CN108989949B - 一种多通道互锁微音拾音装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种多通道互锁微音拾音装置，包括：第一比较器、第二比较器、第三比较器、第一音频输入通道、第二音频输入通道、第三音频输入通道、单片机、通道切换电路和音频输出端口，通过三个比较器，对采集的三个声音信号的音量进行两两比较，然后向单片机输入两通道中音量较大的声音信号，通过单片机找出信号中音量最大信号，单片机控制通道切换电路只输出声音最大的信号，抑制噪声和回声的输出，可有效提升宽敞场合的拾音的清晰度。

Description

一种多通道互锁微音拾音装置

技术领域

本发明涉及音频监测领域，特别是涉及一种多通道互锁微音拾音装置。

背景技术

在安防工程领域，往往需要在宽敞的空间里安装拾音器，比如监仓、展馆等，但目前在这些场合安装普通的拾音器存在声音浑浊不清或者声音过小的问题，效果不太理想。

上述问题出现的根本原因在于拾音器距离声源距离过远，超出拾音器的拾音范围，加上使用环境空间宽敞，存在较大噪声和回声等因素，导致最后拾取所需的声音效果非常差，为此，迫切需要研发一款全新的拾音器去应对这些使用场合。

发明内容

本发明的目的是提供一种多通道互锁微音拾音装置，能有效提升宽敞场合的拾音的清晰度。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种多通道互锁微音拾音装置，包括：第一比较器、第二比较器、第三比较器、第一音频输入通道、第二音频输入通道、第三音频输入通道、单片机、通道切换电路和音频输出端口；

所述第一比较器的输入端分别与所述第一音频输入通道和所述第二音频输入通道连接，所述第一比较器的输出端与所述单片机的输入端连接，所述第二比较器的输入端分别与所述第一音频输入通道和所述第三音频输入通道连接，所述第二比较器的输出端与所述单片机的输入端连接，所述第三比较器的输入端分别与所述第二音频输入通道和所述第三音频输入通道连接，所述第三比较器的输出端与所述单片机的输入端连接；

所述单片机的输出端与所述通道切换电路的输入端连接，所述通道切换电路的输出端与所述音频输出端口连接；

所述第一音频输入通道、所述第二音频输入通道和所述第三音频输入通道的声音信号经过比较器比较和所述单片机处理后，能够识别声音最大的信号对应的音频输入通道，所述单片机控制所述通道切换电路只允许这一通道对应的开关打开，进行信号输出，而抑制其他通道，实现滤除噪声和回声，提高拾音器输出信号的清晰度。

可选的，所述多通道互锁微音拾音装置还包括：第一音频检波电路、第二音频检波电路和第三音频检波电路；所述第一音频检波电路的输入端与第一音频输入通道连接，所述第一音频检波电路的输出端分别与所述第一比较器的输入端和所述第二比较器的输入端连接，所述第二音频检波电路的输入端与第二音频输入通道连接，所述第二音频检波电路的输出端分别与所述第一比较器的输入端和所述第三比较器的输入端连接，所述第三音频检波电路的输入端与第三音频输入通道连接，所述第三音频检波电路的输出端分别与所述第二比较器的输入端和所述第三比较器的输入端连接。

可选的，所述第一音频检波电路包括第一电阻、第二电阻、第一二极管和第一电容，所述第一电阻的一端连接所述第一音频输入通道，另一端连接所述第一二极管的正极，所述第一二极管的负极分别与所述第一比较器的输入端和所述第二比较器的输入端连接，所述第一电容与所述第二电阻并联，所述第一电容的正极与所述第一二极管的负极连接，所述第一电容的负极接地。

可选的，所述第二音频检波电路包括第三电阻、第四电阻、第二二极管和第二电容，所述第三电阻的一端连接所述第二音频输入通道，另一端连接所述第二二极管的正极，所述第二二极管的负极分别与所述第一比较器的输入端和所述第三比较器的输入端连接，所述第二电容与所述第四电阻并联，所述第二电容的正极与所述第二二极管的负极连接，所述第二电容的负极接地。

