话筒工作站及广播系统的制作方法

本实用新型属于广播技术领域，特别涉及一种话筒工作站及广播系统。

背景技术：

随着时代的不断进步和科学技术的飞速发展，现代建筑的功能要求与原来的建筑有着明显的差别，特别是建筑弱电技术的高速发展，将电子技术、通讯技术、网络技术、计算机技术、自动控制技术、传感器技术等系列最先进的技术引入，使建筑物的服务功能大大提高，综合性更强，涉及的领域更广。公共广播作为弱电系统的一个组成部分，紧密联系着人们的现代生活，其既能播放音乐，又能做业务宣传和寻呼广播，还能作为火灾事故的紧急广播，是一种统一性极强的广播系统，广泛用在小区、商场、宾馆、办公小区、机场、码头、车站等场所，是现代生活与工作中不可缺少的部分。

目前的广播系统中，通常包括一个音频矩阵主机，然后以音频矩阵主机为控制中心设置外围电路，外围电路包括用于人为进行广播的话筒工作站，现有的广播系统中，话筒工作站基本是只有一个麦克风的功能，通过麦克风输入的音频信号传送到广播系统中，由广播系统控制播放到各个音频区。因此现有的广播系统中，话筒工作站功能单一，使用不够方便。

技术实现要素：

本实用新型的第一目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种话筒工作站，该话筒工作站具有功能齐全以及控制灵活的优点。

本实用新型的第二目的在于提供一种广播系统。

本实用新型的第一目的通过下述技术方案实现：一种话筒工作站，包括麦克风、主控单元和输入/输出通道，输入/输出通道包括编码单元、解码单元和选择单元，编码单元的输入端和解码单元的输出端分别连接选择单元，选择单元的控制端连接主控单元，主控单元通过选择单元控制编码单元的输入接通至外部或解码单元的输出接通至外部，以将输入/输出通道配置为广播通道或采集通道；麦克风的音频输入端通过采集电路连接编码单元的编码输入端，通过编码单元编码后传送主控单元。

优选的，输入/输出通道中选择单元包括继电器，继电器包括两组触点，分别为第一组触点和第二组触点，第一组触点由第一常闭静触点、第一常开静触点和第一动触点组成，第二组触点由第二常闭静触点、第二常开静触点和第二动触点组成；继电器的控制端连接主控单元，通过主控单元控制第一动触点连接第一常闭静触点或第一常开静触点，通过主控单元控制第二动触点连接第二常闭静触点或第二常开静触点；

解码单元的左声道音频信号解码输出端依次连接第七功率放大电路和第八功率放大电路后连接第一常闭静触点或第一常开静触点；第一常开静触点或第一常闭静触点连接差分放大电路的输入；解码单元解码的右声道音频信号解码输出端依次连接第九功率放大电路和第十功率放大电路后连接第二常闭静触点或第二常开静触点，第二常开静触点或第二常闭静触点连接差分放大电路的输入，差分放大电路的输出连接编码单元的输入端，通过第二常开静触点或第二常闭静触点输入外部音频信号；

输入/输出通道通过第一动触点和第二动触点连接外部音响设备或外部音源；

麦克风的左声道音频信号输入和右声道音频信号输入经过采集电路采集后分别输出到编码单元的左声道音频信号编码输入端和右声道音频信号编码输入端，通过编码单元编码后传送主控单元。

优选的，采集电路包括电感L4、电感L5、PNP三极管Q3和NPN三极管Q4；其中电感L5一端连接麦克风的左声道音频信号输入端，电感L4一端连接麦克风的左声道音频信号输入端；电感L5另一端通过电阻R34连接电解电容E17的正端，电感L4另一端通过电阻R35连接电解电容E17的正端，电解电容E17的负端接地；电解电容E17的正端通过电阻R33连接三极管Q3的集电极，三极管Q3的发射极连接直流电源，三极管Q3的基极通过电阻R30连接直流电源，三极管Q3的基极通过电阻R29连接三极管Q4的集电极，三极管Q4的发射极接地，三极管Q4的基极通过电阻R27连接主控单元，三极管Q4的基极通过电阻R28接地；电感L5另一端和电感L4另一端之间连接有电容C30，电感L5另一端连接电容C93的一端，电容C93的另一端作为采集电路的左声道音频信号输出端；电感4另一端连接电容C93的一端，电容C83的另一端作为采集电路的右声道音频信号输出端。

