CN102413411B - 一种便携式扩音机 - Google Patents

Abstract

本发明的一种便携式扩音机，包括音频输入电路、扩音电路、扬声器、电源模块和音频处理模块，音频处理模块包括数字处理单元、输入多路复用单元、数模转换单元、模数转换单元、外插数字存储单元接口；本发明不仅可以利用便携式扩音机进行扩音，而且能将扩音的内容通过外插数字存储单元接口将压缩编码后的数字录音文件录制在外置存储设备中，起到放大声音的同时，能对声音进行采样、编码、压缩并存储起来，方便存档或重复播放。外插数字存储单元接口大大增加了录音的时长，存储器有多大，就能录多长的音频，而且还可以方便地更换存储器，使用户能更加方便地使用扩音设备，丰富了演说的形式和增强了便携式扩音机的实用性。

Description

一种便携式扩音机

技术领域

本发明涉及一种便携式扩音机，特别是一种具有录音功能的便携式扩音机。

背景技术

人们在工作、导游、演讲、教学等场合很多时候都需要使用扩音机来扩大自己的声音，以使自己的声音能更清晰地传播开去。目前市面上的扩音机很多只具备了简单的扩音功能，部分扩音机还可以播放音频文件，但在很多的场合还需要录音的功能，如重复解说教学、重复叫卖或需要将演说内容保存备份等。

目前，市面上有一些采用磁带录音的扩音机，但采用磁带录音的方式不仅录制时间短、容易失真、不能长期保留，还具有播放操作复杂、拷贝不方便等缺点。因此，现在具有录音功能的扩音机大多采用数字录音的方式，例如可短时间录音的手持扩音喇叭。但该手持喇叭只是内置一容量较小的存储芯片，不仅录音时间短，而且功能单一，录音效果差。

发明内容

为了解决上述问题,本发明的目的在于提供一种能将扩音音频录制在外置存储设备的便携式扩音机。

本发明解决其问题所采用的技术方案是：

一种便携式扩音机,包括音频输入电路、和音频输入电路相连的扩音电路、和扩音电路输出端相连的扬声器、电源模块、音频处理模块；音频处理模块包括具有解码，编码，压缩，通讯控制功能的数字处理单元、输入多路复用单元、数模转换单元、模数转换单元、外插数字存储单元接口；数字处理单元经外插数字存储单元接口连接外插存储设备；音频输入电路通过输入多路复用单元、模数转换单元将音频信号转换成数字信号送至数字处理单元，数字处理单元通过外插数字存储单元接口将压缩编码后的数字录音文件保存至外插存储设备；上述各电路和电源模块相连。

进一步，所述音频处理模块的音频输出端和扩音电路的音频输入端相连。该设计可让音频输入电路输出的音频信号经过音频处理模块的处理后再输出至扩音电路，音频信号经过处理后可实现去噪声、去干扰、添加特效的功能，不仅可以让输出的声音更加清晰，也能让声音具备一定的特色以满足在不同环境中的使用。

优选地，所述音频处理模块采用由台湾Ali公司生产，二级软件开发有深圳锦锐科技有限公司开发的ALI_M5675的音频处理芯片。该音频处理芯片支持USB 1.1、2.0 版本，SD、MMC 卡；兼容MP3、WMA 标准格式；盘片支持200 个文件夹，999 首歌曲； USB、SD MMC 卡读数支援99 个档夹，8 级子档夹；MP3、WMA 采用率8K---48K；MP3 、WMA 相容位数8---320kbps；音源信号录音MP3格式；USB 与SD MMC、卡相互拷贝；编码压缩128kbps;支持电子音量控制和遥控器控制。将音频输入电路输出的音频信号录制在外插存储设备中，且可对存储在外插存储设备中的音频文件进行输出播放处理。

优选地，所述ALI_M5675音频处理芯片的LINEINR和LINEINL引脚为音频文件输入引脚，通过该引脚ALI_M5675音频处理芯片可对输入的音频信号进行录制及播放；ALI_M5675音频处理芯片的LINEOUTR和LINEOUTL引脚为音频输出引脚，LINEOUTR与扩音电路的LINE_R相连、LINEOUTL与扩音电路的LINE_L相连以实现对音频文件、录音文件、收音信号的音频输出。

