一种降噪麦克风单元及智能电视的制作方法

文档序号:15020698发布日期:2018-07-25 00:38阅读:362来源:国知局

本实用新型涉及到降噪智能电视领域,具体涉及到一种降噪麦克风单元及智能电视。



背景技术:

麦克风,学名为传声器,是将声音信号转换为电信号的能量转换器件。日常生活中,当使用麦克风时,麦克风捕抓到的声音信号通常为噪音与人声的叠加。麦克风在使用时,使用者会靠近麦克风进行说话,声压会大大超过背景音的声压,就声音的听感而言,此时的背景音对人声影响较小。因此,如果麦克风的声音捕抓时间能与人声的发声时间完全重合时,噪音对人声的影响较小。

但实际生活中,麦克风在使用时,人声总是会出现停顿和间隔,因此,在人声发声的间隔内,背景噪音会显得尤为突出。

因此,需要针对人声间隔时的背景噪音进行降噪,以解决麦克风在使用时带入背景噪音的问题。



技术实现要素:

为了克服所述问题,本实用新型提供了一种降噪麦克风单元及智能电视,通过前置麦克风和后置麦克风的声压差值和声电压的处理,判断人声发声时间,从而对背景环境噪音进行切除,只保留人声,在进行录音或语音对话时,具有更为良好的声音表现效果。

相应的本实用新型提供了一种降噪麦克风单元,该降噪麦克风单元包括声挡板、前置麦克风、后置麦克风、运算电路和输出接口;

所述前置麦克风和所述后置麦克风分别设置在所述声挡板两侧;

所述运算电路的输入端分别与所述前置麦克风和所述后置麦克连接,输出端用于输出所述前置麦克风和所述后置麦克的声压差值;

所述输出接口还分别与所述前置麦克风、所述后置麦克风、所述运算电路的输出端连接。

优选的实施方式,所述运算电路为减法运算电路。

优选的实施方式,所述声挡板由多孔性吸音材料制成。

优选的实施方式,所述前置麦克风和所述后置麦克风为电容式麦克风。

优选的实施方式,所述降噪麦克风单元包括麦克风外壳,所述声挡板固定在所述麦克风外壳中部,所述前置麦克风和后置麦克风分别固定在所述麦克风外壳两端。

相应的,本实用新型还提供了一种智能电视,该智能电视包括电视外壳、液晶模块、处理器、储存器和权利要求1至5所述的任意一项降噪麦克风单元;

所述降噪麦克风单元安装于所述电视外壳上。

优选的实施方式,所述降噪麦克风采用分体结构,所述前置麦克风设置于所述电视外壳前面板,所述后置麦克风设置在所述电视外壳的后面板。

优选的实施方式,所述降噪麦克风采用一体结构,所述麦克风外壳两端分别穿过所述电视外壳前面板和后面板。

优选的实施方式,所述降噪麦克风单元的声挡板为所述电视外壳。

本实用新型提供了一种降噪麦克风单元及智能电视,通过前置麦克风和后置麦克风的声压差值和声电压的处理,判断人声发声时间,从而对背景环境噪音进行切除,只保留人声,在进行录音或语音对话时,具有更为良好的声音表现效果。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术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的前提下,还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1示出了本实用新型实施例的降噪麦克风单元的结构示意图;

图2示出了本实用新型实施例的降噪麦克风单元的电路示意图;

图3示出了本实用新型实施例的智能电视的电路示意图。

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,所描述的实施例仅仅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它实施例,都属于本实用新型保护的范围。

本实用新型实施例提供了一种降噪麦克风单元,该降噪麦克风单元包括前置麦克风2、后置麦克风3、声挡板1和运算电路。

图1示出了本实用新型实施例麦克风和声挡板1的位置示意图。前置麦克风2和后置麦克风3分别布置在声挡板1的两边,具体实施中,为了固定前置麦克风2和后置麦克风3,可将前置麦克风2和后置麦克风3固定于一麦克风外壳4上,声挡板1固定在麦克风外壳4轴向中部,需要说明的是,应保证前置麦克风2和后置麦克风3之间具有较好的隔音性能。

声挡板1可以选用多空心吸音材料制造。吸音材料对入射声能的反射很小,这意味着声能容易进入和透过这种材料。这种材料的材质应该是多孔、疏松和透气,在工艺上通常是用纤维状、颗粒状或发泡材料以形成多孔性结构;结构特征为材料中具有大量的、互相贯通的、从表到里的微孔。当声波入射到多孔材料表面时,引起微孔中的空气振动,由于摩擦阻力和空气的黏滞阻力以及热传导作用,将相当一部分声能转化为热能,从而起吸音作用。与钢板等隔音材料相比,吸音材料不会对声波进行反射,且具有良好的吸音效果,使人声在前置麦克风和后置麦克风的声压差距更大。

前置麦克风2和后置麦克风3可采用电容式麦克风。电容式传声器是一种目前性能相对较好的传声器类别,它的工作核心是电容器,电容传声器是靠电容量的变化而工作的,主要由振动膜片、刚性极板、电源和负载电阻等组成。它的工作原理是当膜片受到声波的压力,并随着压力的大小和频率的不同而振动时,膜片极板之间的电容量就发生变化。与此同时,极板上的电荷随之变化,从而使电路中的电流也相应变化,负载电阻上也就有相应的电压输出,从而完成了声电转换。

图1所示的为本实用新型实施例的电容式麦克风的一种结构,包括电源、振动膜片201、刚性极板202、负载电阻203和放大器204;电源电压恒定不变,振动膜片201受到声音驱动后,与刚性极板202之间的距离动态变化,从而导致膜片201和刚性极板202之间的电容量发生改变,回路中电流大小发生相应的改变,负载电阻203两端电压随之改变;通过捕抓负载电阻203两端电压,即可捕抓声波的声音变化。

