CN104093095B

CN104093095B - 一种可自动调节音量的唱歌装置

Info

Publication number: CN104093095B
Application number: CN201410335270.8A
Authority: CN
Inventors: 邓成忠; 邓成权
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2014-07-15
Filing date: 2014-07-15
Publication date: 2017-07-21
Anticipated expiration: 2034-07-15
Also published as: CN104093095A

Abstract

本发明涉及电子电器领域，涉及一种可自动调节音量的唱歌装置。包括：音乐电流信号接收装置、人声采集装置、混音处理电路和声音播放装置，其中，唱歌装置还包括一个调节模块，人声采集装置的输出信号和音乐电流信号一同输入到调节模块，调节模块采集音乐电流信号，并根据音乐电流信号的大小，调节人声电流信号；使得人声电流信号I_人声=K*音乐电流信号I_音乐，K为调节系数；混音处理电路接收调节模块调节后的人声电流信号以及音乐产生装置的音乐电流信号，并向声音播放装置输出混合信号。本发明操作简单、音效效果好。

Description

一种可自动调节音量的唱歌装置

技术领域

本发明涉及电子电器领域，特别涉及一种能用于唱歌，性能优良的且可自动调节音量的唱歌装置。

背景技术

随着多媒体技术的发展，喜欢唱歌的人也越来越多，由于时间的及场所的限制，很多时候人们只能戴着声音播放装置，边听边唱。但，这样唱歌不但比较费力，而且也得不到像KTV那样的唱歌体验。

为了填补以上问题的不足，现有的技术方案通常是在声音播放装置或播放器中加装话筒及相应的话筒信号通道电路，且通常，所加装的话筒信号通道电路由放大级，音量调节，混响电路等组成，其电路形式与普通台式音响中的卡拉OK电路形式相同。

但，这种组合方式，不能够调整音乐声和人声的比例，达不到唱歌体验的效果。

发明内容

本发明的目的在于解决现有技术的不足，提供一种可自动调节音量的唱歌装置，该唱歌装置可以调节音乐声和人声的比例，达到较好的歌唱效果。

本发明采用的技术方案为：

一种可自动调节音量的唱歌装置，包括：

音乐电流信号接收装置；

用于拾取人声的人声采集装置，将人的声音信号转变为人声电流信号；如话筒、麦克风等；

混音处理电路，用于将人声电流信号、音乐电流信号混合；并输出混合信号；

声音播放装置，用于接收混合信号，并将混合信号转变为声音信号；

其中，唱歌装置还包括一个调节模块，调节模块采集音乐电流信号，并根据音乐电流信号的大小调节人声电流信号；使得人声电流信号I_人声=K*音乐电流信号I_音乐，K为调节系数；混音处理电路接收调节模块调节后的人声电流信号以及音乐产生装置的音乐电流信号，并向声音播放装置输出混合信号。

进一步地，所述音乐电流信号接收装置包括第一无线音频接收装置

进一步地，所述音乐电流信号接收装置包括音乐电流信号调节模块。

进一步地，所述人声采集装置包括阀值电路。

进一步地，人声采集装置包括混响处理电路、音调调节电路中的至少一个。

进一步地，所述混音处理电路连接有音频放大电路和第二无线音频发射装置，声音播放装置设有第二无线音频接收装置。

更进一步地，所述唱歌装置还包括微处理器、显示模块以及输入模块；其中微处理器分别与显示模块、输入模块、第一无线音频接收模块、音乐电流信号调节模块、调节模块信号连接。

进一步地，所述调节模块还包括最小音量输出模块，用户可对所述最小音量输出模块的输出人声音量I_1人声进行设置；调节模块在工作时，当检测到K*音乐电流信号I_音乐的音量值<I_1人声时，则调节模块停止调节人声电流信号，此时以最小音量输出模块中设定好的音量I_1人声作为调节模块的人声音量输出。

进一步地，微处理器设置有音乐电流信号检测模块和人声音量控制模块，当音乐电流信号<I_1音乐，且经过t秒内，人声音量控制模块控制人声电流信号人声电流信号I_人声<I₂。

