一種混音裝置製造方法
2023-06-02 13:49:01 3
一種混音裝置製造方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種混音裝置，包括混音器和耳機單元；混音器包括：音頻輸入插座、聲道模擬加法器、聲道功放電路、音頻編解碼電路、微處理器、音量調節按鈕、耳機單元插座、電源穩壓電路；音頻輸入插座、聲道模擬加法器、聲道功放電路、耳機單元插座依次連接；音量調節按鈕、微處理器、音頻編解碼電路依次連接，音頻編解碼電路與聲道模擬加法器、耳機單元插座連接；電源穩壓電路提供電源；耳機單元外殼上設有送音孔與受音孔，內部安裝MEMS麥克風及微型揚聲器，MEMS麥克風及微型揚聲器與連接插座連接，內部空餘空間填充隔音棉；混音器與耳機單元連接。本實用新型的有益效果在於：可根據需求調節混音效果，可以作為對講機附件、助聽器使用。
【專利說明】一種混音裝置
【技術領域】
[0001 ] 本實用新型涉及一種混音裝置。
【背景技術】
[0002]當人們戴上耳機聽音樂或看影視娛樂節目時，通常情況下外界的聲音會被掩蓋，這樣就不能及時聽到周圍人的講話或環境聲響。儘管優質耳機的使用可以不影響別人，但同時也失去同別人的語言溝通；而如果不使用耳機，播放的音樂又會影響到別人。在使用對講機的場合，對講機傳來的夥伴的聲音不僅為使用者聽到，也為其他無關的人聽到，對於其他人是噪音，而且夥伴的發言也無法保密；如果使用耳機連接對講機，則對講機使用者又不能及時發現周圍的異常。
實用新型內容
[0003]本實用新型為克服上述的不足之處，目的在於提供一種同時接收外部音頻與環境聲音信號且保證接收信息的保密性與獨立性的混音裝置。
[0004]實用新型是通過以下技術方案達到上述目的:一種混音裝置，包括混音器和耳機單元；所述混音器包括:音頻輸入插座、聲道模擬加法器、聲道功放電路、音頻編解碼電路、微處理器、音量調節按鈕、耳機單元插座、電源穩壓電路；音頻輸入插座與聲道模擬加法器連接，聲道模擬加法器與聲道功放電路連接，聲道功放電路與耳機單元插座連接；音量調節按鈕與微處理器連接，微處理器同音頻編解碼電路連接並輸出控制信號，音頻編解碼電路與聲道模擬加法器、耳機單元插座連接；電源穩壓電路提供電源；所述耳機單元包括外殼、連接插座、MEM麥克風、微型揚聲器、隔音棉、受音孔、送音孔；外殼上部設有送音孔,下部設有受音孔，內部安裝MEMS麥克風及微型揚聲器，MEMS麥克風及微型揚聲器與連接插座連接，外殼內部空餘空間填充有隔音棉；耳機單元內的微型揚聲器及MEMS麥克風分別通過連接插座連接到混音器的耳機單元插座。
[0005]作為優選，所述混音器中的聲道模擬加法器包括左聲道模擬加法器、右聲道加法模擬器，聲道功放電路包括左聲道功放電路、右功放聲道電路，耳機單元插座包括左耳機單元插座、右耳機單元插座；左聲道信號經過左聲道模擬加法器、左聲道功放電路到左耳機單元插座；右聲道信經過右聲道模擬加法器、右聲道功放電路到右耳機單元插座。
[0006]作為優選，所述耳機單元外殼採用耳罩外形，送孔音朝向耳道方向，受孔音朝向外部環境。
[0007]作為優選，所述混音器連接外部音頻，通過音量調節按鈕調節外部音頻與環境聲音信號的音量比例。
[0008]作為優選，所述混音器可不連接外部音頻，通過耳機單元的MEMS麥克風採集環境聲音信號。
[0009]本實用新型的有益效果在於:1、本實用新型採用專門設計的混音器和耳機單元，在接收外部音頻信號時同時接收環境聲音信號，調節音量調節按鈕改變環境聲音信號與外部音頻信號的信息強弱比，滿足不同人的混音要求，靈活度高；2、本實用新型裝置可以連接對講機，將對講機的音頻輸出連接到本裝置，則即可以聽到同伴的聲音，又可以聽到環境的聲音，同時不會影響其他人或被其他人聽到對講內容；3、本實用新型在不接受外部音頻信號情況下，可以作為助聽器使用=MEMS麥克風採集環境聲音信號，對於聽力不好的人來說，可以使用混音器的音量調節開關放大到合適的音量，從而起到助聽的作用；4、本實用新型可以作為常規的耳機使用，卻優於常規耳機的功能，有助於保護聽力。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0010]圖1是本實用新型的結構示意圖；
[0011]圖2是混音器的結構示意圖；
[0012]圖3是耳機單元的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0013]下面結合具體實施例對本實用新型進行進一步描述，但本實用新型的保護範圍並不僅限於此:
[0014]實施例1:如圖1所示，一種混音裝置，包括一個專門設計的混音器和一對特殊的耳機單兀。外部音頻輸出設備將外部音頻信號輸入混音器，混音器輸出左聲道音頻及左麥克風激勵到左耳機單元，左耳機單元的左麥克風信號傳輸至混音器；混音器輸出右聲道音頻及右麥克風激勵到右耳機單元，右耳機單元的右麥克風信號傳輸至混音器.
