CN203261458U - 双麦克风消噪式蓝牙耳机及装有该蓝牙耳机的车辆 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及双麦克风消噪式蓝牙耳机及装有该蓝牙耳机的车辆。一种蓝牙耳机，特别是一种双麦克风消噪式蓝牙耳机，还涉及装有这种蓝牙耳机的车辆。采用本实用新型提供的双麦克风消噪式蓝牙耳机，有效地消除了周围噪音的干扰，实现了通话语音音质清晰，并能实现使用者在接收对方处于高噪声环境下的语音信号时有效消除对方周围噪音的干扰，实现接听语音音质清晰。

Description

双麦克风消噪式蓝牙耳机及装有该蓝牙耳机的车辆

技术领域

本实用新型涉及一种蓝牙耳机，特别是一种双麦克风消噪式蓝牙耳机，还涉及装有这种蓝牙耳机的车辆。

背景技术

蓝牙耳机主要包括蓝牙模块、无线传输模块、控制模块、扬声器模块、电池。蓝牙技术为一短距离无线传输的通信界面，基本型通讯距离约10米、传输率721kbps左右，工作在2.4GHz的频带上，支持一对多资料传输及语音通讯。由于蓝牙不是为传输大流量负载而设计的，因此并不适于替代LAN或WAN。顾名思义，蓝牙耳机就是带有上述蓝牙功能的耳机，现在多用于有蓝牙功能的手机通信。蓝牙耳机就是将蓝牙技术应用在免持耳机上，从此使用者免除了有线耳机电线的牵绊，实现了自由随意地以各种方式轻松通话的目标。自从蓝牙耳机问世以来，便成为行动商务族提升工作效率的便捷通信工具。

目前的蓝牙耳机一般采用单麦克风方案，这种设计方案有一定的缺陷，在通话时不能消除噪音，当使用者在一个嘈杂的环境中通话时，对方在接听电话会感到声音嘈杂不清晰，影响通话质量。

例如：申请号为200620159757.6的中国实用新型专利，其公开了一种具有消除噪音功能的蓝牙耳机,包括扬声器,所述蓝牙耳机还设置有信号反相电路和拾音器,所述拾音器和所述信号反相电路相连接,所述信号反相电路和所述扬声器相连接。在蓝牙耳机设置的拾音器负责收集当前的环境噪声,在耳机的声音输入侧加入反相的环境噪声,这样可以完全消除环境噪声,使用户可以达到在室内使用的听觉效果。但是该实用新型只能实现单向消噪，即只能将使用者接收到的含有噪音的语音信号消除噪音，而当使用者在嘈杂的环境下通话时该蓝牙耳机系统本身无法消除本方噪音，无法将本方清晰的语音信号发送给通话对方。

又例如：申请号为201220503695.1的中国实用新型专利，其公开了一种具有助听和抗噪功能的蓝牙耳机，包括用于接收外部蓝牙信号的蓝牙接收模块、用于采集外部声音的麦克风、用于采集外部噪声的噪声收集麦克风、用于切换蓝牙模式或助听模式的输入切换、用于消除音频噪声并输出无噪音频的噪声消除模块、用于存储预设的听力频谱数据的存储模块、用于按听力频谱数据把无噪音频放大的多频放大器、用于播放音频的耳机扬声器。具有助听和抗噪功能的蓝牙耳机，增加的多频放大器使低成本的蓝牙耳机兼具助听和抗噪功能，有中低度听力障碍的用户可自行调整听力频谱而无需专业人士的帮助；增加的噪声消除模块，减少外部噪声对用户干扰。该实用新型的蓝牙耳机具有蓝牙模式和助听模式两种，两种模式的切换是通过输入切换来实现的，即在需要通过蓝牙接收模块接收外部音频并播放该音频文件时，需要进入蓝牙模式；在与他人交流或听取其他声音时，需要进入助听模式。蓝牙模式将接收的音频信号经过噪声消除模块进行噪声消除后，再由多频放大器根据存储模块中的听力频谱数据将该音频信号放大到最适合用户听力的音量，最后通过耳机扬声器播放给用户，使用户听的更清楚，更好地享受音乐等音频文件或通过手机与人通话。可见，该实用新型也只能实现单向消噪，即只能将使用者接收到的含有噪音的语音信号消除噪音，无法实现使用者在嘈杂的环境下将已消除噪音的语音信号传送给对方。该实用新型在助听模式中包括有双麦克风，它们采集外部环境声音和外部环境噪声后，经过噪声消除模块进行噪声消除，最终得到噪声消除后的无噪声音频信号，然后与蓝牙模式一样，经过多频放大器根据存储模块中的听力频谱数据将该音频信号放大到最适合用户听力的音量，最后通过耳机扬声器播放给用户，使用户在无噪声干扰下更清楚地听到外部环境的声音。可见，助听模式设置的双麦克风最终实现的只是一种助听功能，而非实现向通话对方传送使用者的无噪声语音信号。

