传声器 本发明涉及传声器，尤其涉及供一位数字音频系统用的传声器。
一般说来，传声器响应其周围可闻声级产生一低电平电信号。此低电平的电信号随后沿着电缆被传导给其后的处理设备，例如象混声控制台之类的数字信号处理装置，并在其处被转换成数字信号，供进一步处理。
此低电平的电信号在沿电缆传输的过程中，易遭受感应器声和干扰的影响。
本发明提供一种传声器，它包括：
一外壳；
一配置在该外壳中的声电信号变换器，可被操作以产生出模拟的音频信号，以及
一配置在该外壳中的一位模/数转换器，以便将此模拟的音频信号转换成一位的数字音频信号，传送给其它的外部音频处理设备。
本发明能够提供一种供一位数字音频系统使用而具有降低了的噪声和失真的传声器，这是由于低电平的传声器输出信号直接被传送给模/数转换器而没有沿长程电缆通过。
如果该传声器被用在全部采用一位信号的音频系统中，那么它能够避免在该系统的输入端进行多位脉码调制编码的需要，以及避免其所伴随的频带宽度损失、附加的时间延迟和在换算中地不舍入误差。特别是由脉码调制编码级引起的时间延迟，对于歌手们头戴的受话器是尤其麻烦的，他们在这种场合下听到的某一部分声音来自于传声器/模数转换器混合。典型的脉码调制模/数转换器的时间延迟约为1毫秒。该延时对应于空气中30厘米的传播，其类似于足以导致梳状滤波效应的口和耳朵之间的距离。
进一步的特性还在于能使由反馈带来的任何问题缓和，假定一位数字音频信号的音频带分量与供给模/数转换器的输入高度相关，而且线驱动器的输出能够很容易地被该模/数转换器灵敏的输入电路拾取。
为了缓和任何诸如此类的反馈问题，用来在同轴电缆上传输的一位信号，在其传送给电缆驱动器之前要通过对数字数据搅频使其与音频信号失去相关。在此电缆的另一端，可以使用相应的去搅频器。
作为进一步优先选取的特性，可以安排此搅频过程，以致假如该传声器供电不足或者拔去插头，此去搅频器(其目前接收的数据代表固定不变的零电子流)将产生出基本上相等的“1”和“0”的分布状态-一位数字静音(silence)表示法。
本发明的实施例，现在将参照附图仅作为实例来描述，贯穿该附图的相同部分，用相同的参考符号表示，其中：
图1为传声器的原理图；
图2至4为与数字信号处理设备输入级相连接的传声器相应实施例更详细的原理图，以及
图5a及5b分别表示搅频器和互补的去搅频器。
现在参见附图，图1为传声器的原理图，它包括一外壳10，外壳10中配置有音频变送器(例如传声器极头)20和一位数字信号处理器30。传输线诸如同轴电缆40从信号处理器30中传送出信号，且在某些实施例中将信号传送给该信号处理器30。
图2至4为与数字信号处理设备60输入级50相连接的传声器相应实施例更详细的原理图。
在图2至4中，以下的参考数字用来表示相似但不相同的部分：
30，30′，30″传声器外壳中的数字信号处理器
50，50′，50″输入级
60，60′，60″数字信号处理设备
数字信号处理设备60，例如可以是混声控制台或者处理一位数字音频信号的可操作的音响效果单元。
为此，从图2开始，信号处理设备60包括一时钟脉冲发生器110，来自传声器的一位数字音频信号应该与该时钟脉冲发生器110产生的时钟信号同步。该时钟脉冲发生器110将此时钟信号供给输入级50，而且还经过同轴电缆40(但沿“相反的”方向)供给传声器的信号处理器中的时钟恢复和供电设备120。
时钟恢复和供电设备120产生两个输出信号：一个是供给一位模/数转换器130的直接的时钟信号，另一个是功率输出，其将运转用的功率供给一位模/数转换器130，线驱动器140以及(如果必要的话)音频变送器20。
