CN2533548Y - 组合式智能语言复读机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种组合式智能语言复读机，它包括便携主机，由话筒输入和前置放大电路、微控制电路、句间停顿检测电路、语音录放集成电路、音量调节和功放电路、录音电平自动控制和显示电路、电源开关电路以及输入、输出插孔、扬声器及电源组成。本实用新型还配有机座，由磁带录放机、收音机、功放电路、电源输入输出电路、弹性触簧组以及转换开关、电位器及其它阻容元件等组成。本实用新型除具有一般数字录音机的全部功能外，还具有句间停顿检测电路，自动检测录入语音语句间的停顿，微控制器控制记录语音数据存储器中对应每个停顿的地址，从而实现自动分句存放、快速按句向前/向后搜索定位、自由选择段落等适应语言学习的特殊功能。

Description

组合式智能语言复读机

技术领域

本实用新型涉及一种复读机，尤其涉及一种组合式新型智能语言复读机。

背景技术

学习语言，尤其是外语，目前推广的有效方法是以句子为单位反复聆听、跟读模仿和默写。现有的各种语言复读机通常是卡式磁带播放机和10秒-数百秒时长的半导体语音存储、回放电路的结合。使用时，将磁带中的样板语音复制一小段到其半导体语音存储、回放电路中供反复播放多遍，而不须播放每遍都回绕磁带，从而比用普通磁带播放机学习语言效率有所提高。

但是，现有的各种语言复读机仍有共同的缺点：

1.体积大，耗电多，大多数使用者皆依赖交流市电工作，因而不能便携，不便将零星时间用于学习。

2.虽然录入其半导体语音存储、回放电路的语音可反复播放多遍，而不须播放每遍都回绕磁带，但若要聆听下一段必须再次启动磁带复制；若要聆听前一段，必须回绕磁带搜索定位后重新复制。而且所用存储器是易失性存储器(RAM)，停电后其中语音即丢失，下次开机若想复习同一内容，还要回绕磁带搜索定位后重新复制，故效率仍不够高，容易引起厌烦情绪，且原声磁带和机器磨损较快。

3.实践证明，以句子为单位反复仔细聆听、模仿是提高听、说能力最有效方法，而大段泛听泛读效果不佳，故现有复读机使用中，一般一次只复制一、两句话，大于一、两句话时长的半导体语音存储器不能被充分利用，徒增成本。除非该存储、回放电路具备自动分句存放、自由按句向前/向后搜索定位功能。

发明内容

本实用新型的目的在于：针对现有各种语言复读机的不足，从两方面着手改进，设计出一种更加高效实用的语言复读机。

本实用新型包括便携主机，由话筒输入和前置放大电路、微控制电路、句间停顿检测电路、语音录放集成电路、音量调节和功放电路、录音电平自动控制和显示电路、电源开关电路以及输入、输出插孔、扬声器及电源组成，其壳体侧面设有耳机插孔、触点组、线路输入插孔；外壳顶面设有大、小按键、功能指示灯、电平指示灯；顶面网状孔下安装有话筒和扬声器。

本实用新型还配有机座，其上设有可容纳便携主机的卡槽，卡槽的一端内侧设有弹性触簧组，机座上还设有收音机(调频、中波或短波收音机中的一种或数种的组合)和卡式磁带录放机(亦可为卡式磁带录、放机或CD、VCD、MP3、MD、DVD光盘或Flash存储卡播放器中的一种或数种的组合)，机座上还设有转换开关和扬声器。

本实用新型的机座由磁带录放机、收音机、功放电路、电源输入输出电路、弹性触簧组以及四刀三掷联动转换开关、微调电位器及其它阻容元件等组成。

本实用新型的特点为：

1.采用组合/分离结构。本实用新型将半导体语音存储、回放电路从传统的复读机中分离出来，构成一个独立的小型数字录音机作为便携主机，而将样板语音磁带播放器(含收音机)做成一机座。两者之间用卡槽作机械连接，用触簧-触点组作电气连接，可快速分离或组合。在组合状态将样板语音录入便携主机，此后可将两者分离，磁带播放器不必随身携带。便携主机选用低功耗电路，用电池供电。

