教学互动录播音频处理器的制作方法

本实用新型涉及音频处理技术领域，具体涉及一种教学互动录播音频处理器。

背景技术：

在即时通讯应用中，需要进行双方或是多方的实时语音交流。在要求较高的场合，通常都是采用外置音箱放音，这样必然会产生回音，即一方说话后，通过对方的音箱放音，然后又被对方的话筒采集到回传给自己。如果不对回音进行处理，将会影响通话质量和用户体验，更严重的还会形成震荡，产生啸叫。回声消除就是在话筒采集到声音之后，将本地音箱播放出来的声音从话筒采集的声音数据中消除掉，使得话筒录制的声音只有本地用户说话的声音。

现有技术中的回声消除装置，是以扬声器信号与由它产生的多路径回声的相关性为基础建立远端信号的语音模型，利用它对回声进行估计并不断修改滤波器的系数，使得估计值更加逼近真实的回声。最后将回声估计值从话筒的输入信号中减去，从而达到消除回声的目的。虽然日新月异的硬件芯片技术使许多沉睡在教科书上的信号处理理论算法大规模应用，但是现有的回声消除装置需要的资源量还是大得惊人。以视频会议系统为例，大规模的会议室可以产生超过512ms的回音，要消除这么长延时的回音，即使按照8kHz采样率计算，自适应滤波器的长度都会达到4096个点，这样一来需要非常大的存储空间来存储自适应滤波器，因而现有的回声消除装置无法应用到教学互动录播音频处理中。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的是现有的回声消除装置所需存储空间大、无法应用到教学互动录播音频处理中的问题。

本实用新型通过下述技术方案实现：

一种教学互动录播音频处理器，包括前级处理电路、控制电路、音量调节电路、移频电路以及输出处理电路；所述前级处理电路与外部话筒连接，用于对接收的音频电信号进行放大滤波处理以产生第一模拟信号；所述控制电路与所述前级处理电路连接，用于检测所述第一模拟信号的强度以产生音量控制信号；所述音量调节电路与所述前级处理电路和所述控制电路连接，用于根据所述音量控制信号调节所述第一模拟信号的强度以产生第二模拟信号；所述移频电路与所述音量调节电路连接，用于对所述第二模拟信号进行移频处理以产生第三模拟信号；所述输出处理电路与所述移频电路连接，用于对所述第三模拟信号进行放大滤波处理并转换为单端和平衡两种输出。

功放产生回声啸叫的原因是由于音响播放出的声音通过麦克风等拾音设备又将音响的声音信号送回功放设备，由于返回的声音信号和之前播放的声音信号同频同向，因此在功放进行信号放大的同时很容易产生声音的叠加，导致输出信号幅度过大产生啸叫。本实用新型提供的教学互动录播音频处理器，通过对音量调节电路输出的模拟信号进行移频处理，使每时每刻返回的声音信号和之前播放的声音信号不可能出现同频同向的情况，避免了输出信号幅度过大，从而消除啸叫。与现有技术中的回声消除装置不同，本实用新型是通过移频处理消除啸叫，因而不需要很大的存储空间。

可选的，所述教学互动录播音频处理器还包括与所述控制电路连接的指示电路；所述控制电路还用于在检测到所述第一模拟信号的强度为零时产生指示控制信号；所述指示电路在所述指示控制信号的控制下进行发光指示。通过设置所述指示电路，便于直观查看外部话筒是否无音频电信号输入。

可选的，所述指示控制信号为低电平信号，所述指示电路包括限流电阻和发光二极管；所述限流电阻的一端接收所述指示控制信号，所述限流电阻的另一端连接所述发光二极管的阴极，所述发光二极管的阳极接收电源电压。

可选的，所述前级处理电路为德州仪器的RC4558D集成电路。

可选的，所述控制电路为宏晶科技的STC12C5A08AD集成电路。

可选的，所述音量调节电路为美国参数技术公司的PT2258集成电路。

可选的，所述移频电路包括DSP模块以及与所述DSP模块连接的电源模块、晶体振荡模块、SRAM以及FLASH；所述电源模块用于向所述DSP模块供电，所述晶体振荡模块用于向所述DSP模块提供工作时钟，所述DSP模块用于将所述第二模拟信号转换为数字信号并对所述数字信号进行移频处理，再将进行移频处理后的数字信号转换为所述第三模拟信号。