电源是由同轴电缆40传送的时钟信号通过对其进行整流和平滑处理得到的。这样就避免了对于配置传统的“幻象电源”的需要，尽管传统的幻象电源也能够用来替代，假如需要的话。
为此，在运转中，音频变送器20将随其附近的声级产生出模拟的音频输出信号。一位模/数转换器130则根据由时钟恢复和供电设备120供给的时钟脉冲，将此模拟音号转换为一位数字信号。随后线驱动器140将此一位模/数转换器130的输出放大到适当的水平，以便经过同轴电缆40传输。
在数字信号处理设备60中，其输入级(通过时钟脉冲发生器110使其同步)端接在同轴电缆40上，并且对经过同轴电缆40传输的数字信号的波形进行“整形”，即通过使用一阈限器(例如施密特触发器)来检测同轴电缆40上的信号是高于或者低于阈值信号电平，从而产生一“整形”数字输出供随后处理。
第二个实施例表示在图3中，在这种场合下，数字信号处理器30′包括一时钟脉冲发生器210，其将时钟信号供给一位模/数转换器130，如前所述。而且如同图2中一样，线驱动器140将一位模/数转换器130的输出放大到适当的水平，以便沿同轴电缆40传输。
在图3中，时钟脉冲发生器210，一位模/数转换器130，线驱动器140以及(假如需要的话)音频变送器20，不是靠电池组就是靠传统的“幻象电源”供电。
在接收者的数字信号处理设备60中，同轴电缆40上的信号被传递给时钟恢复单元220，并且通过一锁相环同步，由此时钟恢复单元220将一位数字信号的时钟频率恢复为一位信号的比特率。输入级50′则由时钟恢复单元220的输出使其同步。
另外的同步级可能是需要的，假如来自该传声器的一位信号打算随同一位信号与其它时钟信号源(例如来自其它传声器的)同步进行处理的话。
图4表示第三个实施例，它提出了图3中实施例的三个潜在问题。
这些问题是：(1)它未必总能轻而易举地从一位数字音频信号中恢复出时钟信号；(2)由于低通滤波形式的一位数字音频信号可被认为是其模拟音频信号的表示，故存在一种危险，来自线驱动器140的比较高的信号电平输出，将被反馈(例如通过感应)给一位模/数转换器130的比较低的信号电平输入，从而导致可能潜在地引起非线性失真的反馈问题；(3)如果传声器被拔去插头或者供电不足，则输入给50中的阈限器可能输出一相同比特值(例如零)的连续序列，其在一位数字域中代表非常大的信号电平。
这些潜在的问题，在图4的实施例中通过在传声器中引入状态搅频器310和在接收者的数字信号处理设备中引入相应的去搅频器320被提出来。
搅频器310和去搅频器320将参照图5详细描述于下，然而简单地说，它们的用途在于确保沿同轴电缆40传输的数据能同提供给一位模/数转换器130的音频信号相对去相关。这就可以减少线驱动器130的输出和一位模/数转换器130的输出之间的反馈问题。并且，数据信号的数字内含可以变化，以致于其对时钟恢复电路220从被搅频的信中恢复出时钟信号比较便当。
图5a示意表示搅频器310的一种实施例，而且图5b示意表示互补的去搅频器320的一种实施例。
在图5a中，打算被搅频的信号作为一输入提供给二输入端异-或门500。异-或门500的输出则通过一系列的n个一位延迟器510馈送，其中n例如可以处在8和16之间。该延迟链中最后一延迟的输出形成被搅频的数据输出，而且被反馈以将第二个输入提供给异-或门500。
与此类似，在图5b中，打算去搅频的输入数据被并联提供给一系列m个一位延迟器(其中m与图5a中的n值相同)中的第一个延迟器，并且提供给二输入端异-或门530的一输入端。异-或门530的另一输入端则接收该延迟链520的输出。异-或门530的输出便形成了去搅频后的数据。