[发明专利]一种基于DSP控制的车载语音电路

摘要

本发明提出了一种基于DSP控制的车载语音电路，包括：音频输入装置和音频输出装置，所述音频输入装置通过第一音频放大电路连接到扬声器，音频输出装置接收用户的语音信号并将其通过第二音频放大电路上传到移动通信网络，通过移动通信网络传输到另一终端设备。本发明通过补偿电路对输入到音频输入装置的音频信号和音频输出装置输出的音频信号进行功率补偿，根据接收和输出的音频信号的音量差值自动调节输入输出音频信号的音量，使用户的通话体验舒适，而且能够省略音量键的设置，进一步提高手机的紧凑性和美观性；滤波及优化模块对主MIC和从MIC的音频信号进行放大与衰减，大大降低环境噪音的传输率。

主权项

一种基于DSP控制的车载语音电路，包括：音频输入装置和音频输出装置，所述音频输入装置通过第一音频放大电路连接到扬声器，扬声器向用户输出接收到的另一终端设备的语音信号，音频输出装置接收用户的语音信号并将其通过第二音频放大电路上传到移动通信网络，通过移动通信网络传输到另一终端设备，其特征在于，所述音频输入装置还连接到第一采样电路，第一采样电路采集音频输入装置的音量值并将其转换为相应的第一电压值；所述音频输出装置连接到第二采样电路，第二采样电路采集音频输出装置的音量值并将其转换为相应的第二电压值；运算放大电路将第一电压值和第二电压值相比较，运算放大电路输出第一电压值和第二电压值的差值电压；选择电路，连接到所述运算放大电路的输出端并接收所述差值电压，选择电路的输出端为两个，第一输出端连接到第一二极管的阴极，第一二极管的阳极连接到运算放大电路的输出端，第二输出端连接到第二二极管的阳极，第二二极管的阴极连接到运算放大电路，第一输出端输出正值电压，第二输出端输出负值电压；第一补偿电路和第二补偿电路为开关控制器，第一补偿电路连接到所述选择电路的正值电压输出端，第二补偿电路连接到所述选择电路的负值电压输出端，根据所述差值电压输出占空比可调的脉冲信号，分别控制第一音频放大电路和第二音频放大电路中开关管的开通和关断，调节输出到扬声器和移动通信网络的功率；所述音频输出装置和第二音频放大电路之间还包括滤波及优化模块；所述音频输出装置包括：。设置在车辆驾驶员顶棚的主MIC和设置在车辆副驾驶车门的从MIC；滤波及优化模块包括第一子滤波器、第二子滤波器和主滤波器；第一子滤波器处理主MIC音频数据信息，输出状态估计x1和估计误差的协方差矩阵p1；第二子滤波器处理从MIC音频数据信息，输出状态估计x2和估计误差的协方差矩阵p2；所述状态估计x1，x2及估计误差的协方差矩阵p1，p2送到主滤波器，并同主滤波器的状态估计一起按式(1)和式(2)进行融合，得到全局最优估计和协方差矩阵：${\hat{x}}_g=p_g\left(\underset{i=1}{\overset{2}{\mathrm{\Σ}}}{p}_i^{-1}{\hat{x}}_i\right)---\left(1\right)$$p_g=\underset{i=1}{\overset{2}{\mathrm{\Σ}}}{p}_i^{-1}---\left(2\right)$式中，i＝1，2；主滤波器的最优估计值对2个子滤波器的状态估计进行重置，即${\hat{x}}_i={\hat{x}}_g---\left(3\right)$$p_i={\mathrm{\β}}_i^{-1}{p}_g---\left(4\right)$以主MIC音频数据信息作为分析基准量，自动调整p值的大小，具体的自适应算法为：β₁,β₂满足β₁+β₂＝1     (5)${\mathrm{\β}}_1=\left\{\begin{array}{c}0.99,p\≤2\\ 2/p,2\≤p\≤5\\ 1/p,5\≤p\≤10\\ 2/p,p\≥10\end{array}\right.---\left(6\right)$所述第二音频放大电路接收所述滤波及优化模块的输出信号，将优化后的音频信号通过移动通信网络传送到另一移动接收端；所述第一采样电路、第二采样电路、运算放大电路、滤波及优化模块、第一补偿电路和第二补偿电路通过DSP电路实现，所述DSP电路为TMS320DM642芯片，通过程序设置在DSP芯片内部搭建所述第一采样电路、第二采样电路、运算放大电路、滤波及优化模块、第一补偿电路和第二补偿电路；所述第一音频放大电路包括：第二电感器，其一端连接至所述电源；第二开关管和第三开关管，第二开关管和第三开关管的源极连接在一起且连接至第二电感器的另一端，第二开关管的漏极连接至副边地电位，第三开关管的漏极连接至第二电容器，第二电容器的另一端连接至副边地电位；第二开关驱动器，其为德州仪器公司UC3714芯片，基于控制端输入的时钟信号产生两路互补的开关驱动信号，一路耦接至所述第二开关管栅极，另一路耦接至所述第三开关管栅极，其控制端连接到所述第一补偿电路输出的脉冲信号；所述第二音频放大电路包括：变压器，包括原边绕组和副边绕组，原边绕组包括第一端和第二端，副边绕组包括第一端和第二端，原边绕组第一端连接到电池，副边绕组第二端连接到副边地电位，原边绕组第一端和副边绕组第二端为同名端；第一开关管，其源极连接到变压器原边绕组第二端，其漏极连接到原边地电位，其栅极连接到第一开关驱动器；第一开关驱动器，包括第一晶体管和第二晶体管，第一晶体管为NPN晶体管，第二晶体管为PNP晶体管，第一晶体管和第二晶体管的基极连接在一起作为控制端，控制端接收所述第二补偿电路输出的脉冲信号，第一晶体管和第二晶体管的发射极连接在一起作为输出端，第一晶体管的集电极连接到所述电池，第二晶体管的集电极连接到原边地电位；第一二极管，其阳极连接到变压器副边绕组第一端，其阴极连接到第一电感器；第一电感器与第一电容器的公共端作为输出端，第一电容器的另一端连接至副边地电位。