实用新型内容

基于上述问题，本实用新型提供一种双麦克风消噪式蓝牙耳机，旨在解决现有技术的蓝牙耳机的两种缺陷，一是当使用者在一个嘈杂的环境中使用所述蓝牙耳机时，因无法消除使用者一方环境噪声，从而使通话对方在接听电话时会感到声音嘈杂不清晰，影响通话质量；二是当使用者与一个在嘈杂环境中的对方通话时，因不能消除对方的环境噪声，从而使使用者在接听电话时也会感到声音嘈杂不清楚，进而影响通话质量。

为此，本实用新型采用如下的技术方案。

一种双麦克风消噪式蓝牙耳机，包括扬声器与麦克风A和麦克风B，以及用于建立无线通信连接的蓝牙组件，所述蓝牙耳机还设置有用于消除噪声的控制组件和用于接收和发送蓝牙信号的无线接收发送组件，所述麦克风A和麦克风B与所述控制组件并联，所述扬声器与所述控制组件相连接，所述控制组件还与所述蓝牙组件相连接，所述蓝牙组件又与所述无线接收发送组件相连接。

优选的是，所述麦克风A配置成采集使用者的语音信号。

在上述任一方案中优选的是，所述麦克风B配置成采集使用者周围噪声信号。

在上述任一方案中优选的是，所述控制组件配置成接收来自麦克风A采集的使用者语音信号和来自麦克风B采集的使用者周围噪声信号。

在上述任一方案中优选的是，所述控制组件配置有运算处理单元，其配置成对所述麦克风A和麦克风B传送来的两路声音信号进行运算处理，所述控制组件还设有将消除噪声后的清晰的语音信号传输到所述蓝牙组件的装置。

在上述任一方案中优选的是，所述蓝牙组件设有将经过消除噪声后清晰的语音信号传输到所述无线接收发送组件的装置。

在上述任一方案中优选的是，所述无线接收发送组件设有将经过消除噪声后清晰的语音信号传送到对方手机实现通话的装置。

在上述任一方案中优选的是，所述无线接收发送组件设有将接收到的对方的语音信号和/或噪声信号传输到所述蓝牙组件的装置。

在上述任一方案中优选的是，所述蓝牙组件设有将对方的语音信号和/或噪声信号传输到所述控制组件的装置。

在上述任一方案中优选的是，所述控制组件配置有运算处理单元，其配置成对对方的语音信号和/或噪声信号进行运算处理，所述控制组件还设有将消除噪声后的语音信号传输到所述扬声器的装置。

在上述任一方案中优选的是，所述蓝牙耳机还包括电池，所述电池为所述无线蓝牙耳机系统供电。

在上述任一方案中优选的是，所述电池为可重复充电使用的二次电池。

在上述任一方案中优选的是，所述电池为镍镉电池。

在上述任一方案中优选的是，所述电池为镍氢电池。

在上述任一方案中优选的是，所述电池为锂电池。

车辆，其装有蓝牙耳机，所述蓝牙耳机为在上述任一方案优选的蓝牙耳机。

目前有很多大公司都有通用的蓝牙组件，设计时只需要选择合适的外围器件即可。

附图说明

图1为按照本实用新型的双麦克风消噪式蓝牙耳机的一优选实施例的原理结构图。

图2为本实用新型的双麦克风消噪式蓝牙耳机的图1所示实施例的消噪麦克风系统结构图。

图3为本实用新型的双麦克风消噪式蓝牙耳机的图1所示实施例的麦克风前置放大电路图。

图4为本实用新型的双麦克风消噪式蓝牙耳机的图1所示实施例的双麦克风消噪运算电路图。

附图标记说明：

1麦克风A；2麦克风B；3电池；4控制组件；5蓝牙组件；6无线接收发送组件；7扬声器。

Mic0麦克风A；MAX9812L前置麦克风放大电路芯片；Line_In线路输入接口；Mic1麦克风B；Mic1_In麦克风B输入接口；ADC模/数转换器；DSP数字信号处理器；DAC数字模拟转换器；Line_OUT未经功放处理后的音频输出接口；SPK_OUT经功放处理后的音频输出接口；Serial Port串行口；USB通串线；E²PROM电可擦可编程只读存储器；UART通用异步接收/发送装置；Mute静音；Vol+音量增加；Vol-音量减低；Earpiece/Speaker耳机/扬声器。

