一种多功能无线音乐话筒的制作方法

本实用新型涉及移动通信技术领域，尤其是涉及一种多功能无线音乐话筒。

背景技术：

传统话筒多数由麦克风、功放部件以及音频播放器组成，通过有线连接方式与音箱、电视等器件连接，只具有扩音功能。传统话筒具有众多缺点，包括功能单一、连接方式局限等等，特别是无法与平板、手机、蓝牙音箱等新兴媒体播放器连接。

近年来，出现了一些基于新兴媒体的话筒，极大的丰富了话筒的功能。例如：深圳市新海辉电子有限公司提出的一种手机K歌蓝牙话筒（201520471596.3）就可以通过蓝牙话筒、手机、蓝牙音箱实现K 歌的功能；启东市爱普电器有限公司提出的一种蓝牙话筒（201220185687.7），可以使导游介绍景点时在车内来回自如，话筒支架设计合理，同时增加了USB充电功能和高弹性话筒减震支架，使得固定话筒变得稳固、可靠、安全；深圳市迈悦科技有限公司提出的一种便携式卡拉OK设备及系统（201520759211.3），可以通过无线传输方式使卡拉OK设备与终端设备相连接，从而达到随时随地唱卡拉OK，极大地提升了用户体验度。

上述专利及相关技术虽然针对传统话筒做了改进和升级，但是仍然存在多种缺点，现有话筒的无线通讯方式具有局限性，不能完全涵盖Wifi、蓝牙等方式，同时缺少歌曲存储功能，也不具有音乐与人声的混音可调功能，特别是关于歌曲的原唱可调消除功能，目前还没有相关文献涉及。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种多功能无线音乐话筒，该多功能无线音乐话筒不仅适用于多种无线通讯方式，而且能将歌曲与用户声音有效混合、放大与润色，实现歌曲的原唱可调消除，可以广泛应用于车载、户外音箱娱乐或室内宣讲、会议等场景。

为达到上述目的，本实用新型的实施例采用如下技术方案：

一种多功能无线音乐话筒，其特征在于：包括中央处理器模块、声音采集模块、输出信号处理模块、信号发射模块以及与所述中央处理器模块分别连接的音源接收模块、音源信号处理模块、混响处理模块、声音信号处理模块和电源模块；

所述音源接收模块通过所述音源信号处理模块连接所述混响处理模块的音乐伴奏输入端；所述声音采集模块通过所述声音信号处理模块连接所述混响处理模块的声音输入端；所述混响处理模块的输出端通过所述输出信号处理模块连接信号发射模块；

所述音源接收模块包括蓝牙接收电路、FM接收电路或Wifi接收电路中的一种或多种，所述信号发射模块包括蓝牙发射电路、FM发射电路或Wifi发射电路中的一种或多种。

进一步的，还包括存储模块和显示控制模块，所述存储模块和显示控制模块分别连接所述中央处理器模块，所述显示控制模块连接多功能无线音乐话筒上的物理按键、显示屏或触控屏，所述存储模块包括优盘读写电路、TF卡读写电路或SD卡读写电路中的一种或多种。

进一步的，所述音源信号处理模块包括通道选择电路和原唱消除电路，所述通道选择电路包括选择控制端、外部音源接收端、内部音源接收端、消音输出端和直接输出端；

所述选择控制端连接所述中央处理器模块；

所述外部音源接收端连接所述音源接收模块；

所述内部音源接收端连接中央处理器模块，用以接收存储模块中的音乐；

所述消音输出端连接所述原唱消除电路的输入端，所述原唱消除电路的输出端连接所述混响处理模块；

所述直接输出端连接所述混响处理模块。

进一步的，所述混响处理模块包括可调增益放大电路和混缩处理电路，所述可调增益放大电路包括增益控制端、音乐伴奏输入端、声音输入端、音乐伴奏输出端和声音输出端；

所述增益控制端连接所述中央处理器模块；

所述音乐伴奏输入端连接所述音源信号处理模块；

所述声音输入端连接所述声音信号处理模块；

所述音乐伴奏输出端连接所述混缩处理电路的第一输入端；

所述声音输出端连接所述混缩处理电路的第二输入端；

所述混缩处理电路的输出端连接所述输出信号处理模块。

进一步的，所述原唱消除电路包括左右声道平衡单元、第一加法电路、可调低通滤波电路、可控差分放大电路和第二加法电路，所述左右声道平衡单元包括消音输入端、右音道信号输出端和左音道信号输出端；

