一种混音装置制造方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种混音装置，包括混音器和耳机单元；混音器包括：音频输入插座、声道模拟加法器、声道功放电路、音频编解码电路、微处理器、音量调节按钮、耳机单元插座、电源稳压电路；音频输入插座、声道模拟加法器、声道功放电路、耳机单元插座依次连接；音量调节按钮、微处理器、音频编解码电路依次连接，音频编解码电路与声道模拟加法器、耳机单元插座连接；电源稳压电路提供电源；耳机单元外壳上设有送音孔与受音孔，内部安装MEMS麦克风及微型扬声器，MEMS麦克风及微型扬声器与连接插座连接，内部空余空间填充隔音棉；混音器与耳机单元连接。本实用新型的有益效果在于：可根据需求调节混音效果，可以作为对讲机附件、助听器使用。
【专利说明】一种混音装置
【技术领域】
[0001 ] 本实用新型涉及一种混音装置。
【背景技术】
[0002]当人们戴上耳机听音乐或看影视娱乐节目时，通常情况下外界的声音会被掩盖，这样就不能及时听到周围人的讲话或环境声响。尽管优质耳机的使用可以不影响别人，但同时也失去同别人的语言沟通；而如果不使用耳机，播放的音乐又会影响到别人。在使用对讲机的场合，对讲机传来的伙伴的声音不仅为使用者听到，也为其他无关的人听到，对于其他人是噪音，而且伙伴的发言也无法保密；如果使用耳机连接对讲机，则对讲机使用者又不能及时发现周围的异常。
实用新型内容
[0003]本实用新型为克服上述的不足之处，目的在于提供一种同时接收外部音频与环境声音信号且保证接收信息的保密性与独立性的混音装置。
[0004]实用新型是通过以下技术方案达到上述目的:一种混音装置，包括混音器和耳机单元；所述混音器包括:音频输入插座、声道模拟加法器、声道功放电路、音频编解码电路、微处理器、音量调节按钮、耳机单元插座、电源稳压电路；音频输入插座与声道模拟加法器连接，声道模拟加法器与声道功放电路连接，声道功放电路与耳机单元插座连接；音量调节按钮与微处理器连接，微处理器同音频编解码电路连接并输出控制信号，音频编解码电路与声道模拟加法器、耳机单元插座连接；电源稳压电路提供电源；所述耳机单元包括外壳、连接插座、MEM麦克风、微型扬声器、隔音棉、受音孔、送音孔；外壳上部设有送音孔,下部设有受音孔，内部安装MEMS麦克风及微型扬声器，MEMS麦克风及微型扬声器与连接插座连接，外壳内部空余空间填充有隔音棉；耳机单元内的微型扬声器及MEMS麦克风分别通过连接插座连接到混音器的耳机单元插座。
[0005]作为优选，所述混音器中的声道模拟加法器包括左声道模拟加法器、右声道加法模拟器，声道功放电路包括左声道功放电路、右功放声道电路，耳机单元插座包括左耳机单元插座、右耳机单元插座；左声道信号经过左声道模拟加法器、左声道功放电路到左耳机单元插座；右声道信经过右声道模拟加法器、右声道功放电路到右耳机单元插座。
[0006]作为优选，所述耳机单元外壳采用耳罩外形，送孔音朝向耳道方向，受孔音朝向外部环境。
[0007]作为优选，所述混音器连接外部音频，通过音量调节按钮调节外部音频与环境声音信号的音量比例。
[0008]作为优选，所述混音器可不连接外部音频，通过耳机单元的MEMS麦克风采集环境声音信号。
[0009]本实用新型的有益效果在于:1、本实用新型采用专门设计的混音器和耳机单元，在接收外部音频信号时同时接收环境声音信号，调节音量调节按钮改变环境声音信号与外部音频信号的信息强弱比，满足不同人的混音要求，灵活度高；2、本实用新型装置可以连接对讲机，将对讲机的音频输出连接到本装置，则即可以听到同伴的声音，又可以听到环境的声音，同时不会影响其他人或被其他人听到对讲内容；3、本实用新型在不接受外部音频信号情况下，可以作为助听器使用=MEMS麦克风采集环境声音信号，对于听力不好的人来说，可以使用混音器的音量调节开关放大到合适的音量，从而起到助听的作用；4、本实用新型可以作为常规的耳机使用，却优于常规耳机的功能，有助于保护听力。
【专利附图】
【附图说明】
[0010]图1是本实用新型的结构示意图；
[0011]图2是混音器的结构示意图；
[0012]图3是耳机单元的结构示意图。
【具体实施方式】
[0013]下面结合具体实施例对本实用新型进行进一步描述，但本实用新型的保护范围并不仅限于此:
[0014]实施例1:如图1所示，一种混音装置，包括一个专门设计的混音器和一对特殊的耳机单兀。外部音频输出设备将外部音频信号输入混音器，混音器输出左声道音频及左麦克风激励到左耳机单元，左耳机单元的左麦克风信号传输至混音器；混音器输出右声道音频及右麦克风激励到右耳机单元，右耳机单元的右麦克风信号传输至混音器.