本发明与现有技术相比的有益效果是：本发明提供的具有智能音量降噪的声音播放装置唱歌装置，能够实时，有效地消除当播放的歌曲结束时产生的话筒及环境声引起的噪声，以及在歌曲播放中音频幅度较小时产生的话筒噪声和环境声的噪声；其次，使用中可随意调节演唱歌曲的音量，而不用另外调节人声采集装置中的人声音量，从而实现了智能降噪，智能调节人声音量的功能；这样，不但使用十分方便，还能防止有的用户不会适当调节话筒的音量而产生的麻烦。

如果依靠低通滤波降噪，或数码降噪时，就会引起通频带变小或失真，完全达不到以上的使用效果，因此，本发明还具有通频带宽，音质好的特点。

附图说明

图1为本发明的第一种组成示意图。

图2为本发明的第二种组成示意图。

图3为本发明的第三种组成示意图。

图4为本发明的电源电路。

图5为本发明的微处理器及其周边电路；

图6为本发明的音乐电流信号取样处理电路。

图7为本发明的人声采取装置的电路。

图8为本发明的混响处理电路。

图9为本发明的混音处理电路及其音频放大电路、调节电路。

具体实施方式

下面结合附图1至图9以及具体实施方式对本发明做进一步地说明。

实施例：参见图1至图9。

本发明采用的技术方案为：参见图1，

一种可自动调节音量的唱歌装置，包括：

音乐电流信号接收装置；

其中，唱歌装置还包括一个调节模块，调节模块采集音乐电流信号，并根据音乐电流信号的大小，调节人声电流信号；使得人声电流信号I_人声=K*音乐电流信号I_音乐，K为调节系数；混音处理电路接收调节模块调节后的人声电流信号以及音乐产生装置的音乐电流信号，并向声音播放装置输出混合信号。

调节模块在调节人声电流信号时，有多种调节方式：

1、调节模块通过自身的电路或软件程序对人声电流信号进行调节；1）采用自身电路时，此时的调节模块可以采用比较放大电路，或是，调节模块为放大电路，音乐电流信号作为一个反馈源，对放大电路进行一个正反馈。调节时，调节模块同时接收来自人声采集装置发送的人声电流信号和音乐电流信号，并根据音乐电流信号大小，对人声电流信号进行调节；并向混音处理电路输出调节后的人声电流信号。2）采用软件程序(如数字电路)，软件装置接收人声电流信号和音乐信号，根据音乐电流信号大小，对人声电流信号进行调节；并向混音处理电路输出调节后的人声电流信号。如图1所示。

2、调节模块还可包括人声音量调节模块，用户可对人声电流信号大小进行调节（如调节人声的比例值）；人声音量调节模块接受用户指令后，可通过改变调节模块中的调节系数K来进行人声音量调节；次外，跟据需要，人声音量调节模块（如电位器等）还可设置在混音处理电路的输入端或人声采集装置上，达到等同的调节效果。

如图2所示。

其次，调节模块可以集成到人声采集装置上，或集成到混音处理电路上。

音乐电流信号接收装置，可以为音频接口，通过音频接口与音乐产生装置的输出端连接即可，音乐产生装置可以为MP3、电脑、手机、录音机等。

第一无线音频接收装置用于通过无线传输的音频信号，目前较多的手机都使用蓝牙声音播放装置，通过蓝牙声音播放装置接收来自手机的音频信号。第一无线音频接收装置包括类似于蓝牙声音播放装置上的音频接收装置；也包括通过WiFi传输的音频接收装置；使得该唱歌装置可以与音乐产生装置分离，通过无线进行传输音频信号，使用更加方便。其次设置音乐电流信号调节模块，可以对接收到的音乐电流信号进行调节，如当使用者只需要听音乐时，通过音乐电流信号调节模块对音乐电流信号进行调节，音乐电流信号调节模块包括音量调节电路和音频均衡调节电路中的至少一个。

进一步地，所述人声采集装置包括阀值电路。

人声采集装置在处理人声电流信号时，先通过阀值电路对人声电流信号进行判断，只有当人声电流信号值超过一定阀值时，人声采集装置才继续工作；否则不输出。设置阀值电路后，一般只有当使用者唱歌后，用于拾取人声的人声采集装置才会产生超过阀值的人声电流信号；防止当使用者不唱歌时，背景噪声（如环境噪声等）被放大，影响到听音乐的效果。

