CN209994549U - 音频互动主机及音频互动设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种音频互动主机及音频互动设备，该音频互动主机主要包括多个输入接口、多通道音频编码器、DSP处理器、音频解码器、多个输出接口、通信协议芯片及以通信接口，多个输入接口与多通道音频编码器的输入端连接，多通道音频编码器的输出端与DSP处理器的输入端连接，DSP处理器的输出端与音频解码器的输入端连接，音频解码器的输出端与多个输出接口连接，通信协议芯片与DSP处理器连接，通信接口与通信协议芯片连接。本实用新型提供的技术方案能够方便地配置音频的多路输入和多路输出，并且能有效消除音频互动场景中的回声和抑制噪音，从而提高互动场景中的音频质量。

Description

音频互动主机及音频互动设备

技术领域

本实用新型涉及音频设备领域，尤其涉及一种音频互动主机及音频互动设备。

背景技术

现代社会中，有很多场合需要用到音频互动设备，如会议、KTV、网络教学培训等。在教育培训行业中，双师远程互动课堂正在逐渐成为流行的授课方式。在互动中经常需要实现音频的多路输入和多路输出，例如本地课堂需要配置多个麦克风进行拾音输入、本地多媒体音频设备输入、远程课堂的音频输入，本地课堂扩音器输出、远程音频输出、本地录播输出等。传统的互动平台主要通过普通功放和电脑实现，其输入和输出方式比较单一，互动音质效果有待提升，因此难以满足上述互动场景的需求。

实用新型内容

本实用新型的主要目的在于提供一种音频互动主机，旨在能够方便地配置音频的多路输入和多路输出。

为实现上述目的，本实用新型提供一种音频互动主机，该音频互动主机包括无线麦克风接收器、有线麦克风接口、多个通用音频输入接口、多通道音频编码器、DSP处理器、音频解码器、多个音频输出接口、通信协议芯片及通信接口，

所述无线麦克风接收器、有线麦克风接口、多个通用音频输入接口分别与所述多通道音频编码器的输入端连接，所述多通道音频编码器的输出端与所述DSP处理器的输入端连接，所述DSP处理器的输出端与所述音频解码器的输入端连接，所述多个音频输出接口与所述音频解码器的输出端连接，所述通信协议芯片与所述DSP处理器连接，所述通信接口与所述通信协议芯片连接；

所述无线麦克风接收器，用于连接无线麦克风接收器；

所述有线麦克风接口，用于连接有线麦克风；

所述多通道音频编码器，用于将所述无线麦克风接收器、有线麦克风接口、多个通用音频输入接口输入的模拟音频信号分别转换成对应的数字音频信号；

所述DSP处理器，用于将所述多通道音频编码器输出的数字音频信号进行音频处理，并将经过处理后的数字音频信号输出到音频解码器；

所述音频解码器，用于对所述DSP处理器输出的数字音频信号进行音频解码并通过多个所述音频输出接口输出解码后的音频信号；

所述通信协议芯片，用于所述DSP处理器与外部终端计算机之间进行信号传输时的协议转换，实现对所述音频互动主机的输入和输出通道的控制及音频参数的调节。

在一实施例中，所述有线麦克风接口的电路内置有48V幻象供电模块。

在一实施例中，所述多通道音频编码器的型号为PCM3168A。

在一实施例中，所述DSP处理器的型号为TMS320C6748。所述DSP处理器包括数字滤波模块、AEC回声消除模块、噪音抑制模块、混音模块、限幅器、压缩限制器、音频矩阵模块、音量调节模块、优选闪避模块。

其中，所述优选闪避模块，用于当所述无线麦克风接收器和有线麦克风接口均有超过预设阈值的声音信号输入时，会优先选通所述无线麦克风接收器的输入信号。

在一实施例中，所述音频解码器的型号为CS4272。

在一实施例中，所述通信协议芯片的型号为W5500。

在一实施例中，所述通用音频输入接口和音频输出接口均采用凤凰端子接口。

本实用新型还提供一种音频互动设备，该音频互动设备包括无线麦克风、有线麦克风、音箱、录播机、终端计算机及如上所述的音频互动主机，

所述无线麦克风的接收器与所述音频互动主机的无线麦克风接收器连接，所述有线麦克风与所述音频互动主机的有线麦克风接口连接，所述终端计算机的音频输出端与所述音频互动主机的第一通用音频输入接口连接，所述终端计算机的音频输入端与所述音频互动主机的第一音频输出接口连接，所述终端计算机的一个通信接口与所述音频互动主机的通信接口连接，所述音箱与所述音频互动主机的第二音频输出接口连接，所述录播机与所述音频互动主机的第三音频输出接口连接；

