CN1297322A

CN1297322A - 组合型高抗噪音驻极体拾音器

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Publication number: CN1297322A
Application number: CN 99123736
Authority: CN
Inventors: 程滋颐
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1999-11-18
Filing date: 1999-11-18
Publication date: 2001-05-30
Also published as: AU1016401A; CN1390432A; CA2391391A1; WO2001037610A1; CN1183803C; EP1231818A1; JP2003529245A

Abstract

一种组合型高抗噪音驻极体拾音器,将多个抗噪音驻极体拾音器组合在一起,彼此的位置及相对关系通过安装在支座上的共模信号抑制电路进行调整、确定。组合型高抗噪音驻极体拾音器抗噪音的功能比单个拾音器状态下增强一倍以上,在极恶劣环境的高噪音状态下,仍有较高的信噪比性能,使音色保持清晰。

Description

组合型高抗噪音驻极体拾音器

本发明涉及一种拾音器，特别涉及一种高抗噪音的组合型驻极体拾音器。

无论在用于通讯系统的拾音器，还是用于日常生活中，进行语音输入时，都希望在不减低拾音器灵敏度的情况下，具有尽可能高的抗噪音能力，尤其是在较高频段范围内，并且在噪音较高的环境状态下使用时，具有高抗噪音的能力就更加需要，设计一种更为完善的，具有高抗噪音性能的驻极体拾音器，就成为本发明的主要任务。

本发明所涉及到的技术内容，是在本发明人已完成的两项专利研究的基础上的又一次的创新与明显的改进，本发明人的PCT专利申请CT/CN99/00097，专利号98207092.6以及后来的99217256.X专利申请，都已经详尽的公开了一种驻极体抗噪音拾音器的全部结构及内部装配关系，该拾音器具有相互结合的前筒体和后筒体两个部分，作为一种单个的抗噪音拾音器，它已经具备了很优良的性能，在使用中，它不仅具有信噪比较高的特点，而且，在较高的频率范围内，也不丧失很好的抗噪音功能，同时，使送话器无须外壳，便可直接安装于外部装置上，使结构既轻便又宜于装配。

但是，这种单个的抗噪音驻极体拾音器，对于某些特定的环境；如噪音很高的恶劣环境下，抗噪音将表现得能力欠缺，尤其当运用于计算机的语音识别信号输入时，这种单个抗噪音拾音器的性能，仍然不能满足要求，因此就需要借助新的装配结构，在新的电路应用上加以考虑与改进，使这种改进的结构能在恶劣的高噪音的环境下，或者在较高频段语音信号输入下，仍能保持优良的性能。这就希望一种组合型的抗噪音能力得以加强的驻极体拾音器问世。

目前的非抗噪音驻极体拾音器因为是将阻抗变换电路等非声音信号接收器件直接放在拾音器内，因此使得它的厚度比较大，而在本发明的组合型高抗噪音驻极体拾音器中，当使用的两个单体抗噪音驻极体拾音器或两个单体非抗噪音驻极体拾音器重叠放置的时候，因为抗噪音的效果及频率范围和两个单体拾音器主音源声音接收端的距离有直接关系，距离越近抗噪音的效果越强及频率范围越高，本发明人的前述专利申请和专利，已经解决了抗噪音驻极体拾音器的声音接收端前筒体厚度问题，可以根据设计需要及根据当时的制造工艺水平，尽可能的将声音接收端前筒体厚度减小到0.2-10毫米之间甚至更小更薄。而目前的非抗噪音驻极体拾音器因为厚度比较厚再加上两个单体拾音器之间的声音进入间隙，使得两个单体拾音器主音源声音接收端的距离比较远，达不到所要求的性能指标。

本发明的目的，是为了克服已有的单个的抗噪音驻极体拾音器在恶劣的高噪音环境下呈现出的能力不足的缺陷，重新设计一种组合型高抗噪音能力的驻极体拾音器。

本发明是依靠下述技术方案来实现的，一种组合型高抗噪音驻极体拾音器，由多个单体驻极体拾音器构成，其中，所述单体驻极体拾音器由前筒体和后筒体构成，所述前筒体包括驻极体拾音器接收声音所必须的部分，所述后筒体包括电路等接收声音所必须的部分以外的部分，其特征在于，该组合型高抗噪音驻极体拾音器是以一定方式将多个单体抗噪音驻极体拾音器以一定的间隔组合。

其中，在所述多个单体驻极体拾音器之间用支架将其固定。

通过将所述各后筒体相连接而固定所述多个单体驻极体拾音器。

所述多个单体抗噪音驻极体拾音器可以是采用拾音部分与非拾音部分分离结构的拾音器，也可以是非分离结构的抗噪音驻极体拾音器、抗噪音动圈拾音器、抗噪音电磁式拾音器、抗噪音压电陶瓷拾音器或抗噪音半导体拾音器。

