专利名称：：一种数码音箱的制作方法
技术领域：
：本实用新型涉及一种音响，尤其涉及一种数码音箱，广泛应用于家庭音响、网络电话会议、网络游戏及线上远程教育。
背景技术：
：随着人民生活水平的提高，许多人特别是音响发烧友们对音频功率放大器能否完美不失真的还原声音的要求近于苛刻。模拟的功放经过几十年发展，技术已相当成熟，在这方面几乎到了极限，并且音质远不如数字式，所以高效率、低失真的数字功放将取而代之。然而目前国内生产的数码音箱只能适应于作为一般重放音乐的作用，在电脑应用方面，由于存在很大回声及噪音而无法应用于网络直接通讯。因而失去了PC行业的巨大商机。同时随着市场竞争日趋激烈，人们日益增长的信息需求，如车载免提、网上远程教学，网络学习与企业线上训练等已越来越多地被人们应用到生活和工作中，这些应用都需要一套高质量的音响系统，将从远端传输来的语音重现或将麦克风拾取的语音发送到接收方。而目前国内外所用于网络或电话的通话免提设备，都存在回声大、啸叫声、噪音大的缺陷，无法满足上述场合的要求。
发明内容本实用新型的主要目的就是为了解决现有技术的噪音、回声及侧音大的缺点，提供一种数码音箱，使在接收远端传来的语音时能够消除噪音、通话回声及侧音，能够适用于电脑应用、电话会议或网络教学等方面的语音播放。本实用新型的次要目的是提供一种数码音箱，使在将语音传输出去时能够消除噪音、通话回声及侧音。为实现上述目的，本实用新型提出了一种数码音箱，包括音频信号输入电路、功放电路和用于播放声音的扬声器，还包括用于对输入的音频信号进行消除噪音、通话回音及侧音的模块U7，所述模块U7的音频信号输入端连接音频信号输入电路的输出端，所述模块U7的音频信号输出端连接功放电路的输入端，所述功放电路的输出端连接扬声器。为了使消除噪音和通话回声及侧音的效果更好，在将麦克风拾取的信号传输出去时就进行消除噪音和回声及侧音的处理，所以本实用新型还包括麦克风信号输入电路和麦克风信号输出电路，所述麦克风信号输入电路和模块U7的麦克风信号输入脚相连，模块U7的麦克风信号输出脚输出至麦克风信号输出电路。所述消除噪音和回音及侧音模块U7为集成电路FM1073。如图2、3所示，集成电路FM1073用于对从远端输入的音频信号和从麦克风输入的声音信号进行如下处理麦克风拾取的语音信号(近端的话音和远端的话音在扬声器中回放出由麦克风耦合而成的回声)以差分输入的形式进入，放大后经半双工检测，高通滤波器和预加重处理以后，模数转换成16位的语音数据，通过麦克风增益调整后进行噪声抑制处理和回声消除，并与线路输入的信号比较，去除，得到近端的话音数据；然后进行快速傅立叶变换和反变换，在频域再次进行回声消除处理；最后进行麦克风音量控制，去加重滤波(即去除不需要的信号)和数模转换后将信号从线路输出端差分单端输出。远端的音频信号从线路输入端单端或差分输入，经高通滤波和预加重，模数转换处理后变成16位语音数据，经消侧音处理后分成两路数据，一路送回声消除处理，另一路经数模转换后放大和加重处理，从扬声器输出端差分输出，送数字功率放大器放大，推动扬声器发声。集成电路FM1073中的滤波模块包括半双工检测、高通滤波器和预加重滤波器。所以本实用新型的有益效果是1)通过采用自适应步长子带非线形滤波器技术(Adaptivestepsizesub-bandnon-linearfilter(AS3NLF)technology)矩阵麦克风波束汇集噪声压制通道控制(AMBINchannelcontrol)、可调整抑制因子快速滤波器(Adjustablesuppressionfactorpostfilter)、原噪声平滑技术(Non-artificialnoisesmoothe)、振动传感器(Vibrationsensor)和数字功放组合为一体，其中利用集成电路FM1073对从远端输入的信号进行消噪音、消侧音和消回声处理后，使该数码音箱在播放时噪音和回声大大降低。