低失真低噪音话筒声音信号控制开关 本发明涉及一种低失真低噪音话筒,特别是涉及一种具有多个拾音器的低失真低噪音话筒的声音信号控制开关。
目前,现有的拾音话筒虽然有多种形式,性能也不同,但是各种话筒对声源发出的声音信号和环境噪音信号同样接收而没有选择性,只是通过减低话筒的接收灵敏度加装定向接收话筒罩的办法来减低环境噪音。由于实际环境噪音和音源发出的声音的信噪比相差不大,所以往往造成环境噪音干扰音源发出的声音。虽然有多种声音信号控制开关,但是因为环境噪音干扰音源发出的声音,所以往往造成控制的误动作造成实际应用的困难。现有的可以消除环境噪音的话筒,是将两个拾音器背靠背安置,声波从两个相反方向分别被两个拾音器接收,利用所接收到的声音信号相位相反采用加法器电路将这两路共模信号互相抵消而获得低环境噪音。但是,实际上两个拾音器接收同一音源的声信号因为声波在两个拾音器之间通过需要一定时间,因此两个拾音器接收的声音信号的相位差并不是刚好相差180度或者相差0度,因而,能造成声信号失真。使低失真低噪音话筒声音控制开关不能既有声音信号控制开关,又能输出不失真的声音信号。
因此本发明的目地提供一种根据本人的97115160.1号和98100198.x发明专利申请的低失真低噪音话筒设计的能输出不失真的声音信号的声音信号控制开关。
为了实现上述目的,根据本发明的低失真低噪音话筒声音信号控制开关,本发明的一种低失真低噪音话筒,具备有一个外壳,设置于上述外壳内的多个拾音器,其特征是,上述外壳具有只在朝向一个方向的局限范围之内的声通孔,并在外壳内设有多个上述拾音器。具备有一个话筒体,设置于上述话筒体内的多个拾音器,与上述各拾音器相应设置延迟电路,用于消除噪音的共模信号抑制电路,从共模抑制电路的输出端输出低失真低噪音信号,由低失真低噪音信号进行声控的自动开关电路。
图1a和1b是分别表示本实用发明的例1的低失真低噪音话筒的剖面图和侧视图;
图2a和2b是分别表示本实用发明的例2的低失真低噪音话筒的剖面图和侧视图;
图3a和3b是分别表示本实用发明的例3的低失真低噪音话筒的剖面图和侧视图;
图3是说明本发明的话筒中使用的一种延时电路图;
图4是说明本发明的话筒中使用的另一种延时电路图;
图5是说明本发明的话筒中使用的又一种延时电路图;
图6是说明本发明的话筒中使用的一种声音信号控制开关电路图;
图7是说明本发明的话筒中使用的又一种声音信号控制开关电路图;
图8是说明本发明的话筒中使用的又一种声音信号控制开关电路图;
图9是表示二阶压控电压源单端正反馈低通恒定延时滤波器电路图;
图10是表示莫邱兹均衡器滤波器电路电路图;
图11是表示具有均衡器电路的二阶低通恒定延时滤波器电路电路图;
图12是表示斗链延迟电路和电荷耦合器件的延时电路电路图;
图13是表示一种声音数据采集处理输出装置;
图14是声音数据采集处理输出装置采用ADSP2111数字处理器的原理框图;
图15是接收最近的音源发出的低噪音声音的处理流程图;
图16是接收最近的音源发出的超低噪音声音的处理流程图;
图17是接收一定距离的音源发出的声音的处理流程图;
图18是接收一定位置的音源发出的声音的处理流程图;
下面,参照各附图,对本发明的实施例进行详细描述。图1示出了本发明的实施例1的低失真低噪音话筒的剖面图。由图1可见,本发明的低失真低噪音话筒,具备:筒体1、前盖2、后盖3、拾音器套管4、第1拾音器5a、第2拾音器5b、第3拾音器5c、、隔音垫片13a、13b、13c固定防震垫圈8、后防震垫9、吸音材料层25、声波通道音频调整凸起26、凹陷27和引出线10。本话筒的外壳由筒体1、前盖2和后盖3组装而成。外壳的大小由筒体1的直径和长度决定。外壳是圆筒形的,也可以采用其他形状的外壳。只在外壳的朝向一个方向的部位上设有声通孔,外壳的前盖2中央可设有一个声通孔12b或者在其周围设有多个声通孔12a,以便声波只能从一个方向传播到筒体1内安装的拾音器中。本话筒的外壳内,沿筒体1轴线方向设置有拾音器套管4。该拾音器套管4可以是一种一端开口的金属、塑料等材料制造的圆形或者其它形状的套管,内部串列式配置多个拾音器,举例说,设有第1拾音器5a、第2拾音器5b和第3拾音器5c。为防止回音、防止自激及减低话筒外壳、拾音器套管的传导声音对拾音器接收的声音信号的影响等各种影响因素。根据话筒外壳和拾音器套管等零件选用的材料不同,可以根据实验决定话筒外壳、拾音器和拾音器套管等部位是否安放吸音材料25,以及安放吸音材料25的部位、厚度、大小、形状、吸收声波的频率范围及吸声材料的性质和性状。可以根据实验将吸音材料25和隔音垫片13及防震垫圈合成一体,可以使用不同材料,也可以使用相同材料制成。为了调整话筒的声音频率特性并使两个或者两个以上拾音器接收的声音频率特性互相对称并且尽量一致,在话筒内可以有话筒声波特性调整结构,根据使用的拾音器特性不同可以通过实验决定是否设置话筒声波特性调整结构及加以调整话筒外壳和拾音器套管及话筒内部结构的形状和位置,可以是凸起26或者凹陷27或者其它适合的形状。也可以通过调整电路中拾音器接收电路的频率响应来加以调整,或者二者结合起来进行调整。
拾音器套管4的后盖3一侧,设有固定防震垫圈8套到拾音器套管4外面,同时在拾音器套管4与后盖3之间设有防震垫9。套管的后端通过防震垫圈固定于外壳内。固定防震垫圈8和防震垫9一方面起到把拾音器套管4固定于筒体1内,并防止拾音器套管内的各个拾音器在使用过程中受到的撞击震动的作用,另一方面,还具有防止声音从后盖3部传播到其内部所设的拾音器的作用。该固定防震垫圈8和防震垫9由弹性材料构成也可以由其它材料构成,如:非弹性材料、固定拾音器套管或者拾音器用的固定材料等等。如果不需要进行拾音器防震处理或者拾音器防震效果好,以及外壳除了有声通孔的部位外,在声通孔范围以外的部分隔音效果好,也可以不使用防震垫圈、防震垫和防震支架。只要从声通孔12到达各拾音器的声音接收端的途中有声波通道24,就可以根据需要将拾音器通过粘合或各种固定机构固定在外壳内所需要固定的部位上。
