自适应拾音一体机控制系统的制作方法

本实用新型涉及音频处理设备，特别涉及一种自适应拾音一体机控制系统。

背景技术：

现有技术中通过将阵列麦克风、音频处理器、反馈抑制器、交换机和数字功放器等进行整合，应用在阶梯教室、大会场等较为空旷的环境中，能够使讲师的声音清楚地传达给所有的学生或者参会者，由于使用的设备繁多，相应的连接线路也较为繁琐、复杂，前期安装麻烦，后期的整理和维护也不方便，并且使用的时候需要对每个设备进行操作，使用不方便。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种自适应拾音一体机控制系统，将阵列麦克风、音频处理器、反馈抑制器、交换机和数字功放器的多种功能集成在一台设备内，并且能够将麦克风拾取的模拟信号以及预先准备好的音频信号进行处理后送出到音箱的一体机系统，占用空间小，使用方便。

本实用新型解决上述技术问题所采用的技术方案为：

包括dsp音频处理器、麦克风音频输入模块、dante模块、交换机模块和电源，所述麦克风音频输入模块、dante模块、交换机模块均与所述dsp音频处理器连接，所述dante模块与所述交换机模块连接，所述电源为该控制系统提供工作电压；

所述麦克风音频输入模块用于将接收到的声音信号发送至所述dsp音频处理器，所述dsp音频处理器接收声音信号并对接收到的声音信号进行处理，然后输出数字信号至dante模块，所述dante模块将接收到的来自于dsp音频处理器的数字信号通过所述交换机模块发送至外接音箱，或者所述dante模块接收来自于dsp音频处理器的数字信号，并将该数字信号转换为模拟信号，然后输出至外接音箱。

作为优选，还包括中控面板，所述中控面板通过芯片rs232实现与dsp音频处理器进行交互。

作为优选，还包括数字音频输入/输出模块，所述数字音频输入/输出模块与所述dsp音频处理器连接，用于将预先准备好的数字音频数据输送至所述dsp音频处理器，或者将dsp音频处理器接收到的声音信号输出至数字音频输入/输出模块进行保存。

作为优选，所述数字音频输入/输出模块包括usb接口模块和蓝牙模块、wifi模块中的至少一个，所述usb接口模块能够通过插装数据线进行数字音频数据的输入和输出，所述蓝牙模块和wifi模块利用无线电技术进行数字音频数据的输入。

作为优选，还包括gpio模块，能够用于输出控制指令或者是接收控制指令。

作为优选，所述dsp音频处理模块包括扩展单元、均衡单元、自动增益单元、矩阵消音单元、反馈/回声/噪声消除单元、延时单元、分频单元、滤波单元和限幅单元。

作为优选，所述dante模块包括微处理器和与所述微处理器连接的解码单元、网络单元、时钟单元以及供电单元，所述微处理器直接将接收到的数字信号发送至交换机模块，或者所述微处理器通过解码单元及时钟单元将接收到的数字信号转换为模拟信号，同时所述解码单元还能够对转换后的模拟信号进行滤波和放大，然后通过网络单元输送至外接音箱，所述供电单元为所述dante模块工作提供工作电压。

作为优选，所述解码单元包括解码电路，所述解码电路包括d/a转换电路、电源电路、左声道滤波/放大电路和右声道滤波/放大电路，所述d/a转换电路采用芯片ak4452，将微处理器接收到的数字信号转换为模拟信号，然后分两路输出，其中一路输出至左声道滤波/放大电路进行滤波和放大，另一路输出至右声道滤波/放大电路进行滤波和放大。

作为优选，所述解码单元包括解码电路，所述解码电路包括d/a转换电路、电源电路、左声道滤波/放大电路和右声道滤波/放大电路，所述d/a转换电路将微处理器接收到的数字信号转换为模拟信号，然后分两路输出，其中一路输出至左声道滤波/放大电路进行滤波和放大，另一路输出至右声道滤波/放大电路进行滤波和放大。

