本發(fā)明涉及語音信號處理技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種基于高感度麥克風的錄音系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

把聲音信號記錄在媒質(zhì)上的過程稱為錄音。用與錄音時相應(yīng)的方法將媒質(zhì)上記錄的信號重放出聲音來的過程稱為放音。錄音和放音合稱錄放音，一個完整的錄音系統(tǒng)通常包括錄音過程和放音過程。在現(xiàn)實生活中，錄音系統(tǒng)大多采用單聲道錄音的錄音方式。

如圖1所示，現(xiàn)有的單聲道錄音系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖，聲源信號通過一個放大倍數(shù)為10倍的放大器進行聲音信號的放大，后經(jīng)過數(shù)模轉(zhuǎn)換電路轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號輸出，此種錄音方式，對麥克風采集的任何信號都進行放大，會導(dǎo)致一種不理想的情況發(fā)生：即聲音信號本身的聲壓較高，經(jīng)過放大器放大后，放大器對聲壓較高的聲音信號無法進行放大(較高的聲壓使得放大器處于飽和狀態(tài)，無法繼續(xù)放大)，進而就會出現(xiàn)聲壓較高的聲音信號在放音過程中出現(xiàn)失真。另外，此種錄音系統(tǒng)中，麥克風的拾音區(qū)間為35分貝到115分貝，其拾音的動態(tài)范圍僅僅為95分貝，拾音范圍較小。音頻捕獲性能不夠理想，另外其信噪比也比較低，影響了音頻性能的改善。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于，提供一種超低噪音高振幅音頻捕獲的數(shù)字麥克風，解決以上技術(shù)問題。

本發(fā)明所解決的技術(shù)問題可以采用以下技術(shù)方案來實現(xiàn)：

一種基于高感度麥克風的錄音系統(tǒng)，其中，包括

信號源，用以發(fā)出信號，

偵測單元，用以接收所述信號，偵測所述信號的幅值并形成一偵測信號輸出；

第一轉(zhuǎn)化單元，用以捕捉所述信號，并對所述信號進行處理，形成第一數(shù)字信號輸出；

第二轉(zhuǎn)化單元，用以捕捉所述信號，并對所述信號進行處理，形成第二數(shù)字信號輸出；

調(diào)制單元，預(yù)置有一調(diào)制方法，控制端接收所述偵測信號，輸入端分別接收所述第一數(shù)字信號和所述第二數(shù)字信號，所述調(diào)制單元根據(jù)所述偵測信號選擇與所述第一數(shù)字信號匹配的第一調(diào)制系數(shù)、與所述第二數(shù)字信號匹配的第二調(diào)制系數(shù)，根據(jù)所述第一數(shù)字信號、所述第二數(shù)字信號、所述第一調(diào)制系數(shù)、所述第二調(diào)制系數(shù)結(jié)合所述調(diào)制方法形成一調(diào)制結(jié)果輸出。

優(yōu)選地，上述的基于高感度麥克風的錄音系統(tǒng)，其中，所述第一轉(zhuǎn)化單元包括

第一采集器，用以捕捉所述信號，并形成第一采集信號輸出；

第一放大器，用以接收所述第一采集信號，并對所述第一采集信號進行 放大處理；

第一轉(zhuǎn)換器，用以將經(jīng)所述第一放大器放大處理的所述第一采集信號進行數(shù)模轉(zhuǎn)換，形成第一數(shù)字信號輸出。

優(yōu)選地，上述的基于高感度麥克風的錄音系統(tǒng)，其中，所述第二轉(zhuǎn)化單元，包括

第二采集器，用以捕捉所述信號，并形成第二采集信號輸出；

第二放大器，用以接收所述第二采集信號，并對所述第二采集信號進行處理；

第二轉(zhuǎn)換器，用以將經(jīng)所述第二放大器處理的所述第二采集信號進行數(shù)模轉(zhuǎn)換，形成第二數(shù)字信號輸出。

優(yōu)選地，上述的基于高感度麥克風的錄音系統(tǒng)，其中，所述調(diào)制方法為

Vout＝αV₁+βV₂，

其中，Vout為所述調(diào)制結(jié)果，V₁為所述第一數(shù)字信號，V₂為所述第二數(shù)字信號，α為第一調(diào)制系數(shù)，β為第二調(diào)制系數(shù)。