2)通过利用集成电路FM1073对从麦克风输入的信号进行消噪音、消回声和去加重滤波处理后，该数码音箱在对免提的系统远距离拾取语音的情况下，使语音在发送出去的时候已进行杂音信号滤除和回声消除处理，以便于接收方能够接收到高质量的语音信号，即使双方在免提情况下，也能有效消除通话回音。所以本实用新型能够应用于高保真家庭影院、PC网络直接通讯和电话会议。本实用新型的特征及优点将通过实施例结合附图进行详细说明。图1表示本实用新型的原理方框图；图2表示本实用新型集成电路FM1073的模块原理图；图3表示本实用新型集成电路FM1073中的滤波器模块原理图图4表示本实用新型集成电路FM1073的结构图；图5表示本实用新型的第一实施例的电路图；图6表示本实用新型的第二实施例的方框图；图7a表示本实用新型的参数调试流程图之一；图7b表示本实用新型的参数调试流程图之二。具体实施方式如图1所示为本实用新型的方框图，包括线路输入到扬声器输出和麦克风输入到线路输出。由线路输入的音频信号顺序通过音频信号输入电路、消除噪音和回音模块U7和功放电路，最后输出到扬声器；由麦克风输入的声音信号顺序通过麦克风信号输入电路、模块U7和麦克风信号输出电路。所述模块U7为集成电路FM1073。所述模块U7也可以是包含有降噪和消除回声等功能的其他模块。如图4所示为集成电路FM1073的结构图，包括16位数字信号处理模块、相当于86MIPS的DSP声音处理引擎、4通道模数转换、2通道数模转换、含DSP固件的40KBROM和16KBRAM。具有三个麦克风输入，双差分线路输入，线路输出和扬声器输出。集成电路FM1073具有8K/11K取样速率，支持120-3400Hz/165-4500Hz带宽，信噪比达78dB，减小射频干扰和白噪声。可编程增益输入输出放大器，适应不同灵敏度麦克风，线路输入输出电平。噪声压制达18dB，可适用于嘈杂的汽车环境。非线性回声消除，适合于小型喇叭大功率时的过载。全双工时回声消除达52dB(1麦克风)，65(2麦克风)，提供清晰的语音。侧音消除35dB。麦克风和扬声器32级数字音量控制-12-+18dB。缺省工作/外挂EEPROM(参数再编程)/SHI或UART微处理器控制三种工作方式。CHI总线支持μ-Law和线性PCM模式，灵活与数字通信设备接口。在实际应用时可根据应用的情况不连接麦克风或连接合适数量的麦克风。如图5所示为本实用新型的第一实施例，所述音频信号输入电路包括顺序相连的音频模拟信号输入接口和低通滤波器，所述低通滤波器的输出端与所述模块U7的音频信号输入端连接；所述麦克风信号输出电路为麦克风信号模拟输出电路。所述模块U7为集成电路FM1073，所述数码音响的麦克风MICO拾取信号经第十九电阻R19、第十二电容C12组成的低通滤波后从集成电路FM1073第37脚进入内部麦克风波束汇集噪声压制通道控制器，经滤波、降噪、消回声及侧音处理后，经集成电路FM1073的第47脚Line-OUT进入PCMIC-IN发送出去；同理，从PC网络或电话线传送来的信号经第四十五电阻R45、第二十七电容C27低通滤波，经第二十五电容C25、第二十九电容C29偶合到集成电路FM1073第43、44脚，经内部低通滤波、预加重、消侧音、消回声，去加重滤波处理后，由集成电路FM1073的第1、2脚输出，分别进入第十电容C10偶合到功率放大器U12第5、3脚，然后从功率放大器U12第1、7脚输出推动扬声器LS1、LS2实现电声信号转换。