所述多个单体抗驻极体拾音器之间朝向可以相同，也可以不相同。

所述多个单体抗驻极体拾音器之间的中轴线可以在同一条直线上，也可以在不同的直线上。

多个单体抗噪音驻极体拾音器放入一外壳的多个插入孔内固定。在拾音器和插入孔之间放入防震垫圈。

可以将各单体抗噪音驻极体拾音器的前筒体部分合为一体，也可以将各单体抗噪音驻极体拾音器的后筒体部分合为一体。

所述各驻极体拾音器的后筒体设有用于抑制噪音的共模抑制电路模块。

所述的共模抑制电路模块由一减法器电路构成。其结构为，一个拾音器M₁的一个输出端接到隔直流电容C₂，通过R₂接到减法器形成的共模信号抑制电路U₁的负端，另一个拾音器M₂的一个输出端通过C₁.C₂接到减法器形成的共模信号抑制电路U₁的正端，电源VCC通过恒流源H₁和H₂分别向第1和第2拾音器M₁和M₂供电，通过所述共模信号抑制电路，将两个拾音器接收的声音信号进行共模信号抑制，取出差模信号。

所述的共模抑制电路模块由一加法器电路构成。其结构为，拾音器M₁的输出端接到隔直流电容C₂；拾音器M₂输出端接到隔直流电容C₁，再通过R₅、R₆、R₇和加法器形成的共模信号抑制电路U₂的正端连接，U₂的负端接电阻8，电源VCC通过恒流源H₁和H₂(也可以是电阻等等供电电路)分别向拾音器M₃、M₄供电，由输出端将抑制共模信号提取出差模信号。以及在所述模块的隔直流电容和加法器间设置一个移相电路。

所述用于抑制噪音的共模抑制电路模块可以设置在各驻极体拾音器后筒体的外面。

可以将通过连接头来连接的多个驻极体拾音器以3维阵列形式组合，以便从全方位接收声音信号。

所述拾音器可用于声音的定向接收。

在所述连接头上装有用于调节方向的驱动和转向装置。

所述各驻极体拾音器的后筒体设有用于抑制噪音的数字共模抑制电路模块。以及所述数字共模抑制电路模块的结构为，将多个拾音器M₁和M₂分别与电容C₂、C₁等连接，再分别与预处理电路ID₂和ID₁等，经过各种预处理后合并输出到模/数转换电路D₁，将模拟信号转换成数字信号，模/数转换电路D₁将转换后的数字信号输出到数字信号处理电路D₂，进行共模信号抑制运算，去除共模信号，提取差模信号。以及在所述减法器或加法器的前面再设置一前置放大器。

所述数字共模抑制电路模块可与计算机等外围设备连接，通过计算进行声音的定位接收。

所述数字共模抑制电路模块可以设置在所述拾音器的外面。

所述进行声音的定位接收包括以下步骤：使系统初始化；分别读入多个拾音器的A/D转换信号；计算每两个拾音器接收的声音信号之间的差模信号；利用数字滤波方法，分别滤出多个拾音器接收的声音信号中的每一个声波；将多个拾音器接收的声音信号中相同波形的每一个声波进行声功率大小的比较，计算出两者之间的大小比值，和接收时间的先后差值，根据实际测定的与计算得出的一定位置的音源发出的声音信号两者比值表，得到发出这一个声波的音源和拾音器的具体相对位置。存储各个指定位置的声源的声波数，并返回步骤(2)；及通过比较目前拾音器的指向和实际音源的位置，找出位置差距，计算拾音器需要改变的方位，通过D/A输出，驱动伺服电机，转动拾音器的指向，达到最佳的指向位置。

本装置的主要优点是，组合型高抗噪音驻极体拾音器抗噪音的功能比单个抗噪音驻极体拾音器状态下增强一倍以上，由于共模信号抑制电路的应用，它可以比较强的抑制噪声信号，使本装置即便工作在极恶劣环境的高噪音状态下，仍有较高的信噪比性能，使音色保持清晰，并且也可以通过计算机数字处理程序进行抗噪音处理，达到实现定向定位接收的目的。

