專利名稱：低失真低噪音話筒聲音信號控制開關的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種低失真低噪音話筒，特別是涉及一種具有多個拾音器的低失真低噪音話筒的聲音信號控制開關。
目前，現有的拾音話筒雖然有多種形式，性能也不同，但是各種話筒對聲源發出的聲音信號和環境噪音信號同樣接收而沒有選擇性，只是通過減低話筒的接收靈敏度加裝定向接收話筒罩的辦法來減低環境噪音。由于實際環境噪音和音源發出的聲音的信噪比相差不大，所以往往造成環境噪音干擾音源發出的聲音。雖然有多種聲音信號控制開關，但是因為環境噪音干擾音源發出的聲音，所以往往造成控制的誤動作造成實際應用的困難。現有的可以消除環境噪音的話筒，是將兩個拾音器背靠背安置，聲波從兩個相反方向分別被兩個拾音器接收，利用所接收到的聲音信號相位相反采用加法器電路將這兩路共模信號互相抵消而獲得低環境噪音。但是，實際上兩個拾音器接收同一音源的聲信號因為聲波在兩個拾音器之間通過需要一定時間，因此兩個拾音器接收的聲音信號的相位差并不是剛好相差180度或者相差0度，因而，能造成聲信號失真。使低失真低噪音話筒聲音控制開關不能既有聲音信號控制開關，又能輸出不失真的聲音信號。
因此本發明的目的提供一種根據本人的97115160.1號和98100198.x發明專利申請的低失真低噪音話筒設計的能輸出不失真的聲音信號的聲音信號控制開關。
為了實現上述目的，根據本發明的低失真低噪音話筒聲音信號控制開關，本發明的一種低失真低噪音話筒，具備有一個外殼，設置于上述外殼內的多個拾音器，其特征是，上述外殼具有只在朝向一個方向的局限范圍之內的聲通孔，并在外殼內設有多個上述拾音器。具備有一個話筒體，設置于上述話筒體內的多個拾音器，與上述各拾音器相應設置延遲電路，用于消除噪音的共模信號抑制電路，從共模抑制電路的輸出端輸出低失真低噪音信號，由低失真低噪音信號進行聲控的自動開關電路。


圖1a和1b是分別表示本實用發明的例1的低失真低噪音話筒的剖面圖和側視圖；圖2a和2b是分別表示本實用發明的例2的低失真低噪音話筒的剖面圖和側視圖；圖3a和3b是分別表示本實用發明的例3的低失真低噪音話筒的剖面圖和側視圖；圖3是說明本發明的話筒中使用的一種延時電路圖；圖4是說明本發明的話筒中使用的另一種延時電路圖；圖5是說明本發明的話筒中使用的又一種延時電路圖；圖6是說明本發明的話筒中使用的一種聲音信號控制開關電路圖；圖7是說明本發明的話筒中使用的又一種聲音信號控制開關電路圖；圖8是說明本發明的話筒中使用的又一種聲音信號控制開關電路圖；圖9是表示二階壓控電壓源單端正反饋低通恒定延時濾波器電路圖10是表示莫邱茲均衡器濾波器電路電路圖；圖11是表示具有均衡器電路的二階低通恒定延時濾波器電路電路圖；圖12是表示斗鏈延遲電路和電荷耦合器件的延時電路電路圖；圖13是表示一種聲音數據采集處理輸出裝置；圖14是聲音數據采集處理輸出裝置采用ADSP2111數字處理器的原理框圖；圖15是接收最近的音源發出的低噪音聲音的處理流程圖；圖16是接收最近的音源發出的超低噪音聲音的處理流程圖；圖17是接收一定距離的音源發出的聲音的處理流程圖；圖18是接收一定位置的音源發出的聲音的處理流程圖；下面，參照各附圖，對本發明的實施例進行詳細描述。圖1示出了本發明的實施例1的低失真低噪音話筒的剖面圖。由圖1可見，本發明的低失真低噪音話筒，具備筒體1、前蓋2、后蓋3、拾音器套管4、第1拾音器5a、第2拾音器5b、第3拾音器5c、、隔音墊片13a、13b、13c固定防震墊圈8、后防震墊9、吸音材料層25、聲波通道音頻調整凸起26、凹陷27和引出線10。本話筒的外殼由筒體1、前蓋2和后蓋3組裝而成。外殼的大小由筒體1的直徑和長度決定。外殼是圓筒形的，也可以采用其他形狀的外殼。只在外殼的朝向一個方向的部位上設有聲通孔，外殼的前蓋2中央可設有一個聲通孔12b或者在其周圍設有多個聲通孔12a，以便聲波只能從一個方向傳播到筒體1內安裝的拾音器中。本話筒的外殼內，沿筒體1軸線方向設置有拾音器套管4。該拾音器套管4可以是一種一端開口的金屬、塑料等材料制造的圓形或者其它形狀的套管，內部串列式配置多個拾音器，舉例說，設有第1拾音器5a、第2拾音器5b和第3拾音器5c。為防止回音、防止自激及減低話筒外殼、拾音器套管的傳導聲音對拾音器接收的聲音信號的影響等各種影響因素。根據話筒外殼和拾音器套管等零件選用的材料不同，可以根據實驗決定話筒外殼、拾音器和拾音器套管等部位是否安放吸音材料25，以及安放吸音材料25的部位、厚度、大小、形狀、吸收聲波的頻率范圍及吸聲材料的性質和性狀。可以根據實驗將吸音材料25和隔音墊片13及防震墊圈合成一體，可以使用不同材料，也可以使用相同材料制成。為了調整話筒的聲音頻率特性并使兩個或者兩個以上拾音器接收的聲音頻率特性互相對稱并且盡量一致，在話筒內可以有話筒聲波特性調整結構，根據使用的拾音器特性不同可以通過實驗決定是否設置話筒聲波特性調整結構及加以調整話筒外殼和拾音器套管及話筒內部結構的形狀和位置，可以是凸起26或者凹陷27或者其它適合的形狀。也可以通過調整電路中拾音器接收電路的頻率響應來加以調整，或者二者結合起來進行調整。
拾音器套管4的后蓋3一側，設有固定防震墊圈8套到拾音器套管4外面，同時在拾音器套管4與后蓋3之間設有防震墊9。套管的后端通過防震墊圈固定于外殼內。固定防震墊圈8和防震墊9一方面起到把拾音器套管4固定于筒體1內，并防止拾音器套管內的各個拾音器在使用過程中受到的撞擊震動的作用，另一方面，還具有防止聲音從后蓋3部傳播到其內部所設的拾音器的作用。該固定防震墊圈8和防震墊9由彈性材料構成也可以由其它材料構成，如非彈性材料、固定拾音器套管或者拾音器用的固定材料等等。如果不需要進行拾音器防震處理或者拾音器防震效果好，以及外殼除了有聲通孔的部位外，在聲通孔范圍以外的部分隔音效果好，也可以不使用防震墊圈、防震墊和防震支架。只要從聲通孔12到達各拾音器的聲音接收端的途中有聲波通道24，就可以根據需要將拾音器通過粘合或各種固定機構固定在外殼內所需要固定的部位上。