应用时，分别插到PCSPK-OUT音频输出接口与MIC-IN接口，从而可以实现降噪消回声，远距离拾取信号的网上免提通话。如图6所示为本实用新型的第二实施例，与第一实施例不同的是所述音频信号输入电路包括顺序相连的音频数字信号输入接口和音频数字信号处理电路，所述音频数字信号处理电路与所述集成电路FM1073相连；所述麦克风信号输出电路为麦克风信号数字输出电路，所述集成电路FM1073的麦克风信号输出脚与音频数字信号处理电路相连，经音频数字信号处理电路处理后输出至麦克风信号数字输出电路。鉴于USB接口的广泛、便利地使用，将所述音频数字信号输入接口和所述麦克风信号数字输出电路设计为USB接口，所述音频数字信号处理电路为集成电路CM108，其音频数字信号输入部分包括顺序相连的USB界面、ISO输出处理单元、数模转换电路和第一增益电路，其麦克风信号输出部分包括顺序相连的第二增益电路、模数转换电路、ISO输入处理单元和USB界面，所述第一增益电路和第二增益电路分别与所述集成电路FM1073的Lin-in线或Lin-out线相连，所述USB界面响应USB接口输入的信号，对于集成电路FM1073，将实施例一中的集成电路FM1073的MIC-in线与SPK-out线插头换成了USB插头。应用时，将LXH/B数码音箱的USB插头插到PC电脑的USB插座，从而实现降噪、消回声及侧音、远距离拾取信号的网上免提通话。如图7a-7b所示为本实用新型中集成电路FM1073的参数调试流程图，信号接口基本参数的测试，在距麦克风0.3-0.6米的地方用计算机送一固定音频信号，测量集成电路FM1073第37脚(MIC0_P)引脚麦克风的输出信号大小(峰峰值)，将信号幅度乘2，作为设置麦克风可编程增益值的参考。根据线路输出即手机或其他设备麦克风或线路输入的电平要求，设置麦克风的音量。拨打一固定号码，如1860等，测量线路输入即手机或其他设备扬声器或线路输出电平，作为设置线路输入可编程增益值的参考，根据扬声器输出的电平要求，设置扬声器音量。回声参数调整，播放一段话音从线路输入，如果回声是整段句子，就应断开麦克风，看是否有回音，如果还有，检查与手机的连接是否有问题。没有的回声的话，重新连接麦克风。测量并计算麦克风和线路输入经过可编程增益放大器后的幅度，取两者的比值乘上系数(1.8/2)，作为回声消除参考增益。然后分别在小信号(远端小声讲话)，测量回声，如果有，则说明回路有问题或麦克风饱和。正常使用情况下的信号幅度(正常讲话)时测试是否有回声，有的话调整线性回声消除参数。最后在大信号(模拟大声讲话的情况下)，测量回声，调整非线性回声消除参数。消侧音参数调整，从麦克风输入端送一音频信号，测量线路输出和线路输入的幅度，取两者的比值乘上系数(2/1.6)作为侧音消除的参考增益。然后调整相关参数。噪声抑制参数调整，首先检查在两边同时讲话时是否有噪声，有的话则降低噪声增益。然后听是否有噪声起伏的情况，有的话则提升噪声增益，调试好后，根据要求，分别设置噪声抑制高电平值和地电平值。全双工参数调整，先检查麦克风是否饱和，麦克风饱和会使回声消除和全双工性能下降。然后如果系统使用一个麦克风则只要调整1麦克风全双工参数，两个麦克风时，还要进行2麦克风全双工参数调整。在调整完成以后，还要进行回声性能的测试。本实用新型主要应用于网络电话会议、远程教育、网上直接通讯(IM)。线上语言传输快速普及到线上游戏及家庭音响、家庭影院等。当作为网络直接通讯(IM)时，发展潜力巨大，根据统计，全球电脑主板出货量2004年预计为一亿四仟多万套，前程网有六百万人在工作中使用IM。到2005年这一数字将超过二亿五千万，AOL和Yahoo已经推出办公用IM版本。