可选的，所述第三音频检波电路包括第五电阻、第六电阻、第三二极管和第三电容，所述第五电阻的一端连接所述第三音频输入通道，另一端连接所述第三二极管的正极，所述第三二极管的负极分别与所述第二比较器的输入端和所述第三比较器的输入端连接，所述第三电容与所述第六电阻并联，所述第三电容的正极与所述第三二极管的负极连接，所述第三电容的负极接地。

可选的，所述通道切换电路包括通道模拟开关和第一偏置电路、第二偏置电路、第三偏置电路；所述第一偏置电路的输入端与所述第一音频输入通道连接，所述第一偏置电路的输出端与所述通道模拟开关连接；所述第二偏置电路的输入端与所述第二音频输入通道连接，所述第二偏置电路的输出端与所述通道模拟开关连接；所述第三偏置电路的输入端与所述第三音频输入通道连接，所述第三偏置电路的输出端与所述通道模拟开关连接。

可选的，所述第一偏置电路包括第四电容，所述第四电容的正极与所述通道模拟开关连接，所述第四电容的负极与所述第一音频输入通道连接。

可选的，所述第二偏置电路包括第五电容，所述第五电容的正极与所述通道模拟开关连接，所述第五电容的负极与所述第二音频输入通道连接。

可选的，所述第三偏置电路包括第六电容，所述第六电容的正极与所述通道模拟开关连接，所述第六电容的负极与所述第三音频输入通道连接。

根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：本发明设置三个比较器，对采集的三个声音信号的音量进行两两比较，然后向单片机输入两通道中音量较大的声音信号，通过单片机找出信号中音量最大信号，单片机控制模拟开关只输出声音最大的信号，抑制噪声和回声的输出，可有效提升宽敞场合的拾音的清晰度。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明多通道互锁微音拾音装置的实施例1的结构连接图；

图2为本发明多通道互锁微音拾音装置的实施例2的电路原理图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，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。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动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。

本发明的目的是滤除拾音器采集的声音中的噪声和回声，只输出声音最大的信号，可有效提升宽敞场合的拾音的清晰度。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

实施例1

图1为本发明多通道互锁微音拾音装置的实施例1的结构连接图。如图1所示，所述多通道互锁微音拾音装置包括：第一音频输入通道1、第二音频输入通道2、第三音频输入通道3、第一比较器4、第二比较器5、第三比较器6、单片机7、通道切换电路8和音频输出端口9。

第一比较器4的输入端分别与第一音频输入通道1和第二音频输入通道2连接，第一比较器4的输出端与单片机7的输入端连接，第二比较器5的输入端分别与第一音频输入通道1和第三音频输入通道3连接，第二比较器5的输出端与单片机7的输入端连接，第三比较器6的输入端分别与第二音频输入通道2和第三音频输入通道3连接，第三比较器6的输出端与单片机7的输入端连接。

单片机7的输出端与通道切换电路的输入端连接，通道切换电路的输出端与音频输出端口连接。

第一音频输入通道1、第二音频输入通道2和第三音频输入通道3的声音信号经过比较器比较和单片机7处理后，能够识别声音最大的信号对应的音频输入通道，单片机控制通道切换电路8只允许这一通道对应的开关打开，进行信号输出，而抑制其他通道，实现滤除噪声和回声，提高拾音器输出信号的清晰度。

实施例2

图2为本发明多通道互锁微音拾音装置的实施例2的电路原理图。如图2所示，多通道互锁微音拾音装置包括：第一音频输入通道、第二音频输入通道、第三音频输入通道、第一音频检波电路、第二音频检波电路、第三音频检波电路、比较器U3、比较器U4、比较器U5、单片机U2、通道模拟开关、第一偏置电路、第二偏置电路、第三偏置电路和音频输出端口。

