CN212519401U - 数字麦克风电路及拾音电子设备 - Google Patents

Abstract

本申请的实施例提供了一种数字麦克风电路及拾音电子设备，其中，数字麦克风电路通过采用声音采集电路和控制电路，实现了对声音的采集并转换为音频信号，且实现了声音采集电路的输出相位可控以使输出的音频信号为左声道音频信号或右声道音频信号，即本数字麦克风电路的左右声道音频信号可变换，本数字麦克风电路可以输出左声道音频信号或右声道音频信号，解决了传统的耳机麦克风电路中存在由于左右声道固定化，而无法变换左右声道以适用不同场合的问题。

Description

数字麦克风电路及拾音电子设备

技术领域

本申请属于耳机音频信号处理技术领域，尤其涉及一种数字麦克风电路及拾音电子设备。

背景技术

目前，传统的耳机麦克风电路一般分为左声道麦克风电路和右声道麦克风电路，即左声道麦克风电路只能连接左耳机，右声道麦克风电路只能连接右耳机，左声道麦克风电路和右声道麦克风电路不能相互交叉使用，无法适应于需区分和变换左右声道的场合。

因此，传统的耳机麦克风电路中存在由于左右声道固定化，而无法变换左右声道以适用不同场合的问题。

实用新型内容

本申请的目的在于提供一种数字麦克风电路及拾音电子设备，旨在解决传统的耳机麦克风电路中存在由于左右声道固定化，而无法变换左右声道以适用不同场合的问题。

本申请实施例的第一方面提了一种数字麦克风电路，包括：

声音采集电路，所述声音采集电路用于采集声音并转换为音频信号；和

控制电路，所述控制电路与所述声音采集电路连接，所述控制电路用于控制所述声音采集电路的输出相位以使所述音频信号为左声道音频信号或右声道音频信号。

在一个实施例中，所述声音采集电路为两路，用于分别采集声音并转换为第一音频信号和第二音频信号；

所述控制电路还用于控制两路所述声音采集电路的输出相位，以使所述第一音频信号和所述第二音频信号其中一个为左声道音频信号，另一个为右声道音频信号。

在一个实施例中，所述声音采集电路包括与所述控制电路连接的受控端，和与地连接的接地端，所述控制电路包括：

上拉电路，所述上拉电路和所述声音采集电路的受控端和电源连接；和

下拉电路，所述下拉电路和所述声音采集电路的受控端、接地端以及所述上拉电路连接；所述上拉电路和所述下拉电路共接用于控制所述声音采集电路的输出相位。

在一个实施例中，所述上拉电路包括第一电阻，所述第一电阻的第一端和所述电源连接，所述第一电阻的第二端和所述声音采集电路的受控端连接。

在一个实施例中，所述下拉电路包括第二电阻，所述第二电阻的第一端和所述第一电阻的第二端连接，所述第二电阻的第二端接地。

在一个实施例中，所述声音采集电路包括与所述控制电路连接的受控端，所述控制电路包括微处理器，所述微处理器与所述声音采集电路连接，所述微处理器用于输出电平信号到所述声音采集电路的受控端以控制所述声音采集电路的输出相位。

在一个实施例中，所述声音采集电路为数字麦克风芯片，所述控制电路用于控制所述数字麦克风芯片的受控端的电压值以控制所述数字麦克风芯片的输出相位。

在一个实施例中，所述数字麦克风电路还包括滤波电路，所述滤波电路与所述声音采集电路的电源端和地连接，所述滤波电路用于滤除输入到所述声音采集电路的直流电的电源杂波。

本申请实施例的第二方面提了一种拾音电子设备，包括：

数字麦克风电路板，所述数字麦克风电路板上设有连接器和如本申请实施例的第一方面所述的数字麦克风电路，所述连接器与所述数字麦克风电路连接；和

拾音处理板，所述拾音处理板上设有拾音处理器，所述拾音处理器通过所述连接器与所述数字麦克风电路连接，所述拾音处理器用于提供时钟信号到所述数字麦克风电路，和接入所述音频信号并对所述音频信号解码。

