CN110536195B - 动态降噪喊话器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及喊话器，尤其涉及一种动态降噪喊话器，包括外壳，所述外壳连接有手柄，所述外壳内设置有PCB板，所述PCB板上设置有声音拾取模块、运算放大模块、数据处理模块、功率放大模块、触点，所述功率放大模块连接有喇叭，所述外壳后端设置有用于保护PCB板的盖板，所述盖板上设置有与声音拾取模块相对应的网孔、与触点相匹配的按钮，所述PCB板竖向设置在外壳后端，所述声音拾取装置包括设置在PCB板上的主咪头、副咪头、至少一降噪咪头，能够有效的降低噪声、同时能够防止啸叫、提高声音拾取精度。

Description

动态降噪喊话器

技术领域

本发明涉及喊话器，尤其涉及一种动态降噪喊话器。

背景技术

当前市场上的喊话器是有单个咪头拾取声音，声音信号转变成电信号后进入主控控制器，主控控制器具备喊话、录音或播放MP3功能，通过电子音量控制进入功率放大，推动喇叭发出声音；由于正向反馈的原理，当喊话的声音较大时，喊话器就出现啸叫的现象，因此喊话的声音无法调到最大位，只有咪头同喇叭发音口距离远点时可以减少啸叫，但这样又增大了喊话器的体积，因此体积决定声音大小；当前的喊话器在使用时，口离咪头的距离在2厘米左右，若距离远点喇叭发出的声音明显的变小，给使用者带来不便，由于口距咪头较近，口水容易打湿咪头，咪头容易损坏；另外在使用喊话器时，环境的噪声或身边其它声音都会被咪头拾取，有喇叭发出，导致声音嘈杂。

为降低噪声，现有技术中公开了通过多个咪头消除噪声的技术方案，具体包括，接收来自第一方向的第一声音信号；接收来自与第一方向相异的第二方向的第二声音信号；对第一声音信号和第二声音信号中的声音音量进行对比，将第一声音信号和第二声音信号中音量相同的声音信号进行音量降噪处理；存人说话时的声音频率，存储的声音频率与第一声音信号和第二声音信号中的声音频率进行对比，将第一声音信号和第二声音信号中频率在存储的声音频率范围外的声音进行频率降噪处理，能够有效的降低噪声，然而，其并不能很好的对声音信号进行处理，最终得到的声音音质得不到保证。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种能够有效的降低噪声、同时能够防止啸叫、提高声音拾取精度的动态降噪喊话器。

本发明是通过以下技术方案实现的：一种动态降噪喊话器，包括外壳，所述外壳连接有手柄，所述外壳内设置有PCB板，所述PCB板上设置有声音拾取模块、运算放大模块、数据处理模块、功率放大模块、触点，所述功率放大模块连接有喇叭，所述外壳后端设置有用于保护PCB板的盖板，所述盖板上设置有与声音拾取模块相对应的网孔、与触点相匹配的按钮，所述PCB板竖向设置在外壳后端，所述声音拾取模块包括设置在PCB板上的主咪头、副咪头、至少一降噪咪头，所述主咪头与副咪头之间的间距为45-50mm，所述主咪头设置在PCB板上端，所述副咪头设置在PCB板下端，所述降噪咪头设置在PCB板侧部，所述主咪头、副咪头、降噪咪头依次通过运算放大模块与数据处理模块信号连接，所述数据处理模块包括依次信号连接的闸值门电路、移相电路、运算放大减法电路、控制器、自动增益控制电路、音量控制电路。

进一步地，所述闸值门电路、移相电路、运算放大减法电路、控制器集成在ML1901芯片中。

进一步地，所述盖板与PCB板之间环绕主咪头、副咪头、降噪咪头均设置有防尘降噪环，所述网孔内端面设置有用于安装防尘降噪环的环形卡槽。

进一步地，所述防尘降噪环包括层叠排布的多个金属环，所述金属环的上端面和下端面均设置有环形的沟槽，相邻两个金属环之间通过沟槽卡装有隔音吸尘棉，相邻的两个金属环之间设置有导电线，所述防尘降噪环指向PCB板的一端设置有弹性支撑座。

