CN210469663U - 一种实现远场通话及远场Ai拾音的MIC阵列智能音箱 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于人工智能设备技术领域，具体涉及一种实现远场通话及远场Ai拾音的MIC阵列智能音箱，包括CPU、音频CPLD模块、功放模块、AD转换模块(SPK反馈)和扬声器；所述音频CPLD模块分别与CPU、功放模块、AD转换模块电连接；所述功放模块分别与CPU、扬声器电连接；所述AD转换模块(SPK反馈)分别与CPU、扬声器电连接。本实用新型能够实现3米～5米远扬拾音及远场通话，通过本实用新型的结构，实现远场4G通话，远场Ai拾音通话效果佳。

Description

一种实现远场通话及远场Ai拾音的MIC阵列智能音箱

技术领域

本实用新型属于智能设备技术领域，具体涉及一种实现远场通话及远场Ai拾音的MIC阵列智能音箱。

背景技术

随着社会的发展和科技的进步，现在这个时代给了人们过去任何时代都未曾想象过的科技和便捷，各种各样的智能设备进入了人们的生活，为人们的生活带来了翻天覆地的变化，给人们的生活带来了前所未有的便利，现有的智能设备，例如智能手机、智能机器人、智能音箱、智能窗帘等等。

现有的智能音箱能够进行语音对话和电话通话，但电话通话效果不佳。

实用新型内容

针对现有技术中的缺陷，本实用新型公开了一种现远场通话及远场Ai拾音的MIC阵列智能音箱，能够实现远扬拾音对话和电话通话，通过本实用新型的结构，拾音通话效果佳。

本实用新型提供了一种实现远场通话及远场Ai拾音的MIC阵列智能音箱，包括CPU、音频CPLD模块、功放模块、AD转换模块和扬声器；

所述音频CPLD模块分别与CPU、功放模块、AD转换模块电连接；

所述功放模块分别与CPU、扬声器电连接；

所述AD转换模块分别与CPU、扬声器电连接。

优选地，所述音频CPLD模块包括音频CPLD处理芯片U24；

所述CPU的多个I2S音频通道处理控制端分别与音频CPLD处理器U24的多路I2S音频通道处理端电连接。

优选地，所述功放模块包括功放芯片U1、第一功放电路和第二功放电源电路；

所述CPU与功放控制端上四个端口分别接接功放芯片U1的/PD端、SDA端、SCL端和TEST端；

所述CPLD处理器U24的RGB0端、RGB1端和RGB2端分别接功放芯片U1的BCLK端、LRCIN端和SDATA端；

所述功放芯片U1的LA端和LB端经第一功放电路滤波后接第一扬声器的两端；

所述功放芯片U1的RA端和RB端经第二功放电路滤波后接第二扬声器的两端；

所述第一扬声器、第二扬声器反馈经ADC前端电路滤波采样调整后反馈到转换芯片U20，转换芯片U20将模拟信号转换成I2S的数字信号反馈到音频CPLD处理芯片U24，起到消噪的作用。

优选地，所述AD转换模块包括转换芯片U20、第一转换电路和第二转换电路；

所述CPU的四个转换控制端分别接转换芯片U20的MCLK端、SDOUT端、CCLK端和CDATA端；

所述处理器U24的IOT-46B-G0端和IOT-47A端分别接转换芯片U20的SCLK端和LRCK端；

所述转换芯片U20的AINLP端和AINLN端由第一扬声器的两端信号经第一转换电路滤波采样调整后接入；

所述转换芯片U20的AINRP端和AINRN端由第二扬声器的两端信号经第二转换电路滤波采样调整后接入。

优选地，所述的一种实现远场通话及远场Ai拾音的MIC阵列智能音箱，还包括远场通话的语音模块，所述语音模块与CPU电连接。

优选地，所述语音模块包括语音芯片U3和通话使用的单麦克风；

所述CPU的若干语音控制端分别接语音芯片U3的若干语音被控端；

所述CPU的一个语音通讯端接语音芯片U3的LINEOUT1-R端；

所述语音芯片U2的MIC2L-N端和MIC2L-P端分别接麦克风的两端。

优选地，所述的一种实现远场通话及远场Ai拾音的MIC阵列智能音箱，还包括通信模块U19，提供音箱使用的移动网络；所述通信模块与CPU电连接。

优选地，所述通信模块包括通信模块U19、第一主天线和第二分集天线；包含样品编解码的芯片U10；

所述CPU的若干通信端分别接通信芯片U19的若干通信端；

所述通信芯片U19的MAIN-ANT端经电阻R133接第一主天线；

所述通信芯片U19的DIV-ANT端经电阻R413接第二分集天线。

优选地，所述CPU采用的型号为MT6739。

本实用新型的技术方案，能够实现远扬拾音对话和远场通话，通过本实用新型的结构，拾音通话效果佳。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中，类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识。附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。

