一种多功能麦克风的制作方法

[0001]
本实用新型涉及麦克风技术领域，具体而言，涉及一种多功能麦克风。


背景技术：

[0002]
近几年来，一方面随着网络直播业的兴起，带动直播麦克风及直播声卡行业的爆发式发展。网络主播只需要一台电脑或一台手机，配上直播麦克风即可以进行网络直播。
[0003]
另一方面随着国人对k歌娱乐的强劲需求，传统的k歌量贩店由于唱歌成本高，而且不能做到随时随地，想唱就唱，所以家庭k歌娱乐已经慢慢走进千家万户。智能电视机已经成为家庭客厅娱乐的源头，已经在大量的普及和更新换代中。利用电视进行k歌的需求应运而生，促进了电视k歌麦克风这个新产品的诞生。
[0004]
这就需要两套麦克风，而同时购置两套麦克风一是提高了成本，花费较大；二是不方便，麦克风换来换去也比较麻烦。发明人发现可以用一种技术方案将两者合二为一，用一种集成多功能的麦克风克服这个问题，只用一套麦克风既能直播使用，同时又能配合电视机使用。当用作直播时，它可作为一个有线麦克风使用，当用作电视k歌时，它可作为一个无线麦克风使用。


技术实现要素：

[0005]
本实用新型的目的在于提供一种多功能麦克风，解决了现有技术中需要两套麦克风、成本过高和使用不便的技术问题。
[0006]
为达到上述目的，本实用新型的技术方案是如此实现的：
[0007]
一方面，本实用新型实施例提供了一种多功能麦克风的麦克风主机，该麦克风主机包括：监听接口，用于带音效的人声和伴奏的混音输出；伴奏接口，用于外部背景音或伴奏音输入；发射端usb接口，用于充电或音频的输入/输出；音效模块，用于音效处理；编码模块，用于将音频进行数模或模数转换；发射模块，用于放大音频信号并调制及发射。控制模块，用于初始化系统内各模块及控制、按键扫描、状态检测；所述控制模块分别与所述发射模块、所述音效模块、所述编码模块连接，所述编码模块分别与所述音效模块、所述伴奏接口、所述监听接口连接，所述音效模块与所述发射端usb接口连接。
[0008]
作为其中一种实施方式，所述麦克风主机还包括编码开关，用于电子音量调节，控制人声的大小，所述编码开关与所述控制模块连接。
[0009]
作为其中一种实施方式，所述麦克风主机还包括灯带，负责指示当前工作状态、电池电压、充电状态，所述灯带与所述控制模块连接。
[0010]
作为其中一种实施方式，所述灯带为红绿蓝三色led灯带。
[0011]
作为其中一种实施方式，所述编码模块型号为wm8988。
[0012]
作为其中一种实施方式，所述监听接口和所述伴奏接口的端子均采用3.5mm耳机插座。
[0013]
作为其中一种实施方式，所述发射端usb接口采用usb type c母座。
[0014]
另一方面，本实用新型实施例提供了一种多功能麦克风的无线麦克风接收器，该无线麦克风接收器包括：接收模块，用于接收uhf无线电信号；音频应用处理模块，用于控制所述接收模块，解调所述接收模块中的音频信号；接收端usb接口，用于连接智能电视或机顶盒；所述音频应用处理模块与所述接收模块、所述接收端usb接口连接。
[0015]
作为其中一种实施方式，所述接收端usb接口采用usb type a公头。
[0016]
作为其中一种实施方式，所述接收模块型号为kt0656m，所述接收模块数量为两个。
[0017]
本实用新型实施例提供了一种多功能麦克风，带来的有益有效果：
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本产品是两种产品形态的结合体，集直播麦克风与电视k歌麦克风功能于一体，一麦多用，易于扩展，实现了产品功能的多样性，实现k歌的多场景应用，充分满足了用户对直播及家庭k歌的需求，可自动在直播麦克风与电视k歌麦克风之间切换。在网络直播或在线k歌时，通过检测连接线插入状态自动关闭无线发射部分，开启普通有线麦克风模式，使用内部音效处理，提高了音质；在电视端k歌时，自动开启无线发射部分，即插即用，免去了繁琐的布线，有效降低了用户成本，使用方便。
附图说明
[0019]
图1为本实用新型实施例提供的多功能麦克风主机原理示意图；
[0020]
图2为本实用新型实施例提供的多功能麦克风主机硬件方框图；
[0021]
图3为本实用新型实施例提供的无线麦克风接收器原理示意图；
[0022]
