本實(shí)用新型涉及對(duì)講機(jī)技術(shù)領(lǐng)域，具體地講，是涉及一種用于數(shù)字對(duì)講機(jī)的音頻放大模塊。

背景技術(shù)：

數(shù)字對(duì)講機(jī)是將語(yǔ)音信號(hào)數(shù)字化，以數(shù)字編碼形式傳播，也就是說，對(duì)講機(jī)傳輸頻率上的全部調(diào)制均為數(shù)字。對(duì)講機(jī)作為專業(yè)移動(dòng)通信系統(tǒng)的重要設(shè)備之一，它的最大特點(diǎn)是通過PTT按鍵通話，即按即通，通常通話建立時(shí)間小于500毫秒，可以保證在緊急情況下，做出快速的反應(yīng)；支持點(diǎn)對(duì)點(diǎn)(單呼)和點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)(組呼)通信。在企業(yè)，政府機(jī)關(guān)，公共安全領(lǐng)域和其他有關(guān)部門的內(nèi)部指揮調(diào)度，搶險(xiǎn)救災(zāi)應(yīng)急通信和指揮，處理緊急突發(fā)等事件中發(fā)揮著不可替代的作用。隨著電子信息技術(shù)和數(shù)字化技術(shù)的不斷發(fā)展，無線電對(duì)講機(jī)也發(fā)生了日新月異的變化，模擬常規(guī)和模擬集群對(duì)講機(jī)都開啟了數(shù)字化的時(shí)代。數(shù)字對(duì)講機(jī)與傳統(tǒng)模擬對(duì)講機(jī)相比具有無可比擬的性能優(yōu)勢(shì)，數(shù)字對(duì)講機(jī)具有抗干擾能力強(qiáng)、通話質(zhì)量好、頻率利用率高、保密性能好、支持?jǐn)?shù)據(jù)業(yè)務(wù)、便于進(jìn)行無差錯(cuò)中繼、便于合用一套數(shù)字中繼系統(tǒng)等特點(diǎn)，符合通信發(fā)展的規(guī)律，無疑數(shù)字對(duì)講機(jī)是對(duì)講機(jī)技術(shù)發(fā)展的方向，具有逐步取代模擬對(duì)講機(jī)的趨勢(shì)。

現(xiàn)有數(shù)字對(duì)講機(jī)中音頻放大模塊包括發(fā)射信號(hào)通道的音頻放大部分和接收信號(hào)通道中的音頻放大部分兩個(gè)部分，如圖1所示的發(fā)射信號(hào)通道，其中話筒放大器對(duì)話音信號(hào)進(jìn)行放大處理，如圖2所示的接收信號(hào)通道，其中低通濾波器LPF和音頻功率放大器ClassAB對(duì)接收的音頻信號(hào)進(jìn)行放大。

對(duì)于目前常用的話筒放大器的結(jié)構(gòu)如圖3所示，其由運(yùn)算放大器OPA和相應(yīng)的電阻R、Rf以及電容C組成，該結(jié)構(gòu)的有點(diǎn)是電路增益由電阻R和Rf決定，因此線性度高，但是當(dāng)要求增益較高時(shí)，電阻Rf阻值會(huì)變得非常大，使得電路引入的噪聲大大增加，從而影響放大電路性能，而且大電阻的版圖面積會(huì)增大。

