双麦克风背景降噪电路设计
作者：赖健晶赖奕如黄志海
中国海洋大学2010级电子信息科学与技术：laijianjing@gmail
摘要
关键词：双麦克风背景降噪加减运算小信号放大器
Future Distribution Permission
The authors of this report give permission for this document to be distributed to OUC-affiliated students taking future courses.
一、引言
当我们在通话的时候，因为周围有噪声，致使通话另一端无法听清你讲的是什么，导致通话质量下降。本设计利采用双麦克风设计，消除背景噪声。并采用NE5532 Low Noise, High Speed, Audio Operational A
mplifier集成运放电路，有效控制放大过程中噪声产生。
二、实验框图
图1 框图
人在通话时手机贴在耳边，MIC1置于手机底部贴近嘴边，MIC2放置于手机后顶部。MIC1由于靠近嘴边（虽然人语音是从声带发出，但主要从口腔传出），所以MIC1采集的是语音及背景噪声。而MIC2由于距离口稍远，所以语音较MIC1衰减比较严重，根据普遍的人呢握手机的习惯及MIC1/2的位置，将MIC2收集的信号近似为背景噪声。且MIC2中语音信号较MIC1中的很小，将MIC1减去MIC2信号时，对语音信号的影响较小。
其中背景噪声主要来自四周的人声，且主要是水平方向，而由于大家握手机姿势都是斜着，所以引入的水平距离差不会很大。人发声的基音频率在几百赫兹，由此意味着在没有很大的水平距离差的情况下，我们可以对背景噪声进行有效的衰减。
三、实验电路及分析
设计电路图如图2所示。
NE5532 U1:A及NE5532 U2:A用于麦克风产生的电信号进行放大。
采用电压串联负反馈放大电路，电压增益
A u=1+R2R3
⁄=6
NE5532 U1:B用于减法运算，并实现两倍电压增益。
U o=2(U o1−U o2)=12(U mic1−U mic2)
实际运用中可以在OUT端级联放大器，以提高增益。
图2 设计电路
由于实验条件限制无法采用实际语音信号进行仿真，采取两个不同频率幅值的正弦信号进行仿真。
语音信号设定为频率200hz幅值20mV的正弦波
背景噪声信号频率150hz幅值15mV的正弦波
由于R8//R9//R10=R11//R12//R13和R13=R8=R9所以MIC1就为语音信号与背景噪声信号相加。
因直接采用正弦信号进行仿真，不必用麦克风
进行采集，直接将U mic1及U mic2输入到信号放大电路的集成运放同相端。
电路图如图3：
图3 MIC信号示意图
仿真总电路图如图4
图4 仿真总电路图
陈奕迅麦当娜四、仿真结果及分析
语音信号背景噪声（MIC2）MIC1（语音+噪声）OUT（输出信号）
图5 正弦波形仿真
MIC1由于是语音与噪声的叠加，所以已经不是正弦波。MIC1及MIC2经过双麦克风背景降噪电路输出为12倍语音信号，降噪效果实现。
图6 语音仿真波形
如图7，电路具有较宽通频带，实际使用中可以在此电路后连接带通电路，在此暂不做考虑。
图7 响应频率分析
我们在这假设两个麦克风之间有3cm的水平距离差，以声速340m/s计算，也就是8.8*10的-5次方秒的到达时间差。以此设置MIC2的偏移量。
以此数据我们使用音频仿真软件进行了音频效果测试，达到预期目标，实际音频效果可查看PPT。
五、感想与体会
这次项目设计给我们了一次机会进行自己设计，实践以及团队合作。让我们体会到了实践是很重要的，只有在实践过程中才会真正的发现问题然后解决它，而实践也不是像看起来那么简单，需要花费大量时间才能做好。而团队合作也会使几个人的力量集中在一起使这个项目更好的完成。
六、参考文献：
[1]童诗白，华成英。模拟电子技术基础。第四版。北京：高等教育出版社，2006：
330-334
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