體傳導麥克風的製作方法
2023-05-31 02:46:31
體傳導麥克風的製作方法
【專利摘要】公開了一種體傳導麥克風,包括壓電電容、與所述壓電電容連接的定頻調幅電路以及與所述定頻調幅電路電連接的檢波電路；藉由所述壓電電容接觸人體特定部位，並隨同當人體發聲導致所述人體特定部位的振動而發生電容值改變，所述定頻調幅電路產生隨同所述壓電電容的電容值變化的音頻載波，所述載波經過所述檢波電路後轉換成音頻信號向外輸出。本發明體傳導麥克風能有效解決傳統空氣傳播式麥克風無法抗噪、磁動線圈式骨傳導磁動式麥克風體積無法小型化以及小尺寸壓電陶瓷片壓電效應頻響差導致聲音嚴重失真的問題。
【專利說明】體傳導麥克風
【技術領域】
[0001 ] 本發明涉及電子【技術領域】，尤其涉及一種體傳導麥克風。
【背景技術】
[0002]目前的麥克風主要由如下三種:
第一種:傳統的靠空氣傳播聲音的駐極體麥克風，該種產品在傳播聲音時會連帶外部的其他聲音一起傳送出去，所以無法抗噪。
[0003]第二種:麥克風為磁動線圈式骨傳導麥克風；該麥克風因為靠人體振動活動磁體而使內部線圈產生可變的電流而產生電信號，這樣就使麥克風無法做到小型化，導致無法適用在目前日益小型化的電子產品中；同時該種麥克風還要檢測到人體有明顯發聲振動的部位才能推動活動磁體所以主要應用在喉骨部位。
[0004]第三種:是直接靠壓電陶瓷的壓電效應使振動產生電信號的壓電式骨傳導麥克風；目前的壓電片要直徑20mm及以上尺寸的，它的頻率響應才能達到人體發聲頻率1K-5KHZ間，如果使用小尺寸的壓電片會導致聲音嚴重失真。
【發明內容】
[0005]本發明的多個方面提供一種體傳導麥克風，能有效解決傳統空氣傳播式麥克風無法抗噪、磁動線圈式骨傳導磁動式麥克風體積無法小型化以及小尺寸壓電陶瓷片壓電效應頻響差導致聲音嚴重失真的問題。
[0006]本發明提供了一種體傳導麥克風，包括壓電電容、與所述壓電電容電連接的定頻調幅電路以及與所述定頻調幅電路電連接的檢波電路；藉由所述壓電電容接觸人體特定部位，並隨同當人體發聲導致所述人體特定部位的振動而發生電容值改變，所述定頻調幅電路產生隨同所述壓電電容的電容值變化的帶音頻載波，所述載波經過所述檢波電路後轉換成音頻信號向外輸出。
[0007]作為上述方案的改進，所述定頻調幅電路和檢波電路的功能可分別由獨立的定頻調幅電路晶片和檢波電路晶片實現。
[0008]作為上述方案的改進，所述定頻調幅電路和檢波電路的功能由一個定頻調幅檢波IC共同實現。
[0009]作為上述方案的改進，當所述壓電電容沒有感應到人體特定部位振動時的電容值為500PF，此時所述定頻調幅檢波IC內部的所述定頻調幅電路對應輸出的是等幅4.3MHz的頻率，而所述檢波電路因無調幅信號而無音頻信號輸出；當所述壓電電容感應到人體特定部位有IKHz的輕微振動時，電容值變為5.6NF，此時所述定頻調幅電路輸出一個有IKHz的載波調幅信號，而所述檢波電路將這個IKHz的載波調幅信號解調出無失真的音頻信號輸出；依此同類隨著人體特定部位振動出不同頻率的音頻時，所述壓電電容的電容值相應變化，而所述定頻調幅檢波IC對應輸出無失真的不同頻率的音頻信號；當人體發聲導致所述人體特定部位產生的振動頻率在100Hz-5KHz變化時，所述壓電電容的電容值在560PF-28NF 間變化。
[0010]作為上述方案的改進，所述人體特定部位包括人體耳朵內部或者頭部接觸骨頭的部位。
[0011]作為上述方案的改進，所述壓電電容為壓電電容片，所述定頻調幅檢波IC加一些外圍阻容元件集成在一個PCBA內。
[0012]作為上述方案的改進，所述壓電電容片通過導線焊接到所述PCBA上，且所述壓電電容片和所述PCBA之間設有一海綿片。
