一種嵌入式數字音效處理裝置製造方法
2024-01-27 20:52:15 2
一種嵌入式數字音效處理裝置製造方法
【專利摘要】本發明提供一種嵌入式數字音效處理裝置，包括音頻輸入單元、音頻處理單元和單片機；音頻輸入單元與音頻處理單元電連接，音頻處理單元與單片機電連接。音頻輸入單元接收音頻信號後發送至音頻處理單元；音頻處理單元中的第一音效處理晶片對各路輸入疊加增益，疊加後生成音頻信號A經音效處理髮送至第二音效處理晶片；第二音效處理晶片包括模擬開關，用於將PC端音效卡處理後的音頻信號與音頻信號A合成音頻信號B後經模擬開關選擇其走向；單片機與模擬開關電連接，用於控制音頻信號發送至音響輸出及控制模擬開關選擇音頻信號的輸出至錄音單元進行錄音。本發明實現多人居家K歌享受專業音效處理效果，輕便易攜帶，多種錄音方式等功能。
【專利說明】一種嵌入式數字音效處理裝置
【技術領域】
[0001]本發明涉及音效處理領域，具體說的是一種嵌入式數字音效處理裝置。
【背景技術】
[0002]隨著人們物質生活水平的提高，越來越多的人開始注重娛樂文化生活，各種歌唱活動的舉辦，工作之餘朋友之間聚會KTV高歌等，都離不開音樂的播放。人們除了享受戶外的各種音樂娛樂活動的快樂，空閒在家的時候也會想高歌一曲放鬆玩樂，希望能打開電腦，播放音樂就可以享受專業K歌的樂趣。但是家中的音樂設備功能有限，往往達不到KTV中專業設施的特殊K歌效果，難免讓人失望。如今市面上也有提供能在家也可享受專業卡拉OK演唱效果的專業設備，但都體積龐大、質量笨重且價格昂貴，非一般人能消費。因此有必要提供一種讓人們在家也能享受身處KTV包房中的專業K歌音響效果，且輕便易攜帶支持多人同時K歌盡歡的嵌入式數字音效處理裝置。
【發明內容】
[0003]為了解決上述問題，本發明提出了一種嵌入式數字音效處理裝置，主要可實現多人居家K歌且享受專業音效處理效果，輕便易攜帶，多種錄音方式等功能。
[0004]為解決上述技術問題，本發明採用的一個技術方案是:
[0005]提供一種嵌入式數字音效處理裝置，包括音頻輸入單元、音頻處理單元和單片機；所述音頻輸入單元與音頻處理單元電連接，所述音頻處理單元與所述單片機電連接。
[0006]所述音頻輸入單兀包括麥克風輸入、樂器輸入和外接音源輸入，用於接收音頻信號後發送至所述音頻處理單元；
[0007]所述音頻處理單元包括電連接的第一音效處理晶片和第二音效處理晶片；
[0008]所述第一音效處理晶片用於對所述麥克風輸入進行增益處理後疊加並進行二次增益後與除麥克風輸入外的各路輸入再次疊加並增益，疊加後生成音頻信號A經音效處理後發送至所述第二音效處理晶片；
[0009]所述第二音效處理晶片包括模擬開關，用於將PC端經過音效卡處理後的音頻信號與所述音頻信號A合成音頻信號B後經所述模擬開關選擇其走向；
[0010]所述單片機與所述模擬開關電連接，用於控制音頻信號發送至音響輸出及控制所述模擬開關選擇音頻信號的輸出。
[0011]其中，所述第一音效處理晶片包括增益電路、第一加法器和音效處理電路，所述麥克風輸入連接增益電路後與第一加法器電連接，所述第一加法器與所述音效處理電路電連接。
[0012]其中，所述第二音效處理晶片還包括第二加法器和第三加法器，所述第一音效處理晶片的輸出端和除麥克風輸入端外的各路輸入分別與所述第二加法器的輸入端電連接，所述第二加法器的輸出端分別電連接所述模擬開關的輸入端和第三加法器的第一輸入端，所述第三加法器的第二輸入端與所述PC機端音效卡輸出端電連接，所述第三加法器的輸出端與所述模擬開關的輸入端電連接；所述模擬開關輸出端與PC機端音效卡電連接。
[0013]其中，所述單片機分別與U轉串口、復位單元和加密晶片電連接。
