专利名称：模拟数字混合传输方式新型智能自动混音装置的制作方法
技术领域：
本实用新型属于音响扩声方法及其设备领域，特别是用于语言扩声的音响扩声方 法及其设备领域。
背景技术：
目前，智能自动混音方式在语言扩声系统中经常被使用。其构成智能自动混音 器、话筒、话筒线。通常每台智能自动混音器可接入8只话筒，还可多台智能自动混音器链 接达到接入数百只话筒。现有的智能自动混音器的工作原理是(参见附图1)来自话筒 的信号在比较器中与该路噪声门门限电平比较，当其大于噪声门门限电平时该信号可达到 “最大值比较器”的输入端(通常八路通道均如此)；在“最大值比较器”中对来自八个入口 的信号进行电平幅值大小的比较，只有八个入口的信号电平幅值最大的一路可被输出至后 级放大器，经过放大后的信号输出到后级扩声设备。以上所有操作均在智能自动混音器中 完成；智能自动混音器通常放置在会议室外的音响设备控制室内。智能自动混音器通过话筒灵敏度电路、幻象电源控制电路、通道开关控制电路 对每只话筒单独调节音量，并对各路的工作参数进行调整。智能自动混音器基于噪声门 (Noise Gate)的原理工作，当有人讲话使话筒接收到某一“门限电平”以上的声音信号时， 话筒自动开启，不讲话时则自动关闭。但是，应用中现有的智能自动混音器与话筒之间要经过话筒线来连接(参见附图 2)。通常，智能自动混音器与话筒不是放在一起的，而是分别放置的。智能自动混音器一般 放置在音响设备控制室，而话筒则放在会场中讲话(发言)的位置，彼此有相当长的距离； 因此话筒线也会比较长。同时每一支话筒都要分别与智能自动混音器直接相连(参见附图 1)，有多少支话筒就需要有多少条连接到智能自动混音器的话筒线。因此，话筒越多，话筒 线的数量就越多，如此一来，线缆又长又多，就给现场安装带来了很大的不便。特别是在大 型会议室的工程布线与施工当中，线缆越多工作量就越大，要求越高工作就越繁琐。另外， 又长又多的线缆出现故障的可能性也增加；一旦出现故障排除起来也很麻烦。
实用新型内容本实用新型旨在克服现有技术的缺陷，提供一种模拟数字混合传输方式的新型智 能自动混音装置，在保留上述智能自动混音器功能的基础上，经过对器件的重新调整、补 充、组合，设计一种话筒直接与话筒管理器相连接，话筒管理器之间、话筒管理器与智能自 动混音主机之间用一条线缆串行连接的新型智能自动混音装置。本实用新型的目的是这样实现的模拟数字混合传输方式的新型智能自动混音装置，主要包括话筒管理器和与之相 连的智能自动混音主机两大部分所述的话筒管理器包括微处理器A以及信号采集电路、 模拟开关控制电路；所述的微处理器A带有数据存储模块、与之相连的数据比较模块、分别 与据存储模块和数据比较模块相连的数据选择模块和分别与据存储模块、数据比较模块和
4数据选择模块相连的数据分配模块；其中，信号采集电路与微处理器A相连，微处理器A与 模拟开关控制电路相连；所述的智能自动混音主机包括一端与话筒管理器相连的一个信 号增益电路，信号增益电路的另一端连接到外接扩声设备，和一端与全双工接口相连的微 处理器B，所述的微处理器B包括数据存储模块B和与之相连的数据分配模块B。与现有技术相比，本实用新型的有益效果是在保持智能自动混音原有功能的基 础上，改变了在语言扩声中传统的智能自动混音方法，即话筒与智能自动混音器直接连接 的方法，经过重新调整和分配任务、补充、组合相应部件，将话筒管理部分从智能自动混音 器中分离出来，形成独立的话筒管理器和独立的智能混音主机，使话筒管理器与话筒近距 离连接成为现实。连接线缆简捷，便于安装与维护。