下面结合附图，进一步说明各实施例。

图1是表示本发明的第1实施例的组合型高抗噪音驻极体拾音器的剖面图。

图1A~1B是分别沿图1中所示的A-A及B-B线的剖面图。

图2是表示本发明的第2实施例的组合型高抗噪音驻极体拾音器的剖面图。

图2A~2B是分别沿图2中所示的A-A及B-B线的剖面图。

图3是表示本发明的第3实施例的组合型高抗噪音驻极体拾音器的剖面图。

图3A~3B是分别沿图3中所示的A-A及B-B线的剖面图。

图4是表示本发明的第4实施例的组合型高抗噪音驻极体拾音器的剖面图。图4A~4B是分别沿图4中所示的A-A及B-B线的剖面图。

图5a和5b是表示使用本发明的组合型高抗噪音驻极体拾音器的高抗噪音和定位接收驻极体拾音器的侧视图和正视图。

图6a为一种由减法器电路构成的共模信号抑制电路原理图；

图6b为一种由加法器电路构成的共模信号抑制电路原理图；

图6c为一种由移相电路和加法器电路构成的共模信号抑制电路原理图；

图6d为一种由模/数转换电路构成的共模信号抑制电路和定位接收系统电路原理图；

图7a为包含一级前置放大器电路及减法器电路组成的共模信号抑制电路原理图；

图7b为包含一级前置放大器电路及加法器电路组成的共模信号抑制电路原理图；

图8a和说明本发明的组合型高抗噪音驻极体拾音器中使用的一种数字数据采集共模抑制和定位接收系统电路图。

图8b和说明本发明的组合型高抗噪音驻极体拾音器中使用的一种数字数据采集共模抑制和定位接收系统电路图。

图9是说明本发明的组合型高抗噪音驻极体拾音器中使用的一种数字共模抑制计算机流程图。

图10是说明本发明的组合型高抗噪音驻极体拾音器中使用的一种数字抗噪音计算机流程图。

在图1中，本发明的组合型高抗噪音驻极体拾音器包括多个单体驻极体拾音器。其中，每个单体驻极体拾音器有一圆筒形的外壳，由前筒体1和后筒体17结合而成，并且该前筒体1的前部有前盖2；同时根据需要，该外壳也可以采用其它各种形状。该外壳外径尺寸可以在1-55毫米之间，高度可以在0.2-20毫米之间，也可以大于或者小于这个尺寸，可以根据试验决定(在CT/CN99/00097和发明专利99217256.X号申请和发明专利ZL 98 207092.6号专利中因为外径尺寸在3-20毫米之间、高度尺寸在3-20毫米之间就可以满足性能要求，因此在这里将高度设定在0.2-20毫米之间，也可以大于或者小于这个尺寸，可以根据试验决定。另外，在其它应用中的抗噪音拾音器可以也采用本发明的驻极体拾音器的上述尺寸。)。

首先在外壳的前盖2设有一个或者多个前盖声通孔3，并环绕该前筒体1的内壁靠紧该前盖2下方设置有一阻尼膜垫圈6，同时有阻尼膜压片7将该阻尼膜垫圈6与该前盖2压紧在一起并形成一空腔；在该空腔中设置有阻尼膜5；此外，振膜9通过环绕前筒体1的内壁而设置的绷膜环8与在阻尼膜压片7的背面隔开，进而在该阻尼膜压片7、绷膜环8和振膜9之间形成一空腔，于是声波便通过前盖声通孔3、阻尼膜5、阻尼膜垫圈6、阻尼膜压片7及空腔从振膜9前面作用在振膜9上。振膜9和背极10之间有背极座间隔垫圈11。

本发明的单体驻极体拾音器除了在以往的驻极体拾音器中增加了前阻尼膜5、后筒体13、后筒体固定装置14，而其工作原理、结构和使用的材料以及电路，都和现有的驻极体拾音器相同，故说明从略。

阻尼膜5可以采用毛毡或无纺布等材料制成，也可以使用其它一切有阻尼因为呼吸气流产生呼吸噪音的作用的材料制成，如单层或者多层的细孔径的金属或者非金属制成的丝网。无纺布等等，这是为了减小在拾音器使用过程中因为呼吸时从口中呼出的气体吹到振膜上产生噪音而增加的阻尼膜，用料和使用原理和通常在驻极体拾音器的外壳上声通孔前面加装的阻尼膜相同。当直接使用本驻极体拾音器，而且不在其外面加装拾音器外壳时，为了不损坏振膜及影响拾音性能而将其放入外壳内。阻尼膜5、阻尼膜垫圈6、和阻尼膜压片7可以根据设计需要决定是否使用，如：将拾音器放置于拾音器外壳中就可以不将阻尼膜放置于拾音器内，如不在外面加装外壳而本发明的拾音器单独使用可以根据需要决定是否将其放入拾音器内。背极座10采用绝缘材料之类来制成。

因为前筒体部分只有驻极体抗噪音拾音器接收声音所必须的部分，而将与声音接收所必须的部分以外的其它部分如：复合场效应管16(也可以使用集成电路等等各种所需要的电路)、印刷线路板17、接线电极18等放在后筒体之内或者后筒体之外，使前筒体部分可以根据需要制作得很薄，同时后筒体还可以作为直接和拾音器支架连接的部分，可以省去拾音器外壳。为了将拾音器更好的固定在外部装置上防止脱落，在后筒体13的外面制作固定装置14，可以根据设计要求在后筒体17的任意部位上制作从筒体壁上向外突出或者凹陷的各种形状的和外部装置连接的固定装置14，如图1A中所示的该固定装置18为倒三角形状，它可以直接和外壳连接，也可以单独制成固定在外壳上。在背极座12中的背极10通过孔19中穿过连接背极10和复合场效应管16的一个管脚的背极15，复合场效应管16安装在印刷线路板17上，通过印刷线路板17上的输出脚18和外周电路连接，或者将背极15通过后盖或后筒体13的壁引出，也可以根据设计要求将电路部分安装于拾音器外面其它地方而不安装在前筒体或者后筒体内。后筒体13可以是圆筒形也可以是其它形状，它的直径(或截面，下同此)和厚度可以大于、等于、小于前筒体1的直径和厚度，亦即可以不同于拾音器前筒体1的直径和厚度，它的安装位置可以根据设计要求在前筒体上在不影响声音接受效果的任意位置上。

本拾音器的其它部分可以参考采用各种类型的驻极体拾音器的结构和所使用的材料。前筒体1、前盖2、和后筒体17可以分开制作后如图所示进行两两连接组合，也可以制作成复合体后互相组合。同样内部构件也可以分开制作进行组合，或者制作成复合体后进行组合。

本发明的组合型高抗噪音驻极体拾音器可以使用两个单体驻极体拾音器，也可以使用多个单体驻极体拾音器。

将上驻极体拾音器20的后筒体13和下驻极体拾音器21的后筒体13分别插入后筒体支架22的后筒体插入孔23内，在驻极体拾音器的后筒体13和后筒体插入孔23的内壁之间根据需要可以使用防震垫圈24。