阀值电路可以采用开关电路，如三极管、场效应管等，基极与人声电流信号连接，通过三极管的截止电压来控制阀值；同时阀值电路可以起到降噪的效果；当人声采集装置没有输出时，调节模块不进行比例调节，即在调节模块上设置一个开关电路，当没有人声电流信号进入时，调节模块停止工作。

进一步地，人声采集装置还包括混响处理电路、音调调节电路中的至少一个。

人声采集装置采集的人声电流信号，通过混响处理电路、音调调节电路后，再通过调节模块；使得人声电流信号进行了回声处理，最后从声音播放装置放出的人声具有在KTV中唱歌声响效果。

作为等同变化，混响处理电路还可以设置在调节模块之后。混响处理电路可以根据需要设置在其他地方。

设置第二无线音频发射装置以及第二无线音频接收装置，使得声音播放装置与其他装置可以分离，便于携带声音播放装置；同时也适用于多人使用；当多个人一起唱歌时，每个人装置的第一无线音频接收装置接收来自同一源的音频，然后通过各自的音频第二无线音频发射装置将混合信号发送给第二无线音频接收装置；第二无线音频接收装置将接收所有人的混合信号，接收的混合信号可能有延时，但该延时远小于人的分辨时间，从而使得声音播放装置接收到所有人的唱歌声音。达到，多个人同时唱歌的目的。

微处理器可以采用CPU、单片机等。显示模块可以通过微处理器显示第一无线音频接收模块所在的接收模式或频率（如调频），音乐电流调节模块中音量大小、以及音频均衡度、调节模块的调节系数；然后通过输入模块对上述参数进行调节，输入模块可以采用按键、触摸屏、鼠标等，显示模块采用显示屏等。

通过设置最小音量输出模块，当无音乐电流信号或很小时，使用者还可以听得自己所唱的歌声。

进一步地，微处理器设置有音乐电流信号检测模块和人声音量控制模块，当音乐电流信号<I_1音乐，且经过t秒内，人声音量控制模块控制人声电流信号I_人声<I₂。

由于某些音乐在高潮后，有一段空白期；如果此时环境的噪音很大，就可能通过装置进入到声音播放装置，为避免这种现象出现，在微处理器中设置了音乐电流信号检测模块和人声音量控制模块；其t、I_1音乐、I₂都可以根据需要自己设定。

在具体应用时，微处理器还可以设置关机、会睡眠模块；当音乐电流信号< I_1音乐，且持续t1秒后，微处理器可以进入关机或睡眠模式，节省电源；同时，微处理器还可以控制调节模块调节后的最大人声电流信号，当调节后的人声电流信号超过预设值时，微处理器控制调节模块调节的人声电流信号为预设值；避免声音过大，有损耳朵听力。其次，还可以设置录音电路，录音电路与混音处理电路连接，混音处理电路输出的混合信号通过录音电路进行保存。

上述的混响处理电路可以采用模拟电路，也可以采用数字电路。

以上仅是本申请的较佳实施例，在此基础上的等同技术方案仍落入申请保护范围。

下面参见附图3—9对电路图中音乐电流信号、人声采集装置的人声电流信号、以及图中的调节模块等信号流程进行说明。

1. 音乐电流信号流程

见图9，来自电脑、手机等的音乐电流信号从音频信号接口G2输入，经R85，E13等后送入到电子音量调节集成电路PT2258的9、10脚，经由单片机和PT2258组成的音乐电流信号调节模块进行调节处理后，从PT2258的12、11脚经E14、E16输出，一路LR信号分别经R80、R82后，与PT2258的13、18脚送来的经过调节模块调节过的两组人声信号，在R73、R76处进行混音，混音后的混合信号经MAX9724进行放大后，从MAX9724的1、14脚送到音频接口G1输出混合信号，音频接口可接上如耳机等声音播放装置，供人听唱使用。