[0015]如圖2所示，混音器包括:音頻輸入插座、聲道模擬加法器、聲道功放電路、音頻編解碼電路、微處理器電路、音量調節按鈕、耳機單元插座、電源穩壓電路；音頻輸入插座與聲道模擬加法器連接，聲道模擬加法器與聲道功放電路連接，聲道功放電路與耳機單元插座連接；音量調節按鈕與微處理器連接，微處理器同音頻編解碼電路連接並輸出控制信號，音頻編解碼電路與聲道模擬加法器、耳機單元插座連接；電源穩壓電路提供電源。音頻輸入插座、聲道模擬加法器、聲道功放電路、音頻編解碼電路、微處理器、音量調節按鈕、耳機單元插座、電源穩壓電路安裝在PCB上，因而成為一個PCB組件。通過適當的布線，PCB可以做到80mmX80mmX 15mm以內，方便攜帶。PCB採用FR4類型，1.6mm厚度的環氧樹脂板材,雙面布線並放置元件。
[0016]機殼為鋁合金或塑料外殼，用於安裝內部的PCB組件。
[0017]電源穩壓電路連接到外部電源適配器或電池，生成±5V及3.3V電壓，為PCB上其他電路供電。
[0018]音頻輸入插座連接外部音頻播放設備，獲得左右聲道信號，可選用通用的音頻插座。
[0019]耳機單元插座可用普通2.54mm針距的6針接插件。
[0020]音頻編解碼電路由CS4272編解碼晶片、由0PA2277精密雙運放組成的話筒信號調理電路、由0PA2277精密雙運放組成的差分變單端電路組成，用於對麥克風信號進行數字去噪，同時受MCU控制進行話筒音量調節。CS4272為低噪聲、高動態範圍的音頻編解碼晶片，內部包括2個ADC和2個DAC，可同時對左、右聲道進行採樣，可同時輸出左、右聲道音頻信號。它可對2個麥克風信號分別進行數位化後以IIS規範輸出數位訊號，也可運行在環回模式，即:把數位化後的信號經過數字音量控制、ATAPI混音處理後送到DAC，DAC輸出經過開關電容濾波器濾波平滑後輸出模擬音頻信號。0PA2277精密雙運放組成的麥克風信號調理電路是模擬同相跟隨器形式的信號緩衝電路，用來消除信號線的阻抗影響並濾去高頻噪聲。0PA2277組成的減法電路把CS4272內部的DAC的差分輸出音頻信號變為單端信號。音頻編解碼電路中的主晶片CS4272通過IIC總線連接到MCU的IIC接口電路。MCU通過IIC對CS4272內部的寄存器進行編程，從而控制CS4272的工作模式和輸出音量。在混音器工作時，CS4272被MCU設置為環回模式，這樣分別來自左耳機單元插座和右耳機單元插座上的左麥克風信號、右麥克風信號就被變成去噪並且可以控制音量(即幅度)的左右兩路音頻信號。
[0021]聲道模擬加法器包括左聲道模擬加法器和右聲道模擬加法器,左聲道模擬加法器和右聲道模擬加法器電路完全相同，都是由0PA2277精密雙運放組成的2輸入模擬加法電路。實施時雙運放中一個運放同精密電阻構成加法器，另一個對加法結果進行同向跟隨，以緩衝號。
[0022]聲道功放電路包括左聲道功放電路和右聲道功放電路,左聲道功放電路和右聲道功放電路是完全相同的電路結構，採用LM386集成功率放大晶片及必要的外接電阻和電容實現。
[0023]微處理器通過IIC接口連接到音頻編解碼電路，通過1連接到音量調節按鈕。
