專利名稱：可自動(dòng)消除回聲嘯叫的話筒擴(kuò)音方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種音響裝置，具體地說(shuō)是一種可自動(dòng)消除回聲嘯叫的話筒擴(kuò)音方法和裝置。
背景技術(shù)：
目前市面上出售的帶話筒擴(kuò)音的音響器材，包括卡拉OK機(jī)、功放機(jī)和擴(kuò)音機(jī)…等，都存在著一個(gè)缺陷，就是輸出功率調(diào)小一點(diǎn)時(shí)，達(dá)不到理想的擴(kuò)音效果，而當(dāng)把輸出功率調(diào)大一點(diǎn)時(shí)，卻又很容易產(chǎn)生十分令人討厭的尖叫聲的嘯叫，這是由于話筒將語(yǔ)音轉(zhuǎn)變成電流并進(jìn)行功率放大，然后送到擴(kuò)音喇叭或音箱喇叭以發(fā)出更大的聲音以后，這種由喇叭發(fā)出的聲音，它又可以通過(guò)聲波直接的“幅射”或間接的一次或多次的“反射”而最終又回輸?shù)皆捦采?，這就是“回聲反饋”。而這種“回聲反饋”又使話筒產(chǎn)生出更大的“回聲”感應(yīng)電流，然后功率放大器又將這種“回聲”感應(yīng)電流再進(jìn)行功率放大，又再由喇叭放出更大的“回聲”聲音，然后這“回聲”聲音又再經(jīng)“幅射”或“反射”又再次回輸?shù)皆捦伯a(chǎn)生新的“回聲”電流…于是就因惡性循環(huán)而產(chǎn)生這種自激性的“回聲嘯叫”了。而這種“回聲嘯叫”就使得其音響器材的音量無(wú)法調(diào)至正常水平。而且這種“回聲嘯叫”，是尖聲而刺耳的，不但使人感到難以忍受，而且會(huì)導(dǎo)致機(jī)器也無(wú)法再進(jìn)行正常的工作，而更為嚴(yán)重的是這種自激嘯叫有時(shí)還會(huì)使喇叭或器材因自激過(guò)載而受到毀壞。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就在于為克服以上所述現(xiàn)有音響器材有時(shí)會(huì)產(chǎn)生嘯叫的不足而研發(fā)的一種可自動(dòng)消除回聲嘯叫的話筒擴(kuò)音方法和裝置?？紤]到目前市面上出售的帶話筒擴(kuò)音的音響器材，包括卡拉OK機(jī)、功放機(jī)和擴(kuò)音機(jī)…等之所以會(huì)產(chǎn)生這種令人討厭的自激嘯叫，其實(shí)質(zhì)就是由于講話話筒與放音喇叭之間有時(shí)會(huì)存在著較為強(qiáng)烈的“回聲反饋”，即發(fā)生嘯叫時(shí)，語(yǔ)音(為敘述方便，無(wú)論是講話還是演唱的聲音以下均簡(jiǎn)稱為語(yǔ)音)話筒就不但有來(lái)自發(fā)言人或演唱者即時(shí)的語(yǔ)音輸出，而且還必然夾帶有由喇叭“回聲反饋”所造成的“回聲輸出”。而正是這本不該有的“回聲輸出”，才導(dǎo)致了“回聲嘯叫”的發(fā)生。所以如果我們能夠設(shè)法減弱，甚至完全抵消掉這語(yǔ)音話筒產(chǎn)生的這種“回聲輸出”，也就是說(shuō)把這種有害的“回聲輸出”從語(yǔ)音話筒的輸出信號(hào)中“消除”掉，那么就可以避免自激嘯叫的發(fā)生了。另一方面，話筒擴(kuò)音系統(tǒng)之所以會(huì)產(chǎn)生自激嘯叫，就是因?yàn)榇嬖谥^為強(qiáng)烈的聲信號(hào)“正”反饋，此時(shí)，如果能將“正”反饋?zhàn)優(yōu)椤柏?fù)”反饋，那么，嘯叫也一樣就不會(huì)發(fā)生。本發(fā)明正是按以上的思路而從技術(shù)上來(lái)加以實(shí)現(xiàn)的它的方框原理示意圖見(jiàn)圖1，它特別設(shè)置了相位轉(zhuǎn)換電路6，還設(shè)置了回聲信號(hào)相消電路5，而它的相消工作是由供語(yǔ)音話筒插入所用的話筒插座1，語(yǔ)音信號(hào)放大電路2，供回聲話筒插入所用的話筒插座3，回聲信號(hào)放大電路4的相互配合而起作用的。然后還有信號(hào)分配電路7；語(yǔ)音信號(hào)輸出電路8，功率放大電路9等功能電路進(jìn)行電連接而成。