[0015]如图2所示，混音器包括:音频输入插座、声道模拟加法器、声道功放电路、音频编解码电路、微处理器电路、音量调节按钮、耳机单元插座、电源稳压电路；音频输入插座与声道模拟加法器连接，声道模拟加法器与声道功放电路连接，声道功放电路与耳机单元插座连接；音量调节按钮与微处理器连接，微处理器同音频编解码电路连接并输出控制信号，音频编解码电路与声道模拟加法器、耳机单元插座连接；电源稳压电路提供电源。音频输入插座、声道模拟加法器、声道功放电路、音频编解码电路、微处理器、音量调节按钮、耳机单元插座、电源稳压电路安装在PCB上，因而成为一个PCB组件。通过适当的布线，PCB可以做到80mmX80mmX 15mm以内，方便携带。PCB采用FR4类型，1.6mm厚度的环氧树脂板材,双面布线并放置元件。
[0016]机壳为铝合金或塑料外壳，用于安装内部的PCB组件。
[0017]电源稳压电路连接到外部电源适配器或电池，生成±5V及3.3V电压，为PCB上其他电路供电。
[0018]音频输入插座连接外部音频播放设备，获得左右声道信号，可选用通用的音频插座。
[0019]耳机单元插座可用普通2.54mm针距的6针接插件。
[0020]音频编解码电路由CS4272编解码芯片、由0PA2277精密双运放组成的话筒信号调理电路、由0PA2277精密双运放组成的差分变单端电路组成，用于对麦克风信号进行数字去噪，同时受MCU控制进行话筒音量调节。CS4272为低噪声、高动态范围的音频编解码芯片，内部包括2个ADC和2个DAC，可同时对左、右声道进行采样，可同时输出左、右声道音频信号。它可对2个麦克风信号分别进行数字化后以IIS规范输出数字信号，也可运行在环回模式，即:把数字化后的信号经过数字音量控制、ATAPI混音处理后送到DAC，DAC输出经过开关电容滤波器滤波平滑后输出模拟音频信号。0PA2277精密双运放组成的麦克风信号调理电路是模拟同相跟随器形式的信号缓冲电路，用来消除信号线的阻抗影响并滤去高频噪声。0PA2277组成的减法电路把CS4272内部的DAC的差分输出音频信号变为单端信号。音频编解码电路中的主芯片CS4272通过IIC总线连接到MCU的IIC接口电路。MCU通过IIC对CS4272内部的寄存器进行编程，从而控制CS4272的工作模式和输出音量。在混音器工作时，CS4272被MCU设置为环回模式，这样分别来自左耳机单元插座和右耳机单元插座上的左麦克风信号、右麦克风信号就被变成去噪并且可以控制音量(即幅度)的左右两路音频信号。
[0021]声道模拟加法器包括左声道模拟加法器和右声道模拟加法器,左声道模拟加法器和右声道模拟加法器电路完全相同，都是由0PA2277精密双运放组成的2输入模拟加法电路。实施时双运放中一个运放同精密电阻构成加法器，另一个对加法结果进行同向跟随，以缓冲号。
[0022]声道功放电路包括左声道功放电路和右声道功放电路,左声道功放电路和右声道功放电路是完全相同的电路结构，采用LM386集成功率放大芯片及必要的外接电阻和电容实现。
[0023]微处理器通过IIC接口连接到音频编解码电路，通过1连接到音量调节按钮。