比较器U3的输入端分别与第一音频输入通道和第二音频输入通道连接，比较器U3的输出端与单片机U2的输入端连接，比较器U4的输入端分别与第一音频输入通道和第三音频输入通道连接，比较器U4的输出端与单片机U2的输入端连接，比较器U5的输入端分别与第二音频输入通道和第三音频输入通道连接，比较器U5的输出端与单片机U2的输入端连接；单片机U2将接收到的三个声音信号进行处理，判断出音量最大的声音信号，并对通道模拟开关进行控制，切换拾音器输出音量最大的通道作为装置的输出。

比较器U3、比较器U4和比较器U5都选用LM393比较器，对输入的声音信号进行比较；单片机U2选用AT89C2051单片机，对比较后输入的信号进行处理，并控制通道模拟开关；通道模拟开关选用74HC4067模拟开关，能够实现16选1模拟开关控制。

第一音频输入通道与比较器U3之间有第一音频检波电路，第一音频输入通道与比较器U4之间有第二音频检波电路，第三音频输入通道与比较器U5之间有第三音频检波电路。

第一音频检波电路包括电阻R3、电阻R4、二极管D3和电容C6，电阻R3的一端连接第一音频输入通道，另一端连接二极管D3的正极，二极管D3的负极分别与比较器U3的输入端和比较器U4的输入端连接，电容C6与电阻R4并联，电容C6的正极与二极管D3的负极连接，电容C6的负极接地。

第二音频检波电路包括电阻R8、电阻R10、二极管D4和电容C9，电阻R8的一端连接第二音频输入通道，另一端连接二极管D4的正极，二极管D4的负极分别与比较器U3的输入端和比较器U5的输入端连接，电容C9与电阻R10并联，电容C9的正极与二极管D4的负极连接，电容C9的负极接地。

第三音频检波电路包括电阻R9、电阻R15、二极管D5和电容C11，电阻R9的一端连接第三音频输入通道，另一端连接二极管D5的正极，二极管D5的负极分别与比较器U4的输入端和比较器U5的输入端连接，电容C11与电阻R15并联，电容C11的正极与二极管D5的负极连接，电容C11的负极接地。

第一音频检波电路、第二音频检波电路、第三音频检波电路分别利用二极管D3、二极管D4、二极管D5对交流声音信号进行整流，然后再分别通过电容C6、电容C9、电容C11滤波，这样得到的信号就是直流信号，最终才可以为比较电路使用。

第一偏置电路的输入端与第一音频输入通道连接，第一偏置电路的输出端与通道模拟开关连接；第二偏置电路的输入端与第二音频输入通道连接，第二偏置电路的输出端与通道模拟开关连接；第三偏置电路的输入端与第三音频输入通道连接，第三偏置电路的输出端与通道模拟开关连接。

第一偏置电路包括电容C7，电容C7正极与通道模拟开关连接，电容C7负极与第一音频输入通道连接。

第二偏置电路包括电容C10，电容C10正极与通道模拟开关连接，电容C10负极与第二音频输入通道连接。

第三偏置电路包括电容C12，电容C12正极与通道模拟开关连接，电容C12负极与第三音频输入通道连接。

由于拾音器输入的信号为交流信号，而通道模拟开关只能接收直流信号输入，所以要加偏置电路，提升通道模拟开关的接口电位，保证在输入交流信号时，其接口电压仍然维持在0V之上。

该发明运用全新的思维方式，利用简单的元件就实现了所需的功能，达到预期的设计目标，有效解决大空间场合使用的拾音器的不清晰通病。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (9)

1.一种多通道互锁微音拾音装置，其特征在于，包括：第一比较器、第二比较器、第三比较器、第一音频输入通道、第二音频输入通道、第三音频输入通道、单片机、通道切换电路和音频输出端口；

所述第一比较器的输入端分别与所述第一音频输入通道和所述第二音频输入通道连接，所述第一比较器的输出端与所述单片机的输入端连接，所述第二比较器的输入端分别与所述第一音频输入通道和所述第三音频输入通道连接，所述第二比较器的输出端与所述单片机的输入端连接，所述第三比较器的输入端分别与所述第二音频输入通道和所述第三音频输入通道连接，所述第三比较器的输出端与所述单片机的输入端连接；