作为优选，所述d/a转换电路采用芯片ak4452。

作为优选，所述供电单元与电源连接，将电源提供的5v电压转为4.5v电压，供给所述左声道滤波/放大电路和右声道滤波/放大电路。

作为优选，所述左声道滤波/放大电路包括第一电感l1、第二电感l2、第三电感l3、第四电感l4、第一开关二极管d1、第二开关二极管d2、第一运放芯片u1a、第二运放芯片u1b、第一电阻r1、第二电阻r2、第三电阻r3、第四电阻r4、第五电阻r5、第六电阻r6、第七电阻r7、第八电阻r8、第九电阻r9、第十电阻r10、第十一电阻r11、第十二电阻r12、第十三电阻r13、第一电容c1、第五电容c5、第六电容c6、第七电容c7、第八电容c8、第九电容c9、第十电容c10、第十三电容c13、第十五电容c15、第十六电容c16、第十七电容c17、第十八电容c18、第十九电容c19、第二十电容c20、第二十一电容c21、第二十四电容c24；

所述第一开关二极管d1的第一引脚与供电部的低电极端连接，所述第一开关二极管d1的第二引脚与供电部的高电极端连接，所述第一开关二极管d1的第三引脚、所述第九电容c9的一端、所述第一电阻r1的一端、所述第五电容c5的一端、所述第一运放芯片u1a的输出端及所述第三电阻r3的一端连接，所述第九电容c9的另一端、所述第四电阻r4的一端及所述第五电阻r5的一端连接，所述第四电阻r4的另一端、所述第十电容c10的一端及所述第六电阻r6的一端连接，所述第十电容c10的另一端与所述芯片ak4452的aoutr1p端连接，所述第五电阻r5的另一端、所述第十三电容c13的一端及所述第一运放芯片u1a的正极输入端连接，所述第一电阻r1的另一端、所述第五电容c5的另一端、所述第一运放芯片u1a的负极输入端及所述第七电阻r7的一端连接，所述第三电阻r3的另一端、所述第一电容c1的一端、所述第六电容c6的一端及所述第八电容c8的一端连接，所述第一电容c1的另一端、所述第六电容c6的另一端、所述第八电容c8的另一端、所述第二电阻r2的一端及所述第一电感l1的一端连接，所述第一电感l1的另一端、所述第七电容c7的一端及所述第二电感l2的一端连接，所述第二电感l2的另一端与外接音箱连接；

所述第七电阻r7的另一端、所述第八电阻r8的一端、所述第十六电容c16的一端及所述第二运放芯片u1b的负极输入端连接，所述第八电阻r8的另一端、所述第十六电容c16的另一端、所述第二运放芯片u1b的输出端、所述第十电阻r10的一端、所述第二十一电容c21的一端及所述第二开关二极管d2的第三引脚连接，所述第二运放芯片u1b的正极输入端、所述第十二电阻r12的一端及所述第二十四电容c24的一端连接，所述第十二电阻r12的另一端、所述第二十一电容c21的另一端及所述第十一电阻r11的一端连接，所述第十一电阻r11的另一端、所述第十三电阻r13的一端及所述第二十电容c20的一端连接，所述第二十电容c20的另一端与所述芯片ak4452的aoutr1n端连接，所述第二开关二极管d2的第一引脚与供电部的低电极端连接，所述第二开关二极管d2的第二引脚与供电部的高电极端连接，所述第十电阻r10的另一端、所述第十五电容c15的一端、所述第十七电容c17的一端及所述第十九电容c19的一端连接，所述第十五电容c15的另一端、所述第十七电容c17的另一端、所述第十九电容c19的另一端、所述第九电阻r9的一端及所述第三电感l3的一端连接，所述第三电感l3的另一端、所述第十八电容c18的一端及所述第四电感l4的一端连接，所述第四电感l4的另一端与外接音箱连接，所述第六电阻r6的另一端、所述第十三电容c13的另一端、所述第二电阻r2的另一端、所述第七电容c7的另一端、所述第二十四电容c24的另一端、所述第十三电阻r13的另一端、所述第九电阻r9的另一端、所述第十八电容c18的另一端分别接地。