所述右音道信号输出端和左音道信号输出端均通过第一加法电路、可调低通滤波电路连接第二加法电路的第一输入端，所述右音道信号输出端和左音道信号输出端均通过可控差分放大电路连接第二加法电路的第二输入端，所述第二加法电路的输出端连接所述混响处理模块的音乐伴奏输入端；

所述可调低通滤波电路和可控差分放大电路的控制端分别连接所述中央处理器模块。

进一步的，所述声音信号处理模块包括声音信号调理电路、啸叫抑制电路和音色处理电路，所述声音采集模块依次通过声音信号调理电路、啸叫抑制电路和音色处理电路连接所述混响处理模块的声音输入端；

所述音源信号处理模块还包括齿唇音消除电路，所述齿唇音消除电路设置在所述原唱消除电路之后且包括齿唇消除电路输入端和消除电路输出端，所述消除电路输入端连接所述原唱消除电路的输出端，所述消除电路输出端连接所述混响处理模块的音乐伴奏输入端。

进一步的，所述混混响处理模块包括A/D转换电路，所述A/D转换电路连接在所述可调增益放大电路与所述混缩处理电路之间；

所述输出信号处理模块包括D/A转换电路和混音信号调理电路，所述D/A转换电路的输入端连接所述混缩处理电路，所述D/A转换电路的输出端通过混音信号调理电路连接所述信号发射模块。

作为上述技术方案的进一步改进：

上述一种多功能无线音乐话筒，还包括角度传感器模块和电池管理模块，所述角度传感器模块连接所述中央处理器模块，所述电池管理模块分别连接所述中央处理器模块和电源模块。

进一步的，所述电池管理模块包括保护电路、电压传感器和蜂鸣器，所述保护电路的开关设置在所述电源模块与外部充电电源之间，所述电压传感器和蜂鸣器分别连接所述中央处理器。

本实用新型提供了一种多功能无线音乐话筒，属于无线通讯与音频处理领域，该无线音乐话筒包括中央处理器模块、音源接收模块、音源信号处理模块、声音采集模块、声音信号处理模块、混响处理模块和信号发射模块；其中，音源接收模块通过无线网络接收手机、平板电脑等设备的传输歌曲，音源信号处理模块根据用户设置去除接收音乐中的原唱并保留伴奏，用户声音、音乐或伴奏通过混响处理模块实现润色和混合并由信号发射模块通过无线网络发送至音箱。本实用新型提供的多功能无线音乐话筒不仅适用于多种无线通讯方式，而且能将歌曲与用户声音有效混合、放大与润色，实现歌曲的原唱可调消除，可以广泛应用于车载、户外音箱娱乐或室内宣讲、会议等场景。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型的技术方案，下面将对实施方式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方式，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获得其他的附图。

图1是本实用新型提出一种多功能无线音乐话筒的原理框图；

图2是本实用新型提出一种多功能无线音乐话筒的工作示意图；

图3是本实用新型提出一种多功能无线音乐话筒的电路连接示意图；

图4是本实用新型中音源信号处理模块结构示意图；

图5是本实用新型音源信号处理模块结构中原唱消除电路的结构示意图；

图6是本实用新型中混响处理模块的结构示意图；

图7是本实用新型中输出信号处理模块的结构示意图；

图8是本实用新型提出一种多功能无线音乐话筒的扩音模式工作示意图；

图9是本实用新型提出一种多功能无线音乐话筒的第一歌唱模式工作示意图；

图10是本实用新型提出一种多功能无线音乐话筒的第二歌唱模式工作示意图；

图11是本实用新型提出一种多功能无线音乐话筒的第三歌唱模式工作示意图；

图12是本实用新型提出一种多功能无线音乐话筒的外观结构示意图；

图13是本实用新型中声音信号处理模块的结构示意图；

图14是本实用新型提出一种多功能无线音乐话筒的改进方案。

具体实施方式

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示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一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