GND地线；OUT输出引脚；IN信号输入引脚；BIAS电压补偿引脚；VCC供电电压。

SPK_OUT _N, SPK_OUT _P扬声器输出接口；EP/SCL接到3.3V的电源处置高电平；VOL+，VOL-输出音量调节；RESET电路复位；MIC0_P,MIC0_N接麦克风；MIC1_P,MIC1_N接地；LINE_IN接收前置麦克风放大电路的信号输入；LINE_OUT输出模拟信号。

具体实施方式

下面结合附图1-4和优选的实施方式对本实用新型作进一步详细描述。

应当注意的是，“系统”在此意味着由两个或更多设备构成的处理。

显而易见地，用户终端可以由个人计算机构成。此外，所述用户终端还可以由例如蜂窝电话、任何其它PDA（个人数字助理）工具、AV（音频视频）装置、诸如家用电气（家庭用电气化）设备的CE（消费电子设备）等构成。

“网络”意味着至少连接了两个设备的机构，并且在其中，一条信息能够从一个设备发送到另一个设备。经由网络建立通信的设备可以是彼此分离的，也可以是构成一个机器的内部模块。

“通信”可表示无线通信和有线通信。然而，还可以是混合无线和有线通信的通信，更具体地，在某个区段采取无线通信而在另一个区段采取有线通信的通信。同样，它也可以是这样的通信：从一个设备向另一设备的通信是有线的，且相反方向的通信是无线的。

本实用新型的一优选实施例如下所述：

为了提高语音信号的质量，降低在语音拾取过程中背景噪声的干扰，在本实施例中，本实用新型设计以FM1182为核心芯片和以MAX9812L芯片为辅助芯片的消噪系统。该系统使用了双麦克风拾音技术，将麦克风A和麦克风B分别拾取到的两路信号即混有背景噪声的语音信号和纯噪声信号，经过低噪的前置放大后，两路信号最终在FM1182内部的DSP芯片处进行消噪运算处理后得到消噪之后的信号。

在本实施例中，本实用新型消噪系统包括前置麦克风放大电路、消噪运算电路和供电电源。

一般数字消噪过程包括拾音、放大、抗混叠滤波、模/数转换，DSP处理。

在本实施例中，本实用新型消噪系统的整个工作过程如图2所示：首先，含有背景噪声的语音信号由Mic0拾取，经过由MAX9812L芯片构成的高信噪比低功耗放大电路之后，通过Line_In接口被输送给FM1182芯片。而纯噪声信号由Mic1吸取，通过Mic_In接口进入FM1182芯片，两路信号通过模/数转换之后进入DSP芯片。消噪算法的代码存储在内部存储器中，DSP芯片由存储器中的消噪算法代码控制进行运算。经过硬件加速器的助推后，能够在较小能耗的代价下使DSP芯片运算速度大幅度提高。经过DSP芯片处理后的信号为最终消噪信号，通过数/模转化芯片输出，传输给蓝牙组件。

在本实施例中，本实用新型消噪系统的麦克风前置放大电路如图3所示，采用MAX9812L芯片制作，内置单个20dB固定增益放大器，尺寸小，具有100dB电源抑制比，极低的THD+N（0.015%）,230μA工作电流。处于关闭模式时，可将电源电流及偏置电流总和降低至100 nA，并且可以在2.7～3.6 V的电压范围下工作，提供了高信噪比、低能耗、便携的解决方案。IN引脚是信号输入引脚，声音通过迷你麦克风转变成微弱的电流，芯片通过IN引脚接收。BIAS引脚为电压补偿引脚，能确保在多种供电电压下正常驱动麦克风工作，并降低电压的波动对信号处理的影响。引脚用来控制控制电路的运行状态，当将引脚与VCC连接时，电路正常工作；当将引脚与GND连接时，电路处于关闭状态。此处，将接到电源置高电平。OUT为输出引脚，经过MAX9812L放大的信号，由此接口输出，供所述控制组件中的FM1182芯片电路处理。

