专利名称：环境噪音抑制型多功能耳麦的制作方法
技术领域：
本实用新型与耳麦有关，特别与环境噪音抑制型多功能耳麦有关。
背景技术：
现有耳麦是一种无源终端器件，一般由普通电动式头戴立体声耳机和一只驻极体话筒通过简单组合构成。耳机和话筒的信号彼此独立，故其只能作为其它装置的附件而无独立功能而言。在对环境噪音的抑制方面，现有耳麦在耳机部分采取的主要措施是用隔声效果好的材料做成多层结构耳机套来阻止噪音入侵。这种结构抗噪效果较差，佩戴时耳朵感到不舒服。
实用新型内容本实用新型的目的是为了克服以上不足，提供一种不仅具有现有耳麦的基本功能，而且还能在强噪音环境中工作，完成强噪音环境下的噪音隔离、语言交流、诵读助记等多种独立能的环境噪音抑制型多功能耳麦。
本实用新型的目的是这样来实现的本实用新型多功能耳麦包括含耳机芯的耳机底座含内部话筒的话筒座，与耳机后盖连接的话筒头，信号处理电路，其特征是在耳机底座与话筒座间连接有含声音过孔的隔离腔，话筒头上有二个中轴线互相错开的型号相同的话筒，信号处理电路中有话音信号及消歌声处理电路、耳机抗噪信号处理及混合放大电路，采用隔离腔，将耳机和话筒分成两个独立腔体，这一方面能使耳机和内话筒靠近提高耳机抗噪效果，另一方面又有效地阻止了自激现象的发生，采用中轴线互相错开的型号相同的二个话筒，话筒头便出现了两个不同的指向，在这里用A1、A2分别代表二话筒，A2输出的信号经倒相后与A1输出的信号混合后输出(即把两信号作差)，由于话音信号本身有较强方向性，送话者又总是对着A1、A2中的其中一支讲话，这样A1、A2上拾取的信号差别很大，作差后不会被抵消，而对于噪音信号，因其声源复杂，方向性差，使A1、A2拾取的信号几乎相同，作差后仅存微弱的背景噪音信号，这样便实现了阻止噪音和话音一同被话筒拾取的效果。
上述的话筒座受声面形状为凹形，凹形受声面与隔离腔背面形成的腔体中有至少一条狭缝，利用凹面和隔离腔背面形成的腔体来摸拟耳机与耳廓形成的腔体，使话筒拾取的信号与进入耳朵的剩余噪音信号更接近，提高抗噪效果，同时，这个凹形受声面可提高话筒的灵敏度。
上述的狭缝为三条，均匀分布在话筒座受声面与隔离腔背面形成的腔体中。
上述的话筒头上的二话筒的中轴线互相垂直，两话筒中轴线垂直的安放方式使其指向也为正交的两个方向，再配合话筒杆的上下位置调节便为“强噪音中交谈”这一特殊功能的实现奠定了基础。
上述的话音信号及消歌声处理电路中有接收话筒头输出的信号并调节音量的双联电位器W1，分别通过输入端②、⑤脚与双联电位器连接的含集成块IC1a的反相放大器和含集成块IC1b的同相放大器，与线路(扩展端)的R声道及IC1b、⑤脚连接的由C6、R9构成的高通滤波器，接于左、右声道上的位器VR1、分别与IC1a、IC1b输出端连接的负载电阻VR2。
上述的话音信号及歌声处理电路中有与负载电阻VR2和插座CK2连接的电阻R5、R6、电容C3构成的分压器，VR2输出的信号一路由分压器衰减后由插座CK2送出，另一路经CK2常闭触点送到混合级。
上述的耳机抗噪信号处理及混合放大电路中有集成块IC2a、IC2b接成的反相放大器，分别完成左右声道耳机抗噪信号的倒相放大并完成与其它信号的混合。
本实用新型是一种改进的耳麦，既能在强噪音环境中工作，又能完成强噪音环境下的“噪音隔离”、“语言交流”、“诵读助记”等多种功能，在环境安静的场合，它可以从有源方式切换成无源方式，与现有耳麦相同，保留了现有耳麦的基本功能。
图1为本实用新型结构示意图。
图2为耳机结构示意图。
图3为隔离腔结构示意图。
图4为隔离腔平面示意图。
图5为图4中的A向视图。
图6为话筒座结构示意图。
图7为图6中的B向视图。
图8为耳机底座结构示意图。
图9为图8中的C向视图。
图10为话筒头结构示意图。
图11为图10中的纵向剖视图。
图12为话筒指向变化示意图。
图13为信号处理电路框图。
图14为信号处理电路原理图。
图15为信号处理电路的外形图。
图16为信号线结构示意图。
图17为信号线另一结构示意图。
图18为信号线再一结构示意图。
具体实施方式
参见图1，耳机1通过话筒杆与话筒头2连接，其信号通过信号线与插座跟信号处理电路3相连。
