CN104602143B - 防啸叫装置以及使用该装置的麦克风 - Google Patents

Abstract

本发明涉及音响系统技术领域，涉及一种防啸叫装置以及使用该装置的麦克风。防啸叫装置包括：形成罩形的至少两层吸音层；至少两层所述吸音层相叠；在每层所述吸音层上还设置有第一集音口；至少两层所述吸音层上的第一集音口重叠。麦克风包括：防啸叫装置，还包括集音装置；所述集音装置设置在罩形的吸音层内。本申请所提供的防啸叫装置，能够有效降低啸叫发生的概率，同时结构简单，成本低廉。

Description

防啸叫装置以及使用该装置的麦克风

技术领域

本发明涉及音响系统技术领域，具体而言，涉及一种防啸叫装置以及使用该装置的麦克风。

背景技术

声音源于物体的振动，它引起邻近空气的振动而形成声波，并在空气介质中向四周传播。在传播过程中，一旦声音碰到障碍物一部分会被反射，进而有一部分反射到声源处，即产生了回音。尤其是在较为密闭的环境中，当声音在密闭环境中被反射，产生的回音重新被麦克风拾取到后，回音进入音响系统，再一次被放大。如果回音和初始音相位相同，则两个声音会产生叠加加强，叠加加强后的声音再次回音到麦克风，再经过音响系统的放大，再与初始音进行叠加，如此周而复始，便会产生强烈的刺耳啸叫。

目前消除啸叫的方法有很多种：

1.如申请号为CN201220402755的发明专利：

该专利是利用DSP模块具有语音数据处理功能，通过在DSP模块内置语音算法对语音数据进行处理并建立数学模型,将语音信号与外部噪音信号进行比较并确认语音信号，其它信号均作为噪音源被抑制住。另外，DSP模块对发出的语音信号与回来的语音信号比较进行回声消除，同时对方发来的语音信号进入并通过受话输出。通过反复试验及现场应用消噪效果可达到80％-85％，语音清晰可懂背景噪音被抑制。在免提使用时15W杨声器与麦克距离在1米时没有啸叫自激。

2.如申请号为CN200610037424的发明专利，它是利用相位转换的方法而将“正”的回声反馈为“负”的回声反馈从而使啸叫不再发生，另一方面，又利用信号减法器的相减相消原理，用专设的话筒去专门收集回声信号，并以此信号与夹带有回声信号的讲话或演唱信号分别送到回声信号相消电路，从而自动消除回声啸叫。

上述的两个消除啸叫的方案都存在同样的缺点：结构复杂，都是用到了较为复杂的电路去消除啸叫。另外就是价格昂贵，不管是DSP模块还是湿的相位转换的电路，成本都比较高，不利于推广使用。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例的目的在于提供一种防啸叫装置以及使用该装置的麦克风，在能够消除啸叫的基础上，简化防啸叫装置的结构，降低其成本。

第一方面，本发明实施例提供了一种防啸叫装置，包括：形成罩形的至少两层吸音层；至少两层所述吸音层相叠；在每层所述吸音层上还设置有第一集音口；至少两层所述吸音层上的第一集音口重叠。

