CN102361508A - 一种判断声音位置的2路麦克风的声音采集和放大电路 - Google Patents

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一种判断声音位置的2路麦克风的声音采集和放大电路，属于自动化和声学技术领域，其特征为：由放大电路、比较电路、二次放大电路、初步处理电路、串口通讯电路和连接插座组成；放大电路采用的是74ALS00芯片作为信号放大器，比较电路采用74LS32芯片作为信号比较器，二次放大电路采用了74LS21芯片作为信号放大器，初步处理电路采用了AT89C51单片机，串口通讯电路采用了MAX232CPE芯片，连接插座J0采用D98九芯插座；本电路通过将麦克风收集到的声音信号放大和比较，能利用声音信号传到不同麦克风的时间差初步计算出声音的坐标位置。

Description

一种判断声音位置的2路麦克风的声音采集和放大电路
技术领域
本发明涉及一种判断声音位置的2路麦克风的声音采集和放大电路，该发明属于声学应用和自动化技术领域。
背景技术
麦克风作为声源定位技术的重要部分，因其隐蔽性强、不易受干扰等优点，已得到广泛应用。按照麦克风阵列的不同排布，同一声源到达不同麦克风的时间不同，通过采集声源到达不同麦克风的时间延迟，可以利用串口将时间延迟和不同麦克风的声源采集顺序传给上位机，可以将三维空间声源的位置准确地计算出来。该技术可以广泛地应用于通信和移动机器人、水下目标定位、电子监控等领域。
但由于现在的麦克风普遍存在精度不高和相应时间过长等缺点，会对声源定位的准确的产生影响。
本发明为一种判断声音位置的2路麦克风的声音采集和放大电路，能有效改善麦克风接收精度不高和响应时间过长的缺点。
发明内容
本发明属于声学应用和自动化技术领域，提供一种判断声音位置的2路麦克风的声音采集和放大电路。
本发明的目的是通过将麦克风收集到的声音信号放大和比较，能利用声音信号传到不同麦克风的时间差初步计算出声音的坐标位置。
本发明通过以下技术方案实现：
由放大电路、比较电路、二次放大电路、初步处理电路、串口通讯电路和连接插座组成；放大电路采用的是74ALS00芯片作为信号放大器，比较电路采用74LS32芯片作为信号比较器，二次放大电路采用了74LS21芯片作为信号放大器，初步处理电路采用了AT89C51单片机，串口通讯电路采用了MAX232CPE芯片，连接插座J0采用D98九芯插座；本电路通过将麦克风收集到的声音信号放大和比较，能利用声音信号传到不同麦克风的时间差初步计算出声音的坐标位置。放大电路采用的是74ALS00芯片作为信号放大器，比较电路采用74LS32芯片作为信号比较器，二次放大电路采用了74LS21芯片作为信号放大器，初步处理电路采用了AT89C51单片机，串口通讯电路采用了MAX232CPE芯片，连接插座J0采用D98九芯插座；放大电路U6、U7采用的是74ALS00芯片作为信号放大器，使用了全部1-14个引脚；比较电路U3采用74LS32芯片作为信号比较器，使用了全部1-14个引脚；二次放大电路U4采用了74LS21芯片作为信号放大器，使用了1、2、4、5、6、7、14引脚；初步处理电路U1采用了AT89C51单片机，使用了1、9、10、11、12、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、31、40引脚；串口通讯电路U2采用了MAX232CPE芯片，使用了1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、15、16引脚；连接插座J0采用D98九芯插座，使用了1、3、4引脚；复位开关S1采用SW-PB材料的按键开关。