与现有技术相比，本实用新型的自适应拾音一体机控制系统的优点在于，

（1）将现有技术中阵列麦克风、处理器、反馈抑制器和交换机功能集成在同一台设备内，采用dsp音频处理器进行音频的处理，使用者通过中控面板能够控制并使用不同的处理方式来处理音频信号，并且该系统还能将麦克风拾取的模拟信号处理后送到音箱的扩声设备；

（2）一体机内置交换机模块，交换机模块通过网络可与pc端进行交互，在pc端控制界面可以对一体机的输入、输出通道进行均衡、反馈消除、回声消除、噪声消除等一系列的参数设置；

（3）通过内置蓝牙模块或者wifi模块，手机或者pad可以通过蓝牙模块或者wifi模块连接该系统实现音乐播放；

（4）通过usb接口模块自动读取并选择u盘中的mp3和wav格式的音频文件进行播放，或者是可将通道的音频信号保存到u盘等存储介质中；

（5）通过gpio模块，能够用于输出控制指令，可以控制与其连接的报警器或者电动窗帘等外接设备。

附图说明

图1为本实施例中自适应拾音一体机控制系统的方框图；

图2为本实施例中dante模块的方框图；

图3为本实施例中d/a转换电路图；

图4为本实施例中左声道滤波/放大电路图；

图5为本实施例中电源电路的电路图；

图6为本实施例中运放芯片的电源和地管脚的滤波电路；

图7为本实施例中右声道滤波/放大电路图；

图8为本实施例中时钟单元对应的电路图；

图9为本实施例中网络模块对应的电路图；

图10为本实施例中供电单元的电源电路图。

图中，1、dsp音频处理器；2、麦克风音频输入模块；21、a/d转换模块；3、dante模块；31、微处理器；32、解码单元；321、d/a转换电路；322、电源电路；323、左声道滤波/放大电路；324、右声道滤波/放大电路；33、网络单元；34、时钟单元；35、供电单元；4、交换机模块；5、中控面板；6、数字音频输入/输出模块；61、usb接口模块；62、蓝牙模块；63、wifi模块；7、gpio模块；8、音箱。

具体实施方式

以下结合附图实施例对本实用新型作进一步详细描述。

自适应拾音一体机控制系统，包括dsp音频处理器1、中控面板5、麦克风音频输入模块2、数字音频输入/输出模块6、gpio模块7、dante模块3、交换机模块4和电源，中控面板5、麦克风音频输入模块2、数字音频输入/输出模块6、gpio模块7、dante模块3、交换机模块4均与dsp音频处理器1连接，dante模块3与交换机模块4连接，电源为该控制系统提供工作电压。

麦克风音频输入模块2用于将接收到的声音信号发送至dsp音频处理器1，数字音频输入/输出模块6，用于将预先准备好的数字音频数据输送至dsp音频处理器1，或者将dsp音频处理器1接收到的声音信号输出至数字音频输入/输出模块6进行保存，dsp音频处理器1接收声音信号和/或数字音频信号并对接收到的声音信号和/或数字音频信号进行处理，然后输出数字信号至dante模块3，dante模块3将接收到的来自于dsp音频处理器的数字信号通过交换机模块发送至外接音箱8，或者dante模块3接收来自于dsp音频处理器1的数字信号，并将该数字信号转换为模拟信号，然后输出至外接音箱8。进一步地，麦克风音频输入模块2包括a/d转换模块21，将拾取到的声音的模拟信号转换成数字信号，然后再发送至dsp音频处理器1。