在本发明各实施方式中，优选地，每两层所述吸音层之间还设置有反射层；

所述反射层上设置有第二集音口；

所述第二集音口与所述第一集音口重叠。

在本发明各实施方式中，优选地，所述吸音层上形成有吸音凸起。

在本发明各实施方式中，优选地，所述吸音凸起为尖劈形、圆锥形或者半球形。

在本发明各实施方式中，优选地，所述吸音层有两层；两层所述吸音凸起之间设置有反射层；

所述吸音凸起与所述反射层相贴，且所述吸音凸起与所述反射层之间设置有的空气囊。

在本发明各实施方式中，优选地，所述吸音凸起内还设置有密闭的空腔。

在本发明各实施方式中，优选地，不同所述吸音层所吸收的声音的频率均不相同。

在本发明各实施方式中，优选地，不同所述吸音层的厚度均不相同。

在本发明各实施方式中，优选地，所述吸音层为圆罩形，所述圆罩形设有罩口。

第二方面，本发明实施例还提供了一种麦克风，使用上述实施例中所提供的防啸叫装置，还包括集音装置；

所述集音装置设置在罩形的吸音层内。

本发明实施例提供的防啸叫装置以及麦克风，包括有至少两层的吸音层，在吸音层上设置有第一集音口，想要输入到音响系统的声音穿过集音口，正常的输入。而由于声音是向四面八方扩散的，其反射的时候，也会由四面八方反射回来，当声音反射回到防啸叫设备的位置时，反射回来的声音被吸音层所吸收，由于吸音层本身有最少两层，因此声音经过最少两层吸音层的多次吸收，当回音到达设置在防啸叫装置内的集音装置后，已经大部分都被吸音层所吸收，不会被麦克风重新拾取到，因而不会出现啸叫的问题。这种防啸叫装置，利用了吸音材料本身具有吸音的作用，将吸音材料做成罩形的吸音层，不用对现有的麦克风做出任何的改变，可以将其嵌入到麦克风的外壳内部，也可以直接将之做成比较大的罩子，套在麦克风的外部，结构简单，价格低廉。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1示出了本发明实施例所提供的一种防啸叫装置的结构示意图；

图2示出了本发明实施例所提供的防啸叫装置中，吸音凸起的结构示意图；

图3示出了本发明实施例所提供的另一种防啸叫装置的结构示意图；

图4示出了本发明实施例所提供的麦克风的结构示意图。

图示说明：

101-吸音层；102-第一集音口；103-反射层；104-第二集音口；105-吸音凸起；106-空气囊；107-空腔；108-防啸叫装置；109-集音装置。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

参见图1和图3所示，本发明提供一种防啸叫装置，包括：形成罩形的至少两层吸音层101；

至少两层所述吸音层101相叠；

在每层所述吸音层101上还设置有第一集音口102；

至少两层所述吸音层101上的第一集音口102重叠。

本发明实施例提供的防啸叫装置，包括有至少两层的吸音层101，参见图1所示，为了方便的说明本发明所提供的防啸叫装置的结构，本实施例以两层吸音层为例：在吸音层101上设置有第一集音口102，想要输入到音响系统的声音通过穿过第一集音口102，正常的输入。而由于声音是向四面八方扩散的，其反射的时候，也会由四面八方反射回来，当声音反射回到防啸叫设备的位置时，反射回来的声音被吸音层101所吸收，由于吸音层101本身有最少两层，因此声音经过最少两层吸音层101的多次吸收，当回音到达设置在防啸叫装置内的集音装置后，已经大部分都被吸音层101所吸收，微弱的声音不会被麦克风重新拾取到，即使拾取到，经过叠加，由于回音本身已经很小，也不会强到产生啸叫，因而不会出现啸叫的问题。这种防啸叫装置，利用了吸音材料本身具有吸音的作用，将吸音材料做成罩形的吸音层，将其嵌入到麦克风的外壳内部，罩在麦克风的拾音装置上，例如罩在麦克风的震动膜上，或者套在麦克风的外壳外部，例如套在话筒的外部，既不影响麦克风的正常使用，又能够防止啸叫的产生，结构较之现有技术更加的简单，且由于只包括了多层吸音层，没有使用如现有技术中的各种芯片、电路，也没有复杂的算法，价格低廉。

另外，由于每个人使用麦克风的习惯并不一样，因此在使用麦克风的时候，人的嘴部朝向麦克风的位置并不是一定的，因此第一集音口102的位置并不固定，可以根据人的习惯，将第一集音口102设置在用户需要的位置。另外，还可以在吸音层的不同位置设置多个第一集音口102，在第一集音口102上覆盖有可拆卸的启闭构件，通过该启闭构件，可以开启或者关闭不同位置的第一集音口102，不同的用户可以根据自己的实际需要，来调节第一集音口102的具体位置，已符合自己的使用习惯。