参见图2，耳机1中的如图6、图7所示的话筒座4和如图8、图9所示的耳机底座5之间装有如图3～图5所示含声音过孔的隔离腔6。话筒座前端有带话筒杆支座和出线孔的后盖7。话筒座的受声面8形状如图6、图7所示为凹形。话筒座凹面与隔离腔背面形成的腔体9(中间经过三个支撑片相连，形成三道均等的狭缝9)来摸拟耳机与耳廓形成的腔体，使内话筒10拾取的信号与进入耳朵的剩余噪音信号更接近，提高抗噪效果。耳机中的信号处理电路包括如图13、14所示的话音信号及消歌声处理电路、耳机抗噪信号处理及混合放大电路。
如图10～图12所示，话筒头2上装有二中轴线互相垂直的话筒11、12。
如图13所示，话音信号及消歌声处理电路包括减法器A、减法器B、话音放大电路。耳机抗噪信号处理及混合放大电路包括幅度联调电路，反相放大器、混合放大器。
在处理器未级加入混合放大器，它的作用是将耳机抗噪信号，话音信号及来自线路输入端或扩展端(FROMRDIO)的信号进行混合，从而实现多种功能。减法器B用于将来自于线路或扩展端的“立体声音乐信号”消去“原唱歌声”后再与话音信号叠加，以实现立体声音源输入时的“歌唱练习”功能。其消歌声原理是将立体声左右声道信号作差由于其中的歌声是平衡的信号，作差后被消除；而伴奏音乐信号却是不平衡的，作差后被保留下来。图中高通滤波器(HPF)是为了恢复被抵消的伴奏和歌声中的低音成份而设。反相放大器，用于将左右声道话筒座“MIC-R”、“MIC-L”信号倒相放大后送入混合放大器分别输出至左右声道耳机产生抗噪作用。反相放大器前分别进行左右声道抗噪信号幅度联调及平衡。
图14是依据图13设计的信号处理器的参考电原理图。该电路由两片耳机放大集成电路TDA1308T为核心，加上少量外围元件实现了图13中的所有功能，电路十分简洁，静态功耗小于10mA。整机可做成类似图15的外型，并通过六针插头与耳麦联系(设在耳麦部份的插座为了作图方便未在中画出)。图16中信号线用于话筒信号输出；图17中信号线用于线路信号输入；图18中信号线用于耳麦“无源”方式的切换。
一、电路原理1、话音信号及“消歌声”处理电路话筒头MIC-A2和MIC-A1输出的信号经双联电位器W1调节音量后，分别送到由IC1a组成的反相放大器和由IC1b组成的同相放大器输入端②、⑤脚，来自线路扩展端(FROM RADIO)的“立体声音乐信号”经W3调节音量，双刀开关K3后，信号经M、N接点，也分别输入②、⑤脚，N接点与IC1⑤脚间接有，由C6、R9构成的高通滤波器(HPF)，用于恢复伴奏和歌声的低频成份。VR1用于“消歌声平衡”调节，两路放大器的输出信号经共同负载电阻VR2混合，并由VR2调节混合比后输出。该级可同时完成对话音信号及线路信号分别作差并混合的功能。该级对话音信号约有100倍增益，对线路信号仅有约1倍的增益。VR2输出的信号一路由R5、R6、C3构成的分压器衰减后由插座CK2送出，另一路经CK2常闭触点送到混合级。由于话筒信号输出线插头是两声道并接的见图16，故信号线插头未插入CK2时分压器不接入。
2、耳机抗噪信号处理及混合放大电路IC2a、IC2b接成两个完全相同的反相放大器，分别完成左右声道耳机抗噪信号的倒相放大并完成与其它信号的混合。以左声道为例，来自“MIC-L”的抗噪信号，经W2调节幅度VR3平衡后，由C15、R19耦合至IC2②脚，倒相放大后由“EJ-L”输出。抗噪信号在该级可得最大100倍左右的增益。线路或扩展端的L声道信号经W3调节音量K3-a选择后，由C14、R18也送至该脚。该级对线路信号增益约1倍。同时送入IC2②脚的还有CK2常闭触点送来的，经过IC1处理的“话音及伴奏音乐信号”，增益由R24决定。由于IC2②脚形成虚地，混合时各信号可互不干扰。
3、扩展电路在无线路输入时，扩展端(FROMRADIO)可输入“调频立体声接收机”的解码信号，再配以“调频立体声发射机”，该耳麦即成“无线身机系统”(同样具有抗噪音功能)。可以实现无线耳机、无线话筒、无线对讲等功能。由于电路方式繁多，具体原理这里不再敷述。
调试与使用首先，将信号处理器插头插入耳麦并打开K1、K2。选择R1、R2、R16、及R17的大小使四只话筒输出信号最佳(最好用专用测试装置帮助调整)。然后，将处理器置于一定强度噪音的环境中并戴上耳麦，进入下面的调试和操作；1、噪音隔音器关闭K2(保持K1打开)调W2使耳机中的噪音减小，调VR3使两耳听到的噪音相等。使用时，只需细调W2使两耳听到的环境噪音同步地达到最小即可。
