CN204539090U - 音频设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种音频设备，包括：音频主体；增益控制电路，其与所述音频主体电连接；以及一级放大电路，其与所述增益控制电路电连接；通过所述一级放大电路向所述增益控制电路输入放大音频信号，以通过所述增益控制电路输出压限电平信号。而且该输出压限电平信号保持恒定，不管当前采集的音频声音（例如人的说话声、歌唱声等）大小是否变化，在大小超过压限阈值时，音频设备最终录制到的最高电平均处在一个设定的且不超过硬件ADC模数转换器采集最高电平的压限最高电平，以达到最佳录制效果，避免出现“破音”的现象。

Description

音频设备

技术领域

本实用新型涉及音频信号处理领域，特别涉及一种音频设备。

背景技术

声卡的话筒技术长期以来处于低水平阶段，对话筒所进行的技术处理非常简单。通常声卡在对话筒的支持仅限于内部集成一个话筒放大电路，随之便进入声卡录音通道。

由于话筒的信号采集电平与人声信号的幅度、话筒采集距离具有较大关联，为了录制得到一段比较满意的人声电平，则需要控制人声大小在某个特定的区间，并且话筒采集距离也需要处于某个特定的区间，这样方能够采集录制得到较为符合应用需要的电平大小的声音电平信号。

然后，在很多场合，人声的大小是很难控制的，比如，唱歌的高潮部分声压会高很多，录制电平也会高很多；话筒采集距离也是比较难控制的，比如，很多场合人的位置在不断变换，哪怕轻微的位置变换，都会极大地影响到录制电平。因此，迫切需要一种解决方案，以使得不管人声大小如何变化，采集距离如何变化，最终录制到的声音峰值电平信号均大致在一个很小的范围内波动，以满足不“爆麦”的录制需求。

实用新型内容

本实用新型的一个目的在于解决现有技术中录制受到采集的音频声音大小和话筒采集距离的影响很大，录制效果不佳的缺陷。

本实用新型的另一个目的在于提供一种不受音频声音大小和话筒采集距离影响，得到最佳录制效果的音频设备。

为解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案：

一种音频设备，包括：

音频主体；

增益控制电路，其与所述音频主体电连接；以及

一级放大电路，其与所述增益控制电路电连接；

通过所述一级放大电路向所述增益控制电路输入放大音频信号，以通过所述增益控制电路输出压限电平信号。

优选的，所述音频主体包括：二级放大电路，其与所述增益控制电路电连接；所述压限电平信号通过所述二级放大电路输出压限补偿电平信号。

优选的，所述音频卡主体还包括：ADC模数转换编码器，其与所述二级放大电路电连接；所述压限补偿电平信号通过所述ADC模数转换编码器转换成音频输入数字信号。

优选的，所述音频主体还包括：主控芯片，其与所述ADC模数转换编码器电连接。

优选的，所述主控芯片还与所述增益控制电路电连接，通过所述主控芯片将终端设备输出的控制信号传输至所述增益控制电路，以通过所述控制信号调整所述增益控制电路中的压限值。

