專利名稱：一種多信道無線麥克風(fēng)系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于無線通訊領(lǐng)域，具體地說，本實(shí)用新型涉及一種多信道無線麥克風(fēng)系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
有線的麥克風(fēng)廣泛應(yīng)用于我們的日常生活中，例如公司例會、市場營銷會、內(nèi)外部培訓(xùn)、舉辦新聞發(fā)布會以及各種各樣的晚會等。它的作用是將語音信號進(jìn)行放大或遠(yuǎn)距離傳輸，再通過楊聲器將語音信號進(jìn)行回放。現(xiàn)有的無線麥克風(fēng)和有線麥克風(fēng)比較起來，帶來了很多的方便，比如移動方便，不受導(dǎo)線長度的限制等。但現(xiàn)有的無線麥克風(fēng)系統(tǒng)也存在一些問題，因而在應(yīng)用上受到一定的限制。
現(xiàn)有的無線麥克風(fēng)通常是采用調(diào)頻方式(即Frequency modulation，簡稱FM)，也就是將麥克風(fēng)的語音模擬信號直接調(diào)制無線射頻信號，然后通過天線發(fā)射出去。在接收端將調(diào)制的調(diào)頻無線信號進(jìn)行解調(diào)，將語音信號恢復(fù)，經(jīng)放大后驅(qū)動楊聲器，完成語音信號的回放。這種無線麥克風(fēng)系統(tǒng)有如下不足之處(1)保密性不強(qiáng)。任何調(diào)頻接收機(jī)(如調(diào)頻收音機(jī))，只要調(diào)準(zhǔn)頻率，都可以接收到。
(2)工作頻率固定，不能自動檢測和避開來自相同頻率的干擾信號。
(3)功耗大。因?yàn)橹灰淮蜷_麥克風(fēng)，無線信號就一直發(fā)射。這對于使用電池的無線麥克風(fēng)來講，是一個很大的缺點(diǎn)。
(4)當(dāng)有多個無線麥克風(fēng)同時使用時，會出現(xiàn)相互干擾。

發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的是對已有的無線麥克風(fēng)系統(tǒng)存在的問題，提出相應(yīng)解決方案，從而提供一種保密性強(qiáng)、功耗小、抗干擾性強(qiáng)的多信道無線麥克風(fēng)系統(tǒng)。
為實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本實(shí)用新型提供的多信道無線麥克風(fēng)系統(tǒng)，如圖1所示，包括1個或n個數(shù)字化無線麥克風(fēng)(這里n是一個正整數(shù)，一般小于1萬)和一個多信道接收控制裝置160及其天線單元110，其特征在于，每個數(shù)字化無線麥克風(fēng)(示例性地，例如第一個)包括依次連接的傳聲器單元101a、數(shù)字無線麥克風(fēng)單元102a和天線103a；所述多信道接收控制裝置160包括計算機(jī)或操作控制臺150和依次連接的多信道收發(fā)單元120、語音信號處理單元130、語音回放和輸出單元140，所述多信道收發(fā)單元120與天線單元110相連。
所述每一個數(shù)字化無線麥克風(fēng)有一個唯一的網(wǎng)絡(luò)地址(例如40比特的十六進(jìn)制地址EE CC BB AA99)，這個地址稱為物理地址。
所述的傳聲器單元101a采用通常的駐極體傳聲器、硅微傳聲器或者是壓電片傳聲器。
所述的天線采用鞭狀天線或復(fù)合介質(zhì)天線，或者是在印刷線路板(PCB)上的一小段金屬線和PCB介質(zhì)板構(gòu)成的帶狀天線。
所述的數(shù)字無線麥克風(fēng)單元102a包括依次相連的偏置電路單元211、音頻放大電路212、音頻濾波電路213、模-數(shù)轉(zhuǎn)換器214、MPU微處理器單元215、射頻Rx/Tx收發(fā)單元216、阻抗匹配電路217和射頻帶通濾波器218。
