CN209234005U - 返声功能部件及辅助外语口语训练的隔音反馈耳机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种返声功能部件及辅助外语口语训练的隔音反馈耳机，所述的声功能部件包括顺次连接的单指向性麦克风接收头(1)、声音放大器(2)、AD转换模块(3)、处理器(4)、DA转换模块(5)和音频运放(6)。本实用新型的返声功能部件装载到普通的耳机中，从而可以实现多个学生在同一间教室内同时练习口语或诵读，避免相互进行干扰，只返回用户本身的声音，不会造成声音失真，且对佩戴方式和耳机的组成材料要求较低；随时可以闹中取静，提高口语学习效率。

Description

返声功能部件及辅助外语口语训练的隔音反馈耳机

技术领域

本实用新型涉及一种返声功能部件及辅助外语口语训练的隔音反馈耳机，属于耳机技术领域。

背景技术

多个学生在同一间教室内同时练习口语或诵读时，会造成相互干扰而影响学习效果。戴上隔音耳机或耳塞，又会有失真的感觉。因此，运用智能耳机解决此类问题，有一定的现实意义。

在现有耳机降噪技术中，主要分为主动降噪和物理隔离两种方案。主动降噪的原理是利用信号处理电路，依靠一个小麦克风对环境噪声取样，然后在耳机中产生一个反相的信号以消除噪声。由于利用小麦克风拾音，不可能采样到100％的信号，也就不能输出100％准确的反相信号，会造成一定的失真，同时对用户本身的语音信号也不进行特殊处理，会一并滤去。耳机被动降噪，也就是用物理隔音的方法，把耳机外的声音尽量隔断，只让耳朵听到耳机中的声音。这种方法，要求耳机包围耳朵形成封闭空间，对佩戴方式和耳机的组成材料要求较高，且也只能阻隔高频噪声，对低频噪声效果不明显。

目前国内外具有隔音回馈和语音纠错功能的耳机类产品都是采用了传统的滤波方案(如名称为一种能听到自己声音的耳机、申请号为201210116161.8的发明专利申请；名称为K 歌/唱吧同步监听耳机、申请号为201610522760.8的发明专利申请；名称为一种降噪耳机的测量方法、申请号为201810167336.5的发明专利申请)，在返声过程中，主要都是利用正确的声音与噪音相抵消或频率域滤波的方案，在嘈杂环境下无法只返回用户本身的声音，还没有一个适合于辅助外语口语训练的耳机。

实用新型内容

本实用新型的目的在于，提供一种返声功能部件及一种辅助外语口语训练的隔音反馈耳机，用于多个学生在同一间教室内同时练习口语或诵读，避免相互进行干扰，可以同时过滤掉高频、低频噪音，只返回用户本身的声音，不会造成声音失真，且对佩戴方式和耳机的组成材料要求较低。

为解决上述技术问题，本实用新型采用如下的技术方案：一种返声功能部件，包括顺次连接的单指向性麦克风接收头、声音放大器、AD转换模块、处理器、DA转换模块和音频运放。

优选的，所述的单指向性麦克风接收头采用心型指向的单指向型麦克风。本实用新型通过选用心型指向性麦克风接收头获取声音信号，利用心型指向性麦克风所具有的近讲效应，有效去除环境杂音，放大用户的语音信号在接受到的信号中所占的比例，从而获得更多的有用信号，同时心型指向的单指向型麦克风成本低廉，采集到的干扰信号少。

优选的，所述的声音放大器采用MAX9812芯片；所述的AD转换模块、处理器、DA 转换模块采用MSP430F5244单片机实现；音频运放采用音频运放PAM8406。

本实用新型中的声音放大器采用MAX9812芯片，将麦克风的输出信号转化成电信号，这种芯片具有封装尺寸小，内置低噪声麦克风偏置，节能等多种优良特性；同时考虑到耳机应具备便于携带和长时间续航的特性，本实用新型选用MSP430F5244单片机作为主控芯片，因其同时具备AD和DA模块，从而可减少外设电路，同时msp430系列的单片机具有低电压、超低功耗的特性，有利于长时间的续航；因为单片机的电流不足以驱动扬声器，因此本实用新型选用了数字功放芯片PAM8406驱动扬声器，利用其体积小，且有优秀的噪声抑制功能的特点，达到了一个较好的效果。

一种辅助外语口语训练的隔音反馈耳机，包括：前述的任一项返声功能部件和耳机本体，所述的耳机本体包括扬声器，所述返声功能部件与扬声器连接。

与现有技术相比，本实用新型具有以下优点：

1、通过利用本实用新型所构建的返声功能部件(包括顺次连接的单指向性麦克风接收头、声音放大器、AD转换模块、处理器、DA转换模块和音频运放)，从而可以实现在嘈杂环境下只返回用户本身的声音；