优选的，还包括：调节旋钮，其与所述增益控制电路电连接，以通过所述调节旋钮的旋转调整所述增益控制电路中的压限值，并同步跟随调节所述二级放大电路的补偿倍率。

优选的，所述音频主体还包括：终端连接组件，所述终端连接组件与所述主控芯片电连接，所述音频设备通过所述终端连接组件与终端设备电连接。

优选的，所述终端连接组件为USB接口、PCI插头、PCI-E插头、1394火线接口、3.5mm音频接口、DOCK接口或Lighting接口中的任意一种。

优选的，所述音频主体还包括：DAC数模转换解码器，其与所述主控芯片电连接；通过所述主控芯片将终端设备输出的音频数字信号传输至所述DAC数模转换解码器。

优选的，所述音频设备为声卡或话筒。

由上述技术方案可知，本实用新型的优点和积极效果在于：

本实用新型中，本方案的音频设备，包括：音频主体；增益控制电路，其与音频主体电连接；以及一级放大电路，其与增益控制电路电连接；一级放大电路对输入的音频信号进行放大，以输出放大音频信号，该放大音频信号通过增益控制电路输出压限电平信号，而且该输出压限电平信号保持恒定，不管当前采集的音频声音（例如人的说话声、歌唱声等）大小是否变化，在大小超过压限阈值时，最终录制到的最高电平均处在一个设定的且不超过硬件ADC模数转换器采集最高电平的压限最高电平，以达到最佳录制效果，避免出现“破音”的现象

另外，上述音频主体还包括了二级放大电路，其与增益控制电路电连接；压限电平信号通过二级放大电路输出压限补偿电平信号，进而避免了输出压限补偿电平信号的严重失真。

附图说明

图1是一个实施例中音频设备的结构示意图；

图2是一个实施例中包括二级放大电路的音频设备的结构示意图；

图3是一个实施例中包括ADC模数转换编码器的音频设备的结构示意图；

图4是一个实施例中包括主控芯片的音频设备的结构示意图；

图5是一个实施例中ADC模数转换编码器与增益控制电路电连接的音频设备的结构示意图；

图6是一个实施例中包括调节旋钮的音频设备的结构示意图；

图7是一个实施例音频设备、终端设备、耳机及麦克风构成系统的结构示意图；

图8是另一个实施例音频设备、终端设备、耳机及麦克风构成系统的结构示意图；

图9是一个实施例中包括DAC数模转换解码器、输出放大电路的音频设备的结构示意图；

图10为正常的音频信号的波形图；

图11为压限电平信号的波形图；

图12为压限补偿电平信号的波形图；

图13为各压限阈值等级与压限峰值的录音波形参考图。

附图标记说明如下：10、音频主体；20、增益控制电路；30、一级放大电路；110、二级放大电路；120、ADC模数转换编码器；130、主控芯片；140、DAC数模转换解码器；150、输出放大电路；90、调节旋钮；160、终端连接组件。

具体实施方式

体现本实用新型特征与优点的典型实施方式将在以下的说明中详细叙述。应理解的是本实用新型能够在不同的实施方式上具有各种的变化，其皆不脱离本实用新型的范围，且其中的说明及图示在本质上是当作说明之用，而非用以限制本实用新型。

体现本实用新型特征与优点的典型实施方式将在以下的说明中详细叙述。应理解的是本实用新型能够在不同的实施方式上具有各种的变化，其皆不脱离本实用新型的范围，且其中的说明及图示在本质上是当作说明之用，而非用以限制本实用新型。

如前所述，音频设备随着娱乐产业的快速发展，音频设备越来越多地应用于日常的娱乐生活，同时人们对声音的质量的要求也越来越高。

在一个实施例中，具体的，该音频设备如图1所示，包括音频主体10、增益控制电路20以及一级放大电路30。

音频主体10，用以实现声波的模拟信号和数字信号的相互转换。

增益控制电路20，其与音频主体10电连接。具体地，通过该增益控制电路20的控制，输出的电平信号到达或超过设定的压限阈值之后，不管输入的电平信号如何增加，其最大输出电平均保持恒定。

在本实施例中，增益控制电路20是精密双通道增益控制电路，例如，该增益控制电器20可以是集成了SA572芯片或者SA575芯片。该增益控制电路20包括了两个通道，其中，一个通道可应用于扩展器，另一个通道既可以应用于扩展器，又可以应用于压缩器，以通过压缩器进行自动电平控制。即，当输入的放大音频信号通过增益控制电路20，若该放大音频信号超过增益控制电路20预设的压限阈值时，其输出的压限电平信号恒定地保持在一定范围中。

