麦克风阵列录音系统技术方案

本发明专利技术公开了一种麦克风阵列录音系统，包括：模数转换模块，其用于采集麦克风输入的模拟通道信号和/或数字通道信号，并将采集的信号转换为数字信号；MCU模块，其读取模数转换模块的数字信号并解析出录音结果；并配置录音参数，将录音参数发送模数转换模块；电平转换模块，其用于实现模数转换模块输出的电平信号与MCU模块输出的电平信号之间的相互转换；上位机，其用于设置录音参数，将录音参数发送至MCU模块，并获取MCU模块的录音结果。本发明专利技术的麦克风阵列录音系统可兼容模拟麦克风和数字麦克风录音，且集声音采集与数据处理于一体，不仅结构简单，且录音效果好。本发明专利技术还具有功能多、操作方便快捷，成本低等特点。成本低等特点。成本低等特点。

【技术实现步骤摘要】
麦克风阵列录音系统


[0001]本专利技术涉及声音处理
，具体涉及一种麦克风阵列录音系统。

技术介绍

[0002]当下智能手机、智能车机设备等智能语音交互系统被大家广泛使用，这种场景下系统一般都是使用一个麦克风。单麦克风可以在低噪声、无混响、声源距离近的情况下获得比较好的录音效果，但在实际环境中，单个麦克风的录音范围有限，若是声源距离麦克风较远，并且存在大量的噪声、多径反射和混响，录音效果将大幅下降，为解决单麦克风的局限性，利用麦克风阵列进行语音处理的方法应运而生。然而，现有技术中利用声卡对麦克风系统录音，一个声卡可以同时对两个模拟麦克风组成的单麦克风系统录音，如果想要对更多的麦克风系统录音，需要增加声卡数量，针对数字麦克风又需要另外的硬件来满足录音需求，不能同时满足这两种录音需求。