2、噪音环境中的“诵读助记”和“交谈”打开K1、K2，K3拨在图示位置，并将话筒音量开至最大。先调节VR2使耳机中噪音最小，再将话筒杆抬起至上方“UP”位置(图12)，选择R24、R25的大小，以耳朵能清晰分辨正前方一米内面向自己的话音为度。使用时，抬起话筒杆可与对方交谈，放下话筒相杆又可听到自己的诵读声，调节W1可使音量适中，调节W2可使耳机抗噪效果最佳。
3、“有源耳机”及“歌唱练习”此功能已不需再调试。使用时，将“信号线(图17所示)”左端插入CK1，右端用双声道插头与随身听配接，用RCA插头与影碟机、电视机等音源配接。关闭K2(保持K1打开)K3拨在图示位置。调节音源音量和W3即可欣赏来自上述音源的音乐。如该音乐是“歌曲伴奏”，此时只需再将K2打开并放下话筒杆，调整话筒音量，即能进行“歌唱练习”；如果是“立体声音乐”，则将K3拨至图示位置的左方并调VR1使“原唱声”最小，再调整话筒及线路音量即可。
4、在CK1和CK2中分别插入“信号线(图17所示)”和“信号线(图16所示)”的左端插头，右端插头连至外部设备。打开K1、K2、K3拨在图示位置并将话筒音量开至最大，选择R6的值使外部设备输出信号不失真为度。话筒与耳机的音量可由W1、W3分别调节，W2调节耳机抗噪效果。(W2反时针旋到底可取消耳机抗噪功能，关闭K1保持K2打开可取消受话功能)。
5、普通耳麦的切换将处理器插头从耳麦上取下，换插上“信号线(图18所示)”，即可如普通耳麦一样使用。
权利要求1.环境噪音抑制型多功能耳麦，包括含耳机芯的耳机底座，含内部话筒的话筒座，与耳机后盖连接的话筒头，信号处理电路，其特征是在耳机底座与话筒座间连接有含声音过孔的隔离腔，话筒头上有二个中轴线互相错开的型号相同的话筒，信号处理电路中有话音信号及消歌声处理电路、耳机抗噪信号处理及混合放大电路。
2.如权利要求1所述的环境噪音抑制型多功能耳麦，其特征在于话筒座受声面形状为凹形，凹形受声面与隔离腔背面形成的腔体中有至少一条狭缝。
3.如权利要求2所述的环境噪音抑制型多功能耳麦，其特征在于狭缝为三条，均匀分布在话筒座受声面与隔离腔背面形成的腔体中。
4.如权利要求1或2或3所述的环境噪音抑制型多功能耳麦，其特征在于话筒头上的二话筒的中轴线互相垂直。
5.如权利要求1或2或3所述的环境噪音抑制型多功能耳麦，其特征在于话音信号及消歌声处理电路中有接收话筒头输出的信号并调节音量的双联电位器W1，分别通过输入端②、⑤脚与双联电位器连接的含集成块IC1a的反相放大器和含集成块IC1b的同相放大器，与线路(扩展端)的R声道及IC1b、⑤脚连接的由C6、R9构成的高通滤波器，接于左、右声道上的电位器VR1、分别与IC1a、IC1b输出端连接的负载电阻VR2。
6.如权利要求5所述的环境噪音抑制型多功能耳麦，其特征在于话音信号及消歌声处理电路中有与负载电阻VR2和插座CK2连接的由电阻R5、R6、电容C3构成的分压器。
7.如权利要求1或2或3所述的环境噪音抑制型多功能耳麦，其特征在于耳机抗噪信号处理及混合放大电路中有集成块IC2a、IC2b接成的反相放大器。
8.如权利要求4所述的环境噪音抑制型多功能耳麦，其特征在于耳机抗噪信号处理及混合放大电路中有集成块IC2a、IC2b接成的反相放大器。
9.如权利要求5所述的环境噪音抑制型多功能耳麦，其特征在于耳机抗噪信号处理及混合放大电路中有集成块IC2a、IC2b接成的反相放大器。
10.如权利要求6所述的环境噪音抑制型多功能耳麦，其特征在于耳机抗噪信号处理及混合放大电路中有集成块IC2a、IC2b接成的反相放大器。
专利摘要本实用新型提供了一种环境噪音抑制型多功能耳麦。包括含耳机芯的耳机底座，含内部话筒的话筒座，与耳机后盖连接的话筒头，信号处理电路，其特征是在耳机底座与话筒座间连接有含声音过孔的隔离腔，话筒头上有二个中轴线互相错开的型号相同的话筒，信号处理电路中有话音信号及消歌声处理电路、耳机抗噪信号处理及混合放大电路。不仅具有现有耳麦的基本功能，而且还能在强噪音环境中工作，完成强噪音环境下的噪音隔离、语言交流、诵读助记等多种独立功能。
文档编号H04R5/033GK2701203SQ20042003296
公开日2005年5月18日 申请日期2004年2月24日 优先权日2004年2月24日
发明者方军 申请人:方军