优选的，还包括扬声器，解码单元的左声道音频信号解码输出端和右声道音频信号解码输出端通过功率放大电路分别连接到扬声器的两个输入端。

优选的，还包括与主控单元连接的触摸屏。

优选的，还包括还用于存储本地音乐的存储卡；存储卡连接主控单元。

优选的，还包括互联网通讯模块，主控单元通过互联网通讯模块接入到互联网，通过互联网与广播系统中的上位机进行通信。

更进一步的，互联网通讯模块为以太网接口模块。

更进一步的，广播系统中的上位机为云端服务器。

本实用新型的第二目的通过下述技术方案实现：一种广播系统，包括本实用新型第一目的所述的话筒工作站。

本实用新型相对于现有技术具有如下的优点及效果：

(1)本实用新型话筒工作站包括主控单元、麦克风和输入/输出通道，输入/输出通道包括编码单元、解码单元和选择单元，编码单元的输入端和解码单元的输出端分别连接选择单元，选择单元的控制端连接主控单元，主控单元通过选择单元控制编码单元的输入接通至外部或解码单元的输出接通至外部，以将输入/输出通道配置为广播通道或采集通道；麦克风的音频输入端通过采集电路连接编码单元的编码输入端，通过编码单元编码后传送主控单元。在本实用新型中，话筒工作站不仅仅包括了原有的麦克风功能，同时还可以将输入/输出通道配置为采集通道或广播通道，通过采集通道可以采集外部音源的音频信号，通过广播通道可以将广播系统下发的音频信号播放到外部音响设备。在本实用新型中，话筒工作站的各输入/输出通道可以根据需求随意配置为广播通道或采集通道，不需要复杂的连线，因此，本实用新型话筒工作站具有功能齐全以及控制灵活的优点。

(2)本实用新型话筒工作站中，设置有与主控单元连接的触摸屏，在本实用新型中，广播系统供点播的目录可以发送到网络话筒工作站并且在触摸屏中显示，用户可以通过触摸屏上的点播目录向广播系统上位机发送点播请求。

(3)本实用新型话筒工作站中，话筒工作站还可以内置扬声器以及内置用于存储本地音乐的存储卡，网络话筒工作站可以将存储的本地音频信号传送给广播系统上位机或通过话筒工作站本身广播通道发送到外部音响设备进行播放，话筒工作站中设置的扬声器可针对广播系统发送的音频信号或者存储卡上存储的本地音频信号进行播放。

(4)本实用新型话筒工作站中，包括互联网通讯模块，主控单元可以通过互联网通讯模块接入到互联网，通过互联网与广播系统中的上位机进行通信，例如云端服务器，本实用新型通过互联网与广播系统上位机进行通信的方式，可以方便广播系统中话筒工作站的扩展。

附图说明

图1是本实用新型话筒工作站的结构原理图。

图2a是话筒工作站中主控单元MCU电路原理图。

图2b是话筒工作站中输入/输出通道部分电路原。

图2c是话筒工作站中输入/输出通道中编码单元编码输入端所连接的电路部分的电路原理图。

图2d是话筒工作站中麦克风采集电路的电路原理图。

图2e是话筒工作站中VS1053编解码芯片及解码输出端部分电路的电路原理图。

图2f是话筒工作站内置扬声器的电路原理图。

具体实施方式

下面结合实施例及附图对本实用新型作进一步详细的描述，但本实用新型的实施方式不限于此。

实施例

本实施例公开了一种话筒工作站，如图1所示，主控单元、话筒工作站和输入/输出通道，输入/输出通道包括编码单元、解码单元和选择单元，编码单元的输入端和解码单元的输出端分别连接选择单元，选择单元的控制端连接主控单元，主控单元通过选择单元控制编码单元的输入接通至外部或解码单元的输出接通至外部，以将输入/输出通道配置为广播通道或采集通道；麦克风的音频输入端通过采集电路连接编码单元的编码输入端，通过编码单元编码后传送主控单元。

