基于高感度麦克风的录音系统的制作方法

本发明涉及语音信号处理技术领域，尤其涉及一种基于高感度麦克风的录音系统。

背景技术：

把声音信号记录在媒质上的过程称为录音。用与录音时相应的方法将媒质上记录的信号重放出声音来的过程称为放音。录音和放音合称录放音，一个完整的录音系统通常包括录音过程和放音过程。在现实生活中，录音系统大多采用单声道录音的录音方式。

如图1所示，现有的单声道录音系统的结构示意图，声源信号通过一个放大倍数为10倍的放大器进行声音信号的放大，后经过数模转换电路转化为数字信号输出，此种录音方式，对麦克风采集的任何信号都进行放大，会导致一种不理想的情况发生：即声音信号本身的声压较高，经过放大器放大后，放大器对声压较高的声音信号无法进行放大(较高的声压使得放大器处于饱和状态，无法继续放大)，进而就会出现声压较高的声音信号在放音过程中出现失真。另外，此种录音系统中，麦克风的拾音区间为35分贝到115分贝，其拾音的动态范围仅仅为95分贝，拾音范围较小。音频捕获性能不够理想，另外其信噪比也比较低，影响了音频性能的改善。

技术实现要素：

本发明的目的在于，提供一种超低噪音高振幅音频捕获的数字麦克风，解决以上技术问题。

本发明所解决的技术问题可以采用以下技术方案来实现：

一种基于高感度麦克风的录音系统，其中，包括

信号源，用以发出信号，

侦测单元，用以接收所述信号，侦测所述信号的幅值并形成一侦测信号输出；

第一转化单元，用以捕捉所述信号，并对所述信号进行处理，形成第一数字信号输出；

第二转化单元，用以捕捉所述信号，并对所述信号进行处理，形成第二数字信号输出；

调制单元，预置有一调制方法，控制端接收所述侦测信号，输入端分别接收所述第一数字信号和所述第二数字信号，所述调制单元根据所述侦测信号选择与所述第一数字信号匹配的第一调制系数、与所述第二数字信号匹配的第二调制系数，根据所述第一数字信号、所述第二数字信号、所述第一调制系数、所述第二调制系数结合所述调制方法形成一调制结果输出。

优选地，上述的基于高感度麦克风的录音系统，其中，所述第一转化单元包括

第一采集器，用以捕捉所述信号，并形成第一采集信号输出；

第一放大器，用以接收所述第一采集信号，并对所述第一采集信号进行 放大处理；

第一转换器，用以将经所述第一放大器放大处理的所述第一采集信号进行数模转换，形成第一数字信号输出。

优选地，上述的基于高感度麦克风的录音系统，其中，所述第二转化单元，包括

第二采集器，用以捕捉所述信号，并形成第二采集信号输出；

第二放大器，用以接收所述第二采集信号，并对所述第二采集信号进行处理；

第二转换器，用以将经所述第二放大器处理的所述第二采集信号进行数模转换，形成第二数字信号输出。

优选地，上述的基于高感度麦克风的录音系统，其中，所述调制方法为

Vout＝αV₁+βV₂，

其中，Vout为所述调制结果，V₁为所述第一数字信号，V₂为所述第二数字信号，α为第一调制系数，β为第二调制系数。

优选地，上述的基于高感度麦克风的录音系统，其中，所述第一采集器主要由麦克风形成。

优选地，上述的基于高感度麦克风的录音系统，其中，所述第二采集器主要由高感麦克风形成。

优选地，上述的基于高感度麦克风的录音系统，其中，所述第一调制系数与所述第二调制系数累加和为1.