图4为本实用新型实施例提供的无线麦克风接收器硬件方框图；
[0023]
图5为本实用新型实施例提供的多功能麦克风的直番应用场景图；
[0024]
图6为本实用新型实施例提供的多功能麦克风的电视k歌应用场景图；
[0025]
图7为本实用新型实施例提供的直播时音频通路图；
[0026]
图8为本实用新型实施例提供的电视k歌模式的音频通路图。
[0027]
图中：控制模块10、发射模块11、音效模块12、编码模块13、按键14、发射端usb接口15、伴奏接口16、监听接口17、编码开关18、灯带19、音频应用处理模块20、接收模块21、接收端usb接口22、指示灯23。
具体实施方式
[0028]
为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型方案，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都应当属于本实用新型保护的范围。
[0029]
需要说明的是，本实用新型的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本实用新型的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及它们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备
不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
[0030]
参阅图1和图2，为本实用新型实施例提供的一种麦克风主机，包括：控制模块10、发射模块11、音效模块12、编码模块13、按键14、发射端usb接口15、伴奏接口16、监听接口17、编码开关18、灯带19、麦克风mic、发射天线uhf ant。
[0031]
控制模块10分别与发射模块11、音效模块12、编码模块13、按键14、编码开关18、灯带19连接，编码模块13与音效模块12、伴奏接口16、监听接口17连接，音效模块12与发射端usb接口15连接。
[0032]
在本实施例中，发射模块11选用kt0646m芯片，该芯片为uhf发射芯片，主要功能为将麦克风mic的人声音频信号放大并调制，并通过发射天线uhf ant发射出去，kt0646m分别与麦克风mic、发射天线uhf ant连接。
[0033]
在本实施例中，音效模块12选用hc611芯片，该芯片为本麦克风主机的专业音频dsp，主要处理人声音效的各种算法，负责人声的混响、回声、均衡、降噪、变声、变调等算法，支持输出操作提示音功能。
[0034]
在本实施例中，编码模块13选用wm8988芯片，该芯片为专业的音频信号编解码器，负责将麦克风微弱信号放大、并转换成数字音频信号通过i2s上传给hc611进行处理，同时还将hc611处理后的音频信号转换成模拟音频信号，并放大，推动耳机或音箱发声(hp_out)，wm8988芯片与麦克风mic连接。
[0035]
在本实施例中，编码开关18用于电子音量调节，主要用来控制人声的大小。
[0036]
在本实施例中，灯带19为红绿蓝三色led灯带，用于麦克风主机的状态指示灯，负责指示当前工作状态、电池电压、充电状态等显示，同时可以达到炫酷的艺术效果。
[0037]
在本实施例中，伴奏接口16选用3.5mm耳机母座，用于外部背景音或伴奏音输入，可以接手机或音箱，作为直播或k歌背景音或伴奏音的输入源。
[0038]
在本实施例中，监听接口17选用3.5mm耳机母座，用于带音效的人声和伴奏的混音输出，接3.5mm耳机，也可以通过音频转接线插有源音箱。
[0039]
在本实施例中，发射端usb接口15选用usb type c接口，这个是多功能接口，既是usb type c的充电口，也是直播接口，可以通过不同的转接线，实现不同的功能，可以接驳各种音频接口的手机、电脑等音频输入输出设备。
[0040]
其主要功能是：手机或电脑等音频设备的伴奏输入到麦克风主机，同时麦克风主机带音效的人声，通过此接口上传到手机或电脑等音频设备(声音录制功能)。
[0041]
在本实施例中，编码开关18选用无级编码开关，操作便利。
[0042]