进一步，数字处理单元从外插存储设备处获取数字音频信息并进行处理，经数字处理单元处理后的数字音频信号通过数模转换单元转换成模拟音频信号，该模拟音频信号经过输出多路复用单元送至音频处理模块的音频输出端。这样便携式扩音机不仅可以对话筒传输的音频信号进行扩音，也可以播放外插存储设备内的音频文件，还可以将之前保存的录音音频文件播放出来。而且采取这种方式的电路结构还能在播放音频文件的同时让音频输入电路的声音进行叠加，实现声音组合的效果。

优选地，所述ALI_M5675音频处理芯片的DM、DP引脚与USB存储设备接口的DM、DP引脚相连，使音频处理模块可将录音文件通过该USB存储设备接口保存至USB存储设备；ALI_M5675音频处理芯片GPIOF3/SD_MS_DE引脚、GPIOF1/SD/MS_CLK引脚、GPIOFO/SDCMD/MSBS引脚、GPIOE7/SDD3引脚、GPIOE6/SDD2引脚、GPIOE5/SDD1引脚、GPIOE4/SDD0引脚、GPIOE3/SD_MS_WP引脚分别与SD设备卡接口的SD_DET引脚、SD_CLK引脚、SD_CMD引脚、SD_CS引脚、SD_DAT2引脚、SD_DAT1引脚、SD_DAT引脚、SD_WP引脚相连以实现音频处理模块和SD卡设备的通信，使本发明便携式扩音机能使用外插存储设备进行对音频信号的录音和播放音频。

进一步，音频输入电路包括话筒单元和模拟开关；话筒单元通过模拟开关连接至音频处理模块的音频输入端。模拟开关能对多个话筒单元进行选择和切换，话筒单元通过模拟开关向音频处理模块输入音频信号进行录音。

进一步，所述的音频输入电路包括FM收音单元和模拟开关；FM收音单元通过模拟开关连接至音频处理模块的音频输入端。加入FM收音单元能让本便携式扩音机接收电台信号，播放电台音频，即让便携式扩音机具备收音功能；FM收音单元和话筒单元通过模拟开关连接至音频处理模块不仅能对话筒的声音进行录音，而且能对FM音频进行录音，也能在播放FM音频的时候叠加上话筒的声音。

优选地，所述模拟开关采用ST4052模拟开关芯片。该模拟开关是双4选一的多路模拟选择开关，采用该模拟开关能对多路模拟信号进行选择，可切换FM收音音频和话筒录音的输入信号。所述模拟开关ST4052的13号引脚O/1X、3号引脚O/1Y分别串联一个105P的电容与ALI_M5675音频处理芯片的40号引脚LINEINR、43号引脚LINEINL相连，模拟开关通过选择不同的音频输入信号输出至音频处理模块的音频信号输入引脚实现FM收音的输入及对话筒进行录音。

优选地，CN801话筒接口的3号OUT引脚与扩音电路的相连音频输入端相连以实现扩音功能，CN801话筒接口的RCE_IN引脚与模拟开关13的X0、Y0引脚相连，当模拟开关选中X0、Y0模拟信号时，可向音频处理模块输入话筒的音频信号，实现录音功能。

优选地，所述的FM收音单元采用BK1080收音芯片，该收音芯片的接收灵敏度高、IF中频选择性好、通用I2C总线控制、搜台速度快、内置功放电路、外围元件少、噪声系数极小。具有体积小、低功耗、低成本、应用简单、使用范围广等优点，是一款简单易用且具极高性价比的单芯片FM立体声收音芯片。所述FM收音单元的 RADIO_R和RADIO_L引脚分别与模拟的X1、Y1引脚相连，通过模拟开关13选择X1、Y1引脚即可对收音音频信号进行播放及录音。