本拾音器套管4内在前面第一个拾音器的前面加有做隔音垫片(这个隔音垫片在拾音器套管上可以是拾音器套管前盖)13c使声波只能通过声音窗口6c到达第一个拾音器,在设有的三个拾音器之间,设置有通过声音的窗口,这里,在第1拾音器5a前面、第1拾音器5a与第2拾音器5b和第2拾音器5b与第3拾音器5c之间分别设有窗口6c、6a和6b,使从一个方向传入的声波能够分别传送到各个拾音器里。使从话筒罩上的声通孔进入的声波通过各个窗口到达拾音器,使各个拾音器接收的声波强弱变化顺序大致相同)。可以将第一个拾音器的前面隔音垫片13c与话筒罩前盖2合为一体,此时可以根据需要窗口6c。同样可以根据需要决定保留或者取消隔音垫片13c和窗口6c。
并且,如图所示,第1拾音器5a、第2拾音器5b和第3拾音器5c的声音接收端面都朝着同一个方向,在这里,都对着声音传播的方向。此外,分别连接于拾音器5a、5b和5c的引线10穿过后盖3输出信号,以便对输出的信号进行消除噪音处理。本拾音器套管4内也可以设有的二个拾音器或者更多的拾音器。
另外,在必要时,可在前盖2的前面加装定向罩11,用以加强接收声音的定向性和消除周围环境噪音的效果。外壳的前盖2具有一个声通孔12b或者多个声通孔12a。当然,也可以采用网罩形式或者其它形式。因为声波在空气中有一定的传播速度。因此从不同方向发出的声波到达每个声通孔的时间有一定的时间差,当只有一个开口直径不大的声通孔时,因为声波传输延时引起的失真最低,当设有多个声通孔时,各个声通孔接受各个方向的音源发出的声波时,因为声波在声通孔之间的之间传输会引起延时,进行共模抑制后会造成声波信号的失真,所以全部的声通孔应该开在一个受话筒失真度限制的局限范围之内,声通孔可以根据设计要求开在外壳上的只在朝向一个方向的局限范围之内,具体的声通孔的个数、大小、形状、开设的部位和分布范围等等参数可以根据设计要求通过实验决定。为了更好地防止声音从拾音器背面传入拾音器中,拾音器的背面可设置隔音垫片13a、13b。并且,安装在本发明的话筒的拾音器套管4中的多个拾音器到达声通孔的距离不能相同,它们之间的距离,与话筒到音源的距离、需要接收的音源发出的声音与环境噪音的声音的信号比、拾音器的类型等有关。一般地说,使用时音源到话筒的距离越近,则两个拾音器之间所需的距离可以越小;需要接收的音源发出的声音与环境噪音的声音的信号比越大,则两个拾音器之间的距离也可以越小;拾音器接收声音的灵敏度高些,则拾音器之间的距离可以靠得近些;进而,如共模信号抑制电路的本底噪音小,则两拾音器之间的距离也可近点。不言而喻,为了把话筒的尺寸做得小些,应当在保证性能的前提下,使拾音器间的距离尽可能地小。举例说,设若本发明的话筒与音源的距离小于5cm,则两个拾音器之间的距离大约在4~20mm范围即可。还有,拾音器之间的距离越近,则共模信号就越大、进而差模信号也越低,相应的环境噪音也低。与此相反,环境噪音也大,就是说,降低环境噪音的作用减小。通过比较每个拾音器接收的声波信号和两个拾音器之间接收的声波差模信号大小比例,可求出音源与话筒之间的距离,从而可实现定距离接收。
话筒中要尽量使用接收灵敏度高、噪音低的拾音器,因为接收灵敏度低、噪音高的拾音器将使信噪比增加。在同一个本发明的话筒中尽量使用同一种类型的两个或者两个以上的拾音器。
图2是表示本发明的实施例2的低失真低噪音话筒的剖面图和侧视图。
由图2可见,本发明的低失真低噪音话筒,具备:筒体1、前盖2、后盖3、拾音器支座15与16、第1拾音器5a、第2拾音器5b、第3拾音器5c、固定防震垫圈8、防震垫9和引出线10、挡声板28。本实施例2的话筒结构,除了分别用拾音器支座15、16代替拾音器套管4来支撑第1拾音器5a和第2拾音器5b以外,都与实施例1相同。本话筒的外壳由筒体1、前盖2和后盖3组装而成。外壳的大小由筒体1的直径和长度决定。外壳是圆筒形的,也可以采用其他形状的外壳。外壳的前盖2可设有一个声通孔12b或者多个声通孔12a,以便声波只能从一个方向传播到筒体1内安装的拾音器中。本话筒内串列式配置多个拾音器,例如第1拾音器5a、第2拾音器5b和第3拾音器5c。在前盖2一侧适当位置安装固定环14,接着依次安装拾音器支座15a、位置调整垫圈17、固定凸槽18a、拾音器支座15b、固定凸槽18b和固定防震垫圈8,再分别在上述的拾音器支座15a内安装第1拾音器5a,在拾音器支座15b内安装第2拾音器5b以及在固定防震垫圈8内安装第3拾音器5c。还有,在第3拾音器5c的背面在固定防震垫圈8与后盖3之间安装防震垫9。固定防震垫圈8和防震垫9一方面起到把第3拾音器5c固定于筒体1内,并防止拾音器在使用过程中受到的撞击震动的作用,另一方面,还具有防止声音从后盖3部传播到其内部所设的拾音器的作用。根据话筒外壳等零件选用的材料不同,可以根据实验决定话筒外壳、拾音器等部位是否安放吸音材料25,以及安放吸音材料25的部位、厚度、大小、形状、吸收声波的频率范围及吸声材料的性质和性状。并且,如图2a所示,第1拾音器5a、第2拾音器5b和第3拾音器5c的声音接收端面都朝着同一个方向,即,对着声音传播的方向。此外,分别连接于拾音器5a、5b和5c的引线10穿过后盖3输出信号,以便对输出的信号进行消除噪音处理。本话筒内也可以设有的二个拾音器或者更多的拾音器。
接着,说明有关拾音器支座的结构。该拾音器支座15、16,如图2b所示,具有:外防震环垫19、内防震环垫20、支座外环21、支座内环22和支撑块23。外防震环垫19装配于筒体1内壁上。拾音器的壳体则装配于内防震环垫20内。在外防震环垫19与内防震环垫20之间设有由一个或者多个支撑块23,连接支撑着支座外环21与支座内环22。该支座外环21与支座内环22之间的空间,由支撑块23分隔成一个或者多个传送声波的声波通道24。在第一拾音器与声通孔之间有挡声板28,这个挡声板所起的作用同实施例1中的隔音垫片13c相同,在对应于拾音器支座15、16的声波通道24a、24b的部位也开有声波通道24c,其余部位是不允许声音通过的。因而,通过前盖2声通孔12b、或者12a传送进来的声波,通过前拾音器挡声板28的声波通道24c到达第1拾音器5a后,可穿过声波通道24a传送到第2拾音器5b,再穿过声波通道24b传到第3拾音器5c。可以根据需要将第一个拾音器的前面挡声板28与话筒罩前盖2合为一体,或者不安装第一个拾音器的前面挡声板28。