本拾音器套管4內在前面第一個拾音器的前面加有做隔音墊片(這個隔音墊片在拾音器套管上可以是拾音器套管前蓋)13c使聲波只能通過聲音窗口6c到達第一個拾音器，在設有的三個拾音器之間，設置有通過聲音的窗口，這里，在第1拾音器5a前面、第1拾音器5a與第2拾音器5b和第2拾音器5b與第3拾音器5c之間分別設有窗口6c、6a和6b，使從一個方向傳入的聲波能夠分別傳送到各個拾音器里。使從話筒罩上的聲通孔進入的聲波通過各個窗口到達拾音器，使各個拾音器接收的聲波強弱變化順序大致相同)。可以將第一個拾音器的前面隔音墊片13c與話筒罩前蓋2合為一體，此時可以根據需要窗口6c。同樣可以根據需要決定保留或者取消隔音墊片13c和窗口6c。
并且，如圖所示，第1拾音器5a、第2拾音器5b和第3拾音器5c的聲音接收端面都朝著同一個方向，在這里，都對著聲音傳播的方向。此外，分別連接于拾音器5a、5b和5c的引線10穿過后蓋3輸出信號，以便對輸出的信號進行消除噪音處理。本拾音器套管4內也可以設有的二個拾音器或者更多的拾音器。
另外，在必要時，可在前蓋2的前面加裝定向罩11，用以加強接收聲音的定向性和消除周圍環境噪音的效果。外殼的前蓋2具有一個聲通孔12b或者多個聲通孔12a。當然，也可以采用網罩形式或者其它形式。因為聲波在空氣中有一定的傳播速度。因此從不同方向發出的聲波到達每個聲通孔的時間有一定的時間差，當只有一個開口直徑不大的聲通孔時，因為聲波傳輸延時引起的失真最低，當設有多個聲通孔時，各個聲通孔接受各個方向的音源發出的聲波時，因為聲波在聲通孔之間的之間傳輸會引起延時，進行共模抑制后會造成聲波信號的失真，所以全部的聲通孔應該開在一個受話筒失真度限制的局限范圍之內，聲通孔可以根據設計要求開在外殼上的只在朝向一個方向的局限范圍之內，具體的聲通孔的個數、大小、形狀、開設的部位和分布范圍等等參數可以根據設計要求通過實驗決定。為了更好地防止聲音從拾音器背面傳入拾音器中，拾音器的背面可設置隔音墊片13a、13b。并且，安裝在本發明的話筒的拾音器套管4中的多個拾音器到達聲通孔的距離不能相同，它們之間的距離，與話筒到音源的距離、需要接收的音源發出的聲音與環境噪音的聲音的信號比、拾音器的類型等有關。一般地說，使用時音源到話筒的距離越近，則兩個拾音器之間所需的距離可以越小；需要接收的音源發出的聲音與環境噪音的聲音的信號比越大，則兩個拾音器之間的距離也可以越小；拾音器接收聲音的靈敏度高些，則拾音器之間的距離可以靠得近些；進而，如共模信號抑制電路的本底噪音小，則兩拾音器之間的距離也可近點。不言而喻，為了把話筒的尺寸做得小些，應當在保證性能的前提下，使拾音器間的距離盡可能地小。舉例說，設若本發明的話筒與音源的距離小于5cm，則兩個拾音器之間的距離大約在4～20mm范圍即可。還有，拾音器之間的距離越近，則共模信號就越大、進而差模信號也越低，相應的環境噪音也低。與此相反，環境噪音也大，就是說，降低環境噪音的作用減小。通過比較每個拾音器接收的聲波信號和兩個拾音器之間接收的聲波差模信號大小比例，可求出音源與話筒之間的距離，從而可實現定距離接收。
話筒中要盡量使用接收靈敏度高、噪音低的拾音器，因為接收靈敏度低、噪音高的拾音器將使信噪比增加。在同一個本發明的話筒中盡量使用同一種類型的兩個或者兩個以上的拾音器。
圖2是表示本發明的實施例2的低失真低噪音話筒的剖面圖和側視圖。
由圖2可見，本發明的低失真低噪音話筒，具備筒體1、前蓋2、后蓋3、拾音器支座15與16、第1拾音器5a、第2拾音器5b、第3拾音器5c、固定防震墊圈8、防震墊9和引出線10、擋聲板28。本實施例2的話筒結構，除了分別用拾音器支座15、16代替拾音器套管4來支撐第1拾音器5a和第2拾音器5b以外，都與實施例1相同。本話筒的外殼由筒體1、前蓋2和后蓋3組裝而成。外殼的大小由筒體1的直徑和長度決定。外殼是圓筒形的，也可以采用其他形狀的外殼。外殼的前蓋2可設有一個聲通孔12b或者多個聲通孔12a，以便聲波只能從一個方向傳播到筒體1內安裝的拾音器中。本話筒內串列式配置多個拾音器，例如第1拾音器5a、第2拾音器5b和第3拾音器5c。在前蓋2一側適當位置安裝固定環14，接著依次安裝拾音器支座15a、位置調整墊圈17、固定凸槽18a、拾音器支座15b、固定凸槽18b和固定防震墊圈8，再分別在上述的拾音器支座15a內安裝第1拾音器5a，在拾音器支座15b內安裝第2拾音器5b以及在固定防震墊圈8內安裝第3拾音器5c。還有，在第3拾音器5c的背面在固定防震墊圈8與后蓋3之間安裝防震墊9。固定防震墊圈8和防震墊9一方面起到把第3拾音器5c固定于筒體1內，并防止拾音器在使用過程中受到的撞擊震動的作用，另一方面，還具有防止聲音從后蓋3部傳播到其內部所設的拾音器的作用。根據話筒外殼等零件選用的材料不同，可以根據實驗決定話筒外殼、拾音器等部位是否安放吸音材料25，以及安放吸音材料25的部位、厚度、大小、形狀、吸收聲波的頻率范圍及吸聲材料的性質和性狀。并且，如圖2a所示，第1拾音器5a、第2拾音器5b和第3拾音器5c的聲音接收端面都朝著同一個方向，即，對著聲音傳播的方向。此外，分別連接于拾音器5a、5b和5c的引線10穿過后蓋3輸出信號，以便對輸出的信號進行消除噪音處理。本話筒內也可以設有的二個拾音器或者更多的拾音器。
接著，說明有關拾音器支座的結構。該拾音器支座15、16，如圖2b所示，具有外防震環墊19、內防震環墊20、支座外環21、支座內環22和支撐塊23。外防震環墊19裝配于筒體1內壁上。拾音器的殼體則裝配于內防震環墊20內。在外防震環墊19與內防震環墊20之間設有由一個或者多個支撐塊23，連接支撐著支座外環21與支座內環22。該支座外環21與支座內環22之間的空間，由支撐塊23分隔成一個或者多個傳送聲波的聲波通道24。在第一拾音器與聲通孔之間有擋聲板28，這個擋聲板所起的作用同實施例1中的隔音墊片13c相同，在對應于拾音器支座15、16的聲波通道24a、24b的部位也開有聲波通道24c，其余部位是不允許聲音通過的。因而，通過前蓋2聲通孔12b、或者12a傳送進來的聲波，通過前拾音器擋聲板28的聲波通道24c到達第1拾音器5a后，可穿過聲波通道24a傳送到第2拾音器5b，再穿過聲波通道24b傳到第3拾音器5c。可以根據需要將第一個拾音器的前面擋聲板28與話筒罩前蓋2合為一體，或者不安裝第一個拾音器的前面擋聲板28。