[0014]其中，所述嵌入式數字音效處理裝置還包括錄音單元，所述錄音單元與所述模擬開關電連接，用於提供包括麥克風外部音源合成錄音和麥克風外部音源與PC機端音源合成錄音。
[0015]其中，所述麥克風輸入包括兩路或兩路以上接口。
[0016]其中，還包括兩個或兩個以上外接耳機接口。
[0017]本發明的有益技術效果是:本發明區別與現有技術設備體積龐大、聲音增益不夠大、輸入方式單一且錄音模式固定等導致居家K歌音效不佳的問題，本發明提供一種嵌入式數字音效處理裝置，主要包括音頻輸入單元、錄音單元、音頻處理單元和單片機；音頻輸入單元通過音頻處理單元電連接，音頻處理晶片分別與單片機和錄音單元電連接。具體具有以下優點:
[0018]1、音頻數據被音頻輸入單元接收後經過音頻處理單元的特殊音效處理後將音頻增益到理想大小，且能將噪音控制在一定範圍內，實現了 KTV現場K歌的音響效果。具體的，通過第一音效處理晶片對各路麥克風輸入進行各自增益處理後疊加並再次增益後與除麥克風輸入外的各路輸入疊加生成音頻信號A經過音效處理後分別發送至第二音效處理晶片的模擬開關和第二加法器；將麥克風輸入的音頻信號進行了兩次的放大增益處理，噪音將明顯削弱，在通過兩次的調試增益 後能將噪音控制在一定值內，而麥克風的信號又能得到理想的增益效果。而第二音效處理晶片將PC端經過音效卡處理後分成左右聲道的音頻信號與音頻信號A合成音頻信號B後發送至模擬開關；由模擬開關對接收到的音頻信號A和音頻信號B通過單片機控制其選擇信號發送至錄音單元進行錄音。
[0019]2、音頻輸入單元包括樂器輸入、外接音源輸入和至少兩路的麥克風輸入等多種輸入方式，告別單一的輸入方式，提供人們更多的選擇，不僅可以多人同時進行K歌享受，還可以連接電吉他等樂器自助伴奏，增加K歌的樂趣。
[0020]3、本發明所述的一種嵌入式數字音效處理裝置還提供兩種的錄音模式可供選擇，通過由單片機控制模擬開關選擇發送錄音單元的音頻信號，具體的，提供麥克風輸入與樂器輸入、外接音源輸入等疊加的麥克風外部音源合成錄音模式以及將所有音頻輸入和PC機端音源疊加後的麥克風外部音源與PC機端音源合成錄音模式兩種。錄音模式的選擇可通過與單片機電連接的應用軟體實現，多樣化的錄音模式可供人們根據不同的喜好選擇，更加的人性化。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0021]圖1是本發明一種嵌入式數字音效處理裝置的結構方框圖；
[0022]圖2是本發明一種嵌入式數字音效處理裝置具體實施例中的增益電路；
[0023]圖3是本發明一種嵌入式數字音效處理裝置具體實施例中第一音效處理晶片中的部分電路圖。
[0024]標號說明:
[0025]1、音頻輸入單元；2、音頻處理單元；3、單片機；
[0026]4、麥克風輸入；5、樂器輸入；6、外接音源輸入；[0027]7、第一音效處理晶片；8、第二音效處理晶片；9、模擬開關；
[0028]10、增益電路；11、第一加法器；12、音效處理電路；
[0029]13、第二加法器；14、第三加法器；15、PC機端音效卡；
[0030]16、U轉串口；17、復位單元；18、加密晶片；
[0031]19、錄音單元；20、耳機。
【具體實施方式】
[0032]為詳細說明本發明的技術內容、構造特徵、所實現目的及效果，以下結合實施方式並配合附圖詳予說明。
[0033]請參閱圖1至圖3，圖1為本實施方式一種嵌入式數字音效處理裝置的結構框圖。一種嵌入式數字音效處理裝置，包括音頻輸入單元1、音頻處理單元2和單片機3 ;所述音頻輸入單元I與音頻處理單元2電連接，所述音頻處理單元2與所述單片機3電連接。所述音頻輸入單兀I包括麥克風輸入4、樂器輸入5和外接音源輸入6,用於接收音頻信號後發送至所述音頻處理單元2。提供多種輸入方式提供人們更多的選擇，可連接電吉他等樂器伴奏或增加外接音源的輸入，增加K歌樂趣，實現多功能混音。