拾音器支座的几个部分根据使用需要可以有多种不同组合,但是每种不同的组合中必须有中间支撑块23和声波通道24,支撑块23由弹性材料或者其它材料制成,如:非弹性材料、固定拾音器使用的固定材料等等。如果不需要进行拾音器防震处理或者拾音器防震效果好,以及外壳除了有声通孔的部位,在声通孔范围以外的部分隔音效果好,也可以不使用防震垫圈、防震垫和防震支架。只要从声通孔到达各拾音器的声音接收端的途中有声波通道,就可以根据需要将拾音器通过粘合或各种固定机构固定在外壳内所需要固定的部位上。
本实施例2与实施例1同样,在必要时,可在前盖2的前面加装定向罩11,用以加强接收声音的定向性和消除周围环境噪音的效果。外壳的前盖2具有一个声通孔12b或者多个声通孔12a。当然,也可以采用网罩形式或者其它形式。为了更好地防止声音从背面传入拾音器中,拾音器的背面可设置隔音垫片13a、13b。在隔音垫片13a、13b和挡声板28上可以根据实验决定加装吸声材料25。
本实施例2中各个拾音器间的距离、音源及环境噪音的关系与实施例1同样,因此,其说明从略。
图3示出了本发明的实施例3的低噪音话筒的剖面图。上述的实施例1、2与本实施例3的主要不同点,是前者多个拾音器为串列式一前一后安置,而后者两个拾音器为左右并列一前一后配置。并且,话筒的降低环境噪音的工作原理是相同的。
本发明的实施例3的低噪音话筒的剖面图,如图3所示:该话筒的筒体1内安装有拾音器套管4。拾音器套管4内前后并列地安装两个拾音器,即,第1拾音器5a和第1拾音器5b。筒体1的封闭的一端具有引线10,另一端,具有前盖2,其上设置作为共同声音进入孔的声通孔12b。另外,在必要时,可在前盖2的前面加装定向罩11,用以加强接收声音的定向性和消除周围环境噪音的效果。声通孔12b的位置是只在外壳朝向一个方向的局限范围内的部位,可以在两个并列的拾音器中轴线延长线与话筒罩前盖的交点的连接线和这个连接线的延长线上,及与这个连接线或者连接线延长线相垂直的线段的位置上,或在其它需要的位置上,可以是一个或者多个孔。因为声波在空气中有一定的传播速度。因此从不同方向发出的声波到达每个声通孔的时间有一定的时间差,当只有一个开口直径不大的声通孔时,因为声波传输延时引起的失真最低,当设有多个声通孔时,各个声通孔接受各个方向的音源发出的声波时,因为声波在声通孔之间的之间传输会引起延时,进行共模抑制后会造成声波信号的失真,所以全部的声通孔应该分布在一个受话筒失真度限制的在局限范围之内,声通孔可以根据设计要求开在外壳上的具有只在朝向一个方向的局限范围之内,具体的声通孔的个数、大小、形状、开设的部位和分布范围等等参数可以根据设计要求通过实验决定。并列的第1拾音器5a和第2拾音器5b的声音接收端朝向声源方向,即,朝向前盖2方向。
前盖2的声通孔12b设置在筒体1的前盖2的上。因为这个声音进入孔位于前盖2上,第1和第2拾音器5a和5b又是前后并列放置的,因此这个声波进入孔相当于开在拾音器的一侧,当拾音器的直径比较大时声波进入声通孔后,从拾音器的一侧到达另一侧需要一段时间,这样就容易产生话筒接收的声波信号失真,为了解决这个问题,可以在话筒罩前盖的声通孔12的内壁上制作一个圆形、方形或者其他形状的声波传输管16,声波传输管前设置开口7,它和在话筒外壳声通孔12紧密相连不能透过声波。为防止回声可以根据实验决定是否需要声波传输管16及利用隔板29将拾音器前空腔分割为两个部分。另外,通向各个拾音器的开口的分管16a和分管16b之间具有合适的角度,使得声波可以通过声波进入声波传输管16先分别到达各拾音器声音接收端的中部前方然后向四周传播。当然如果话筒的直径比较小,声波进入声通孔后从话筒的一侧到达另一侧需要的时间可以忽略不计时,也可以不用这个声波传输管16。如果并列多个话筒也可以设置多个声波传输管分管。当前盖2的声通孔12b设置在外壳的前盖2的靠近第1拾音器5a一侧拾音器的部位时,只要从声通孔到达两个或者两个以上的拾音器的每个拾音器之间有一定的距离差,就可以相应减小第1和第2拾音器5a和5b之间前后并列放置的距离及增加两个拾音器之间的相互之间的距离,直到两个拾音器并排放置或者其它适合的放置位置。当前盖2的声通孔12设置在筒体1的前盖2的靠近第2拾音器5b一侧拾音器的部位时,可以相应增加第1和第2拾音器5a和5b之间前后并列放置的距离。为防止回音、防止自激及减低话筒外壳、拾音器套管的传导声音对拾音器接收的声音信号的影响等。根据话筒外壳和拾音器套管选用材料不同,可以根据实验决定话筒外壳、拾音器和拾音器套管等部位是否安放吸音材料25,吸收声波的频率范围以及安放吸音材料25的部位、厚度、大小、形状,及吸声材料的性质和性状。为了调整话筒的声音频率特性并使两个或者两个以上拾音器接收的声音频率特性互相对称并且尽量一致,在话筒内可以有话筒声波特性调整结构,根据使用的拾音器特性不同可以通过实验决定是否设置话筒声波特性调整结构及加以调整话筒外壳和拾音器套管及话筒内部结构的形状和位置,可以是凸起26或者凹陷27或者其它适合的形状。也可以通过调整电路中拾音器接收电路的频率响应来加以调整,或者二者结合起来进行调整。
拾音器套管4的固定端的外面套有固定防震垫圈8固定于外壳内,该固定防震垫圈8作为不需要声波通过的最末端的一个拾音器的隔音和防震之用。在第1和第2拾音器背面可设置隔音垫片13a、13b和。固定防震垫圈8可以和防震垫片9a和9b结合使成一体。必要时设置拾音器支座15可让声波到达拾音器套管内安装于最后部的拾音器声音接收端的位置,将拾音器或者拾音器套管固定于外壳内。具体实施时可以只用拾音器支座15a或者只用拾音器套管,也可以二者都使用。同样,如果不需要进行拾音器防震处理或者拾音器防震效果好以及外壳除了有声通孔的部位,在声通孔范围以外的部分隔音效果好,也可以不使用防震垫圈、防震垫和防震支架。只要从声音通过孔到达各拾音器的声音接收端的途中有声波通道,就可以根据需要将拾音器套管或拾音器通过粘合或各种固定机构固定在外壳内所需要固定的部位上。
第1拾音器声音接收端和第2拾音器声音接收端都朝向拾音器套管前盖2,音源发出的声波从话筒罩1的前盖孔12b进入拾音器前空腔,或者通过声波传输管16,声波传输管连接口,通向各个拾音器的分管16a和分管16b。上述拾音器前空腔可以通过隔断29分割成每个拾音器单独使用的空腔。