優(yōu)選地，上述的基于高感度麥克風的錄音系統(tǒng)，其中，所述第一采集器主要由麥克風形成。

優(yōu)選地，上述的基于高感度麥克風的錄音系統(tǒng)，其中，所述第二采集器主要由高感麥克風形成。

優(yōu)選地，上述的基于高感度麥克風的錄音系統(tǒng)，其中，所述第一調(diào)制系數(shù)與所述第二調(diào)制系數(shù)累加和為1.

優(yōu)選地，上述的基于高感度麥克風的錄音系統(tǒng)，其中，所述第一放大器的增益為20dB。

優(yōu)選地，上述的基于高感度麥克風的錄音系統(tǒng)，其中，所述第二放大器的增益為0dB。

優(yōu)選地，上述的基于高感度麥克風的錄音系統(tǒng)，其中，所述第一轉(zhuǎn)換單元、所述第二轉(zhuǎn)換單元的電壓有效值為1V。

有益效果：由于采用以上技術(shù)方案，調(diào)制單元分別接收所述偵測信號、所述第一數(shù)字信號和所述第二數(shù)字信號，根據(jù)所述偵測信號選擇與所述第一數(shù)字信號匹配的第一調(diào)制系數(shù)、與所述第二數(shù)字信號匹配的第二調(diào)制系數(shù)，根據(jù)所述第一數(shù)字信號和所述第二數(shù)字信號、所述第一調(diào)制系數(shù)、所述第二調(diào)制系數(shù)結(jié)合所述調(diào)制方法形成一調(diào)制結(jié)果輸出。通過調(diào)制單元對聲音信號進行整形或調(diào)制，使得信號帶寬內(nèi)的噪聲大大減小，有效地濾除信號帶寬內(nèi)的量化噪聲，降低噪聲干擾。

附圖說明

圖1為現(xiàn)有技術(shù)的錄音系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明的基于高感度麥克風的錄音系統(tǒng)電路示意圖；

圖3為本發(fā)明基于高感度麥克風的錄音系統(tǒng)的數(shù)字信號示意圖；其中實線為第一數(shù)字信號線，虛線為第二數(shù)字信號線；

圖4為本發(fā)明基于高感度麥克風的錄音系統(tǒng)調(diào)制系數(shù)示意圖，其中實線部分為第一調(diào)制系數(shù)α的曲線圖，虛線部分為第二調(diào)制系數(shù)β的曲線圖。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明作進一步說明，但不作為本發(fā)明的限定。

下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動的前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。

需要說明的是，在不沖突的情況下，本發(fā)明中的實施例及實施例中的特征可以相互組合。

如圖1所示，一種基于高感度麥克風的錄音系統(tǒng)，其中，包括

信號源，用以發(fā)出信號，

偵測單元，用以接收所述信號，偵測所述信號的幅值并形成一偵測信號輸出；

第一轉(zhuǎn)化單元，用以捕捉所述信號，并對所述信號進行處理，形成第一數(shù)字信號輸出；第一轉(zhuǎn)換單元需要對捕捉的信號做放大處理，有利于微弱信號的輸出，首先將微弱的信號放大，以使得微弱的信號輸出足夠的驅(qū)動功率(驅(qū)動功率主要用以驅(qū)動揚聲器或其它播音設(shè)備播音)。

第二轉(zhuǎn)化單元，用以捕捉所述信號，并對所述信號進行處理，形成第二數(shù)字信號輸出；第二轉(zhuǎn)換單元對捕捉的信號僅僅做數(shù)模轉(zhuǎn)化，有利于聲壓較大的信號的輸出，避免造成聲壓大的信號出現(xiàn)失真現(xiàn)象。