其簡(jiǎn)單的工作原理是這樣的如果話筒擴(kuò)音系統(tǒng)出現(xiàn)了嘯叫，那么就意味著有“正”的聲反饋存在，所以馬上啟用相位轉(zhuǎn)換電路6進(jìn)行相位轉(zhuǎn)換，使之由“正”的聲反饋，變成“負(fù)”的聲反饋，嘯叫聲就可以馬上得以消除。而如果經(jīng)轉(zhuǎn)換相位之后，嘯叫聲仍未能消除的話，那就意味著引致嘯叫的回聲可能還不止一處，這時(shí)就再動(dòng)用以回聲治回聲的“回聲信號(hào)相消電路5”和與之相配合工作的供語(yǔ)音話筒插入所用的話筒插座1，語(yǔ)音信號(hào)放大電路2，供回聲話筒插入所用的話筒插座3，回聲信號(hào)放大電路4等功能電路。其以回聲治回聲的原理是首先設(shè)法將引致嘯叫的回聲源找到，其方法是特別增設(shè)了供一個(gè)或多個(gè)回聲話筒插入用的話筒插座3，專門用于插接供收集回聲的話筒所用。也由于這增設(shè)的話筒是專門用作收集回聲的，所以就可以根據(jù)需要，而將其調(diào)節(jié)到既離供講話或演唱所用的話筒較遠(yuǎn)些而又有利于收集回聲的任何角度和指向，從而就可以準(zhǔn)確地收集到回叫聲，而又盡可能地減少受語(yǔ)音信號(hào)的影響。然后把這些由回叫聲檢測(cè)話筒所檢測(cè)到的回聲信號(hào)輸入到回聲信號(hào)放大電路4進(jìn)行回聲信號(hào)放大，然后將此放大了的回聲信號(hào)送到回聲信號(hào)相消電路5的一個(gè)信號(hào)輸入端，與此同時(shí)，供語(yǔ)音話筒插入所用的話筒插座1所插入的供講話或演唱所用的話筒，其所感應(yīng)到的夾帶有回聲信號(hào)的語(yǔ)音信號(hào)經(jīng)語(yǔ)音信號(hào)放大電路2所放大后，則被送到回聲信號(hào)相消電路5的另一個(gè)信號(hào)輸入端，而這個(gè)回聲信號(hào)相消電路5其實(shí)就是一個(gè)信號(hào)減法器電路，所以原先夾雜于語(yǔ)音信號(hào)的回聲信號(hào)就被收集來(lái)的回聲信號(hào)所相減相消而只剩下語(yǔ)音信號(hào)了，這個(gè)已自動(dòng)消除了回聲信號(hào)的語(yǔ)音信號(hào)再經(jīng)信號(hào)分配電路7，就可以一路送到語(yǔ)音信號(hào)輸出電路8，供信號(hào)輸出用，另一路送到功率放大電路9進(jìn)行功率放大然后供喇叭放音，就不會(huì)產(chǎn)生令人討厭的回聲嘯叫了！本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，其有益效果是，它不但能自動(dòng)消除“回聲嘯叫”的產(chǎn)生，而且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，又可以使用普通的話筒而無(wú)須特制，所以也容易推廣普及。


圖1如前所述，是本發(fā)明的方框原理示意圖。圖中各方框圖為方框1是供語(yǔ)音話筒插入所用的話筒插座，方框2是語(yǔ)音信號(hào)放大電路，方框3是供回聲話筒插入所用的話筒插座，方框4是回聲信號(hào)放大電路，方框5是回聲信號(hào)相消電路，方框6是相位轉(zhuǎn)換電路，方框7是信號(hào)分配電路，方框8是語(yǔ)音信號(hào)輸出電路，方框9是功率放大電路。其中供語(yǔ)音話筒插入所用的話筒插座1是供外接1個(gè)或1個(gè)以上話筒插入以作為講話或演唱時(shí)所用的話筒插座；語(yǔ)音信號(hào)放大電路2是一個(gè)帶輸入或輸出信號(hào)強(qiáng)度調(diào)節(jié)的話筒信號(hào)放大電路；供回聲話筒接入所用的話筒插座3是供外接1個(gè)或1個(gè)以上話筒接入以作為回聲檢測(cè)時(shí)所用的話筒插座；回聲信號(hào)放大電路4是一個(gè)帶輸入或輸出信號(hào)強(qiáng)度調(diào)節(jié)的話筒信號(hào)放大電路；回聲信號(hào)相消電路5是一個(gè)信號(hào)減法器電路，即其輸出信號(hào)是由其輸入信號(hào)之間的信號(hào)相減相消作用后再輸出剩余信號(hào)的功能電路；相位轉(zhuǎn)換電路6是一個(gè)用開(kāi)關(guān)控制是否接入的反相器；信號(hào)分配電路7是一個(gè)以電容器將信號(hào)分配的電路；語(yǔ)音信號(hào)輸出電路8是一個(gè)以插座型式方便對(duì)外輸出信號(hào)的電路。以上各功能電路均可根據(jù)需要由集成電路或分立元件所組成。