在本发明的各个实施方式中，优选地，参见图1和图3所示，在所述吸音层101之间还设置有反射层103；所述反射层103上设置有第二集音口104；所述第二集音口104与所述第一集音口102重叠。

该反射层一般由较硬的、对声波的反射效果好的材料做成，将反射层103设置在吸音层101之间，第一方面，当声音穿过位于罩形外层的吸音层101被吸收后，到达反射层103，大部分声音被反射层反射，再次到达位于外层的吸音层101，经过再一次的吸收，增加吸音层101的吸音效果。第二方面，当声音穿过位于外层的吸音层101，传递到反射层103后，一部声音分被反射，另一部声音由声波转化为反射层的震动，该震动将传递给位于内层的吸音层101上，被位于内层的吸音层101所吸收，由于反射层将大部分的回音都反射回去，因而到达位于内层的吸音层101的声音会更小，增强了吸音的效果；第三方面，当需要麦克风拾取的声音穿过第一集音口102和第二集音口104，到达罩形的防啸叫装置内部时，位于反射层103内部的吸音层101会将一部分声音吸收，避免需要拾取声音在防啸叫装置内部产生回音。此外，由于反射层103一般是硬质材料制成，其硬度较大，为吸音层101提供了更好的支撑作用。

在本发明的各个实施方式中，优选地，参见图2所示，在所述吸音层101上还形成有吸音凸起105。

该吸音凸起105有多个，在吸音层101上规律排布，吸音凸起105在吸音层101的表面形成，第一方面，声音传递到吸音层101后，在吸音凸起105中驻留的时间更久，吸音效果好；第二方面，声音的本质是一种能量，这种能量被吸音凸起105所分散，弱化，部分声音会在吸音凸起105之间反射，进一步增加吸音层101的吸音效果。

吸音凸起105可以设置成多种形状，例如尖劈形、圆锥形、或者半球形。其中以尖劈形为最佳，尖劈形的吸音凸起105可以起到更好的吸音效果。尖劈形的吸音凸起105的侧壁与反射层103的在该吸音凸起105位置切线之间的夹角为30°-75°，这样，更有利于声音在尖劈之间的声反射。

在本发明的各个实施方式中，优选地，参见图3所示，吸音层101有两层，在吸音层的两面均设置有吸音凸起105，两层所述吸音凸起105之间设置有反射层103；所述吸音凸起105与所述反射层103相贴，且所述吸音凸起105与所述反射层103之间设置有的空气囊106。

由于吸音层101和反射层103是紧贴设置的，但是两者本身并不是一体形成，是不同材料制成的，因此在吸收外界音波的时候，在吸音层101和反射层103之间会产生摩擦音，因此在吸音凸起和反射层之间设置了空气囊106，空气囊106的存在有利于消除摩擦音。

另外，还可以在吸音凸起105内还设置密闭的空腔107，声音在传递到位于最外层的吸音层101后，穿透吸音层101，到达吸音凸起105内的空腔107内，在空腔107内经过多次反射，经反射后的音波到达空腔107的侧壁，进一步的被吸音凸起所吸收，使得本专利所提供的防啸叫装置具备更好的吸音效果。

参见图3所示，本发明另一个实施例所提供的防啸叫装置中，吸音层101有多层，多层吸音层101相叠设置，且每相邻的两层吸音层101之间均设置有反射层103。

为了更好的说明本实施例所提供的防啸叫装置的结构，本实施例以四层吸音层101、三层反射层103为例，声音通过多层吸音层101多次吸收，到达麦克风的集音装置后，杂音已经很小，而需要麦克风拾取的声音则可以穿过第一集音口102和第二集音口104顺利到达集音装置，进一步消除不需要麦克风拾取的声音，避免啸叫现象的产生。