下面将结合本实用新型实施方式中的附图，对本实用新型实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述。如图1所示，一种多功能无线音乐话筒，包括中央处理器模块、声音采集模块、输出信号处理模块、信号发射模块以及与所述中央处理器模块分别连接的音源接收模块、音源信号处理模块、混响处理模块、声音信号处理模块和电源模块；

所述音源接收模块通过所述音源信号处理模块连接所述混响处理模块的音乐伴奏输入端；所述声音采集模块通过所述声音信号处理模块连接所述混响处理模块的声音输入端；所述混响处理模块的输出端通过所述输出信号处理模块连接信号发射模块；

所述音源接收模块包括蓝牙接收电路、FM接收电路或Wifi接收电路中的一种或多种，所述信号发射模块包括蓝牙发射电路、FM发射电路或Wifi发射电路中的一种或多种。

具体的，根据实际情况可以针对多功能无线音乐话筒增加存储模块和显示控制模块，上述存储模块和显示控制模块分别连接所述中央处理器模块，所述显示控制模块连接多功能无线音乐话筒上的物理按键、显示屏或触控屏，所述存储模块包括优盘读写电路、TF卡读写电路或SD卡读写电路中的一种或多种。

需要说明的是，音源接收模块和信号发射模块可以根据实际情况集成在一起或使用相应的信号收、发芯片，如Wif信号收发芯片、蓝牙信号收发芯片等。

实施例一

基于图1所示的原理框图，具体实施例一如图2、3所示，一种多功能无线音乐话筒的音源接收模块包括蓝牙接收电路，信号发射模块包括蓝牙发射电路，同时具有存储模块和显示控制模块。实际使用中，多功能无线音乐话筒通过蓝牙接收电路与手机连接，接收手机共享的歌曲；同时，多功能无线音乐话筒通过蓝牙发射电路与音响连接，上述音响包括车载蓝牙音箱；此时，用户对着话筒说话或唱歌，就能实现声音和音乐的高质量混合。

具体的，中央处理器模块采用YA3063型MCU，音源接收模块采用F-6888型蓝牙芯片，音源信号处理模块采用AD12250A型ADC芯片，声音采集模块采用拾音咪头，声音信号处理模块包括基于SGM721 的放大电路和基于AD12250A的A/D电路，混响处理模块采用YDA952型混音DSP，输出信号处理模块包括基于CS4344的D/A电路，信号发射模块采用BCO5型蓝牙芯片，存储模块采用JK4电路实现SD卡的读取功能，显示控制模块采用液晶屏与物理按键的组合方式，电源模块基于LTC4054芯片实现USB接口直接充电。显示控制模块也可以采用触屏方案替换采用上述液晶屏与物理按键的组合方案。

实施例二

基于图1所示的原理框图，具体实施例二如图4-12所示。

具体的，一种多功能无线音乐话筒的音源信号处理模块如图4所示，该音源信号处理模包括通道选择电路和原唱消除电路，所述通道选择电路包括选择控制端、外部音源接收端、内部音源接收端、消音输出端和直接输出端：