这里各单体驻极体拾音器的前筒体(如上驻极体拾音器20的前筒体和下驻极体拾音器21的前筒体)的中轴线(中心线的延长线形成的中轴线)可以同在一个中轴线上，也可以在不同的中轴线上，当在不同的中轴线上时，各个中轴线相互之间可以是平行的也可以有一定的角度。

本发明的各单体驻极体拾音器到主声源之间的距离必须不同，每两个驻极体抗噪音拾音器前筒体(如上驻极体拾音器20的前筒体1下下驻极体拾音器21的前筒体1)的前声音接收端(前盖2)的前盖声通孔3之间的前后距离根据设计要求决定，例如：可以在0.1-200毫米之间，也可以大于或者小于这个尺寸，可以根据试验决定，一般在2-20毫米之间。

根据设计要求可以将各个驻极体拾音器前筒体放入前筒体支架25内，起保护支撑的作用。

根据设计要求可以由前筒体支撑架26将多个驻极体抗噪音拾音器前筒体(如上驻极体抗噪音拾音器20的前筒体和下驻极体抗噪音拾音器21的前筒体)和前筒体支架25之间相互连接固定，起加强固定作用，可以有一个或者多个前筒体支撑架26，可以采用十字型．圆圈形．弯钩形或者一字型等等各种形状。本发明中所有的后筒体支架、前筒体支架、前筒体支撑架、前筒体和后筒体13、后筒体13a等都可以根据设计要求和实际需要，采用规则或者不规则的变形的方形、矩形、圆形、长方形、三角形、菱形、多边形、扇形、椭圆形等等各种基本形状，也可以是各种基本形状组合形成的复杂形状，可以是单一形状的简单单体，也可以是各种形状的单体组合形成的复合体等等各种形状的连接装置，但是这个后筒体支架、前筒体支架、前筒体支撑架、后筒体和后筒体支架的形状和安装位置不能影响每个驻极体拾音器。驻极体抗噪音拾音器和整体的组合型高抗噪音驻极体拾音器的抗噪音效果。这个前筒体支架、前筒体支撑架．后筒体和后筒体支架可以是连成一体的，也可以是相互独立的，根据设计要求可以同时使用全部，使用三个，也可以选取其中一个或者其中两个。

根据设计要求前筒体支架25.前筒体支撑架26和驻极体拾音器前筒体的之间可以有防震垫圈27或者防震垫进行防震隔离

本发明中的各个单体拾音器也可以采用各种现有的各种类型的抗噪音拾音器或者非抗噪音拾音器，如：驻极体拾音器、动圈拾音器、电磁式拾音器、压电陶瓷拾音器、半导体拾音器等等。

由图1与图2比较可见，其不同处在于：在后筒体13a中前后放置了多个单体拾音器前筒体(图中是两个单体拾音器前筒体20和前筒体21)，本发明的驻极体拾音器的后筒体13a为一个完整的支持筒体，它可以作为两只或者多只单体拾音器前筒体的一个共同的后筒体，因此是将后筒体13a和上驻极体拾音器20的后筒体和下驻极体拾音器21的前筒体制作成一个器件。后筒体13a可以由不锈钢材料、铜材料、铝材料等金属或者塑料等非金属材料或者复合材料制成。后筒体13a的形状可以和图1的后筒体13形状大致相同也可以不同。在可以将共模抑制电路28放置在后筒体13a中，也可以放置在其它地方。

可以采用前筒体支撑架26将每个驻极体拾音器前筒体、前筒体支架、后筒体13a和后筒体支架22可以相互连接起来，起到加强固定作用，可以有一个或者多个前筒体支撑架26，这多个前筒体支撑架26可以是相互独立的也可以连在一起的，前筒体支撑架26可以采用三角形型或者一字型，可以是规则或者不规则的变形的方形、矩形、圆形、长方形、三角形、菱形、多边形、扇形、椭圆形等等各种基本形状，也可以是各种基本形状组合形成的复杂形状，可以是单一形状的简单单体，也可以是各种形状的单体组合形成的复合体等等各种形状的连接装置，但是这个前筒体支撑架26的形状和安装位置不能影响每个驻极体拾音器和整体的组合型高抗噪音的抗噪音效果。这个前筒体支撑架可以是和后筒体、后筒体支架连成一体的，也可以是相互独立的。

图3是表示本发明的第3实施例的驻极体抗噪音拾音器的剖面图。

图3A~3B是分别沿图3中所示的A-A及B-B线的剖面图。

由图3与图1.图2比较可见，其不同处在于：采用了本发明人的PCT专利申请CT/CN99/00097，专利号98207092.6以及后来的99217256.X专利申请，都已经详尽公开的一种驻极体抗噪音拾音器。以及图1中采用的一种后筒体支架22，和前筒体支架25以及前筒体支撑架26。这里前筒体支撑架26和图1的不同的是：中间部分的前筒体支撑架26是一个是字形的扁片，同时支撑上下两个前筒体以及前筒体支架。

这里也可以采用本发明人的这些专利申请中的其它各种驻极体抗噪音拾音器，以及现有的各种类型的抗噪音拾音器或者非抗噪音拾音器，如：驻极体拾音器、动圈拾音器、电磁式拾音器、压电陶瓷拾音器、半导体拾音器等等各种类各种类型的抗噪音拾音器或者非抗噪音拾音器。