拾音器支座的幾個部分根據使用需要可以有多種不同組合，但是每種不同的組合中必須有中間支撐塊23和聲波通道24，支撐塊23由彈性材料或者其它材料制成，如非彈性材料、固定拾音器使用的固定材料等等。如果不需要進行拾音器防震處理或者拾音器防震效果好，以及外殼除了有聲通孔的部位，在聲通孔范圍以外的部分隔音效果好，也可以不使用防震墊圈、防震墊和防震支架。只要從聲通孔到達各拾音器的聲音接收端的途中有聲波通道，就可以根據需要將拾音器通過粘合或各種固定機構固定在外殼內所需要固定的部位上。
本實施例2與實施例1同樣，在必要時，可在前蓋2的前面加裝定向罩11，用以加強接收聲音的定向性和消除周圍環境噪音的效果。外殼的前蓋2具有一個聲通孔12b或者多個聲通孔12a。當然，也可以采用網罩形式或者其它形式。為了更好地防止聲音從背面傳入拾音器中，拾音器的背面可設置隔音墊片13a、13b。在隔音墊片13a、13b和擋聲板28上可以根據實驗決定加裝吸聲材料25。
本實施例2中各個拾音器間的距離、音源及環境噪音的關系與實施例1同樣，因此，其說明從略。
圖3示出了本發明的實施例3的低噪音話筒的剖面圖。上述的實施例1、2與本實施例3的主要不同點，是前者多個拾音器為串列式一前一后安置，而后者兩個拾音器為左右并列一前一后配置。并且，話筒的降低環境噪音的工作原理是相同的。
本發明的實施例3的低噪音話筒的剖面圖，如圖3所示該話筒的筒體1內安裝有拾音器套管4。拾音器套管4內前后并列地安裝兩個拾音器，即，第1拾音器5a和第1拾音器5b。筒體1的封閉的一端具有引線10，另一端，具有前蓋2，其上設置作為共同聲音進入孔的聲通孔12b。另外，在必要時，可在前蓋2的前面加裝定向罩11，用以加強接收聲音的定向性和消除周圍環境噪音的效果。聲通孔12b的位置是只在外殼朝向一個方向的局限范圍內的部位，可以在兩個并列的拾音器中軸線延長線與話筒罩前蓋的交點的連接線和這個連接線的延長線上，及與這個連接線或者連接線延長線相垂直的線段的位置上，或在其它需要的位置上，可以是一個或者多個孔。因為聲波在空氣中有一定的傳播速度。因此從不同方向發出的聲波到達每個聲通孔的時間有一定的時間差，當只有一個開口直徑不大的聲通孔時，因為聲波傳輸延時引起的失真最低，當設有多個聲通孔時，各個聲通孔接受各個方向的音源發出的聲波時，因為聲波在聲通孔之間的之間傳輸會引起延時，進行共模抑制后會造成聲波信號的失真，所以全部的聲通孔應該分布在一個受話筒失真度限制的在局限范圍之內，聲通孔可以根據設計要求開在外殼上的具有只在朝向一個方向的局限范圍之內，具體的聲通孔的個數、大小、形狀、開設的部位和分布范圍等等參數可以根據設計要求通過實驗決定。并列的第1拾音器5a和第2拾音器5b的聲音接收端朝向聲源方向，即，朝向前蓋2方向。
前蓋2的聲通孔12b設置在筒體1的前蓋2的上。因為這個聲音進入孔位于前蓋2上，第1和第2拾音器5a和5b又是前后并列放置的，因此這個聲波進入孔相當于開在拾音器的一側，當拾音器的直徑比較大時聲波進入聲通孔后，從拾音器的一側到達另一側需要一段時間，這樣就容易產生話筒接收的聲波信號失真，為了解決這個問題，可以在話筒罩前蓋的聲通孔12的內壁上制作一個圓形、方形或者其他形狀的聲波傳輸管16，聲波傳輸管前設置開口7，它和在話筒外殼聲通孔12緊密相連不能透過聲波。為防止回聲可以根據實驗決定是否需要聲波傳輸管16及利用隔板29將拾音器前空腔分割為兩個部分。另外，通向各個拾音器的開口的分管16a和分管16b之間具有合適的角度，使得聲波可以通過聲波進入聲波傳輸管16先分別到達各拾音器聲音接收端的中部前方然后向四周傳播。當然如果話筒的直徑比較小，聲波進入聲通孔后從話筒的一側到達另一側需要的時間可以忽略不計時，也可以不用這個聲波傳輸管16。如果并列多個話筒也可以設置多個聲波傳輸管分管。當前蓋2的聲通孔12b設置在外殼的前蓋2的靠近第1拾音器5a一側拾音器的部位時，只要從聲通孔到達兩個或者兩個以上的拾音器的每個拾音器之間有一定的距離差，就可以相應減小第1和第2拾音器5a和5b之間前后并列放置的距離及增加兩個拾音器之間的相互之間的距離，直到兩個拾音器并排放置或者其它適合的放置位置。當前蓋2的聲通孔12設置在筒體1的前蓋2的靠近第2拾音器5b一側拾音器的部位時，可以相應增加第1和第2拾音器5a和5b之間前后并列放置的距離。為防止回音、防止自激及減低話筒外殼、拾音器套管的傳導聲音對拾音器接收的聲音信號的影響等。根據話筒外殼和拾音器套管選用材料不同，可以根據實驗決定話筒外殼、拾音器和拾音器套管等部位是否安放吸音材料25，吸收聲波的頻率范圍以及安放吸音材料25的部位、厚度、大小、形狀，及吸聲材料的性質和性狀。為了調整話筒的聲音頻率特性并使兩個或者兩個以上拾音器接收的聲音頻率特性互相對稱并且盡量一致，在話筒內可以有話筒聲波特性調整結構，根據使用的拾音器特性不同可以通過實驗決定是否設置話筒聲波特性調整結構及加以調整話筒外殼和拾音器套管及話筒內部結構的形狀和位置，可以是凸起26或者凹陷27或者其它適合的形狀。也可以通過調整電路中拾音器接收電路的頻率響應來加以調整，或者二者結合起來進行調整。
拾音器套管4的固定端的外面套有固定防震墊圈8固定于外殼內，該固定防震墊圈8作為不需要聲波通過的最末端的一個拾音器的隔音和防震之用。在第1和第2拾音器背面可設置隔音墊片13a、13b和。固定防震墊圈8可以和防震墊片9a和9b結合使成一體。必要時設置拾音器支座15可讓聲波到達拾音器套管內安裝于最后部的拾音器聲音接收端的位置，將拾音器或者拾音器套管固定于外殼內。具體實施時可以只用拾音器支座15a或者只用拾音器套管，也可以二者都使用。同樣，如果不需要進行拾音器防震處理或者拾音器防震效果好以及外殼除了有聲通孔的部位，在聲通孔范圍以外的部分隔音效果好，也可以不使用防震墊圈、防震墊和防震支架。只要從聲音通過孔到達各拾音器的聲音接收端的途中有聲波通道，就可以根據需要將拾音器套管或拾音器通過粘合或各種固定機構固定在外殼內所需要固定的部位上。