在本实施例中，可以在吸音层101上远离与之相邻的反射层的侧面单独设置吸音凸起105，同时在吸音层101和反射层103之间留出间隙，避免吸音层101和反射层103之间的接触。由于声音本身是通过介质的震动来传递的，因而避免吸音层101和反射层103之间的直接接触，防止回声直接由吸音凸起105和反射层103之间接触的位置，由吸音层101传递给反射层103，进一步的提高吸音的效果。

在本发明的各实施方式中，优选地，不同的吸音层101所吸收的声音的频率均不相同。

吸音层一般是由吸引效果好的材料制成，一般包括：①靠从表面至内部许多细小的敞开孔道使声波衰减的多孔材料，以吸收中高频声波为主，例如，有纤维状聚集组织的各种有机或无机纤维及其制品以及多孔结构的开孔型泡沫塑料和膨胀珍珠岩制品。②靠共振作用吸声的柔性材料(如闭孔型泡沫塑料，吸收中频音波)、膜状材料(如塑料膜或布、帆布、漆布和人造革，吸收低中频音波)、板状材料(如胶合板、硬质纤维板、石棉水泥板和石膏板，吸收低频音波)和穿孔板(各种板状材料或金属板上打孔而制得，吸收中频音波)。以上材料复合使用，可扩大吸声范围，提高吸声系数。使用不同的材料所做成的吸音层101，其所能够吸收的声音的频率也不一样，这样，可以增加防啸叫装置能够吸收的声音的频率的范围，使得防啸叫装置的适用范围更广。

在本发明各个实施方式中，优选地，每层不同的所述吸音层的厚度均不相同。

公式1：λ＝v/f；

公式2：d＝λ/4；

其中：λ：波长，f：频率，v：速度，d：材质厚度。

由于吸音层101的吸音性能由多种因素构成，首先就是材质的不同，所吸收的声音频率不同，多孔材料对高频率声音吸声效果明显，即在高频区吸声系数较大；多孔材料对低频率声音吸声效果差，即在低频区吸声系数较小；另外就是材料的厚度也会影响吸音的效果，随着材料厚度的增加，吸声最佳频率f向低频方向移动；厚度d每增加1倍，最大吸收频率向低频方向移动一个倍频程；材料厚度d(最佳吸收频率下的波长)为λ/4为最佳；当声音频率大于500Hz时，吸声系数与厚度无关。另外，随着材料密度的增大，最大吸收系数向低频方向移动，材料层与刚性面间的空气层当空气层厚度d＝1/4λ时，吸声系数a最大；对于低频率声音来说，λ较大，空气层厚度也要加大。

假设频率f为500Hz，声音在空气中的传播速度为：340米/秒，则材质厚度约为15厘米左右。由于防啸叫装置是安装在麦克风上的，一般体积都比较小，因此吸音层的厚度无法做到15厘米，而将吸音凸起设置成尖劈形，在吸音凸起内部设置了空腔，可以通过结构来对声音进行反射，通过声音在吸音凸起之间、吸音凸起内部的不断反射，相当于是变相的增加吸音层的厚度，提高吸音层对声音吸收的效率。

为了能够扩大防啸叫装置的所能够吸收的声音的频率范围，除了使得不同的吸音层101使用不同的材料制成外，同时可以调节吸音层的厚度，来调整吸音层101对于不同频率下的声音的吸收效果。

在本发明各个实施方式中，优选地，吸音层101为圆罩形，在圆罩形设置有罩口，可以将之直接罩在麦克风的震动膜的之上，可以不对现有的麦克风结构进行任何的改变，本发明所提供的防啸叫装置便能够直接使用。

本发明实施例还提供了使用本申请所提供的防啸叫装置进行试验的相关数据：

实验设备：Terrasonde Audio Toolbox型号SP395(用于测试声学参数的设备)