所述MPU微處理器單元215采用以8051系列為核心的處理器或8051改進(jìn)型的微處理器，或者采用微功耗處理器的芯片；該MPU微處理器單元215運(yùn)行自己的固件程序，負(fù)責(zé)控制、數(shù)據(jù)存儲、交換和處理。
所述的模-數(shù)轉(zhuǎn)換器214和所述的MPU微處理器單元215以及所述的射頻Rx/Tx收發(fā)單元216集成在一起，構(gòu)成一個單芯片系統(tǒng)(SOC)。
所述多信道收發(fā)單元120包括至少一個由依次連接的RF帶通濾波器321a、阻抗匹配電路322a和射頻Rx/Tx收發(fā)單元323a構(gòu)成的無線收發(fā)信道(示例性地，如第一個)。
所述傳聲器單元101a將接收到的語音信號轉(zhuǎn)換成電信號并傳送到數(shù)字無線麥克風(fēng)單元102a，數(shù)字無線麥克風(fēng)單元102a將電信號進(jìn)行濾波、放大、量化、壓縮、混碼、打包后，調(diào)制射頻信號通過天線103a發(fā)射出去。
所述多信道接收控制裝置160通過天線單元110收到來自多個無線麥克風(fēng)的射頻信號后，經(jīng)過多信道收發(fā)單元120進(jìn)行混頻、放大、濾波、整形后，將得到的數(shù)字信號傳遞給語音信號處理單元130。
所述語音信號處理單元130對單個麥克風(fēng)數(shù)字信號進(jìn)行解壓、解混、回聲消除處理；并且對多路語音信號進(jìn)行數(shù)據(jù)融合、波束形成、語音增強(qiáng)處理，然后輸出給語音回放和輸出單元140；語音回放和輸出單元140將經(jīng)過語音信號處理單元130輸出的數(shù)字語音信號進(jìn)行數(shù)字-模擬轉(zhuǎn)換(D/A)、濾波和放大，輸出經(jīng)過處理后的模擬語音信號。
所述計算機(jī)或操作控制臺150對多信道收發(fā)單元120進(jìn)行編程，以確定其工作的信道數(shù)量、工作頻率、時間間隙、無線數(shù)據(jù)包交換的格式和糾錯方式；對語音信號處理單元130進(jìn)行編程控制，以確定其語音信號處理的方式；對語音回放和輸出單元140進(jìn)行控制，如輸出電平調(diào)節(jié)、濾波器的截止頻率設(shè)置。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型有如下優(yōu)點(diǎn)(1)智能檢測無線信道是否被占用，避開被占用的干擾信道。
(2)功耗很低，無線麥克風(fēng)單元工作時間長，適合電池作為電源的應(yīng)用場合。
(3)保密性強(qiáng)。無線傳輸中可以采用編碼、混碼、壓縮等進(jìn)行保密。
(4)支持多個無線麥克風(fēng)同時工作，尤其適合電話會議等場合。
(5)可以具有語音壓縮、回音消除、語音增強(qiáng)、多語音信道數(shù)據(jù)融合和波束形成等功能，大大地提高回放信號的語音音質(zhì)。


圖1本實(shí)用新型的多信道無線麥克風(fēng)系統(tǒng)的原理性框圖圖2本實(shí)用新型的數(shù)字化無線麥克風(fēng)單元和多信道接收控制裝置的固件流程圖圖3本實(shí)用新型的數(shù)字化無線麥克風(fēng)單元的一個實(shí)施例原理性框圖圖4本實(shí)用新型的多信道接收裝置的一個實(shí)施例原理性框圖具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)描述。
