音频采集输出装置及麦克风的制作方法

1.本实用新型涉及音频技术领域，尤其涉及一种音频采集输出装置及麦克风。


背景技术：

2.目前，麦克风等声音采集设备可以将采集的声音通过多种途径进行输出。例如，直接将采集的音频模拟信号输出至外部设备，如音响等；或者采集的音频模拟信号转换成数字信号，再将数字信号传输至网络中进行传播。然而，现有的设备只单独实现模拟输出或数字输出，故如何更方便地实现对声音输出，是亟待解决的技术问题
3.上述内容仅用于辅助理解本实用新型的技术方案，并不代表承认上述内容是现有技术。


技术实现要素：

4.本实用新型的主要目的在于提供一种音频采集输出装置及麦克风，旨在解决现有技术中声音采集设备只单独实现模拟输出或数字输出的技术问题。
5.为实现上述目的，本实用新型提出一种音频采集输出装置，音频采集输出装置包括音频采集模块、模拟输出模块和数字输出模块，音频采集模块分别与模拟输出模块和数字输出模块连接；其中，
6.音频采集模块，用于采集音频电信号，并将音频电信号转换成待输出信号；
7.模拟输出模块，用于接收待输出信号，并将待输出信号传输至预设音频设备；
8.数字输出模块，用于接收待输出信号，并将待输出信号转换成数字输出信号，将数字输出信号传输至预设网络。
9.可选的，音频采集输出装置还包括幻象供电电路，幻象供电电路分别与模拟输出模块和音频采集模块连接；
10.幻象供电电路，用于从模拟输出模块获取幻象电源，并将幻象电源进行转换，获得供电电源，将供电电源传输至音频采集模块。
11.可选的，幻象供电电路包括第一电容、第二电容、第三电容、第四电容、第一电阻、第二电阻和第一二极管；
12.第一电容的第一端与模拟输出模块的第一输出端连接，第一电容的第二端与音频采集模块的第一输入端连接，第二电容的第一端与模拟输出模块的第二输出端连接，第二电容的第二端与音频采集模块的第二输入端连接，第一电阻的第一端与第一电容的第一端连接，第二电阻的第一端与第二电容的第一端连接，第一电阻的第二端分别与第二电阻的第二端、第三电容的第一端、第四电容的第一端及第一二极管的阴极连接，第三电容的第二端、第四电容的第二端及第一二极管的阳极均接地。
13.可选的，模拟输出模块包括模拟输出连接器；模拟输出连接器的第一电源端与第一电容的第一端连接，模拟输出连接器的第二电源端与第二电容的第一端连接，模拟输出模块的输入端与音频采集模块的输出端连接。
14.可选的，音频采集模块包括依次连接的声音采集单元、音频模拟放大单元和滤波单元；
15.声音采集单元，用于采集音频电信号，并将音频电信号传输至音频模拟放大单元；
16.音频模拟放大单元，用于对音频电信号进行放大，获取放大信号，并将放大信号传输至滤波单元；
17.滤波单元，用于对放大信号进行滤波处理，获得待输出信号。
18.可选的，数字输出模块包括依次连接的模拟数字转换单元、数字信号处理单元和网络接口单元；
19.模拟数字转换单元，用于接收待输出信号，并将待输出信号转换成数字信号，将数字信号传输至数字信号处理单元；
20.数字信号处理单元，用于对数字信号进行预处理，获得数字输出信号，并将数字输出信号传输至网络接口单元；
21.网络接口单元，用于将数字输出信号传输至预设网络。
22.可选的，数字输出模块还包括微处理器单元和人机交互单元，微处理器单元分别与数字信号处理单元和人机交互单元连接；
23.人机交互单元，用于接收操作指令，并将操作指令转换成操作信号，将操作信号传输至微处理器单元；
24.微处理器单元，用于将操作信号转换成控制信号，并将控制信号传输至数字信号处理单元。
25.可选的，数字输出模块还包括数字供电单元，数字供电单元分别与微处理器单元和人机交互单元连接；
26.数字供电单元，用于接收供电电源，并将供电电源转换成工作电压，将工作电压传输至微处理器单元和人机交互单元。
27.可选的，人机交互单元包括键盘和液晶显示屏，液晶显示屏的信号输入端与键盘连接，液晶显示屏的信号输出端与微处理器单元连接。
28.为实现上述目的，本实用新型还提出一种麦克风，麦克风包括如上文所述的音频采集输出装置。