在本实施例中，本实用新型消噪系统的FM1182芯片电路原理图如图4所示，芯片电路作为核心电路部分，运算电路采用FM1182芯片，该芯片具有低功耗、高效率的特点，适合本实用新型电路的便携型设计的要求。该芯片一共有48个引脚，其中真正起作用的引脚为44个。SPK_OUT_N, SPK_OUT_P：作为扬声器输出接口。EP/SCL:接到3.3V的电源处置高电平。XTAL_IN，XTAL_OUT：在相同数量的ALU的条件下，为了获得更高的性能，高速DSP是关键。所以电路采用13MHz的晶振。VOL+，VOL-：用于调节输出的音量，这里使用默认值，故通过1kΩ的电阻接地。RESET：用于电路的复位。芯片允许使用内置SAM微型麦克风阵列技术以提高拾音的方向性。LINE_IN：接收前置麦克风放大电路的信号输入。LINE_OUT：输出模拟信号。

在本实施例中，本实用新型消噪系统采用3V的电压供电，使用一对7号的干电池。经测试使用一对南孚聚能环7号电池，在默认状态下可以续航20h之久。

在本实施例中，本实用新型设置有蓝牙天线，蓝牙天线是射频信号与空间电磁波之间的连接器件，是实现蓝牙信号接收和发射的部件，天线的种类繁多，主要分为线天线、微带天线、阵列天线、喇叭天线等众多类型。

本实用新型的核心部分是蓝牙处理芯片和数据处理芯片，这部分包括无线收发器、基带控制器、闪存、时钟和电源等功能模块，目前有很多大公司都有通用的蓝牙处理芯片，设计时只需要选择合适的外围器件即可。

本实用新型的第一个方面是为通话对方提供消噪语音信号，当用户蓝牙手机与蓝牙耳机连接时，且当用户处于通话状态时，将使用者一方的混有背景噪声的语音信号和纯噪声信号通过前述消噪系统消除噪声后，通过数/模转化芯片输出，将清晰的语音信号传输给所述蓝牙组件。所述蓝牙组件设置有蓝牙处理电路单元，包括有射频收发电路单元、音频处理电路单元，音频处理电路单元由编码、解码电路和功率放大电路组成，蓝牙处理电路单元中的射频收发处理电路与音频处理单元连接，功率放大电路分别与输出扬声器和音频处理单元中的编码、解码电路连接。所述蓝牙组件通过蓝牙处理电路单元将经过消噪处理后的语音信号编码、解码后传输给所述无线接收发送组件，所述无线接收发送组件设置有射频前端电路，最终实现消噪语音信号的发送。

本实用新型的第二个方面是为使用者实现接听到经消噪处理后的对方语音信号，当用户蓝牙手机与蓝牙耳机连接时，且当用户处于通话状态时，所述无线接收发送组件将通话对方的混有背景噪声的语音信号和纯噪声信号通过射频前端电路接收，所述蓝牙组件通过蓝牙处理电路单元将接收的混有背景噪声的语音信号和纯噪声信号编码、解码后传输给所述控制组件，经消噪系统消除噪声后，通过数/模转化芯片和功率放大电路输出给扬声器，实现使用者接听无噪语音信号。

本实用新型提供的双麦克风消噪式蓝牙耳机，有效地消除了周围噪音的干扰，实现了通话语音音质清晰，并能实现使用者在接收对方处于高噪声环境下的语音信号时有效消除对方周围噪音的干扰，实现接听语音音质清晰。

上述详细描述通过实施例和/或示意图阐明了系统和/或过程的各种实施例。就这些示意图和/或包含一个或多个功能和/或操作而言，本领域技术人员将理解，这些示意图或实施例中的每一个功能和/或操作都可由各种各样的硬件、软件、固件、或实际上其任意组合来单独地和/或共同地实现。

应该理解，本文描述的方法可以结合硬件或软件，或在适当时结合两者的组合来实现。因此，本实用新型的方法，可以采用包含在诸如软盘、CD-ROM、硬盘驱动器或任何其他机器可读存储介质等有形介质中的程序代码（即，指令）的形式，其中，当程序代码在可编程计算机上执行的情况下，计算设备通常包括处理器、该处理器可读的存储介质(包括易失性存储器和/或存储元件)、至少一个输入设备、以及至少一个输出设备。一个或多个程序可以例如，通过使用API，可重用控件等来实现或利用结合本实用新型描述的过程。这样的程序优选地用高级过程语言或面向对象编程语言来实现，以与计算机系统通信。然而，如果需要，该程序可以用汇编语言或机器语言来实现。在任何情形中，语言可以是编译语言或解释语言，且与硬件实现相结合。