2. 人声采集装置的人声电流信号流程

见图7，麦克风拾取的人声电流信号经三极管Q5、Q4放大，经C30后一路接去C29（见图6），用于阀值电路的取样检测；一路经三极管Q6进一步放大后，经C34送入到电子音量调节集成电路PT2258的2脚（见图9），经由单片机和PT2258组成的人声电流信号调节模块进行调节处理后，（这个人声电流信号调节模块还集合了阀值电路的人声通断功能），从PT2258的19脚经E5输出，一路经C32、R57送至音频信号输入接口G2，供人声信号输出，可用于录音；一路经C37送至R68（见图8），送至PT2399进行人声混响处理后，再由PT2399的15脚经R77、C45后同时接至R66、R78（见图9），经C40、C48送入到电子音量调节集成电路PT2258的3、8脚，经由相关音乐电流信号采集电路和单片机及PT2258组成的调节模块对人声电流信号进行调节处理后，从PT2258的18、13脚输出与音乐电流信号进行混合。

3. 调节模块信号流程及说明

本电路图中，调节模块由音乐电流信号采样电路，直流变换电路，单片机及电子音量调节模块PT2258来构成。（说明：如果采用如DSP集成电路时，则直流变换电路，单片机及电子音量调节模块都可由数字信号处理DSP来完成）

见图9，经音乐电流信号调节模块进行调节处理后的音乐电流信号从PT2258的12、11脚经E14、E16输出，一路LR信号分别经R80、R82去混音音，还有一路LR音乐电流信号从E14、E16接入到C7、C14（见图5），由运算放大器LM358（U1、U3）和二极管1N4148（D2、D4、D5、D7）组成4路直流变换电路，把音乐电流信号变换成脉动的直流电信号后，分别经D2、D4、D5、D7送至单片机U2的45、46、43、44脚，经单片机进行软件滤波处理后，最终经I2C总线（U2的27、28脚）对输入到电子音量调节集成电路PT2258的3、8脚的人声电流信号进行调节处理，被调节模块调节后的人声电流信号再从PT2258的18、13脚输出，然后与音乐电流信号进行混合。

其中，为了使采集到的人声电流信号的幅度更平坦，LM358对音乐电流信号进行放大的同时，还对音乐电流信号中较高频的频率信号进行了补偿处理，如电路中的C5、C12、C17、C26。

Claims

1.一种可自动调节音量的唱歌装置，其特征在于：包括：

音乐电流信号接收装置；

用于拾取人声的人声采集装置，将人的声音信号转变为人声电流信号；

其中，唱歌装置还包括一个调节模块，调节模块采集音乐电流信号，并根据音乐电流信号的大小，调节人声电流信号；使得人声电流信号I_人声=K*音乐电流信号I_音乐，K为调节系数；混音处理电路接收调节模块调节后的人声电流信号以及音乐产生装置的音乐电流信号，并向声音播放装置输出混合信号；

所述调节模块还包括最小音量输出模块，用户可对所述最小音量输出模块的输出人声音量I_1人声进行设置；调节模块在工作时，当检测到K*音乐电流信号I_音乐的音量值<I_1人声时，则调节模块停止调节人声电流信号，此时以最小音量输出模块中设定好的音量I_1人声作为调节模块的人声音量输出；

所述人声采集装置包括阀值电路。

2.根据权利要求1所述的一种可自动调节音量的唱歌装置，其特征在于：所述音乐电流信号接收装置包括第一无线音频接收装置。

3.根据权利要求2所述的一种可自动调节音量的唱歌装置，其特征在于：所述音乐电流信号接收装置包括音乐电流信号调节模块。

4.根据权利要求1或2或3所述的一种可自动调节音量的唱歌装置，其特征在于：人声采集装置还包括混响处理电路、音调调节电路中的至少一个。

5.根据权利要求4所述的一种可自动调节音量的唱歌装置，其特征在于：所述混音处理电路连接有音频放大电路和第二无线音频发射装置，声音播放装置设有第二无线音频接收装置。

6.根据权利要求4所述的一种可自动调节音量的唱歌装置，其特征在于：所述唱歌装置还包括微处理器、显示模块以及输入模块；其中微处理器分别与显示模块、输入模块、第一无线音频接收模块、音乐电流信号调节模块、调节模块信号连接。

7.根据权利要求6所述的一种可自动调节音量的唱歌装置，其特征在于：微处理器设置有音乐电流信号检测模块和人声音量控制模块，当音乐电流信号<I_1音乐，且经过t秒内，人声音量控制模块控制人声电流信号人声电流信号I_人声<I₂。