第1拾音器聲音接收端和第2拾音器聲音接收端都朝向拾音器套管前蓋2，音源發出的聲波從話筒罩1的前蓋孔12b進入拾音器前空腔，或者通過聲波傳輸管16，聲波傳輸管連接口，通向各個拾音器的分管16a和分管16b。上述拾音器前空腔可以通過隔斷29分割成每個拾音器單獨使用的空腔。
下面，結合圖4～18，說明本發明的話筒中使用的電路和程序流程。
在當第2拾音器不是在與第1拾音器成0度或者180度的位置時，在延時時間一定的條件下，可以通過調節兩個拾音器的距離來改變因為兩個拾音器因為相當位置不同而造成的輸入聲音信號的相位差，使之正好相差為0度或者180度，或者通過調節相位調節電路進行調節。當相位差為0度時共模抑制電路可以采用減法器電路(差分放大電路)，當相位差為180度時共模抑制電路可以采用加法器電路。差分放大器進行兩路信號的相減后增加一級頻率提升放大器電路。減小因為恒延時電路造成的某些頻率信號衰減。
延遲電路的延遲時間應該大于或者等于兩個拾音器接收震膜面的距離的聲波傳播時間。因為加入的延遲電路的增益(放大)系數可以是大于、等于或者小于1，如果是等于1，對于兩路話筒電路的放大系數沒有影響，如果是小于1，就等于插入了一個損耗，如果大于1，就等于加大了這一級的放大系數，這時可以通過分別調節兩路前級放大的放大系數，或者增加一級放大或者衰減電路來進行補償。
各種有共模信號抑制功能的電路均可以采用，包括各種差動放大器電路、各種減法器電路、加法器電路等等。將兩路信號經過相位轉變使兩路信號的相位相差180度然后進入加法相加使兩路信號互相抵消來抑制掉共模信號等電路.其中差動放大器電路共模信號抑制功能最強。抑制掉共模信號，保留下來的只是兩路話筒所接收的聲音信號的差模信號。由于話筒和音源的距離很接近，兩個拾音器中一個在接近音源的位置，另一個離開音源稍微遠一些，兩個拾音器和音源的距離差距的比例差別很大，因此它們接收的從音源發出的聲音的由于到兩個拾音器的距離比例差別很大的關系，此接收的聲音信號的強弱比例有很大的差異。而話筒和音源的距離很遠，話筒中兩個拾音器和周圍環境噪音的音源的距離很遠距離比例差別很小，因此兩個拾音器和周圍環境噪音信號的音源的距離比例差別很小，兩個拾音器接收的聲音信號的強弱比例差別很小，而且發出環境噪音信號的音源發出的聲音和話筒的距離越遠比例差異越小。經過使用共模信號電路抑制掉共模信號，取出差模信號，也就是取出兩個拾音器接收的同一音源發出的聲音的差模信號。這個共模信號抑制電路可以采用1、電話機電路中常用的利用平衡電橋電路使兩路信號進行相互抵消；2、使兩路信號相位相差180度然后利用加法器電路進行相位抵消；3、利用減法器電路將同相位的兩路信號互相相減如用差動放大器電路等。
在各個電路中的各電路可以使用集成電路也可以使用分立元件電路，根據不同的需要可以采用模擬電路也可以用數字電路或者模擬數字混合電路，及利用低噪音話筒的低噪音聲音信號完成聲控開關功能的各種種類的電路。
圖4是說明本發明的話筒中使用的一種延時電路圖。該延時電路由前級放大電路、延時電路、減法器電路(差分放大器)和聲音信號控制開關電路構成。M1和M2分別與隔直流電容C8和C9一端連接，電容C9和C8的另一端分別與前級放大器的正輸入端連接，進行前級信號放大。該前級放大器中的U1和U2的正(+)輸入端之間串接電阻R1和R1，而電阻R1和R1之間的結點接地；U1的負(-)輸入端與輸出端之間連接有并聯的電容C6和電阻R3同樣U2的負(-)輸入端與輸出端之間連接有并聯的電容C11和電阻R4；以及U1和U2的負(-)輸入端之間連接有可變電阻P1。U1和U2的輸出端分別連接隔離電容C1和C2，把輸出信號送到延遲電路ID1和/或延遲電路一路送到ID2的輸入端，延遲電路ID2的輸出端接到隔直流電容C4，電容C4的另一端通過電阻R33接到共模信號抑制電路U3的正(+)端并接電阻R5到地。另一路，送到ID1的輸入端，延遲電路ID1的輸出端接到隔直流電容C3，電容C3的另一端通過電阻R32接接到共模信號抑制電路U3的負(-)輸入端。反饋電阻R7一端接U3的負(-)輸入端，另一端接到U3的輸出端。共模信號抑制電路U3的輸出端接到隔直流電容C5而輸出音頻信號。電源VCC通過恒流源H1和H2分別向第1和第2拾音器M1和M2供電。
當在一個殼體內設置多個拾音器，其聲音接收端都朝向拾音器前蓋方向或者后蓋方向時，本發明的話筒中的拾音器與音源距離不同，而性能大致相同的拾音器M1與拾音器M2采集的聲音信號，分別經過隔直流電容C1與C2，進入延遲電路ID1和/或ID2，加入延遲電路是因為這上述兩個拾音器是一前一后的放置的，其聲音接收端之間有一定的距離，即，與音源有距離差，聲音從一個拾音器的聲音接收端傳到另一個拾音器的聲音接收端需要一定的時間，因而兩個拾音器不能同步接收到聲音信號，造成不能通過共模信號抑制電路將兩個拾音器接收的聲音電信號進行正確的共模信號抑制，而產生聲音信號波形失真。若兩個拾音器接收的同一音源同一時刻發出的聲音信號，經過延遲電路ID1進行延遲，延遲的時間等于使兩個拾音器聲音接收端有效接收聲音信號的聲波在兩個拾音器之間的傳輸的時間，則兩個拾音器接收的同一音源同一時刻發出的聲音信號，拾音器M1接收的聲音電信號經過延遲電路ID1進行延遲后，可以與拾音器M2接收的聲音電信號同步到達共模信號抑制電路(減法器電路、差分放大器等電路)U3的正(+)、負(-)兩個輸入端，并通過共模信號抑制電路將兩個拾音器接收的聲音信號進行正確的共模信號抑制，取出差模信號。如果使兩個拾音器接收的音源發出的聲音信號，分別經過延遲電路ID1和ID2進行延遲，那么延遲的時間差應該等于使兩個拾音器聲音接收端有效接收聲音信號的聲波在兩個拾音器之間的傳輸的時間。從兩個拾音器的接收到的信號起，到共模信號抑制電路U3的正(+)、負(-)兩個輸入端時兩路信號放大量應該相同，這樣話筒接收的信號分別經過兩路放大延遲電路延遲后，到達共模信號抑制電路的輸入端時兩路信號的相位差是0度，通過共模信號抑制電路將兩個拾音器接收的聲音信號進行共模信號抑制，得到聲音信號的差模信號，不會產生聲音信號波形失真。