此处，交换机模块4通过网络可与pc端进行交互，在pc端控制界面可以对一体机的输入、输出通道进行均衡、反馈消除、回声消除、噪声消除等一系列的参数设置。

其中，数字音频输入/输出模块6包括usb接口模块61和蓝牙模块62、wifi模块63中的至少一个，usb接口模块61能够通过插装数据线进行数字音频数据的输入和输出，蓝牙模块62和wifi模块63利用无线电技术进行数字音频数据的输入。例如，手机或者pad可以通过蓝牙模块62或者wifi模块63连接该系统实现音乐播放；通过usb接口模块61自动读取并选择u盘中的mp3和wav格式的音频文件进行播放，或者是可将通道的音频信号保存到u盘等存储介质中。

进一步地，dsp音频处理模块包括扩展单元、均衡单元、自动增益单元、矩阵消音单元、反馈/回声/噪声消除单元、延时单元、分频单元、滤波单元和限幅单元，各个单元通过在dsp音频处理器1中烧录相对应的程序实现。

中控面板5通过芯片rs232实现与dsp音频处理器1进行交互，控制dsp音频处理器1对音频进行不同的处理，场景的切换、音量的增减、开关等功能的操作。

gpio模块7，能够用于输出控制指令或者是接收控制指令，比如，可以控制与其连接的报警器或者电动窗帘等外接设备。

dante模块3包括微处理器31和与微处理器31连接的解码单元32、网络单元33、时钟单元34以及供电单元35，微处理器31直接将接收到的数字信号发送至交换机模块4，或者微处理器31通过解码单元32及时钟单元34将接收到的数字信号转换为模拟信号，同时解码单元32还能够对转换后的模拟信号进行滤波和放大，然后通过网络单元33输送至外接音箱8，供电单元35为dante模块3工作提供工作电压。

解码单元32包括解码电路，解码电路包括d/a转换电路321、电源电路322、左声道滤波/放大电路323和右声道滤波/放大电路324，d/a转换电路321采用芯片ak4452，将微处理器31接收到的数字信号转换为模拟信号，然后分两路输出，其中一路输出至左声道滤波/放大电路323进行滤波和放大，另一路输出至右声道滤波/放大电路324进行滤波和放大。

解码单元32包括解码电路，解码电路包括d/a转换电路321、电源电路322、左声道滤波/放大电路323和右声道滤波/放大电路324，d/a转换电路321将微处理器31接收到的数字信号转换为模拟信号，然后分两路输出，其中一路输出至左声道滤波/放大电路323进行滤波和放大，另一路输出至右声道滤波/放大电路324进行滤波和放大。

供电单元35与电源连接，将电源提供的5v电压转为4.5v电压，供给左声道滤波/放大电路323和右声道滤波/放大电路324。

其中，左声道滤波/放大电路323与右声道滤波/放大电路324的连接方式相同，此处右声道滤波/放大电路324的电路如图7所示，不再重复赘述，只以左声道滤波/放大电路323为例详细描述。

如图4所示，左声道滤波/放大电路323包括第一电感l1、第二电感l2、第三电感l3、第四电感l4、第一开关二极管d1、第二开关二极管d2、第一运放芯片u1a、第二运放芯片u1b、第一电阻r1、第二电阻r2、第三电阻r3、第四电阻r4、第五电阻r5、第六电阻r6、第七电阻r7、第八电阻r8、第九电阻r9、第十电阻r10、第十一电阻r11、第十二电阻r12、第十三电阻r13、第一电容c1、第五电容c5、第六电容c6、第七电容c7、第八电容c8、第九电容c9、第十电容c10、第十三电容c13、第十五电容c15、第十六电容c16、第十七电容c17、第十八电容c18、第十九电容c19、第二十电容c20、第二十一电容c21、第二十四电容c24；