所述终端计算机，用于对所述音频互动主机进行可视界面的控制操作，以及通过互联网连接远程的音频互动设备来实现远程的音频互动。

在一实施例中，所述无线麦克风支持的无线技术包括2.4GHz、蓝牙中的一种或多种。

在一实施例中，所述有线麦克风为电容式麦克风。

在一实施例中，所述终端计算机为具有内置触控显示屏幕的一体式微型计算机。

在本实用新型技术方案中，通过在音频互动主机上设置无线麦克风接收器、有线麦克风接口、多个通用音频输入接口、多通道音频编码器、DSP处理器、音频解码器、多个音频输出接口、通信协议芯片及通信接口，首先将无线麦克风接收器、有线麦克风接口、多个通用音频输入接口输入的模拟音频信号分别通过所述多通道音频编码器进行模数转换处理并输出为相应的数字音频信号，再将该数字音频信号通过DSP处理器进行数字化音频处理，最后把经过数字化音频处理的数字音频信号通过音频解码器进行解码并通过多个音频输出接口输出信号。如此，便可方便地配置音频的多路输入和多路输出。另外，音频互动主机还可以通过通信协议芯片和通信接口与终端计算机连接，在终端计算机上可以实现对音频互动主机的输入和输出通道的进行控制及音频参数的调节。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1为本实用新型音频互动主机一实施例的电路模块示意图。

图2为本实用新型音频互动设备一实施例的模块配置示意图。

本实用新型目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，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。

需要说明，若本实用新型实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，若本实用新型实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。

本实用新型提供一种音频互动主机，旨在解决互动场景中的回声消除和噪音抑制等实际问题，从而提高互动场景中的音频质量，并且能够方便地配置音频的多路输入和多路输出。

如图1所示，在本实用新型音频互动主机一实施例中，该音频互动主机包括无线麦克风接收器10、有线麦克风接口20、第一通用音频输入接口30、第二通用音频输入接口40、多通道音频编码器50、DSP处理器60、音频解码器70、第一音频输出接口80、第二音频输出接口90、第三音频输出接口100通信协议芯片110及通信接口120，

所述无线麦克风接收器10、有线麦克风接口20、第一通用音频输入接口30、第二通用音频输入接口40分别与所述多通道音频编码器50的输入端连接，所述多通道音频编码器50的输出端与所述DSP处理器60的输入端连接，所述DSP处理器60的输出端与所述音频解码器70的输入端连接，所述第一音频输出接口80、第二音频输出接口90、第三音频输出接口100分别与所述音频解码器70的输出端连接，所述通信协议芯片110与所述DSP处理器60连接，所述通信接口120与所述通信协议芯片110连接。

本实施例中，所述无线麦克风接收器10，用于连接无线麦克风；

本实施例中，所述有线麦克风接口20，用于连接有线麦克风；有线麦克风接口20可采用凤凰端子接口实现。本实施例中，有线麦克风接口20中可内置有48V幻象供电模块，这样就可以兼容普通的动圈式麦克风和需48V幻象供电的电容式麦克风。

本实施例中，所述多通道音频编码器50，用于将所述无线麦克风接收器10、有线麦克风接口20、第一通用音频输入接口30、第二通用音频输入接口40输入的模拟音频信号分别转换成对应的数字音频信号；所述多通道音频编码器50可选用型号为PCM3168A的音频编码芯片，该芯片最多可实现八通道的音频编码。其中，所述通用音频输入接口30、40和音频输出接口80、90、100均可采用凤凰端子接口。这种接口金属导体接触紧密，连接稳固，不会滑动，可以避免因音频接口接触不良而导致的噪音和失效。

本实施例中，所述DSP处理器60，用于将所述多通道音频编码器50输出的数字音频信号进行数字音频处理，并把经过处理后的数字音频信号输出到音频解码器70；将所述多通道音频编码器50输出的数字音频信号进行数字音频处理具体是进行滤波、混音、音量大小调节等功能。

本实施例中，DSP处理器60内部可设置有数字滤波模块、AEC回声消除模块、噪音抑制模块、混音模块、限幅器、压缩限制器、音频矩阵模块、音量调节模块、优选闪避模块。其中：