所述的一种判断声音位置的2路麦克风的声音采集和放大电路，其特征在于：电阻R1的阻值范围为5-15kΩ；电阻R2的阻值范围为50-150Ω；电容C1的电容变化范围为20-50pF；电容C2的电容变化范围为20-50pF；电容C3的电容变化范围为0.1-0.3μF；电容C4的电容变化范围为0.1-0.3μF；电容C5的电容变化范围为0.1-0.3μF；电容C6的电容变化范围为0.1-0.3μF；电容C7的电容变化范围为0.1-0.3μF；耦合电容C8的电容变化范围为5-15μF；晶振Y1频率变化范围为10-15MHz。
所述的一种判断声音位置的2路麦克风的声音采集和放大电路，其特征在于：VCC提供的正电压范围为3-7V；提供的高电平电压范围为3-7V。
放大电路部分，使用了放大电路U6、U7的全部1到14个引脚。其中信号放大器U6的第1引脚与麦克风s1相连，第2引脚与第6引脚和比较电路U3的第2引脚相连，第3引脚与第4引脚相连，第5引脚与第9引脚和比较电路U3的第11引脚、单片机U1的第28引脚和U4的第5引脚相连，第7引脚接地，第8引脚与第12引脚和比较电路U3的第5引脚相连，第10引脚与第11引脚相连，第13引脚与麦克风s2相连，第14引脚接VCC。
放大电路U7的第1引脚与麦克风s3相连，第2引脚与第6引脚和比较电路U3的第10引脚相连，第3引脚与第4引脚相连，第5引脚与第9引脚和单片机U1的第1引脚相连，第7引脚接地，第8引脚与第12引脚和比较电路U3的第13引脚相连，第10引脚与第11引脚相连，第13引脚与麦克风s4相连，第14引脚接VCC。
比较电路部分，使用了比较电路U3的全部1到14个引脚。其中第1引脚与单片机U1的第21引脚相连，第2引脚与放大电路U6相连，第3引脚与U4的第1引脚相连，第4引脚与单片机的第22引脚相连，第5引脚与放大电路U6相连，第6引脚与U4的第2引脚相连，第7引脚接地，第8引脚与U4的第4引脚相连，第9引脚与单片机U1的第23引脚相连，第10引脚与放大电路U7相连，第11引脚与放大电路U6和单片机U1的第28引脚、U4的第5引脚相连，第12引脚与单片机U1的第24引脚相连，第13引脚与放大电路U7相连，第14引脚接VCC。
二次放大电路部分，使用了放大电路U4的1、2、4、5、6、7、14引脚，其余引脚悬空。其中第1引脚与比较电路U3的第3引脚和单片机U1的第25引脚相连，第2引脚与比较电路U3的第6引脚和单片机U1的第26引脚相连，第4引脚与比较电路U3的第8引脚和单片机U1的第27引脚相连，第5引脚与比较电路U3的第11引脚、单片机U1的第28引脚和放大电路U6相连，第6引脚与单片机U1的第1引脚相连，第7引脚接地，第14引脚接VCC。
初步处理电路部分，使用了单片机U1的1、9、10、11、12、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、31、40引脚，其余引脚悬空。其中第1引脚与放大电路U7相连，第9引脚与耦合电容C8的负极、电阻R1和电阻R2相连，第10引脚与串口通讯电路U2的第9引脚相连，第11引脚与串口通讯电路U2的第10引脚相连，第12引脚与U4的第6引脚相连，第18引脚与晶振Y1和电容C2相连，第19引脚与晶振Y1和电容C1相连，第20引脚接地，第21、22、23、24引脚与比较电路U3相连，第25、26、27、28引脚与比较电路U3、U4相连，第31引脚接高电平，第40引脚接VCC。
串口通讯电路部分，使用了U2的1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、15、16引脚，其余引脚悬空。其中第1引脚与电容R4相连，第2引脚与电容C6相连，第3引脚与电容C4相连，第4引脚与电容C3相连，第5引脚与电容C3相连，第6引脚与电容C5相连，第7引脚与九芯插座J0的第3引脚相连，第8引脚与九芯插座J0的第4引脚相连，第9引脚与单片机U1的第10引脚相连，第10引脚与单片机U1的第11引脚相连，第15引脚接地，第16引脚接VCC。
连接插座部分，使用插座J0的第1、3、4引脚，其余引脚悬空。其中第1引脚接地、第3引脚与串口通讯电路U2的第7引脚相连，第4引脚与串口通讯电路U2的第8引脚相连。
