一种用于乐器音腔的弱音消音设备的制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种用于乐器音腔的弱音消音设备，典型的应用场景为类似吉他、钢琴音腔内的声音进行弱音和消音。整个系统由以下模块组成：探测麦克风、消音喇叭、监听耳机、音频控制处理模块、终端连接模块、指示灯模块、电源管理模块。系统利用了声波的机械波特性，通过音频控制处理模块将探测麦克风输入的音频信号进行分析处理后生成同频反相音频信号，然后输出给消音喇叭外放输出以达到弱化或消除设备外声音的目的。音频控制处理模块也可以将弱音消音前的音频传输给监听耳机以达到监听的目的。终端连接模块可以完成与外界终端通讯的能力，可以向外界终端发送信息并接收命令。
【专利说明】
一种用于乐器音腔的弱音消音设备
技术领域
[0001]本发明涉及一种弱音消音装置，特别适用于类似乐器音腔的小型密闭或半开放空间。
【背景技术】
[0002]当前随着人们生活水平的改善以及对未成年人素质教育的重视，大量的幼儿、青少年以及成人都开始涉足乐器类的音乐学习。但大多数人因为没有专业的练习间和时间，往往选择在家里和非工作时间进行乐器练习。这造成一个负面的影响就是会产生扰民的噪音。即便是在专业的练习间，因为练习人数增多也会产生相互间的干扰降低练习效率。如何有效的控制乐器的音量成为一个技术性难题甚至是社会问题。
[0003]因为每种乐器有其自身独特的发声原理要声学要求，利用物理方法弱音消音往往代价大而低效。本发明巧妙的利用了乐音属于机械波的特性，利用电子原理完成弱音消音效果。
【发明内容】
[0004]鉴于当前乐器弱音消音主要采取物理方法，代价大而效率低。本发明的目的在于克服现有常规弱音消音措施的不足，提供一种通用而有效的，可以适用于绝大多数自发声乐器的电子弱音消音设备。它充分利用了声波属于机械波的原理，拾取并人为制造与音源同频、反相的对消声波来抵消和弱化原有声波以达到弱音消音的目的。
[0005]本发明的目的是通过以下技术方案来实现的:用于乐器音腔的弱音消音设备，它利用探测麦克风拾取音频信号，将信号进行适当的放大后传给音频编解码器；音频编解码器在MCU运算模块中的音频处理算法控制下，生成与原音频同频反相的对消音频信号；对消音频信号通过输出控制器和运放调节最终输出信号的强度，并传给消声喇叭；消声喇叭将对消音频信号输出来对消原音频。同时，本发明还提供监听耳机通道，用于监听弱音消音前的声音，并同步提供对该音频信号的降噪去杂功能。
[0006]于此同时，本发明还提供了设备与其他智能设备互联互通的能力，特别是与其配合开发的手机APP和PC客户端能够提供远程控制和信息互通能力，甚至提供了不同乐器间的连接能力和SNS社交关系建立的基础。
[0007]本发明的有益效果是:
[0008](I)设计有探测麦克风，通过该麦克风拾取60Hz到2000Hz的原始音频信号，这些音频信号覆盖了一般人耳能够分辨的绝大多数声音频率；
[0009](2)设计有音频控制处理模块，该模块能够完成原始音频信号的处理，并在其内建于MCU的处理算法控制下，完成产生与原始音频信号频率相同相位相反的新音频信号并送外放。同时能够将弱音消音前的音频进行降噪去杂处理后送到外放设备；
[0010](3)在音频控制处理模块中还设计有输出控制器，能够手动或程序控制调节输出音频信号的强度，以完成可控的弱音消音效果；
[0011](4)设计有终端连接模块，可以使本设备能够连接以智能手机为代表的智能设备或以PC机为代表的其他终端设备，并能够通过设计的接口对设备进行操作。用这样的方式将本设备也变成了一台智能设备，并有能力与外界进行交流、响应。
[0012](5)设计有指示灯模块，指示灯阵列通过响应MCU来的命令可以进行各种特色响应，完成与外界的视觉交互。
[0013](6)内置电池和充电模块，保证本设备能够独立的，长时间供电，以支持本设备完成有益功能。
【附图说明】
[0014]图1为本发明的应用场景示意图；
[0015]图2为本发明的整体系统组成示意图；
[0016]图3为本发明音频控制运算模块的电路原理示意图；
[0017]图4为本发明的终端连接模块的电路原理示意图；
[0018]图5为本发明的指示灯模块的电路原理示意图；
[0019]图6为本发明的电源管理模块的电路原理示意图；
[0020]各个模块组件已经在图中进行了编号标记。
【具体实施方式】
[0021]下面结合附图及实施例进一步详细描述本发明的技术方案，但本发明的保护范围不局限于以下所述。
[0022]【实施例1】本发明的设备使用各种方式安装于典型如:500毫米(长)*500毫米(宽)*200毫米(高)的小型封闭和半封闭空间内，系统的整个可用功能如图1所示。
