專利名稱：：一種數(shù)碼音箱的制作方法
技術(shù)領域：
：本實用新型涉及一種音響，尤其涉及一種數(shù)碼音箱，廣泛應用于家庭音響、網(wǎng)絡電話會議、網(wǎng)絡游戲及線上遠程教育。
背景技術(shù)：
：隨著人民生活水平的提高，許多人特別是音響發(fā)燒友們對音頻功率放大器能否完美不失真的還原聲音的要求近于苛刻。模擬的功放經(jīng)過幾十年發(fā)展，技術(shù)已相當成熟，在這方面幾乎到了極限，并且音質(zhì)遠不如數(shù)字式，所以高效率、低失真的數(shù)字功放將取而代之。然而目前國內(nèi)生產(chǎn)的數(shù)碼音箱只能適應于作為一般重放音樂的作用，在電腦應用方面，由于存在很大回聲及噪音而無法應用于網(wǎng)絡直接通訊。因而失去了PC行業(yè)的巨大商機。同時隨著市場競爭日趨激烈，人們?nèi)找嬖鲩L的信息需求，如車載免提、網(wǎng)上遠程教學，網(wǎng)絡學習與企業(yè)線上訓練等已越來越多地被人們應用到生活和工作中，這些應用都需要一套高質(zhì)量的音響系統(tǒng)，將從遠端傳輸來的語音重現(xiàn)或?qū)Ⅺ溈孙L拾取的語音發(fā)送到接收方。而目前國內(nèi)外所用于網(wǎng)絡或電話的通話免提設備，都存在回聲大、嘯叫聲、噪音大的缺陷，無法滿足上述場合的要求。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型的主要目的就是為了解決現(xiàn)有技術(shù)的噪音、回聲及側(cè)音大的缺點，提供一種數(shù)碼音箱，使在接收遠端傳來的語音時能夠消除噪音、通話回聲及側(cè)音，能夠適用于電腦應用、電話會議或網(wǎng)絡教學等方面的語音播放。本實用新型的次要目的是提供一種數(shù)碼音箱，使在將語音傳輸出去時能夠消除噪音、通話回聲及側(cè)音。為實現(xiàn)上述目的，本實用新型提出了一種數(shù)碼音箱，包括音頻信號輸入電路、功放電路和用于播放聲音的揚聲器，還包括用于對輸入的音頻信號進行消除噪音、通話回音及側(cè)音的模塊U7，所述模塊U7的音頻信號輸入端連接音頻信號輸入電路的輸出端，所述模塊U7的音頻信號輸出端連接功放電路的輸入端，所述功放電路的輸出端連接揚聲器。為了使消除噪音和通話回聲及側(cè)音的效果更好，在將麥克風拾取的信號傳輸出去時就進行消除噪音和回聲及側(cè)音的處理，所以本實用新型還包括麥克風信號輸入電路和麥克風信號輸出電路，所述麥克風信號輸入電路和模塊U7的麥克風信號輸入腳相連，模塊U7的麥克風信號輸出腳輸出至麥克風信號輸出電路。所述消除噪音和回音及側(cè)音模塊U7為集成電路FM1073。如圖2、3所示，集成電路FM1073用于對從遠端輸入的音頻信號和從麥克風輸入的聲音信號進行如下處理麥克風拾取的語音信號(近端的話音和遠端的話音在揚聲器中回放出由麥克風耦合而成的回聲)以差分輸入的形式進入，放大后經(jīng)半雙工檢測，高通濾波器和預加重處理以后，模數(shù)轉(zhuǎn)換成16位的語音數(shù)據(jù)，通過麥克風增益調(diào)整后進行噪聲抑制處理和回聲消除，并與線路輸入的信號比較，去除，得到近端的話音數(shù)據(jù)；然后進行快速傅立葉變換和反變換，在頻域再次進行回聲消除處理；最后進行麥克風音量控制，去加重濾波(即去除不需要的信號)和數(shù)模轉(zhuǎn)換后將信號從線路輸出端差分單端輸出。