圖2是本發(fā)明其中的一個(gè)實(shí)施例原理示意圖。圖中的元器件符號(hào)J1-J6均為插座，W1-W5均為可調(diào)阻值的電位器，A1-A4均為運(yùn)算放大器，K為選擇開(kāi)關(guān)，Ap為功率放大器，Y為喇叭。
具體實(shí)施例方式圖2是本發(fā)明其中的一個(gè)具體實(shí)施例原理示意圖。這是一個(gè)具有三個(gè)語(yǔ)音話筒輸入和兩個(gè)回聲檢測(cè)話筒輸入的可自動(dòng)消除回聲嘯叫的話筒擴(kuò)音裝置。這里之所以設(shè)置了兩個(gè)回聲檢測(cè)話筒輸入，是考慮到有時(shí)引致產(chǎn)生嘯叫的回聲可能不僅僅是一處，所以根據(jù)需要特別設(shè)置了兩個(gè)供回聲檢測(cè)話筒接入的插座。在圖2中，供語(yǔ)音話筒插入所用的話筒插座1由J1、J2、J3所組成。語(yǔ)音信號(hào)放大電路2由W1、C1、R1；W2、C2、R2；W3、C3、R3；R4、R5、R6與運(yùn)放A1共同連接所組成。供回聲話筒插入所用的話筒插座3由J4、J5所組成?；芈曅盘?hào)放大電路4由W4、C7、R20；W5、C8、R21；R9、R10、R19與運(yùn)放A2進(jìn)行電連接所組成?；芈曅盘?hào)相消電路5由C4、R12、R11、R7、R8、R17、R18、C6與運(yùn)放A3所組成。相位轉(zhuǎn)換電路6由C5、R16、R15、R13、R14與運(yùn)放A4進(jìn)行電連接所組成。信號(hào)分配電路7由R23、C9、C10所組成。語(yǔ)音信號(hào)輸出電路8由C9、R22與J6共同連接所組成。功率放大電路9由C10與傻瓜功放模塊Ap以及喇叭外接線端子N1、N2相連接所組成。其相互位置及相互連接關(guān)系為供語(yǔ)音話筒插入所用的話筒插座1之J1，J2，J3的各內(nèi)接觸片引線分別與電位器W1、W2、W3的上固定端相連接，而電位器W1、W2、W3的各可調(diào)節(jié)輸出端分別與語(yǔ)音信號(hào)放大電路2的信號(hào)輸入電容C1、C2、C3相連接；供回聲話筒插入所用的話筒插座3之J4、J5各內(nèi)接觸片引線分別與電位器W4、W5的上固定端相連接，而電位器W4、W5的各可調(diào)節(jié)輸出端分別與回聲音放大電路3的信號(hào)輸入電容C7、C8相連接；回聲信號(hào)相消電路5之運(yùn)放A3一正一負(fù)的兩個(gè)輸入端，其中的一個(gè)輸入端與語(yǔ)音信號(hào)放大電路2即A1的輸出端相連接；而運(yùn)放A3的另一個(gè)輸入端則與回聲信號(hào)放大電路4也即是運(yùn)放A2的輸出端相連接；相位轉(zhuǎn)換電路6的輸入端與回聲信號(hào)相消電路5之運(yùn)放A3的輸出端相連接；其相位選擇開(kāi)關(guān)K的選擇腳即開(kāi)關(guān)第2腳與信號(hào)分配電路7的輸入端即C9、C10、R23相連接，選擇開(kāi)關(guān)K的第1腳與運(yùn)放A3的輸出端相連接，選擇開(kāi)關(guān)K的第3腳與運(yùn)放A4的輸出端相連接；信號(hào)分配電路7的輸出端則分別與語(yǔ)音信號(hào)輸出電路8之C9和功率放大電路9之電容C10相連接。以上電路的主要器件型號(hào)外接話筒插座J1-J5可選用與普通話筒插頭外徑相配套之孔徑的普通插座，而為了美觀和一致，信號(hào)輸出插座J6也可選用同樣型號(hào)的插座。各運(yùn)算放大器A1-A4可選用四集成運(yùn)放LM324，電位器W1、W2、W3、W4、W5、可選WH5-1型，相位選擇開(kāi)關(guān)K可選任何型號(hào)的單刀雙擲開(kāi)關(guān)，Ap可選型號(hào)為PS60的“傻瓜”式的功率放大模塊。