[0024]微處理器由MCU及必要的復位電路組成。MCU的最低要求為:8位CPU，有4KBFLASH存儲器，256B RAM，I個SPI接口、I個IIC接口及8個通用1 口，比如C8051F352 MCU就完全可以。MCU內部的FLASH存儲器燒寫有嵌入式軟體，該軟體設置編解碼電路的工作模式為環回模式，然後監視用戶按鈕輸入並據以控制編解碼電路進行話筒音量調節。
[0025]音量控制按鈕由音量增加按鈕、音量減少按鈕及靜音按鈕3個按鈕組成，分別連接到MCU的3個1 口，作為用戶控制話筒音量的接口。
[0026]當運動應用時，需要隨身攜帶，則採用電池為混音器供電；當在固定位置應用時，以IlOV或220V交流電經過5V電源適配器後獲得的5V直流電為混音器供電。
[0027]混音器總的工作過程概述:來自左右耳機單元插座上的左右麥克風信號，經過編解碼電路處理後得到音量可控的左右聲道音頻信號，同音頻設備輸入的左右聲道信號分別通過左聲道模擬加法器、右聲道模擬加法器相加，得到左右兩路混音信號；這兩路混音信號分別經過左聲道功放電路、右聲道功放電路放大後輸出到左耳機單元、右耳機單元。MCU定時掃描按鈕輸入，並據以控制話筒信號的輸出音量。
[0028]如圖3所示，耳機單元包括外殼、連接插座、MEMS麥克風、微型揚聲器、隔音棉、受音孔、送音孔；外殼上部設有送音孔，下部設有受音孔，內部安裝MEMS麥克風及微型揚聲器，MEMS麥克風及微型揚聲器與連接插座連接，外殼內部空餘空間填充有隔音棉。
[0029]耳機單元連接插座可用普通2.54mm針距的6針接插件。
[0030]外殼採用通用的耳罩外形，上面有受音孔和送音孔，用普通塑料製作，內部安裝微型麥克風及微型揚聲器後的空餘空間填充隔音棉。揚聲器朝向送音孔，麥克風朝向受音孔。讓麥克風位於耳機單元處，是為了使採集的音頻信號最接近人耳直接聽到的聲音。
[0031]MEMS麥克風採用ST半導體公司的MEMS (微機電系統)麥克風MP23AB02B，它具有小尺寸(3.35mm x 2.5mm x 0.98mm)、高音質、高可靠性和穩定性,它焊接在PCB上後固定在外殼上，固定時需注意使其受音面正對耳罩的受音孔以更好收集聲音。
[0032]微型揚聲器選用0.25W，外徑10mm，阻抗16-150歐姆的耳機喇叭，喇叭正面要正對耳罩上的送音孔。
[0033]耳機單元內的微型揚聲器及MEMS麥克風分別通過導線連接到耳機單元連接插座，單元連接插座再通過導線連接到混音器的對應插座。
[0034]當戴上耳機單元時，耳罩會使得送音孔朝向耳道，而受音孔朝向外部環境。
[0035]混音器接入左右耳機單兀的MEMS麥克風拾取的環境聲音信號及音頻設備輸出的音頻信號，對二者相加後再經過功率放大後輸出到揚聲器，這樣揚聲器的輸出就包括音頻設備輸出的信號和環境聲音信號。混音器對環境聲音可以進行音量調節以及靜音控制，從而改變揚聲器輸出的聲音中兩種信號的強弱比例。混音器由體積不大的電子元器件組成，體積可以很小；如果在運動的場合可以由電池供電以方便攜帶，當使用在固定的場合時也可以由電源適配器供電。
