CN204482023U - 一种啸叫抑制系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种啸叫抑制系统，包括：采样电路，采样电路与放大电路连接，放大电路与滤波电路连接，滤波电路与A/D模数转换电路连接，A/D模数转换电路与单片机连接，单片机一端与D/A数模转换电路连接，D/A数模转换电路与陷波电路连接，一端与功率放大电路的输入端连接，功率放大电路与陷波电路的输出端与喇叭连接。本实用新型提供的啸叫抑制系统，通过由采样电路、放大电路、滤波电路组成的拾音电路对话筒的音频信号进行采集处理，然后送给单片机，单片机通过分析该音频信号，将音频信号中啸叫部分通过陷波电路滤除，从而得到抑制啸叫后的音频信号，最后通过功率放大电路和喇叭将音频信号输出，从而实现了对话筒中的啸叫进行抑制的目的。

Description

一种啸叫抑制系统

技术领域

本实用新型涉及通信技术领域，尤其涉及一种啸叫抑制系统。

背景技术

随着信息时代的来临及文化发展的现状，专业的或业余的文艺演出越来越多，人们对声音的要求越来越高，特别是在专业舞台音响及KTV行业等，都对发声系统提出了更高的要求，在对发声系统提出更高的要求同时，对发声的产品也提出了更高的要求。无论是上万人的大型体育场，还是家庭自娱的卡拉OK，只要是有话筒拾音的音响系统，就必然存在回声啸叫的问题。在各种场合的扩声工作中，音箱出现正反馈啸叫声是最令人头痛的。啸叫声的出现，轻者破坏现场气氛，影响演出效果，严重的可能会损坏昂贵的音响器材。因此，控制啸叫声一直是扩声工作中非常关键的环节。通常的解决办法是根据声场特点，改善声场条件，选择合适的话筒，调整音箱和话筒的摆放位置。话筒拾音的啸叫现象，实际上是扩声系统中扬声器的声场反馈到传声器上，当其反馈系数大于1或接近1时会产生自激振荡。实际上，反馈系数即使不大于1，只要接近于1时，扩声系统就会出现如下的问题：1.由于扩音声场进入话筒时，有一定的延时效应，声场与直达声之间的叠加，会产生明显的梳状滤波。此效应在反馈系数接近1时(即系统音量开大到接近啸叫)尤其明显，其表现为扩音声场比原声场的音感狭窄。2.扬声器声场的延时反馈，会使整个系统形成一连串的延时回声，并且这种回声将加重梳状滤波效应，产生明显畸变的混响拖尾，这就是人们所说的“啸叫”。

因此，如何解决好现场的啸叫问题，一直是扩声工作中的难题。而啸叫抑制器的出现，很好地解决了这个问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于解决上述现有技术存在的缺陷，提供一种能够较好解决啸叫困扰现象的啸叫抑制系统。

一种啸叫抑制系统，包括：用于采集话筒音频信号的采样电路，采样电路的输出端与放大电路的输入端连接，放大电路的输出端与滤波电路的输入端连接，滤波电路的输出端与A/D模数转换电路的输入端连接，A/D模数转换电路的输出端与单片机连接，单片机与D/A数模转换电路的输入端连接，D/A数模转换电路的输出端一端与陷波电路的输入端连接，一端与功率放大电路的输入端连接，功率放大电路与陷波电路的输出端与喇叭连接。

进一步地，如上所述的啸叫抑制系统，所述单片机连接有显示器和键盘。

进一步地，如上所述的啸叫抑制系统，所述滤波电路采用sallenkey型滤波器。

进一步地，如上所述的啸叫抑制系统，所述陷波电路采用LTC1068芯片进行陷波。

进一步地，如上所述的啸叫抑制系统，所述功率放大电路采用TPA3112D1功放完成输出级功率推动。

本实用新型提供的啸叫抑制系统，通过由采样电路、放大电路、滤波电路组成的拾音电路对话筒的音频信号进行采集处理，然后送给单片机，单片机通过分析该音频信号，将音频信号中啸叫部分通过陷波电路滤除，从而得到抑制啸叫后的音频信号，最后通过功率放大电路和喇叭将音频信号输出，从而实现了对话筒中的啸叫进行抑制的目的。

附图说明

图1为本实用新型啸叫抑制系统结构图；

图2为本实用新型拾音电路图；

图3为本实用新型功放电路图；

图4为本实用新型陷波电路图；

图5为本实用新型AD转换及信号处理电路图。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面本实用新型中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