优选地，上述的基于高感度麦克风的录音系统，其中，所述第一放大器的增益为20dB。

优选地，上述的基于高感度麦克风的录音系统，其中，所述第二放大器的增益为0dB。

优选地，上述的基于高感度麦克风的录音系统，其中，所述第一转换单元、所述第二转换单元的电压有效值为1V。

有益效果：由于采用以上技术方案，调制单元分别接收所述侦测信号、所述第一数字信号和所述第二数字信号，根据所述侦测信号选择与所述第一数字信号匹配的第一调制系数、与所述第二数字信号匹配的第二调制系数，根据所述第一数字信号和所述第二数字信号、所述第一调制系数、所述第二调制系数结合所述调制方法形成一调制结果输出。通过调制单元对声音信号进行整形或调制，使得信号带宽内的噪声大大减小，有效地滤除信号带宽内的量化噪声，降低噪声干扰。

附图说明

图1为现有技术的录音系统的基本结构示意图；

图2为本发明的基于高感度麦克风的录音系统电路示意图；

图3为本发明基于高感度麦克风的录音系统的数字信号示意图；其中实线为第一数字信号线，虚线为第二数字信号线；

图4为本发明基于高感度麦克风的录音系统调制系数示意图，其中实线部分为第一调制系数α的曲线图，虚线部分为第二调制系数β的曲线图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，但不作为本发明的限定。

下面将结合本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作出创造性劳动的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。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

如图1所示，一种基于高感度麦克风的录音系统，其中，包括

信号源，用以发出信号，

侦测单元，用以接收所述信号，侦测所述信号的幅值并形成一侦测信号输出；

第一转化单元，用以捕捉所述信号，并对所述信号进行处理，形成第一数字信号输出；第一转换单元需要对捕捉的信号做放大处理，有利于微弱信号的输出，首先将微弱的信号放大，以使得微弱的信号输出足够的驱动功率(驱动功率主要用以驱动扬声器或其它播音设备播音)。

第二转化单元，用以捕捉所述信号，并对所述信号进行处理，形成第二数字信号输出；第二转换单元对捕捉的信号仅仅做数模转化，有利于声压较大的信号的输出，避免造成声压大的信号出现失真现象。

调制单元，预置有一调制方法，控制端接收所述侦测信号，输入端分别接收所述第一数字信号和所述第二数字信号，所述调制单元根据所述侦测信号选择与所述第一数字信号匹配的第一调制系数、与所述第二数字信号匹配的第二调制系数，根据所述第一数字信号、所述第二数字信号、所述第一调制系数、所述第二调制系数结合所述调制方法形成一调制结果输出。

本发明的工作原理是：信号源发出信号，侦测单元接收所述信号，并侦测所述信号的幅值(即声压)，并形成一侦测信号输出至调制单元；第一转化单元捕捉所述信号，并对所述信号进行处理，形成第一数字信号输出至调制单元；第二转化模块捕捉所述信号，并对所述信号进行处理，形成第二数字信号输出至调制单元；调制单元分别接收所述侦测信号、所述第一数字信号和所述第二数字信号，根据所述侦测信号选择与所述第一数字信号匹配的第一调制系数、与所述第二数字信号匹配的第二调制系数，根据所述第一数字信号和所述第二数字信号、所述第一调制系数、所述第二调制系数结合所述调制方法形成一调制结果输出。通过调制单元对声音信号进行整形或调制，使得信号带宽内的噪声大大减小，有效地滤除信号带宽内的量化噪声，降低噪声干扰。

当侦测单元侦测到声压较高时，调制单元将第二调制系数调高，弱化第一调制系数，因声压较大的信号通过第一转化单元放大后，会产生失真信号，故而需要降低第一调制系数，使得输出的调制信号中，失真信号仅仅占少数比例，输出的调制信号中，其未经过放大处理的信号占较大比例，能够输出完整地将声压较高的信号输出。同时还能有效抑制噪音信号。提高了录音系统获取信号的动态范围。

作为进一步有优选实施方案，上述的基于高感度麦克风的录音系统，其中，所述第一转化单元包括

第一采集器，用以捕捉所述信号，并形成第一采集信号输出；进一步地，所述第一采集器主要由麦克风形成。普通的麦克风获取的声音区间为35分贝至120分贝，即获取声音的动态范围为95分贝。