2、通过将本实用新型的返声功能部件装载到普通的耳机中，用于辅助进行外语口语，从而可以实现多个学生在同一间教室内同时练习口语或诵读，避免相互进行干扰，只返回用户本身的声音，不会造成声音失真，且对佩戴方式和耳机的组成材料要求较低；随时可以闹中取静，提高口语学习效率。

3、本实用新型的隔音反馈耳机，由于经过返声功能部件后已经有了足够的滤波效果，因此无需再采用价格较贵的隔音耳机，只需将从音频运放出来的声音进行过滤后传递给普通耳机中的扬声器，即可实现隔音与反音功能。

4、本实用新型使得语音识别性能提升到一个全新的水平，利用隔音反馈耳机辅助进行外语口语练习，可以有效解决在嘈杂环境下人们练习口语时会受到干扰的问题。

附图说明

图1是本实用新型的一种实施例的结构示意图；

图2是隔音反馈耳机的结构示意图。

附图标记：1-单指向性麦克风接收头，2-声音放大器，3-AD转换模块，4-处理器，5-DA转换模块，6-音频运放，7-耳机本体，8-扬声器。

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步的说明。

具体实施方式

本实用新型的实施例1：一种返声功能部件，如图1所示，包括顺次连接的单指向性麦克风接收头1、声音放大器2、AD转换模块3、处理器4、DA转换模块5和音频运放6。所述的单指向性麦克风接收头1采用心型指向的单指向型麦克风。所述的声音放大器2采用 MAX9812芯片；所述的AD转换模块3、处理器4、DA转换模块5采用MSP430F5244单片机实现；音频运放6采用音频运放PAM8406。

实施例2：一种返声功能部件，包括顺次连接的单指向性麦克风接收头1、声音放大器 2、AD转换模块3、处理器4、DA转换模块5和音频运放6。所述的单指向性麦克风接收头 1采用心型指向的单指向型麦克风。

实施例3：一种返声功能部件，包括顺次连接的单指向性麦克风接收头1、声音放大器 2、AD转换模块3、处理器4、DA转换模块5和音频运放6。所述的声音放大器2采用 MAX9812芯片；所述的AD转换模块3、处理器4、DA转换模块5采用MSP430F5244单片机实现；音频运放6采用音频运放PAM8406。所述的单指向性麦克风接收头1可以采用超心形指向、锐心型指向、扁心型指向的各类单指向型麦克风。

实施例4：一种返声功能部件，包括顺次连接的单指向性麦克风接收头1、声音放大器 2、AD转换模块3、处理器4、DA转换模块5和音频运放6。所述的单指向性麦克风接收头 1可以采用超心形指向、锐心型指向、扁心型指向的各类单指向型麦克风。所述的声音放大器2、AD转换模块3、处理器4、DA转换模块5和音频运放6可以采用市售的现有模块实现。

实施例5：一种辅助外语口语训练的隔音反馈耳机，如图2所示，包括：实施例1至4任一所述的返声功能部件和耳机本体7，所述的耳机本体7包括扬声器8，所述返声功能部件与扬声器8连接。

本实用新型的一种实施例的工作原理：单指向性麦克风接收头1获取声音信号，利用麦克风所具有的近讲效应，有效去除环境杂音；声音放大器2将所述的声音信号转化为电信号，然后利用AD转换模块3进行AD采样获取数据；处理器4利用ICA独立成分分析算法、SVD分解或PCA主成分分析等消除单指向性麦克风接收头1采样过程中的噪音，然后将所述语言信号通过DA转换模块5转换后输出至音频运放6；经过放大后的信号再输出至隔音耳机的扬声器8。

Claims (4)

1.一种返声功能部件，其特征在于，包括顺次连接的单指向性麦克风接收头(1)、声音放大器(2)、AD转换模块(3)、处理器(4)、DA转换模块(5)和音频运放(6)。

2.根据权利要求1所述的返声功能部件，其特征在于，所述的单指向性麦克风接收头(1)采用心型指向的单指向型麦克风。

3.根据权利要求1或2所述的返声功能部件，其特征在于，所述的声音放大器(2)采用MAX9812芯片；所述的AD转换模块(3)、处理器(4)、DA转换模块(5)采用MSP430F5244单片机实现；音频运放(6)采用音频运放PAM8406。

4.一种辅助外语口语训练的隔音反馈耳机，其特征在于，包括：权利要求1至3任一项所述的返声功能部件和耳机本体(7)，所述的耳机本体(7)包括扬声器(8)，所述返声功能部件与扬声器(8)连接。