調(diào)制單元，預(yù)置有一調(diào)制方法，控制端接收所述偵測信號，輸入端分別接收所述第一數(shù)字信號和所述第二數(shù)字信號，所述調(diào)制單元根據(jù)所述偵測信號選擇與所述第一數(shù)字信號匹配的第一調(diào)制系數(shù)、與所述第二數(shù)字信號匹配的第二調(diào)制系數(shù)，根據(jù)所述第一數(shù)字信號、所述第二數(shù)字信號、所述第一調(diào)制系數(shù)、所述第二調(diào)制系數(shù)結(jié)合所述調(diào)制方法形成一調(diào)制結(jié)果輸出。

本發(fā)明的工作原理是：信號源發(fā)出信號，偵測單元接收所述信號，并偵測所述信號的幅值(即聲壓)，并形成一偵測信號輸出至調(diào)制單元；第一轉(zhuǎn)化單元捕捉所述信號，并對所述信號進行處理，形成第一數(shù)字信號輸出至調(diào)制單元；第二轉(zhuǎn)化模塊捕捉所述信號，并對所述信號進行處理，形成第二數(shù)字信號輸出至調(diào)制單元；調(diào)制單元分別接收所述偵測信號、所述第一數(shù)字信號和所述第二數(shù)字信號，根據(jù)所述偵測信號選擇與所述第一數(shù)字信號匹配的第一調(diào)制系數(shù)、與所述第二數(shù)字信號匹配的第二調(diào)制系數(shù)，根據(jù)所述第一數(shù)字信號和所述第二數(shù)字信號、所述第一調(diào)制系數(shù)、所述第二調(diào)制系數(shù)結(jié)合所述調(diào)制方法形成一調(diào)制結(jié)果輸出。通過調(diào)制單元對聲音信號進行整形或調(diào)制，使得信號帶寬內(nèi)的噪聲大大減小，有效地濾除信號帶寬內(nèi)的量化噪聲，降低噪聲干擾。

當偵測單元偵測到聲壓較高時，調(diào)制單元將第二調(diào)制系數(shù)調(diào)高，弱化第一調(diào)制系數(shù)，因聲壓較大的信號通過第一轉(zhuǎn)化單元放大后，會產(chǎn)生失真信號，故而需要降低第一調(diào)制系數(shù)，使得輸出的調(diào)制信號中，失真信號僅僅占少數(shù)比例，輸出的調(diào)制信號中，其未經(jīng)過放大處理的信號占較大比例，能夠輸出完整地將聲壓較高的信號輸出。同時還能有效抑制噪音信號。提高了錄音系統(tǒng)獲取信號的動態(tài)范圍。

作為進一步有優(yōu)選實施方案，上述的基于高感度麥克風的錄音系統(tǒng)，其中，所述第一轉(zhuǎn)化單元包括

第一采集器，用以捕捉所述信號，并形成第一采集信號輸出；進一步地，所述第一采集器主要由麥克風形成。普通的麥克風獲取的聲音區(qū)間為35分貝至120分貝，即獲取聲音的動態(tài)范圍為95分貝。

第一放大器，用以接收所述第一采集信號，并對所述第一采集信號進行放大處理；進一步地，所述第一放大器的增益為20dB。

第一轉(zhuǎn)換器，用以將經(jīng)所述第一放大器放大處理的所述第一采集信號進行數(shù)模轉(zhuǎn)換，形成第一數(shù)字信號輸出。

作為進一步有優(yōu)選實施方案，上述的基于高感度麥克風的錄音系統(tǒng)，其中，所述第二轉(zhuǎn)化單元，包括

第二采集器，用以捕捉所述信號，并形成第二采集信號輸出；進一步地，所述第二采集器主要由高感度麥克風形成。高感度麥克風獲取的聲音區(qū)間為55分貝至140分貝，即獲取聲音的動態(tài)范圍為95分貝。能夠獲取聲壓較大的信號。

第二放大器，用以接收所述第二采集信號，并對所述第二采集信號進行處理；進一步地，所述第二放大器的增益為0dB。即第二放大器的放大倍數(shù)為1.

