本实用新型涉及电子技术领域，特别是涉及一种麦克风及电子设备。
背景技术：
如今，大多电子设备上都设有麦克风，通过麦克风可接收外界的声音，实现通话、录音等功能。
目前，常见的麦克风主要是微机电系统(Micro-Electro-Mechanical System，简称MEMS)麦克风，MEMS麦克风包括进声孔、膜片和第一电路，进声孔的一端与外界相通，另一端正对膜片，膜片与第一电路连接。在这样的结构下，声音通过进声孔作用在膜片上，膜片发生振动，将声音信号转换为电信号，从而产生输入信号，输入信号经第一电路的处理后，产生输出信号，进而实现声音信号与电信号之间的转换。
然而，因电子设备的使用环境具有不确定性，当麦克风接收的声音响度过大时，声音经过进声孔作用在膜片上，这样，膜片的振动就会呈现非线性，从而导致第一电路的输出信号出现破音现象，影响麦克风的使用效果。
技术实现要素：
本实用新型提供了一种麦克风及电子设备，以解决麦克风接收过大响度的声音时出现破音的问题。
为了解决上述问题，一方面，本实用新型提供了一种麦克风，应用于电子设备，所述麦克风包括：进声孔、膜片，以及第一电路，所述进声孔的一端与外界相通，所述进声孔的另一端与所述膜片正对设置，所述膜片与所述第一电路的输入端连接，所述麦克风还包括：压电陶瓷结构，所述压电陶瓷结构所在的空间与所述进声孔相通；第二电路，所述第二电路的输入端与所述压电陶瓷结构连接；以及运算模块，所述运算模块的输入端分别连接所述第一电路的输出端和所述第二电路的输出端，所述运算模块的输出端输出信号。
另一方面，本实用新型提供了一种电子设备，所述电子设备包括上述麦克风。
与现有技术相比，本实用新型至少具有以下优点：
在本实用新型中，在麦克风中增加了压电陶瓷结构，压电陶瓷结构所在的空间与进声孔相通，因此压电陶瓷结构可接收到从进声孔传进来的声音信号，该声音信号对压电陶瓷结构施加外部作用力，压电陶瓷结构接收声压，从而振动产生电压，作为第二电路的输入信号，第二电路输出第二电信号；与此同时，膜片也可接收到从进声孔传进来的同一声音信号，该声音信号对膜片施加外部作用力，膜片接收声压，产生振动，从而产生第一电路的输入信号，第一电路输出第一电信号；输出的第一电信号和第二电信号由运算模块进行运算处理。当进声孔中传入的声音响度过大时，经运算模块处理后，第一电信号中的幅值较大的部分被滤掉，而被滤掉的部分可由输出的第二电信号弥补，二者相互结合最终输出完整的信号，而且第一电信号中的幅值较大的部分被滤掉，解决了因声音响度过大而出现破音的问题。
上述说明仅是本实用新型技术方案的概述，为了能够更清楚了解本实用新型的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本实用新型的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本实用新型的具体实施方式。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对本实用新型实施例的描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本实用新型实施例中的麦克风的结构图；
图2是本实用新型实施例中的麦克风的框图；
图3是本实用新型实施例中的压电陶瓷结构的结构图。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
实施例一
参见图1，本实施例提供了一种麦克风，应用于电子设备，麦克风包括：进声孔10、膜片20，以及第一电路30，进声孔10的一端与外界相通，进声孔10的另一端与膜片20正对设置，膜片20与第一电路30的输入端连接，麦克风还包括：压电陶瓷结构40，压电陶瓷结构40所在的空间与进声孔10相通；第二电路50，第二电路50的输入端与压电陶瓷结构40连接；以及运算模块，运算模块的输入端分别连接第一电路30的输出端和第二电路50的输出端，运算模块的输出端输出信号。