图1是现有智能自动混音器原理框图；图2是现有智能自动混音系统中话筒与智能自动混音器的连接示意图；图3是本实用新型结构示意图；图4是本实用新型中的话筒管理器结构示意图；图4-1是本实用新型中的话筒管理器原理框图中微处理器A工作的逻辑框图；图5是本实用新型中的智能自动混音主机结构示意图；图5-1是本实用新型中的智能自动混音主机原理框图中微处理器B工作的逻辑框 图。
具体实施方式
参见附图3 模拟数字混合传输方式的新型智能自动混音装置，主要包括话筒管 理器和与之相连的智能自动混音主机两大部分所述的话筒管理器(参见附图4)包括微处 理器A以及信号采集电路、模拟开关控制电路；所述的信号采集电路用于接收来自话筒的 音频信号并将其转变成数字信号；所述的微处理器A带有数据存储模块、与之相连的数据 比较模块、分别与据存储模块和数据比较模块相连的数据选择模块和分别与据存储模块、 数据比较模块和数据选择模块相连的数据分配模块，用于将变换后的数字信号与本路噪声 门门限电平比较，以及与来自前一个话筒管理单元的输出信号比较后，输出到下一级话筒 管理器或智能自动混音主机中；所述的模拟开关控制电路，用于选择经微处理器A两次比 较后选出的比较大的模拟信号，并将其送到下一级话筒管理器或智能自动混音主机中；其 中，信号采集电路与微处理器A相连，微处理器A与模拟开关控制电路相连；所述的智能自 动混音主机(参见附图5)包括一端与话筒管理器相连的一个信号增益电路(即放大器)， 信号增益电路的另一端连接到外接扩声设备，和一端与全双工接口相连的微处理器B，所述 的微处理器B包括数据存储模块B和与之相连的数据分配模块B，用于将输出电路预置值、 噪声门预置值、灵敏度控制电路预置值送给话筒管理器。参见附图4-1 上述微处理器A包括如下模块，完成如下任务数据存储模块1与数据分配模块相连；用于存放对“灵敏度调整电路”中可编程放 大模块进行设置的数值；数据存储模块2与数据分配模块相连；用于存放对“输出增益调整电路”中可编程放大模块进行设置的数值；数据存储模块3分别与数据比较模块1和数据选择模块相连；用于存放来自“信 号采集电路”的信号数值；数据存储模块4分别与数据分配模块和数据比较模块1相连；用于存放“噪声门 限电平”的信号数值；数据存储模块5分别与数据分配模块和数据比较模块2相连，数据选择模块又和 数据比较模块2相连；用于存放经比较后比较大的那个前一级“话筒管理器”的信号数值；数据比较模块1分别与数据存储模块3，数据存储模块4和数据选择模块相连；将 “数据存储模块3”和“数据存储模块4”中的信号进行比较，当数据存储模块3的信号数值 大于数据存储模块4的信号时，“输出增益调整”电路的输出模拟信号具备被选通输出的条 件，而当“信号采集”电路输出的数字信号小于预先设置的噪声门限电平数字信号时，“输出 增益调整”电路的输出模拟信号不能被选通输出，其输出将进入“数据比较模块2” ；数据比较模块2分别与数据比较模块1，数据存储模块5和数据选择模块相连；将 来自数据存储模块5和来自数据比较模块1中的信号数值进行比较，即前一级“信号采集” 电路输出的数字信号与本单元中的“信号采集”电路输出的数字信号比较，当比较的结果 为来自数据存储模块5比来自数据比较模块1中的信号数值大时，模拟开关控制电路送出 来自前一级话筒管理器的音频信号；而当比较出来的结果是来自数据存储模块5比来自数 据比较模块1中的信号数值小时，模拟开关控制模块送出本级话筒管理器的音频信号；同 时，当比较的结果为来自数据存储模块5比来自数据比较模块1中的信号数值大时，数据选 择模块送出来自前一级话筒管理器的数字信号；而当比较出来的结果是来自数据存储模块 5比来自数据比较模块1中的信号数值小时，数据选择模块送出本级话筒管理器的数字信 号，分别选送较大的数字和模拟信号的意义在于，如果只是送出模拟信号，则下一级话筒管 理器或智能自动混音主机不知道该信号的量值是多大，而数字信号正好补充了该信号的量 值。