遠端的音頻信號從線路輸入端單端或差分輸入，經(jīng)高通濾波和預加重，模數(shù)轉(zhuǎn)換處理后變成16位語音數(shù)據(jù)，經(jīng)消側(cè)音處理后分成兩路數(shù)據(jù)，一路送回聲消除處理，另一路經(jīng)數(shù)模轉(zhuǎn)換后放大和加重處理，從揚聲器輸出端差分輸出，送數(shù)字功率放大器放大，推動揚聲器發(fā)聲。集成電路FM1073中的濾波模塊包括半雙工檢測、高通濾波器和預加重濾波器。所以本實用新型的有益效果是1)通過采用自適應步長子帶非線形濾波器技術(shù)(Adaptivestepsizesub-bandnon-linearfilter(AS3NLF)technology)矩陣麥克風波束匯集噪聲壓制通道控制(AMBINchannelcontrol)、可調(diào)整抑制因子快速濾波器(Adjustablesuppressionfactorpostfilter)、原噪聲平滑技術(shù)(Non-artificialnoisesmoothe)、振動傳感器(Vibrationsensor)和數(shù)字功放組合為一體，其中利用集成電路FM1073對從遠端輸入的信號進行消噪音、消側(cè)音和消回聲處理后，使該數(shù)碼音箱在播放時噪音和回聲大大降低。2)通過利用集成電路FM1073對從麥克風輸入的信號進行消噪音、消回聲和去加重濾波處理后，該數(shù)碼音箱在對免提的系統(tǒng)遠距離拾取語音的情況下，使語音在發(fā)送出去的時候已進行雜音信號濾除和回聲消除處理，以便于接收方能夠接收到高質(zhì)量的語音信號，即使雙方在免提情況下，也能有效消除通話回音。所以本實用新型能夠應用于高保真家庭影院、PC網(wǎng)絡直接通訊和電話會議。本實用新型的特征及優(yōu)點將通過實施例結(jié)合附圖進行詳細說明。圖1表示本實用新型的原理方框圖；圖2表示本實用新型集成電路FM1073的模塊原理圖；圖3表示本實用新型集成電路FM1073中的濾波器模塊原理圖圖4表示本實用新型集成電路FM1073的結(jié)構(gòu)圖；圖5表示本實用新型的第一實施例的電路圖；圖6表示本實用新型的第二實施例的方框圖；圖7a表示本實用新型的參數(shù)調(diào)試流程圖之一；圖7b表示本實用新型的參數(shù)調(diào)試流程圖之二。具體實施方式如圖1所示為本實用新型的方框圖，包括線路輸入到揚聲器輸出和麥克風輸入到線路輸出。由線路輸入的音頻信號順序通過音頻信號輸入電路、消除噪音和回音模塊U7和功放電路，最后輸出到揚聲器；由麥克風輸入的聲音信號順序通過麥克風信號輸入電路、模塊U7和麥克風信號輸出電路。所述模塊U7為集成電路FM1073。所述模塊U7也可以是包含有降噪和消除回聲等功能的其他模塊。如圖4所示為集成電路FM1073的結(jié)構(gòu)圖，包括16位數(shù)字信號處理模塊、相當于86MIPS的DSP聲音處理引擎、4通道模數(shù)轉(zhuǎn)換、2通道數(shù)模轉(zhuǎn)換、含DSP固件的40KBROM和16KBRAM。具有三個麥克風輸入，雙差分線路輸入，線路輸出和揚聲器輸出。集成電路FM1073具有8K/11K取樣速率，支持120-3400Hz/165-4500Hz帶寬，信噪比達78dB，減小射頻干擾和白噪聲。可編程增益輸入輸出放大器，適應不同靈敏度麥克風，線路輸入輸出電平。噪聲壓制達18dB，可適用于嘈雜的汽車環(huán)境。非線性回聲消除，適合于小型喇叭大功率時的過載。