进一步地，所述金属环为铜环、铝合金环、不锈钢环其中的一种，所述金属环的横截面为矩形。

进一步地，所述导电线为穿装在各金属环之间的铜线，所述沟槽的底面设置有与铜线相匹配的通孔，所述金属环侧壁上均匀设置有多个吸震孔。

进一步地，所述隔音吸尘棉包括两层竖向的吸音棉，两层吸音棉之间设置有活性炭棉，所述活性炭棉的厚度值为吸音棉厚度值的2-3倍。

进一步地，所述弹性支撑座包括支撑环，所述支撑环上均匀一体成型有3-4个指向PCB板的支腿，所述支撑环和支撑腿均由PE材料制成。

进一步地，所述降噪咪头有两个，分别设置在PCB板两侧部。

本发明的有益效果在于，

1，啸叫抑制：喊话器的啸叫是正向反馈引起的，抑制啸叫就是解决正向反馈的现象，抑制啸叫有主咪头和副咪头来完成，即双咪头电路，主咪头位置明显，副咪头在距主咪大约5厘米的位置暗设；喊话声音、正向反馈的声音通过主、副咪头转变成电信号，经过运算电路放大和反相，进入数字处理控制器；在控制器的入口设有闸值门电路，对低于正常信号的噪声信号，实行拦截，滤除一部分的噪声；主咪信号然后进行移相处理，移相后的主咪信号同副咪信号经过对比、运算后做减法处理，由于主咪人声的信号大于副咪人声的信号值，经过减法处理后，提取的是人声信号，这样正向反馈的信号通过减法处理后就可以消除，避免了啸叫的出现，喊话通道的增益可以调到最大位。因此同等体积的前提下，大幅度提高喊话的声音，同等声音的前提下，缩小咪头同喇叭口的距离，减小喊话器的体积；

2，噪声抑制：喊话器要在嘈杂的环境中清晰发出喊话人的声音，就要抑制掉除喊话人以外的声音信号，在喊话器的左右两侧增加两个或多个降噪咪头，来更好的采集外部噪声，通过运算放大电路进入数字处理控制器，噪声信号经过处理后，同主咪信号进行对比、运算后做减法处理，将喊话人的声音信号提取，抑制环境噪声信号；这样喊话器在嘈杂的环境中进行喊话，也可清晰的发出喊话人的声音；

3，自动增益控制：控制器抑制正向反馈信号和噪声信号后，提取喊话人的声音信号进入自动增益放大控制电路，此电路在负反馈放大状态，设定输出信号电压值；当喊话人声音小时或距主咪头较远时，放大增益提高，当喊话人声音较大时或距主咪头较近时，放大增益降低，设定了输出信号电压值，确保功率输出失真的现象；自动增益控制的设置，喊话器口距咪头的距离有原来的2厘米左右，提升到8厘米左右，大大提高使用者的方便感；

4，安装防尘降噪环能够将咪头与PCB板的其它电路进行隔离，减小PCB板的局部噪声对咪头的影响，主咪头、副咪头、降噪咪头接收的噪声均是主要来自于外部环境的噪声，各咪头的噪声相似度高，能够更好的过滤，保证发声的质量，还能够吸附咪头处的粉尘，保证咪头清洁，降低噪声干扰。

附图说明

图1为实施例1控制原理图示意图

图2为实施例1结构图示意图；

图3为PCB板结构图示意图；

图4为盖板结构图示意图；

图5为防尘降噪环剖面图示意图；

图6为图5中A处局部放大图示意图；

图7为ML1901芯片引脚图示意图；

图8为各咪头电路图示意图；

图9为四运算放大器电路图示意图；

图10为D类功放电路图示意图；

图11为通讯接口电路图示意图；

图12为触点及USB接口电路图示意图；

其中：1-外壳，2-手柄，3-盖板，4-网孔，5-按钮，6-开关，7-指示灯，8-USB接口，9-主咪头，10-安装孔，12-ML1901芯片，13-副咪头，14-PCB板，15-触点，16-环形卡槽，17-金属环，18-隔音吸尘棉，19-支撑环，20-吸音棉，21-活性炭棉，22-导电线，23-吸震孔，24-降噪咪头，25-支腿。

具体实施方式

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面将结合发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