[0013]作為上述方案的改進，所述PCBA上還設有引線以將所述定頻調幅檢波IC解調出來的音頻信號引到外部音頻設備。
[0014]作為上述方案的改進，所述壓電電容片、PCBA和海綿片均為圓片狀，使所述體傳導麥克風的體積為:
V=Ji* (D/2)2*H
其中，V為所述體傳導麥克風的體積；D為所述體傳導麥克風的直徑,優選為6.5mm ；H為所述體傳導麥克風的厚度，優選為2.1mm。
[0015] 作為上述方案的改進，所述PCBA包含上的所述外圍阻容元件包括第一電阻、第二電阻、第三電阻、第一電容和第二電容，所述定頻調幅檢波晶片的ADC輸入端分別通過所述第一電阻連接到所述壓電電容的一端，通過所述第二電阻連接到所述壓電電容的另一端，通過所述第三電阻連接直流電源，並通過所述第一電容接地；所述定頻調幅檢波晶片的接地端以及所述壓電電容的另一端均接地；所述定頻調幅檢波晶片的VCC端連接所述直流電源；所述定頻調幅檢波晶片的輸出端通過所述第二電容接地，所述定頻調幅檢波晶片的輸出端輸出帶音頻信號。
[0016]與現有技術相比，本發明公開的體傳導麥克風具有如下有益效果:
1、採用壓電片的電容靈敏可變效應結合定頻調幅檢波晶片，可以檢測到當人體發聲導致頭部輕微振動使壓電片的電容效應靈敏地改變，並使所述定頻調幅檢波晶片產生隨同所述壓電電容的電容值變化的音頻信號，從而解決了小型壓電片頻響差的問題；
2、本發明的體傳導麥克風體積可以做到直徑6.5mm*厚2.1mm ;這樣可以將麥克風隱藏在耳朵裡，或者頭部接觸骨頭的部位；同時也解決了聲音失真的問題；
3、只要通過與人體頭部接觸麥克風輕微震動來傳送聲音，是電子領域中早期應用在軍工的特種抗噪技術的改進；
4、體積小(直徑6.5mm, *厚2.1mm)、超低功耗(小於IMa)、高感應度和清晰度(輕輕接觸人體頭部硬骨或軟骨部位都可傳送清晰的語音)。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0017]圖1是本發明實施例中一種構成體傳導麥克風的定頻調幅檢波IC的原理示意圖；
圖2是圖1所示的體傳導麥克風的定頻調幅檢波晶片集合外圍元件的電路圖；
圖3是本發明實施例中一種體傳導麥克風的結構示意圖；
圖4是圖3所不的一種體傳導麥克風的另一結構不意圖；
圖5是本發明實施例中一種體傳導麥克風的分解示意圖。【具體實施方式】
[0018]下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬於本發明保護的範圍。
[0019]本發明實施例提供一種體傳導麥克風，該體傳導麥克風I包括壓電電容與所述壓電電容電連接的定頻調幅電路以及與所述定頻調幅電路電連接的檢波電路。優選的，在本實施例中，所述定頻調幅電路和檢波電路的功能由一個定頻調幅檢波IC共同實現。如圖1所示，為構成本實施例的定頻調幅檢波IC的原理示意圖。所述定頻調幅檢波IC內部包括與所述壓電電容I電連接的定頻調幅電路21以及與所述定頻調幅電路21電連接的檢波電路22 ;藉由所述壓電 電容I接觸人體特定部位(例如，人體耳朵內部或者頭部接觸骨頭的部位)，並隨同當人體發聲導致所述人體特定部位的振動而發生電容值改變，所述定頻調幅電路21產生隨同所述壓電電容的電容值變化的音頻載波，所述載波經過所述檢波電路22後轉換成音頻信號向外輸出。
[0020]具體的，如圖3~圖5所示，顯示了本發明實施例提供的一種體傳導麥克風的較佳結構，其中，上述壓電電容I為圓片狀的壓電電容片。上述定頻調幅電路21和所述檢波電路22均集成在一個PCBA2內，該PCBA2為圓片狀。所述壓電電容片I通過導線41焊接到所述PCBA2上，而所述PCBA2上還設有引線42以將所述定頻調幅檢波IC解調出來的音頻信號引到外部需要用到的音頻設備上。