所述单片机的输出端与所述通道切换电路的输入端连接，所述通道切换电路的输出端与所述音频输出端口连接；

所述第一音频输入通道、所述第二音频输入通道和所述第三音频输入通道的声音信号经过比较器比较和所述单片机处理后，能够识别声音最大的信号对应的音频输入通道，所述单片机控制所述通道切换电路只允许这一通道对应的开关打开，进行信号输出，而抑制其他通道，实现滤除噪声和回声，提高拾音器输出信号的清晰度。

2.根据权利要求1所述的多通道互锁微音拾音装置，其特征在于，所述多通道互锁微音拾音装置还包括：第一音频检波电路、第二音频检波电路和第三音频检波电路；所述第一音频检波电路的输入端与所述第一音频输入通道连接，所述第一音频检波电路的输出端分别与所述第一比较器的输入端和所述第二比较器的输入端连接，所述第二音频检波电路的输入端与所述第二音频输入通道连接，所述第二音频检波电路的输出端分别与所述第一比较器的输入端和所述第三比较器的输入端连接，所述第三音频检波电路的输入端与所述第三音频输入通道连接，所述第三音频检波电路的输出端分别与所述第二比较器的输入端和所述第三比较器的输入端连接。

3.根据权利要求2所述的多通道互锁微音拾音装置，其特征在于，所述第一音频检波电路包括第一电阻、第二电阻、第一二极管和第一电容，所述第一电阻的一端连接所述第一音频输入通道，另一端连接所述第一二极管的正极，所述第一二极管的负极分别与所述第一比较器的输入端和所述第二比较器的输入端连接，所述第一电容与所述第二电阻并联，所述第一电容的正极与所述第一二极管的负极连接，所述第一电容的负极接地。

4.根据权利要求2所述的多通道互锁微音拾音装置，其特征在于，所述第二音频检波电路包括第三电阻、第四电阻、第二二极管和第二电容，所述第三电阻的一端连接所述第二音频输入通道，另一端连接所述第二二极管的正极，所述第二二极管的负极分别与所述第一比较器的输入端和所述第三比较器的输入端连接，所述第二电容与所述第四电阻并联，所述第二电容的正极与所述第二二极管的负极连接，所述第二电容的负极接地。

5.根据权利要求2所述的多通道互锁微音拾音装置，其特征在于，所述第三音频检波电路包括第五电阻、第六电阻、第三二极管和第三电容，所述第五电阻的一端连接所述第三音频输入通道，另一端连接所述第三二极管的正极，所述第三二极管的负极分别与所述第二比较器的输入端和所述第三比较器的输入端连接，所述第三电容与所述第六电阻并联，所述第三电容的正极与所述第三二极管的负极连接，所述第三电容的负极接地。

6.根据权利要求1所述的多通道互锁微音拾音装置，其特征在于，所述通道切换电路包括通道模拟开关和第一偏置电路、第二偏置电路、第三偏置电路；所述第一偏置电路的输入端与所述第一音频输入通道连接，所述第一偏置电路的输出端与所述通道模拟开关连接；所述第二偏置电路的输入端与所述第二音频输入通道连接，所述第二偏置电路的输出端与所述通道模拟开关连接；所述第三偏置电路的输入端与所述第三音频输入通道连接，所述第三偏置电路的输出端与所述通道模拟开关连接。

7.根据权利要求6所述的多通道互锁微音拾音装置，其特征在于，所述第一偏置电路包括第四电容，所述第四电容的正极与所述通道模拟开关连接，所述第四电容的负极与所述第一音频输入通道连接。

8.根据权利要求6所述的多通道互锁微音拾音装置，其特征在于，所述第二偏置电路包括第五电容，所述第五电容的正极与所述通道模拟开关连接，所述第五电容的负极与所述第二音频输入通道连接。

9.根据权利要求6所述的多通道互锁微音拾音装置，其特征在于，所述第三偏置电路包括第六电容，所述第六电容的正极与所述通道模拟开关连接，所述第六电容的负极与所述第三音频输入通道连接。