复位开关S1一端与耦合电容C8的正极和VCC相连，另一端和电阻R2相连。
电阻R1一段与电阻R2和耦合电容C8的负极相连，另一端与电容C1、电容C2相连并接地。
电容C6一端与串口通讯电路U2的第2引脚相连，另一端接VCC。
电容C7一端与九芯插座J0的第1引脚相连并接地，另一端接VCC。
电阻R1的阻值范围为5-15k Ω；电阻R2的阻值范围为50-150Ω；电容C1的电容变化范围为20-50pF；电容C2的电容变化范围为20-50pF；电容C3的电容变化范围为0.1-0.3μF；电容C4的电容变化范围为0.1-0.3μF；电容C5的电容变化范围为0.1-0.3μF；电容C6的电容变化范围为0.1-0.3μF；电容C7的电容变化范围为0.1-0.3μF；耦合电容C8的电容变化范围为5-15μF；晶振Y1频率变化范围为10-15MHz。
附图说明
图1为一种判断声音位置的2路麦克风的声音采集和放大电路。
具体实施方式
下面结合附图对本电路进一步说明。
如图1所示，给电路提供的VCC电压为+5V，提供的高电平电压为+5V。
放大电路部分把74ALS00芯片作为信号放大器，使用了信号放大器U6、U7全部1-14个引脚。其中信号放大器U6的第1引脚与麦克风s1相连，第2引脚与第6引脚和比较电路U3的第2引脚相连，第3引脚与第4引脚相连，第5引脚与第9引脚和比较电路U3的第11引脚、单片机U1的第28引脚和U4的第5引脚相连，第7引脚接地，第8引脚与第12引脚和比较电路U3的第5引脚相连，第10引脚与第11引脚相连，第13引脚与麦克风s2相连，第14引脚接VCC。
放大器U7的第1引脚与麦克风s3相连，第2引脚与第6引脚和比较电路U3的第10引脚相连，第3引脚与第4引脚相连，第5引脚与第9引脚和单片机U1的第1引脚相连，第7引脚接地，第8引脚与第12引脚和比较电路U3的第13引脚相连，第10引脚与第11引脚相连，第13引脚与麦克风s4相连，第14引脚接VCC。
比较电路部分把74LS32芯片作为信号比较器，使用了74LS32芯片U3的全部1到14个引脚。其中第1引脚与单片机U1的第21引脚相连，第2引脚与放大电路U6相连，第3引脚与U4的第1引脚相连，第4引脚与单片机的第22引脚相连，第5引脚与放大电路U6相连，第6引脚与U4的第2引脚相连，第7引脚接地，第8引脚与U4的第4引脚相连，第9引脚与单片机U1的第23引脚相连，第10引脚与放大电路U7相连，第11引脚与放大电路U6和单片机U1的第28引脚、二次放大电路U4的第5引脚相连，第12引脚与单片机U1的第24引脚相连，第13引脚与放大电路U7相连，第14引脚接VCC。
使用了74LS21芯片的1、2、4、5、6、7、14引脚，其余引脚悬空。其中第1引脚与比较电路U3的第3引脚和单片机U1的第25引脚相连，第2引脚与比较电路U3的第6引脚和单片机U1的第26引脚相连，第4引脚与比较电路U3的第8引脚和单片机U1的第27引脚相连，第5引脚与比较电路U3的第11引脚、单片机U1的第28引脚和放大电路U6相连，第6引脚与单片机U1的第1引脚相连，第7引脚接地，第14引脚接VCC。
初步处理电路采用了AT89C51单片机，使用了单片机U1的1、9、10、11、12、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、31、40引脚，其余引脚悬空。其中第1引脚与放大电路U7相连，第9引脚与电容值为10μF的耦合电容C8的负极、阻值为10kΩ的电阻R1和阻值为10k  的电阻R2相连，第10引脚与串口通讯电路U2的第9引脚相连，第11引脚与串口通讯电路U2的第10引脚相连，第12引脚与U4的第6引脚相连，第18引脚与频率为1MHz的晶振Y1和电容值为30pF的电容C2相连，第19引脚与频率为1MHz的晶振Y1和电容值为30pF的电容C1相连，第20引脚接地，第21、22、23、24引脚与比较电路U3相连，第25、26、27、28引脚与比较电路U3、二次放大电路U4相连，第31引脚接高电平，第40引脚接VCC。