本實(shí)施例的工作原理如下使用時(shí)，將要供講話或演唱所用的普通話筒插入J1，J2或J3，這時(shí)放大器A1就負(fù)責(zé)將由供語(yǔ)音話筒插入所用的話筒插座1送來(lái)的夾帶有回聲信號(hào)在內(nèi)的語(yǔ)音信號(hào)進(jìn)行放大，然后將放大了的信號(hào)輸出到回聲相消電路5之運(yùn)放A3的一個(gè)輸入端，而將作為回叫聲檢測(cè)所用的普通話筒則將它插入到供回聲話筒插入所用的話筒插座3即J4或J5，同時(shí)將其話筒放置得離發(fā)言或演唱者遠(yuǎn)一點(diǎn)而又向著產(chǎn)生回聲的方向，這樣它就主要是收集感應(yīng)到回聲信號(hào)而無(wú)發(fā)言或演唱者的語(yǔ)音信號(hào)，此回聲信號(hào)再經(jīng)放大器之A2將回聲信號(hào)放大后再輸出到回聲相消電路5之運(yùn)放A3的另一個(gè)輸入端，這樣，運(yùn)放A3在此就成了一個(gè)差分放大器，而差分放大器的信號(hào)輸出就是由它的兩個(gè)輸入信號(hào)之差決定的，因而就起了一個(gè)信號(hào)相減相消的信號(hào)減法器作用。也即是說(shuō)，這時(shí)就可以利用由運(yùn)放A2送來(lái)的回聲信號(hào)去抵消由運(yùn)放A1送來(lái)的語(yǔ)音信號(hào)中所夾帶的回聲信號(hào)了。當(dāng)然其抵消的程度還取決于兩個(gè)輸入信號(hào)的大小，如果兩個(gè)輸入信號(hào)其大小是相等的話，那么相互抵消的效果就最佳。為此，就專門設(shè)置了可對(duì)收集來(lái)的回聲信號(hào)幅度進(jìn)行調(diào)整的電位器W4和W5，使用時(shí)調(diào)整它，就可使抵消的效果達(dá)至理想。這時(shí)輸出的就只有發(fā)言或演唱者的語(yǔ)音信號(hào)而自動(dòng)消除了回聲信號(hào)的再輸出。然后將此無(wú)回聲的語(yǔ)音信號(hào)送到功率放大模塊Ap進(jìn)行功率放大，就可以供接于N1、N2接線端子上的喇叭放音或通過(guò)C9、R22送到插座J6，以便通過(guò)插頭連線將語(yǔ)音信號(hào)輸送到另一音響擴(kuò)音設(shè)備去放音，從而達(dá)到自動(dòng)消除回聲嘯叫，提高話筒擴(kuò)音效果的目的。
本發(fā)明在更多的具體的實(shí)施例中，其語(yǔ)音話筒和回聲檢測(cè)話筒均可以根據(jù)實(shí)際需要，設(shè)計(jì)成只用一個(gè)或可用兩個(gè)以上的多個(gè)話筒和與此數(shù)目相對(duì)應(yīng)的話筒輸入電路。而回聲信號(hào)相消電路5其實(shí)質(zhì)就是一個(gè)信號(hào)減法器電路，所以除可用運(yùn)放式差分電路外，也可用其他器材構(gòu)成而能起到相同作用的其他任何同功能電路，即只要其輸出信號(hào)是由其輸入信號(hào)之間的信號(hào)相減相消作用后再輸出剩余信號(hào)的其他功能電路都行。另外，為節(jié)約制作成本，在圖1的方框原理圖中，也可以在信號(hào)輸出電路或功率放大電路之間只取其一，也即是說(shuō)既可以只保留信號(hào)輸出電路而不要功率輸出電路，以便利用原有的音響設(shè)備作功放；又或者只保留功率輸出電路而不要信號(hào)輸出電路，以求簡(jiǎn)潔…等。而以上所述的各種具體做法均由本發(fā)明所派生，所以均應(yīng)看作是本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種可自動(dòng)消除回聲嘯叫的話筒擴(kuò)音方法和裝置，它是由供語(yǔ)音話筒插入所用的話筒插座(1)，語(yǔ)音信號(hào)放大電路(2)，供回聲話筒插入所用的話筒插座(3)，回聲信號(hào)放大電路(4)，回聲信號(hào)相消電路(5)，相位轉(zhuǎn)換電路(6)，信號(hào)分配電路(7)，語(yǔ)音信號(hào)輸出電路(8)，功率放大電路(9)相互電氣連接構(gòu)成，其特征在于它設(shè)有供回聲話筒插入所用的話筒插座(3)，回聲信號(hào)放大電路(4)，回聲信號(hào)相消電路(5)，相位轉(zhuǎn)換電路(6)；以上功能電路的相互連接關(guān)系為供語(yǔ)音