延時電路可以采用各種類型的相頻響應和伏頻響應有較大平坦度的電路，即延遲時間和放大系數在整個通頻帶的各個頻率點上盡量一致，變化范圍很小的濾波器，延時電路所使用的濾波器，下面將作為例子作出詳細說明1.各種合適的有源濾波器或者無源濾波器的或者無源濾波器和有源濾波器的混合濾波器的延時電路，或者各種合適的斗鏈式延遲(BBD)或者電荷藕荷器件(CCD)等等非延時濾波電路的各種種類各種類型的模擬信號延時電路。3.各種種類各種類型的的數字信號延時電路。
模擬信號延時電路，或者各種合適的數字信號延時電路。有源濾波器或者無源濾波器的或者無源濾波器和有源濾波器的混合濾波器的延時電路可以是一階或者多階的低通濾波器、全通濾波器、帶通濾波器、高通濾波器等等。低通濾波器、帶通濾波器、高通濾波器根據濾波電路的計算方法和使用的器件不同可以有貝賽爾濾波器、高斯—契比雪夫過渡濾波器、布德華茲—湯姆遜過渡型濾波器、開關電容濾波器、一階及多階全通和恒定延時濾波器、有源反饋放大器的全通濾波器、戴利揚尼斯型，毛希塔茲型全通和恒定延時濾波器、開關電容低通貝賽耳恒定延時濾波器(如MAX281)等。經過延時電路延時后的聲音信號，同步經過隔直流電容C3和C4，進入由放大器U3和電阻R32、R33、R6、R5組成的差分放大器電路的兩個電路的輸入端，抑制共模信號提取出差模信號，并使該差模信號經由隔直流電容C5輸出到其它后級應用電路進行進一步處理。
本實施例中差分放大器電路是一種減法器電路，但可以采用其他類型的差動放大器，例如，同相串聯差動放大器、同相并聯差動放大器等，也可以采用其它的由晶體管或者由運算放大器或者由數字電路組成的減法器電路。
具有多個拾音器的性能應與其前級放大加上延時電路后的到達共模抑制電路的輸入級前的放大系數大致相同。如果拾音器M1的放大加上延時電路后的放大系數，大于拾音器M2的放大加上延時電路的放大系數，則等于兩個拾音器之間的距離增大了。相反，如果拾音器M1的放大加上延時電路后的放大系數，小于拾音器M2的放大加上延時電路的放大系數，則等于兩個拾音器的距離減小了。所以由同一音源發出的聲音信號，經過拾音器M1的放大加上延時電路后的放大電信號，應該盡量等于拾音器M2的放大加上延時電路的放大電信號。從U3提取出差模信號后，路經過隔直流電容C5輸出到其它后級應用電路進行進一步處理。另一路經電容C10連接到聲音信號控制開關電路ID3的控制輸入端3。根據聲音信號控制開關電路的控制方式不同可以從兩路拾音器的延遲電路ID1或ID2中的一路的輸出端通過電容C12連接到聲音信號控制開關電路ID3的控制輸入端1，也可以不用這一路控制輸入。聲音信號控制開關電路ID3的控制輸出端2連接開關電路U6的開關控制輸入端1，控制開關電路的開或關，根據所要求的控制開關電路的類型不同，也可以通過非門電路U4控制開關電路U5的開關控制端13，這樣當開關電路U6開時，開關電路U5就是關，。根據需要開關電路可以是模擬開關電路如CD4066，也可以是數字邏輯開關電路。兩個拾音器M1或M2中的一路輸入的聲音信號可以通過電容C13到模擬開關U5的信號輸入端1，從輸出端2輸出。從共模信號輸出的低噪音信號經電容C5到模擬開關U6的信號輸入端1，從輸出端2輸出。這樣當共模信號電路沒有輸出低噪音信號近距離的音源信號時，聲音信號控制開關電路ID3的控制輸出端2通過非門U4控制模擬開關U5開通，將一個拾音器輸入的帶有環境噪音的全部外界聲音信號輸出，當共模信號電路輸出低噪音信號近距離的音源信號時，聲音信號控制開關電路ID3的控制輸出端2控制模擬開關U6開通，將低環境噪音聲音信號輸出。如果只要低環境噪音聲音信號輸出，可以不要U4、U5。如果要控制外部電路的開關，不需要控制拾音器輸出的信號，可以將開關電路U5或U6的信號輸入端1連接到其它需要控制的電路。聲音信號控制開關電路ID3的控制輸出端2可以控制多個各種需要低環境噪音聲音信號控制的開關電路的開或關。
電容C10、C11、C12分別用作三個放大器電路頻率補償，也可以采用其它頻率補充電路前級放大器也可以用于其它話筒電路內，還可以配置在延遲電路的后面。
圖5是說明本發明的話筒中使用的一種延時電路圖。該延時電路由前級放大電路、延時電路、加法器電路和聲音信號控制開關電路構成。
上述的實施例4與本實施例5的主要不同點，是前者為兩個拾音器M1、M2的聲音接收端都朝向相同的方向，兩個拾音器接受的聲音信號相位相差0度的信號處理電路，因此它的共模信號抑制電路采用減法器電路。而本實施例為兩個拾音器M3、M4的聲音接收端朝向相背或者相向，兩個拾音器接收的聲音信號相位相差180度的信號處理電路，因此本電路的共模信號抑制電路采用加法器電路。因此話筒的降低環境噪音和聲音信號控制開關電路的工作原理是相同的。圖5與圖4的延時電路相比較，只是將共模抑制電路采用的減法器電路改為加法器電路，其余電路原理都相同，對于相同部分不再進行說明，而只就加法器電路做出說明。拾音器M4和M3分別與隔直流電容C8和C9一端連接，經過前級放大器U1和U2放大后它們的輸出端分別連接隔離電容C1和C2，把輸出信號送到延遲電路ID1和/或ID2，延遲電路ID2的輸出端接到隔直流電容C4，電容C4的另一端接到電阻R6。延遲電路IID1的輸出端接到隔直流電容C3，電容C3的另一端接到電阻R5。電阻R5、R6、R7和共模信號抑制電路U7的負(-)端連接，共模信號抑制電路U7的正(+)端接電阻R8到地。反饋電阻R7一端接U7的負(-)輸入端，另一端接到U7的輸出端。共模信號抑制電路U7的輸出端接到隔直流電容C5而輸出音頻信號。電源VCC通過恒流源H1和H2分別向拾音器M3和M4供電。
上述的由延時電路和加法器電路構成延時電路適用于拾音器的聲音接收端相背或者相向的串列或者并列放置的話筒。兩個拾音器M3和M4接收的同一音源同一時刻發出的聲音信號，同時經過延時電路延時后，經隔直流電容C3和C4進入由放大器U7和電阻R5、R6、R7和R8組成的加法器電路的輸入端，抑制共模信號提取出差模信號。所得到的差模信號經過電容C5輸出到其它后級應用電路進行進一步處理。