[0024]微处理器由MCU及必要的复位电路组成。MCU的最低要求为:8位CPU，有4KBFLASH存储器，256B RAM，I个SPI接口、I个IIC接口及8个通用1 口，比如C8051F352 MCU就完全可以。MCU内部的FLASH存储器烧写有嵌入式软件，该软件设置编解码电路的工作模式为环回模式，然后监视用户按钮输入并据以控制编解码电路进行话筒音量调节。
[0025]音量控制按钮由音量增加按钮、音量减少按钮及静音按钮3个按钮组成，分别连接到MCU的3个1 口，作为用户控制话筒音量的接口。
[0026]当运动应用时，需要随身携带，则采用电池为混音器供电；当在固定位置应用时，以IlOV或220V交流电经过5V电源适配器后获得的5V直流电为混音器供电。
[0027]混音器总的工作过程概述:来自左右耳机单元插座上的左右麦克风信号，经过编解码电路处理后得到音量可控的左右声道音频信号，同音频设备输入的左右声道信号分别通过左声道模拟加法器、右声道模拟加法器相加，得到左右两路混音信号；这两路混音信号分别经过左声道功放电路、右声道功放电路放大后输出到左耳机单元、右耳机单元。MCU定时扫描按钮输入，并据以控制话筒信号的输出音量。
[0028]如图3所示，耳机单元包括外壳、连接插座、MEMS麦克风、微型扬声器、隔音棉、受音孔、送音孔；外壳上部设有送音孔，下部设有受音孔，内部安装MEMS麦克风及微型扬声器，MEMS麦克风及微型扬声器与连接插座连接，外壳内部空余空间填充有隔音棉。
[0029]耳机单元连接插座可用普通2.54mm针距的6针接插件。
[0030]外壳采用通用的耳罩外形，上面有受音孔和送音孔，用普通塑料制作，内部安装微型麦克风及微型扬声器后的空余空间填充隔音棉。扬声器朝向送音孔，麦克风朝向受音孔。让麦克风位于耳机单元处，是为了使采集的音频信号最接近人耳直接听到的声音。
[0031]MEMS麦克风采用ST半导体公司的MEMS (微机电系统)麦克风MP23AB02B，它具有小尺寸(3.35mm x 2.5mm x 0.98mm)、高音质、高可靠性和稳定性,它焊接在PCB上后固定在外壳上，固定时需注意使其受音面正对耳罩的受音孔以更好收集声音。
[0032]微型扬声器选用0.25W，外径10mm，阻抗16-150欧姆的耳机喇叭，喇叭正面要正对耳罩上的送音孔。
[0033]耳机单元内的微型扬声器及MEMS麦克风分别通过导线连接到耳机单元连接插座，单元连接插座再通过导线连接到混音器的对应插座。
[0034]当戴上耳机单元时，耳罩会使得送音孔朝向耳道，而受音孔朝向外部环境。
[0035]混音器接入左右耳机单兀的MEMS麦克风拾取的环境声音信号及音频设备输出的音频信号，对二者相加后再经过功率放大后输出到扬声器，这样扬声器的输出就包括音频设备输出的信号和环境声音信号。混音器对环境声音可以进行音量调节以及静音控制，从而改变扬声器输出的声音中两种信号的强弱比例。混音器由体积不大的电子元器件组成，体积可以很小；如果在运动的场合可以由电池供电以方便携带，当使用在固定的场合时也可以由电源适配器供电。