下面,结合图4~18,说明本发明的话筒中使用的电路和程序流程。
在当第2拾音器不是在与第1拾音器成0度或者180度的位置时,在延时时间一定的条件下,可以通过调节两个拾音器的距离来改变因为两个拾音器因为相当位置不同而造成的输入声音信号的相位差,使之正好相差为0度或者180度,或者通过调节相位调节电路进行调节。当相位差为0度时共模抑制电路可以采用减法器电路(差分放大电路),当相位差为180度时共模抑制电路可以采用加法器电路。差分放大器进行两路信号的相减后增加一级频率提升放大器电路。减小因为恒延时电路造成的某些频率信号衰减。
延迟电路的延迟时间应该大于或者等于两个拾音器接收震膜面的距离的声波传播时间。因为加入的延迟电路的增益(放大)系数可以是大于、等于或者小于1,如果是等于1,对于两路话筒电路的放大系数没有影响,如果是小于1,就等于插入了一个损耗,如果大于1,就等于加大了这一级的放大系数,这时可以通过分别调节两路前级放大的放大系数,或者增加一级放大或者衰减电路来进行补偿。
各种有共模信号抑制功能的电路均可以采用,包括各种差动放大器电路、各种减法器电路、加法器电路等等。将两路信号经过相位转变使两路信号的相位相差180度然后进入加法相加使两路信号互相抵消来抑制掉共模信号等电路.其中差动放大器电路共模信号抑制功能最强。抑制掉共模信号,保留下来的只是两路话筒所接收的声音信号的差模信号。由于话筒和音源的距离很接近,两个拾音器中一个在接近音源的位置,另一个离开音源稍微远一些,两个拾音器和音源的距离差距的比例差别很大,因此它们接收的从音源发出的声音的由于到两个拾音器的距离比例差别很大的关系,此接收的声音信号的强弱比例有很大的差异。而话筒和音源的距离很远,话筒中两个拾音器和周围环境噪音的音源的距离很远距离比例差别很小,因此两个拾音器和周围环境噪音信号的音源的距离比例差别很小,两个拾音器接收的声音信号的强弱比例差别很小,而且发出环境噪音信号的音源发出的声音和话筒的距离越远比例差异越小。经过使用共模信号电路抑制掉共模信号,取出差模信号,也就是取出两个拾音器接收的同一音源发出的声音的差模信号。这个共模信号抑制电路可以采用:1、电话机电路中常用的利用平衡电桥电路使两路信号进行相互抵消;2、使两路信号相位相差180度然后利用加法器电路进行相位抵消;3、利用减法器电路将同相位的两路信号互相相减如用差动放大器电路等。
在各个电路中的各电路可以使用集成电路也可以使用分立元件电路,根据不同的需要可以采用模拟电路也可以用数字电路或者模拟数字混合电路,及利用低噪音话筒的低噪音声音信号完成声控开关功能的各种种类的电路。
图4是说明本发明的话筒中使用的一种延时电路图。该延时电路由前级放大电路、延时电路、减法器电路(差分放大器)和声音信号控制开关电路构成。M1和M2分别与隔直流电容C8和C9一端连接,电容C9和C8的另一端分别与前级放大器的正输入端连接,进行前级信号放大。该前级放大器中的U1和U2的正(+)输入端之间串接电阻R1和R1,而电阻R1和R1之间的结点接地;U1的负(-)输入端与输出端之间连接有并联的电容C6和电阻R3同样U2的负(-)输入端与输出端之间连接有并联的电容C11和电阻R4;以及U1和U2的负(-)输入端之间连接有可变电阻P1。U1和U2的输出端分别连接隔离电容C1和C2,把输出信号送到延迟电路ID1和/或延迟电路一路送到ID2的输入端,延迟电路ID2的输出端接到隔直流电容C4,电容C4的另一端通过电阻R33接到共模信号抑制电路U3的正(+)端并接电阻R5到地。另一路,送到ID1的输入端,延迟电路ID1的输出端接到隔直流电容C3,电容C3的另一端通过电阻R32接接到共模信号抑制电路U3的负(-)输入端。反馈电阻R7一端接U3的负(-)输入端,另一端接到U3的输出端。共模信号抑制电路U3的输出端接到隔直流电容C5而输出音频信号。电源VCC通过恒流源H1和H2分别向第1和第2拾音器M1和M2供电。
当在一个壳体内设置多个拾音器,其声音接收端都朝向拾音器前盖方向或者后盖方向时,本发明的话筒中的拾音器与音源距离不同,而性能大致相同的拾音器M1与拾音器M2采集的声音信号,分别经过隔直流电容C1与C2,进入延迟电路ID1和/或ID2,加入延迟电路是因为这上述两个拾音器是一前一后的放置的,其声音接收端之间有一定的距离,即,与音源有距离差,声音从一个拾音器的声音接收端传到另一个拾音器的声音接收端需要一定的时间,因而两个拾音器不能同步接收到声音信号,造成不能通过共模信号抑制电路将两个拾音器接收的声音电信号进行正确的共模信号抑制,而产生声音信号波形失真。若两个拾音器接收的同一音源同一时刻发出的声音信号,经过延迟电路ID1进行延迟,延迟的时间等于使两个拾音器声音接收端有效接收声音信号的声波在两个拾音器之间的传输的时间,则两个拾音器接收的同一音源同一时刻发出的声音信号,拾音器M1接收的声音电信号经过延迟电路ID1进行延迟后,可以与拾音器M2接收的声音电信号同步到达共模信号抑制电路(减法器电路、差分放大器等电路)U3的正(+)、负(-)两个输入端,并通过共模信号抑制电路将两个拾音器接收的声音信号进行正确的共模信号抑制,取出差模信号。如果使两个拾音器接收的音源发出的声音信号,分别经过延迟电路ID1和ID2进行延迟,那么延迟的时间差应该等于使两个拾音器声音接收端有效接收声音信号的声波在两个拾音器之间的传输的时间。从两个拾音器的接收到的信号起,到共模信号抑制电路U3的正(+)、负(-)两个输入端时两路信号放大量应该相同,这样话筒接收的信号分别经过两路放大延迟电路延迟后,到达共模信号抑制电路的输入端时两路信号的相位差是0度,通过共模信号抑制电路将两个拾音器接收的声音信号进行共模信号抑制,得到声音信号的差模信号,不会产生声音信号波形失真。
延时电路可以采用各种类型的相频响应和伏频响应有较大平坦度的电路,即延迟时间和放大系数在整个通频带的各个频率点上尽量一致,变化范围很小的滤波器,延时电路所使用的滤波器,下面将作为例子作出详细说明:1.各种合适的有源滤波器或者无源滤波器的或者无源滤波器和有源滤波器的混合滤波器的延时电路,或者各种合适的斗链式延迟(BBD)或者电荷藕荷器件(CCD)等等非延时滤波电路的各种种类各种类型的模拟信号延时电路。3.各种种类各种类型的的数字信号延时电路。