全雙工時回聲消除達52dB(1麥克風)，65(2麥克風)，提供清晰的語音。側(cè)音消除35dB。麥克風和揚聲器32級數(shù)字音量控制-12-+18dB。缺省工作/外掛EEPROM(參數(shù)再編程)/SHI或UART微處理器控制三種工作方式。CHI總線支持μ-Law和線性PCM模式，靈活與數(shù)字通信設備接口。在實際應用時可根據(jù)應用的情況不連接麥克風或連接合適數(shù)量的麥克風。如圖5所示為本實用新型的第一實施例，所述音頻信號輸入電路包括順序相連的音頻模擬信號輸入接口和低通濾波器，所述低通濾波器的輸出端與所述模塊U7的音頻信號輸入端連接；所述麥克風信號輸出電路為麥克風信號模擬輸出電路。所述模塊U7為集成電路FM1073，所述數(shù)碼音響的麥克風MICO拾取信號經(jīng)第十九電阻R19、第十二電容C12組成的低通濾波后從集成電路FM1073第37腳進入內(nèi)部麥克風波束匯集噪聲壓制通道控制器，經(jīng)濾波、降噪、消回聲及側(cè)音處理后，經(jīng)集成電路FM1073的第47腳Line-OUT進入PCMIC-IN發(fā)送出去；同理，從PC網(wǎng)絡或電話線傳送來的信號經(jīng)第四十五電阻R45、第二十七電容C27低通濾波，經(jīng)第二十五電容C25、第二十九電容C29偶合到集成電路FM1073第43、44腳，經(jīng)內(nèi)部低通濾波、預加重、消側(cè)音、消回聲，去加重濾波處理后，由集成電路FM1073的第1、2腳輸出，分別進入第十電容C10偶合到功率放大器U12第5、3腳，然后從功率放大器U12第1、7腳輸出推動揚聲器LS1、LS2實現(xiàn)電聲信號轉(zhuǎn)換。應用時，分別插到PCSPK-OUT音頻輸出接口與MIC-IN接口，從而可以實現(xiàn)降噪消回聲，遠距離拾取信號的網(wǎng)上免提通話。如圖6所示為本實用新型的第二實施例，與第一實施例不同的是所述音頻信號輸入電路包括順序相連的音頻數(shù)字信號輸入接口和音頻數(shù)字信號處理電路，所述音頻數(shù)字信號處理電路與所述集成電路FM1073相連；所述麥克風信號輸出電路為麥克風信號數(shù)字輸出電路，所述集成電路FM1073的麥克風信號輸出腳與音頻數(shù)字信號處理電路相連，經(jīng)音頻數(shù)字信號處理電路處理后輸出至麥克風信號數(shù)字輸出電路。鑒于USB接口的廣泛、便利地使用，將所述音頻數(shù)字信號輸入接口和所述麥克風信號數(shù)字輸出電路設計為USB接口，所述音頻數(shù)字信號處理電路為集成電路CM108，其音頻數(shù)字信號輸入部分包括順序相連的USB界面、ISO輸出處理單元、數(shù)模轉(zhuǎn)換電路和第一增益電路，其麥克風信號輸出部分包括順序相連的第二增益電路、模數(shù)轉(zhuǎn)換電路、ISO輸入處理單元和USB界面，所述第一增益電路和第二增益電路分別與所述集成電路FM1073的Lin-in線或Lin-out線相連，所述USB界面響應USB接口輸入的信號，對于集成電路FM1073，將實施例一中的集成電路FM1073的MIC-in線與SPK-out線插頭換成了USB插頭。應用時，將LXH/B數(shù)碼音箱的USB插頭插到PC電腦的USB插座，從而實現(xiàn)降噪、消回聲及側(cè)音、遠距離拾取信號的網(wǎng)上免提通話。