第一放大器，用以接收所述第一采集信号，并对所述第一采集信号进行放大处理；进一步地，所述第一放大器的增益为20dB。

第一转换器，用以将经所述第一放大器放大处理的所述第一采集信号进行数模转换，形成第一数字信号输出。

作为进一步有优选实施方案，上述的基于高感度麦克风的录音系统，其中，所述第二转化单元，包括

第二采集器，用以捕捉所述信号，并形成第二采集信号输出；进一步地，所述第二采集器主要由高感度麦克风形成。高感度麦克风获取的声音区间为55分贝至140分贝，即获取声音的动态范围为95分贝。能够获取声压较大的信号。

第二放大器，用以接收所述第二采集信号，并对所述第二采集信号进行处理；进一步地，所述第二放大器的增益为0dB。即第二放大器的放大倍数为1.

第二转换器，用以将经所述第二放大器放大处理的所述第二采集信号进行数模转换，形成第二数字信号输出。

作为进一步有优选实施方案，上述的基于高感度麦克风的录音系统，其中，所述调制方法为

Vout＝αV₁+βV₂，

其中，Vout为所述调制结果，V₁为所述第一数字信号，V₂为所述第二数字信号，α为第一调制系数，β为第二调制系数。

通过调制单元根据预设的调制方法，选择合适的第一调制系数和第二调制系数，有效保证声压较低的信号能够清楚地输出，同时声压较高的信号 避免出现失真。同时第一调制系数，第二调制系数还均具有抑制噪音信号的能力，因为第一调制系数，第二调制系数均小于等于1，能够抑制噪音信号，另外，本申请结合普通的麦克风获取的声音区间和高感度麦克风获取的声音区间，即整个录音系统的获取声音的动态范围为35分贝至140分贝。进一步增强声音信号的动态范围。

如图3、图4所示，作为进一步有优选实施方案，上述的基于高感度麦克风的录音系统，其中，第一调制系数、所述第二调制系数均小于等于1，所述第一调制系数与所述第二调制系数累加和为1。

当信号的幅值处于第一区间A时(0分贝～115分贝)，信号处于声压较低区域，该区域内的信号主要由麦克风进行信号的捕捉，故第一调制系数α值较大，通常α＞10β，调制结果中声压较低的信号为主要信号，同时将β值设置较小，能够很好抑制高感度麦克风捕捉的声压较高的异类信号(在声压低区间内出现的声压较高的信号通常为异类信号，需要抑制)。

当信号的幅值处于第二区间B时(115分贝～125分贝)，进入了重叠区域，此时有调制单元根据幅值选择不同的第一调制系数α、第二调制系数β，通常以120分贝为界限，当信号的幅值低于120分贝时，α＞β，当信号的幅值高于120分贝时，α＜β。

当信号的幅值处于第三区间C时(125分贝～140分贝)，信号处于声压较高区域，该段区域信号主要由高感度麦克风进行信号的捕捉，故第二调制系数β值较大，通常β＞10α，调制结果中声压较高的信号为主要信号，同时将α值设置较小，能够很好抑制麦克风捕捉的声压较低的信号(在声压较高区间内出现的声压较低的信号通常为异类信号，需要抑制)。

作为进一步优选实施方案，上述的基于高感度麦克风的录音系统，其中，所述第一转换器、所述第二转换器的输入电压有效值为1V。超过1V的电压，容易使得第一转换器或第二转化器处于饱和状态，无法对信号进行正常处理。

以上所述仅为本发明较佳的实施例，并非因此限制本发明的实施方式及保护范围，对于本领域技术人员而言，应当能够意识到凡运用本发明说明书及图示内容所作出的等同替换和显而易见的变化所得到的方案，均应当包含在本发明的保护范围内。