以下各实施例中，主咪头、副咪头和降噪咪头均选用潍坊德运电子有限公司的4015单指向咪头，体积小，精度高；

闸值门电路、移相电路、运算放大减法电路、控制器集成在深圳市恒胜创科技有限公司的ML1901芯片12中，工作稳定性高，集成度高。

实施例1

如图1-10所示，一种动态降噪喊话器，包括外壳1，外壳连接有手柄2，外壳和手柄均是由ABS塑料制成，硬度高，耐磨性高，外壳内安装有PCB板14，PCB板通过安装孔10与外壳连接，PCB板上安装有声音拾取模块、运算放大模块、数据处理模块、功率放大模块、触点15，功率放大模块连接有喇叭，声音拾取模块包括安装在PCB板上的主咪头9、副咪头13、两个降噪咪头24，主咪头与副咪头之间的间距为45-50mm，主咪头安装在PCB板上端，副咪头安装在PCB板下端，降噪咪头安装在PCB板两侧部，主咪头、副咪头、降噪咪头依次通过运算放大模块与数据处理模块信号连接，运算放大模块为四运算放大器，数据处理模块包括依次信号连接的闸值门电路、移相电路、运算放大减法电路、控制器、自动增益控制电路、音量控制电路，闸值门电路、移相电路、运算放大减法电路、控制器集成在ML1901芯片12中，集成化程度高，工作稳定性高。

喊话器的啸叫是正向反馈引起的，抑制啸叫就是解决正向反馈的现象，抑制啸叫有主咪头和副咪头来完成，即双咪头电路，主咪头位置明显，副咪头在距主咪大约5厘米的位置暗设；喊话声音、正向反馈的声音通过主、副咪头转变成电信号，经过运算电路放大和反相，进入数字处理控制器；在控制器的入口设有闸值门电路，对低于正常信号的噪声信号，实行拦截，滤除一部分的噪声；主咪信号然后进行移相处理，移相后的主咪信号同副咪信号经过对比、运算后做减法处理，由于主咪人声的信号大于副咪人声的信号值，经过减法处理后，提取的是人声信号，这样正向反馈的信号通过减法处理后就可以消除，避免了啸叫的出现，喊话通道的增益可以调到最大位。因此同等体积的前提下，大幅度提高喊话的声音，同等声音的前提下，缩小咪头同喇叭口的距离，减小喊话器的体积。

另外，喊话器要在嘈杂的环境中清晰发出喊话人的声音，就要抑制掉除喊话人以外的声音信号，在喊话器的左右两侧增加两个或多个降噪咪头，来更好的采集外部噪声，通过运算放大电路进入数字处理控制器，噪声信号经过处理后，同主咪信号进行对比、运算后做减法处理，将喊话人的声音信号提取，抑制环境噪声信号；这样喊话器在嘈杂的环境中进行喊话，也可清晰的发出喊话人的声音。

控制器抑制正向反馈信号和噪声信号后，提取喊话人的声音信号进入自动增益放大控制电路，此电路在负反馈放大状态，设定输出信号电压值；当喊话人声音小时或距主咪头较远时，放大增益提高，当喊话人声音较大时或距主咪头较近时，放大增益降低，设定了输出信号电压值，确保功率输出失真的现象；自动增益控制的设置，喊话器口距咪头的距离有原来的2厘米左右，提升到8厘米左右，大大提高使用者的方便感。

外壳后端安装有用于保护PCB板的盖板3，盖板上加工有与声音拾取模块相对应的网孔4、与触点相匹配的按钮5，点动按钮能够触发触点，进而调整参数， PCB板竖向安装在外壳后端，盖板与PCB板之间环绕主咪头、副咪头、降噪咪头均安装有防尘降噪环，网孔内端面一体成型有用于安装防尘降噪环的环形卡槽16，防尘降噪环包括层叠排布的多个金属环17，金属环的上端面和下端面均加工有环形的沟槽，相邻两个金属环之间通过沟槽卡装有隔音吸尘棉18，相邻的两个金属环之间安装有导电线22，防尘降噪环指向PCB板的一端安装有弹性支撑座。