實(shí)施例1圖1示出了本實(shí)用新型的一個實(shí)施例原理性框圖。本實(shí)用新型即一種數(shù)字化無線麥克風(fēng)系統(tǒng)包括1個或n個數(shù)字化無線麥克風(fēng)(這里n是一個任意正數(shù)，一般小于1萬)和一個多信道接收控制裝置160及其天線單元110組成。每個數(shù)字化無線麥克風(fēng)(以第一個數(shù)字化無線麥克風(fēng)為例)包括傳聲器單元101a、數(shù)字無線麥克風(fēng)單元102a和天線103a。多信道接收控制裝置160包括多信道收發(fā)單元120、語音信號處理單元130、語音回放和輸出單元140以及計算機(jī)或操作控制臺150。
本實(shí)用新型的工作原理是這樣的(參考圖2)每一個數(shù)字化的無線麥克風(fēng)(示例性地，例如第一個)有一個唯一的網(wǎng)絡(luò)地址(例如40比特的十六進(jìn)制地址EE CC BB AA99)，這個地址稱為物理地址。當(dāng)此麥克風(fēng)的電源打開后，它就自動檢測工作頻帶(例如無需申請執(zhí)照的無線頻段，ISM 2.4GHz頻段)內(nèi)的頻率信道是否被占用，若被占用，則跳到下一個頻率信道，直到檢測到空閑的頻率信道為止。然后利用空閑的信道，發(fā)出帶有自己物理地址的申請注冊數(shù)據(jù)包。多信道接收控制裝置160通過天線單元110接收到申請注冊數(shù)據(jù)包后，向注冊申請的麥克風(fēng)發(fā)送注冊申請確認(rèn)數(shù)據(jù)包，并分配給一個動態(tài)地址、信道頻率和時間間隙。這樣，一條無線數(shù)據(jù)鏈路就建立了，此后，此數(shù)字化無線麥克風(fēng)主要作為無線數(shù)據(jù)發(fā)送端，多信道接收控制裝置160作為主要無線數(shù)據(jù)接收端，進(jìn)行數(shù)據(jù)的無線傳輸或通訊。傳聲器單元101a將接收到的語音信號轉(zhuǎn)換成電信號并連接到數(shù)字無線麥克風(fēng)單元102a，數(shù)字無線麥克風(fēng)單元102a將電信號進(jìn)行濾波、放大、量化、壓縮、混碼、打包后，調(diào)制射頻信號通過天線103a發(fā)射出去。多信道接收控制裝置160通過天線單元110收到來自多個無線麥克風(fēng)的射頻信號后，經(jīng)過多信道收發(fā)單元120進(jìn)行混頻、放大、濾波、整形后，將得到的數(shù)字信號傳遞給語音信號處理單元130。語音信號處理單元130不但完成單個麥克風(fēng)數(shù)字信號的解壓、解混、回聲消除等語音信號處理外，還可以完成多路語音信號的數(shù)據(jù)融合、波束形成、語音增強(qiáng)等功能以使其輸出給語音回放和輸出單元140的數(shù)字語音信號質(zhì)量達(dá)到最好。語音回放和輸出單元140將經(jīng)過語音信號處理單元130輸出的數(shù)字語音信號進(jìn)行數(shù)字-模擬轉(zhuǎn)換(D/A)、濾波和放大，輸出經(jīng)過處理后的模擬語音信號，并可連接到遠(yuǎn)端的語音輸出設(shè)備如揚(yáng)聲器、耳機(jī)、互連網(wǎng)(Internet)或公共電話網(wǎng)上等。
計算機(jī)或操作控制臺150對多信道收發(fā)單元120、語音信號處理單元130、語音回放和輸出單元140進(jìn)行各種控制操作，例如，對多信道收發(fā)單元120進(jìn)行編程，以確定其工作的信道數(shù)量、工作頻率、時間間隙、無線數(shù)據(jù)包交換的格式和糾錯方式等；對語音信號處理單元130進(jìn)行編程控制，以確定其語音信號處理的方式；對語音回放和輸出單元140進(jìn)行控制，如輸出電平調(diào)節(jié)、濾波器的截止頻率設(shè)置等。
由于本實(shí)用新型采用了將模擬語音信號進(jìn)行數(shù)字量化，并將數(shù)字量化的信號進(jìn)行帶地址數(shù)據(jù)包的無線傳輸，因此，本實(shí)用新型中所述的數(shù)字化無線麥克風(fēng)的功耗非常小。例如，一般對語音信號的量化采用8KHz采樣頻率、分辨率為8位，這樣一個語音信道的帶寬為64Kbit/s，而無線發(fā)射時調(diào)制的信號一般為1Mbit/s或更高。這樣的話，一個語音信道只占射頻調(diào)制信號帶寬的約十六分之一。也就是說，即便實(shí)現(xiàn)實(shí)時的語音傳輸(有一定的時間延遲，一般人感覺不到)，只有約十六分之一的時間，射頻端是處于發(fā)射狀態(tài)的，因此，大大地降低了功耗。當(dāng)采用語音壓縮時，功耗會更小。本實(shí)用新型尤其適合用電池供電的場合。