第一开关二极管d1的第一引脚与供电部的低电极端连接，第一开关二极管d1的第二引脚与供电部的高电极端连接，第一开关二极管d1的第三引脚、第九电容c9的一端、第一电阻r1的一端、第五电容c5的一端、第一运放芯片u1a的输出端及第三电阻r3的一端连接，第九电容c9的另一端、第四电阻r4的一端及第五电阻r5的一端连接，第四电阻r4的另一端、第十电容c10的一端及第六电阻r6的一端连接，第十电容c10的另一端与芯片ak4452的aoutr1p端连接，第五电阻r5的另一端、第十三电容c13的一端及第一运放芯片u1a的正极输入端连接，第一电阻r1的另一端、第五电容c5的另一端、第一运放芯片u1a的负极输入端及第七电阻r7的一端连接，第三电阻r3的另一端、第一电容c1的一端、第六电容c6的一端及第八电容c8的一端连接，第一电容c1的另一端、第六电容c6的另一端、第八电容c8的另一端、第二电阻r2的一端及第一电感l1的一端连接，第一电感l1的另一端、第七电容c7的一端及第二电感l2的一端连接，第二电感l2的另一端与外接音箱8连接；

第七电阻r7的另一端、第八电阻r8的一端、第十六电容c16的一端及第二运放芯片u1b的负极输入端连接，第八电阻r8的另一端、第十六电容c16的另一端、第二运放芯片u1b的输出端、第十电阻r10的一端、第二十一电容c21的一端及第二开关二极管d2的第三引脚连接，第二运放芯片u1b的正极输入端、第十二电阻r12的一端及第二十四电容c24的一端连接，第十二电阻r12的另一端、第二十一电容c21的另一端及第十一电阻r11的一端连接，第十一电阻r11的另一端、第十三电阻r13的一端及第二十电容c20的一端连接，第二十电容c20的另一端与芯片ak4452的aoutr1n端连接，第二开关二极管d2的第一引脚与供电部的低电极端连接，第二开关二极管d2的第二引脚与供电部的高电极端连接，第十电阻r10的另一端、第十五电容c15的一端、第十七电容c17的一端及第十九电容c19的一端连接，第十五电容c15的另一端、第十七电容c17的另一端、第十九电容c19的另一端、第九电阻r9的一端及第三电感l3的一端连接，第三电感l3的另一端、第十八电容c18的一端及第四电感l4的一端连接，第四电感l4的另一端与外接音箱8连接，第六电阻r6的另一端、第十三电容c13的另一端、第二电阻r2的另一端、第七电容c7的另一端、第二十四电容c24的另一端、第十三电阻r13的另一端、第九电阻r9的另一端、第十八电容c18的另一端分别接地。

其中，图6为本实施例中运放芯片的电源和地管脚的滤波电路；图8为本实施例中时钟单元34对应的电路图；图9为本实施例中网络模块对应的电路图；图10为本实施例中供电单元35的电源电路322图。

与现有技术相比，本实用新型的自适应拾音一体机控制系统的优点在于，将现有技术中阵列麦克风、处理器、反馈抑制器和交换机功能集成在同一台设备内，采用dsp音频处理器1进行音频的处理，使用者通过中控面板5能够控制并使用不同的处理方式来处理音频信号，并且该系统能将麦克风拾取的模拟信号处理后送到音箱8的扩声设备；一体机内置交换机模块4，交换机模块4通过网络可与pc端进行交互，在pc端控制界面可以对一体机的输入、输出通道进行均衡、反馈消除、回声消除、噪声消除等一系列的参数设置；通过内置蓝牙模块62或者wifi模块63，手机或者pad可以通过蓝牙模块62或者wifi模块63连接该系统实现音乐播放；通过usb接口模块61自动读取并选择u盘中的mp3和wav格式的音频文件进行播放，或者是可将通道的音频信号保存到u盘等存储介质中；通过gpio模块7，能够用于输出控制指令，可以控制与其连接的报警器或者电动窗帘等外接设备。

尽管以上详细地描述了本实用新型的优选实施例，但是应该清楚地理解，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。