對(duì)于接收信號(hào)通道中的低通濾波器LPF，在常規(guī)的數(shù)字對(duì)講機(jī)中，其有采用片外濾波處理的，也有片上集成的有源低通濾波器。其優(yōu)缺點(diǎn)在于，片外濾波不利于電路集成，客戶使用也不方便；片上集成常用的低通濾波器結(jié)構(gòu)有巴特沃思型和切比雪夫型，其中，巴特沃思型低通濾波器的帶內(nèi)具有最大平坦的頻率特性，且隨著頻率增大單調(diào)下降，階數(shù)愈高，頻率特性愈接近矩形，過渡帶愈窄，傳遞函數(shù)無零點(diǎn)；切比雪夫型低通濾波器的通帶內(nèi)具有等紋波起伏特性，而在阻帶內(nèi)單調(diào)下降，且具有更大衰減特性，階數(shù)越高，頻率特性越接近矩形，傳遞函數(shù)沒有零點(diǎn)。對(duì)于音頻功率放大器Class結(jié)構(gòu)常用的有A類、AB類和B類，其中A類功率放大器的線性度好，靜態(tài)功耗大，效率低；B類功率放大器的線性度比較差，靜態(tài)功耗極低，電源功率轉(zhuǎn)換效率高，波形失真嚴(yán)重；AB類功率放大器靜態(tài)功耗低，電源效率較高，波形失真較小，是比較折衷的一類音頻功率放大器。因此AB類功率放大器在音頻功率放大器結(jié)構(gòu)中最常用，但是也存在輸出波形失真和輸出級(jí)靜態(tài)偏置電流隨溫度、工藝等影響浮動(dòng)過大的問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為克服現(xiàn)有技術(shù)中的上述問題，本實(shí)用新型提供一種LPF復(fù)用、抗干擾能力強(qiáng)的用于數(shù)字對(duì)講機(jī)的音頻放大模塊。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案如下：

一種用于數(shù)字對(duì)講機(jī)的音頻放大模塊，包括共用音頻低通濾波及驅(qū)動(dòng)電路的發(fā)射通道音頻放大模塊和接收通道音頻放大模塊；所述發(fā)射通道音頻放大模塊包括接入話音信號(hào)的話筒放大器電路，接收話筒放大器電路輸出信號(hào)的包絡(luò)檢波電路，以及與包絡(luò)檢波電路連接的滯回比較電路，其中話筒放大器的輸出信號(hào)接入音頻低通濾波及驅(qū)動(dòng)電路，并由其輸出放大后的發(fā)射通道音頻信號(hào)；所述接收通道放大模塊采用所述音頻低通濾波及驅(qū)動(dòng)電路，輸入接收工作信號(hào)并輸出放大后的接收通道音頻信號(hào)；

所述音頻低通濾波及驅(qū)動(dòng)電路包括相互連接的低通濾波電路LPF和音頻功率放大器ClassAB，其中，所述低通濾波電路LPF接收來自話筒放大器的輸出信號(hào)并輸出放大后的發(fā)射通道音頻信號(hào)，所述低通濾波電路LPF還輸入接收工作信號(hào)并由音頻功率放大器ClassAB輸出放大后的接收通道音頻信號(hào)。

具體地，所述話筒放大器電路包括串聯(lián)設(shè)置的預(yù)放大器Gm和運(yùn)算放大器OPA，以及連接于運(yùn)算放大器的輸入端和輸出端之間且相互并聯(lián)的電阻R和電容C，其中，預(yù)放大器Gm輸入話音信號(hào)并由運(yùn)算放大器OPA輸出處理后的信號(hào)。

優(yōu)選地，所述低通濾波電路LPF采用切比雪夫型有源低通濾波器結(jié)構(gòu)，濾波效果極佳且提高了電路集成度。

優(yōu)選地，所述音頻功率放大器ClassAB采用AB類功率放大器結(jié)構(gòu)，其具有靜態(tài)功耗低，電源效率較高，輸出波形失真較小等特點(diǎn)。

進(jìn)一步地，所述滯回比較電路包括比較器和基準(zhǔn)電壓發(fā)生器，所述包絡(luò)檢波電路分別向比較器輸出比較信號(hào)和向基準(zhǔn)電壓發(fā)生器輸出控制信號(hào)，由基準(zhǔn)電壓發(fā)生器接收控制信號(hào)后向比較器輸出基準(zhǔn)信號(hào)，從而進(jìn)行比較，并且比較器輸出端還反饋基準(zhǔn)電壓發(fā)生器。該滯回比較電路增強(qiáng)了電路抗干擾能力，且采用了正反饋技術(shù)加快了比較速度，其靈敏度小于1.3mV。