模拟信号延时电路,或者各种合适的数字信号延时电路。有源滤波器或者无源滤波器的或者无源滤波器和有源滤波器的混合滤波器的延时电路可以是一阶或者多阶的低通滤波器、全通滤波器、带通滤波器、高通滤波器等等。低通滤波器、带通滤波器、高通滤波器根据滤波电路的计算方法和使用的器件不同可以有贝赛尔滤波器、高斯—契比雪夫过渡滤波器、布德华兹—汤姆逊过渡型滤波器、开关电容滤波器、一阶及多阶全通和恒定延时滤波器、有源反馈放大器的全通滤波器、戴利扬尼斯型,毛希塔兹型全通和恒定延时滤波器、开关电容低通贝赛耳恒定延时滤波器(如MAX281)等。经过延时电路延时后的声音信号,同步经过隔直流电容C3和C4,进入由放大器U3和电阻R32、R33、R6、R5组成的差分放大器电路的两个电路的输入端,抑制共模信号提取出差模信号,并使该差模信号经由隔直流电容C5输出到其它后级应用电路进行进一步处理。
本实施例中差分放大器电路是一种减法器电路,但可以采用其他类型的差动放大器,例如,同相串联差动放大器、同相并联差动放大器等,也可以采用其它的由晶体管或者由运算放大器或者由数字电路组成的减法器电路。
具有多个拾音器的性能应与其前级放大加上延时电路后的到达共模抑制电路的输入级前的放大系数大致相同。如果拾音器M1的放大加上延时电路后的放大系数,大于拾音器M2的放大加上延时电路的放大系数,则等于两个拾音器之间的距离增大了。相反,如果拾音器M1的放大加上延时电路后的放大系数,小于拾音器M2的放大加上延时电路的放大系数,则等于两个拾音器的距离减小了。所以由同一音源发出的声音信号,经过拾音器M1的放大加上延时电路后的放大电信号,应该尽量等于拾音器M2的放大加上延时电路的放大电信号。从U3提取出差模信号后,路经过隔直流电容C5输出到其它后级应用电路进行进一步处理。另一路经电容C10连接到声音信号控制开关电路ID3的控制输入端3。根据声音信号控制开关电路的控制方式不同可以从两路拾音器的延迟电路ID1或ID2中的一路的输出端通过电容C12连接到声音信号控制开关电路ID3的控制输入端1,也可以不用这一路控制输入。声音信号控制开关电路ID3的控制输出端2连接开关电路U6的开关控制输入端1,控制开关电路的开或关,根据所要求的控制开关电路的类型不同,也可以通过非门电路U4控制开关电路U5的开关控制端13,这样当开关电路U6开时,开关电路U5就是关,。根据需要开关电路可以是模拟开关电路如CD4066,也可以是数字逻辑开关电路。两个拾音器M1或M2中的一路输入的声音信号可以通过电容C13到模拟开关U5的信号输入端1,从输出端2输出。从共模信号输出的低噪音信号经电容C5到模拟开关U6的信号输入端1,从输出端2输出。这样当共模信号电路没有输出低噪音信号近距离的音源信号时,声音信号控制开关电路ID3的控制输出端2通过非门U4控制模拟开关U5开通,将一个拾音器输入的带有环境噪音的全部外界声音信号输出,当共模信号电路输出低噪音信号近距离的音源信号时,声音信号控制开关电路ID3的控制输出端2控制模拟开关U6开通,将低环境噪音声音信号输出。如果只要低环境噪音声音信号输出,可以不要U4、U5。如果要控制外部电路的开关,不需要控制拾音器输出的信号,可以将开关电路U5或U6的信号输入端1连接到其它需要控制的电路。声音信号控制开关电路ID3的控制输出端2可以控制多个各种需要低环境噪音声音信号控制的开关电路的开或关。
电容C10、C11、C12分别用作三个放大器电路频率补偿,也可以采用其它频率补充电路前级放大器也可以用于其它话筒电路内,还可以配置在延迟电路的后面。
图5是说明本发明的话筒中使用的一种延时电路图。该延时电路由前级放大电路、延时电路、加法器电路和声音信号控制开关电路构成。
上述的实施例4与本实施例5的主要不同点,是前者为两个拾音器M1、M2的声音接收端都朝向相同的方向,两个拾音器接受的声音信号相位相差0度的信号处理电路,因此它的共模信号抑制电路采用减法器电路。而本实施例为两个拾音器M3、M4的声音接收端朝向相背或者相向,两个拾音器接收的声音信号相位相差180度的信号处理电路,因此本电路的共模信号抑制电路采用加法器电路。因此话筒的降低环境噪音和声音信号控制开关电路的工作原理是相同的。图5与图4的延时电路相比较,只是将共模抑制电路采用的减法器电路改为加法器电路,其余电路原理都相同,对于相同部分不再进行说明,而只就加法器电路做出说明。拾音器M4和M3分别与隔直流电容C8和C9一端连接,经过前级放大器U1和U2放大后它们的输出端分别连接隔离电容C1和C2,把输出信号送到延迟电路ID1和/或ID2,延迟电路ID2的输出端接到隔直流电容C4,电容C4的另一端接到电阻R6。延迟电路IID1的输出端接到隔直流电容C3,电容C3的另一端接到电阻R5。电阻R5、R6、R7和共模信号抑制电路U7的负(-)端连接,共模信号抑制电路U7的正(+)端接电阻R8到地。反馈电阻R7一端接U7的负(-)输入端,另一端接到U7的输出端。共模信号抑制电路U7的输出端接到隔直流电容C5而输出音频信号。电源VCC通过恒流源H1和H2分别向拾音器M3和M4供电。
上述的由延时电路和加法器电路构成延时电路适用于拾音器的声音接收端相背或者相向的串列或者并列放置的话筒。两个拾音器M3和M4接收的同一音源同一时刻发出的声音信号,同时经过延时电路延时后,经隔直流电容C3和C4进入由放大器U7和电阻R5、R6、R7和R8组成的加法器电路的输入端,抑制共模信号提取出差模信号。所得到的差模信号经过电容C5输出到其它后级应用电路进行进一步处理。
本实施例中加法器电路可以采用由晶体管或者由运算放大器或者由数字电路组成的正相加法器,或反相加法器。本加法器电路也可以用于其它需要加法器电路进行共模信号抑制的话筒电路中。本实施例中的声音信号控制开关电路同实施例4的电路原理相同。不再进一步说明。
电容C10、C11、C13分别用作三个放大器电路频率补偿,也可以采用其它频率补充电路。前级放大器也可以用于其它话筒电路内,还可以配置在延迟电路的后面。