数字滤波模块用于过滤音频信号中的高频和低频噪声；

AEC回声消除模块用于消除互动场景中麦克风和扬声器之间因互相反馈而形成的回声；

混音模块用于协调地混合各通道输入的音频信号；

限幅器用于是把输出信号幅度限定在一定的范围内，防止输出幅度过大的音频信号；

压缩限制器用于限制麦克风瞬间输入过大的音频信号导致出现的过量失真；

音频矩阵模块可用于控制各音频输出端对应可选的输入音频信号；

音量调节模块用于调节各音频输出通道的信号幅值。

优选闪避模块，用于当所述无线麦克风接收器10和有线麦克风接口20均有超过预设阈值的声音信号输入时，会优先选通所述无线麦克风接收器10的输入信号，此模块可以对回声消除作出增益效果。

本实施例中，DSP处理器可采用型号为TMS320C6748的芯片，该处理器数字音频处理性能好、功耗低。

本实施例中，所述音频解码器70，用于对所述DSP处理器60输出的数字音频信号进行音频解码并通过所述第一音频输出接口80、第二音频输出接口90、第三音频输出接口100输出解码后的音频信号；所述音频解码器可采用型号为CS4272的芯片。

本实施例中，所述通信协议芯片110，用于所述DSP处理器60与外部终端计算机之间进行信号传输时的协议转换，实现对所述音频互动主机的各输入和各输出通道的开闭及音频参数的调节。所述通信协议芯片的型号为W5500，这个芯片简单易用，安全稳定。

当音频互动主机用于教学培训时，可以在该音频互动主机上配置一个无线麦克风和一个有线麦克风、多媒体设备(如CD播放机、电子乐器等)、教学电脑、扬声器，其中音频互动主机的无线麦克风接收器与上述无线麦克风连接；有线麦克风接口与上述有线麦克风连接；第一通用音频输入接口与上述多媒体设备连接；第二音频输入接口与上述教学电脑的音频输出端连接，可以通过互联网将远程的音频信号传输到本地教学电脑并经过音频互动主机和扬声器进行播放；第一音频输出接口与上述扬声器连接，用于输出无线和有线麦克风、多媒体播放机、教学电脑的声音信号；第二音频输出接口与上述教学电脑的音频输入端连接，通过教学电脑连接互联网可以将本地教学的音频信号传输到远程的教室或其他终端。此外，音频互动主机的通信接口与上述教学电脑的通信接口连接，可以在教学电脑上对音频互动主机的输入接口和输出接口进行控制及音频参数的调节。

本实用新型提出的音频互动主机通过将无线麦克风接收器、有线麦克风接口、第一通用音频输入接口、第二通用音频输入接口输入的模拟音频信号分别通过多通道音频编码器进行模数转换处理并输出为相应的数字音频信号，再将该数字音频信号通过DSP处理器进行数字化音频处理，最后把经过数字化音频处理的数字音频信号通过音频解码器进行解码并通过多个音频输出接口输出信号。如此，便可方便地配置音频的多路输入和多路输出。

此外，音频互动主机还可以通过通信协议芯片和通信接口与终端计算机连接，在终端计算机上可以实现对音频互动主机的输入和输出通道进行控制及音频参数的调节。在上述音频互动主机的DSP处理器中，设置有数字滤波模块、AEC回声消除模块、噪音抑制模块、混音模块、限幅器、压缩限制器、音频矩阵模块、音量调节模块、优选闪避模块，这些功能模块与本实用新型的其他硬件配合能够有效解决互动场景中的回声消除和噪音抑制等实际问题，从而提高互动场景中的音频质量。

本实用新型还提供一种音频互动设备，参照图2，在本实用新型提供的音频互动设备一实施例中，该音频互动设备包括：

无线麦克风200、有线麦克风210、音箱220、录播机230、终端计算机240及如上所述的音频互动主机250，

所述无线麦克风200与所述音频互动主机250的无线麦克风接收器连接，所述有线麦克风210与所述音频互动主机250的有线麦克风接口连接，所述终端计算机240的音频输出端与所述音频互动主机250的第一通用音频输入接口连接，所述终端计算机240的音频输入端与所述音频互动主机250的第一音频输出接口连接，所述终端计算机240的一个通信接口与所述音频互动主机250的通信接口连接，所述音箱220与所述音频互动主机250的第二音频输出接口连接，所述录播机230与所述音频互动主机250的第三音频输出接口连接；