一级放大电路30，其与增益控制电路20电连接。具体地，一级放大电路30是与外部的麦克风等语音输入设备连接。接收到人声的麦克风中，人声所对应的音频信号使麦克风的震膜震动，然后在震膜上的线圈绕组和环绕在动圈麦头的磁铁形成磁力场切割，形成微弱的电流。由于该电流信号是非常微弱，因此需要一级放大电路30对该电流信号进行放大。

在本实施例中，通过麦克风所获得的音频信号，经过一级放大电路30的信号处理得到放大音频信号。

通过上述的音频设备，一级放大电路30对输入的音频信号进行放大，以得到放大音频信号，该放大音频信号通过增益控制电路20输出压限电平信号，而且该输出压限电平信号保持恒定范围，不管使用者的声音（例如人的说话声、歌唱声等）大小是否变化，采集距离是否变化，最终录制到的压限电平信号在一个很小的范围内波动，以满足录制需求，避免出现“破音”的现象。

如上所述的音频设备可以是声卡、话筒、多媒体控制台和数字调音台等任意一种设备，用以为用户提供丰富的音频功能。

如图2所示，在一个实施例中，上述音频主体10还包括了二级放大电路110，其与增益控制电路20电连接；压限电平信号通过二级放大电路110输出压限补偿电平信号。具体地，经过增益控制电路20的压限电平信号，其信号有所失真，需要通过二级放大电路110对该压限电平信号进行补偿，以避免输出压限补偿电平信号的严重失真。

进一步地，结合附图3，上述音频设备还包括了ADC模数转换编码器120，其与二级放大电路110电连接；压限补偿电平信号通过ADC模数转换编码器120转换成音频输入数字信号。由此可见，通过二级放大电路110对压限补偿电平信号的补偿，以及ADC模数转换编码器120对该压限补偿电平信号的模数转换，输出符合计算机能够读取的数字信号。

另外，在其它实施例中，结合附图4，上述音频设备还包括了主控芯片130，其与ADC模数转换编码器120电连接，主控芯片130可以控制通过数模转换所得到的数字信号向台式电脑、笔记本电脑、智能手机、平板电脑等终端设备输出。

如图5所示，在一个实施例中，主控芯片130还与增益控制电路20电连接，通过主控芯片130将终端设备输出的控制信号传输至增益控制电路20，以通过控制信号调整增益控制电路20中的压限值。具体地，增益控制电路20的压限值可根据需要进行调整，当终端设备输出控制信号，并通过主控芯片130传输至增益控制电路20，进而对压限值进行调节，使其达到输出的要求。

另外，如图6所示，在其它实施例中，还可以通过增设调节旋钮90实现，其与增益控制电路20电连接，通过调节旋钮90的旋转，对增益控制电路20的压限值进行调节，并同步跟随调节二级放大电路110的补偿倍率，使得最终采集信号最大峰值在最佳采集峰值附近，使其符合应用的要求。

如图7至图8所示，在一个实施例中，上述音频主体10还包括终端连接组件160，终端连接组件160与主控芯片130电连接。具体地，该终端连接组件160为USB接口（Universal Serial Bus，通用串行总线）、PCI插头（Peripheral Component Interconnect，外设部件互连标准）、PCI-E插头（PCI Express）、1394火线接口（IEEE1394）、3.5mm音频接口、DOCK接口或Lighting接口中的任意一种。可以理解，随着技术的发展和需求，可以选择不同的终端连接组件160，只要能够实现音频设备与终端设备电连接即可。

如图9所示，在一个实施例中，为了丰富音频设备的功能，增设了音频的输出功能。上述音频主体10还包括：DAC数模转换解码器140，其与主控芯片130电连接；通过主控芯片130将终端设备输出的音频数字信号传输至DAC数模转换解码器140，此时DAC数模转换解码器140对音频数字信号进行解码，并转换得到音频模拟信号。