优选地，所述的音频处理模块和FM收音单元的控制接口相连。这样的电路结构能让音频处理模块实现控制FM收音单元的工作方式,实现选频、保存电台。

进一步，所述的外插数字存储单元接口包括用于连接SD/MMC存储卡的SD/MMC读卡接口和/或用于连接USB储存设备的USB储存设备接口和/或用于连接FLASH存储单元的FLASH存储接口。SD/MMC存储卡、USB存储设备、FLASH存储单元为目前主流的存储设备，采用这些外插数字存储单元接口能方便用户找到与之相匹配的存储设备，在使用能将录音文件存储到外接存储设备中，当一种存储设备容量使用完时，可以方便地找到其他接口的存储器，不仅增加了录音的文件容量，延长可以录音的时间，而且扩音设备的使用也更加方便。

进一步，所述USB存储设备接口包括USB控制器、USB数据收发单元，USB存储设备通过USB数据收发单元、USB控制器和数字处理单元相连；FLASH存储接口包括单片机单元、FLASH缓存，FLASH存储单元通过FLASH缓存、单片机单元和数字处理单元相连。USB数据收发单元能把USB的数据暂时保存起来，数字处理单元通过对USB控制器的操作完成读取、发送USB数据收发单元内的数据，让数据的传输更加准确，FLASH缓存读取FLASH存储设备内的数据，单片机单元控制FLASH缓存发送和接受，能大大地提高数据传输的效果，减轻数字处理单元的负担。

进一步，所述的电源模块包括供电电路、充电控制模块、电池模块和电源开关；供电电路通过充电控制模块给电池模块进行充电，电池模块和供电电路通过电源开关模块给扩音机各个电路提供供电。充电控制模块可以在电池模块电力不足时给电池充电，当供电电路断电时，电池模块自动给便携式扩音机各个电路进行供电，不仅可以延长便携式扩音机的工作时间，还可以保证不会因为电源中断而导致录音文件丢失。

进一步，数字处理单元通过显示接口和显示单元连接。数字处理芯片通过控制LCD显示播放音频的曲目和时间、录音的时间和文件夹的选择，可视的操作方式可以让用户更加方便地操作该扩音设备。

进一步，数字处理单元通过按键接口和按键组相连接。通过按键组可以方便地操作便携式扩音机的各个功能。

本发明的有益效果是：本发明的一种便携式扩音机，在原有的扩音电路基础上增加了音频处理模块，不仅可以利用便携式扩音机进行扩音，而且能将扩音的内容录制在外置存储设备中，在起到放大声音的同时，能对声音进行采样、编码、压缩并存储起来，录音文件小，方便存档或重复播放。外插数字存储单元接口大大增加了录音的时长，存储器有多大，就能录多长的音频，而且还可以方便地更换存储器，使用户能更加方便地使用扩音设备，丰富了演说的形式和增强了便携式扩音机的实用性。

附图说明

下面结合附图和实例对本发明作进一步说明。

图1是本发明便携式扩音机的整体模块框图。

图2是本发明便携式扩音机的详细结构框图。

图3是本发明便携式扩音机的内部数据流程图。

图4是本发明便携式扩音机的音频处理模块电路图。

图5是本发明便携式扩音机收音模块及扩音电路电路图。

具体实施方式

参照图1- 图5，本发明的一种便携式扩音机,包括音频输入电路1、和音频输入电路1相连的扩音电路2、和扩音电路2输出端相连的扬声器7、电源模块4、音频处理模块3；音频处理模块3包括具有解码，编码，压缩，通讯控制功能的数字处理单元31、多路输入复用单元32、数模转换单元33、模数转换单元34、外插数字存储单元接口35；数字处理单元31经外插数字存储单元接口35连接外插存储设备；音频输入电路1通过多路输入复用单元32、模数转换单元34将音频信号转换成数字信号送至数字处理单元31，数字处理单元31通过外插数字存储单元接口35将压缩编码后的数字录音文件保存至外插存储设备；上述各电路和电源模块4相连。在原有的扩音电路2基础上增加了音频处理模块3，不仅可以利用便携式扩音机进行扩音，而且能将扩音的内容录制在外置存储设备中，在起到放大声音的同时，能对声音进行采样、编码、压缩并存储起来，录音文件小，方便存档或重复播放。外插数字存储单元接口35大大增加了录音的时长，存储器有多大，就能录多长的音频，而且还可以方便地更换存储器，使用户能更加方便地使用扩音设备，丰富了演说的形式和增强了便携式扩音机的实用性。