前筒体支撑架26可以采用十字型。口字型或者一字型等等，同样可以采用图1.图2中所用的各种形状。

由图4与图1~图3比较可见，其不同处在于：采用了本发明人的PCT专利申请CT/CN99/00097，专利号98207092.6以及后来的99217256.X专利申请，都已经详尽公开的一种驻极体抗噪音拾音器，以及图2中采用的后筒体13a，和前筒体支撑架26。

这里也可以采用本发明人的已有的专利申请中的其它各种驻极体抗噪音拾音器，以及目前现有的各种类型的抗噪音拾音器或者非抗噪音拾音器，如：驻极体拾音器、动圈拾音器、电磁式拾音器、压电陶瓷拾音器、半导体拾音器等等各种类各种类型的抗噪音拾音器或者非抗噪音拾音器。

前筒体支撑架26可以采用三个连在一起的口字型组合起来的一个扁的框架将各个单体的抗噪音拾音器固定在其中，起到支撑固定的作用，也可以采用十字型。口字型或者一字型等形状，同样可以采用图1.图2中所用的各种形状。

图5a和5b是表示使用本发明的组合型高抗噪音驻极体拾音器的高抗噪音和定位接收驻极体拾音器的侧视图和正视图；

定位接收装置的使用多个拾音器，如图中的四个拾音器37、38、39、40从连接接头即中点29，分别通过向外面伸出的连接臂30、31、32、33进行连接。从中点29向前或者向后伸出连接臂31连接拾音器37，它和向外伸出的三个拾音器连接臂30、32、33可以是等长的。若不等长，则各驻极体抗噪音拾音器就是处于不等边三角形的三个顶点上。这三个拾音器相互之间的距离可以根据所需要接收的音源和拾音器之间的距离进行调整，但各拾音器之间的距离和位置应该相对固定，如果要变化，应该同时相应改变以后进行拾音器接收的声音信号的数字处理程序的计算方法。在本定位接收装置中可使用本发明人的已有的专利申请中的其它各种驻极体抗噪音拾音器和本发明的上述各种类型的拾音器或者各种现有的各种类型的抗噪音拾音器或者非抗噪音拾音器，如：驻极体拾音器、动圈拾音器、电磁式拾音器、压电陶瓷拾音器、半导体拾音器等各种类型的抗噪音拾音器或者非抗噪音拾音器。当使用三个或者三个以上时，即多个本发明的上述拾音器，按空间阵列配置，在三维空间上的定位精度都可以通过中央处理器的计算来决定。也可以采用各种类型的连接各个拾音器的支架或者框架。

使用两个拾音器进行定位接收运算时，因为两点只能确定一条直线的关系，所以只能计算出音源的距离，只能达到定距接收的目的。当使用三个或者多个在一个平面排列的拾音器的时候，因为在一个平面上排列的三点可以定出一个平面上的位置，因此可以定出音源的距离方向，但是不能确定音源在这个平面的前方还是在后方，当时用四个或者四个以上的拾音器排列成如图10所示的立体矩阵的时候，这个矩阵可以确定音源的正确方位。因此可以根据设计需要决定使用的拾音器数目。

因为驻极体抗噪音拾音器有8字形或者心形的方向指向性，因此此定位接收拾音器有一定的拾音盲区，即使使用接收时无方向性的驻极体拾音器，因为驻极体拾音器的互相之间摆放位置关系，也会有一定位置的接收低灵敏度区，因此需要当接收时可以自动找寻所要接收的音源位置的装置，使本发明的定位接收拾音器自动对准接收效果最好的方向，可以在连接头29中放置驱动和转向装置34，如步进电机和转向齿轮等等，使拾音器可以上下左右全方向转动，或者某一个方向转动，也可以将转动装置放在其它地方，如底座36和底座支杆36上等等。当然也可以使用人工转动装置。可以利用计算机先找到要接受的音源的位置，然后通过D/A转换器驱动驱动和转向装置旋转找寻，并将拾音器按接收效果最好的方向对准所要接受的音源，当然也可以使用更多指向不同方向的拾音器制成无拾音盲区的定位接受拾音器。

图6a是由减法器电路构成的一种共模抑制电路，图中表明，一路由一个拾音器M₁的一个输出端接到隔直流电容C₂，通过R₂接到减法器形成的共模信号抑制电路U₁的负端，另一路由另一个拾音器M₂的一个输出端通过C₁.C₂接到减法器形成的共模信号抑制电路U₁的正端，电源VCC通过恒流源H₁和H₂或者电源供给电路。电阻等分别向第1和第2拾音器M₁和M₂供电，并通过共模信号抑制电路，将两个拾音器接收的声音信号进行共模信号抑制，取出差模信号。

本实施例中差分放大器电路是LM324一路运算放大器，也可以采用其它各种型号和类型的运算放大器，而所述减法器电路，也可以采用其他类型的差动放大器，例如，同相串联差动放大器、同相并联差动放大器等，也可以采用其它的由晶体管或者由运算放大器或者由数字电路组成的减法器电路。本减法器电路也可以用于其它需要减法器电路进行共模信号抑制的拾音器电路中。