在本实施例中，输入/输出通道的个数可以为一个或多个。

在本实施例中，话筒工作站为网络音频拓展器，主控单元连接有互联网通讯模块，主控单元通过互联网通讯模块接入到互联网，可以通过互联网与广播系统的上位机通信，其中上位机可以是云端服务器。互联网通讯模块可以是以太网接口模块，以太网接口模块主要是由以太网PHY芯片DP83848VYB和网络变压器构成。在本实施例中，主控单元接入互联网后，可以接收广播系统中上位机发送的音频信号、控制信号等，也可以将采集的音频信号、请求信号等发送给广播系统的上位机，其中采集的音频信号包括话筒工作站广播通道采集的音频信号和麦克风所连接的采集电路所采集的音频信号。

在本实施例中，广播系统的上位机可以下发控制指令到主控单元，通过主控单元控制选择单元的工作状态，以通过选择单元控制编码单元的输入接通至外部或解码单元的输出接通至外部。在本实施例中，当广播系统的上位机下发控制指令，使得主控单元通过选择单元控制编码单元的输入接通至外部时，即配置输入/输出通道为采集通道，外部音频信号通过选择单元输入到编码单元进行编码，编码后的音频信号传送给主控单元，主控单元通过互联网通讯模块传送至广播系统的上位机；当广播系统的上位机下发控制指令，使得主控单元通过选择单元控制解码单元的输出接通至外部时，即配置输入/输出通道为广播通道，主控单元通过互联网通讯模块接收广播系统的上位机发送的音频信号，主控单元将广播系统的上位机发送的音频信号传送给解码单元进行解码，解码后的音频信号通过选择单元输出到外部。另外，麦克风的音频输入信号通过采集电路采集后输入到编码单元，通过编码单元进行编码后传送给主控单元，由主控单元上传给广播系统的上位机，广播系统的上位机可以根据播放需求控制音频信号在相应音频区进行播放。

在本实施例中，如图2b所示，各输入/输出通道中选择单元包括继电器16，继电器包括两组触点，分别为第一组触点和第二组触点，第一组触点由第一常闭静触点、第一常开静触点和第一动触点组成，第二组触点由第二常闭静触点、第二常开静触点和第二动触点组成；继电器的控制端连接主控单元，通过主控单元控制第一动触点连接第一常闭静触点或第一常开静触点，通过主控单元控制第二动触点连接第二常闭静触点或第二常开静触点。

如图2a至2e所示，解码单元的左声道音频信号解码输出端依次连接第七功率放大电路17和第八功率放大电路18后连接第一常闭静触点或第一常开静触点；第一常开静触点或第一常闭静触点连接差分放大电路19的输入；解码单元解码的右声道音频信号解码输出端依次连接第九功率放大电路20和第十功率放大电路21后连接第二常闭静触点或第二常开静触点，第二常开静触点或第二常闭静触点连接差分放大电路19的输入，差分放大电路19的输出连接编码单元的输入端，通过第二常开静触点或第二常闭静触点输入外部音频信号。输入/输出通道通过第一动触点和第二动触点连接外部音响设备或外部音源；

如图2c所示，差分放大电路19输出的信号通过第十一功率放大电路22连接主控单元，由主控单元进行模数转换后传送给广播系统，用作检测触发信号。

如图2c和2d所示，麦克风的左声道音频信号输入和右声道音频信号输入经过采集电路采集后分别输出到编码单元的左声道音频信号编码输入端和右声道音频信号编码输入端，通过编码单元编码后传送主控单元；如图2d所示，同时麦克风的左声道音频信号输入经过采集电路采集后输出到第十二功率放大电路23中，第十二功率放大电路23输出端连接主控单元，将第十二功率放大电路输出的信号进行模数转换后传送给广播系统，用作检测触发信号。