本實施例中加法器電路可以采用由晶體管或者由運算放大器或者由數字電路組成的正相加法器，或反相加法器。本加法器電路也可以用于其它需要加法器電路進行共模信號抑制的話筒電路中。本實施例中的聲音信號控制開關電路同實施例4的電路原理相同。不再進一步說明。
電容C10、C11、C13分別用作三個放大器電路頻率補償，也可以采用其它頻率補充電路。前級放大器也可以用于其它話筒電路內，還可以配置在延遲電路的后面。
圖6是說明本發明的話筒中使用的一種模/數延時電路圖。該模/數延時電路由前級放大電路、模/數轉換、進行模/數延時和進行數字共模信號抑制電路和數/模轉換電路構成。上述的實施例4與本實施例6的主要不同點，是前者使用的是模擬信號處理電路，而本實施例6使用的是數字信號處理電路。本實施例中從拾音器M1、M2到隔直流電容C1、C2的前級信號放大電路可以相同。
拾音器M1和M2分別與隔直流電容C8和C9一端連接，經過放大器U1和U2放大后，放大器U1、U2的輸出端分別連接隔離電容C1和C2，把輸出信號送到預處理電路ID4和ID3，預處理電路ID4和ID3進行模擬信號濾波等等各種聲音信號在進行模/數轉換電路之前需要的預處理。經過預處理電路處理后經隔直流電容C3和C4輸出到模/數轉換電路CD1，將模擬信號轉換成數字信號。模/數轉換電路CD1將轉換后的數字信號輸出到數字信號處理電路CD2，進行聲音數字信號延遲和共模信號抑制運算，去除共模信號提取出差模信號。數字共模信號抑制電路CD2提取出的差模信號輸出到數/模轉換電路CD3，把該信號轉換為模擬信號，經過隔直流電容C5輸出到其它后級應用電路進行進一步處理，也可以由數字信號處理電路進行進一步數字處理運算，如進行數字濾波、聲音識別、語音控制等。也可以根據程序進行語音控制，利用輸入/輸出接口(I/O)電路CD4控制外圍電路，如開關電路等等。對比本實施例6和實施例4的電路可以知道，電容C6和C11分別用作二個前級放大器電路的頻率補償。前級放大器也可以用于其它話筒電路內，還可以配置在延遲電路的后面。
這個數字延時和數字共模信號抑制電路，例如可以由中央處理器CPU和外圍電路組成，或由數字處理器(DSP)和外圍電路組成。同樣數字信號處理電路，例如也可以由中央處理器和外圍電路組成，或由數字處理器和外圍電路組成，還可以由能進行這種數字延遲和數字共模抑制過程等所需要的功能的其它各種數字電路組成。在這個電路中的各個電路可以使用集成電路也可以使用分立元件電路，根據不同的需要可以采用模擬電路也可以用數字電路或者模擬數字混合電路，及可以完成整個電路功能的各種種類的電路。
下面，進一步舉例說明圖7-10中所單獨的使用的聲控開關電路。
并且可在上述電容C10和非門U4、模擬開關U6、U5之間設置一種如圖7所示的聲控開關電路。該聲控開關電路的構成是從共模信號抑制電路輸出的低失真低噪音聲音信號通過電容C10經過由二極管D1、D2電阻R9構成的檢波電路，三極管T2、T1電容C15、C16、C17電阻R10、R11、R12非門U8、U13、U11、U12、模擬開關U10和R-J觸發器U9組成的聲控開關電路，控制模擬開關U5的控制端13使之開通，從輸入端1輸入的聲音信號從輸出端2輸出，而經過非門U4的反向，控制模擬開關U6控制端13使之關閉，從輸入端1輸入的聲音信號不能從輸出端2輸出。模擬開關U5、U6一個是導通一個是關閉的，反之當無音源發出的聲音信號輸入時，導通和關閉倒過來。通過電容C17和R12的設置可以決定講話完畢(例如10秒后)后模擬開關U5、U6的開通和關閉時間，防止因為說話中間短時間的中斷使模擬開關U5、U6誤開通和關閉。在這個電路中的各個電路可以使用集成電路也可以使用分立元件電路，根據不同的需要可以采用模擬開關電路也可以用數字邏輯開關電路，及可以完成此電路功能的各種類型電路。
并且可在上述電容C10與U4、U6、U5之間設置一種如圖8所示的聲控開關電路。這個電路的原理同實施例7的原理相同，只是控制模擬開關的聲控電路采用比較器電路。現就比較器電路進行描述從共模信號抑制電路輸出的低失真低噪音聲音信號通過電容C10經過由二極管D1、D2電阻R9構成的檢波電路，經由電阻R13、R14、R15、R16、R18穩壓二極管D3二極管D4電容C15、C18，任意電平比較器U14和R-J觸發器U15組成的聲控開關電路，控制模擬開關U5的控制端13使之開通，從輸入端1輸入的聲音信號從輸出端2輸出，而經過非門U4的反向，控制模擬開關U6控制端13使之關閉，從輸入端1輸入的聲音信號不能從輸出端2輸出。模擬開關U5、U6一個是導通一個是關閉的，反之當無音源發出的聲音信號輸入時，導通和關閉倒過來。通過電容C18和電阻R18的設置可以決定講話完畢(例如10秒后)后模擬開關U5、U6的開通和關閉時間，防止因為說話中間短時間的中斷使模擬開關U5、U6誤開通和關閉。
在這個電路中的各個電路可以使用集成電路也可以使用分立元件電路，根據不同的需要可以采用模擬電路也可以用數字電路或者模擬數字混合電路，及可以完成整個電路功能的各種種類的電路。
并且可在上述電容C10、C12與U4、U6、U5之間設置一種如圖9所示的聲控開關電路。這個電路的原理同實施例7的原理相同，只是控制模擬開關開關的聲控電路利用拾音器接收的未經減低環境噪音處理的聲音信號與從共模信號抑制電路輸出的低環境噪音的聲音信號進行比較后控制聲控開關電路。這個電路的原理同實施例8的原理相同，只是采用了遲滯比較器。從共模信號抑制電路輸出的低失真低噪音聲音信號通過電容C10經過由二極管D1、D2電阻R9構成的檢波電路，和從兩個拾音器中的一個未經減低環境噪音處理的聲音信號通過電容C12經過由二極管D5、D6電阻R19構成的檢波電路，經由電阻R20、R21、R22、R18二極管D4電容C15、C19、C18經由電阻R13、R14、R15、R16、R18穩壓二極管D3二極管D4電容C15、C18，遲滯比較器U16和R-J觸發器U15組成的聲控開關電路，控制模擬開關U5的控制端13使之開通，從輸入端1輸入的聲音信號從輸出端2輸出，而經過非門U4的反向，控制模擬開關U6控制端13使之關閉，從輸入端1輸入的聲音信號不能從輸出端2輸出。模擬開關U5、U6一個是導通一個是關閉的，反之當無音源發出的聲音信號輸入時，導通和關閉倒過來。通過電容C18和電阻R18的設置可以決定講話完畢(例如10秒后)后模擬開關U5、U6的開通和關閉時間，防止因為說話中間短時間的中斷使模擬開關U5、U6誤開通和關閉。