图1为本实施例中MIC阵列智能音箱的结构原理图一；

图2为本实施例中MIC阵列智能音箱的结构原理图二；

图3为本实施例中MIC阵列智能音箱的结构原理图三；

图4为本实施例中音频CPLD模块的电路结构图；

图5为本实施例中功放模块的电路结构图；

图6为本实施例中第一功放电路和第二功放电路的电路结构图；

图7为本实施例中AD转换模块的电路结构图；

图8为本实施例中第一转换电路和第二转换电路的电路结构图；

图9为本实施例中语音模块的电路结构图；

图10为本实施例中通信模块的电路结构图。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本实用新型的技术方案，因此只是作为示例，而不能以此来限制本实用新型的保护范围。

实施例一：

本实施例提供了一种实现远场通话及远场Ai拾音的MIC阵列智能音箱，如图1所示，包括CPU、音频CPLD模块、功放模块、AD转换模块和扬声器；

所述音频CPLD模块分别与CPU、功放模块、AD转换模块电连接；

所述功放模块分别与CPU、扬声器电连接；

所述AD转换模块分别与CPU、扬声器电连接。

本实施例的CPU采用的型号为MT6739。

如图4所示，所述音频CPLD模块包括处理芯片U24；所述CPU的多个处理控制端分别与处理器U24的多个处理被控端电连接。

如图5和图6所示，所述功放模块包括功放芯片U1、第一功放电路和第二功放电路；

所述CPU的四个功放控制端分别接功放芯片U1的/PD端、SDA端、SCL端和TEST端；

所述处理器U24的RGB0端、RGB1端和RGB2端分别接功放芯片U1的BCLK端、LRCIN端和SDATA端；

所述功放芯片U1的LA端和LB端经第一功放电路滤波后接第一扬声器的两端；

所述功放芯片U1的RA端和RB端经第二功放电路滤波后接第二扬声器的两端。

如图7和图8所示，所述AD转换模块包括转换芯片U20、第一转换电路和第二转换电路；

所述CPU的四个转换控制端分别接转换芯片U20的MCLK端、SDOUT端、CCLK端和CDATA端；

所述处理器U24的IOT-46B-G0端和IOT-47A端分别接转换芯片U20的SCLK端和LRCK端；

所述转换芯片U20的AINLP端和AINLN端由第一扬声器的两端信号经第一转换电路滤波采样调整后接入(或者所述转换芯片U20的AINLP端和AINLN端经第一转换电路接第一扬声器的两端)；

所述转换芯片U20的AINRP端和AINRN端由第二扬声器的两端信号经第二转换电路滤波采样调整后接入(所述转换芯片U20的AINRP端和AINRN端经第二转换电路接第二扬声器的两端)。

本实施例的智能音箱，能够实现远扬拾音和通话，通过本实施例的结构，拾音通话效果佳。本实施例的智能音箱采用智能手机平台芯片支持SIM卡及各运营商的网络频段；智能音箱网络支持4G，WiFi两种无线网络，可自由切换(通过APP)；

①本实施例的智能音箱通过阵列多MIC实现远场拾音唤醒后进行语音交互；阵列MIC收到语音信号后转换成数字信号给U24，U24把声音信号进行处理/转换成U1所能识别的信号，U1再把语音信号进行识别--自然语言处理后通过网络(4G/WiFi)上传至云端服务器，云端服务器将进行语音数字编码识别和语义理解，随后通过调用数据库中的信息；通过网络(4G/WiFi)传递给智能音箱，U1把信息进行语音合成后通过音效单元(U24处理后经过U1放大)还原成语音信号经喇叭播放出来。

②阵列多MIC远场蜂窝网络电话通话：音箱可插入电话卡支持4G网络和蜂窝网络语音通话；来电时，喇叭播放铃声提醒；语音给阵列MIC“接电话”后台把语音指令转换控制信号给U1后，通过指令接通电话；U24所接的阵列多MIC进行远场拾音负责通话的发送端，经U24处理后给U1匹配的语音数字信号，再把信号通过放大，A/D转换，编码，交织，加密，信道编码，发射数字信号，调制，D/A转换，混频，增益放大后，通过天线将无线电波发射出去；电话语音回来，通过天线接收无线电波后带通滤波，经U1放大，A/D转换，解调，信道解密，解码，去交织，数字语音，解码，D/A转换，发送给U1音频放大后喇叭发出声音；完成整个电话通话的过程。