数据选择模块分别与数据比较模块1，数据比较模块2、数据存储模块5和数据分 配模块相连；当数据比较模块2比较的结果为来自数据存储模块5比来自数据比较模块1 中的信号数值大时，数据选择模块送出来自前一级话筒管理器的数字信号；而当比较出来 的结果是来自数据存储模块5比来自数据比较模块1中的信号数值小时，数据选择模块送 出本级话筒管理器的数字信号。数据分配模块分别与数据存储模块1，数据存储模块2，数据存储模块4，数据选择 模块和数据存储模块5相连，用于将智能自动混音主机传输来的“灵敏度调整”电路中可 编程增益放大器的设置数值存放在数据存储模块1中；将智能自动混音主机传输来的调整 “输出增益调整”电路中可编程增益放大器的设置数值存放在数据存储模块2中；将智能自 动混音主机传输来的调整“门限电平”电路中的设置数值存放在数据存储模块4中；将上一 个话筒管理器传输来的待需要比较的数值存放在数据存储模块5中；将数据选择模块的被 选择的数据传输到下一级话筒管理器或智能自动混音主机。参见附图4，所述的话筒管理器还包括分别与话筒和微处理器A中的数据存储模 块1相连的灵敏度调整电路，用于根据可编程放大模块预先设置的数值调整本话筒管理器 控制模拟信号量的大小，以便与其它话筒信号大小相匹配。[0028]参见附图4，所述的话筒管理器还包括分别与微处理器A中的数据存储模块2和 灵敏度调整电路相连的输出增益调整电路，用于接收灵敏度调整电路的输出信号并根据数 据存储模块2中可编程放大模块预先设置的数值调整单个话筒管理器模拟信号量的大小。 所述的“信号增益电路”主要由可变增益放大电路构成。它接收来自话筒管理器的模拟信 号，并由智能自动混音主机面板上的电位器调整此电路的放大增益数量，然后送出。将来自 话筒管理器的发言者的音频信号进行相应的放大，以满足会场中听者的需要。参见附图4，所述的话筒管理器还包括和微处理器A中的数据分配模块相连的全 双工接口，用于传输数字信号给各个外接设备。话筒管理器的工作过程来自话筒的信号进入到“灵敏度调整”电路。“灵敏度调 整”电路主要由可编程增益放大电路构成，通过来自微处理器的数值对可编程增益放大电 路的设置，可使得“灵敏度调整”电路的输出电平具有一定的幅度变化功能，主要用于调整 各个话筒输出的一致性。实际应用中，大多数情况是多只话筒在工作，由于这些话筒不是 同一品牌，或者这些话筒有一些反映到“信号采集”电路入口电平不一致的情况，这时可以 通过各个话筒管理器中的“灵敏度调整”部分进行调整，使各个话筒的输出模拟信号在“信 号采集”电路入口的电平趋于一致。“灵敏度调整”电路的信号输出分别进入“输出增益调 整”电路和“信号采集”电路。“输出增益调整”电路主要由可编程增益放大模块构成，通过 来自微处理器的数值对可编程增益放大器的设置，可使得“输出增益调整”电路的输出电平 具有一定的幅度变化功能，主要用于调整各个话筒的输出增益。通过此部分的调整，可以使 得通过此活筒讲话的发言人讲话音量具有大或小的调节功能，以适应不同发言人的讲话音 量需求。“输出增益调整”电路的信号输出进入到“模拟开关控制”电路。“信号采集”电路 主要由模数转换模块构成，用于将“灵敏度调整”电路输出的模拟信号转为数字信号并保存 在“微处理器”中。“模拟开关控制”电路主要完成二选一的开关功能。它接收来自前一级 的模拟信号和本单元的“输出增益调整”电路的输出模拟信号，在“微处理器”的信号控制 下选择其两路信号中的一路输出到下一级。“全双工接口 ”电路主要完成数字信号通讯的接 口功能。