的交流带噪电信号进行全波整流处理，得到直流带噪电信号。

滤波电路单元，包括第三运算放大器和与所述第三运算放大器电连接的RC滤波电路，用于对所述全波整流电路单元输出的直流带噪电信号进行均方根有效值提取。

比较器电路单元，包括第一时钟电路、与第一时钟互不重叠的第二时钟电路、提供采样触发脉冲的第一D触发器和第二D触发器、对所述第二D触发器输出的采样信号进行延迟的延迟单元和将延迟的信号进行异或运算处理的异或门。所述第一时钟电路为所述第一D触发器提供时钟脉冲，所述第二时钟电路为所述第二D触发器提供时钟脉冲。用于实现信号的精确比较。

参考电压产生电路单元，包括偶数个串连在一起的电阻和与每个所述电阻形成并联的噪声阈值开关，用于产生参考电压并输出给所述比较器电路单元，也为比较器电路单元提供直流偏置。

优选的，所述第一运算放大器、第二运算放大器和第三运算放大器均由CMOS工艺制成。

优选的，所述比较器电路单元采用高精度低失调电压比较器，其失调电压小于1mV。

本发明还提供一种基于本发明所述的噪声门电路系统的设计方法，该方法包括如下步骤：

步骤一、提供一麦克风，接收带噪声音信号，将其转换成交流带噪电信号并输出。

步骤二、通过所述前置放大器电路接收所述麦克风输出的交流带噪电信号并将其进行放大处理，得到放大后的交流带噪电信号。

步骤三、通过所述全波整流电路单元接收所述放大后的交流带噪电信号并对其进行全波整流处理，得到整流后的直流带噪电信号。

步骤四、通过滤波电路单元接收所述直流带噪电信号并对其进行均方根有效值提取，得到有效直流电信号，包括如下步骤：

步骤A001、对所述信号处理电路单元进行中测，得到所述前置放大器电路、全波整流电路单元和滤波电路单元的直流失调电压分别设为Δ1、Δ2、Δ3，所述信号链路上的总直流失调电压设为Δoffset，则有：

Δoffset＝Δa+Δ1+Δ2

设所述有效直流电信号为Vrms，电源电压为V_DD，当所述前置放大器电路没有信号输入时，则有：

Vrms＝Δoffset+V_DD/2

步骤A002、判断是否为有效直流电信号，设置所述噪声电路系统的噪声上阈值为Vnth_h，则当