2.便携主机采用非易失性存储器(EEPROM)存储语音数据，采用微控制器(MCU)作为控制部件，除具有一般数字录音机的全部功能外，还设有句间停顿检测电路，自动检测录入语音语句间的停顿，微控制器控制记录语音数据存储器中对应每个停顿的地址，从而实现自动分句存放、快速按句向前/向后搜索定位、自由选择段落等适应语言学习的特殊功能。一旦样板语音录入便携主机，就不必再动用磁带。一般复读机使用中反复回绕磁带搜索语句的烦琐操作，在本机被转移到半导体芯片中进行，即转化为微控制器对语音数据存储器的寻址操作，快速而准确，进、退一句等待时间接近于零，大幅度提高学习效率和机器、磁带的使用寿命。

附图说明

附图1：为本实用新型的组合结构示意图；

附图2：为本实用新型的便携主机结构示意图；

附图3：为本实用新型的便携主机电原理图；

附图4：为本实用新型的机座电原理图。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型实施例进行详细说明。

本实用新型由便携主机1和机座2组成。便携主机1的外壳内部安装有电路板和电池；外壳侧面设有耳机插孔JA2、触点组3及线路输入插孔JA1；外壳顶面有小按键S1、大按键S2、功能指示灯LEDD、电平指示灯LEDR；网状孔下安装有话筒MIC和扬声器SP1。机座2上设有可容纳便携主机1的卡槽7，卡槽7的一端内侧设有弹性触簧组4，机座2上还设有收音机5(调频、中波或短波收音机中的一种或数种的组合)和卡式磁带录放机6(亦可为卡式磁带录、放机或CD、VCD、MP3、MD、DVD光盘或F1ash存储卡播放器中的一种或数种的组合)，机座2上还设有转换开关K1和扬声器SP101、SP102。

便携主机的电路板上设有话筒输入和前置放大电路8、微控制电路9、句间停顿检测电路10、ISD4000系列单片语音录放集成电路IC2、音量调节和功放电路11、录音电平自动控制和显示电路12、电源开关电路13、触点组3以及线路输入插孔JA1、耳机插孔JA2、扬声器SP1、电池组E。

本实用新型便携主机的电路原理如附图3所示。

其中，话筒输入和前置放大电路8由电容话筒MIC、电阻R1、R2、R3、R4、R5、R6，电容C1、C2、C3，三极管T1、T2、电阻组成。其中，电容话筒MIC、话筒负载电阻R1、耦合电容C2、C3、耦合电阻R3、滤波电阻R1、滤波电容C1组成其话筒输入部分，三极管T2为话筒开关，T2的基极受线路输入插孔JA1和触点组3的触点3-2控制，组合状态下，T2的基极经触簧-触点4-2、3-2接地，T2截止，话筒不工作；分离状态下，若线路输入插孔JA1中有输入插头插入，T2的基极悬空，T2截止，话筒亦不工作。三极管T1和电阻R4、R5、R6组成前置放大器，将话筒输出信号、或由输入插孔JA1输入并经R7、R8、C4、R9、R10衰减后的信号、或组合状态下由机座经电阻R105、触簧-触点4-3和3-3输入的信号进行放大，放大后的信号由三极管T1的集电极输出经耦合电容C9至单片语音录放集成电路IC2的音频输入端AIN+。

微控制电路9由微控制器IC1、电阻R24、25、双色发光二极管LEDD以及控制按键S1、S2组成，微控制器IC1是低工作电压微控制器，片内集成有程序存储器(ROM)，数据存储器(RAN)、串行通信(SPI)模块、脉宽调制(PWM)器模块、模拟电压比较器模块。程序存储器中固化了用户程序。其非特殊功能端口可由程序自由配置成输入或输出端口，配置成的输入端口IN1、IN2分别接有控制按键S1、S2；配置成的输出端口OUT1、OUT2分别经电阻R24、R25接双色发光二极管LEDD的红端和绿端，可发出红、绿、黄3种颜色以指示3种功能状态，R24、R25是发光二极管的限流电阻。OUT3接电源开关电路13。其串行通信口SPI与单片语音录放集成电路IC2的串行通信口SPI连接，传输控制信号和数据。其PWM口与音量调节和功放电路11连接，输出脉宽调制信号，用于控制音量。其模拟电压比较器模块输入端COM+、COM-经句间停顿检测电路10与单片语音录放集成电路IC2连接，在录音时检测语句之间的停顿。

ISD4000系列单片语音录放集成电路IC2内部集成有串行通信SPI模块、输入音频信号峰值检波电路AMCAP、语音信号处理电路、非易失性的语音数据存储器EEPROM。其串行通信口SPI与微控制器IC1的SPI口直接连接。其音频信号输入端AIN+经耦合电容C9与话筒输入和前置放大电路8连接。其回放音频信号输出端AOUT经耦合电容C8与音量调节和功放电路11连接，并经触点组3的触点3-5与机座内的功放电路连接。信号峰值检波电平输出端AMCAP与句间停顿检测电路10和录音电平自动控制和显示电路12连接，AMCAP端的输出电平随录音输入信号增大而升高。