图6是说明本发明的话筒中使用的一种模/数延时电路图。该模/数延时电路由前级放大电路、模/数转换、进行模/数延时和进行数字共模信号抑制电路和数/模转换电路构成。上述的实施例4与本实施例6的主要不同点,是前者使用的是模拟信号处理电路,而本实施例6使用的是数字信号处理电路。本实施例中从拾音器M1、M2到隔直流电容C1、C2的前级信号放大电路可以相同。
拾音器M1和M2分别与隔直流电容C8和C9一端连接,经过放大器U1和U2放大后,放大器U1、U2的输出端分别连接隔离电容C1和C2,把输出信号送到预处理电路ID4和ID3,预处理电路ID4和ID3进行模拟信号滤波等等各种声音信号在进行模/数转换电路之前需要的预处理。经过预处理电路处理后经隔直流电容C3和C4输出到模/数转换电路CD1,将模拟信号转换成数字信号。模/数转换电路CD1将转换后的数字信号输出到数字信号处理电路CD2,进行声音数字信号延迟和共模信号抑制运算,去除共模信号提取出差模信号。数字共模信号抑制电路CD2提取出的差模信号输出到数/模转换电路CD3,把该信号转换为模拟信号,经过隔直流电容C5输出到其它后级应用电路进行进一步处理,也可以由数字信号处理电路进行进一步数字处理运算,如:进行数字滤波、声音识别、语音控制等。也可以根据程序进行语音控制,利用输入/输出接口(I/O)电路CD4控制外围电路,如开关电路等等。对比本实施例6和实施例4的电路可以知道,电容C6和C11分别用作二个前级放大器电路的频率补偿。前级放大器也可以用于其它话筒电路内,还可以配置在延迟电路的后面。
这个数字延时和数字共模信号抑制电路,例如可以由中央处理器CPU和外围电路组成,或由数字处理器(DSP)和外围电路组成。同样数字信号处理电路,例如也可以由中央处理器和外围电路组成,或由数字处理器和外围电路组成,还可以由能进行这种数字延迟和数字共模抑制过程等所需要的功能的其它各种数字电路组成。在这个电路中的各个电路可以使用集成电路也可以使用分立元件电路,根据不同的需要可以采用模拟电路也可以用数字电路或者模拟数字混合电路,及可以完成整个电路功能的各种种类的电路。
下面,进一步举例说明图7-10中所单独的使用的声控开关电路。
并且可在上述电容C10和非门U4、模拟开关U6、U5之间设置一种如图7所示的声控开关电路。该声控开关电路的构成是:从共模信号抑制电路输出的低失真低噪音声音信号通过电容C10经过由二极管D1、D2电阻R9构成的检波电路,三极管T2、T1电容C15、C16、C17电阻R10、R11、R12非门U8、U13、U11、U12、模拟开关U10和R-J触发器U9组成的声控开关电路,控制模拟开关U5的控制端13使之开通,从输入端1输入的声音信号从输出端2输出,而经过非门U4的反向,控制模拟开关U6控制端13使之关闭,从输入端1输入的声音信号不能从输出端2输出。模拟开关U5、U6一个是导通一个是关闭的,反之当无音源发出的声音信号输入时,导通和关闭倒过来。通过电容C17和R12的设置可以决定讲话完毕(例如10秒后)后模拟开关U5、U6的开通和关闭时间,防止因为说话中间短时间的中断使模拟开关U5、U6误开通和关闭。在这个电路中的各个电路可以使用集成电路也可以使用分立元件电路,根据不同的需要可以采用模拟开关电路也可以用数字逻辑开关电路,及可以完成此电路功能的各种类型电路。
并且可在上述电容C10与U4、U6、U5之间设置一种如图8所示的声控开关电路。这个电路的原理同实施例7的原理相同,只是控制模拟开关的声控电路采用比较器电路。现就比较器电路进行描述:从共模信号抑制电路输出的低失真低噪音声音信号通过电容C10经过由二极管D1、D2电阻R9构成的检波电路,经由电阻R13、R14、R15、R16、R18稳压二极管D3二极管D4电容C15、C18,任意电平比较器U14和R-J触发器U15组成的声控开关电路,控制模拟开关U5的控制端13使之开通,从输入端1输入的声音信号从输出端2输出,而经过非门U4的反向,控制模拟开关U6控制端13使之关闭,从输入端1输入的声音信号不能从输出端2输出。模拟开关U5、U6一个是导通一个是关闭的,反之当无音源发出的声音信号输入时,导通和关闭倒过来。通过电容C18和电阻R18的设置可以决定讲话完毕(例如10秒后)后模拟开关U5、U6的开通和关闭时间,防止因为说话中间短时间的中断使模拟开关U5、U6误开通和关闭。
在这个电路中的各个电路可以使用集成电路也可以使用分立元件电路,根据不同的需要可以采用模拟电路也可以用数字电路或者模拟数字混合电路,及可以完成整个电路功能的各种种类的电路。
并且可在上述电容C10、C12与U4、U6、U5之间设置一种如图9所示的声控开关电路。这个电路的原理同实施例7的原理相同,只是控制模拟开关开关的声控电路利用拾音器接收的未经减低环境噪音处理的声音信号与从共模信号抑制电路输出的低环境噪音的声音信号进行比较后控制声控开关电路。这个电路的原理同实施例8的原理相同,只是采用了迟滞比较器。从共模信号抑制电路输出的低失真低噪音声音信号通过电容C10经过由二极管D1、D2电阻R9构成的检波电路,和从两个拾音器中的一个未经减低环境噪音处理的声音信号通过电容C12经过由二极管D5、D6电阻R19构成的检波电路,经由电阻R20、R21、R22、R18二极管D4电容C15、C19、C18经由电阻R13、R14、R15、R16、R18稳压二极管D3二极管D4电容C15、C18,迟滞比较器U16和R-J触发器U15组成的声控开关电路,控制模拟开关U5的控制端13使之开通,从输入端1输入的声音信号从输出端2输出,而经过非门U4的反向,控制模拟开关U6控制端13使之关闭,从输入端1输入的声音信号不能从输出端2输出。模拟开关U5、U6一个是导通一个是关闭的,反之当无音源发出的声音信号输入时,导通和关闭倒过来。通过电容C18和电阻R18的设置可以决定讲话完毕(例如10秒后)后模拟开关U5、U6的开通和关闭时间,防止因为说话中间短时间的中断使模拟开关U5、U6误开通和关闭。