29.本实用新型中，通过设置音频采集模块、模拟输出模块和数字输出模块构建音频采集输出装置，其中，音频采集模块，用于采集音频电信号，并将音频电信号转换成待输出信号；模拟输出模块，用于接收待输出信号，并将待输出信号传输至预设音频设备；数字输出模块，用于接收待输出信号，并将待输出信号转换成数字输出信号，将数字输出信号传输至预设网络。本实用新型通过模拟输出模块和数字输出模块兼容模拟输出和数字输出，配置灵活，应用范围广。
附图说明
30.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示出的结构获得其他的附图。
31.图1为本实用新型音频采集输出装置一实施例的功能模块示意图；
32.图2为本实用新型音频采集输出装置中幻象供电电路一实施例的电路结构图；
33.图3为本实用新型音频采集输出装置一实施例的功能模块示意图。
34.附图标号说明：
35.标号名称标号名称100音频采集模块3003网络接口单元1001声音采集单元3004微处理器单元1002音频模拟放大单元3005人机交互单元1003滤波单元3006数字供电单元200模拟输出模块c1～c4第一至第四电容300数字输出模块r1～r2第一至第二电阻3001模拟数字转换单元d1第一二极管3002数字信号处理单元
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36.本实用新型目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
37.应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
38.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的一部分实施例，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。
39.需要说明，本实用新型实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后
……
)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
40.另外，在本实用新型中涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当人认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。
41.参照图1，图1为本实用新型音频采集输出装置一实施例的功能模块示意图。
42.如图1所示，在本实施例中，音频采集输出装置包括音频采集模块100、模拟输出模块200和数字输出模块300，音频采集模块100分别与模拟输出模块200和数字输出模块300连接。
43.音频采集模块100，用于采集音频电信号，并将音频电信号转换成待输出信号。
44.音频电信号是指音频采集模块100中的声音敏感元件在检测到空气中的声波而产生的电压信号，该声波可以为人发出的声音或者其他设备产生的声音。例如，声音敏感元件可以驻极体振动膜。驻极体振动膜遇到声波振动时，引起电容两端的电场发生变化，从而产
生了随声波变化而变化的交变电压。
45.待输出信号是经过处理后的音频电信号。通常，采集到的音频电信号幅值较小，且夹杂噪声，为了满足输出要求，还需要对音频电信号进行处理，从而达到输出要求，到达输出要求的电信号即为待输出信号。
46.模拟输出模块200，用于接收待输出信号，并将待输出信号传输至预设音频设备。
47.需要说明的是，预设音频设备是指能够接收模拟音频信号的设备，如音响等设备。音频信号通常为模拟信号，其通常为连续、变化的电压信号，模拟输出模块200直接将该模拟信号传输至预设音频设备。
48.在具体实现时，模拟输出模块200可包括rca端口、蝴蝶夹端口或耳机端口，预设音频设备可将对应的音频连接线插入至端口中，实现音频采集输出装置与预设音频设备之间的连接，从而接收该待输出信号。