句间停顿检测电路10由电阻R21、R22、R23、电容C10、C11和微控制器IC1内模拟电压比较器模块联合组成。单片语音录放集成电路IC2的AMCAP端的输出电平经R22和R21分压后加至微控制器IC1的模拟电压比较器的输入端COM+，比较器的另一输入端COM-经R23与单片语音录放集成电路IC2的AIN-端连接，以获得固定的参考电压。录音时，在语音持续期间，单片语音录放集成电路IC2的AMCAP端输出电平较高，使得COM+端上电压高于COM-端，而在语句停顿期间，AMCAP端输出电平低，COM+端上电压低于COM-端，比较器翻转，微控制器IC1检测到比较器的翻转即可检测到语句间的停顿，经SPI串行通信口读回并记录语音录放集成电路IC2的语音数据存储器中对应每个停顿的地址，从而实现自动分句存放、按句快速搜索等特殊功能。

录音电平自动控制和显示电路12由三极管T3、T4、T5、发光二极管LEDR、电阻R12、R13、R14、R15、R16组成。其中T3构成射极输出器，其基极与语音录放集成电路IC2的AMCAP端连接，其发射极电压跟随AMCAP端电压变化。T3发射极经R12与T4基极连接，同时经R14与T5基极连接。T4用作录音电平自动控制元件，其发射极接地、集电极接前置放大器输入端；T5发射极与电源VCC间接有发光二极管LEDR和限流电阻R16。当AMCAP端的输出电平随音频输入信号增大而升高时，T4的发射极和集电极间等效电阻减小，对前置放大器的输入信号的衰减作用较大，反之则相反，从而实现录音电平自动控制(ALC)功能；T5发射极和集电极间等效电阻减小，发光二极管LEDR的亮度增大，反之亦相反，实现录音电平指示。

音量调节和功放电路11由功放集成电路IC3、三极管T6、电阻R17、R18、R19、R20、电容C6、C7、C8组成。其中，功放集成电路IC3的信号输入端AIN经电阻R19、电容C8与语音录放集成电路IC2的放音信号输出端口AOUT连接，功放集成电路IC3的输出端经电容C7与扬声器SP1和耳机插孔JA2连接，构成功放电路；三极管T6的发射极接地，集电极接功放集成电路IC3的信号输入端AIN，基极经电阻R17、R18与微控制器的脉宽调制输出端PWM连接，电阻R17、R18的连接点上接有滤波电容C6，电容C6的另一端接地。改变脉宽即可改变三极管T6发射极与集电极间的等效电阻，即改变了对输入信号的衰减程度，以实现音量调节。

电源开关电路13由电阻R26、三极管T7组成。三极管T7的发射极接电池正极E+，集电极接用电器件的正电源端VCC，基极经R26接微控制器的一个输出端OUT3，OUT3输出低电平时，三极管T7导通，电源开，反之电源关。

本实用新型的便携主机1的一个侧面设有触点组3，当便携主机1按箭头方向放入卡槽7时，其触点组3和机座2上的弹性触簧组4接触，便可在便携主机1和机座2之间传递音频信号和控制信号，这时，若四刀三掷转换开关K1(K1-1、K1-2、K1-3、K1-4)置于第1档“收音机”位置，可将收音机接收到的声音录入便携主机1；若K1(K1-1、K1-2、K1-3、K1-4)置于第2档“磁带机”位置，可将卡式磁带录放机6播放磁带的声音录入便携主机1；若K1(K1-1、K1-2、K1-3、K1-4)置于第3档“复读机”位置，可将便携主机1中存储的语音从机座2的扬声器SP101、SP102中播出。从卡槽7中取出的便携主机1可独立播放已从机座2录入的语音，亦可经其机内话筒或线路输入插孔录入口述的或其他设备播放的语音。机座2还可单独作收、录、放机使用。

便携主机1仅有的两个按键S1和S2在微控制器(MCU)管理下成为智能型按键。击键次数不同，或按下时间长短不同，或次数和时间的组合不同皆代表不同的操作命令，如开机、关机、选择功能、选择运行模式、暂停、改变音量、改变复读遍数、进一句、退一句、重复当前句、快进、快退、编辑循环段等。上述控制方式简洁、高效、可靠。