實(shí)施例2圖3示出了本實(shí)用新型中的數(shù)字化無線麥克風(fēng)的另一個實(shí)施例。對于多個數(shù)字化無線麥克風(fēng)的情形，彼此的區(qū)別在于每個數(shù)字化無線麥克風(fēng)有唯一的物理地址，就像我們計算機(jī)上使用的以太(Ethernet)網(wǎng)卡。本實(shí)例只給出了數(shù)字化無線麥克風(fēng)部分。多信道接收控制裝置與實(shí)施例1或?qū)嵤├?的一樣，這里不再重述。
如圖1所示，數(shù)字化無線麥克風(fēng)由傳聲器單元、數(shù)字無線麥克風(fēng)單元和天線組成。如第一個數(shù)字化無線麥克風(fēng)由傳聲器單元101a、數(shù)字無線麥克風(fēng)單元102a和天線103a組成，第二個數(shù)字化無線麥克風(fēng)由第二傳聲器單元101b、第二數(shù)字無線麥克風(fēng)單元102b和第二天線103b組成，第n個數(shù)字化無線麥克風(fēng)由第n個傳聲器單元101n、第n個數(shù)字無線麥克風(fēng)單元102n和第n個天線103n組成。
示例性地，所述的傳聲器單元101a可以是一個廣義的傳聲器，也可以是一對廣義的傳聲器，分別對應(yīng)于通常所說的單聲道和立體聲麥克風(fēng)的情形。所述的傳聲器單元101a的功能是將語音聲波轉(zhuǎn)換成電信號。所述的傳聲器單元101a可以是通常的駐極體傳聲器，也可以是硅微傳聲器，以及別的形式的傳聲器(如壓電片等)，只要能將語音聲波轉(zhuǎn)換成電信號即可。
示例性地，所述的天線103a可以是通常的鞭狀天線、復(fù)合介質(zhì)天線，也可以是在印刷線路板(PCB)上的一小段金屬線和PCB介質(zhì)板構(gòu)成的帶狀天線。
示例性地，所述的數(shù)字無線麥克風(fēng)單元102a包括偏置電路單元211、音頻放大電路212、音頻濾波電路213、A/D模-數(shù)轉(zhuǎn)換器214、MPU微處理器單元215、射頻Rx/Tx收發(fā)單元216、阻抗匹配電路217和射頻帶通濾波器218。
所述的偏置電路單元211為所述的傳聲器單元101a提供沒有工頻干擾(例如我們所使用的工業(yè)和辦公用電的頻率為50赫茲)的偏置電壓和電流。通常采用電阻/電容構(gòu)成的低通濾波器濾波后，再通過一個電阻直接和所述的傳聲器單元101a連接。所述的偏置電路單元211將所述的傳聲器單元101a產(chǎn)生的電信號交流耦合到所述的音頻放大電路212。
所述的音頻放大電路212的功能是將音頻信號進(jìn)行放大。對通常的傳聲器，放大電路的放大倍數(shù)一般為放大5到100倍。所述的音頻放大電路212可以采用分立的晶體管，也可以采用專為傳聲器放大電路的專用集成運(yùn)算放大電路。
所述的音頻濾波電路213的一種廣義的濾波電路。它功能是對干擾信號有一定強(qiáng)度的衰減，而保留感興趣的語音信號。所述的音頻濾波電路213可以是有源的濾波器，也可以是無源的濾波器。一般是一個單極點(diǎn)或多極點(diǎn)的帶通濾波器。示例性地，對于電話語音的情況，所述的音頻濾波電路213可以是一個四極點(diǎn)帶通濾波器，下截至頻率為200Hz，上截至頻率為3400Hz。
對于采用集成運(yùn)算放大器的情況，所述的音頻放大電路212和所述的音頻濾波電路213可以在一起實(shí)現(xiàn)，即在同一個運(yùn)算放大器上完成音頻信號的放大和有源濾波。