在这个电路中的各个电路可以使用集成电路也可以使用分立元件电路,可以使用各种不同类型的比较器电路和触发器电路。根据不同的需要可以采用模拟电路也可以用数字电路或者模拟数字混合电路,及可以完成整个电路功能的各种种类的电路。
下面,进一步举例说明图10-13中所单独的使用的一种延迟电路。并且,可在上述电容C1与C3之间,设置一种如图18所示的二阶压控电压源(VCVS)单端正反馈低通恒定延时滤波器。该低通恒定延时滤波器构成是:电阻R23、R24、电容C19、C20组成二阶低通RC滤波网络,并与运算放大器U17一起组成二阶低通滤波器。该低通滤波器的放大系数可由电阻R25和R26进行调整。
并且,上述的低通恒定延时滤波器中的RC网络可以选用其他类型的RC或者RCL网络,并与运算放大器形成其它低通滤波器电路,例如,贝塞尔低通滤波器,高斯近似滤波器、契比雪夫近似滤波器和高斯—契比雪夫过渡型滤波器,布德华兹—汤姆逊过渡型滤波器等,还可以采用一阶或者多阶的滤波器。
并且,可在上述电容C1与C3之间,设置一种如图25所示的莫邱兹均衡器滤波器电路。莫邱兹均衡器滤波器电路的构成是:电阻R28的一端接运放U18的正输入端,反馈电阻29两端分别接于U18的正输入端和输出端;电阻R27、R30、电容C21、C222串接成环路,其各个元件间的结点依次连接到电阻R31、电容C23、运放U18的负输入端与电阻R32、R30电容C22连接;以及电阻R31与电容C23的结点和U18的输出端连接,电阻R32的另一端接电容C24到地。上述的电阻和电容组成RC迟延均衡补偿网络。这个电路可以加入到需要均衡迟延的衡延时电路中,也可以作为单独电路和其它滤波器电路串联或者并联使用,用于均衡迟延频率特性的失真。
并且,可在上述电容C1与C3之间,设置一种如图26所示的具有均衡器电路的二阶低通恒定延时滤波器电路。该具有均衡器电路的二阶低通恒定延时滤波器电路与图10比较增加了均衡器电路,该均衡器电路的构成是:电阻R23、R24、电容C19、C20组成二阶低通RC滤波网络,并与运算放大器U17一起组成二阶低通滤波器。电容C25、R26、R28和R25串接成环,R26和R28的结点与U17的输出端连接,R26和R25间的结点与U17的负输入端连接,电阻R25与电容C26的结点和地之间并接电阻R27和电容C25。上述的电阻R26、R25、R28、R27和电容C25与C26组成RC迟延均衡补偿网络。这个迟延均衡补偿网络电路可以加入到需要均衡迟延的均衡延时电路中,如加入到低通贝塞尔滤波器电路中,也可以作为单独电路和其它滤波器电路串联或者并联使用,用于均衡迟延频率特性的失真。
实际上只是:把串接电阻R23、R24连接于运放U17的正输入端,在电阻电阻R23、R24、的中间结点和运放U17的输出端之间接电容C20,以及运放U17的正输入端与地之间接电容C19,而上述的电阻R26、R25、R28、R27和电容C25与C26组成RC迟延均衡补偿网络连接关系不变。
这样一来,在同一个滤波器电路中,就既有二阶低通滤波器又有迟延均衡滤波器,可均衡迟延频率特性的失真。本电路还可以和其它各种类型延时滤波器一起组成多阶恒定延时滤波器。
并且,可在上述电容C1与C3之间,设置一种如图27所示的斗链延迟电路(BBD)和电荷耦合器件(CCD)的延时电路。该由斗链延迟电路或电荷耦合器件组成的延时电路构成是:输入耦合电容C27接到U19的输入端14,供电电压Vcc通过电阻R27和电位器P2分压后供给U19的输入端14的偏置电压,脚10连接到Vcc的供电电路,供电电压Vcc通过电阻R28和R29分压后供给U19的脚5的Vdd,从脚1输入单相脉冲供给的U19时钟驱动,驱动脉冲的时钟频率决定U19的延时时间。输入的信号经过延时后从脚8和脚9输出,经过平衡电位器P3后通过电阻R30旁路接地,并通过电容C30输出。
可通过把改变驱动时钟输入到该延迟电路输入端的时钟信号频率来改变延时的时间。斗链延迟电路和电荷耦合器件延迟电路都是由CMOS构成的电荷耦合模拟移位寄存器。两种电路只是内部电荷耦合模拟移位寄存器电路结构不同,使用方法也大致相同,但电荷耦合器件的噪音低于斗链延迟电路。延时电路U19,可以使用各种类型各种型号的斗链延迟电路和电荷耦合器件延迟电路,例如,可使用型号SAD512D。
下面,结合图14~20,举例说明本发明的话筒中使用的数字延时电路与数字共模抑制电路的两个实施例和程序流程图。
图14一种声音数据采集处理输出装置:
在这个实施例中:声音数据采集处理输出装置和计算机组成本发明的数字信号处理系统的并列处理装置。声音数据采集处理输出装置接收本发明的话筒中拾音器输出的信号经过前置放大器进行信号放大,然后进行各种滤波等预处理,通过模/数转换电路转换成数字信号输入中央处理器(CPU)或者数字处理器(DSP)。如果一个话筒中有两个拾音器,将其中的一路或者两路信号送入数据存储器中存储一定的时间,进行数字信号延时,到达一定延时时间后,中央处理器(CPU)或者数字处理器(DSP)将其取出,通过进行数字信号共模抑制处理,而后将差模数字信号作进一步处理,将其结果通过地址总线和数据总线与计算机进行交换、或者通过并行口或串行口输出给其它设备、或者通过数模转换器将声音数字信号转换为模拟信号、经过滤波后进行功率放大输出。计算机可以通过总线接口、并行口或串行口与声音数据采集处理输出装置进行通信,即发出指令或接收数据,声音数据采集处理输出装置因为有程序存储器和数据存储器、有中央处理器(CPU)或者数字处理器(DSP)可以运行数据采集处理程序,因此也可以独立构成一个独立的工作系统。如果使用多个低噪音话筒的拾音器接收声音信号时,在这个声音数据采集处理输出装置中,输入前置放大电路和滤波电路模/数转换电路就要有相应的多路的电路。在这个声音数据采集处理输出装置中,可根据需要采用各种类型的中央处理器(CPU)或者数字处理器(DSP),可以采用8比特或者8比特以上的模/数转换器、数模转换器,前置放大电路、滤波电路、功率放大电路。可根据需要设置计算机接口电路、并行口、串行口等。