技术实现思路

[0003]本专利技术提供了一种麦克风阵列录音系统，用于解决现有技术语音质量处理差、不能同时满足模拟麦克风录音及数字麦克风录音需求等问题。
[0004]为实现本专利技术的目的，本专利技术提供了一种麦克风阵列录音系统，该系统包括：
[0005]模数转换模块，与麦克风连接，其用于采集麦克风输入的模拟通道信号和/或数字通道信号，并将采集的信号转换为数字信号；
[0006]MCU模块，与模数转换模块通信，其读取模数转换模块的数字信号并解析出录音结果；并配置录音参数，将录音参数发送模数转换模块；
[0007]电平转换模块，分别与MCU模块及模数转换模块连接，其用于实现模数转换模块输出的电平信号与MCU模块输出的电平信号之间的相互转换；
[0008]上位机，与MCU模块连接并通信，其用于设置录音参数，将录音参数发送至MCU模块，并获取MCU模块的录音结果。
[0009]在一些实施例中，该系统还包括：连接器及至少一个扩展模数转换模块，所述模数转换模块通过连接器与麦克风连接，所述扩展模数转换模块通过连接器与所述电平转换模块连接，所述扩展模数转换模块与模数转换模块的结构相同。
[0010]在一些实施例中，该系统还包括：电源转换模块，其分别与外部电源、模数转换模块、MCU模块及电平转换模块连接，用于将外部5V电源分别转为模数转换模块、MCU模块及电平转换模块所需的电源。
[0011]所述模数转换模块包括第五芯片U5及与之连接的IIC地址设置电路和第二复位电路，所述第五芯片U5通过IIC地址设置电路设置IIC通信地址，所述第五芯片U5分别与麦克风及电平转换模块连接。
[0012]所述模数转换模块可支持麦克风输入端的4个模拟通道或8个数字通道或两者的组合。
[0013]所述MCU模块包括第一芯片U1及分别与所述第一芯片U1连接的晶振电路、第一复位电路、BOOT电路、烧录电路、滤波电路、呼吸灯电路，所述第一芯片U1通过IIC接口及IIS接口与所述模数转换模块通信，所述第一芯片U1通过串口与上位机通信。
[0014]进一步地，所述第一芯片U1通过IIC接口修改模数转换模块的寄存器状态，并通过IIS接口为模数转换模块提供时钟。
[0015]所述连接器设有扩展模数转换模块接口及麦克风接口，所述连接器通过麦克风接口与麦克风连接，所述连接器通过扩展模数转换模块接口与所述扩展模数转换模块连接。
[0016]所述电平转换模块包括第六芯片U6、第七芯片U7、第一使能电路及第二使能电路，所述第六芯片U6分别与第一使能电路、MCU模块及模数转换模块连接，所述MCU模块通过所述第一使能电路控制所述第六芯片U6的工作状态，所述MCU模块通过所述第六芯片U6与所述模数转换模块通信；所述第七芯片U7分别与所述第二使能电路、MCU模块及扩展模数转换模块连接，所述MCU模块通过所述第二使能电路控制第七芯片U7的工作状态，所述MCU模块通过所述第七芯片U7与所述扩展模数转换模块通信。
[0017]所述MCU模块配置的录音参数包括录音通道、采样率及录音数据打印数量，且所述MCU模块根据打印数据描绘声源的波形，并根据采样率计算波形的频率、幅值、失真数据。
[0018]本专利技术的有益效果为：本专利技术的麦克风阵列录音系统可兼容模拟麦克风和数字麦克风录音，且集声音采集与数据处理于一体，不仅结构简单，且录音效果好。另一方面，本专利技术可通过连接器扩展麦克风录音通道，能有效抑制声源噪声，实现声源测向、阵列增益。同时，本专利技术可直接通过上位机设置录音参数及获取录音结果，操作方便快捷。此外，本专利技术可为麦克风供电，连接方便，无需增设外围电路，结构简单，成本低。
【附图说明】
[0019]图1是本专利技术的结构框图。
[0020]图2是本专利技术的模数转换模块电路图。
[0021]图3是本专利技术的MCU模块电路图。
[0022]图4是本专利技术的电平转换模块电路图。
[0023]图5是本专利技术的连接器电路图。
[0024]图6是本专利技术的电源转换模块电路图。
【具体实施方式】
[0025]本专利技术提出的麦克风阵列录音系统，下面结合附图和具体实施例对本专利技术做进一步说明。
[0026]如图1所示，本实施例的麦克风阵列录音系统包括模数转换模块10、MCU模块20、电平转换模块30及上位机40。该麦克风阵列录音系统用于采集不同空间方向的声音信号进行处理，实现噪声抑制、声源测向、声源跟踪、阵列增益等功能，进而提高语音信号处理质量，提高真实环境的语音识别率。
[0027]如图1所示，模数转换模块10与麦克风连接，其用于采集麦克风输入的信号，并将采集的信号转为数字信号。其中，麦克风输入的信号可以是模拟通道信号，也可以是数字通道信号，还可以是模拟通道信号和数字通道信号的组合。具体地，如图2所示，该模数转换模
块10包括第五芯片U5、IIC地址设置电路11及第二复位电路12，其中，第五芯片U5分别与IIC地址设置电路11、第二复位电路12、麦克风及电平转换模块30连接，其用于采集麦克风输入的信号，并将采集的信号转为数字信号发送至电平转换模块30。IIC地址设置电路11与第五芯片U5连接，用于设置第五芯片U5的IIC通信地址，便于MCU模块20进行识别。第二复位电路12与第五芯片U5连接，其用于对第五芯片U5进行复位。如图2所示的实施例中，第五芯片U5是型号为TLV320ADC5140的芯片，其最多可支持对脉冲密度调制(PDM)麦克风输入的4个模拟通道或8个数字通道进行同步采样，也可支持对脉冲密度调制(PDM)麦克风输入的模拟通道和数字通道的组合进行同步采样，比如，可支持2个模拟通道和4个数字通道进行同步采样，或支持1个模拟通道和6个数字通道进行同步采样或者其他的组合。该第五芯片U5支持线路和麦克风输入，并允许单端和差分输入配置，其集成了可编程通道增益、数字音量控制、可编程麦克风偏置电压、锁相环(PLL)、可编程高通滤波器(HPF)、双二阶滤波器、低延迟滤波器模式，且支持时分多路复用(TDM)、IIS或左平衡(LJ)音频格式，并可通过IIC或SPI接口进本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种麦克风阵列录音系统，其特征在于，该系统包括：模数转换模块，与麦克风连接，其用于采集麦克风输入的模拟通道信号和/或数字通道信号，并将采集的信号转换为数字信号；MCU模块，与模数转换模块通信，其读取模数转换模块的数字信号并解析出录音结果；并配置录音参数，将录音参数发送模数转换模块；电平转换模块，分别与MCU模块及模数转换模块连接，其用于实现模数转换模块输出的电平信号与MCU模块输出的电平信号之间的相互转换；上位机，与MCU模块连接并通信，其用于设置录音参数，将录音参数发送至MCU模块，并获取MCU模块的录音结果。2.如权利要求1所述的麦克风阵列录音系统，其特征在于，该系统还包括：连接器及至少一个扩展模数转换模块，所述模数转换模块通过所述连接器与麦克风连接，所述扩展模数转换模块通过所述连接器与所述电平转换模块连接，所述扩展模数转换模块与模数转换模块的结构相同。3.如权利要求1所述的麦克风阵列录音系统，其特征在于，该系统还包括：电源转换模块，其分别与外部电源、模数转换模块、MCU模块及电平转换模块连接，用于将外部电源分别转为模数转换模块、MCU模块及电平转换模块所需的电源。4.如权利要求1所述的麦克风阵列录音系统，其特征在于，所述模数转换模块包括第五芯片U5及与之连接的IIC地址设置电路和第二复位电路，所述第五芯片U5通过IIC地址设置电路设置IIC通信地址，所述第五芯片U5分别与麦克风及电平转换模块连接。5.如权利要求1所述的麦克风阵列录音系统，其特征在于，所述模数转换模块可支持麦克风输入端的4个模拟通道或8个数字通道或两者的组合。6.如权利要求1所述的麦克风...

【专利技术属性】
技术研发人员：余守军，罗玉奎，宋帮杰，付裕禄，
申请(专利权)人：深圳市精泰达科技有限公司，
类型：发明
国别省市：