在數(shù)字對(duì)講機(jī)發(fā)射工作時(shí)，話音信號(hào)從話筒放大器電路輸入，放大后的話音信號(hào)經(jīng)過低通濾波電路LPF輸出，同時(shí)包絡(luò)檢波電路對(duì)話筒放大器電路的輸出信號(hào)進(jìn)行采集，并將采集到的信號(hào)輸出至滯回比較電路中進(jìn)行比較好產(chǎn)生中斷信號(hào)，以實(shí)現(xiàn)對(duì)講機(jī)的語(yǔ)音激活通話功能。

在數(shù)字對(duì)講機(jī)接收工作時(shí)，接收到的信號(hào)首先通過低通濾波電路LPF進(jìn)行濾波處理，然后進(jìn)入音頻功率放大器放大后輸出，輸出采用互補(bǔ)堆挽結(jié)構(gòu)。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型具有以下有益效果：

本實(shí)用新型通過LPF電路復(fù)用，提高了元器件利用率，節(jié)省了版圖面積，同時(shí)采用了滯回比較電路，提高了電路的抗干擾能力，在對(duì)講機(jī)接收工作時(shí)，能夠把信號(hào)進(jìn)行放大后送到喇叭重放，且音質(zhì)清晰話音清楚，在對(duì)講機(jī)發(fā)射工作時(shí)，能夠?qū)υ捦残盘?hào)進(jìn)行有效放大，其設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)巧妙，整體構(gòu)成較為簡(jiǎn)潔，成本較低，效果較好，具有廣泛的應(yīng)用前景，適合推廣應(yīng)用。

附圖說明

圖1為現(xiàn)有技術(shù)中發(fā)射信號(hào)通道的原理圖。

圖2為現(xiàn)有技術(shù)中接收信號(hào)通道的原理圖。

圖3為現(xiàn)有技術(shù)中話筒放大器的電路原理圖。

圖4為本實(shí)用新型的電路原理圖。

圖5為本實(shí)用新型中話筒放大器的電路原理圖。

圖6為本實(shí)用新型中音頻低通濾波及驅(qū)動(dòng)電路的電路原理圖。

圖7為本實(shí)用新型中音頻功率放大器ClassAB的電路原理圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明，本實(shí)用新型的實(shí)施方式包括但不限于下列實(shí)施例。

實(shí)施例

如圖4至圖7所示，該用于數(shù)字對(duì)講機(jī)的音頻放大模塊，包括共用音頻低通濾波及驅(qū)動(dòng)電路的發(fā)射通道音頻放大模塊和接收通道音頻放大模塊；所述發(fā)射通道音頻放大模塊包括接入話音信號(hào)的話筒放大器電路，接收話筒放大器電路輸出信號(hào)的包絡(luò)檢波電路，以及與包絡(luò)檢波電路連接的滯回比較電路，其中話筒放大器的輸出信號(hào)接入音頻低通濾波及驅(qū)動(dòng)電路，并由其輸出放大后的發(fā)射通道音頻信號(hào)；所述接收通道放大模塊采用所述音頻低通濾波及驅(qū)動(dòng)電路，輸入接收工作信號(hào)并輸出放大后的接收通道音頻信號(hào)；

所述音頻低通濾波及驅(qū)動(dòng)電路包括相互連接的低通濾波電路LPF和音頻功率放大器ClassAB，其中，所述低通濾波電路LPF接收來自話筒放大器的輸出信號(hào)并輸出放大后的發(fā)射通道音頻信號(hào)，所述低通濾波電路LPF還輸入接收工作信號(hào)并由音頻功率放大器ClassAB輸出放大后的接收通道音頻信號(hào)。