在本实施例中，麦克风mic选用直径为14mm驻极体电容式咪芯，灵敏度高，拾音效果好，麦克风一路与发射模块11连接，另一路与编码模块13连接，在usb type c转换线未插入或3.5mm aux in线未插入时，麦克风主机处于普通有线麦克风模式，uhf发射部分是关闭的，此时麦克风只与编码模块13建立有效连接。
[0043]
在本实施例中，按键14包括三个按键，分别是开关/耳返键、音效键、均衡键。开关/耳返键，长按1秒为麦克风开关机功能，1秒内连击2次为关闭和打开实时耳返(即关闭实时的人声输出和开启实时人声输出)；音效键，可以循环切换10大音效模式，音效模式分别为原声、ktv、酒吧、剧场、演唱会、录音棚、山谷、魔兽音、娃娃音、电音；均衡键，可以循环切换6
大均衡模式，分别为标准、低沉、明亮、男声、女声、留声机。
[0044]
在本实施例中，控制模块10选用sc95f7513单片机，为8位单片机，是本麦克风主机的主控mcu，其功能有：
[0045]
1.通过uhf_en及uhf_i2c初始化并控制uhf发射芯片kt0646m。
[0046]
2.通过uart(串行口)初始化并控制dsp hc611，切换hc611的10大音效模式及6大均衡模式。
[0047]
3.通过wm_i2c初始化和控制wm8988。
[0048]
4.负责编码开关检测。
[0049]
5.aux in音频线及usb type c转接线插入检测。
[0050]
6.按键扫描及处理。
[0051]
7.三色led指示灯的显示控制。
[0052]
多功能麦克风主机的基本工作原理介绍：
[0053]
1.用户长按开关/耳返键超过1秒，系统上电开机，当mcu检测aux in音频线或usb type c转接线有插入时，麦克风主机进入电视麦克风模式：uhf_en输出高，并通过uhf_i2c初始化uhf发射芯片，并设定uhf发射频率，uhf芯片开始发射。蓝色led点亮。
[0054]
2.通过uart总线初始化dsp hc611,并设定hc611当前的音效模式及均衡模式。(音效模式和均衡模式带断电记忆功能)。
[0055]
3.通过wm_i2c总线初始化wm8988，设定wm8988的输入输出通道参数，开启hp_out输出。
[0056]
4.此时，将3.5mm的耳机插到麦克风主机的3.5mm的耳机孔，对着麦克风说话，hp_out会有带音效的人声输出。
[0057]
参阅图7，图7为本麦克风主机直播时的音频通路图
[0058]
图中涉及到一些专业术语，其中，干声是指原声的、未经过任何音效处理的人声；湿声是指经过音效算法处理过的人声，比如混响、回声、均衡、变声、变调、电音等处理；混音是指湿声与伴奏(或背景音乐)的混合音频。
[0059]
图中的a/d为adc转换器，可以将模拟音频转换成数字音频；图中的dac为dac转换器，可以将数字音频转换成模拟音频；图中的“+”，表示混音器，就是把2种及以上的声音相叠加。
[0060]
直播时音频通路说明：
[0061]
电容式咪芯输出的原始的模拟人声信号，经过编码模块wm8988内部的adc转换成数字音频信号，通过i2s总线输入到音效模块dsp hc611,经过音效模块hc611一系列的音效处理后，一路通过i2s总线输出到编码模块wm8988，另一路通过音效模块hc611内部的dac转换成模拟音频信号，作为录音输出，通过usb type c多功能接口输出到直播手机或电脑。
[0062]
同时，经过3.5mm aux in接口输入的伴奏信号，以及通过usb type c多功能接口输入的背景音乐，在编码模块wm8988内部混音后，输出到3.5mm耳机输出口。
[0063]
参阅图5，图5为网络直播或在线k歌应用。
[0064]
在usb type c转换线未插入或3.5mm aux in线未插入时，麦克风主机处于普通有线麦克风模式(uhf发射部分是关闭的)。
[0065]
多功能麦克风主机通过3.5mm音频线连接耳机或音箱，通过usb type c多功能转
接线接智能手机(ios或android)或电脑，此手机为直播手机(或电脑)，手机(或电脑)的伴唱会通过usb type c多功能转接线输入到麦克风主机，同时麦克风主机里经过处理的人声通过usb type c多功能转接线上传到直播手机(或电脑)。同时还可以通过3.5mm的aux in接另一部手机或电脑(可选功能)，此手机或电脑是用来为麦克风主机提供背景音乐或伴奏。