可选的，所述DSP模块为北京君正的JZ4725B集成电路。

本实用新型与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：

本实用新型提供的教学互动录播音频处理器，通过对音量调节电路输出的模拟信号进行移频处理，能够很好地抑制噪声、消除回声，提高语音清晰度，工作性能稳定可靠，且不需要很大的存储空间，能够将普通话筒的拾音距离提高到2.5米至5米。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本实用新型实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本实用新型实施例的限定。在附图中：

图1是本实用新型实施例的教学互动录播音频处理器的结构示意图；

图2是本实用新型实施例的前级处理电路、控制电路、音量调节电路以及指示电路的电路图；

图3是本实用新型实施例的移频电路的结构示意图。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本实用新型作进一步的详细说明，本实用新型的示意性实施方式及其说明仅用于解释本实用新型，并不作为对本实用新型的限定。

实施例

图1是本实用新型实施例的教学互动录播音频处理器的结构示意图，所述教学互动录播音频处理器包括前级处理电路11、控制电路15、音量调节电路12、移频电路13以及输出处理电路14。

具体地，所述前级处理电路11与外部话筒连接，用于接收外部话筒传送的音频电信号，并对接收的音频电信号进行放大滤波处理以产生第一模拟信号。所述控制电路15与所述前级处理电路11连接，用于检测所述第一模拟信号的强度，并根据所述第一模拟信号的强度产生音量控制信号，所述音量控制信号用于控制所述音量调节电路12对所述第一模拟信号进行衰减。所述音量调节电路12与所述前级处理电路11和所述控制电路15连接，用于根据所述音量控制信号调节所述第一模拟信号的强度以产生第二模拟信号。进一步，所述控制电路15检测到所述第一模拟信号的强度越强，所述音量控制信号控制所述音量调节电路12对所述第一模拟信号衰减得越多。所述移频电路13与所述音量调节电路12连接，用于对所述第二模拟信号进行移频处理以产生第三模拟信号。对所述第二模拟信号进行移频处理，可以将所述第二模拟信号的频率往后移，也可以将所述第二模拟信号的频率往前移，移动的频率变化量可根据实际需求进行设置，本实用新型对此不作限定。所述输出处理电路14与所述移频电路13连接，用于对所述第三模拟信号进行放大滤波处理并转换为单端和平衡两种输出。本领域技术人员知晓如何对所述第三模拟信号进行放大滤波处理并转换为单端和平衡两种输出，在此不再赘述。

在本实施例中，所述教学互动录播音频处理器还包括与所述控制电路15连接的指示电路16。所述控制电路15还用于在检测到所述第一模拟信号的强度为零时产生指示控制信号，所述指示电路16在所述指示控制信号的控制下进行发光指示。通过设置所述指示电路16，可以直观地知晓外部话筒是否无音频电信号输入。

图2是本实用新型实施例的前级处理电路11、控制电路15、音量调节电路12以及指示电路16的电路图。在本实施例中，所述前级处理电路11为德州仪器的RC4558D集成电路，所述控制电路15为宏晶科技的STC12C5A08AD集成电路路，所述音量调节电路12为美国参数技术公司的PT2258集成电路。进一步，所述指示控制信号为低电平信号，所述指示电路16包括限流电阻和发光二极管。所述限流电阻的一端接收所述指示控制信号，所述限流电阻的另一端连接所述发光二极管的阴极，所述发光二极管的阳极接收电源电压。STC12C5A08AD集成电路通过PT2258集成电路的SCL接口向PT2258集成电路提供时钟信号，通过PT2258集成电路的SDL接口向PT2258集成电路提供数据信号，即所述音量控制信号。采用STC12C5A08AD集成电路检测所述第一模拟信号的强度，并根据所述第一模拟信号的强度产生音量控制信号属于现有技术，在此不再赘述。

图3是本实用新型实施例的移频电路13的结构示意图，所述移频电路13包括DSP模块以及与所述DSP模块连接的电源模块、晶体振荡模块、SRAM以及FLASH。具体地，所述电源模块用于将外部电源提供的电压转换为所述DSP模块工作所需的电压（例如将5V电压转换为3.3V电压），向所述DSP模块供电。所述晶体振荡模块采用晶体和电容振荡，用于向所述DSP模块提供工作时钟。所述DSP模块用于将所述第二模拟信号转换为数字信号并对所述数字信号进行移频处理，再将进行移频处理后的数字信号转换为所述第三模拟信号。本领域技术人员知晓如何采用DSP模块对一个信号进行移频处理，在此不再赘述。进一步，所述DSP模块可以为北京君正的JZ4725B集成电路。

以上所述的具体实施方式，对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本实用新型的具体实施方式而已，并不用于限定本实用新型的保护范围，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。