在一个实施例中，所述数字麦克风电路板为中轴对称型PCB板。

上述的数字麦克风电路，通过采用声音采集电路和控制电路，实现了对声音的采集并转换为音频信号，且实现了声音采集电路的输出相位可控以使音频信号为左声道音频信号或右声道音频信号，即本数字麦克风电路的左右声道音频信号可变换，可以输出左声道音频信号或右声道音频信号，解决了传统的耳机麦克风电路中存在由于左右声道固定化，而无法变换左右声道以适用不同场合的问题。

附图说明

图1为本申请一实施例提供的数字麦克风电路的电路示意图；

图2为图1所示的数字麦克风电路中声音采集电路的电路示意图；

图3为图1所示的数字麦克风电路中声音采集电路为两路的电路示意图；

图4为图1所示的数字麦克风电路中控制电路的电路示意图；

图5为图1所示的数字麦克风电路中控制电路的另一电路示意图；

图6为图1所示的数字麦克风电路的另一电路示意图；

图7为图6所示的数字麦克风电路的示例电路原理图；

图8是本申请一实施例提供的拾音电子设备的示意图；

图9是为图8所示的拾音电子设备的数字麦克风电路和拾音处理器间的时钟信号和音频信号的时序图。

具体实施方式

为了使本申请所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。

需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示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一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

图1示出了本申请实施例的第一方面提供的数字麦克风电路10的电路示意图，为了便于说明，仅示出了与本实施例相关的部分，详述如下：

本实施中的数字麦克风电路10，包括：声音采集电路100和控制电路200，控制电路200与声音采集电路100连接，声音采集电路100用于采集声音并转换为音频信号；控制电路200用于控制声音采集电路100的输出相位以使音频信号为左声道音频信号或右声道音频信号。

应理解，控制电路200由能够输出不同高低电平信号的器件或芯片构成，例如微处理器、电源电路等。本实施例中的数字麦克风电路10，通过采用声音采集电路100和控制电路200，实现了对声音的采集并转换为音频信号，且实现了声音采集电路100的输出相位可控以使音频信号为左声道音频信号或右声道音频信号，即本数字麦克风电路10的左右声道音频信号可变换，可以输出左声道音频信号或右声道音频信号，解决了传统的耳机麦克风电路中存在由于左右声道固定化，而无法变换左右声道以适用不同场合的问题。

可选的，请参阅图2，声音采集电路100可以由驱动泵、容性传感器、放大电路、模数转换电路以及控制器构成，驱动泵用于驱动容性传感器以将声音转换为电信号，放大电路对该电信号进行放大并输出到模数转换电路，模数转换电路将该电信号转换为数字信号并输出到控制器，控制器用于在控制电路200的控制下，将该数字信号转换为左声道音频信号或右声道音频信号。

可选的，请参阅图5，声音采集电路100包括与控制电路200连接的受控端L/R，和与地连接的接地端GND。声音采集电路100还可以由数字麦克风芯片U1构成，数字麦克风芯片U1的受控端L/R即为声音采集电路100的受控端，数字麦克风芯片U1的接地端GND即为声音采集电路100的接地端GND。控制电路200用于控制数字麦克风芯片U1的受控端L/R的电压值以控制数字麦克风芯片U1的输出相位，即通过控制输出到数字麦克风芯片U1的受控端L/R的高低电平来控制数字麦克风芯片U1的输出相位；在一个实施例中，数字麦克风芯片U1的型号为MSM261D4030Z1A，在其他实施例中，声音采集电路100可以采用其他型号的数字麦克风芯片。

本声音采集电路100，通过采用驱动泵、容性传感器、放大电路、模数转换电路以及控制器，或者通过采用数字麦克风芯片U1，从而实现对声音的采集、放大以及转换为音频信号，并在控制电路200的控制下，输出为左声道音频信号或右声道音频信号，实现了左声道和右声道的可控性，电路结构简单，且能以一种电路形式以适用不同的应用场景。