在這個電路中的各個電路可以使用集成電路也可以使用分立元件電路，可以使用各種不同類型的比較器電路和觸發器電路。根據不同的需要可以采用模擬電路也可以用數字電路或者模擬數字混合電路，及可以完成整個電路功能的各種種類的電路。
下面，進一步舉例說明圖10-13中所單獨的使用的一種延遲電路。并且，可在上述電容C1與C3之間，設置一種如圖18所示的二階壓控電壓源(VCVS)單端正反饋低通恒定延時濾波器。該低通恒定延時濾波器構成是電阻R23、R24、電容C19、C20組成二階低通RC濾波網絡，并與運算放大器U17一起組成二階低通濾波器。該低通濾波器的放大系數可由電阻R25和R26進行調整。
并且，上述的低通恒定延時濾波器中的RC網絡可以選用其他類型的RC或者RCL網絡，并與運算放大器形成其它低通濾波器電路，例如，貝塞爾低通濾波器，高斯近似濾波器、契比雪夫近似濾波器和高斯—契比雪夫過渡型濾波器，布德華茲—湯姆遜過渡型濾波器等，還可以采用一階或者多階的濾波器。
并且，可在上述電容C1與C3之間，設置一種如圖25所示的莫邱茲均衡器濾波器電路。莫邱茲均衡器濾波器電路的構成是電阻R28的一端接運放U18的正輸入端，反饋電阻29兩端分別接于U18的正輸入端和輸出端；電阻R27、R30、電容C21、C222串接成環路，其各個元件間的結點依次連接到電阻R31、電容C23、運放U18的負輸入端與電阻R32、R30電容C22連接；以及電阻R31與電容C23的結點和U18的輸出端連接，電阻R32的另一端接電容C24到地。上述的電阻和電容組成RC遲延均衡補償網絡。這個電路可以加入到需要均衡遲延的衡延時電路中，也可以作為單獨電路和其它濾波器電路串聯或者并聯使用，用于均衡遲延頻率特性的失真。
并且，可在上述電容C1與C3之間，設置一種如圖26所示的具有均衡器電路的二階低通恒定延時濾波器電路。該具有均衡器電路的二階低通恒定延時濾波器電路與圖10比較增加了均衡器電路，該均衡器電路的構成是電阻R23、R24、電容C19、C20組成二階低通RC濾波網絡，并與運算放大器U17一起組成二階低通濾波器。電容C25、R26、R28和R25串接成環，R26和R28的結點與U17的輸出端連接，R26和R25間的結點與U17的負輸入端連接，電阻R25與電容C26的結點和地之間并接電阻R27和電容C25。上述的電阻R26、R25、R28、R27和電容C25與C26組成RC遲延均衡補償網絡。這個遲延均衡補償網絡電路可以加入到需要均衡遲延的均衡延時電路中，如加入到低通貝塞爾濾波器電路中，也可以作為單獨電路和其它濾波器電路串聯或者并聯使用，用于均衡遲延頻率特性的失真。
實際上只是把串接電阻R23、R24連接于運放U17的正輸入端，在電阻電阻R23、R24、的中間結點和運放U17的輸出端之間接電容C20，以及運放U17的正輸入端與地之間接電容C19，而上述的電阻R26、R25、R28、R27和電容C25與C26組成RC遲延均衡補償網絡連接關系不變。
這樣一來，在同一個濾波器電路中，就既有二階低通濾波器又有遲延均衡濾波器，可均衡遲延頻率特性的失真。本電路還可以和其它各種類型延時濾波器一起組成多階恒定延時濾波器。
并且，可在上述電容C1與C3之間，設置一種如圖27所示的斗鏈延遲電路(BBD)和電荷耦合器件(CCD)的延時電路。該由斗鏈延遲電路或電荷耦合器件組成的延時電路構成是輸入耦合電容C27接到U19的輸入端14，供電電壓Vcc通過電阻R27和電位器P2分壓后供給U19的輸入端14的偏置電壓，腳10連接到Vcc的供電電路，供電電壓Vcc通過電阻R28和R29分壓后供給U19的腳5的Vdd，從腳1輸入單相脈沖供給的U19時鐘驅動，驅動脈沖的時鐘頻率決定U19的延時時間。輸入的信號經過延時后從腳8和腳9輸出，經過平衡電位器P3后通過電阻R30旁路接地，并通過電容C30輸出。
可通過把改變驅動時鐘輸入到該延遲電路輸入端的時鐘信號頻率來改變延時的時間。斗鏈延遲電路和電荷耦合器件延遲電路都是由CMOS構成的電荷耦合模擬移位寄存器。兩種電路只是內部電荷耦合模擬移位寄存器電路結構不同，使用方法也大致相同，但電荷耦合器件的噪音低于斗鏈延遲電路。延時電路U19，可以使用各種類型各種型號的斗鏈延遲電路和電荷耦合器件延遲電路，例如，可使用型號SAD512D。
下面，結合圖14～20，舉例說明本發明的話筒中使用的數字延時電路與數字共模抑制電路的兩個實施例和程序流程圖。
圖14一種聲音數據采集處理輸出裝置在這個實施例中聲音數據采集處理輸出裝置和計算機組成本發明的數字信號處理系統的并列處理裝置。聲音數據采集處理輸出裝置接收本發明的話筒中拾音器輸出的信號經過前置放大器進行信號放大，然后進行各種濾波等預處理，通過模/數轉換電路轉換成數字信號輸入中央處理器(CPU)或者數字處理器(DSP)。如果一個話筒中有兩個拾音器，將其中的一路或者兩路信號送入數據存儲器中存儲一定的時間，進行數字信號延時，到達一定延時時間后，中央處理器(CPU)或者數字處理器(DSP)將其取出，通過進行數字信號共模抑制處理，而后將差模數字信號作進一步處理，將其結果通過地址總線和數據總線與計算機進行交換、或者通過并行口或串行口輸出給其它設備、或者通過數模轉換器將聲音數字信號轉換為模擬信號、經過濾波后進行功率放大輸出。計算機可以通過總線接口、并行口或串行口與聲音數據采集處理輸出裝置進行通信，即發出指令或接收數據，聲音數據采集處理輸出裝置因為有程序存儲器和數據存儲器、有中央處理器(CPU)或者數字處理器(DSP)可以運行數據采集處理程序，因此也可以獨立構成一個獨立的工作系統。如果使用多個低噪音話筒的拾音器接收聲音信號時，在這個聲音數據采集處理輸出裝置中，輸入前置放大電路和濾波電路模/數轉換電路就要有相應的多路的電路。在這個聲音數據采集處理輸出裝置中，可根據需要采用各種類型的中央處理器(CPU)或者數字處理器(DSP)，可以采用8比特或者8比特以上的模/數轉換器、數模轉換器，前置放大電路、濾波電路、功率放大電路。可根據需要設置計算機接口電路、并行口、串行口等。