話筒接入所用的話筒插座(1)的輸入端供外接話筒挿入，而其輸出端則與語(yǔ)音信號(hào)放大電路(2)的信號(hào)輸入端相連接；語(yǔ)音信號(hào)放大電路(2)的信號(hào)輸出端則與回聲信號(hào)相消電路(5)中的一個(gè)輸入端相連接；供回聲話筒插入所用的話筒插座(3)的輸入端供外接話筒插入，而其輸出端則與回聲信號(hào)放大電路(4)的信號(hào)輸入端相連接；而回聲信號(hào)放大電路(4)的信號(hào)輸出端則與回聲信號(hào)相消電路(5)中的另一個(gè)輸入端相連接；回聲信號(hào)相消電路(5)的信號(hào)輸出端與相位轉(zhuǎn)換電路(6)的信號(hào)輸入端相連接；相位轉(zhuǎn)換電路(6)的信號(hào)輸出端與信號(hào)分配電路(7)的輸入端相連接；信號(hào)分配電路(7)的輸出端分別與語(yǔ)音信號(hào)輸出電路(8)和功率放大電路(9)的輸入端相連接；語(yǔ)音信號(hào)輸出電路(8)的輸出插座供對(duì)外音響擴(kuò)音設(shè)備連接時(shí)輸出話音信號(hào)用；功率放大電路(9)的輸出端供外接喇叭時(shí)用。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種可自動(dòng)消除回聲嘯叫的話筒擴(kuò)音方法和裝置，其特征在于供回聲話筒插入所用的話筒插座(3)是供外接1個(gè)或1個(gè)以上話筒接入以作為回聲檢測(cè)時(shí)所用的話筒插座。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種可自動(dòng)消除回聲嘯叫的話筒擴(kuò)音方法和裝置，其特征在于回聲信號(hào)放大電路(4)是一個(gè)帶輸入或輸出信號(hào)強(qiáng)度調(diào)節(jié)的話筒信號(hào)放大電路。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種可自動(dòng)消除回聲嘯叫的話筒擴(kuò)音方法和裝置，其特征在于回聲信號(hào)相消電路(5)是一個(gè)信號(hào)減法器電路，即其輸出信號(hào)是由其輸入信號(hào)之間的信號(hào)相減相消作用后再輸出剩余信號(hào)的功能電路。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種可自動(dòng)消除回聲嘯叫的話筒擴(kuò)音方法和裝置，其特征在于相位轉(zhuǎn)換電路(6)是一個(gè)用開(kāi)關(guān)控制其是否接入的反相器。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種可自動(dòng)消除回聲嘯叫的話筒擴(kuò)音方法和裝置，它是由供語(yǔ)音話筒插入所用的話筒插座(1)、語(yǔ)音信號(hào)放大電路(2)、專供收集回聲所用話筒插入的話筒插座(3)、回聲信號(hào)放大電路(4)、回聲信號(hào)相消電路(5)、相位轉(zhuǎn)換電路(6)、信號(hào)分配電路(7)，語(yǔ)音信號(hào)輸出電路(8)，功率放大電路(9)等電路連接而成。它是利用相位轉(zhuǎn)換的方法而將“正”的回聲反饋轉(zhuǎn)為“負(fù)”的回聲反饋從而使嘯叫不再發(fā)生；另一方面，又利用信號(hào)減法器的相減相消原理，用專設(shè)的話筒去專門收集回聲信號(hào)，并以此信號(hào)與夾帶有回聲信號(hào)的講話或演唱信號(hào)分別送到回聲信號(hào)相消電路(5)，從而自動(dòng)消除回聲嘯叫。具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，效果良好，無(wú)須特制話筒，容易制作普及等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)H04M1/19GK1933502SQ20061003742
公開(kāi)日2007年3月21日 申請(qǐng)日期2006年9月1日 優(yōu)先權(quán)日2006年9月1日
發(fā)明者劉鑒明 申請(qǐng)人:劉鑒明