由此可预测，每台PC都将需要一个免提数码音箱进行语音通信，未来一年全球将有几亿套的需求，市场潜力巨大。权利要求1.一种数码音箱，包括音频信号输入电路、功放电路和用于播放声音的扬声器，其特征在于还包括用于对输入的音频信号进行消除噪音、通话回音及侧音的模块(U7)，所述模块(U7)的音频信号输入端连接音频信号输入电路的输出端，所述模块(U7)的音频信号输出端连接功放电路的输入端，所述功放电路的输出端连接扬声器。2.如权利要求1所述的数字音响，其特征在于所述消除噪音和回音及侧音的模块(U7)为集成电路EM1073。3.如权利要求1或2所述的数码音箱，其特征在于还包括麦克风信号输入电路和麦克风信号输出电路，所述麦克风信号输入电路和模块(U7)的麦克风信号输入脚相连，模块(U7)的麦克风信号输出脚输出至麦克风信号输出电路。4.如权利要求1或2所述的数码音箱，其特征在于所述音频信号输入电路包括顺序相连的音频模拟信号输入接口和低通滤波器，所述低通滤波器的输出端与所述模块(U7)的音频信号输入端连接。5.如权利要求3所述的数码音箱，其特征在于所述音频信号输入电路包括顺序相连的音频模拟信号输入接口和低通滤波器，所述低通滤波器的输出端与所述模块(U7)的音频信号输入端连接；所述麦克风信号输出电路为麦克风信号模拟输出电路。6.如权利要求1或2所述的数码音箱，其特征在于所述音频信号输入电路包括顺序相连的音频数字信号输入接口和音频数字信号处理电路，所述音频数字信号处理电路与所述模块(U7)相连。7.如权利要求3所述的数码音箱，其特征在于所述音频信号输入电路包括顺序相连的音频数字信号输入接口和音频数字信号处理电路，所述音频数字信号处理电路与所述模块(U7)相连；所述麦克风信号输出电路为麦克风信号数字输出电路，所述模块(U7)的麦克风信号输出脚与音频数字信号处理电路相连，经音频数字信号处理电路处理后输出至麦克风信号数字输出电路。8.如权利要求6所述的数码音箱，其特征在于所述音频数字信号输入接口为USB接口，所述音频数字信号处理电路包括顺序相连的USB界面、ISO输出处理单元、数模转换电路和第一增益电路，所述第一增益电路与所述模块(U7)相连，所述USB界面响应USB接口输入的信号。9.如权利要求7所述的数码音箱，其特征在于所述音频数字信号输入接口和所述麦克风信号数字输出电路为USB接口，所述音频数字信号处理电路的音频数字信号输入部分包括顺序相连的USB界面、ISO输出处理单元、界面逻辑处理单元、数模转换电路和第一增益电路，所述音频数字信号处理电路的麦克风信号输出部分包括顺序相连的第二增益电路、模数转换电路、ISO输入处理单元和USB界面，所述第一增益电路和第二增益电路分别与所述模块(U7)相连，所述USB界面与USB接口相连。10.如权利要求3所述的数码音箱，其特征在于所述麦克风信号输入电路为3路，分别连接模块(U7)的麦克风信号输入脚。专利摘要本实用新型提出了一种数码音箱，包括音频信号输入电路、功放电路和用于播放声音的扬声器，还包括用于对输入的音频信号进行消除噪音和通话回音及消侧音的模块，所述消除噪音、回音及侧音模块的音频信号输入端连接音频信号输入电路的输出端，所述消除噪音、回音及侧音模块的音频信号输出端连接功放电路的输入端，所述功放电路的输出端连接扬声器。所述消除噪音、回音及侧音模块为集成电路FM1073。本实用新型能够有效消除噪音、通话回音及侧音，能够应用于高保真家庭影院、PC网络直接通讯和电话会议，即使双方在免提情况下，也能有效消除通话回音。文档编号H04R1/20GK2691200SQ20042004423公开日2005年4月6日申请日期2004年4月1日优先权日2004年4月1日发明者罗惠玲申请人:罗惠玲