需要说明的，所述选择控制端连接所述中央处理器模块，由中央处理器根据用户设定选择不同通路；

所述外部音源接收端连接所述音源接收模块，接收由手机、平板电脑等设备通过无线网络传输过来的音乐；

所述内部音源接收端连接中央处理器模块，用以接收存储模块中的音乐；

所述消音输出端连接所述原唱消除电路的输入端，所述原唱消除电路的输出端连接所述混响处理模块，原唱消除电路根据用户设置针对歌曲中的原唱进行不同等级的消除或保留；

所述直接输出端连接所述混响处理模块，当用户设置不消除原唱时，音乐直接通过该路输送至混响处理模块。

需要说明的，可以根据实际情况在原唱消除电路之后设置齿唇消除电路，齿唇消除电路的作用是在人声消除后，某些歌曲会残留歌手的齿音和唇音，导致伴奏音乐中存留有噪音，为了进一步提高歌曲伴奏的质量，必要时可以采用齿唇消除电路降低干扰和噪音。

具体的，上述原唱消除电路可以采用如图5所示的硬件电路进行，也可以使用音乐处理芯片替换该方案。

需要说明的，图5所示的原唱消除电路原理如下：普通音乐由原唱信号和伴音信号组成，原唱信号的频率一般局限在中音音段范围内，伴音信号的频率比较丰富，包括高、中、低频三个音段。原唱一般定位于两点主音响声场中间，要求同时平衡地被记录在左、右两个声道上，即左、右声道上的电压基本相等,频率与相位也相等。针对伴音信号，由于乐器的演奏位置和频率不同致使录制在左、右声道上的电压不对称。一般情况下，高、中频响的某类乐器会集中一个声道上。因此，左、右声道上的录制电压差异很大。而低频主导乐器（如爵士鼓）位于中央区域，和原唱信息一样在左,右声道上的录制电压基本相等。

如图5所示，音乐的左、右信号通过可控差分放大电路后，信号中的歌声信号和低频主导乐器信号被过滤，留下伴奏的中、 高频信号；同时，左、右信号通过第一加法电路和可调低通滤波电路后，保留了半轴中的低频主导乐器信号。最后，半轴中的低频主导乐器信号与半轴的中、高频信号一起经过第二加法电路输出完整的伴奏信号。实际工作时，可调低通滤波电路的滤波频率以及可控差分放大电路的放大倍数可以由中央处理器模块控制调节，通过改变可调低通滤波电路的滤波频率可以实现音乐信号中原唱信号的分等级过滤。

具体的，本实施例的混响处理模块如图6所示，该混响处理模块包括可调增益放大电路和混缩处理电路，所述可调增益放大电路包括增益控制端、音乐伴奏输入端、声音输入端、音乐伴奏输出端和声音输出端。

需要说明的，所述增益控制端连接所述中央处理器模块，根据用户设置可改变音乐信号和声音信号的放大比例；所述音乐伴奏输入端连接所述音源信号处理模块；所述声音输入端连接所述声音信号处理模块；所述音乐伴奏输出端连接所述混缩处理电路的第一输入端；所述声音输出端连接所述混缩处理电路的第二输入端；所述混缩处理电路的输出端连接所述输出信号处理模块。混缩处理电路实现多音音源的混音，同时防止声音信号过大超出预置的阈值。

进一步的，可以根据实际情况增加A/D转换电路。

具体的，本实施例中输出信号处理模块如图7所示，所述输出信号处理模块包括D/A转换电路和混音信号调理电路，所述D/A转换电路的输入端连接所述混缩处理电路，所述D/A转换电路的输出端通过混音信号调理电路连接所述信号发射模块。

实际工作时，本实施例一般具有四种工作模式：扩音模式、音乐混音模式、原唱伴奏模式和纯伴奏模式。具体情况如下：

1）扩音模式，扩音模式的工作原理如图8所示，在此模式下用户关闭音乐信号，话筒只是针对人声进行优化、放大和混音调节，满足用户室内宣讲或者会议讨论等场景的需求。

2）音乐混音模式：音乐混音模式的工作原理如图9所示，在此模式下用户开启音乐信号，但未启动原唱消除功能，话筒针对音乐和人声进行优化、放大和混音调节，满足婚礼、仪式等讲话配音的需求。