第二轉(zhuǎn)換器，用以將經(jīng)所述第二放大器放大處理的所述第二采集信號進行數(shù)模轉(zhuǎn)換，形成第二數(shù)字信號輸出。

作為進一步有優(yōu)選實施方案，上述的基于高感度麥克風的錄音系統(tǒng)，其中，所述調(diào)制方法為

Vout＝αV₁+βV₂，

其中，Vout為所述調(diào)制結(jié)果，V₁為所述第一數(shù)字信號，V₂為所述第二數(shù)字信號，α為第一調(diào)制系數(shù)，β為第二調(diào)制系數(shù)。

通過調(diào)制單元根據(jù)預(yù)設(shè)的調(diào)制方法，選擇合適的第一調(diào)制系數(shù)和第二調(diào)制系數(shù)，有效保證聲壓較低的信號能夠清楚地輸出，同時聲壓較高的信號 避免出現(xiàn)失真。同時第一調(diào)制系數(shù)，第二調(diào)制系數(shù)還均具有抑制噪音信號的能力，因為第一調(diào)制系數(shù)，第二調(diào)制系數(shù)均小于等于1，能夠抑制噪音信號，另外，本申請結(jié)合普通的麥克風獲取的聲音區(qū)間和高感度麥克風獲取的聲音區(qū)間，即整個錄音系統(tǒng)的獲取聲音的動態(tài)范圍為35分貝至140分貝。進一步增強聲音信號的動態(tài)范圍。

如圖3、圖4所示，作為進一步有優(yōu)選實施方案，上述的基于高感度麥克風的錄音系統(tǒng)，其中，第一調(diào)制系數(shù)、所述第二調(diào)制系數(shù)均小于等于1，所述第一調(diào)制系數(shù)與所述第二調(diào)制系數(shù)累加和為1。

當信號的幅值處于第一區(qū)間A時(0分貝～115分貝)，信號處于聲壓較低區(qū)域，該區(qū)域內(nèi)的信號主要由麥克風進行信號的捕捉，故第一調(diào)制系數(shù)α值較大，通常α＞10β，調(diào)制結(jié)果中聲壓較低的信號為主要信號，同時將β值設(shè)置較小，能夠很好抑制高感度麥克風捕捉的聲壓較高的異類信號(在聲壓低區(qū)間內(nèi)出現(xiàn)的聲壓較高的信號通常為異類信號，需要抑制)。

當信號的幅值處于第二區(qū)間B時(115分貝～125分貝)，進入了重疊區(qū)域，此時有調(diào)制單元根據(jù)幅值選擇不同的第一調(diào)制系數(shù)α、第二調(diào)制系數(shù)β，通常以120分貝為界限，當信號的幅值低于120分貝時，α＞β，當信號的幅值高于120分貝時，α＜β。

當信號的幅值處于第三區(qū)間C時(125分貝～140分貝)，信號處于聲壓較高區(qū)域，該段區(qū)域信號主要由高感度麥克風進行信號的捕捉，故第二調(diào)制系數(shù)β值較大，通常β＞10α，調(diào)制結(jié)果中聲壓較高的信號為主要信號，同時將α值設(shè)置較小，能夠很好抑制麥克風捕捉的聲壓較低的信號(在聲壓較高區(qū)間內(nèi)出現(xiàn)的聲壓較低的信號通常為異類信號，需要抑制)。

作為進一步優(yōu)選實施方案，上述的基于高感度麥克風的錄音系統(tǒng)，其中，所述第一轉(zhuǎn)換器、所述第二轉(zhuǎn)換器的輸入電壓有效值為1V。超過1V的電壓，容易使得第一轉(zhuǎn)換器或第二轉(zhuǎn)化器處于飽和狀態(tài)，無法對信號進行正常處理。

以上所述僅為本發(fā)明較佳的實施例，并非因此限制本發(fā)明的實施方式及保護范圍，對于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，應(yīng)當能夠意識到凡運用本發(fā)明說明書及圖示內(nèi)容所作出的等同替換和顯而易見的變化所得到的方案，均應(yīng)當包含在本發(fā)明的保護范圍內(nèi)。