[0021]優選的，在本實施例的壓電電容片I和PCBA2之間設有一海綿片3，用於防止當壓電電容片I和PCBA2貼緊時影響壓電電容片I的震動感應效果。
[0022]優選的，在本實施例中，所述壓電電容片I的直徑為6.5mm，厚度為0.1mm，所述PCBA2的直徑為6.5mm,厚度為1.0mm,所述海綿片3的直徑為6.5mm,厚度為1.0mm,從而使所述體傳導麥克風的體積為:
V=Ji* (D/2)2*H
其中，V為所述體傳導麥克風的體積；D為所述體傳導麥克風的直徑,優選為6.5mm ；H為所述體傳導麥克風的厚度，優選為2.1mm。
[0023]優選的，參考圖2，本發明的體傳導麥克風的PCBA2上包括定頻調幅檢波晶片U1、第一電阻R1、第二電阻R2、第三電阻R3、第一電容Cl和第二電容C2，所述定頻調幅檢波晶片Ul的ADC輸入端分別通過所述第一電阻Rl連接到所述壓電電容I的一端，通過所述第二電阻R2連接到所述壓電電容I的另一端，通過所述第三電阻R3連接直流電源VCC，並通過所述第一電容Cl接地GND ;所述定頻調幅晶片Ul的接地端GND以及所述壓電電容I的另一端均接地GND ;所述定頻調幅檢波晶片Ul的VCC端連接所述直流電源VCC ;所述定頻調幅檢波晶片Ul的輸出端OUT通過所述第二電容C2接地，所述定頻調幅檢波晶片Ul的輸出端音頻信號。其中，所述第一電容Cl和第二電容C2為除幹擾電容，主要用來濾除外部高頻幹擾。本實施例的定頻調幅檢波晶片Ul優選為型號FM368的IC集成定頻調幅檢波晶片。
[0024]結合圖f圖5，本發明的體傳導麥克風的工作原理如下:
通過壓電電容片I接觸人體耳朵內部或頭部骨頭，並根據人體耳朵內部或頭部骨頭的振動而使電容值發生改變，電容值的改變使與所述壓電電容片I連接的定頻調幅電路21的頻率不變、振幅改變，從而產生帶有音頻的載波，並輸出給所述檢波電路22，載波經過所述檢波電路22後轉換成聲波並通過引線42輸出給外部需要用到的音頻設備中。例如，當壓電電容片I沒有感應到輕微振動時壓電片的容量是500PF，這時定頻調幅電路21輸出的是等幅4.3MHz的頻率，而檢波電路22此時因無調幅彳目號而無首頻/[目號輸出；當壓電電容片I接觸IKHz的輕微振動時，壓電電容量變為5.6NF，此時定頻調幅電路21輸出一個有IKHz的載波調幅信號，而檢波電路22將這個IKHz的載波調解出對應的聲波輸出。依次的，當人體發聲導致所述人體特定部位產生的振動頻率在100Hz-5KHz變化時，壓電電容片I容量將在560PF-28NF間變化，此時定頻調幅電路21將產生隨此變化的音頻載波，而檢波電路22將載波檢出後輸出。
[0025]綜上所述，與現有技術相比，本發明公開的體傳導麥克風具有如下有益效果:
1、採用壓電片的電容靈敏可變效應結合定頻調幅電路，可以檢測到當人體發聲導致頭部輕微振動使壓電片的電容效應靈敏地改變，並使所述定頻調幅電路產生隨同所述壓電電容的電容值變化的帶音頻載波，從而解決了小型壓電片頻響差的問題；
2、本發明的體傳導麥克風體積可以做到直徑6.5mm*厚2.1mm ;這樣可以將麥克風隱藏在耳朵裡，或者頭部接觸骨頭的部位；同時也解決了聲音失真的問題；
3、只要通過與人體頭部接觸麥克風輕微震動來傳送聲音，是電子領域中早期應用在軍工的特種抗噪技術的改進；
4、體積小(直徑6.5mm, *厚2.1mm)、超低功耗(小於IMa)、高感應度和清晰度(輕輕接觸人體頭部硬骨或軟骨部位都可傳送清晰的語音)。
[0026]鑑於上述優點，本發明的體傳導麥克風可以應用到目前市面上很多超小型的傳聲電子產品上，如:藍牙耳機、智慧型手機等；這樣的話用戶在戶外等噪聲大環境下可以使對方能夠清晰地聽到你的聲音屏蔽掉外部的所有雜音；從而解決了在超市、菜市場、馬路上、騎(開)車等噪聲大的環境下正常跟對方通話的問題。