[0023]系统在实际使用时，通过图1中所设计的探测麦克风(I)拾取上述空间内的音频，然后传送到图2所示的音频运算模块。音频运算模块将探测麦克风(I)上送的信号进行预放(2.1)，预放输出音频信号经过自动增益控制(2.2)处理后输出给音频编解码模块(2.4)，MCU运算模块(2.3)根据音频编解码模块(2.4)处理后的音频参数，利用ANC算法产生所需的同频、反相的音频控制参数，并传输给音频编解码模块(2.4)。音频编解码模块(2.4)产生所需的具体音频信号并通过输出控制器(2.6)和运放(2.5)输出给外放消声喇叭⑶。
[0024]消声喇叭(6)播放处理后的音频信号，该信号与腔体内的原音频信号混合。因为音频的机械波属性，同频音频信号会混合叠加。因为消声喇叭(6)输出的是同频、反相位信号，他们会相互叠加抵消。利用输出控制器(2.6)输出强度不同的信号就可以实现弱音或消音的功能。
[0025]在典型如:500毫米(长)*500毫米(宽)*200毫米(高)的小型封闭和半封闭空间内，最大可以达到O?60dB的声强衰减。
[0026]同时，消声前的信号还会在降噪去杂后通过耳机接口输出。如:监听耳机(7)。
[0027]设备还设计有终端连接模块(3)，该模块提供了设备与外界通讯的能力。与之配套的APP应用、PC端和云端应用可以通过BT通讯模块(3.l)、Wifi通讯模块(3.2)进行通讯，传输控制命令和状态，以及相关的音频信号也可以通过该模块传输给其他设备以及上传给APP应用、PC端和云端应用。
[0028]设备还设计有指示灯模块。可以在MCU控制下进行各种组合的指示灯输出，完成设备与用户的视觉交互。
[0029]电源管理模块(5)。自带一块可充电电池，为上述所有模块提供各种规格的电源支持，并可通过标准手机充电器或常规PC机USB端口充电。该模块还能向MCU运算模块(2.3)发送电池信息用于系统控制和用户交互。
【主权项】
1.一种用于乐器音腔的弱音消音设备，其特征在于:它包括了音频控制处理模块(2)、终端连接模块⑶、指示灯模块⑷、电源管理模块(5)、探测麦克风⑴、消音喇叭(6)和监听耳机(7)几个主要部分构成。2.根据权利要求1所述的用于乐器音腔的弱音消音设备，其特征在于:可以对典型的500毫米(长)*500毫米(宽)*200毫米(高)的音腔空间，探测麦克风(I)能够拾取60Hz?2000Hz的各种音频信号，消声喇叭(6)达到最大O?60dB的声强衰减。3.根据权利要求1所述的用于乐器音腔的弱音消音设备，其特征在于:音频控制处理模块(2)包括了如下子模块:预放(2.1)、自动增益控制模块(2.2)、MCU运算模块(2.3)、音频解码模块(2.4)、输出控制(2.6)、运放(2.5) ο4.根据权利要求1所述的用于乐器音腔的弱音消音设备，其特征在于:终端连接模块(3)包括了如下子模块:BT通讯模块(3.1)、Wifi通讯模块(3.2);指示灯模块(4)包括了如下子模块:指示灯阵列控制器(4.1)、指示灯阵列(4.2);电源管理模块(5)包括了如下予模块:升压控制模块(5.1)、恒压控制模块(5.2)、降压控制模块(5.6)、电源监控模块(5.5)、充电模块(5.3)、电池(5.4) ο5.根据权利要求4所述的用于乐器音腔的弱音消音设备，其特征在于:音频控制处理模块(2)通过MCU运算模块(2.3)中MCU内的算法控制，自动完成对输入音频信号的分析处理，并自动完成所需要的相同频率、反相位、特定声强度的输出信号输出；并可以通过输出控制器(2.6)手动控制输出信号的输出；同时可以将弱音消音前的音频进行去杂降噪后通过3.5_标准音频结构输出给监听耳机(7)或其他外放设备。6.根据权利要求4所述的用于乐器音腔的弱音消音设备，其特征在于:音频控制处理模块(2)中的MCU运算模块可以接受并处理来自与终端连接模块(3)的控制命令而通过输出控制器(2.6)自动控制输出信号的输出；7.根据权利要求4所述的用于乐器音腔的弱音消音设备，其特征在于:终端连接模块(3)可以通过BT通讯模块(3.1)和Wifi通讯模块(3.2)与外界的设备相连接并发送和接收信息包括命令，并将这些信息和命令传递给MCU运行模块(2.3)处理并产生相应的动作；或者通过这些信息和命令控制连接上外部设备；这些设备包括但不限于智能手机、无线音箱、计算机以及其他具备无线连接能力的设备。8.根据权利要求4所述的用于乐器音腔的弱音消音设备，其特征在于:指示灯模块(4)可以通过指示灯阵列控制器(4.1)接收MCU运算模块(2.3)传来的显示命令，并控制指示灯阵列(4.2)进行相应的显示。并将自身和指示灯阵列(4.2)的状态返回给MCU运算模块(2.3)进行处理。9.根据权利要求4所述的用于乐器音腔的弱音消音设备，其特征在于:电源管理模块(5)可以通过升压控制模块(5.1)升高电池的输出电压；可以通过降压控制模块(5.6)降低电池输出电压；可以通过恒压控制模块(5.2)输出恒定电压；可以通过电源监控模块(5.5)输出当前电压、电流、电池温度数字；可以通过USB充电模块(5.3)对电池(5.4)进行充电。
【文档编号】H04R1/46GK105992095SQ201510070823
【公开日】2016年10月5日
【申请日】2015年2月11日
【发明人】黄丹
【申请人】成都瑟曼伽科技有限公司