所述的A/D模-數(shù)轉(zhuǎn)換器214是一種廣義的模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換器件，它的功能就是將模擬語音信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，實(shí)現(xiàn)模擬信號的量化。它可以是通常的A/D模-數(shù)轉(zhuǎn)換器(示例性地，如分辯率8位、10位、12位、16位A/D轉(zhuǎn)換器)，也可以是各種模擬-數(shù)字編碼解碼器(示例性地，如CODEC語音編碼解碼器等)。
示例性地，MPU微處理器單元215是一種廣義的微處理器芯片，它是所述的數(shù)字無線麥克風(fēng)單元102a的心臟部分，其功能是運(yùn)行自己的固件程序，負(fù)責(zé)控制、數(shù)據(jù)存儲、交換和處理等。MPU微處理器單元215可以是以8051系列為核心的處理器或8051改進(jìn)型的微處理器，也可以是以德州儀器公司(TI)微功耗處理器的芯片，如MSP430系列的微功耗處理器，以及其他的微處理器。
所述的射頻Rx/Tx收發(fā)單元216是廣義的具有完整射頻收發(fā)功能的模塊。它包括集成射頻頻率合成器、低噪聲放大器、發(fā)射功率放大器、晶體振蕩器、調(diào)制/解調(diào)電路、帶地址的猝發(fā)數(shù)據(jù)包協(xié)議引擎以及與微處理器的接口電路。能夠?qū)崿F(xiàn)所述的射頻Rx/Tx收發(fā)單元216功能的商用芯片比較多，示例性地，在2.4GHz的ISM(不需要申請執(zhí)照的無線頻段)，有Nordic Semiconductor ASA公司生產(chǎn)的商用芯片nRF2401和nRF24L01。這些芯片的應(yīng)用說明可以從NordicSemiconductor ASA公司的網(wǎng)站http://www.nvlsi.no下載。
所述的A/D模-數(shù)轉(zhuǎn)換器214和所述的MPU微處理器單元215以及所述的射頻Rx/Tx收發(fā)單元216可以在一起集成，構(gòu)成一個單芯片系統(tǒng)(SOC)。示例性地，在2.4GHz的ISM(不需要申請執(zhí)照的無線頻段)，有Nordic SemiconductorASA公司生產(chǎn)的商用芯片nRF24E1。此芯片的應(yīng)用說明可以從NordicSemiconductor ASA公司的網(wǎng)站http://www.nvlsi.no下載。
所述的阻抗匹配電路217是一種廣義的阻抗變換電路，它的功能是將射頻Rx/Tx收發(fā)單元216的差分輸出變換成單端射頻輸出，并將阻抗變換到與天線的阻抗相匹配，以便和天線連接。一般天線的阻抗都是50歐姆的天線，因此，所述的阻抗匹配電路217就是將射頻Rx/Tx收發(fā)單元216的差分輸出變換到50歐姆的單端輸出，通常情況下，用若干電感和電容即可完成。對于射頻Rx/Tx收發(fā)單元216本身輸出為50歐姆的情況，所述的阻抗匹配電路217可以省略。
所述的射頻帶通濾波器218是一種廣義的射頻帶通濾波器。它的功能是對使用頻帶外的頻率分量盡量大地衰減。它可以是聲表面波(SAW)帶通濾波器，也可以是薄膜體聲波(FBAR)帶通濾波器，也可以是介質(zhì)帶通濾波器，也可以是由一個電感和電容并聯(lián)組成的簡單LC帶通濾波器。
實(shí)施例3圖4示出了本實(shí)用新型中的數(shù)字化無線麥克風(fēng)系統(tǒng)的另一個實(shí)施例。這里只給出了本實(shí)施例中的多信道接收裝置。一個或多個數(shù)字化無線麥克風(fēng)可以與實(shí)施例1、實(shí)施例2相同，這里不再重述。
本實(shí)施例中的多信道接收裝置包括天線部分、多信道收發(fā)單元120、語音信號處理器(DSP)和微處理器(MPU)單元330、語音回放和輸出單元140以及計算機(jī)(PC)或操作控制臺150。