实施例二：

本实施例的一种实现远场通话及远场Ai拾音的MIC阵列智能音箱，如图2所示，在实施例一的基础上，还包括语音模块，所述语音模块与CPU电连接。

如图9所示，所述语音模块包括语音芯片U3和麦克风CN1；

所述CPU的若干语音控制端分别接语音芯片U3的若干语音被控端；

所述CPU的一个语音通讯端接语音芯片U3的LINEOUT1-R端；

所述语音芯片U3的MIC2L-N端和MIC2L-P端分别接麦克风的两端。

本实施例的智能音箱，能够实现远扬拾音和通话，通过本实施例的结构，拾音通话效果佳。本实施例的智能音箱采用智能手机平台芯片支持SIM卡及各运营商的网络频段；智能音箱网络支持4G，WiFi两种无线网络，可自由切换(通过APP)；

①智能Ai音箱通过阵列多MIC实现远场拾音唤醒后进行语音交互；阵列MIC收到语音信号后转换成数字信号给U24，U24把声音信号进行处理/转换成U1所能识别的信号，U1再把语音信号进行识别--自然语言处理后通过网络(4G/WiFi)上传至云端服务器，云端服务器将进行语音数字编码识别和语义理解，随后通过调用数据库中的信息；通过网络(4G/WiFi)传递给智能音箱，U1把信息进行语音合成后通过音效单元(U24处理后经过U1放大)还原成语音信号经喇叭播放出来。

②单MIC远场蜂窝网络电话通话：音箱可插入电话卡支持4G网络和蜂窝网络语音通话；来电时，喇叭播放铃声提醒；语音给阵列MIC“接电话”后台把语音指令转换控制信号给U1后，通过指令接通电话；U2所接的MIC进行远场拾音(3M)负责通话的发送端，经U2处理后给U1匹配的语音数字信号，再把信号通过放大，A/D转换，编码，交织，加密，信道编码，发射数字信号，调制，D/A转换，混频，增益放大后通过天线将无线电波发射出去；电话语音回来，通过天线接收无线电波后带通滤波，经U1放大，A/D转换，解调，信道解密，解码，去交织，数字语音，解码，D/A转换，发送给U1音频放大后喇叭发出声音；完成整个电话通话的过程。

实施例三：

本实施例的一种实现远场通话及远场Ai拾音的MIC阵列智能音箱，如图3所示，在实施例一的基础上，还包括通信模块，所述通信模块与CPU电连接。

如图10所示，所述通信模块包括通信芯片U19、第一主天线和第二分集天线；

所述CPU的若干通信端分别接通信芯片U19的若干通信端；

所述通信芯片U19的MAIN-ANT端经电阻R133接第一主天线；

所述通信芯片U19的DIV-ANT端经电阻R413接第二分集天线。

本实用新型的智能音箱，能够实现远扬拾音和通话，通过本实用新型的结构，拾音通话效果佳。本实施例的智能音箱采用智能手机平台芯片支持SIM卡及各运营商的网络频段；智能音箱网络支持4G，WiFi两种无线网络，可自由切换(通过APP)；

①智能Ai音箱通过阵列多MIC实现远场拾音唤醒后进行语音交互；阵列MIC收到语音信号后转换成数字信号给U4113,U4113把声音信号进行处理/转换成U1所能识别的信号，U1再把语音信号进行识别--自然语言处理后通过WiFi网络上传至云端服务器(若通过4G网络：U1把语音信号进行识别处理后经U19模块把把语音信号发送到云端)，云端服务器将进行语音数字编码识别和语义理解，随后通过调用数据库中的信息；通过网络(4G/WiFi)传递给智能音箱，U1把信息进行语音合成后通过音效单元(处理后经过U1放大)还原成语音信号经喇叭播放出来。

