一种防水透声的麦克风阵列拾音器的制作方法

本实用新型涉及了一种麦克风阵列拾音器防水透声技术，可用于户外的安防监控、平安社区、公安司法等领域。具体涉及一种麦克风阵列拾音器防水透声装置。

背景技术：

传统的安防拾音器一般包括一个全向或心形指向的驻极体麦克风，驻极体麦克风实现音频信号到电信号的转换，然后通过一级或者两级模拟电路放大，低通或带通滤波后模拟输出，如图1所示。

市面上也有一些拾音器包括两个驻极体麦克风，一个驻极体麦克风灵敏度比较高，负责自由远场的拾音，另外一个驻极体麦克风灵敏度比较低，负责近场背景噪声的拾音，然后通过模拟电路控制相位，同向叠加来抑制背景噪声。这些拾安防音器存在如下缺陷：

（1）在实际应用中，周围环境存在较大的背景噪声，通过模拟降噪的方法不能有效地降低整个频段的噪声，甚至将声音的高频部分损失，造成输出的信号质量不高。

（2）由于选用的驻极体麦克风保真度较低，加上滤波电路造成的相位延时，输出的声音信号与实际声音存在差别。不能满足安防语音监控清晰度的要求。

（3）拾音范围较小，完全取决于驻极体麦克风的灵敏度，一般只能做到10m范围内的拾音。驻极体麦克风随着使用时间的增加，灵敏度会衰减而降低拾音距离。

由于拾音范围的限制，拾音器一般吊在房间天花板中间位置，拾音孔指向音源，靠近关键区域。而摄像头覆盖区域比较大，安装在房间顶部一角，拾音器和摄像头距离较远，布线较为复杂。

（4）功能比较单一，只有音频的拾音和放大作用，难以实现一些特定功能应用，例如环境噪声抑制、波束形成和波束指向性等。

（5）现有的户外拾音器，用简单的AB胶封住咪头周围，但是咪头本身的采集孔是镂空的，并无防水措施。虽说隐藏在壳体内，无法达到100%防水效果。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是提供一种防水透声的麦克风阵列拾音器，具有防水的作用，提高拾音器的信号采集效果。

为解决上述技术问题，本发明采取如下技术方案：一种防水透声的麦克风阵列拾音器，包括底壳和咪头，该拾音器包括8个线性排列的全指向性咪头，依次等间距的焊接在咪头板上；所述的咪头板通过螺丝固定在底壳上，底壳的内表面设置有矩形的透音区，透音区内线性排列有8个与咪头对应的透音孔；所述的透音孔呈喇叭状，且底壳外表面上的孔径大于底壳内表面上的孔径；所述的透音区还设置有防水透声膜，该防水透声膜将8个透音孔完全覆盖；所述的拾音器还包括有硅胶咪头套；所述的硅胶咪头套上设置有8个与咪头相匹配的套体，该硅胶咪头套与咪头、咪头板、底壳紧密贴合。

进一步地，所述的防水透声膜的大小与透音区的大小相适应。

进一步地，所述的硅胶咪头套包括与透音区的大小相适应的硅胶底板，该硅胶底板上设置有套体，套体底部开口，该套体包括与底部开口直径一致的筒体和设置于筒体顶部的盖体，所述的盖体上设置有圆孔。

进一步地，所述的防水透声膜的防水级别达到IP67。

本实用新型的有益效果：

1）本实用新型的透音孔呈喇叭状，且外大内小，有效的将声音传入咪头。

2）透音孔通过粘贴防水透声膜，因此达到防水的效果。选择合适防水等级的防水透声膜，在防水的同时，有效的减少了对拾音器拾音效果的衰减。

3）咪头套与咪头板、咪头本身及周围、底壳紧密贴合，有效防止声音从透音孔进来之后在壳体内来回反射，从而使拾音器达到更好的信号采集效果。

附图说明

图1为现有的拾音器的电路图。

图2为本实用新型的拾音器的剖视图。

图3为底壳的俯视图。

图4为硅胶咪头套的结构示意图。

图5为测试信号为线性调频信号，加咪头套时线性阵列拾音器输出。

图6测试信号为线性调频信号，不加咪头套时线性阵列拾音器输出。

图7测试信号为高斯白噪声，加咪头套时线性阵列拾音器输出。

图8测试信号为高斯白噪声，不加咪头套时线性阵列拾音器输出。

具体实施方式

如图2-4所示为本实用新型的一种防水透声的麦克风阵列拾音器，包括底壳1和咪头2，该拾音器包括8个线性排列的全指向性咪头2，依次等间距的焊接在咪头板3上；咪头板3通过螺丝固定在底壳上，底壳1的内表面设置有矩形的透音区4，透音区4内线性排列有8个与咪头对应的透音孔5；透音孔5呈喇叭状，且底壳1外表面上的孔径大于底壳内表面上的孔径；透音区5还设置有防水透声膜6，该防水透声膜6将8个透音孔完全覆盖；拾音器还包括有硅胶咪头套7；所述的硅胶咪头套7上设置有8个与咪头相匹配的套体71，硅胶咪头套7与咪头2、咪头板3、底壳1紧密贴合。

本实用新型的透音孔呈喇叭状，且外大内小，有效的将声音传入咪头，选择合适防水等级的防水透声膜，在防水的同时，有效的减少了对拾音器拾音效果的衰减，咪头套使拾音器达到更好的信号采集效果。

本实用新型的防水透声膜的大小与透音区的大小相适应，防水透声膜的防水级别达到IP67；硅胶咪头套7包括与透音区的大小相适应的硅胶底板72，该硅胶底板上设置有套体71，套体71底部开口，该套体71包括与底部开口直径一致的筒体73和设置于筒体73顶部的盖体74，所述的盖体74上设置有圆孔75。该硅胶咪头套能够与咪头板、咪头本身及周围、底壳紧密贴合，有效防止声音从透音孔进来之后在壳体内来回反射。

本实用新型的拾音器的性能测试如下：

一、测试环境：全消声暗室，常温，常压；

二、测试方法：

测试声源：线性调频信号（0~8kHz），高斯白噪声；

评价指标：信噪比（SNR），功率响应；

测试方法：将线性阵列拾音器的主极大方向（0°）对准声源，且距离声源1m。声源依次播放20s某一种类的测试声源，然后静音2s，重复2个周期。假设线性阵列拾音器在静音段采集的信号为系统的自噪声，记为 ；在信号段采集到的信号为扬声器播放的测试信号加系统自噪声，且测试信号与系统自噪声不相关，记为 ，记为，记为，

，称为功率响应；

取2个周期的平均值，可以计算出线性阵列拾音器的信噪比（SNR）：

。

实验结果：

当测试信号为线性调频信号和高斯白噪声时，在加咪头套和不加咪头套的条件下，阵列拾音器的输出波形分别如图5至图8所示。

表 不同测试条件下线性阵列拾音器输出性能比较

由表1可以看出，输入信号为线性调频信号时，增加咪头套之后线性阵列拾音器的输出信噪比提高了5.39 dB，功率响应提高了6.76 dB；输入信号为高斯白噪声时，增加咪头套之后线性阵列拾音器的输出信噪比提高了3.54 dB，功率响应提高了2.82 dB，拾音性能有了显著的提高。

上面所述的实施例仅仅是本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的构思和范围进行限定，在不脱离本发明设计构思的前提下，本领域中普通工程技术人员对本发明的技术方案作出的各种变型和改进均应落入本发明的保护范围，本发明的请求保护的技术内容，已经全部记载在技术要求书中。