本實(shí)施例和實(shí)施例1的工作原理相同的部分不再這里重述，不同的之處在于所述的計算機(jī)(PC)或操作控制臺150是一種廣義的計算機(jī)或操作控制設(shè)備。它的功能就是與所述的語音信號處理器(DSP)和微處理器(MPU)單元330進(jìn)行通訊，以完成各種控制和操作功能，也可以從所述的語音信號處理器(DSP)和微處理器(MPU)單元330獲得語音數(shù)據(jù)，并存儲到所述的計算機(jī)(PC)硬盤上，或壓縮后再存入硬盤或光盤上。
所述的天線部分是由一個或多個天線組成；也可以是由單個外部天線通過分工器分出多個天線端頭，與所述的多信道收發(fā)單元120相連接。天線一般是通常的鞭狀天線、復(fù)合介質(zhì)天線，也可以是在印刷線路板(PCB)上的一小段金屬線和PCB介質(zhì)板構(gòu)成的帶狀天線。
所述的多信道收發(fā)單元120包括一個或多個物理上的無線收發(fā)信道。一個物理上的無線收發(fā)信道(示例性地，如第一個)包括RF帶通濾波器321a、阻抗匹配電路322a和射頻Rx/Tx收發(fā)單元323a組成。所述的一個物理上的無線收發(fā)信道也可以同時接收多個信道的信號。
所述的RF帶通濾波器321a是一種廣義的射頻帶通濾波器。它的功能是對工作頻帶以外的頻率分量盡量大地衰減。它可以是聲表面波(SAW)帶通濾波器，也可以是薄膜體聲波(FBAR)帶通濾波器，也可以是介質(zhì)帶通濾波器，也可以是由一個電感和電容并聯(lián)組成的簡單LC帶通濾波器。
所述的阻抗匹配電路322a是一種廣義的阻抗變換電路，它的功能是將射頻Rx/Tx收發(fā)單元323a的差分輸出變換成單端射頻輸出，以便和天線連接。一般天線的阻抗都是50歐姆的天線，因此，所述的阻抗匹配電路322a就是將射頻Rx/Tx收發(fā)單元216的差分輸出變換成50歐姆的單端輸出，通常情況下，用若干電感和電容即可完成。對于射頻Rx/Tx收發(fā)單元323a本身輸出為50歐姆的情況，所述的阻抗匹配電路322a可以省略。
所述的射頻Rx/Tx收發(fā)單元323a是廣義的具有完整射頻收發(fā)功能的模塊。它包括集成射頻頻率合成器、低噪聲放大器、發(fā)射功率放大器、晶體振蕩器、調(diào)制/解調(diào)電路、帶地址的猝發(fā)數(shù)據(jù)包協(xié)議引擎以及與微處理器的接口電路。能夠?qū)崿F(xiàn)所述的射頻Rx/Tx收發(fā)單元323a功能的商用芯片比較多，示例性地，在2.4GHz的ISM頻段(不需要申請執(zhí)照的無線頻段)，有Nordic SemiconductorASA公司生產(chǎn)的商用芯片nRF2401和nRF24L01。采用nRF2401射頻Rx/Tx收發(fā)單元323a可以同時接收2個頻率信道的信號；采用nRF24L01射頻Rx/Tx收發(fā)單元323a可以同時接收6個信道的信號。這些芯片的應(yīng)用說明可以從NordicSemiconductor ASA公司的網(wǎng)站http://www.nvlsi.no下載。
所述的語音信號處理器(DSP)和微處理器(MPU)單元330是一種廣義的信號處理和微處理器控制單元，它的功能是完成多通道數(shù)字信號的傳輸、存貯、數(shù)字信號處理、對多個所述的多信道收發(fā)單元120進(jìn)行編程控制以及與所述的計算機(jī)(PC)或操作控制臺150進(jìn)行通訊。
所述的語音信號處理器(DSP)和微處理器(MPU)單元330中的語音信號處理器(DSP)是一種廣義的數(shù)字信號處理的單元，主要完成多通道語音信號的壓縮/解壓縮、混碼/解混碼、回聲消除、數(shù)據(jù)融合、波束形成、語音增強(qiáng)等功能以使其輸出給語音回放和輸出單元140的數(shù)字語音信號質(zhì)量達(dá)到最好。目前有很多商用的信號處理芯片可以實(shí)現(xiàn)所述的語音信號處理器的功能。示例性地，如德州儀器(TI)(http://www.ti.com)公司生產(chǎn)的TMS320系列的數(shù)字信號處理器和摩托羅拉(Motorola)(http://www.mot.com)公司的數(shù)字信號處理芯片等。有的信號處理器本身兼有微處理器的功能，在這種情況下，所述的語音信號處理器(DSP)和微處理器(MPU)單元330可以不需要另外的微處理器了。