本实用新型机座的电路原理如附图4所示：

机座2由磁带录放机6、收音机5、功放电路15、电源输入输出电路14、弹性触簧组4以及四刀三掷转换开关K1(K1-1、K1-2、K1-3、K1-4)、微调电位器RP101、电阻R104、R105等组成。

其中，电源输入输出电路14由电源输入插孔JA101、二极管D101、D102、D103、D104和电阻R101组成。外接DC6V电源从插孔JA101接入，D101用于防止电源接反，其正极接电源正极，负极输出DC5.3V接各单元电路的电源输入端。二极管D102、D103、D104和电阻R101依次串联，D102正极接D101负极，电阻R101另一端接弹性触簧组4的触簧4-1，触簧4-0接地，向便携主机提供充电电源。

收音机5选用现有成熟技术，可以是单波段也可以是多波段收音机(不含功放)。其左、右声道输出端10UT-L、10UT-R分别接转换开关K1-3和K1-4的第1档触点a3和a4。

磁带录放机6选用现有成熟技术，也可以是其他类型的媒体播放器如CD、VCD、MP3、MD、DVD光盘或Flash存储卡播放器中的一种或数种的组合(不含功放)。其左、右声道输出端20UT-L、20UT-R分别接转换开关K1-3和K1-4的第2档触点b3和b4。

功放电路15由电阻R101、R102、同轴电位器RP102-L和RP102-R、双声道功放集成电路IC101、耦合电容C103、C104、扬声器SP101、SP102、耳机插孔JA102组成。电阻R101和R102的一端并联后接转换开关K1-2的滑臂d2，另一端分别与同轴电位器RP102-L和RP102-R的上端并联后分别接转换开关K1-3和K1-4的滑臂d3和d4。RP102-L和RP102-R的下端接地。功放集成电路IC101的左、右声道输入端IN-L、IN-R分别接同轴电位器RP102-L、RP102-R的中间抽头，其左、右声道输出端OUT-L、OUT-R分别经耦合电容C103、C104接扬声器SP101、SP102和耳机插孔JA102。同轴电位器RP102-L、RP102-用于音量调节。

弹性触簧组4有6个触簧4-0、4-1、4-2、4-3、4-4和4-5。在主机与机座组合状态，该6个触簧分别与主机的触点组3的6个触点3-0、3-1、3-2、3-3、3-4和3-5接触，构成6个电气通路。第0路构成公共接地。第1路向主机提供充电电源。第2路，机座一侧的触簧4-2与同步转换开关K1-1的滑臂d1连接，主机一侧的触点3-2与话筒开关三极管T2基极连接，当转换开关处于第1档“收音机”或第2档“磁带机”时，该通路经k1-1的触点a1或b2接地，迫使三极管T2截止，主机话筒不工作。第3路，机座一侧的触簧4-3经电阻R105与微调电位器RP101的中间抽头连接，主机一侧的触点3-3与前置放大器的输入端连接，收音机或磁带机输出的左、右声道信号经电阻R101、R102、转换开关K1-2、微调电位器RP101、触簧4-3、触点3-3送往主机供录音。第4路，机座2一侧的触簧4-4接地，主机一侧的触点3-4接功放集成电路IC3的输入端AIN，迫使主机功放电路无输出。第5路，机座一侧的触簧4-5经电阻R104与转换开关K1-2的触点c3连接，主机一侧的触点3-5经电容C8接语音录放集成电路IC102的音频输出端AOUT，当转换开关处于第3档“复读机”时，主机语音录放集成电路回放的信号可经此通路送到机座的功放电路15。

Claims (5)