[0027]以上所述是本發明的優選實施方式，應當指出，對於本【技術領域】的普通技術人員來說，在不脫離本發明原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也視為本發明的保護範圍。
【權利要求】
1.一種體傳導麥克風，其特徵在於，包括壓電電容、與所述壓電電容連接的定頻調幅電路以及與所述定頻調幅電路電連接的檢波電路；藉由所述壓電電容接觸人體特定部位，並隨同當人體發聲導致所述人體特定部位的振動而發生電容值改變，所述定頻調幅電路產生隨同所述壓電電容的電容值變化的音頻載波，所述載波經過所述檢波電路後轉換成音頻信號向外輸出。
2.如權利要求1所述的體傳導麥克風，其特徵在於，所述定頻調幅電路和檢波電路的功能可分別由獨立的定頻調幅電路晶片和檢波電路晶片實現。
3.如權利要求1所述的體傳導麥克風，其特徵在於，所述定頻調幅電路和檢波電路的功能由一個定頻調幅檢波IC共同實現。
4.如權利要求3所述的體傳導麥克風，其特徵在於，當所述壓電電容沒有感應到人體特定部位振動時的電容值為500PF，此時所述定頻調幅檢波IC內部的所述定頻調幅電路對應輸出的是等幅4.3MHz的頻率，而所述檢波電路因無調幅信號而無音頻信號輸出；當所述壓電電容感應到人體特定部位有IKHz的輕微振動時，電容值變為5.6NF，此時所述定頻調幅電路輸出一個有IKHz的載波調幅信號，而所述檢波電路將這個IKHz的載波調幅信號解調出無失真的音頻信號輸出；依此同類隨著人體特定部位振動出不同頻率的音頻時，所述壓電電容的電容值相應變化，而所述定頻調幅檢波IC對應輸出無失真的不同頻率的音頻信號；當人體發聲導致所述人體特定部位產生的振動頻率在100Hz-5KHz變化時，所述壓電電容的電容值在560PF-28NF間變化。
5.如權利要求1所述的體傳導麥克風，其特徵在於，所述人體特定部位包括人體耳朵內部或者頭部接觸骨頭的部位。
6.如權利要求3所述的體傳導麥克風，其特徵在於，所述壓電電容為壓電電容片，所述定頻調幅檢波IC加一些外圍阻容元件集成在一個PCBA內。
7.如權利要求6所述的體傳導麥克風，其特徵在於，所述壓電電容片通過導線焊接到所述PCBA上，且所述壓電電容片和所述PCBA之間設有一海綿片。
8.如權利要求6所述的體傳導麥克風，其特徵在於，所述PCBA上還設有引線以將所述定頻調幅檢波IC解調出來的音頻信號引到外部音頻設備。
9.如權利要求7所述的體傳導麥克風，其特徵在於，所述壓電電容片、PCBA和海綿片均為圓片狀，使所述體傳導麥克風的體積為:
V=Ji* (D/2)2*H 其中，V為所述體傳導麥克風的體積；D為所述體傳導麥克風的直徑,優選為6.5mm ；H為所述體傳導麥克風的厚度，優選為2.1mm。
10.如權利要求7所述的體傳導麥克風，其特徵在於，所述PCBA上的所述外圍阻容元件包括第一電阻、第二電阻、第三電阻、第一電容和第二電容，所述定頻調幅檢波IC的ADC輸入端分別通過所述第一電阻連接到所述壓電電容的一端，通過所述第二電阻連接到所述壓電電容的另一端，通過所述第三電阻連接直流電源，並通過所述第一電容接地；所述定頻調幅檢波晶片的接地端以及所述壓電電容的另一端均接地；所述定頻調幅檢波IC的VCC端連接所述直流電源；所述定頻調幅檢波IC的輸出端通過所述第二電容接地，所述定頻調幅檢波IC的輸出端以輸出音頻信號。
【文檔編號】H04R19/04GK103929703SQ201410176548
【公開日】2014年7月16日 申請日期:2014年4月29日 優先權日:2014年4月29日
【發明者】賴少兵 申請人:廣州由我電子科技有限公司