进一步地，上述音频主体10还包括：输出放大电路150，其与DAC数模转换解码器140电连接；通过DAC数模转换解码器140输出的音频模拟信号传输至输出放大电路150。具体地，由于DAC数模转换解码器140对数字信号转化为模拟信号，此时该模拟信号较弱，需要通过输出放大电路150进行信号放大，得到输出的音频模拟信号，当与该音频设备连接的耳麦、耳机或扬声器就可以发出动听的声音。

结合附图10至图12进一步的说明本实施例的具体方案，其中图10为正常的音频信号的波形图，图11为压限电平信号的波形图，图12为压限补偿电平信号的波形图，图13为各压限阈值等级与压限峰值的录音波形参考图。

当正常的音频信号（即图10）通过增益控制电路20的处理输出的是具有一定失真的压限电平信号（即图11），即该压限电平信号的波形具有一定的形变。因此，通过二级放大电路110对压限电平信号进行补偿，使其波形回复到初始时正常的音频信号，即图12所示的波形。

结合附图13，在具体的压限值的调节过程中，可以根据应用的需要选择压限等级为1、2、3或4的压限阈值；无论当放大音频信号（即采集的经过放大的音频信号）超过该预设的压限阈值多少时，其都能输出对应压限等级为1、2、3或4且不超过硬件ADC模数转换器采集最高电平的压限峰值的压限电平信号；然后通过二级放大电路110进行补偿，使其达到最佳采集峰值。

 虽然已参照几个典型实施方式描述了本实用新型，但应当理解，所用的术语是说明和示例性、而非限制性的术语。由于本实用新型能够以多种形式具体实施而不脱离实用新型的精神或实质，所以应当理解，上述实施方式不限于任何前述的细节，而应在随附权利要求所限定的精神和范围内广泛地解释，因此落入权利要求或其等效范围内的全部变化和改型都应为随附权利要求所涵盖。

Claims (10)

1.一种音频设备，其特征在于，包括：

音频主体；

增益控制电路，其与所述音频主体电连接；以及

一级放大电路，其与所述增益控制电路电连接；

通过所述一级放大电路向所述增益控制电路输入放大音频信号，以通过所述增益控制电路输出压限电平信号。

2.根据权利要求1所述的音频设备，其特征在于，所述音频主体包括：二级放大电路，其与所述增益控制电路电连接；所述压限电平信号通过所述二级放大电路输出压限补偿电平信号。

3.根据权利要求2所述的音频设备，其特征在于，所述音频主体还包括：ADC模数转换编码器，其与所述二级放大电路电连接；所述压限补偿电平信号通过所述ADC模数转换编码器转换成音频输入数字信号。

4.根据权利要求3所述的音频设备，其特征在于，所述音频主体还包括：主控芯片，其与所述ADC模数转换编码器电连接。

5.根据权利要求4所述的音频设备，其特征在于，所述主控芯片还与所述增益控制电路电连接，通过所述主控芯片将终端设备输出的控制信号传输至所述增益控制电路，以通过所述控制信号调整所述增益控制电路中的压限值。

6.根据权利要求2至4任意一项所述的音频设备，其特征在于，还包括：调节旋钮，其与所述增益控制电路电连接，以通过所述调节旋钮的旋转调整所述增益控制电路中的压限值，并同步跟随调节所述二级放大电路的补偿倍率。

7.根据权利要求1所述的音频设备，其特征在于，所述音频主体还包括：终端连接组件，所述终端连接组件与所述主控芯片电连接，所述音频设备通过所述终端连接组件与终端设备电连接。

8.根据权利要求7所述的音频设备，其特征在于，所述终端连接组件为USB接口、PCI插头、PCI-E插头、1394火线接口、3.5mm音频接口、DOCK接口或Lighting接口中的任意一种。

9.根据权利要求4所述的音频设备，其特征在于，所述音频主体还包括： DAC数模转换解码器，其与所述主控芯片电连接；通过所述主控芯片将终端设备输出的音频数字信号传输至所述DAC数模转换解码器。

10.根据权利要求9所述的音频设备，其特征在于，所述音频设备为声卡或话筒。