[0036]當使用對講機或類似場合，可以攜帶混音器及耳機單元，把對講機的輸出通過音頻線纜連接到混音器，再戴上耳機單元。這樣既可以聽到對講機系統中其他人的聲音，又可以聽到環境聲音，同時對講機系統的語音通話不會為無關的人聽到。當對講機系統的語音需要特別注意時，降低麥克風信號的音量或使其靜音；當外部語音需要予以特別注意時，使用對講機自身的音量調節功能降低對講機的音量同時使用混音器的音量調節按鈕調高麥克風音量；當二者都需要關注時，分別調節對講機系統的語音音量(使用對講機系統自身的音量調節功能)及麥克風音量到合適比例。
[0037]在其他場合如欣賞影音節目又需要關注外部聲響的情況下，採用上述說明的方法使用即可，只是上述的對講機信號在這裡變為影音節目的音頻信號而已。
[0038]如果不接入外部音頻，那麼使用此種裝置時，聽到的就只有通過左右耳機單元的MEMS話筒採集到的環境聲音。對於聽力不好的人來說，可以使用混音器的音量調節開關放大到合適的音量，從而起到助聽器的作用。
[0039]如果用戶調節麥克風音量為靜音方式，則此裝置如同常規的耳機，然優於常規耳機。這是因為耳機單元的隔音設計，環境聲響的影響被屏蔽，因此即使輸入的音頻音量較小也可以聽得很清楚，這有助於保護人的聽力。
[0040]以上的所述乃是本實用新型的具體實施例及所運用的技術原理，若依本實用新型的構想所作的改變，其所產生的功能作用仍未超出說明書及附圖所涵蓋的精神時，仍應屬本實用新型的保護範圍。
【權利要求】
1.一種混音裝置，其特徵在於包括混音器和耳機單元； 所述混音器包括:音頻輸入插座、聲道模擬加法器、聲道功放電路、音頻編解碼電路、微處理器、音量調節按鈕、耳機單元插座、電源穩壓電路；音頻輸入插座與聲道模擬加法器連接，聲道模擬加法器與聲道功放電路連接，聲道功放電路與耳機單元插座連接；音量調節按鈕與微處理器連接，微處理器同音頻編解碼電路連接並輸出控制信號，音頻編解碼電路與聲道模擬加法器、耳機單元插座連接；電源穩壓電路提供電源； 所述耳機單兀包括外殼、連接插座、MEMS麥克風、微型揚聲器、隔音棉、受音孔、送音孔；外殼上部設有送音孔，下部設有受音孔，內部安裝MEMS麥克風及微型揚聲器，MEMS麥克風及微型揚聲器與連接插座連接，外殼內部空餘空間填充有隔音棉； 耳機單元內的微型揚聲器及MEMS麥克風分別通過連接插座連接到混音器的耳機單元插座。
2.根據權利要求1所述的一種混音裝置，其特徵在於，所述混音器中的聲道模擬加法器包括左聲道模擬加法器、右聲道加法模擬器，聲道功放電路包括左聲道功放電路、右功放聲道電路，耳機單元插座包括左耳機單元插座、右耳機單元插座；左聲道信經過左聲道模擬加法器、左聲道功放電路到左耳機單元插座；右聲道信經過右聲道模擬加法器、右聲道功放電路到右耳機單元插座。
3.根據權利要求1所述的一種混音裝置，其特徵在於，所述耳機單元外殼採用耳罩外形，送孔音朝向耳道方向，受孔音朝向外部環境。
4.根據權利要求1所述的一種混音裝置，其特徵在於，所述混音器連接外部音頻，通過音量調節按鈕調節外部音頻與環境聲音信號的音量比例。
5.根據權利要求1所述的一種混音裝置，其特徵在於，所述混音器不連接外部音頻，通過耳機單元的MEMS麥克風採集環境聲音信號。
【文檔編號】H04R3/00GK204090127SQ201420569509
【公開日】2015年1月7日 申請日期:2014年9月29日 優先權日:2014年9月29日
【發明者】薛宏, 張標標 申請人:浙江銀江研究院有限公司