在本实施例中，声音信号由进声孔10进入后，产生的声压可分别被两部分结构接收。其中，声音信号经进声孔10后，对正对的膜片20施加外力，膜片20接收声压发生振动，产生电信号，电信号经第一电路30后被输出，称第一电路30输出的电信号为第一电信号。同时，声音信号经进声孔10后，对压电陶瓷结构40施加外力，压电陶瓷结构40接收声压发生振动，产生电信号，电信号经第二电路50后被输出，称第二电路50输出的电信号为第二电信号。输出的第一电信号和第二电信号经运算模块的处理后，输出最终的信号。
当声音信号的响度正常时，运算模块可将第一电信号正常输出，而不输出第二电信号，麦克风正常工作；当声音信号的响度过大时，运算模块可将第一电信号中的幅值较大的电压过滤掉，输出第二电信号，最后再将过滤后的第一电信号和第二电信号进行运算处理，因第二电信号可以弥补第一电信号中滤掉的部分，使得最终输出的信号是完整的，同时第一电信号中的幅值较大的电压被滤掉，也避免了出现破音的现象。
参见图2，优选地，在本实施例中，运算模块包括：
第一算法器61，第一算法器61的输入端与第一电路30的输出端连接；
第二算法器62，第二算法器62的输入端与第二电路50的输出端连接；以及
加权相加算法器63，加权相加算法器63的第一输入端和第二输入端分别对应连接第一算法器61的输出端与第二算法器62的输出端，加权相加算法器63的输出端输出信号。
其中，第一算法器61用于在声音信号的响度正常时，输出完整的第一电信号，在声音信号的响度过大时，输出过滤掉幅值较大的部分后的第一电信号。示例性地，在第一算法器61的运算中，预先设定第一阈值V1in0，第一算法器61的输入信号(第一电信号)的幅值为V1in(t)，第一算法器61输出信号的幅值为V1out(t)，当V1in(t)小于或者等于V1in0时，V1out(t)＝V1in(t)；当V1in(t)大于V1in0时，V1out(t)＝V1in(t)－V1in0。
在上述实例中，通过第一阈值来划定第一电信号的幅值范围，当第一电信号的幅值超过第一阈值时，可认为是响度过大的声音，这时输出信号中，输出幅值减去第一阈值的那部分，从而只输出幅值较小的信号，可避免破音现象。这里的第一阈值可根据膜片20的灵敏度、以及多次测试的结果等来预先设定。
第二算法器62用于在声音信号的响度正常时，不输出第二电信号，在声音信号的响度过大时，输出完整的第二电信号。示例性地，在第二算法器62的运算中，预先设定第二阈值V2in0，第二算法器62的输入信号(第二电信号)的幅值为V2in(t)，第二算法器62输出信号的幅值为V2out(t)，当V2in(t)小于或者等于V2in0时，V2out(t)＝0；当V2in(t)大于V2in0时，V2out(t)＝V2in(t)。
同理，通过第二阈值来划定第二电信号的幅值范围，当第二电信号的幅值超过第二阈值时，可认为是响度过大的声音，这时输出信号中，包括完整的信号，从而完整的信号可弥补第一电信号中缺失的部分；反之，第二电信号的幅值没有超过第二阈值时，可认为是响度正常的声音，这时输出信号为零，从而不会干扰到第一电信号的正常输出。这里的第二阈值可根据压电陶瓷结构40的灵敏度、以及多次测试的结果等来预先设定。
加权相加算法器63用于对第一算法器61的输出结果与第二算法器62的输出结果进行加权相加处理，并输出最终的信号。具体地，在加权相加算法器63的运算中，V1out(t)＝V1in(t)，且V2out(t)＝0时，则输出最终的信号为：V1in(t)；V1out(t)＝V1in(t)—V1in0，且V2out(t)＝V2in(t)时，则输出最终的信号为：V1in(t)-V1in0+V2in(t)，加权相加算法器63进行加权相加处理，这时输出的最终的信号中包括第一电信号没有去掉的部分，以及第二电信号中弥补的第一电信号去掉的部分，从而输出完整的信号。
在运算模块中，运算规则包括的“+”“—”等，以实际运算模块输出的结果为准，而并非数值上的增加或者减小。
这里需要说明的是，因膜片20和压电陶瓷结构40的灵敏度是有差异的，为了确保最终输出信号的准确性，这里采用了加权相加，同时，考虑到二者的差异，第一阈值V1in0和第二阈值V2in0的大小也可根据实际调试结果而定。