在一个实施例中，声音采集电路100为两路，用于分别采集声音并转换为第一音频信号和第二音频信号，控制电路200还用于控制两路声音采集电路100的输出相位，以使第一音频信号和第二音频信号其中一个为左声道音频信号，另一个为右声道音频信号。例如，当声音采集电路100由数字麦克风芯片构成时，则声音采集电路100包括两个数字麦克风芯片，请参见图3，声音采集电路100包括第一数字麦克风芯片U1和第二数字麦克风芯片U2，控制电路200分别控制两个数字麦克风芯片的受控端的高低电平从而使得两个数字麦克风芯片分别输出左声道音频信号和右声道音频信号。

本实施例中的数字麦克风电路，通过将声音采集电路100分为两路，从而使得两路声音采集电路100可同时输出左声道音频信号和右声道音频信号，且通过控制电路200控制两路声音采集电路100的输出相位，从而使得两路声音采集电路100输出的音频信号可相互变换，实现了左声道和右声道的可控性和可变性，电路结构简单，且能以一种电路形式以适用不同的应用场景。应理解，在其他实施例中，数字麦克风电路还可以根据需求，将声音采集电路100分为两路以上，从而输出多个音频信号。

请参阅图4，在一个实施例中，声音采集电路100包括与控制电路200连接的受控端L/R，和与地连接的接地端GND。控制电路200包括：上拉电路210和下拉电路220，上拉电路210和声音采集电路100的受控端L/R和电源20连接；下拉电路220和声音采集电路100的受控端L/R、接地端GND以及上拉电路210连接；上拉电路210和下拉电路220共接用于控制声音采集电路100的输出相位。应理解，即上拉电路210和下拉电路220通过控制声音采集电路100的受控端L/R的输入电压的高低以调节声音采集电路100的输出相位，例如，当声音采集电路100的受控端L/R的输入电压为高电平时，声音采集电路100输出的音频信号为左声道音频信号，声音采集电路100的受控端L/R的输入电压为低电平时，声音采集电路100输出的音频信号为右声道音频信号。

应理解，当声音采集电路100为两路时，则控制电路200包括两路上拉电路和两路下拉电路，第一路上拉电路和第一路下拉电路共接用于控制第一路声音采集电路的输出相位，第二路上拉电路和第二路下拉电路共接用于控制第二路声音采集电路的输出相位，其上拉电路和下拉电路的工作原理如上，在此不做赘述。

本实施例中的控制电路200，通过采用串联在电源20和地之间的上拉电路210和下拉电路220，实现对声音采集电路100的受控端L/R的电压的高低的控制，以控制声音采集电路100的输出相位，电路结构简单且不需要额外控制，操作方便。

请参阅图7，在一个实施例中，上拉电路210包括第一电阻R1，第一电阻R1的第一端和电源20连接，第一电阻R1的第二端和声音采集电路100的受控端L/R连接。下拉电路220包括第二电阻R2，第二电阻R2的第一端和第一电阻R1的第二端连接，第二电阻R2的第二端接地。

应理解，第一电阻R1和第二电阻R2可以为可调电阻，例如电位器，即可以通过控制第一电阻R1和第二电阻R2的电阻值，从而控制声音采集电路100的受控端L/R是上拉到电源20，还是下拉到地，以控制声音采集电路100的受控端L/R的电压的高低。例如，第二电阻R2的阻值远远小于第一电阻R1的阻值，或者第二电阻R2的阻值接近为零时，此时，声音采集电路100的受控端L/R的电平被下拉到地，即此时控制声音采集电路100的受控端L/R为低电平，声音采集电路100的输出相位为正相位，声音采集电路100输出的为右声道音频信号；当第二电阻R2的阻值远远大于第一电阻R1的阻值，此时，声音采集电路100的受控端L/R的电平被上拉到电源20，即此时控制声音采集电路100的受控端L/R为高电平，声音采集电路100的输出相位为反相位，声音采集电路100输出的为左声道音频信号；上述仅为对声音采集电路100的一种情况的说明，在其他实施例中，还可以通过设置第一电阻R1和第二电阻R2的电阻值的其他比例关系，以使音采集电路100的受控端L/R为高电平或低电平。在其他实施例中，还可以设置当声音采集电路100的受控端L/R为高电平，声音采集电路100的输出相位为反相位，声音采集电路100输出的为右声道音频信号；当声音采集电路100的受控端L/R为低电平，声音采集电路100的输出相位为正相位，声音采集电路100输出的为左声道音频信号。