[0034]所述音頻處理單元2包括電連接的第一音效處理晶片7和第二音效處理晶片8 ；所述第一音效處理晶片7用於對所述麥克風輸入4進行增益處理後疊加並進行二次增益後與除麥克風輸入4外的各路輸入再次疊加並增益，疊加後生成音頻信號A經音效處理後發送至所述第二音效處理晶片8 ;所述第二音效處理晶片8包括模擬開關9，用於將PC端經過音效卡處理後的音頻信號與所述音頻信號A合成音頻信號B後經所述模擬開關9選擇其走向；所述單片機3與所述模擬開關9電連接，用於控制音頻信號發送至音響輸出及控制所述模擬開關9選擇音頻信號的輸出。上述音頻處理單元2中的第一音效處理晶片7負責對多路麥克風輸入4的音頻各自經過一次運算放大調整增益後疊加再次進行二次運算放大調整增益，通過兩次放大增益處理後的麥克風輸入4音頻將噪音最大化削弱並控制在理想的範圍內，不僅將麥克風輸入4音頻最大化降噪，且同時達到理想的增益效果。而第二音效處理晶片8負責對已經達到理想增益且降噪過的麥克風輸入4音頻信號與樂器輸入5和其他外接音源接收的音頻信號進行第三次疊加增益處理生成音頻信號A，第二音效處理晶片8還負責將音頻信號A與PC機端音效卡15的輸出端輸出經過音效卡處理後分成左右聲道的音頻信號進行疊加增益處理後生成音頻信號B發送至模擬開關9，第三次疊加增益處理將所有的輸入音頻信號再次降噪並達到一致的增益放大效果後也發送至第二音效處理晶片8的模擬開關9，模擬開關9將接收到音頻信號A與音頻信號B後通過單片機3的控制，模擬開關9將選擇所需的音頻信號發送至錄音單元19進行錄音或發送播放音頻至PC機端音響輸出，錄音單元19通過模擬開關9的控制將能接受音頻信號A和音頻信號B，對應麥克風外部音源錄音和PC機端音源及麥克風外部音源合成錄音兩種錄音模式的選擇。經過音頻處理單元2進行特效音頻處理後的音頻信號能將輸出音頻最大化降噪且達到理想的增益，營造在KTV現場K歌的音樂特效。
[0035]如圖2本發明所述一種嵌入式數字音效處理裝置具體實施例中的增益電路10所示。在一具體的實施例中，所述第一音效處理晶片7包括增益電路10、第一加法器11和音效處理電路12，所述麥克風輸入4連接增益電路10後與第一加法器11電連接，所述第一加法器11與所述音效處理電路12電連接。其中，具體增益電路10的具體連接為運算放大器正電源端連接電源電壓，負電源端接地；電源電壓通過電阻R25和電容C83濾波後連接到運算放大器正電源端；運算放大器正電源端通過電阻R154和電阻R221分壓後經電容C201濾波再串聯電阻R155與運算放大器正相輸入端連接。所述麥克風輸入4的音頻信號經過電容C3進行一階濾波後通過電阻R163和電容C33後連接運算放大器的正相輸入端；運算放大器反相輸入端與信號輸出端之間分別並聯電阻R19和電容C162,運算放大反相輸入端連接電阻R26與電容C4後接地形成串聯電壓負反饋電路，通過調節電阻R19和電阻R26來調整各路所述麥克風輸入4的增益大小實現麥克風的第一次增益並削弱噪音。運算放大器的信號輸出端連接所述音效處理電路12，音頻信號進行音頻特效處理後連接所述第一加法器11的輸入端。
[0036]如圖3本發明一種嵌入式數字音效處理裝置具體實施例中的第一音效處理晶片的部分電路圖所示，具體的第一加法器11的電路連接為第一路麥克風輸入4經過第一次增益降噪處理及音效處理電路12後與電阻R164串聯，電阻R164之間並聯電容C12和電阻R29 ;第二路麥克風輸入4經過第一次增益降噪處理及音效處理電路12後與電阻R193串聯，電阻R193之間並聯電容C16和電阻R127。電阻R164與電阻R193串聯後與電阻R65連接，在經過電容C137進行二階濾波後連接第一加法器11的反相輸入端；第一加法器11的反相輸入端與信號輸出端之間分別並聯電容C136和電阻R28構成電壓負反饋電路。電路通過調節電阻R164、R193與電阻R28的阻值來實現麥克風疊加後的音頻信號的增益放大，實現麥克風輸入4的第二次增益放大降噪處理。