1、一种智能语言复读机，其特征在于：包括便携主机(1)，由话筒输入和前置放大电路(8)、微控制电路(9)、句间停顿检测电路(10)、语音录放集成电路(IC2)、音量调节和功放电路(11)、录音电平自动控制和显示电路(12)、电源开关电路(13)以及输入插孔(JA1)、耳机插孔(JA2)、扬声器(SP1)、电源组成，其壳体侧面设有耳机插孔(JA2)、触点组(3)、线路输入插孔(JA1)；外壳顶面设有大按键(S2)、小按键(S2)、功能指示灯(LEDD)、电平指示灯(LEDR)；顶面网状孔下安装有话筒(MIC)和扬声器(SP1)；话筒输入和前置放大电路(8)由电容话筒(MIC)、滤波电阻(R1)、滤波电容(C1)话筒负载电阻(R2)、耦合电容(C2、C3)、耦合电阻(R3)、三极管(T1、T2)、电阻(R4、R5、R6)组成；电容话筒(MIC)、电阻(R1、R2)、耦合电容(C2、C3)、耦合电阻(R3)组成其话筒输入部分，三极管(T2)为话筒开关，电阻(R4、R5、R6)、三极管T1组成前置放大电路；微控制电路(9)由微控制器(IC1)、电阻(R24、25)、双色发光二极管(LEDD)及控制按键(S1、S2)组成，微控制器(IC1)输入端口IN1、IN2分别接有控制按键(S1、S2)；配置成的输出端口OUT1、OUT2经限流电阻(R24、R25)分别接双色发光二极管(LEDD)两端；OUT3接电源开关电路，微控制器(IC1)的串行通信口SPI与单片语音录放集成电路IC2串行通信口SPI连接，传输控制信号和数据，其PWM口与音量调节和音量调节和功放电路(11)连接，输出用于控制音量的脉宽调制信号，其模拟电压比较器模块输入端COM+、COM-经句间停顿检测电路(10)与单片语音录放集成电路IC2连接；句间停顿检测电路(10)由电阻(R21、R22、R23、)、电容(C10、C11)和微控制器(IC1)内模拟电压比较器模块联合组成；单片语音录放集成电路(IC2)的AMCAP端的输出电平经电阻(R22)和电阻(R21)分压后加至微控制器(IC1)的模拟电压比较器的输入端COM+，比较器的另一输入端COM-经R23与单片语音录放集成电路(IC2)的AIN-端连接，以获得固定的参考电压；

2、根据权利要求1所述的智能语言复读机，其特征在于：音量调节和功放电路(11)由功放集成电路(IC3)、三极管(T6)、电阻(R17、R18、R19、R20)、电容(C6、C7、C8组成，其中，功放集成电路(IC3)的信号输入端AIN经电阻(R19)、电容(C8)与语音录放集成电路(IC2)的放音信号输出端口AOUT连接，功放集成电路(IC3)的输出端经电容C7与扬声器SP1和耳机插孔(JA2)连接，构成功放电路，三极管(T6)的发射极接地，集电极接功放集成电路(IC3)的信号输入端AIN，基极经电阻(R17、R18)与微控制器的脉宽调制输出端PWM连接，电阻(R17、R18)的连接点上接有滤波电容(C6)，电容(C6)的另一端接地；录音电平自动控制和显示电路(12)由三极管(T3、T4、T5)、发光二极管(LEDR)、电阻(R12、R13、R14、R15、R16)组成；电源开关电路(13)由电阻(R26)、三极管(T7)组成。三极管(T7)的发射极接电池正极E+，集电极接用电器件的正电源端VCC，基极经(R26)接微控制器的一个输出端OUT3。

3、根据权利要求1或2所述的智能语言复读机，其特征在于：增设有触点组(3)，其触点(3-0、3-1)分别接电池两端，触点(3-2、3-3)接话筒输入和前置放大电路(8)，触点(3-4)接功放电路(11)功放电路集成的输入端，触点(3-5)接语音录放集成电路(IC2)的AOUT端。

4、根据权利要求3所述的智能语言复读机，其特征在于：还配置有机座(2)，由磁带录放机(6)、收音机(5)、功放电路(15)、电源输入输出电路(14)、弹性触簧组(4)以及转换开关[K1](K1-1、K1-2、K1-1、K1-4)、微调电位器(RP101)等组成；机座(2)上设有可容纳便携主机(1)的卡槽(8)，卡槽(8)的一端内侧设有弹性触簧组(4)，机座(2)上还设有收音机(5)和卡式磁带录、放机(6)，机座(2)还设有四刀三掷转换开关[K1](K1-1、K1-2、K1-1、K1-4)和扬声器(SP101、SP102)。

5、根据权利要求4所述的智能语言复读机，其特征在于：电源输入输出电路(14)由电源输入插孔(JA101)、二极管(D101、D102、D103、D104)和电阻(R101)组成；功放电路(15)由电阻(R101、R102)、同轴电位器(RP102-L、RP102-R)、双声道功放集成电路(IC101)、耦合电容(C103、C104)、扬声器(SP101、SP102)、耳机插孔(JA102)组成；外接DC6V电源从插孔(JA101)接入，(D101)用于防止电源接反，其正极接电源正极，负极输出接各单元电路的电源输入端；二极管(D102、D103、D104)和电阻(R101)依次串联，(D102)正极接(D101)负极，电阻(R101)另一端接弹性触簧组(4)的触簧(4-1)，触簧(4-0)接地，向便携主机提供充电电源。

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