[0036]当使用对讲机或类似场合，可以携带混音器及耳机单元，把对讲机的输出通过音频线缆连接到混音器，再戴上耳机单元。这样既可以听到对讲机系统中其他人的声音，又可以听到环境声音，同时对讲机系统的语音通话不会为无关的人听到。当对讲机系统的语音需要特别注意时，降低麦克风信号的音量或使其静音；当外部语音需要予以特别注意时，使用对讲机自身的音量调节功能降低对讲机的音量同时使用混音器的音量调节按钮调高麦克风音量；当二者都需要关注时，分别调节对讲机系统的语音音量(使用对讲机系统自身的音量调节功能)及麦克风音量到合适比例。
[0037]在其他场合如欣赏影音节目又需要关注外部声响的情况下，采用上述说明的方法使用即可，只是上述的对讲机信号在这里变为影音节目的音频信号而已。
[0038]如果不接入外部音频，那么使用此种装置时，听到的就只有通过左右耳机单元的MEMS话筒采集到的环境声音。对于听力不好的人来说，可以使用混音器的音量调节开关放大到合适的音量，从而起到助听器的作用。
[0039]如果用户调节麦克风音量为静音方式，则此装置如同常规的耳机，然优于常规耳机。这是因为耳机单元的隔音设计，环境声响的影响被屏蔽，因此即使输入的音频音量较小也可以听得很清楚，这有助于保护人的听力。
[0040]以上的所述乃是本实用新型的具体实施例及所运用的技术原理，若依本实用新型的构想所作的改变，其所产生的功能作用仍未超出说明书及附图所涵盖的精神时，仍应属本实用新型的保护范围。
【权利要求】
1.一种混音装置，其特征在于包括混音器和耳机单元； 所述混音器包括:音频输入插座、声道模拟加法器、声道功放电路、音频编解码电路、微处理器、音量调节按钮、耳机单元插座、电源稳压电路；音频输入插座与声道模拟加法器连接，声道模拟加法器与声道功放电路连接，声道功放电路与耳机单元插座连接；音量调节按钮与微处理器连接，微处理器同音频编解码电路连接并输出控制信号，音频编解码电路与声道模拟加法器、耳机单元插座连接；电源稳压电路提供电源； 所述耳机单兀包括外壳、连接插座、MEMS麦克风、微型扬声器、隔音棉、受音孔、送音孔；外壳上部设有送音孔，下部设有受音孔，内部安装MEMS麦克风及微型扬声器，MEMS麦克风及微型扬声器与连接插座连接，外壳内部空余空间填充有隔音棉； 耳机单元内的微型扬声器及MEMS麦克风分别通过连接插座连接到混音器的耳机单元插座。
2.根据权利要求1所述的一种混音装置，其特征在于，所述混音器中的声道模拟加法器包括左声道模拟加法器、右声道加法模拟器，声道功放电路包括左声道功放电路、右功放声道电路，耳机单元插座包括左耳机单元插座、右耳机单元插座；左声道信经过左声道模拟加法器、左声道功放电路到左耳机单元插座；右声道信经过右声道模拟加法器、右声道功放电路到右耳机单元插座。
3.根据权利要求1所述的一种混音装置，其特征在于，所述耳机单元外壳采用耳罩外形，送孔音朝向耳道方向，受孔音朝向外部环境。
4.根据权利要求1所述的一种混音装置，其特征在于，所述混音器连接外部音频，通过音量调节按钮调节外部音频与环境声音信号的音量比例。
5.根据权利要求1所述的一种混音装置，其特征在于，所述混音器不连接外部音频，通过耳机单元的MEMS麦克风采集环境声音信号。
【文档编号】H04R3/00GK204090127SQ201420569509
【公开日】2015年1月7日 申请日期:2014年9月29日 优先权日:2014年9月29日
【发明者】薛宏, 张标标 申请人:浙江银江研究院有限公司