如圖7a-7b所示為本實用新型中集成電路FM1073的參數(shù)調(diào)試流程圖，信號接口基本參數(shù)的測試，在距麥克風0.3-0.6米的地方用計算機送一固定音頻信號，測量集成電路FM1073第37腳(MIC0_P)引腳麥克風的輸出信號大小(峰峰值)，將信號幅度乘2，作為設置麥克風可編程增益值的參考。根據(jù)線路輸出即手機或其他設備麥克風或線路輸入的電平要求，設置麥克風的音量。撥打一固定號碼，如1860等，測量線路輸入即手機或其他設備揚聲器或線路輸出電平，作為設置線路輸入可編程增益值的參考，根據(jù)揚聲器輸出的電平要求，設置揚聲器音量?；芈晠?shù)調(diào)整，播放一段話音從線路輸入，如果回聲是整段句子，就應斷開麥克風，看是否有回音，如果還有，檢查與手機的連接是否有問題。沒有的回聲的話，重新連接麥克風。測量并計算麥克風和線路輸入經(jīng)過可編程增益放大器后的幅度，取兩者的比值乘上系數(shù)(1.8/2)，作為回聲消除參考增益。然后分別在小信號(遠端小聲講話)，測量回聲，如果有，則說明回路有問題或麥克風飽和。正常使用情況下的信號幅度(正常講話)時測試是否有回聲，有的話調(diào)整線性回聲消除參數(shù)。最后在大信號(模擬大聲講話的情況下)，測量回聲，調(diào)整非線性回聲消除參數(shù)。消側(cè)音參數(shù)調(diào)整，從麥克風輸入端送一音頻信號，測量線路輸出和線路輸入的幅度，取兩者的比值乘上系數(shù)(2/1.6)作為側(cè)音消除的參考增益。然后調(diào)整相關參數(shù)。噪聲抑制參數(shù)調(diào)整，首先檢查在兩邊同時講話時是否有噪聲，有的話則降低噪聲增益。然后聽是否有噪聲起伏的情況，有的話則提升噪聲增益，調(diào)試好后，根據(jù)要求，分別設置噪聲抑制高電平值和地電平值。全雙工參數(shù)調(diào)整，先檢查麥克風是否飽和，麥克風飽和會使回聲消除和全雙工性能下降。然后如果系統(tǒng)使用一個麥克風則只要調(diào)整1麥克風全雙工參數(shù)，兩個麥克風時，還要進行2麥克風全雙工參數(shù)調(diào)整。在調(diào)整完成以后，還要進行回聲性能的測試。本實用新型主要應用于網(wǎng)絡電話會議、遠程教育、網(wǎng)上直接通訊(IM)。線上語言傳輸快速普及到線上游戲及家庭音響、家庭影院等。當作為網(wǎng)絡直接通訊(IM)時，發(fā)展?jié)摿薮?，根?jù)統(tǒng)計，全球電腦主板出貨量2004年預計為一億四仟多萬套，前程網(wǎng)有六百萬人在工作中使用IM。到2005年這一數(shù)字將超過二億五千萬，AOL和Yahoo已經(jīng)推出辦公用IM版本。由此可預測，每臺PC都將需要一個免提數(shù)碼音箱進行語音通信，未來一年全球?qū)⒂袔變|套的需求，市場潛力巨大。權(quán)利要求1.一種數(shù)碼音箱，包括音頻信號輸入電路、功放電路和用于播放聲音的揚聲器，其特征在于還包括用于對輸入的音頻信號進行消除噪音、通話回音及側(cè)音的模塊(U7)，所述模塊(U7)的音頻信號輸入端連接音頻信號輸入電路的輸出端，所述模塊(U7)的音頻信號輸出端連接功放電路的輸入端，所述功放電路的輸出端連接揚聲器。2.如權(quán)利要求1所述的數(shù)字音響，其特征在于所述消除噪音和回音及側(cè)音的模塊(U7)為集成電路EM1073。3.如權(quán)利要求1或2所述的數(shù)碼音箱，其特征在于還包括麥克風信號輸入電路和麥克風信號輸出電路，所述麥克風信號輸入電路和模塊(U7)的麥克風信號輸入腳相連，模塊(U7)的麥克風信號輸出腳輸出至麥克風信號輸出電路。