“微处理器A”主要完成以下功能1)通过“全双工接口”电路根据由智能自动混音主机传输来的数值，调整“灵敏度 调整”电路中可编程增益放大模块的设置数值；2)通过“全双工接口”电路根据由智能自动混音主机传输来的数值，调整“输出增 益调整”电路中可编程增益放大模块的设置数值；3)保存“信号采集”电路输出的数字信号并与预先设置的噪声门限电平数字信号 进行比较，当“信号采集”电路输出的数字信号大于预先设置的噪声门限电平数字信号时， “输出增益调整”电路的输出模拟信号具备被选通输出的条件，而当“信号采集”电路输出的 数字信号小于或等于预先设置的噪声门限电平数字信号时，“输出增益调整”电路的输出模 拟信号不能被选通输出；(到此完成了第一个“比较模块”功能)用于滤除噪声和部分环境 干扰进入音响系统。4)将保存在“微处理器A”数据存储模块3中的“信号采集”电路输出的数字信号 通过“全双工接口 ”电路传输到下一级话筒管理器或者智能自动混音主机。5)通过“全双工接口”传来的前一级“信号采集”电路输出的数字信号与本单元中
7的“信号采集”电路输出的数字信号比较，用比较的结果控制“模拟开关控制”电路选择其 两路信号中的一路输出到下一级。(到此完成了第二个“比较”功能)当前一级“信号采集” 电路输出的数字信号大于本单元中的“信号采集”电路输出的数字信号时，“模拟开关控制” 电路选择前一级的模拟信号输出到下一级；反之，“模拟开关控制”电路选择本单元的“输出 增益调整”电路的输出模拟信号输出到下一级话筒管理器或者智能自动混音主机。以上的模拟开关控制电路和微处理器单元就完成了比较模块2的功能。参见附图5，所述的智能自动混音主机的微处理器B还分别与信号增益电路、控制 面板、RS-232接口，摄像定位接口和级联接口等外接设备用接口相连。所述的“控制面板”是由开关按键和IXD显示模块组成的，在主机面板上设置和相 应显示各个话筒管理器的参数，如灵敏度调整所需的数值，输出增益调整所需的数值等。参见附图5-1，所述的微处理器B包括如下模块，完成如下任务数据存储模块11 分别与数据分配模块2和控制面板相连，用于存放面板的设置 数值和需要显示的数值；数据存储模块12分别与数据分配模块2和RS232接口相连，用于存放与“RS232 接口”交换的数值；数据存储模块13分别与数据分配模块2和摄像定位接口相连，用于存放控制“摄 像定位接口”的数值；数据存储模块14分别与数据分配模块2和级联接口相连，用于存放控制“级联接 口”的数值；数据分配模块2分别与数据存储模块11、数据存储模块12、数据存储模块13、数据 存储模块14和全双工接口相连，用于将各个话筒管理器所需的“灵敏度调整”数值，“输出 增益调整”数值，“门限电平”数值送出，将来自话筒管理器的经比较后产生的较大的数值存 放。“微处理器B”主要完成以下功能1)通过“全双工接口”由主机向话筒管理器传输诸如“灵敏度”，“输出增益”，“门 限噪声电平”等控制参数。2)接收由话筒管理器通过“全双工接口”电路传来的当前被开启的话筒管理器的 信号，用于控制摄像定位以及和另一个主机的级联。可以看出通过此种构成方式，由于各个话筒管理器的串行连接，到达主机时的信 号已经是各个话筒管理器中最大的一个信号。此外，通过“RS-232接口”，可以增加各种外接设备，以完成不同的附加功能。例 如计算机通过“RS-232接口”实现“面板控制显示部分”的功能。本主机通过“摄像定位 接口”，实现对摄像头的控制。“级联接口”，用于连接另一个主机，实现主机的级联功能。