②阵列多MIC远场蜂窝网络电话通话：音箱可插入电话卡支持4G网络和蜂窝网络语音通话；来电时，喇叭播放铃声提醒；语音给阵列MIC“接电话”后台把语音指令转换控制信号给U1后，通过指令接通电话；U4113所接的阵列多MIC进行远场拾音负责通话的发送端，经U4113处理后给U1匹配的语音数字信号，再把信号给到U19通过放大，A/D转换，编码，交织，加密，信道编码，发射数字信号，调制，D/A转换，混频，增益放大后通过天线将无线电波发射出去；电话语音回来，通过U19天线接收无线电波后带通滤波，放大，A/D转换，解调，信道解密，解码，去交织，数字语音，解码，D/A转换，U100把语音信号给U1处理后发送给U1音频放大后喇叭发出声音；完成整个电话通话的过程。

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；尽管参照前述各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，或者对其中部分或者全部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范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求和说明书的范围当中。

Claims (9)

1.一种实现远场通话及远场Ai拾音的MIC阵列智能音箱，其特征在于，包括CPU、音频CPLD模块、功放模块、AD转换模块和扬声器；

所述音频CPLD模块分别与CPU、功放模块、AD转换模块电连接；

所述功放模块分别与CPU、扬声器电连接；

所述AD转换模块分别与CPU、扬声器电连接。

2.根据权利要求1所述的一种实现远场通话及远场Ai拾音的MIC阵列智能音箱，其特征在于，所述音频CPLD模块包括音频CPLD处理芯片U24；

所述CPU的多个I2S音频通道处理控制端分别与音频CPLD处理器U24的多路I2S音频通道处理端电连接。

3.根据权利要求2所述的一种实现远场通话及远场Ai拾音的MIC阵列智能音箱，其特征在于，所述功放模块包括功放芯片U1、第一功放电路和第二功放电源电路；

所述CPU与功放控制端上四个端口分别接接功放芯片U1的/PD端、SDA端、SCL端和TEST端；

所述CPLD处理器U24的RGB0端、RGB1端和RGB2端分别接功放芯片U1的BCLK端、LRCIN端和SDATA端；

所述功放芯片U1的LA端和LB端经第一功放电路滤波后接第一扬声器的两端；

所述功放芯片U1的RA端和RB端经第二功放电路滤波后接第二扬声器的两端；

所述第一扬声器、第二扬声器反馈经ADC前端电路滤波采样调整后反馈到转换芯片U20，转换芯片U20将模拟信号转换成I2S的数字信号反馈到音频CPLD处理芯片U24，起到消噪的作用。

4.根据权利要求3所述的一种实现远场通话及远场Ai拾音的MIC阵列智能音箱，其特征在于，所述AD转换模块包括转换芯片U20、第一转换电路和第二转换电路；

所述CPU的四个转换控制端分别接转换芯片U20的MCLK端、SDOUT端、CCLK端和CDATA端；

所述处理器U24的IOT-46B-G0端和IOT-47A端分别接转换芯片U20的SCLK端和LRCK端；

所述转换芯片U20的AINLP端和AINLN端由第一扬声器的两端信号经第一转换电路滤波采样调整后接入；

所述转换芯片U20的AINRP端和AINRN端由第二扬声器的两端信号经第二转换电路滤波采样调整后接入。

5.根据权利要求4所述的一种实现远场通话及远场Ai拾音的MIC阵列智能音箱，其特征在于，还包括远场通话的语音模块，所述语音模块与CPU电连接。

6.根据权利要求5所述的一种实现远场通话及远场Ai拾音的MIC阵列智能音箱，其特征在于，所述语音模块包括语音芯片U3和通话使用的单麦克风；

所述CPU的若干语音控制端分别接语音芯片U3的若干语音被控端；

所述CPU的一个语音通讯端接语音芯片U3的LINEOUT1-R端；

所述语音芯片U2的MIC2L-N端和MIC2L-P端分别接麦克风的两端。

7.根据权利要求4所述的一种实现远场通话及远场Ai拾音的MIC阵列智能音箱，其特征在于，还包括通信模块U19，提供音箱使用的移动网络；所述通信模块与CPU电连接。

8.根据权利要求7所述的一种实现远场通话及远场Ai拾音的MIC阵列智能音箱，其特征在于，所述通信模块包括通信模块U19、第一主天线和第二分集天线；包含样品编解码的芯片U10；

所述CPU的若干通信端分别接通信芯片U19的若干通信端；

所述通信芯片U19的MAIN-ANT端经电阻R133接第一主天线；

所述通信芯片U19的DIV-ANT端经电阻R413接第二分集天线。

9.根据权利要求1所述的一种实现远场通话及远场Ai拾音的MIC阵列智能音箱，其特征在于，所述CPU采用的型号为MT6739。

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