图1为本实用新型啸叫抑制系统结构图，如图1所示，本实用新型提供的啸叫抑制系统，包括：用于采集话筒音频信号的采样电路，采样电路的输出端与放大电路的输入端连接，放大电路的输出端与滤波电路的输入端连接，滤波电路的输出端与A/D模数转换电路的输入端连接，A/D模数转换电路的输出端与单片机连接，单片机与D/A数模转换电路的输入端连接，D/A数模转换电路的输出端一端与陷波电路的输入端连接，一端与功率放大电路的输入端连接，功率放大电路与陷波电路的输出端与喇叭连接。所述单片机连接有显示器和键盘。

本实用新型通过采样电路将话筒中的音频信号进行采集，然后听过放大电路将之放大，由于在放大的过程中会产生噪声，因此，再通过滤波电路将噪声滤除，最后将过滤噪声后的信号经过A/D模数转换电路将其转换为数字信号，该数字信号通过单片机进行运算分析，在分析时，分以下两张情形：第一种，当该音频信号较小时，通过单片机对该音频信号进行傅里叶变换，将音频信号从时域转换到频域，然后将频谱值过大的音频信号去掉，再经过傅里叶反变换，将去除过大的频谱的音频信号转化为时域信号，然后通过D/A数模转换电路将信号转变为模拟信号，最终通过功率放大电路和喇叭将最终处理的信号输出，本实用新型基于TI的D类功放TPA3112D1，以前置全向麦克风采集语音信号，通过信号提取，滤波，功率放大等处理，通过8欧姆5W喇叭输出声音，并通过啸叫声频率检测电路反馈，由高阶程控陷波器LTC1068-25，完成啸叫检测、啸叫抑制以及功率计算等功能，系统效率较高。

如图2所示，本实用新型拾音电路图包括：采样、放大、滤波几个部分，拾音电路由麦克及运算放大器组成，将接收到的声音信号转换成电压信号。采用运放同相放大，运算放大器同相输入电容耦合方式，利用其高输入阻抗，达到采集语音信号，同时抑制动态噪声的目的。拾音电路滤波采用sallenkey型滤波器，具有较高的输入阻抗。

如图3所示，本实用新型功放电路采用TI公司的功放TPA3112D1完成输出级功率推动。TPA3112D1为D类功放，效率可达90％。只需外接输出级无源滤波电路以及电源等少量外围电路即可工作。

如图4所示，本实用新型陷波电路采用LTC1068芯片进行陷波。当发生啸叫时，单片机检测出啸叫频率，并将啸叫频率输出到陷波电路，由陷波电路将啸叫频率点陷掉，实现啸叫抑制功能。

图5为本实用新型AD转换及信号处理电路图，如图5所示，该电路包括：AD、单片机、DA三部分，采用STM32内置的12位精度AD将得到的电信号转化为数字信号。在声音信号幅度较小时，将得到的数字信号进行FFT运算，将音频信号从时域转换到频域，对输入信号进行频域上的分析，当产生啸叫，在频域上能明显区分语音信号，能很好的检测出啸叫频点。当声音输入幅度大时，采用波形诊断。此时啸叫声使电路饱和，输入近似方波，可通过比较器把它比较成标准方波，以供单片机采集测频，达到啸叫测频的目的。

下面对本实用新型进行测试，测试条件：F40函数发生器，泰克示波器，自制12v稳压电源，解释结果见表1：

表1

测试发现，系统响应灵敏，抑制啸叫收敛速度快，且系统整体效率较高，输出功率可微调，功率增益稳定，输出音质较好(12khz带，有高频失真)。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (5)

1.一种啸叫抑制系统，其特征在于，包括：用于采集话筒音频信号的采样电路，采样电路的输出端与放大电路的输入端连接，放大电路的输出端与滤波电路的输入端连接，滤波电路的输出端与A/D模数转换电路的输入端连接，A/D模数转换电路的输出端与单片机连接，单片机与D/A数模转换电路的输入端连接，D/A数模转换电路的输出端一端与陷波电路的输入端连接，一端与功率放大电路的输入端连接，功率放大电路与陷波电路的输出端与喇叭连接。

2.根据权利要求1所述的啸叫抑制系统，其特征在于，所述单片机连接有显示器和键盘。

3.根据权利要求1所述的啸叫抑制系统，其特征在于，所述滤波电路采用sallenkey型滤波器。

4.根据权利要求1所述的啸叫抑制系统，其特征在于，所述陷波电路采用LTC1068芯片进行陷波。

5.根据权利要求1所述的啸叫抑制系统，其特征在于，所述功率放大电路采用TPA3112D1功放完成输出级功率推动。