图6b是由加法器电路构成的另一种共模抑制电路，图中表明，一路由拾音器M₁的输出端接到隔直流电容C₂，另一路，由拾音器M₂输出端接到隔直流电容C₁，再通过R₅、R₆、R₇和加法器形成的共模信号抑制电路U₂的正端连接，U₂的负端接电阻8，电源VCC通过恒流源H₁和H₂(也可以是电阻等等供电电路)分别向拾音器M₃、M₄供电由输出端将抑制共模信号提取出差模信号进行下一步处理。

本实施例中加法器电路是LM324的一路运算放大器，也可以采用其它各种型号和类型的运算放大器，而加法器电路，也可以采用由晶体管或者由运算放大器或者由数字电路组成的正相加法器，或反相加法器。本加法器电路也可以用于其它需要加法器电路进行共模信号抑制的拾音器电路中。

图6c是由移相电路和加法器电路构成的一种共模抑制电路，图中表明，该电路由移相电路和加法器形成的共模抑制电路构成。图7_C与图7_B的电路相比较，只是在拾音器M₂输出端接到隔直流电容C₁与电阻R₅之间接入新添加的移相电路以及把U2的输入端予以颠倒。对于相同部分不再进行说明，而只就移相电路做出说明。该移相电路由放大器U5和电阻R13、R14及R15构成。电阻R13和负反馈电阻R14的一端接到U5的负(-)端，反馈电阻R14的另一端与U5的输出端及隔直流电容C1连接，电容C1的另一端输出信号。放大器U4的正(+)输入端经电阻R15接地。

本电路适用于当两个拾音器接收端接收的声音信号不是正好相差0度或者相差180度，因而不能使用减法器或者加法器电路进行共模抑制时。通过用此电路矫正相位差，使得它们可以进行共模抑制。

本实施例中移相电路可由晶体管。运算放大器，或者数字电路组成。上述的电路移相180度，但也可以根据需要使用在360度的范围内进行移相的移相电路。本实施例中移相电路采用的是LM324的两路运算放大器，也可以采用其它各种型号和类型的运算放大器，也可以采用由晶体管或者由运算放大器或者由数字电路组成的移相电路

图6d中描述另外一种共模信号抑制电路，即数字共模抑制电路和定位接收系统电路。它是由模/数转换电路、中央处理器进行共模抑制运算和数/模转换电路的构成，从多个拾音器M₁和M₂等连接到电容C₂、C₁等电容，连接方式都与图7a相同，然后根据需要分别把采集的声音信号输入到预处理电路ID₂和ID₁等电路，经过各种必须的预处理后输出到模/数转换电路D₁，将模拟信号转换成数字信号，模/数转换电路D₁将转换后的数字信号输出到数字信号处理电路D₂，进行共模信号抑制运算，去除共模信号，提取差模信号，也可以定位接收运算，再经过数/模转换电路D₃，并进行进一步数字处理，如进行数字滤波、语音识别等。数字信号处理电路还可以由其他类型的数字电路组成。

数字信号处理电路可以执行图9的数字共模抑制计算机流程图。也可以执行图10的数字抗噪音定位接收计算机流程图运算。

数字信号处理电路可以由各种类型的中央处理器CPU和外围电路组成，或由数字处理器(DSP)和外围电路组成。同样，数字信号处理电路，还可以由能完成这种运算的其它各种类型的数字电路组成。

图7a与图7b是分别在电路中加一级前置放大电路U₃U₄后，再连同减法器电路或加法器电路构成的共模信号抑制电路，它是从U₁(或U₂)提取出差模信号后，经过随直流电容C₅输出到其它后级应用电路进行下一步处理的。

本实施例中放大器电路本实施例中差分放大器电路是LM324的四路运算放大器，也可以采用其它各种型号和类型的运算放大器，也可以采用由晶体管或者运算放大器等等各种放大器电路组成。

图8a和图8b是进一步说明图6d中描述的一种共模信号抑制和定位接收系统电路，即数字共模抑制和定位接收系统电路。即本发明的拾音器中使用的一种数字数据采集共模抑制和定位接收系统的电路图。

图8a说明本发明的拾音器中使用的一种数字数据采集共模抑制和定位接收系统电路图。

在这个实施例中：声音数据采集处理输出装置和计算机组成本发明的数字信号处理系统的并行处理装置。声音数据采集处理输出装置接收本发明的拾音器中拾音器输出的信号，经过前置放大器进行信号放大，然后进行各种滤波等预处理，通过模/数转换电路转换成数字信号，输入中央处理器(CPU)或者数字处理器(DSP)。如果一个拾音器中有两个拾音器，通过进行数字信号共模抑制处理(也可以进行其它的处理，如定位接收的处理)，而后将差模数字信号作进一步处理，将其结果通过地址总线和数据总线与计算机进行交换、或者通过并行口或串行口输出给其它设备、或者通过数模转换器将声音数字信号转换为模拟信号、经过滤波后进行功率放大输出。计算机可以通过总线接口、并行口或串行口与声音数据采集处理输出装置进行通信，即发出指令或接收数据，声音数据采集处理输出装置因为有程序存储器和数据存储器、有中央处理器(CPU)或者数字处理器(DSP)可以运行数据采集处理程序，因此也可以独立构成一个独立的工作系统。根据需要也可一只运用本系统的某一部分形成一个独立的系统，如将计算机部分去掉，只是用前面的一部分或者其中的某些部分等等。