3）原唱伴奏模式：原唱伴奏模式的工作原理如图10所示，在此模式下用户开启音乐信号同时启动原唱消除功能，原唱得到部分消除但让有保留，话筒针对消除部分原唱的音乐伴奏和人声进行优化、放大和混音调节，适用于车载音箱、蓝牙音箱等娱乐场景下的演唱需求。保留部分原唱可以帮助用户顺利完成演唱，同时避免原唱声音压过用户声音的情况发生，实现领唱功能。

4）纯伴奏模式：纯伴奏模式的工作原理如图11所述，在此模式下用户开启音乐信号同时启动原唱消除功能，原唱得到全部消除，话筒针对纯伴奏和人声进行优化、放大和混音调节，适用于车载音箱、蓝牙音箱等娱乐场景下的演唱需求。

该实施例中的一种多功能无线音乐话筒的外观结构如图12所示，图中从下至下依次包括4个区域：收音装置区、电源/模式按键区、液晶屏展示区和物理键控制区。其中，收音装置区内部安装有收音咪头；电源/模式按键是复用按键，常按该键可以关闭或开启话筒，短按该键可以选择不同的无线通讯模式；液晶屏显示当前的连接模式、电量信息、歌曲信息以及音量、音乐、原音和混音的调节数值；物理键控制区包括上、下、左、右四个物理键，上键和下键为对象选择按键，通过上键可以分别选定激活音量、音乐、原音和混音对象，下键可以激活混音对象，然后通过左、右两个物理键调节其数值。

在模式选择环境下，左、右两个物理键还可以用来选择接入的无线网络。需要说明的是，根据实际情况可以增设其他物理按键或者对图12所示的物理按键进行复用。

实施例三

基于上述实施例一或二的基础上，如图13所示，可以在一种多功能无线音乐话筒的声音信号处理模块中设置声音信号调理电路、啸叫抑制电路和音色处理电路，声音采集模块依次通过声音信号调理电路、啸叫抑制电路和音色处理电路连接所述混响处理模块的声音输入端，进一步优化声音采集的效果和质量。

实施例四

基于上述实施例一或二或三的基础上，一种多功能无线音乐话筒还包括角度传感器模块和电池管理模块，所述角度传感器模块连接所述中央处理器模块，所述电池管理模块分别连接所述中央处理器模块和电源模块，如图14所示。

具体的，所述电池管理模块包括保护电路、电压传感器和蜂鸣器，所述保护电路的开关设置在所述电源模块与外部充电电源之间，所述电压传感器和蜂鸣器分别连接所述中央处理器。

实际工作时，用户在演唱时可以通过摇晃话筒的方式进行操控，避免物理按键或者触屏操控时造成的停顿。例如，用户可以通过晃动话筒二次实现歌曲重复播放，也可以通过晃动话筒三次实现下一首歌曲开始播放，即切歌功能，进一步增加多功能话筒的交互体验。同时，电池管理模块的设置可以全面保护话筒内部蓄电池的安全、极大延长电池的使用寿命，再出现过充或过放现象未能及时处理时，蜂鸣器启动并实现报警功能。

本实用新型提供了一种多功能无线音乐话筒，属于无线通讯与音频处理领域，该无线音乐话筒包括中央处理器模块、音源接收模块、音源信号处理模块、声音采集模块、声音信号处理模块、混响处理模块和信号发射模块；其中，音源接收模块通过无线网络接收手机、平板电脑等设备的传输歌曲，音源信号处理模块根据用户设置去除接收音乐中的原唱并保留伴奏，用户声音、音乐或伴奏通过混响处理模块实现润色和混合并由信号发射模块通过无线网络发送至音箱。本实用新型提供的多功能无线音乐话筒不仅适用于多种无线通讯方式，而且能将歌曲与用户声音有效混合、放大与润色，实现歌曲的原唱可调消除，可以广泛应用于车载、户外音箱娱乐或室内宣讲、会议等场景。另外，该话筒设置有角度传感器模块和电池管理模块，用户在演唱时可以通过摇晃话筒的方式进行操控，避免物理按键或者触屏操控时造成的停顿，改善用户体验。

以上是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本实用新型的保护范围。