实验一：

实验条件：

最小房间声级(Min room level)49dB(密闭房间中没有发声的情况下)；

最大噪声声级(Max noise level)82dB(密闭房间中加入粉噪声情况下)；

表1：装有防啸叫装置的混响时间

统计均值：359.25ms

实验二：

实验条件：

最小房间声级(Min room level)48dB

最大噪声声级(Max noise level)83dB

表2：没有加防啸叫装置的混响时间

统计均值：548.74ms

通过以上两组数据以及最后所得的统计均值，对比可以得出以下结论：在加入该防啸叫装置之后可以减小混响时间，而混响时间越大，越容易产生啸叫，因此可以得出，本申请所提供的防啸叫装置在一定程度上可以减少发生啸叫的可能。

另外，本发明还提供了一种麦克风，参见图4所示，使用上述实施例中的防啸叫装置108，还包括有集音装置109，该集音装置109位于防啸叫装置108内部，集音装置109的发声构件朝向第一集音口设置，

本发明实施例提供的麦克风，使用了本发明中所提供的防啸叫装置，该防啸叫装置包括有至少两层的吸音层101，在吸音层101上设置有第一集音口102，想要输入到集音装置的声音通过穿过第一集音口102，正常的输入，不会影响麦克风的灵敏性。而由于声音是向四面八方扩散的，其反射的时候，也会由四面八方反射回来，当声音反射回到防啸叫设备的位置时，反射回来的声音被吸音层101所吸收，由于吸音层101本身有最少两层，因此声音经过最少两层吸音层101的多次吸收，当回音到达设置在防啸叫装置内的集音装置后，已经大部分都被吸音层101所吸收，微弱的声音不会被麦克风重新拾取到，即使拾取到，经过叠加，由于回音本身已经很小，也不会强到产生啸叫，因而不会出现啸叫的问题。这种麦克风，利用了吸音材料本身具有吸音的作用，将吸音材料做成罩形的吸音层，将其嵌入到麦克风的外壳内部，或者套在麦克风的外部，使得麦克风上的集音装置位于防啸叫装置内部，没有任何的复杂的电路结构，结构简单，同时，由于吸音层的价格低廉，因而麦克风的成本较之现有技术中的防啸叫的麦克风更低。

另外，在集音装置上设置有震动膜，该震动膜在有外界声音的时候发生震动，从而将声音信号转化为电信号，因此将震动膜朝向第一集音口设置，能够让想要输入的声音直接传递给震动膜，提高了整个麦克风的灵敏性。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

Claims (7)

1.一种防啸叫装置，其特征在于，包括：形成罩形的至少两层吸音层；

至少两层所述吸音层相叠；

在每层所述吸音层上还设置有第一集音口；

至少两层所述吸音层上的第一集音口重叠；

所述吸音层上形成有吸音凸起，且所述吸音凸起有多个，在吸音层上规律排布，所述吸音凸起在所述吸音层的表面形成；

所述吸音凸起内还设置有密闭的空腔；

所述吸音层为圆罩形，用于罩在麦克风的集音装置上；

每两层所述吸音层之间还设置有反射层；

所述反射层上设置有第二集音口；

所述第二集音口与所述第一集音口重叠。

2.根据权利要求1所述的防啸叫装置，其特征在于，所述吸音凸起为尖劈形、圆锥形或者半球形。

3.根据权利要求1或2所述的防啸叫装置，其特征在于，所述吸音层有两层；两层所述吸音凸起之间设置有反射层；

所述吸音凸起与所述反射层相贴，且所述吸音凸起与所述反射层之间设置有的空气囊。

4.根据权利要求1-2任意一项所述的防啸叫装置，其特征在于，不同所述吸音层所吸收的声音的频率均不相同。

5.根据权利要求1-2任意一项所述的防啸叫装置，其特征在于，不同所述吸音层的厚度均不相同。

6.根据权利要求3所述的防啸叫装置，其特征在于，所述吸音层为圆罩形，所述圆罩形设有罩口。

7.一种麦克风，其特征在于，包括如上述权利要求1-6任意一项所述的防啸叫装置，还包括集音装置；

所述集音装置设置在罩形的吸音层内。