进一步，所述音频处理模块3的音频输出端和扩音电路2的音频输入端相连。该设计可让音频输入电路1输出的音频信号经过音频处理模块3的处理后再输出至扩音电路2，音频信号经过处理后可实现去噪声、去干扰、添加特效功能，不仅可以让输出的声音更加清晰，也能让声音具备一定的特色以满足在不同环境中的使用。

优选地，所述音频处理模块3采用由台湾Ali公司生产，二级软件开发有深圳锦锐科技有限公司开发的ALI_M5675的音频处理芯片。该音频处理芯片支持USB 1.1、2.0 版本，SD、MMC 卡；兼容MP3、WMA 标准格式；盘片支持200 个文件夹，999 首歌曲； USB、SD MMC 卡读数支援99 个档夹，8 级子档夹；MP3、WMA 采用率8K---48K；MP3 、WMA 相容位数8---320kbps；音源信号录音MP3格式；USB 与SD MMC、卡相互拷贝；编码压缩128kbps;支持电子音量控制和遥控器控制。将音频输入电路1输出的音频信号录制在外插存储设备中，且可对存储在外插存储设备中的音频文件进行输出播放处理。

优选地，所述ALI_M5675音频处理芯片的LINEINR和LINEINL引脚为音频文件输入引脚，通过该引脚ALI_M5675音频处理芯片可对输入的音频信号进行录制及播放；ALI_M5675音频处理芯片的LINEOUTR和LINEOUTL引脚为音频输出引脚，LINEOUTR与扩音电路的LINE_R相连、LINEOUTL与扩音电路的LINE_L相连以实现对音频文件、录音文件、收音信号的音频输出。

进一步，数字处理单元31从外插存储设备处获取数字音频信息并进行处理，经数字处理单元31处理后的数字音频信号通过数模转换单元33转换成模拟音频信号，该模拟音频信号经过多路输出复用单元36送至音频处理模块3的音频输出端。外插存储设备经过储存单元接口35将存放在存储设备里的文件送至数字处理单元31进行解码，再通过数模转换单元33将数字信号转换成模拟音频信号，模拟音频信号经过多路输出复用单元36传送至扩音电路1，这样便携式扩音机不仅可以对话筒传输的音频信号进行扩音，也可以播放外插存储设备内的音频文件，还可以将之前保存的录音音频文件播放出来。而且采取这种方式的电路结构还能在播放音频文件的同时让音频输入电路1的声音进行叠加，实现声音组合的效果。

优选地，所述ALI_M5675音频处理芯片的DM、DP引脚与USB存储设备接口的DM、DP引脚相连，使音频处理模块3可将录音文件通过该USB存储设备接口保存至USB存储设备；ALI_M5675音频处理芯片的GPIOF3/SD_MS_DET引脚、GPIOF1/SD/MS_CLK引脚、GPIOFO/SDCMD/MSBS引脚、GPIOE7/SDD3引脚、GPIOE6/SDD2引脚、GPIOE5/SDD1引脚、GPIOE4/SDD0引脚、GPIOE3/SD_MS_WP引脚分别与SD设备卡接口的SD_DET引脚、SD_CLK引脚、SD_CMD引脚、SD_CS引脚、SD_DAT2引脚、SD_DAT1引脚、SD_DAT引脚、SD_WP引脚相连以实现音频处理模块3和SD卡设备的通信，使本发明便携式扩音机能使用外插存储设备进行对音频信号的录音和播放音频。

进一步，音频输入电路1包括话筒单元12和模拟开关13；话筒单元12通过模拟开关13连接至音频处理模块3的音频输入端。模拟开关13能对多个话筒单元12进行选择和切换，话筒单元12通过模拟开关13向音频处理模块3输入音频信号进行录音。