如果使用多个抗噪音拾音器接收声音信号时，在这个声音数据采集处理输出装置中，输入前置放大电路和滤波电路模/数转换电路就要有相应数量的电路。在这个声音数据采集处理输出装置中，可根据需要采用各种类型的中央处理器(CPU)或者数字处理器(DSP)以及可以完成这种运算的各种数字电路，可以采用8比特或者8比特以上的模/数转换器、数模转换器，前置放大电路、滤波电路、功率放大电路。可根据需要设置计算机接口电路、并行口、串行口等。

这里可以使用各种类型的数字处理器和中央处理器和能完成这种运算的其它各种类型的数字电路等等，以及各种类型的模/数转换电路和数模转换电路。

图8b和说明本发明的拾音器中使用的一种数字数据采集共模抑制系统电路图。拾音器M2和M1接收的声音信号输入前置放大器后，经过模/数转换电路AD1847、中央处理器(ADSP2111等等数字处理单元)进行共模抑制运算，经输入/输出接口输出到计算机或者其它数字信号处理设备中去，或者经过AD1847的数模转换电路讲数字量转变成模拟量输出。这里可以使用各种类型的数字处理器和中央处理器和能完成这种运算的其它各种类型的数字电路等等，以及各种类型的模/数转换电路和数模转换电路。

图9是说明本发明的拾音器中使用的一种数字共模抑制计算机流程图。

下面，说明本发明的拾音器可以进行数字共模抑制的原理。利用两个拾音器接收音源发出的声音信号，利用模/数转换电路将声音的模拟信号转变为数字信号，通过数字共模抑制提取出差模信号，也可以通过数字共模抑制提取出差模信号并进行数字滤波，然后送到数/模转换器输出，或是输出到计算机。

图10是说明本发明的拾音器中使用的一种数字抗噪音定位接收计算机流程：下面，说明本发明的拾音器可以确定声源到拾音器距离的原理。利用两个单体拾音器接收音源发出的声音信号，用数字共模抑制加数字滤波方法，分别滤出两个单体拾音器中一个拾音器接收的声音信号和差模信号中的每一个声波，然后找出各路声音信号中相同波形的每一个声波进行功率大小的比较，计算出两者之间的大小比值，对照根据实际测定的或者计算得出的一定距离的音源发出的声音信号两者比值表就可以知道发出这一个声波的音源和拾音器的实际距离。此时实际上可以几乎完全提取出在离拾音器一定距离的音源发出的声音。

利用两个以上有一定空间阵列配置的结构的单体拾音器进行定位接收的处理流程是：分别用每个拾音器接收音源发出的声音信号，用数字滤波方法，分别滤出多个拾音器接收的声音信号中的每一个声波，然后将多个拾音器接收的声音信号中相同波形的每一个声波进行声功率大小的比较，计算出两者之间的大小比值，和接收时间的先后差值，根据实际测定的与计算得出的一定位置的音源发出的声音信号两者比值表，计算这个比值就可以知道发出这一个声波的音源和拾音器的具体相对位置。此时，实际上可以几乎完全提取出在离拾音器一定距离的特定位置的音源发出的声音。程序通过比较目前拾音器的指向和实际音源的位置，找出位置差距，计算拾音器需要改变的方位通过D/A输出，驱动伺服电机，转动拾音器的指向，达到最佳的指向位置。

根据需要，可以将本发明的各个最佳实施例中的各个部件相互组合成新的各种实施方案，例如将附图中的后筒体支架。前筒体支架和前筒体支撑架互换组合，或者将后筒体支架。前筒体支架和前筒体支撑架中的各个内部部件互换进行重新组合，也可以形成新的实施方案。

如上所述，已经参照各附图，详细描述了本发明的最佳实施例，但是，不应认为本发明仅仅限于上述的各个实施例。本领域的技术人员，通过上述各实施例的启迪，不难对本发明的驻极体抗噪音拾音器作出各种改进、改变或替换，因此，这些改进、改变或替换，不应认为已脱离了本发明的构思，或附属权利要求书所限定的范围。

Claims

1．一种组合型高抗噪音驻极体拾音器，由多个单体驻极体拾音器构成，其中，所述单体驻极体拾音器由前筒体和后筒体构成，所述前筒体包括驻极体拾音器接收声音所必须的部分，所述后筒体包括电路等接收声音所必须的部分以外的部分，其特征在于，该组合型高抗噪音驻极体拾音器是以一定方式将多个单体抗噪音驻极体拾音器以一定的间隔组合。

2．根据权利要求1所述组合型高抗噪音驻极体拾音器，其特征在于，在所述多个单体驻极体拾音器之间用支架将其固定。根据权利要求1所述组合型高抗噪音驻极体拾音器，其特征在于，通过将所述各后筒体相连接而固定所述多个单体驻极体拾音器。

3．根据权利要求1所述组合型高抗噪音驻极体拾音器，其特征在于，所述的多个单体抗噪音驻极体拾音器可以是采用拾音部分与非拾音部分分离结构的拾音器，也可以是非分离结构的抗噪音驻极体拾音器、抗噪音动圈拾音器、抗噪音电磁式拾音器、抗噪音压电陶瓷拾音器或抗噪音半导体拾音器。

