CN101444107A - 风噪声去除装置 - Google Patents

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Abstract

一种用于风噪声的降低的装置，其包含具有至少两个、且优选地三个全向转换器元件的电声转换器配置。用声阻材料的薄层覆盖所暴露的结构。将所述元件的电输出加在一起以提供具有增大的信号噪声比的输出信号。

Description

风噪声去除装置
技术领域
本发明涉及一种电声转换器的用途，且更特定而言，涉及一种结合电子电路的配置，其在麦克风的状况下减小风噪声的效应。
背景技术
与麦克风有关的关于风噪声的问题是公知的且已提出了许多解决方案。这些提议通常要求使用复杂的信号处理装备，其相当显著地增大麦克风的成本。亦已提出诸如使麦克风具备某种类的风屏的较简单解决方案，其是有效的，然而其极其巨大。
发明内容
本发明提供一种电声转换器配置，其包含由薄声阻材料覆盖的多个全向转换器元件。将元件的输出加在一起以提供具有增大的信号噪声比的输出信号。
实践中，优选地使用三或四个元件。
本发明的一优势为不需要存在期望的声源以使本发明工作。
附图说明
为使本发明更容易理解，现在将通过仅参照附图的方式描述其实施例：
图1示意性地示出根据本发明的麦克风的第一实施例；
图2示意性地示出根据本发明的麦克风的第二实施例；
图3示出供图1或图2的麦克风使用的电路的框图；
图4示出根据本发明的包括经修改的电路的另一配置的框图。
具体实施方式
本发明的实施例包含多个全向转换器元件。全向转换器元件为其中外壳(转换器的振动膜安置于外壳内)中存在单一端口的转换器元件。元件相对于彼此的部署不重要，因为可不管元件相对于声源所面向的方向而获得本发明的优势。换言之，风噪声去除效应未受元件的端口相对于声源的定位或受风吹的方向显著影响。
然而，可存在将元件相对于彼此定位成使得其端口与所要源等距的情形。在此配置中，元件可位于虚球的表面上以使得其均与所要声源等距。麦克风可安装于封闭容器中且经由共同孔而暴露。此外，使用可包围麦克风或至少放置于所有麦克风元件所共有的暴露的孔上的薄声阻材料来将麦克风与风进行屏蔽。此材料可为薄毛毡或类似于用于覆盖头戴耳机的听筒的声发泡体的声发泡体。材料不应显著不利地影响元件的频率响应。
现参照图1，此示出了一配置，其包含用声阻材料10的层覆盖的两个全向转换器元件A及B，声阻材料10可为薄毛毡或类似于用于覆盖头戴耳机的听筒的声发泡体的声发泡体。因而，材料10不影响元件A及B的频率响应。元件A及B的输出加在一起(不是相减)。应注意，元件A及B的端口a、b面向非常不同的方向但仍不影响配置的性能。
如果考虑图2，存在三个全向型麦克风元件，且其相对于彼此部署成使得其物理地处于三维上且可指向共同的声源。如图1中，用材料10覆盖元件。图1中的B及D元件物理地部署于相同平面中，但元件B及D的端口大体上指向含有声源的区。换言之，两个元件的端口处于相同平面中但成不同角度。中间元件C物理地位于如元件B及D的平面之上，但其为倾斜的。从而，其指向含有声源的区。
现转至图3，将看见，用图1及图2中所示出的麦克风元件的配置，算术相加所有麦克风元件的输出是可能的，且可存在两个或两个以上输出。
可使用诸如数字信号处理的任何合适的模拟或数字程序来以具有相等信号加权或增益的任何便利方式将电输出相加在一起。
尽管优选实施例利用三个全向型麦克风，但是可使用三个以上麦克风元件。
应注意，全向型元件可位于设置有声阻材料的层或由声阻型材料的层形成的外壳内。替代地，元件可位于具有一或多个孔的壳体中，在此状况下仅孔需要用声阻材料的层覆盖。另外，此材料可具有非常稀少的种类(诸如通常与头戴耳机相关联的材料)，且因此不使本发明的实际可制造性麻烦。
预期用途为将以某方式安装麦克风元件，以使得阵列相对于所要声源处于相对固定的位置中。在麦克风供人使用的状况下，麦克风可附接至吊架的末端，该吊架自身为听筒或耳机的部分。或者，麦克风可安装于头盔中，头盔可具有充当非所要风噪声的内部源的氧气馈入，或其可用于替代现存室外广播配置中的现存麦克风，其中麦克风位于罩内，该罩配置成与使用者的脸相抵，同时麦克风自身与使用者的口部间隔一距离。应用包括供移动电话使用的有线或蓝芽PHF(个人免持)。麦克风可与数字或视频摄影机一起使用，使得所要声音近似来自摄影机的前方。说话的人可为非静止的或移动的，而不会影响所要的影响风噪声去除。
应强调，无论所要声源是否物理地位于元件的一或多个的端口的前方，关于图1及图2所描述的麦克风元件将增强任何声音。因此，麦克风相对于(比如)口部的精确位置不作要求，且发现，如关于图1或图2所描述的麦克风元件的阵列将令人满意地起作用，即使该阵列在合适的声源附近摇摆且因此仅接收离轴信号。
图4示出了麦克风阵列的框图，该麦克风阵列具有用于进行信号处理的电子电路，若此为任何特殊应用所希望的，则(例如)元件之一或多个应产生不合适的信号且希望排除不合适的信号。存在用于使用模拟或数字解决方素，来达成此目的的许多其它方法。在此图中，麦克风元件B、C及D示出为由共同的声阻发泡材料50的薄层覆盖。元件的输出馈入至选择器电路51，其中对信号进行比较且抑制来自受最坏影响的元件的信号。其后，将信号经由电位及频率控制电路52、信号调节电路53而馈入，且接着加在一起，且在应用200Hz以下的带通滤波的滤波器电路54中处理之后馈入至输出55。可提供其它陷波(notch)及带通滤波以补偿语音频带中的轻微低频降落。
麦克风元件的阵列替代传统麦克风且因此可通过在制造期间并入装备中来用作此麦克风的直接替代。这可通过在制造期间并入麦克风元件及相关联的信号加法电路作为较大装备的组件来达成。或者，麦克风元件可以具有或不具有其相关联的信号加法电路的此便利方式封装且可提供给制造商作为模块。
全向转换器元件的阵列(无论是否以模块形式)可安装于可为防水但具备由声阻材料的薄层覆盖的孔眼的阵列的外壳中。外壳可具备用于将元件的阵列(例如，借助于弹簧夹头)附接至使用者上的另一件装备的构件。本发明具有广泛应用，或者作为较大件装备的组件部分或作为较大装备的模块。为了给出各种应用的一些指示，现将描述若干不同实施例。这并非穷举清单。
一个实施例为替代如先前所指出的室外广播麦克风。另一实施例为替代移动电话中的麦克风或移动电话的个人免持套件的部分。另一实施例为替代便携式记录设备中的麦克风。
另一实施例为替代数字摄影机或视频摄影机、视频摄影机电话或别的便携式通信设备中的麦克风。此或可为指向使用者的麦克风，使得使用者可在正摄影的现场评论。虽然上文的配置均参照风及麦克风来揭示，但是相同原理可应用于诸如水的其它流体，在该状况下，转换器通常被称作水中听音器。
另外，全向转换器元件可使用允许元件的阵列占据非常少的空间的半导体技术来制造。有时被称作SiMIC(硅麦克风)的MEMs麦克风将要求添加一个或多个后部孔，以实现双向性。
在合适的阵列中使用小型全向型麦克风元件允许将本发明的型式用于适用于室外及微风或有风的条件中的助听器。