[0066]
参阅图3和图4，为本实用新型实施例提供的一种无线麦克风接收器，包括：音频应用处理模块20、接收模块21、接收端usb接口22、指示灯23，音频应用处理模块20分别与接收模块21、接收端usb接口22、指示灯23连接。
[0067]
在本实施例中，接收模块21选用kt0656m芯片，该芯片为uhf接收芯片，主要负责接收麦克风主机kt0646m芯片发射的uhf信号，并将人声解调出来，通过i2s接口输出，接收模块21的数量为两个，可同时接收两路无线麦克风信号。
[0068]
在本实施例中，音频应用处理模块20选用ap8224c2芯片，该芯片为audio soc，即音频系统级芯片，它是一颗基于arm的32位音频应用处理器，也是接收端的主控mcu。主要负责对uhf接收芯片的初始化及控制，将kt0656m输出的i2s人声，打包成usb audio数据包上传给智能电视或机顶盒。
[0069]
在本实施例中，接收端usb接口22选用usb typea公头，用于连接能电视或机顶盒的usb母口。
[0070]
在本实施例中，指示灯23包括三个led，分别是sys_led、uhf_led1、uhf_led2，其中，sys_led为系统状态指示灯，当系统工作时，该led慢速闪烁；当正在上传usb audio数据时，该led快速闪烁；uhf_led1、uhf_led2为uhf信号指示灯，分别对应两个接收模块，当uhf接收模块收到信号时，对应的uhf_led指示灯点亮。
[0071]
无线麦克风接收器基本工作原理介绍：
[0072]
1.智能电视或机顶盒开机。
[0073]
2.将无线麦克风接收器插入电视机或机顶盒的usb口，usb接收器上电开机，sys_led开始慢速闪烁。
[0074]
3.ap8224c2将chip_en脚输出高，使kt0656m芯片上电，并通过i2c总线初始kt0656m，并设定kt0656m的接收频率。
[0075]
4.当kt0656m接收到麦克风主机发来的uhf信号，则kt0656m的i2s输出人声音频信号，同时对应的uhf_led被点亮。
[0076]
5.用户开启安装在电视上的k歌应用，选择歌曲并唱歌，此时电视机通过usb口读取usb audio人声数据，sys_led快速闪烁。
[0077]
参阅图8，图8是电视k歌模式的音频通路图。
[0078]
当麦克风主机的控制模块10没有检测到3.5mm aux in插入或者没有usb type c多功能转接线插入，麦克风主机会开启uhf发射功能。此时插在智能电视或机顶盒usb接口的无线麦克风接收器会接收到uhf信号，经过kt0656m接收芯片解调出人声，再送入ap8224c2芯片，将其打包成usb audio数据包，通过usb口发送给正在运行k歌应用的智能电视或机顶盒，k歌应用实时从usb口采集人声，并进行人声的音效处理(混响、echo、均衡)后，与歌曲的伴奏进行混音，然后输出到电视机扬声器。
[0079]
参阅图6，图6是麦克风的电视k歌应用场景图。
[0080]
在usb type c转换线未插入或3.5mm aux in线未插入时，麦克风主机主机处于uhf无线麦克风模式(uhf发射部分是开启的)。
[0081]
此时人声不经过麦克风主机内部的音效模块dsp处理，直接由发射模块调制并发射出去。无线麦克风接收端收到uhf信号后，解调出人声并通过usb口上传到装有电视k歌app的智能电视机或机顶盒，电视或机顶盒采集usb人声，并进行人声音效处理，与歌曲伴奏进行合成后，实时从电视机喇叭输出，从而实现在线k歌和录歌功能。
[0082]
本实用新型实施例提供了一种多功能麦克风，带来的有益有效果：
[0083]
集直播k歌麦与电视k歌麦于一体，一麦多用，易于扩展，实现k歌的多场景应用，自动在直播麦克风与电视k歌麦克风之间切换。在网络直播或在线k歌时，通过检测连接线插入状态自动关闭无线发射部分，开启普通有线麦克风模式，使用内部音效处理，提高了音质；在电视端k歌时，自动开启无线发射部分，即插即用，免去了繁琐的布线，有效降低了用户成本，使用方便。
[0084]
尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。