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权利要求模拟数字混合传输方式的新型智能自动混音装置，主要包括话筒管理器和与之相连的智能自动混音主机两大部分所述的话筒管理器包括微处理器A以及信号采集电路、模拟开关控制电路；所述的微处理器A带有数据存储模块、与之相连的数据比较模块、分别与据存储模块和数据比较模块相连的数据选择模块和分别与据存储模块、数据比较模块和数据选择模块相连的数据分配模块；其中，信号采集电路与微处理器A相连，微处理器A与模拟开关控制电路相连；所述的智能自动混音主机包括一端与话筒管理器相连的一个信号增益电路，信号增益电路的另一端连接到外接扩声设备，和一端与全双工接口相连的微处理器B，所述的微处理器B包括数据存储模块B和与之相连的数据分配模块B。
2.根据权利要求1所述的模拟数字混合传输方式的新型智能自动混音装置，其特征在 于，所述的微处理器A包括如下模块，以如下方式连接数据存储模块1与数据分配模块相连； 数据存储模块2与数据分配模块相连； 数据存储模块3分别与数据比较模块1和数据选择模块相连； 数据存储模块4分别与数据分配模块和数据比较模块1相连； 数据存储模块5分别与数据分配模块和数据比较模块2相连，数据选择模块又和数据 比较模块2相连；数据比较模块1分别与数据存储模块3，数据存储模块4和数据选择模块相连； 数据比较模块2分别与数据比较模块1，数据存储模块5和数据选择模块相连； 数据选择模块分别与数据比较模块，数据比较模块2、数据存储模块5和数据分配模块 相连；数据分配模块分别与数据存储模块1，数据存储模块2，数据存储模块4，数据选择模块 和数据存储模块5相连。
3.根据权利要求1所述的模拟数字混合传输方式的新型智能自动混音装置，其特征在 于，所述的话筒管理器还包括分别与话筒和微处理器A中的数据存储模块1相连的灵敏度 调整电路。
4.根据权利要求1所述的模拟数字混合传输方式的新型智能自动混音装置，其特征在 于，所述的话筒管理器还包括分别与微处理器A中的数据存储模块2和灵敏度调整电路相 连的输出增益调整电路。
5.根据权利要求1所述的模拟数字混合传输方式的新型智能自动混音装置，其特征在 于，所述的话筒管理器还包括和微处理器A中的数据分配模块相连的全双工接口，用于传 输数字信号给各个外接设备。
6.根据权利要求1所述的模拟数字混合传输方式的新型智能自动混音装置，其特征在 于，所述的微处理器B包括如下模块，以如下方式连接数据存储模块11 分别与数据分配模块2和控制面板相连； 数据存储模块12分别与数据分配模块2和RS232接口相连； 数据存储模块13分别与数据分配模块2和摄像定位接口相连； 数据存储模块14分别与数据分配模块2和级联接口相连；数据分配模块2分别与数据存储模块11、数据存储模块12、数据存储模块13、数据存储 模块14和全双工接口相连。
7.根据权利要求1所述的模拟数字混合传输方式的新型智能自动混音装置，其特征在 于，所述的智能自动混音主机还包括分别与微处理器B相连的信号增益电路、和/或控制面 板、和/或RS-232接口，和/或摄像定位接口和/或级联接口。
8.根据权利要求7所述的模拟数字混合传输方式的新型智能自动混音装置，其特征在 于，所述的“控制面板”的“控制键”由开关按键和LCD显示模块配合构成。
专利摘要模拟数字混合传输方式新型智能自动混音装置，主要包括话筒管理器和与之相连的智能自动混音主机两大部分所述的话筒管理器包括微处理器A以及信号采集电路、模拟开关控制电路；其中，信号采集电路与微处理器A相连，微处理器A与模拟开关控制电路相连；所述的智能自动混音主机包括一端与话筒管理器相连的一个信号增益电路，信号增益电路的另一端连接到外接扩声设备，和一端与全双工接口相连的微处理器B，所述的微处理器B包括数据存储模块B和与之相连的数据分配模块B。
文档编号H04R3/00GK201733425SQ20092025064
公开日2011年2月2日 申请日期2009年11月20日 优先权日2009年11月20日
发明者叶晓钟, 孙洁, 彭明, 谷丰, 陈湘林 申请人:天津市华音宇科工贸有限公司