应理解，第一电阻R1和第二电阻R2还可以为固定电阻，此时，可以通过电源20的输出电压的大小，从而控制声音采集电路100的受控端L/R的电压的高低。

请参阅图5，在一个实施例中，声音采集电路100包括与控制电路200连接的受控端L/R，控制电路200包括微处理器230，微处理器230与声音采集电路100连接，微处理器230用于输出电平信号到声音采集电路100的受控端L/R以控制声音采集电路100的输出相位。应理解，电平信号为高电平信号或低电平信号，微处理器230通过输出高电平信号或低电平信号到声音采集电路100的受控端L/R以控制声音采集电路100的输出相位。

应理解，当声音采集电路100为两路时，则微处理器230用于输出两个不同的电平信号到两路声音采集电路100的受控端L/R，以控制两路声音采集电路100的输出相位，以使第一音频信号和所述第二音频信号其中一个为左声道音频信号，另一个为右声道音频信号。

请参阅图6，在一个实施例中，还包括滤波电路300，滤波电路300与声音采集电路100的电源端VDD和地连接，滤波电路300用于滤除输入到声音采集电路100的直流电的电源杂波。应理解，滤波电路300可以由滤波电容、稳压二极管等滤波稳压器件构成，可选的，请参阅图7，在一个实施例中，滤波电路300包括第一电容C1，第一电容C1的第一端和声音采集电路100的电源端VDD连接，第一电容C1的第二端接地。

本实施例中的数字麦克风电路10，通过加入滤波电容，从而实现对输入到声音采集电路100的直流电的电源杂波的滤除，降低了由于电源杂波对声音的采集和转换的影响。且滤波电路300由电容构成，电路结构简单且占用空间小。

请参阅图8，本申请实施例的第二方面提供了一种拾音电子设备，包括：数字麦克风电路板11和拾音处理板31，数字麦克风电路板11上设有连接器400和如本申请实施例的第一方面所提供的数字麦克风电路10，拾音处理板31上设有拾音处理器30，拾音处理器30通过连接器400与数字麦克风电路10连接，拾音处理器30用于提供时钟信号到数字麦克风电路10，和接入音频信号并对音频信号解码。应理解，拾音处理器30可以为音频解码器，音频解码器用于对音频信号还原为模拟音频信号输出。

可选的，拾音处理器30与数字麦克风电路10间的时钟和数据传输的时序图如图9所示，设当声音采集电路100的受控端L/R为高电平时，输出的音频信号可为左声道音频信号，即：

1、当声音采集电路100的受控端L/R为高电平时，控制电路200控制声音采集电路100在时钟信号的上升沿的第一时长t_EDGE后的第一时间间隔T_DD发送音频信号到拾音处理板31，此时，音频信号为左声道音频信号；

2、当声音采集电路100的受控端L/R为低电平时，控制电路200控制声音采集电路100在时钟信号的下升沿的第一时长t_EDGE后的第二时间间隔T_DZ后发送音频信号到拾音处理板31，此时，音频信号为右声道音频信号。

本实施例中的拾音电子设备，通过采用数字麦克风电路板11和拾音处理板31，并通过在数字麦克风电路板11上设有连接器400和如本申请实施例的第一方面所提供的数字麦克风电路10，从而使得数字麦克风电路板11可选择性的输出左声道音频信号或右声道音频信号，使得拾音电子设备可适用于需要区分左右声道的场合。