而在运算模块对电信号未处理之前，可以理解为第一电信号和第二电信号为同一电信号，也就是第一算法器61和第二算法器62的输入信号实际为同一输入信号。
优选地，对于第一算法器61和第二算法器62的运算过程，可预先设定一个时间区间t0，如：该时间区间t0可为30ms，即对30ms内输入信号的幅值是否出现超过阈值进行运算处理。
可以看出，当声音响度正常时，即输入信号的幅值没有超过阈值时，第二算法器62输出的第二电信号为零，第一算法器61输出的第一电信号与声音信号对应，麦克风正常工作。当声音响度过大时，即输入信号的幅值超过阈值时，这时第一算法器61只输出小幅值的电信号，而滤掉了幅值较大的电信号，这样可以避免破音的出现，而第二算法器62会输出第二电信号，第二电信号中包括第一算法器61滤掉的幅值较大的电信号，最终经加权相加算法器63的加权修正，第一电信号剩下的部分，加上第二电信号中的第一电信号滤掉的部分，输出完整的信号。
参见图1，可参考地，电子设备包括电路板100，第一电路30和第二电路50均设置于电路板100上。
将第一电路30和第二电路50合理设置在电路板100上，为一种优选的方法，可以节省空间，且电子设备内部布局整洁。其中，电路板100可为印刷电路板(Printed Circuit Board，简称PCB)。
继续参见图1，优选地，可将压电陶瓷结构40的一面设置在电路板100上，压电陶瓷结构40的相对面所在的空间与进声孔10相通，压电陶瓷结构40通过电路板100上的连接线101与第二电路50连接。
压电陶瓷结构40所在的空间与进声孔10相通，可使声音信号通过进声孔10传递至压电陶瓷结构40所在的空间，从而声音信号作用在压电陶瓷结构40上。在这里，可将压电陶瓷结构40一面粘贴在电路板100上，固定压电陶瓷结构40，不仅避免了对其它空间的占用，还不会影响电子设备内其它部件的正常工作，压电陶瓷结构40另一面暴露在空间中，朝向空气，可接收声压。压电陶瓷结构40设置在电路板100上时，可通过电路板100上的连接线101与第二电路50连接，以节省连接线101在电子设备内部占用的空间，同时方便压电陶瓷结构40与电路之间的连接。
可选地，膜片20也可通过电路板100上的连接线与第一电路30连接，也可通过非电路板100上的连接线与第一电路30连接。
继续参见图1，进一步地，进声孔10的一端穿过电路板100的一侧与外界相通，进声孔10的另一端穿过电路板100的另一侧与膜片20正对，压电陶瓷结构40为环型结构，压电陶瓷结构40位于进声孔10的对应膜片20的孔口处，环型结构的内侧边缘对应地位于孔口边缘。
为了更好地保护压电陶瓷结构40，以防止压电陶瓷结构40被压碎等，可将压电陶瓷结构40放置在电路板100的里侧，也就是电路板100朝向膜片20的一侧。在本方案中，将进声孔10设置在电路板100上，且进声孔10穿过电路板100，即在电路板100设一通孔，作为进声孔10，从而将压电陶瓷结构40设置在进声孔10位于电路板100内侧的孔口处，以更好地接收声压，而压电陶瓷结构40为环型结构，环型结构中间的圆孔正好与孔口对应，以确保声音信号经进声孔10，作用在压电陶瓷结构40上，同时顺着进声孔10，穿过压电陶瓷结构40内侧的空间作用在膜片20上。
对于压电陶瓷结构40的安装位置，可包括多种情况，需要保证的是压电陶瓷结构40和膜片20可以接收到同样的声音信号，或者压电陶瓷结构40接收的声音信号与膜片20的接收的声音信号有固定的传递函数。
继续参见图1，优选地，麦克风还包括支架70，支架70支撑在电路板100与膜片20之间，膜片20与支架70形成腔体71，进声孔10与腔体71相通，压电陶瓷结构40位于腔体71内。
为了声音信号能够集中地作用在膜片20和压电陶瓷结构40上，同时避免声音信号对电子设备中的其它部件造成干扰，可使声音信号从外界进入进声孔10，经进声孔10传出后进入一个特定的空间内，而膜片20和压电陶瓷结构40均位于该特定的空间内，因此，可在膜片20和电路板100之间建立支架70，支架70和膜片20在电路板100的上方空间形成特定空间，该空间即为上述腔体71。
