[发明专利]一种低噪声麦克风前置放大电路

说明书

本发明提供了一种低噪声麦克风前置放大电路，外加电压通过低通滤波器1过滤后为麦克风的驻极体提供电压，并且外加电压通过串联电阻C、D接地，从驻极体输入的信号经交流耦合电容过滤为纯交流信号，再通过串联电阻C、D的连接节点获得直流偏置后，信号从运算放大器同向输入端输入，运算放大器反向输入端通过低通滤波器2接地，运算放大器的反向输入端和输出端之间连接高通滤波器，输出端连接低通滤波器3。本发明只需采用单电源供电，可以充分发挥传感器的性能，具备使系统整体性能最优的能力。

技术领域

本发明涉及放大器技术领域，特别涉及一种前置放大器电路。

背景技术

驻极体麦克风由于价格低廉，是市面上最常使用的麦克风。而一款优秀的麦克风除了价格低廉外，还需要较低的底噪声来满足高性能的录音。用于设计麦克风的驻极体型声电传感器工作时需要加偏置电压方可实现声电转换，而输出的信号通常比较微弱，如果不进行放大等信号调理，直接输送给采集设备则会受限于采集系统的底噪声水平而无法得到最优化的接收信号信噪比。

现有的麦克风放大电路有采用分立元件和运算放大器2种。采用分立元件进行放大电路设计(例如发明专利CN201710526570.8)需要电阻或电容等无源器件，该种结构为了保证系统的工作点，对电阻电容一致性的要求很高。因此为了保障系统性能，需要对元件的一致性进行筛选，提高了系统成本和生产的难度。此外，该结构电路只使用了高通滤波器抑制低频干扰，对高频段易混叠在音频段的干扰没有做处理，因此存在缺陷。而运算放大器结构的放大电路(例如发明专利CN201910143666.5)由于内部集成了关键元件，一致性可以做的很高，外部只需要少量的电阻电容即可实现放大功能，具备成本和性能的双重优势。但是该方案基于运算放大器的电路采用双电源供电结构，为保障系统性能，需要额外对正、负电源进行精心处理才能发挥性能，电源结构复杂，电路规模庞大。此外，电路的噪声抑制电路同样只单一考虑了低频噪声干扰，没有对高频干扰做处理，并且也没有针对传感器指标进行参数的优化设计。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明提供一种低噪声麦克风前置放大电路，只需采用单电源供电，通过芯片的选型和外部无源参数的优化设计，可以充分发挥传感器的性能，具备使系统整体性能最优的能力。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种低噪声麦克风前置放大电路，包括交流耦合电容、运算放大器、高通滤波器、三个低通滤波器和电阻C、D，外加电压通过低通滤波器1过滤后为麦克风的驻极体提供电压，并且外加电压通过串联电阻C、D接地，从驻极体输入的信号经交流耦合电容过滤为纯交流信号，再通过串联电阻C、D的连接节点获得直流偏置后，信号从运算放大器同向输入端输入，运算放大器反向输入端通过低通滤波器2接地，运算放大器的反向输入端和输出端之间连接高通滤波器，输出端连接低通滤波器3，信号经滤波器过滤后从运算放大器输出端输出，最终经低通滤波器3过滤后输出。

所述的低通滤波器1采用RC低通滤波器，麦克风的驻极体与低通滤波器1的电容并联。

所述的运算放大器选择OPA376；所述的低通滤波器1使用2.2kΩ电阻与0.1μF电容串联；所述的低通滤波器2由1kΩ电阻和10μF电容串联；所述的低通滤波器3由49.9Ω电阻和10nF电容串联；所述的高通滤波器由5.99kΩ电阻与1nF电容并联组合；所述的交流耦合电容取值为0.1μF；所述的电阻C、D均设置为100kΩ。

本发明的有益效果是：相较于图2所示的麦克风前置放大电路通过可调电阻来修改放大倍数，从而适配不同类型的麦克风，本发明方法可以根据传感器参数预先优化参数，无需在线通过尝试来定电路参数。本发明以特定型号的驻极体麦克风举例，提出了系统最优化的设计方法，对比其他发明，本发明电路只需采用单电源供电，而不需要复杂的正负电源，一节电池就可以满足工作电源需求。此外，本发明通过带通滤波器的优化设计，可以进一步抑制低频以及高频段干扰，降噪效果优于其他发明，方法简单易于应用。

附图说明