在一个实施例中，数字麦克风电路板11为中轴对称型PCB板。可选的，可以在该PCB板上设有多个数字麦克风电路10以构成多麦克风阵列。

本实施例中的拾音电子设备，通过采用中轴对称型PCB板，从而使得拾音电子设备在制作时也不需要区分左右，即只需一种PCB板，对应连接线材也不需要区分左右，仅通过控制电路200及可实现其左右声道的变换，制作成本低。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为了描述的方便和简洁，仅以上述各功能单元、模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能单元、模块完成，即将所述装置的内部结构划分成不同的功能单元或模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。实施例中的各功能单元、模块可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中，上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。另外，各功能单元、模块的具体名称也只是为了便于相互区分，并不用于限制本申请的保护范围。

在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述或记载的部分，可以参见其它实施例的相关描述。

以上所述实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，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申请各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种数字麦克风电路，其特征在于，包括：

声音采集电路，所述声音采集电路用于采集声音并转换为音频信号；和

控制电路，所述控制电路与所述声音采集电路连接，所述控制电路用于控制所述声音采集电路的输出相位以使所述音频信号为左声道音频信号或右声道音频信号。

2.如权利要求1所述的数字麦克风电路，其特征在于，所述声音采集电路为两路，用于分别采集声音并转换为第一音频信号和第二音频信号；

所述控制电路还用于控制两路所述声音采集电路的输出相位，以使所述第一音频信号和所述第二音频信号其中一个为左声道音频信号，另一个为右声道音频信号。

3.如权利要求1或2所述的数字麦克风电路，其特征在于，所述声音采集电路包括与所述控制电路连接的受控端，和与地连接的接地端，所述控制电路包括：

上拉电路，所述上拉电路和所述声音采集电路的受控端和电源连接；和

下拉电路，所述下拉电路和所述声音采集电路的受控端、接地端以及所述上拉电路连接；所述上拉电路和所述下拉电路共接用于控制所述声音采集电路的输出相位。

4.如权利要求3所述的数字麦克风电路，其特征在于，所述上拉电路包括第一电阻，所述第一电阻的第一端和所述电源连接，所述第一电阻的第二端和所述声音采集电路的受控端连接。

5.如权利要求4所述的数字麦克风电路，其特征在于，所述下拉电路包括第二电阻，所述第二电阻的第一端和第一电阻的第二端连接，所述第二电阻的第二端接地。

6.如权利要求1或2所述的数字麦克风电路，其特征在于，所述声音采集电路包括与所述控制电路连接的受控端，所述控制电路包括微处理器，所述微处理器与所述声音采集电路连接，所述微处理器用于输出电平信号到所述声音采集电路的受控端以控制所述声音采集电路的输出相位。

7.如权利要求1或2所述的数字麦克风电路，其特征在于，所述声音采集电路包括数字麦克风芯片，所述控制电路用于控制所述数字麦克风芯片的受控端的电压值以控制所述数字麦克风芯片的输出相位。

8.如权利要求1或2所述的数字麦克风电路，其特征在于，还包括滤波电路，所述滤波电路与所述声音采集电路的电源端和地连接，所述滤波电路用于滤除输入到所述声音采集电路的直流电的电源杂波。

9.一种拾音电子设备，其特征在于，包括：

数字麦克风电路板，所述数字麦克风电路板上设有连接器和如权利要求1-8任意一项所述的数字麦克风电路，所述连接器与所述数字麦克风电路连接；和

拾音处理板，所述拾音处理板上设有拾音处理器，所述拾音处理器通过所述连接器与所述数字麦克风电路连接，所述拾音处理器用于提供时钟信号到所述数字麦克风电路，和接入所述音频信号并对所述音频信号解码。

10.如权利要求9所述的拾音电子设备，其特征在于，所述数字麦克风电路板为中轴对称型PCB板。

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