[0037]在一具體的實施例中，所述第二音效處理晶片8包括第二加法器13和第三加法器
14,所述第一音效處理晶片7的輸出端和除麥克風輸入4外的各路輸入分別與所述第二加法器13的輸入端電連接，所述第二加法器13的輸出端分別電連接所述模擬開關9的輸入端和第三加法器14的第一輸入端，所述第三加法器14的第二輸入端與所述PC機端音效卡15的輸出端電連接，所述第三加法器14的輸出端與所述模擬開關9的輸入端電連接；所述模擬開關9輸出端與PC機端音效卡15電連接。所述麥克風輸入4的音頻信號經過第一音效處理晶片7的處理後與樂器輸入5和其他外接音源輸入6 —起通過第二加法器13處理後輸出音頻信號A，音頻信號A分別發送至所述模擬開關9和第三加法器14的輸入端；第三加法器14將音頻信號A與從PC機端音效卡15中生成左右聲道的音頻信號疊加後進行相應的調整增益和降噪處理生成音頻信號B後發送至所述模擬開關9單元，通過單片機3的控制，選擇模擬開關9中的音頻信號A和音頻信號B的輸出。
[0038]在一具體的實施例中，所述單片機3分別與U轉串口 16、復位單元17和加密晶片18電連接。U轉串口 16用於實現調音參數由PC機端的軟體下發獲取；復位單元17用於監測MCU的工作電壓，當低於2.63V時，硬體系統能夠自行復位；加密晶片18與MCU通過I2C的總線相連，用於對軟體實現代碼的保護。通過所述單片機3的控制，配置有更多的功能以便人們選擇運用。
[0039]在一具體的實施例中，還包括錄音單元19，所述錄音單元19與所述模擬開關9電連接，用於提供包括麥克風外部音源合成錄音和麥克風外部音源與PC機端音源合成錄音。所述模擬開關9接收麥克風輸入4端音源合成音頻信號A和麥克風輸入4端音源與PC機端音源合成後的音頻信號B兩種音頻信號，通過單片機3的控制，可實現模擬開關9選擇性的輸出音頻信號至所述錄音單元19進行錄音，人們可根據自己的喜好選擇兩種不同的錄音效果進行收藏。
[0040]在一具體的實施例中，所述麥克風輸入4包括兩路或兩路以上接口。提供多路的麥克風輸入4埠能滿足人們實現多人同時K歌對唱的盡興需要，同時多路的麥克風輸入
4分別連接各自的一次增益電路10，分別進行第一增益降噪處理後再進行疊加進行第二次增益降噪處理，經過分別增益降噪後又一次疊加進行增益降噪，能最大化的削弱音頻噪音，且將麥克風輸入4音頻放大到理想的增益，即使是多人同時K歌的情況下也能很好的避免串音，噪音疊加等，保證良好的音頻效果。
[0041]在一具體的實施例中，所述嵌入式數字音效處理裝置還包括兩個或兩個以上外接耳機20接口。能夠通過耳機20直接將音頻信號傳遞至人們的耳朵，通過佩戴耳機20進行K歌讓人享受高保真音頻信號的立體聲環繞下震撼的現場演唱效果。
[0042]本發明區別與現有的居家K歌裝置體積龐大、聲音增益不夠大、輸入方式單一且錄音模式固定等導致居家K歌音效不佳不能盡情高歌的問題，本發明提供了一種嵌入式數字音效處理裝置，主要包括音頻輸入單元1、錄音單元19、音頻處理單元2和單片機3 ;音頻輸入單元I通過音頻處理單元2電連接，音頻處理晶片分別與單片機3和錄音單元19電連接。音頻輸入單元I包括麥克風輸入4、樂器輸入5和外接音源輸入6，用於接收音頻信號後發送至所述音頻處理單元2 ;音頻處理單元2包括電連接的第一音效處理晶片7和第二音效處理晶片8 ;第一音效處理晶片7用於對麥克風輸入4進行增益處理後疊加並進行二次增益後與除麥克風輸入4外的各路輸入再次疊加，疊加後生成音頻信號A經音效處理後發送至第二音效處理晶片8。