进一步，所述的音频输入电路1包括FM收音单元11和模拟开关13；FM收音单元11通过模拟开关13连接至音频处理模块3的音频输入端。加入FM收音单元11能让本便携式扩音机接收电台信号，播放电台音频，即让便携式扩音机具备收音功能；FM收音单元11和话筒单元12通过模拟开关13连接至音频处理模块3不仅能对话筒的声音进行录音，而且能对FM音频进行录音，也能在播放FM音频的时候叠加上话筒的声音。

优选地，所述模拟开关13采用ST4052模拟开关芯片。该模拟开关是双4选一的多路模拟选择开关，采用该模拟开关能对多路模拟信号进行选择，可切换FM收音音频和话筒录音的输入信号。所述模拟开关ST4052的13号引脚O/1X、3号引脚O/1Y分别串联一个105P的电容与ALI_M5675音频处理芯片的40号引脚LINEINR、43号引脚LINEINL相连，模拟开关通过选择不同的音频输入信号输出至音频处理模块的音频信号输入引脚实现FM收音的输入及对话筒进行录音。

优选地，CN801话筒接口的3号OUT引脚与扩音电路的相连音频输入端相连以实现扩音功能，CN801话筒接口的RCE_IN引脚与模拟开关13的X0、Y0引脚相连，当模拟开关选中X0、Y0模拟信号时，可向音频处理模块3输入话筒的音频信号，实现录音功能。

优选地，所述的FM收音单元11采用BK1080收音芯片，该收音芯片的接收灵敏度高、IF中频选择性好、通用I2C总线控制、搜台速度快、内置功放电路、外围元件少、噪声系数极小。具有体积小、低功耗、低成本、应用简单、使用范围广等优点，是一款简单易用且具极高性价比的单芯片FM立体声收音芯片。所述FM收音单元11的 RADIO_R和RADIO_L引脚分别与模拟的X1、Y1引脚相连，通过模拟开关13选择X1、Y1引脚即可对收音音频信号进行播放及录音。

优选地，所述的音频处理模块3和FM收音单元11的控制接口相连。这样的电路结构能让音频处理模块3实现控制FM收音单元11的工作方式,实现选频、保存电台。

优选地，FM收音单元11的SCLK引脚和SDA引脚分别与音频处理模块3的GPIOI7/I2S_CLK和GPIOJO/I2S_DAT引脚相连，以实现音频处理模块3对FM收音单元11的控制。

进一步，所述的外插数字存储单元接口35包括用于连接SD/MMC存储卡的SD/MMC读卡接口37和/或用于连接USB储存设备的USB储存设备接口38和/或用于连接FLASH存储单元的FLASH存储接口39。SD/MMC存储卡、USB存储设备、FLASH存储单元为目前主流的存储设备，采用这些外插数字存储单元接口35能方便用户找到与之相匹配的存储设备，在使用能将录音文件存储到外接存储设备中，当一种存储设备容量使用完时，可以方便地找到其他接口的存储器，不仅增加了录音的文件容量，延长可以录音的时间，而且扩音设备的使用也更加方便。

进一步，USB储存设备接口38包括USB控制器381、USB数据收发单元382，USB存储设备通过USB数据收发单元382、USB控制器381和数字处理单元31相连；FLASH存储接口39包括单片机单元391、FLASH缓存392，FLASH存储单元通过FLASH缓存392、单片机单元391和数字处理单元31相连。USB数据收发单元382能把USB的数据暂时保存起来，数字处理单元31通过对USB控制器381的操作完成读取、发送USB数据收发单元382内的数据，让数据的传输更加准确，FLASH缓存392读取FLASH存储设备内的数据，单片机单元控制FLASH缓存392发送和接收，能大大地提高数据传输的效果，减轻数字处理单元31的负担。