需要说明的是，本实用新型的具有双麦克风消噪式蓝牙耳机及装有该蓝牙耳机的车辆的方案的范畴包括但不限于上述各部分之间的任意组合。

尽管具体地参考其优选实施例来示出并描述了本实用新型，但本领域的技术人员可以理解，可以做出形式和细节上的各种改变而不脱离所附权利要求书中所述的本实用新型的范围。以上结合本实用新型的具体实施例做了详细描述，但并非是对本实用新型的限制。凡是依据本实用新型的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改，均仍属于本实用新型技术方案的范围。

Claims (16)

1.一种双麦克风消噪式蓝牙耳机，包括扬声器（7）、麦克风A（1）和麦克风B（2），以及用于建立无线通信连接的蓝牙组件（5），其特征在于，所述蓝牙耳机还设置有用于消除噪声的控制组件（4）和无线接收发送组件（6），所述麦克风A（1）和麦克风B（2）与所述控制组件（4）并联，所述扬声器（7）与所述控制组件（4）相连接，所述控制组件（4）还与所述蓝牙组件（5）相连接，所述蓝牙组件（5）又与所述无线接收发送组件（6）相连接。

2.如权利要求1所述的双麦克风消噪式蓝牙耳机，其特征在于，所述麦克风A（1）配置成采集使用者的语音信号。

3.如权利要求1所述的双麦克风消噪式蓝牙耳机，其特征在于，所述麦克风B（2）配置成采集使用者周围噪声信号。

4.如权利要求1所述的双麦克风消噪式蓝牙耳机，其特征在于，所述控制组件（4）配置成接收来自麦克风A（1）采集的使用者语音信号和来自麦克风B（2）采集的使用者周围噪声信号。

5.如权利要求1所述的双麦克风消噪式蓝牙耳机，其特征在于，所述控制组件（4）配置有运算处理单元，其配置成对所述麦克风A（1）和麦克风B（2）传送来的两路声音信号进行运算处理，所述控制组件（4）还设有将消除噪声后的清晰的语音信号传输到所述蓝牙组件（5）的装置。

6.如权利要求1所述的双麦克风消噪式蓝牙耳机，其特征在于，所述蓝牙组件（5）设有将消除噪声后清晰的语音信号传输到所述无线接收发送组件（6）的装置。

7.如权利要求1所述的双麦克风消噪式蓝牙耳机，其特征在于，所述无线接收发送组件（6）设有将消除噪声后清晰的语音信号传送到对方手机实现通话的装置。

8.如权利要求1所述的双麦克风消噪式蓝牙耳机，其特征在于，所述无线接收发送组件（6）设有将接收到的对方的语音信号和/或噪声信号传输到所述蓝牙组件（5）的装置。

9.如权利要求1所述的双麦克风消噪式蓝牙耳机，其特征在于，所述蓝牙组件（5）设有将对方的语音信号和/或噪声信号传输到所述控制组件（4）的装置。

10.如权利要求1所述的双麦克风消噪式蓝牙耳机，其特征在于，所述控制组件（4）配置有运算处理单元，其配置成对对方的语音信号和/或噪声信号进行运算处理，所述控制组件（4）还设有将对方的语音信号和/或噪声信号消除噪声后的语音信号传输到所述扬声器（7）的装置。

11.如权利要求1所述的双麦克风消噪式蓝牙耳机，其特征在于，还包括电池（3）。

12.如权利要求11所述的双麦克风消噪式蓝牙耳机，其特征在于，所述电池（3）为可重复充电使用的二次电池。

13.如权利要求12所述的双麦克风消噪式蓝牙耳机，其特征在于，所述电池（3）为镍镉电池。

14.如权利要求12所述的双麦克风消噪式蓝牙耳机，其特征在于，所述电池（3）为镍氢电池。

15.如权利要求12所述的双麦克风消噪式蓝牙耳机，其特征在于，所述电池（3）为锂电池。

16.车辆，其装有蓝牙耳机，其特征在于：所述蓝牙耳机为上述任一权利要求所述的蓝牙耳机。

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