各路的麥克風輸入4在經過各自的增益降噪處理後疊加再次進行增益音效處理，經過兩次的放大增益處理後，噪音被大大削弱，且能達到理想的增益，將噪聲控制在一定值內，而將所有的輸入音頻信號進行疊加增益處理後將增益調整到一致。第二音效處理晶片8包括模擬開關9，用於將PC端經過音效卡處理後的音頻信號與所述音頻信號A合成音頻信號B後發送至模擬開關9 ;模擬開關9接收音頻信號A和音頻信號B並控制輸出的音頻信號；單片機3用於控制輸出的信號發送至音響輸出及控制模擬開關9選擇信號發送至所述錄音單元19進行錄音。錄音單元19提供麥克風外部音源合成錄音模式和麥克風外部音源與PC機端音源合成錄音模式兩種，多種的輸入方式，提供人們更多的選擇，不僅可以多人同時進行K歌享受，還可以連接電吉他等樂器自助伴奏，增加K歌的樂趣。
[0043]以上所述僅為本發明的實施例，並非因此限制本發明的專利範圍，凡是利用本發明說明書及附圖內容所作的等效結構或等效流程變換，或直接或間接運用在其他相關的【技術領域】，均同理包括在本發明的專利保護範圍內。
【權利要求】
1.一種嵌入式數字音效處理裝置，其特徵在於，包括音頻輸入單元、音頻處理單元和單片機；所述音頻輸入單元與音頻處理單元電連接，所述音頻處理單元與所述單片機電連接; 所述音頻輸入單元包括麥克風輸入、樂器輸入和外接音源輸入，用於接收音頻信號後發送至所述音頻處理單元； 所述音頻處理單元包括電連接的第一音效處理晶片和第二音效處理晶片； 所述第一音效處理晶片用於對所述麥克風輸入進行增益處理後疊加並進行二次增益後與除麥克風輸入外的各路輸入再次疊加並增益，疊加後生成音頻信號A經音效處理後發送至所述第二音效處理晶片； 所述第二音效處理晶片包括模擬開關，用於將PC端經過音效卡處理後的音頻信號與所述音頻信號A合成音頻信號B後經所述模擬開關選擇其走向； 所述單片機與所述模擬開關電連接，用於控制音頻信號發送至音響輸出及控制所述模擬開關選擇音頻信號的輸出。
2.根據權利要求1所述的一種嵌入式數字音效處理裝置，其特徵在於，所述第一音效處理晶片包括增益電路、第一加法器和音效處理電路，所述麥克風輸入連接增益電路後與第一加法器電連接，所述第一加法器與所述音效處理電路電連接。
3.根據權利要求1所述的一種嵌入式數字音效處理裝置，其特徵在於，所述第二音效處理晶片還包括第二加法器和第三加法器，所述第一音效處理晶片的輸出端和除麥克風輸入端外的各路輸入分別與所述第二加法器的輸入端電連接，所述第二加法器的輸出端分別電連接所述模擬開關的輸入端和第三加法器的第一輸入端，所述第三加法器的第二輸入端與所述PC機端音效卡的輸出端電連接，所述第三加法器的輸出端與所述模擬開關的輸入端電連接；所述模擬開關輸出端與PC機端音效卡電連接。
4.根據權利要求1所述的一種嵌入式數字音效處理裝置，其特徵在於，所述單片機分別與U轉串口、復位單元和加密晶片電連接。
5.根據權利要求1所述的一種嵌入式數字音效處理裝置，其特徵在於，還包括錄音單元，所述錄音單元與所述模擬開關電連接，用於提供包括麥克風外部音源合成錄音和麥克風外部音源與PC機端音源合成錄音。
6.根據權利要求1所述的一種嵌入式數字音效處理裝置，其特徵在於，所述麥克風輸入包括兩路或兩路以上接口。
7.根據權利要求1所述的一種嵌入式數字音效處理裝置，其特徵在於，還包括兩個或兩個以上外接耳機接口。
【文檔編號】G05B19/042GK103744335SQ201410041230
【公開日】2014年4月23日 申請日期:2014年1月28日 優先權日:2014年1月28日
【發明者】林謀蘭, 邵未, 劉萬瑾, 江曉玲 申請人:福建海媚數碼科技有限公司