进一步，所述的电源模块4包括供电电路41、充电控制模块42、电池模块43和电源开关44；供电电路41通过充电控制模块42给电池模块43进行充电，电池模块43和供电电路41通过电源开关44模块给扩音机各个电路提供供电。充电控制模块42可以在电池模块43电力不足时给电池充电，当供电电路41断电时，电池模块43自动给便携式扩音机各个电路进行供电，不仅可以延长便携式扩音机的工作时间，还可以保证不会因为电源中断而导致录音文件丢失。

进一步，数字处理单元31通过显示接口51和显示单元5连接。数字处理芯片通过控制LCD显示播放音频的曲目和时间、录音的时间和文件夹的选择，可视的操作方式可以让用户更加方便地操作该扩音设备。

进一步，数字处理单元31通过按键接口61和按键组6相连接。通过按键组6可以方便地操作便携式扩音机的各个功能。

以上所述，只是本发明的较佳实施例而已，本发明并不局限于上述实施方式，只要其以相同的手段达到本发明的技术效果，都应属于本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种便携式扩音机，包括音频输入电路（1）、和音频输入电路（1）相连的扩音电路（2）、和扩音电路（2）输出端相连的扬声器（7）、电源模块（4），其特征在于：还包括音频处理模块（3）；音频处理模块（3）包括具有解码，编码，压缩，通讯控制功能的数字处理单元（31）、多路输入复用单元（32）、数模转换单元（33）、模数转换单元（34）、外插数字存储单元接口（35）；数字处理单元（31）经外插数字存储单元接口（35）连接外插存储设备；音频输入电路（1）通过多路输入复用单元（32）、模数转换单元（34）将音频信号转换成数字信号送至数字处理单元（31），数字处理单元（31）通过外插数字存储单元接口（35）将压缩编码后的数字录音文件保存至外插存储设备；上述各电路和电源模块（4）相连，所述的外插数字存储单元接口（35）包括连接SD/MMC存储卡的SD/MMC读卡接口（37）和/或连接USB储存设备的USB储存设备接口（38）和/或连接FLASH存储单元的FLASH存储接口（39），USB储存设备接口（38）包括USB控制器（381）、USB数据收发单元（382），USB存储设备通过USB数据收发单元（382）、USB控制器（381）和数字处理单元（31）相连；FLASH存储接口（39）包括单片机单元（391）、FLASH缓存（392），FLASH存储单元通过FLASH缓存（392）、单片机单元（391）和数字处理单元（31）相连，音频输入电路（1）包括话筒单元（12）和模拟开关（13）；话筒单元（12）通过模拟开关（13）连接至音频处理模块（3）的音频输入端，所述的音频输入电路（1）包括FM收音单元（11）和模拟开关（13）；FM收音单元（11）通过模拟开关（13）连接至音频处理模块（3）的音频输入端，音频处理模块（3）不仅对话筒的声音进行录音，而且对FM音频进行录音，也能在播放FM音频的时候叠加上话筒的声音，所述音频处理模块（3）和FM收音单元（11）的控制接口相连，音频处理模块（3）控制FM收音单元（11）的工作方式，实现选频、保存电台。

2.根据权利要求1所述的一种便携式扩音机，其特征在于：所述音频处理模块（3）的音频输出端和扩音电路（2）的音频输入端相连。

3.根据权利要求1或2所述的一种便携式扩音机，其特征在于：数字处理单元（31）从外插存储设备处获取数字音频信息并进行处理，经数字处理单元（31）处理后的数字音频信号通过数模转换单元（33）转换成模拟音频信号，该模拟音频信号经过多路输出复用单元（36）送至音频处理模块（3）的音频输出端。

4.根据权利要求1所述的一种便携式扩音机，其特征在于：所述的电源模块（4）包括供电电路（41）、充电控制模块（42）、电池模块（43）和电源开关（44）；供电电路（41）通过充电控制模块（42）给电池模块（43）进行充电，电池模块（43）和供电电路（41）通过电源开关（44）模块给扩音机各个电路提供供电。

5.根据权利要求1所述的一种便携式扩音机，其特征在于：数字处理单元（31）通过显示接口（51）和显示单元（5）连接。