4.如權(quán)利要求1或2所述的數(shù)碼音箱，其特征在于所述音頻信號輸入電路包括順序相連的音頻模擬信號輸入接口和低通濾波器，所述低通濾波器的輸出端與所述模塊(U7)的音頻信號輸入端連接。5.如權(quán)利要求3所述的數(shù)碼音箱，其特征在于所述音頻信號輸入電路包括順序相連的音頻模擬信號輸入接口和低通濾波器，所述低通濾波器的輸出端與所述模塊(U7)的音頻信號輸入端連接；所述麥克風信號輸出電路為麥克風信號模擬輸出電路。6.如權(quán)利要求1或2所述的數(shù)碼音箱，其特征在于所述音頻信號輸入電路包括順序相連的音頻數(shù)字信號輸入接口和音頻數(shù)字信號處理電路，所述音頻數(shù)字信號處理電路與所述模塊(U7)相連。7.如權(quán)利要求3所述的數(shù)碼音箱，其特征在于所述音頻信號輸入電路包括順序相連的音頻數(shù)字信號輸入接口和音頻數(shù)字信號處理電路，所述音頻數(shù)字信號處理電路與所述模塊(U7)相連；所述麥克風信號輸出電路為麥克風信號數(shù)字輸出電路，所述模塊(U7)的麥克風信號輸出腳與音頻數(shù)字信號處理電路相連，經(jīng)音頻數(shù)字信號處理電路處理后輸出至麥克風信號數(shù)字輸出電路。8.如權(quán)利要求6所述的數(shù)碼音箱，其特征在于所述音頻數(shù)字信號輸入接口為USB接口，所述音頻數(shù)字信號處理電路包括順序相連的USB界面、ISO輸出處理單元、數(shù)模轉(zhuǎn)換電路和第一增益電路，所述第一增益電路與所述模塊(U7)相連，所述USB界面響應USB接口輸入的信號。9.如權(quán)利要求7所述的數(shù)碼音箱，其特征在于所述音頻數(shù)字信號輸入接口和所述麥克風信號數(shù)字輸出電路為USB接口，所述音頻數(shù)字信號處理電路的音頻數(shù)字信號輸入部分包括順序相連的USB界面、ISO輸出處理單元、界面邏輯處理單元、數(shù)模轉(zhuǎn)換電路和第一增益電路，所述音頻數(shù)字信號處理電路的麥克風信號輸出部分包括順序相連的第二增益電路、模數(shù)轉(zhuǎn)換電路、ISO輸入處理單元和USB界面，所述第一增益電路和第二增益電路分別與所述模塊(U7)相連，所述USB界面與USB接口相連。10.如權(quán)利要求3所述的數(shù)碼音箱，其特征在于所述麥克風信號輸入電路為3路，分別連接模塊(U7)的麥克風信號輸入腳。專利摘要本實用新型提出了一種數(shù)碼音箱，包括音頻信號輸入電路、功放電路和用于播放聲音的揚聲器，還包括用于對輸入的音頻信號進行消除噪音和通話回音及消側(cè)音的模塊，所述消除噪音、回音及側(cè)音模塊的音頻信號輸入端連接音頻信號輸入電路的輸出端，所述消除噪音、回音及側(cè)音模塊的音頻信號輸出端連接功放電路的輸入端，所述功放電路的輸出端連接揚聲器。所述消除噪音、回音及側(cè)音模塊為集成電路FM1073。本實用新型能夠有效消除噪音、通話回音及側(cè)音，能夠應用于高保真家庭影院、PC網(wǎng)絡直接通訊和電話會議，即使雙方在免提情況下，也能有效消除通話回音。文檔編號H04R1/20GK2691200SQ20042004423公開日2005年4月6日申請日期2004年4月1日優(yōu)先權(quán)日2004年4月1日發(fā)明者羅惠玲申請人:羅惠玲