49.数字输出模块300，用于接收待输出信号，并将待输出信号转换成数字输出信号，将数字输出信号传输至预设网络。
50.需要说明的是，预设网络可以为互联网或局域网等，本实施例以互联网为例进行说明。在互联网环境中，用户能够自由地进行数据交换，为了满足对音频的分享需求，通过对音频信号进行数字化处理，能够将音频数据传输至互联网中。
51.在本实施例中，用户可以自由选择将待输出信号传输至模拟输出模块200或数字输出模块300，兼容模拟输出和数字输出。在具体实现时，可以设置开关对音频采集模块100与模拟输出模块200或数字输出模块300之间的回路进行控制，通过控制回路的通断，选择进行输出的模块。
52.本实用新型中，通过设置音频采集模块、模拟输出模块和数字输出模块构建音频采集输出装置，其中，音频采集模块，用于采集音频电信号，并将音频电信号转换成待输出信号；模拟输出模块，用于接收待输出信号，并将待输出信号传输至预设音频设备；数字输出模块，用于接收待输出信号，并将待输出信号转换成数字输出信号，将数字输出信号传输至预设网络。本实用新型通过模拟输出模块和数字输出模块兼容模拟输出和数字输出，配置灵活，应用范围广。
53.进一步的，为了节约内置电源，在本实施方式中，音频采集输出装置还包括幻象供电电路，幻象供电电路分别与模拟输出模块200和音频采集模块100连接。幻象供电电路，用于从模拟输出模块200获取幻象电源，并将幻象电源进行转换，获得供电电源，将供电电源传输至音频采集模块100。
54.音频采集模块100中的驻极体振动膜需要供电，通常这类供电电源由信号线携带供给，但并不给信号传送造成问题，这样的供电方式称为幻象供电。在使用时，模拟输出模块200连接有音频设备，该幻象电源可由该音频设备提供。
55.进一步的，由于幻象供电的电能较为微弱，因此需要对幻象电源进行稳压等处理。参见图2，图2为本实用新型音频采集输出装置中幻象供电电路一实施例的电路结构图。
56.如图2所示，幻象供电电路包括第一电容c1、第二电容c2、第三电容c3、第四电容c4、第一电阻r1、第二电阻r2和第一二极管d1。第一电容c1的第一端与模拟输出模块200的第一输出端连接，第一电容c1的第二端与音频采集模块100的第一输入端连接，第二电容c2的第一端与模拟输出模块200的第二输出端连接，第二电容c2的第二端与音频采集模块100
的第二输入端连接，第一电阻r1的第一端与第一电容c1的第一端连接，第二电阻r2的第一端与第二电容c2的第一端连接，第一电阻r1的第二端分别与第二电阻c2的第二端、第三电容c3的第一端、第四电容c4的第一端及第一二极管d1的阴极连接，第三电容c3的第二端、第四电容c4的第二端及第一二极管d1的阳极均接地。
57.其中，第一电容c1、第二电容c2和第三电容c3可以为电解电容，第一二极管d1可以为稳压二极管。在具体实现时，可以使幻象供电电路从模拟输出模块200的第二输出端取电，在模拟输出模块200的第一输出端上施加转换后的电源，以对音频采集模块100进行供电。
58.进一步的，模拟输出模块包括模拟输出连接器；模拟输出连接器的第一电源端与第一电容的第一端连接，模拟输出连接器的第二电源端与第二电容的第一端连接，模拟输出模块的输入端与音频采集模块的输出端连接。
59.在具体实现时，模拟输出连接器可以为插座、插口等，为提供外部的音频设备提供插线端口，以传输待输出信号。
60.参照图3，图3为本实用新型音频采集输出装置一实施例的功能模块示意图。
61.进一步的，音频采集模块100包括依次连接的声音采集单元1001、音频模拟放大单元1002和滤波单元1003。声音采集单元1001，用于采集音频电信号，并将音频电信号传输至音频模拟放大单元1002。音频模拟放大单元1002，用于对音频电信号进行放大，获取放大信号，并将放大信号传输至滤波单元1003。滤波单元1003，用于对放大信号进行滤波处理，获得待输出信号。