图2示出了本实用新型实施例的运算电路电路原理图。前置麦克风2的声电压U1和后置麦克风3的声电压U2分别经阻抗R1和R2后接入运算放大器的输入端。其中,前置麦克风2的声电压电路在阻抗R1和运算放大器之间并入一回路,该回路从阻抗R1后端经反馈电阻RF后,汇入至运算放大器的输出端;后置麦克风3的声电压电路在阻抗R2和运算放大器之间并入一接地回路,该回路从阻抗R2后端经阻抗R3接地。当R1、R2、R3和RF满足关系时,运算电路的输出电压当R2=R1是,则U3=U2-U1。

结合图1所示的本实用新型实施例的降噪麦克风单元的示意图可知,由于挡声板的存在,人体在靠近前置麦克风2的位置发声时,后置麦克风3捕抓到的人声声压与前置麦克风2捕抓到的人声声压差值较大,此时,运算电路的输出电压U3值较大;而环境背景噪音则是原理前置麦克风2或后置麦克风3的,其声音的传播由于距离较远,且通过环境的多重反射,前置麦克风2和后置麦克风3捕抓到的环境背景噪音声压强度几乎是等同的,此时,运算电路的输出电压U3值较小;再考虑到人声产生时,环境背景噪音所造成的影响不容易听出,因此,可通过设定一个恰当的滤波值,当U3小于该滤波值时,表明人体并没有发出人声,该时刻的声音可以剪切掉;当U3大于该滤波值时,表明人体在发出人声,该时刻的声音予以保留。

具体实施中,考虑到现在智能家电的发展,处理器能力十分强大,为了缩减成本,可在本实用新型实施例的降噪麦克风单元所应用的设备上进行以上的声音处理,本实用新型实施例以智能电视作为载体进行讲解。

需要说明的是,为了便于安装,本实用新型实施例的降噪麦克风设置有一个5pin的输出接口,该输出接口为插针5,该5pin插针5分别连接至前置麦克风2的输出端、后置麦克风3的输出端、运算电路的输出端、前置麦克风2和后置麦克风3的供电端和接地端,该插针5每一针依次标识为电压U1、电压U2、电压U3、输入电源V+、接地GND。

图3示出了本实用新型实施例智能电视的电路结构示意图。本实用新型实施例的智能电视包括有电视外壳、液晶模块、处理器、储存器、电源管理电路;液晶模块嵌入安装至电视外壳的前面板上,处理器、储存器和电源管理电路设置在外壳内部的电路板上;本实用新型实施例的智能电视只列出了与本实用新型实施例的降噪麦克风单元有关的零部件,其余零部件不做介绍。

需要说明的是,具体实施中,可以将降噪麦克风单元整体安装至智能电视的电视外壳上,前置麦克风2位于电视外壳的前面板,后置麦克风3位于电视外壳的后面板上,也可以根据智能电视的结构采用分体的降噪麦克风单元设计,具体的,由于本实用新型实施例的智能电视的电视外壳和液晶模块呈扁平盒状结构,因此,可以用作充当降噪麦克风单元的挡音板,相应的,前置麦克风2和后置麦克风3分别安装至电视外壳的前面板和后面板上,由于前置麦克风2和后置麦克风3采用分体设计,因此,在电视外壳的前面板或后面板的安装位置可根据需求进行设计,实际应用中效果更为良好。

由以上降噪麦克风单元的实施例可看出,为了减低降噪麦克风单元的成本,在降噪麦克风单元中并没有设置有用于声音处理的电路,该工作可由本实用新型实施例的智能电视的处理器完成。具体的,储存器中储存有用户设定的滤波值,该滤波值主要用于通过运算电路的输出电压U3和该滤波值的比较,判断人声发声时间,并将人声发生时间外的环境背景噪音删除。

处理器同一时刻接收到电压U1、U2和U3,假设某时刻U3值大于该滤波值,则表明此时为人声在发声,U1和U2的声音数据可以不进行处理,直接储存至储存器中,或经叠加后储存至储存器中,以获得更清晰的声音;假设某时刻U3值小于该滤波值,则表明此时的声音为环境背景噪音,U1和U2的声音数据应不予保留,具体表现为,该时刻的声电压为0。除了保存在储存器以外,由于处理器运行速度极快,U1、U2、U3可认为具有同步性,因此,还可以直接将声音数据用于输出,进行下一阶段的处理,如语音对话发送等。具体实施中,声压数据的转换还涉及到模拟信号和数字信号的转换,由于模数/数模转换电路技术较为成熟,本实用新型实施例不再进行介绍。

电源管理电路则用于负责智能电视的供电和降噪麦克风单元的供电,需要说明的是,V+所需的电压为恒压,以保证电容式麦克风信号稳定性。另一方面,由于本实用新型实施例的前置麦克风2和后置麦克风3采用同一电源针进行供电,且通过减法运算电路输出差值电压,当电源电压不同时,可通过调整比例系数的值,使U3的差值与储存器中的滤波值相对应,避免滤波值的重复调整,针对不同型号的设备,具有良好的实用性和便利性。

本实用新型实施例提供了一种降噪麦克风及智能电视,通过前置麦克风和后置麦克风的声压差值和声电压的处理,判断人声发声时间,从而对背景环境噪音进行切除,只保留人声,在进行录音或语音对话时,具有更为良好的声音表现效果。

以上对本实用新型实施例所提供的一种降噪麦克风单元及智能电视进行了详细介绍,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。

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