4．根据权利要求1、2或3所述组合型高抗噪音驻极体拾音器，其特征在于，所述的多个单体抗驻极体拾音器之间朝向可以相同，也可以不相同。

5．根据权利要求1、2或3所述组合型高抗噪音驻极体拾音器，其特征在于，所述的多个单体抗驻极体拾音器之间的中轴线可以在同一条直线上，也可以在不同的直线上。

6．根据权利要求1所述组合型高抗噪音驻极体拾音器，其特征在于，将所述的多个单体抗噪音驻极体拾音器放入一外壳的多个插入孔内固定。在拾音器和插入孔之间放入防震垫圈。

7．根据权利要求1所述组合型高抗噪音驻极体拾音器，其特征在于，可以将各单体抗噪音驻极体拾音器的前筒体部分合为一体，也可以将各单体抗噪音驻极体拾音器的后筒体部分合为一体。

8．根据权利要求1所述组合型高抗噪音驻极体拾音器，其特征在于，所述各驻极体拾音器的后筒体设有用于抑制噪音的共模抑制电路模块。

9．根据权利要求1所述组合型高抗噪音驻极体拾音器，其特征在于，所述各驻极体拾音器的后筒体设有用于抑制噪音的共模抑制电路模块。

10．根据权利要求8所述组合型高抗噪音驻极体拾音器，其特征在于，所述的共模抑制电路模块由一减法器电路构成。其结构为，一个拾音器M₁的一个输出端接到隔直流电容C₁，通过R₁接到减法器形成的共模信号抑制电路U₁的负端，另一个拾音器M₂的一个输出端通过C₁.C₂接到减法器形成的共模信号抑制电路U₁的正端，电源VCC通过恒流源H₁和H₂分别向第1和第2拾音器M₁和M₂供电，通过所述共模信号抑制电路，将两个拾音器接收的声音信号进行共模信号抑制，取出差模信号。

11．根据权利要求8所述组合型高抗噪音驻极体拾音器，其特征在于，所述的共模抑制电路模块由一加法器电路构成。其结构为，拾音器M₁的输出端接到隔直流电容C₂；拾音器M₂输出端接到隔直流电容C₁，再通过R₅、R₆、R₇和加法器形成的共模信号抑制电路U₂的正端连接，U₂的负端接电阻8，电源VCC通过恒流源H₁和H₂(也可以是电阻等等供电电路)分别向拾音器M₃、M₄供电，由输出端将抑制共模信号提取出差模信号。

12．根据权利要求8所述组合型高抗噪音驻极体拾音器，其特征在于，在所述模块的隔直流电容和加法器间设置一个移相电路。

13．根据权利要求8所述组合型高抗噪音驻极体拾音器，其特征在于，所述用于抑制噪音的共模抑制电路模块可以设置在各驻极体拾音器后筒体的外面。

14．根据权利要求1所述组合型高抗噪音驻极体拾音器，其特征在于，可以将通过连接头来连接的多个驻极体拾音器以3维阵列形式组合，以便从全方位接收声音信号。

15．根据权利要求12所述组合型高抗噪音驻极体拾音器，其特征在于，所述拾音器可用于声音的定向接收。

16．根据权利要求12所述组合型高抗噪音驻极体拾音器，其特征在于，在所述连接头上装有用于调节方向的驱动和转向装置。

17．根据权利要求1所述组合型高抗噪音驻极体拾音器，其特征在于，所述各驻极体拾音器的后筒体设有用于抑制噪音的数字共模抑制电路模块。

18．根据权利要求1所述组合型高抗噪音驻极体拾音器，其特征在于，所述数字共模抑制电路模块的结构为，将多个拾音器M₁和M₂分别与电容C₂、C₁等连接，再分别与预处理电路ID₂和ID₁等，经过各种预处理后合并输出到模/数转换电路D₁，将模拟信号转换成数字信号，模/数转换电路D₁将转换后的数字信号输出到数字信号处理电路D₂，进行共模信号抑制运算，去除共模信号，提取差模信号。

19．根据权利要求9或10所述组合型高抗噪音驻极体拾音器，其特征在于，在所述减法器或加法器的前面再设置一前置放大器。

20．根据权利要求18所述组合型高抗噪音驻极体拾音器，其特征在于，所述数字共模抑制电路模块可与计算机等外围设备连接，通过计算进行声音的定位接收。

21．根据权利要求18所述组合型高抗噪音驻极体拾音器，其特征在于，所述数字共模抑制电路模块可以设置在所述拾音器的外面。

22．根据权利要求19所述组合型高抗噪音驻极体拾音器，其特征在于，所述进行声音的定位接收包括以下步骤：

(1)使系统初始化；

(2)分别读入多个拾音器的A/D转换信号；

(3)计算每两个拾音器接收的声音信号之间的差模信号；

(4)利用数字滤波方法，分别滤出多个拾音器接收的声音信号中的每一个声波；

(5)将多个拾音器接收的声音信号中相同波形的每一个声波进行声功率大小的比较，计算出两者之间的大小比值，和接收时间的先后差值，根据实际测定的与计算得出的一定位置的音源发出的声音信号两者比值表，得到发出这一个声波的音源和拾音器的具体相对位置。

存储各个指定位置的声源的声波数，并返回步骤(2)；及通过比较目前拾音器的指向和实际音源的位置，找出位置差距，计算拾音器需要改变的方位，通过D/A输出，驱动伺服电机，转动拾音器的指向，达到最佳的指向位置。