所述终端计算机240，用于对所述音频互动主机250进行可视界面的控制操作，以及通过互联网连接远程的音频互动设备来实现远程的音频互动。

进一步地，所述无线麦克风200支持的无线技术包括2.4GHz和蓝牙。

所述有线麦克风210为电容式麦克风。因为电容式麦克风具有频带宽广、响应曲线平直、非线性畸变小、瞬态响应好等突出优点，与本实用新型所提供的音频互动主机配合可以实现最优的效果。

所述终端计算机240为具有内置触控显示屏幕的一体式微型计算机。在终端计算机240上可以对所述音频互动主机250进行可视化界面的控制操作，能够供用户方便地控制各输入和各输出通道的开闭并且进行音频参数的调节，所述音频参数调节包括回声消除强度设置、噪音抑制比设置、十段均衡器设置、高通滤波和低通滤波设置、音量平衡和音量电平设置、矩阵混音设置。需要说明的是，所述音频互动主机250在默认的参数设置下即可正常使用，当在特别的场景或特殊场合中，用户可以通过终端计算机240对所述音频互动主机250的参数作出更精确的调整以达到合适的回声消除效果、噪音抑制效果及其他音频效果，且其参数配置可以以电脑文件的形式保存下来，方便随时调用。

以上所述仅为本实用新型的可选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是在本实用新型的发明构思下，利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种音频互动主机，其特征在于，包括无线麦克风接收器、有线麦克风接口、多个通用音频输入接口、多通道音频编码器、DSP处理器、音频解码器、多个音频输出接口、通信协议芯片及通信接口，

所述无线麦克风接收器、有线麦克风接口、多个通用音频输入接口分别与所述多通道音频编码器的输入端连接，所述多通道音频编码器的输出端与所述DSP处理器的输入端连接；所述DSP处理器的输出端与所述音频解码器的输入端连接，多个所述音频输出接口分别与所述音频解码器的输出端连接，所述通信协议芯片与所述DSP处理器连接，所述通信接口与所述通信协议芯片连接；

所述无线麦克风接收器，用于连接无线麦克风；

所述有线麦克风接口，用于连接有线麦克风；

所述多通道音频编码器，用于将所述无线麦克风接收器、有线麦克风接口及多个通用音频输入接口输入的模拟音频信号分别转换成各自对应的数字音频信号；

所述DSP处理器，用于将所述多通道音频编码器输出的数字音频信号进行音频处理，并将经过处理后的数字音频信号输出到音频解码器；

所述音频解码器，用于对所述DSP处理器输出的数字音频信号进行音频解码并通过所述音频输出接口输出解码后的音频信号；

所述通信协议芯片，用于供所述DSP处理器与外部终端计算机之间进行信号传输时的协议转换。

2.根据权利要求1所述的音频互动主机，其特征在于，所述有线麦克风接口的电路内置有48V幻象供电模块。

3.根据权利要求1所述的音频互动主机，其特征在于，所述多通道音频编码器的型号为PCM3168A，所述音频解码器的型号为CS4272。

4.根据权利要求1所述音频互动主机，其特征在于，所述DSP处理器的型号为TMS320C6748。

5.根据权利要求1所述音频互动主机，其特征在于，所述通信协议芯片的型号为W5500。

6.根据权利要求1所述音频互动主机，其特征在于，所述通用音频输入接口和音频输出接口均采用凤凰端子接口。

7.一种音频互动设备，其特征在于，包括无线麦克风、有线麦克风、音箱、录播机、终端计算机及如权利要求1至6任意一项所述的音频互动主机；

所述终端计算机具有音频输入端、音频输出端及通信接口，所述无线麦克风与所述音频互动主机的无线麦克风接收器连接，所述有线麦克风与所述音频互动主机的有线麦克风接口连接，所述终端计算机的音频输出端与所述音频互动主机的第一通用音频输入接口连接，所述终端计算机的音频输入端与所述音频互动主机的第一音频输出接口连接，所述终端计算机的通信接口与所述音频互动主机的通信接口连接，所述音箱与所述音频互动主机的第二音频输出接口连接，所述录播机与所述音频互动主机的第三音频输出接口连接；

所述终端计算机，用于对所述音频互动主机进行可视界面的控制操作，以及通过互联网连接远程的音频互动设备来实现远程的音频互动。

8.根据权利要求7所述音频互动设备，其特征在于，所述无线麦克风接收器包括2.4GHz无线模块、蓝牙模块中的一种或多种。

9.根据权利要求7所述的音频互动设备，其特征在于，所述有线麦克风为电容式麦克风。

10.根据权利要求7所述的音频互动设备，其特征在于，所述终端计算机为内置触控显示屏幕的一体式微型计算机。

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