图15是声音数据采集处理输出装置采用ADSP2111数字处理器的原理框图。本发明的话筒中拾音器输出的信号,输入声音信号采集输出处理芯片,如AD1847进行前置信号放大,然后进行各种滤波等预处理,通过模/数转换电路转换成数字信号,通过串行接口(也可以通过并行口等方式)输入中央处理器(CPU)或者数字处理器(DSP),如ADSP2111数字处理器。如果一个话筒中有两个拾音器,将其中的一路或者两路信号送入数据存储器中存储一定的时间,进行数字信号延时,到达一定延时时间后,中央处理器(CPU)或者数字处理器(DSP)将其取出,通过进行数字信号共模抑制处理,再将差模数字信号作进一步处理,将其结果通过ADSP2111数字处理器的的主机接口(HIP)是用于和计算机之间的数据交换,或者通过并行口或串行口输出给其它设备、或者通过AD1847数模转换器将声音数字信号转换为模拟信号、经过滤波后输出。计算机可以通过总线接口或者通过并行口或串行口和声音数据采集处理输出装置进行通通信,即发出指令或接收数据,声音数据采集处理输出装置因为有程序存储器和数据存储器、有中央处理器(CPU)或者数字处理器(DSP),可以运行数据采集处理程序,因此也可以构成一个独立工作的系统。
模/数转换电路(A/D)和数模转换电路(D/A),可采用AD1847,它具有16比特率,不过这个芯片的采样时间和采样速率要适当调整以适应于本发明的低噪音话筒中使用,也可以采用其它类型的模/数转换电路(A/D)和数模转换电路(D/A)电路。
使用的数字延时加数字共模抑制电路是为了达到以下作用。图16、图17是接收最近的音源发出的低环境噪音声音的处理流程图。音源发出的声音信号声音只能是从一端进入话筒,利用两个拾音器接收,A/D转换数据,用数字电路进行信号延迟使先后接收的声音信号相位差为180度或者0度,两个拾音器接收到的声音信号,通过数字共模抑制提取出差模信号将经过延迟后的两个拾音器中的一个的A/D转换数据和两个拾音器中的差模信号进行比较,如果两者之间的相差比例在设定时范围之内,表示是有音源信号输入(或者将差模信号与根据设定的值比较,如果大于此值,表示有音源信号输入),此时将通过I/O将开关接通,将音源发出的差模信号输出,如果相差比例很大,在设定的范围之外(或者低于设定的值),表示音源没有发出声音,此时通过I/O将开关关闭,将两个拾音器中的一个接收的环境噪音信号输出的程序流程图。
图16、图17的区别是一个是送到数模转换器输出,一个是输出到计算机。图19是接收最近的音源发出的超低环境噪音声音的处理流图。利用在一个话筒中设有三个以上拾音器接收音源发出的声音信号,先用延迟加共模抑制取出每两个拾音器之间的差模信号,然后用数字滤波方法,分别滤出两路差模信号中的声音信号中的每一个声波,然后两路差模信号中的同一时间接收的相同波形的每一个声波进行功率大小的比较,计算出两者之间的大小比值,对照根据实际测定的或者计算得出的一定距离的音源发出的声音信号两者比值表就可以知道发出这一个声波的音源和话筒的实际距离。这种利用在同一个话筒中的三个或者三个以上拾音器接收音源发出的声音信号进行处理的方法,实际上是将离话筒最近的音源发出的声音提取出来,而可将环境噪音几乎完全消除。因为通过延迟加共模抑制取出两个拾音器之间的差模信号,因此在这个差模信号中离话筒距离最近的音源发出的声音信号最强,而距离比较远的环境噪音音源发出的声音信号就很弱了,通过滤波程序将差模信号进行滤波,即使不能将两个音源发出的相同频率的声波信号区分开,因为此时环境噪音信号和主音源发出的声音信号相比差别很大,即使主音源发出的声音信号中叠加了环境噪音信号,对主音源发出的声音信号影响也很低,以至完全可以忽略,这是用其它方法是无法达到的。将经过延迟后的两个拾音器中的一个的A/D转换数据和两个拾音器中的差模信号进行比较,如果两者之间的相差比例在设定的范围之内,表示是有音源信号输入(或者将差模信号与根据设定的值比较,如果大于此值,表示有音源信号输入,或者当出现音源发出的声音信号时),此时将通过I/O将开关接通,将音源发出的差模信号输出,如果相差比例很大,在设定的范围之外(或者低于设定的值,或者没有出现音源发出的声音信号时),表示音源没有发出声音,此时通过I/O将开关关闭,将两个拾音器中的一个接收的环境噪音信号输出的程序流程图。图18是接收一定距离的音源发出的声音的处理流图。利用在一个话筒中二个拾音器接收音源发出的声音信号,先用延迟加共模抑制取出两个拾音器间的差模信号,然后用数字滤波方法,滤出两个拾音器之中的一个拾音器接收的声音信号和两路差模信号中的声音信号中的每一个声波,然后将两路信号中的同一时间接收的相同波形的每一个声波进行功率大小的比较,计算出两者之间的大小比值,对照根据实际测定的或者计算得出的一定距离的音源发出的声音信号两者比值表就可以知道发出这一个声波的音源和话筒的实际距离。此时实际上可以几乎完全提取出在离话筒一定距离的音源发出的声音。但是如果在这个距离上有多个音源发出声音信号时,就只能依靠话筒前面加装的定向话筒罩,大致加以区分。当有指定距离的音源信号输入,此时将通过I/O将开关接通,将音源发出的差模信号输出或者存储,如果没有指定距离的音源信号输入,此时通过I/O将开关关闭,将拾音器中的一个接收的环境噪音信号输出或者存储。图20是利用本人的97115160.1号发明专利申请的文件中所述的定位接收音源发出的声音话筒的定位接收音源发出的声音的处理流图。
本发明的声控开关电路是由检波电路、比较器电路、触发器电路和开关电路构成的。并且声控开关电路是由检波电路、控制电路和开关电路构成的。并且声控开关电路是由模/数转换电路、中央处理器进行数字延迟、共模抑制运算、数控开关和数/模转换电路和数字控制开关电路电路构成。
本发明的低失真低噪音话筒声音信号控制开关不仅可以用于本发明文件所述的几种话筒和电路,而且可以用于本人的97115160.1号和98100198.x发明专利申请的文件中所述的各种低失真低噪音话筒和电路中,成为用于各种低噪音低失真话筒的能输出低噪音不失真的声音信号的声音信号控制开关。
上面,已经参照各附图,详细描述了本发明的最佳实施例,但是,不应认为本发明仅仅限于上述的各个实施例。本领域的技术人员,通过上述各实施例的启迪,不难对本发明的低失真低噪音话筒作出各种改进、改变或替换,因此,这些改进、改变或替换,不应认为已脱离了本发明的构思,或附属权利要求书所限定的范围。