串口通讯电路采用MAX232CPE芯片，使用了MAX232CPE芯片U2的1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、15、16引脚，其余引脚悬空。其中第1引脚与电容值为0.1μF的电容C4相连，第2引脚与电容值为0.1μF的电容C6相连，第3引脚与电容值为0.1μF的电容C4相连，第4引脚与电容值为0.1μF的电容C3相连，第5引脚与电容值为0.1μF的电容C3相连，第6引脚与电容值为0.1μF的电容C5相连，第7引脚与九芯插座J0的第3引脚相连，第8引脚与九芯插座J0的第4引脚相连，第9引脚与单片机U1的第10引脚相连，第10引脚与单片机U1的第11引脚相连，第15引脚接地，第16引脚接VCC。
连接插座采用D98九芯插座，使用了九芯插座J0的第1、3、4引脚，其余引脚悬空。其中第1引脚接地、第3引脚与串口通讯电路U2的第7引脚相连，第4引脚与串口通讯电路U2的第8引脚相连。
复位开关S1一端与电容值为10μF的耦合电容C8的正极和VCC相连，另一端和阻值为100Ω的电阻R2相连。
电阻R1一段与阻值为100Ω的电阻R2和电容值为10μF的耦合电容C8的负极相连，另一端与电容值为30pF的电容C1、电容值为30pF的电容C2相连并接地。
电容C6一端与串口通讯电路U2的第2引脚相连，另一端接VCC。
电容C7一端与九芯插座J0的第1引脚相连并接地，另一端接VCC。

Claims (3)

1.一种判断声音位置的2路麦克风的声音采集和放大电路，其特征为：由放大电路、比较电路、二次放大电路、初步处理电路、串口通讯电路和连接插座组成；放大电路采用的是74ALS00芯片作为信号放大器，比较电路采用74LS32芯片作为信号比较器，二次放大电路采用了74LS21芯片作为信号放大器，初步处理电路采用了AT89C51单片机，串口通讯电路采用了MAX232CPE芯片，连接插座J0采用D98九芯插座；放大电路U6、U7采用的是74ALS00芯片作为信号放大器，使用了全部1-14个引脚；比较电路U3采用74LS32芯片作为信号比较器，使用了全部1-14个引脚；二次放大电路U4采用了74LS21芯片作为信号放大器，使用了1、2、4、5、6、7、14引脚；初步处理电路U1采用了AT89C51单片机，使用了1、9、10、11、12、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、31、40引脚；串口通讯电路U2采用了MAX232CPE芯片，使用了1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、15、16引脚；连接插座J0采用D98九芯插座，使用了1、3、4引脚；复位开关S 1采用SW-PB材料的按键开关。
2.根据权利要求1所述的一种判断声音位置的2路麦克风的声音采集和放大电路，其特征在于：电阻R1的阻值范围为5-15k Ω；电阻R2的阻值范围为50-150Ω；电容C1的电容变化范围为20-50pF；电容C2的电容变化范围为20-50pF；电容C3的电容变化范围为0.1-0.3μF；电容C4的电容变化范围为0.1-0.3μF；电容C5的电容变化范围为0.1-0.3μF；电容C6的电容变化范围为0.1-0.3μF；电容C7的电容变化范围为0.1-0.3μF；耦合电容C8的电容变化范围为5-15μF；晶振Y1频率变化范围为10-15MHz。
3.根据权利要求1所述的一种判断声音位置的2路麦克风的声音采集和放大电路，其特征在于：VCC提供的正电压范围为3-7V；提供的高电平电压范围为3-7V。
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