继续参见图1，优选地，麦克风还包括金属壳80，金属壳80扣盖在电路板100上。
金属壳80可对麦克风的各部件起到隔离和保护的作用，可避免麦克风中的各部件和电子设备中的其它部件之间相互干扰。
参见图3，在本实施例中，运用了压电陶瓷结构40，压电陶瓷结构40包括多层重叠放置的压电陶瓷片41，相连的两层压电陶瓷片41之间设置有电极层，压电陶瓷结构40上设置有导通孔401。
本实施例的压电陶瓷结构40由多层陶瓷材料堆叠而成，每层陶瓷材料形成一层压电陶瓷片41，层与层之间布有电极材料，每层电极材料形成电极层。陶瓷材料在生产过程中被极化，两层相邻的压电陶瓷片41之间极化方向不同，两层相邻的电极层之间不互相连接，当在电极层上施加电压时，一层压电陶瓷片41会拉伸，相邻一层压电陶瓷片41会收缩。当通过交流信号时，拉伸与收缩交替，这样整个压电陶瓷结构40就会振动发出声音，类似扬声器的功能；反过来，当压电陶瓷结构40受到外部压力时，电极层间会产生电压，当压电陶瓷结构40接收到声压时，电极层间会产生对应频率和幅度的电压，类似麦克风的功能。
继续参见图3，根据上述压电陶瓷结构40的特征及原理，压电陶瓷结构40中包括电极一421和电极二422，电极一421和电极二422用于连接第二电路50，可输出压电陶瓷结构40产生的电压信号。与压电陶瓷结构40的环型结构相应，每层电极层的电极表面区域423的中间区域设有通孔402，以形成环形，压电陶瓷片41的中间区域也设有相应的通孔402，以形成环形。这里的环型结构并不限定于圆环型。
综上所述，本实施例中的麦克风无需降低麦克风的灵敏度和信噪比，就可使麦克风承受较大响度的声音，而不会出现破音的现象，使用效果明显改善。
实施例二
参见图1～图3，本实施例提供了一种电子设备，包括上述实施例中的麦克风。
在本实施例中，声音信号由进声孔10进入后，产生的声压可分别被两部分结构接收。其中之一，声音信号经进声孔10后，对正对的膜片20施加外力，膜片20接收声压发生振动，产生电信号，电信号经第一电路30后被输出，称第一电路30输出的电信号为第一电信号。同时，声音信号经进声孔10后，对压电陶瓷结构40施加外力，压电陶瓷结构40接收声压发生振动，产生电信号，电信号经第二电路50后被输出，称第二电路50输出的电信号为第二电信号。输出的第一电信号和第二电信号经运算模块的处理后，输出最终的信号。
当声音信号的响度正常时，运算模块可将第一电信号正常输出，而不输出第二电信号，麦克风正常工作；当声音信号的响度过大时，运算模块可将第一电信号中的幅值较大的电压过滤掉，输出第二电信号，最后再将过滤后的第一电信号和第二电信号进行运算处理，因第二电信号可以弥补第一电信号中滤掉的部分，使得最终输出的信号是完整的，同时第一电信号中的幅值较大的电压被滤掉，也避免了出现破音的现象。
需要说明的是，本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。
尽管已描述了本实用新型实施例的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例做出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本实用新型实施例范围的所有变更和修改。
最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者终端设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者终端设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者终端设备中还存在另外的相同要素。
以上对本实用新型所提供的一种麦克风和一种电子设备进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本实用新型的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。