在數(shù)字對(duì)講機(jī)發(fā)射工作時(shí)，話音信號(hào)從話筒放大器電路輸入，放大后的話音信號(hào)經(jīng)過低通濾波電路LPF輸出，同時(shí)包絡(luò)檢波電路對(duì)話筒放大器電路的輸出信號(hào)進(jìn)行采集，并將采集到的信號(hào)輸出至滯回比較電路中進(jìn)行比較好產(chǎn)生中斷信號(hào)，以實(shí)現(xiàn)對(duì)講機(jī)的語(yǔ)音激活通話功能。

在數(shù)字對(duì)講機(jī)接收工作時(shí)，接收到的信號(hào)首先通過低通濾波電路LPF進(jìn)行濾波處理，然后進(jìn)入音頻功率放大器放大后輸出，輸出采用互補(bǔ)堆挽結(jié)構(gòu)。

具體地，所述話筒放大器電路包括串聯(lián)設(shè)置的預(yù)放大器Gm和運(yùn)算放大器OPA，以及連接于運(yùn)算放大器的輸入端和輸出端之間且相互并聯(lián)的電阻R和電容C，其中，預(yù)放大器Gm輸入話音信號(hào)并由運(yùn)算放大器OPA輸出處理后的信號(hào)。

優(yōu)選地，所述低通濾波電路LPF采用切比雪夫型有源低通濾波器結(jié)構(gòu)，濾波效果極佳且提高了電路集成度。

優(yōu)選地，所述音頻功率放大器ClassAB采用AB類功率放大器結(jié)構(gòu)，其具有靜態(tài)功耗低，電源效率較高，輸出波形失真較小等特點(diǎn)。具體如圖7所示，該音頻功率放大器ClassAB由晶體管M1～M30，電阻R1～R4，電容C1和C2組成，其中，M1、M2、M5、M6和電阻R4構(gòu)成偏置電路引入偏置電流Ibias，M9到M18組成的折疊差分共源共柵運(yùn)算放大器結(jié)構(gòu)，輸出采用M29、M30構(gòu)成的互補(bǔ)推挽輸出，具有輸入共模范圍大，開環(huán)增益高等特點(diǎn)，M19、M23減小了輸出級(jí)靜態(tài)偏置電流隨溫度、工藝等的影響，C1和C2為密勒補(bǔ)償電容，R1和R2為調(diào)零電阻，進(jìn)一步提高了電路的穩(wěn)定性。

進(jìn)一步地，所述滯回比較電路包括比較器和基準(zhǔn)電壓發(fā)生器，所述包絡(luò)檢波電路分別向比較器輸出比較信號(hào)和向基準(zhǔn)電壓發(fā)生器輸出控制信號(hào)，由基準(zhǔn)電壓發(fā)生器接收控制信號(hào)后向比較器輸出基準(zhǔn)信號(hào)，從而進(jìn)行比較，并且比較器輸出端還反饋基準(zhǔn)電壓發(fā)生器。該滯回比較電路增強(qiáng)了電路抗干擾能力，且采用了正反饋技術(shù)加快了比較速度，其靈敏度小于1.3mV。

具體地，所述包絡(luò)檢波電路通過兩個(gè)半檢波電路共同組成全檢波電路。所述比較器采用NMOS輸入的差分運(yùn)算放大器結(jié)構(gòu)，負(fù)載采用加速翻轉(zhuǎn)的正反饋PMOS結(jié)構(gòu)，以提高比較器的翻轉(zhuǎn)速度和靈敏度。

上述實(shí)施例僅為本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例，并非對(duì)本實(shí)用新型保護(hù)范圍的限制，但凡采用本實(shí)用新型的設(shè)計(jì)原理，以及在此基礎(chǔ)上進(jìn)行非創(chuàng)造性勞動(dòng)而作出的變化，均應(yīng)屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。