在本实施例中，如图2d所示，麦克风的采集电路包括电感L4、电感L5、PNP三极管Q3和NPN三极管Q4；其中电感L5一端连接麦克风的左声道音频信号输入端，电感L4一端连接麦克风的左声道音频信号输入端；电感L5另一端通过电阻R34连接电解电容E17的正端，电感L4另一端通过电阻R35连接电解电容E17的正端，电解电容E17的负端接地；电解电容E17的正端通过电阻R33连接三极管Q3的集电极，三极管Q3的发射极连接直流电源，三极管Q3的基极通过电阻R30连接直流电源，三极管Q3的基极通过电阻R29连接三极管Q4的集电极，三极管Q4的发射极接地，三极管Q4的基极通过电阻R27连接主控单元，三极管Q4的基极通过电阻R28接地。电感L5另一端和电感L4另一端之间连接有电容C30，电感L5另一端连接电容C93的一端，电容C93的另一端作为采集电路的左声道音频信号输出端；电感4另一端连接电容C93的一端，电容C83的另一端作为采集电路的右声道音频信号输出端。

在本实施例中，如图2e所示，网络话筒工作站结构中的解码单元和编码单元可以分别对应由VS1053编解码芯片的编码部分和解码部分来实现，网络话筒工作站中的主控单元可以采用MCU，具体可以使用如图2a所示芯片STM32F407VGT6；VS1053编解码芯片的数据输入输出引脚连接MCU的IO端口；VS1053编解码芯片的左声道音频信号解码输出端LEFT作为解码单元的左声道音频信号解码输出端，用于输出左声道音频信号解码信号，VS1053编解码芯片的右声道音频信号解码输出端RIGHT作为解码单元的右声道音频信号解码输出端，用于输出右声道音频信号解码信号，VS1053编解码芯片左声道音频信号编码输入端MCIP/LINE1作为编码单元的左声道音频输入端，VS1053编解码芯片右声道音频信号编码输入端LINE_IN作为编码单元的右声道音频输入端。

在本实施例中，可以通过继电器选择输入/输出通道为广播通道或采集通道，如图2b所示，当主控单元控制继电器的第一动触点和第一常开静触点连接，第二动触点和第二常开静触点连接，此时输入/输出通道为广播通道，广播系统下发到主控单元的音频信号经过解码单元解码后通过输入/输出通道输出到外部。当主控单元控制继电器的第一动触点和第一常开静触点连接，第二动触点和第二常开静触点连接时，此时输入/输出通道为采集通道，输入/输出通道输入的音频信号经过编码单元编码后输出给主控单元。

如图2f所示，本实施例中网络话筒工作站还包括扬声器，解码单元的左声道音频信号解码输出端和右声道音频信号解码输出端通过功率放大电路分别连接到扬声器的两个输入端，上述所述的放大电路可以由PAM8302音频功率放大器来实现。

本实施例网络话筒工作站，还包括与主控单元连接的触摸屏和用于存储本地音乐的存储卡；主控单元通过采集电路采集存储卡中的音频信号，然后发送给广播系统上位机或通过输入/输出通道发送给外部音响。广播系统上位机中供点播的目录会发送到网络话筒工作站并且在触摸屏中显示，用户可以通过触摸屏上的点播目录向广播系统上位机发送点播请求。

在本实施例中，话筒工作站可以将存储的本地音频信号传送给广播系统或通过广播通道发送到外部音响设备进行播放，网络话筒工作站中设置的扬声器。本实施例网络话筒工作站可以设置为普通网络话筒工作站或消防紧急网络话筒工作站；广播系统可以将消防紧急网络话筒工作站话筒所采集的音频信号的优先级设置为最高级；在接收到消防紧急网络话筒工作站话筒所采集的音频信号时，控制网络设备对应的广播通道优先播放该音频信号。因此当有火警发生时，相关人员可以通过消防紧急网络话筒工作站人为播放逃生等消息。可见，本实施例中的话筒工作站集多个功能于一体，具有功能强大的优点。

本实施例还公开了一种广播系统，包括本实施例上述的话筒工作站。

上述实施例为本实用新型较佳的实施方式，但本实用新型的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本实用新型的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本实用新型的保护范围之内。