所述的語音信號處理器(DSP)器和微處理器(MPU)單元330中的微處理器(MPU)單元是一種廣義的微處理器。它是所述的多信道接收裝置的心臟部分，負(fù)責(zé)對所述的語音信號處理器(DSP)、語音回放和輸出單元140、多信道收發(fā)單元120進(jìn)行編程控制、以及與所述的計算機(jī)(PC)或操作控制臺150進(jìn)行通訊。對于無線信道較少或信號處理負(fù)荷不是太大的情況，所述的微處理器(MPU)單元可以完成所述的語音信號處理器(DSP)的功能，這時候，就不需要另外的語音信號處理器(DSP)器了。微處理器(MPU)單元可以是以通用8051為內(nèi)核的處理器或改進(jìn)型的微處理器，也可以是以德州儀器公司(TI)微功耗處理器的芯片，如MSP430系列的微功耗處理器。考慮到與所述的計算機(jī)(PC)或操作控制臺150進(jìn)行通訊的方便性，可以采用有外圍接口控制器的微處理器(MPU)單元。示例性地，如果所述的語音信號處理器(DSP)器和微處理器(MPU)單元330采用串行總線USB與述的計算機(jī)(PC)或操作控制臺150進(jìn)行通訊，微處理器(MPU)單元則采用具有USB控制器的微處理器的比較好，如Cypress公司(http://www.cypress.com)生產(chǎn)的一系列微處理器。
所述的語音回放和輸出單元140包括D/A數(shù)-模轉(zhuǎn)換和低通濾波電路341、音頻放大和驅(qū)動電路342。它的功能就是將量化的數(shù)字語音信號恢復(fù)成模擬信號，并進(jìn)行放大，以便連接外部設(shè)備。
所述的D/A數(shù)-模轉(zhuǎn)換和低通濾波電路341包括D/A數(shù)-模轉(zhuǎn)換器和低通濾波電路。它的功能就是將量化的數(shù)字信號通過D/A數(shù)-模轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成模擬信號，并通過低通濾波電路濾掉轉(zhuǎn)換過程中的高頻分量。
所述的音頻放大和驅(qū)動電路342包括音頻放大電路和驅(qū)動電路。它的功能主要是將所述的D/A數(shù)-模轉(zhuǎn)換和低通濾波電路341輸出的模擬語音信號進(jìn)行放大并驅(qū)動外部的設(shè)備，并可連接到遠(yuǎn)端的語音輸出設(shè)備如揚(yáng)聲器、耳機(jī)、互連網(wǎng)(Internet)或公共電話網(wǎng)上等。
所述的計算機(jī)(PC)或操作控制臺150是一種廣義的計算機(jī)或操作控制設(shè)備。它的功能就是與所述的語音信號處理器(DSP)和微處理器(MPU)單元330進(jìn)行通訊，以完成各種控制和操作功能，也可以從所述的語音信號處理器(DSP)和微處理器(MPU)單元330獲得語音數(shù)據(jù)，并存儲到所述的計算機(jī)(PC)硬盤上，或壓縮后再存入硬盤或光盤上。示例性地，可以通過所述的計算機(jī)(PC)或操作控制臺150實(shí)現(xiàn)對每個數(shù)字無線麥克風(fēng)單元進(jìn)行控制，打開一個或一些數(shù)字無線麥克風(fēng)，而讓其它的數(shù)字無線麥克風(fēng)關(guān)掉。示例性地，所述的計算機(jī)(PC)或操作控制臺150通過USB從所述的語音信號處理器(DSP)和微處理器(MPU)單元330獲得語音數(shù)據(jù)，將語音數(shù)據(jù)存儲到所述的計算機(jī)(PC)的硬盤或光盤上，也可以經(jīng)過壓縮(如采用MP3格式進(jìn)行語音壓縮)后再存儲。這樣，一個永久的語音數(shù)據(jù)就保留下來，以便以后的對語音進(jìn)行回放和檢索。