本实施例中金属环为铜环，金属环的横截面为矩形，导电线为穿装在各金属环之间的铜线，通过铜线能够将各金属环连成完整导体，起到电磁屏蔽的效果，避免局部震荡产生的电磁干扰，沟槽的底面加工有与铜线相匹配的通孔，金属环侧壁上均匀加工有多个吸震孔23，在金属环内加工吸震孔，吸震孔为通孔，金属环在振动的时吸震孔能起到缓冲作用，降低振幅，隔音吸尘棉包括两层竖向的吸音棉20，两层吸音棉之间粘结有活性炭棉21，活性炭棉的厚度值为吸音棉厚度值的2-3倍，将活性炭棉夹在吸音棉之间，能够将灰尘内聚，避免振动过程中的二次扬尘，保证咪头清洁，弹性支撑座包括支撑环19，支撑环上均匀一体成型有3-4个指向PCB板的支腿25，支撑环和支撑腿均由PE材料制成，由于PCB板多有印刷电路的电子元件，支腿能够有效的避让电子元件，同时保证防尘降噪环卡紧在环形卡槽内，避免脱落。

安装防尘降噪环能够将咪头与PCB板的其它电路进行隔离，减小PCB板的局部噪声对咪头的影响，主咪头、副咪头、降噪咪头接收的噪声均是主要来自于外部环境的噪声，各咪头的噪声相似度高，能够更好的过滤，保证发声的质量，还能够吸附咪头处的粉尘，保证咪头清洁，降低噪声干扰。

在PCB板上还安装有开关6、指示灯7、以及USB接口8，方便使用。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，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，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种动态降噪喊话器，包括外壳，所述外壳连接有手柄，所述外壳内设置有PCB板，所述PCB板上设置有声音拾取模块、运算放大模块、数据处理模块、功率放大模块、触点，所述功率放大模块连接有喇叭，所述外壳后端设置有用于保护PCB板的盖板，所述盖板上设置有与声音拾取模块相对应的网孔、与触点相匹配的按钮，其特征在于，所述PCB板竖向设置在外壳后端，所述声音拾取模块包括设置在PCB板上的主咪头、副咪头、至少一降噪咪头，所述主咪头与副咪头之间的间距为45-50mm，所述主咪头设置在PCB板上端，所述副咪头设置在PCB板下端，所述降噪咪头设置在PCB板侧部，所述主咪头、副咪头、降噪咪头依次通过运算放大模块与数据处理模块信号连接，所述数据处理模块包括依次信号连接的闸值门电路、移相电路、运算放大减法电路、控制器、自动增益控制电路、音量控制电路，

所述盖板与PCB板之间环绕主咪头、副咪头、降噪咪头均设置有防尘降噪环，所述网孔内端面设置有用于安装防尘降噪环的环形卡槽，

所述防尘降噪环包括层叠排布的多个金属环，所述金属环的上端面和下端面均设置有环形的沟槽，相邻两个金属环之间通过沟槽卡装有隔音吸尘棉，相邻的两个金属环之间设置有导电线，所述防尘降噪环指向PCB板的一端设置有弹性支撑座，

所述导电线为穿装在各金属环之间的铜线，所述沟槽的底面设置有与铜线相匹配的通孔，所述金属环侧壁上均匀设置有多个吸震孔。

2.根据权利要求1所述的动态降噪喊话器，其特征在于，所述闸值门电路、移相电路、运算放大减法电路、控制器集成在ML1901芯片中。

3.根据权利要求1所述的动态降噪喊话器，其特征在于，所述金属环为铜环、铝合金环、不锈钢环其中的一种，所述金属环的横截面为矩形。

4.根据权利要求1所述的动态降噪喊话器，其特征在于，所述隔音吸尘棉包括两层竖向的吸音棉，两层吸音棉之间设置有活性炭棉，所述活性炭棉的厚度值为吸音棉厚度值的2-3倍。

5.根据权利要求1所述的动态降噪喊话器，其特征在于，所述弹性支撑座包括支撑环，所述支撑环上均匀一体成型有3-4个指向PCB板的支腿，所述支撑环和支撑腿均由PE材料制成。

6.根据权利要求1所述的动态降噪喊话器，其特征在于，所述降噪咪头有两个，分别设置在PCB板两侧部。

Images