Claims (18)

1、一种电声转换器配置，其包含多个全向转换器元件、用于接收所述元件的输出且用于将所述输出加在一起的构件、及覆盖将所有所述转换器暴露至风的共同体积的至少一部分的声阻材料。
2、如权利要求1所述的转换器配置，其中，至少有三个转换器元件位于形成虚拟球或虚拟抛物线的部分的阵列中。
3、如权利要求1或2所述的转换器配置，其中，所述元件为麦克风元件，且位于附接至使用者的头部的吊架上以定位成指向所述使用者的口部。
4、如权利要求1或2所述的转换器配置，其中，所述元件为麦克风元件，且位于头盔上以指向使用者的口部。
5、如权利要求1至4中任一项所述的转换器配置，其中，通过使用超模压高温聚合物来以合适的角度及方位安装所述元件，将通过标准SMT工艺放置超模压高温聚合物。
6、如权利要求1至5中任一项所述的转换器配置，其中使用半导体微制造技术来制造所述多个元件。
7、一种转换器模块，其包含外壳，所述外壳内设置有如前述权利要求中任一项所述的转换器配置，其中，所述外壳的外表面在一个方向上为半渗透的且为防水的。
8、如权利要求7所述的模块，其中，在邻近每个麦克风的所述防水外壳中设置有孔眼的阵列。
9、如权利要求8所述的模块，其在与麦克风面正交的所有平面方向的方向上为可调整的，所述方位是完全可调整的，且利用足够的摩擦力自定位。
10、如权利要求7、8或9中任一项所述的模块，其中，以超模压封装的形式设置安装构件。
11、如权利要求7所述的模块，其中，所述防水材料接合至麦克风封装的后部且形成椭圆核心，其处于所有其它点的间隙中。
12、如权利要求7所述的模块，其中所述外壳设置有弹性迅速跳回夹头。
13、如权利要求7至12中任一项所述的模块，其中，电连接及所述转换器配置电固定于其它装备中。
14、一种摄影机，其结合有如前述权利要求中任一项所述的转换器配置。
15、一种便携式通信设备，其结合有如权利要求1至13中任一项所述的转换器配置或模块。
16、如权利要求15所述的便携式通信设备，其中所述设备传送数据以及声音。
17、一种助听器，其结合有如权利要求6所述的转换器配置。
18、一种录音设备，其结合有如权利要求1至13中任一项所述的转换器配置或模块。
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