權(quán)利要求1.一種多信道無線麥克風(fēng)系統(tǒng)，包括1個或n個數(shù)字化無線麥克風(fēng)、一個多信道接收控制裝置(160)及其天線單元(110)；其中n是小于10000的正整數(shù)，其特征在于，所述的數(shù)字化無線麥克風(fēng)包括依次連接的傳聲器單元(101a)、數(shù)字無線麥克風(fēng)單元(102a)和天線(103a)；所述多信道接收控制裝置(160)包括計算機(jī)或操作控制臺(150)和依次相連的多信道收發(fā)單元(120)、語音信號處理單元(130)、語音回放和輸出單元(140)，所述多信道收發(fā)單元(120)與天線單元(110)相連；所述每一個數(shù)字化無線麥克風(fēng)均有一個唯一的網(wǎng)絡(luò)地址。
2.按權(quán)利要求1所述的多信道無線麥克風(fēng)系統(tǒng)，其特征在于，所述的傳聲器單元(101a)采用駐極體傳聲器、硅微傳聲器或壓電片傳聲器。
3.按權(quán)利要求1所述的多信道無線麥克風(fēng)系統(tǒng)，其特征在于，所述的天線(103a)和天線單元(110)采用鞭狀天線或復(fù)合介質(zhì)天線，或者是在印刷線路板上的一小段金屬線和PCB介質(zhì)板構(gòu)成的帶狀天線。
4.按權(quán)利要求1所述的多信道無線麥克風(fēng)系統(tǒng)，其特征在于，所述的數(shù)字無線麥克風(fēng)單元(102a)包括依次相連的偏置電路單元(211)、音頻放大電路(212)、音頻濾波電路(213)、模-數(shù)轉(zhuǎn)換器(214)、MPU微處理器單元(215)、射頻Rx/Tx收發(fā)單元(216)、阻抗匹配電路(217)和射頻帶通濾波器(218)。
5.按權(quán)利要求4所述的多信道無線麥克風(fēng)系統(tǒng)，其特征在于，所述的模-數(shù)轉(zhuǎn)換器(214)和所述的MPU微處理器單元(215)，以及所述的射頻Rx/Tx收發(fā)單元(216)集成為一個單芯片系統(tǒng)。
6.按權(quán)利要求1所述的多信道無線麥克風(fēng)系統(tǒng)，其特征在于，所述多信道收發(fā)單元(120)包括至少一個依次相連的RF帶通濾波器(321a)、阻抗匹配電路(322a)和射頻Rx/Tx收發(fā)單元(323a)組成的無線收發(fā)信道。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種多信道無線麥克風(fēng)系統(tǒng)，包括多個數(shù)字化無線麥克風(fēng)和一個多信道接收控制裝置及其天線單元，其特征在于，每個數(shù)字化無線麥克風(fēng)包括依次連接的傳聲器單元、數(shù)字無線麥克風(fēng)單元和天線；所述多信道接收控制裝置包括計算機(jī)或操作控制臺和依次相連的多信道收發(fā)單元、語音信號處理單元、語音回放和輸出單元，所述多信道收發(fā)單元與天線單元相連；所述每一個數(shù)字化無線麥克風(fēng)均有一個唯一的網(wǎng)絡(luò)地址。和現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型具有功耗很低；保密性強(qiáng)；支持多個無線麥克風(fēng)同時工作；能夠智能檢測無線信道的優(yōu)點(diǎn)。另外，本實(shí)用新型具有語音壓縮、回音消除、語音增強(qiáng)、多語音信道數(shù)據(jù)融合和波束形成等功能，大大地提高回放信號的語音音質(zhì)。
文檔編號H04R1/20GK2907145SQ20062001896
公開日2007年5月30日 申請日期2006年4月4日 優(yōu)先權(quán)日2006年4月4日
發(fā)明者喬東海, 鄧英, 田靜 申請人:中國科學(xué)院聲學(xué)研究所