62.声音采集单元1001可包括驻极体振动膜及相应的外围电路，从而能感应空气中的声波变化，生成对应的音频电信号。通常，音频电信号电信号较为微弱，需要进行放大。音频模拟放大单元1002可由运算放大器或三极管等分立元件组成，把微弱的音频电信号幅值放大到后级电路可以准确识别的级别。滤波单元1003由高通和低通滤波器组成，把放大中人耳不能识别的频率部分滤除，一般只让20hz到200khz范围的音频电信号通过。由于声音采集电路、音频模拟放大电路及滤波电路具有成熟的技术，本实施方式在此不在赘述。
63.进一步的，数字输出模块300包括依次连接的模拟数字转换单元3001、数字信号处理单元3002和网络接口单元3003。模拟数字转换单元3001，用于接收待输出信号，并将待输出信号转换成数字信号，将数字信号传输至数字信号处理单元3002。数字信号处理单元3002，用于对数字信号进行预处理，获得数字输出信号，并将数字输出信号传输至网络接口单元3003。网络接口单元3003，用于将数字输出信号传输至预设网络。
64.需要说明的是，模拟数字转换单元3001可用模数转换器等元件组成，按照设定的采样频率对待输出信号进行采样，获得数字信号。数字信号处理单元3002可由各预设功能的fpga模块组成，对数字化的信号进行处理，例如aec(回声消除)、anc(噪声消除)、amc(自动混音)等。网络接口单元3003用于实现对数字输出信号进行加密压缩、封包等处理，如果接入外网，可以将数字输出信号，经互联网传输到其它地方，再由对应的设备进行接收、解包、解压、解密等还原处理。由于现有技术中已经存在单独的数字化音频处理设备，因此，模拟数字转换单元3001、数字信号处理单元3002和网络接口单元3003也具有成熟的技术，本领域技术人员可根据现有成熟技术实现对本实施方式中各单元的构建，本实施方式对此不再赘述。
65.进一步的，数字输出模块300还包括微处理器单元3004和人机交互单元3005，微处理器单元3004分别与数字信号处理单元3002和人机交互单元3005连接。人机交互单元3005，用于接收操作指令，并将操作指令转换成操作信号，将操作信号传输至微处理器单元3004。微处理器单元3004，用于将操作信号转换成控制信号，并将控制信号传输至数字信号处理单元3002。
66.可以理解的是，数字信号处理单元3002内置有多项处理功能，但在实际使用时，并非所有的音频信号都需要进行所有处理功能。因此，微处理器单元3004可对各项处理功能的启用进行控制。同时，人机交互单元3005可便于用户进行输入。具体的，人机交互单元3005包括键盘和液晶显示屏，液晶显示屏的信号输入端与键盘连接，液晶显示屏的信号输出端与微处理器单元连接。用户可通过键盘或液晶显示屏输入需要启用的处理功能。另外，数字信号处理单元3002还可以对模拟数字转换单元3001中的采样频率或网络接口单元3003中的加密方式等进行控制。
67.进一步的，数字输出模块还包括数字供电单元3006，数字供电单元3006分别与微处理器单元3004和人机交互单元3005连接。数字供电单元3006，用于接收供电电源，并将供电电源转换成工作电压，将工作电压传输至微处理器单元3004和人机交互单元3005。
68.为对音频采集输出装置内部的整体电源进行管理，本实施方式通过数字供电单元3006对供电进行管理。其中，供电电源可以为内置电池或外接适配器电源。数字供电单元3006对供电电源进行转换，输出各单元所需的工作电压，如3.3v、5v或8v等。当然，数字供电单元3006的供电对象可根据需要进行设置。电源转换电路也有成熟的技术，本实施方式对此不再赘述。
69.为实现上述目的，本实用新型还提出一种麦克风，麦克风包括如上文所述的音频采集输出装置。该音频采集输出装置的具体结构参照上述实施例，由于本麦克风采用了上述所有实施例的全部技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。
70.以上仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。
71.值得注意的是，在本实用新型的实际应用中，不可避免的会应用到软件程序，但申请人在此声明，该技术方案在具体实施时所应用的软件程序皆为现有技术，在本技术中，不涉及到软件程序的更改及保护，只是对为实现实用新型目的而设计的硬件架构的保护。