圖15是聲音數據采集處理輸出裝置采用ADSP2111數字處理器的原理框圖。本發明的話筒中拾音器輸出的信號，輸入聲音信號采集輸出處理芯片，如AD1847進行前置信號放大，然后進行各種濾波等預處理，通過模/數轉換電路轉換成數字信號，通過串行接口(也可以通過并行口等方式)輸入中央處理器(CPU)或者數字處理器(DSP)，如ADSP2111數字處理器。如果一個話筒中有兩個拾音器，將其中的一路或者兩路信號送入數據存儲器中存儲一定的時間，進行數字信號延時，到達一定延時時間后，中央處理器(CPU)或者數字處理器(DSP)將其取出，通過進行數字信號共模抑制處理，再將差模數字信號作進一步處理，將其結果通過ADSP2111數字處理器的的主機接口(HIP)是用于和計算機之間的數據交換，或者通過并行口或串行口輸出給其它設備、或者通過AD1847數模轉換器將聲音數字信號轉換為模擬信號、經過濾波后輸出。計算機可以通過總線接口或者通過并行口或串行口和聲音數據采集處理輸出裝置進行通通信，即發出指令或接收數據，聲音數據采集處理輸出裝置因為有程序存儲器和數據存儲器、有中央處理器(CPU)或者數字處理器(DSP)，可以運行數據采集處理程序，因此也可以構成一個獨立工作的系統。
模/數轉換電路(A/D)和數模轉換電路(D/A)，可采用AD1847，它具有16比特率，不過這個芯片的采樣時間和采樣速率要適當調整以適應于本發明的低噪音話筒中使用，也可以采用其它類型的模/數轉換電路(A/D)和數模轉換電路(D/A)電路。
使用的數字延時加數字共模抑制電路是為了達到以下作用。圖16、圖17是接收最近的音源發出的低環境噪音聲音的處理流程圖。音源發出的聲音信號聲音只能是從一端進入話筒，利用兩個拾音器接收，A/D轉換數據，用數字電路進行信號延遲使先后接收的聲音信號相位差為180度或者0度，兩個拾音器接收到的聲音信號，通過數字共模抑制提取出差模信號將經過延遲后的兩個拾音器中的一個的A/D轉換數據和兩個拾音器中的差模信號進行比較，如果兩者之間的相差比例在設定時范圍之內，表示是有音源信號輸入(或者將差模信號與根據設定的值比較，如果大于此值，表示有音源信號輸入)，此時將通過I/O將開關接通，將音源發出的差模信號輸出，如果相差比例很大，在設定的范圍之外(或者低于設定的值)，表示音源沒有發出聲音，此時通過I/O將開關關閉，將兩個拾音器中的一個接收的環境噪音信號輸出的程序流程圖。
圖16、圖17的區別是一個是送到數模轉換器輸出，一個是輸出到計算機。圖19是接收最近的音源發出的超低環境噪音聲音的處理流圖。利用在一個話筒中設有三個以上拾音器接收音源發出的聲音信號，先用延遲加共模抑制取出每兩個拾音器之間的差模信號，然后用數字濾波方法，分別濾出兩路差模信號中的聲音信號中的每一個聲波，然后兩路差模信號中的同一時間接收的相同波形的每一個聲波進行功率大小的比較，計算出兩者之間的大小比值，對照根據實際測定的或者計算得出的一定距離的音源發出的聲音信號兩者比值表就可以知道發出這一個聲波的音源和話筒的實際距離。這種利用在同一個話筒中的三個或者三個以上拾音器接收音源發出的聲音信號進行處理的方法，實際上是將離話筒最近的音源發出的聲音提取出來，而可將環境噪音幾乎完全消除。因為通過延遲加共模抑制取出兩個拾音器之間的差模信號，因此在這個差模信號中離話筒距離最近的音源發出的聲音信號最強，而距離比較遠的環境噪音音源發出的聲音信號就很弱了，通過濾波程序將差模信號進行濾波，即使不能將兩個音源發出的相同頻率的聲波信號區分開，因為此時環境噪音信號和主音源發出的聲音信號相比差別很大，即使主音源發出的聲音信號中疊加了環境噪音信號，對主音源發出的聲音信號影響也很低，以至完全可以忽略，這是用其它方法是無法達到的。將經過延遲后的兩個拾音器中的一個的A/D轉換數據和兩個拾音器中的差模信號進行比較，如果兩者之間的相差比例在設定的范圍之內，表示是有音源信號輸入(或者將差模信號與根據設定的值比較，如果大于此值，表示有音源信號輸入，或者當出現音源發出的聲音信號時)，此時將通過I/O將開關接通，將音源發出的差模信號輸出，如果相差比例很大，在設定的范圍之外(或者低于設定的值，或者沒有出現音源發出的聲音信號時)，表示音源沒有發出聲音，此時通過I/O將開關關閉，將兩個拾音器中的一個接收的環境噪音信號輸出的程序流程圖。圖18是接收一定距離的音源發出的聲音的處理流圖。利用在一個話筒中二個拾音器接收音源發出的聲音信號，先用延遲加共模抑制取出兩個拾音器間的差模信號，然后用數字濾波方法，濾出兩個拾音器之中的一個拾音器接收的聲音信號和兩路差模信號中的聲音信號中的每一個聲波，然后將兩路信號中的同一時間接收的相同波形的每一個聲波進行功率大小的比較，計算出兩者之間的大小比值，對照根據實際測定的或者計算得出的一定距離的音源發出的聲音信號兩者比值表就可以知道發出這一個聲波的音源和話筒的實際距離。此時實際上可以幾乎完全提取出在離話筒一定距離的音源發出的聲音。但是如果在這個距離上有多個音源發出聲音信號時，就只能依靠話筒前面加裝的定向話筒罩，大致加以區分。當有指定距離的音源信號輸入，此時將通過I/O將開關接通，將音源發出的差模信號輸出或者存儲，如果沒有指定距離的音源信號輸入，此時通過I/O將開關關閉，將拾音器中的一個接收的環境噪音信號輸出或者存儲。圖20是利用本人的97115160.1號發明專利申請的文件中所述的定位接收音源發出的聲音話筒的定位接收音源發出的聲音的處理流圖。
本發明的聲控開關電路是由檢波電路、比較器電路、觸發器電路和開關電路構成的。并且聲控開關電路是由檢波電路、控制電路和開關電路構成的。并且聲控開關電路是由模/數轉換電路、中央處理器進行數字延遲、共模抑制運算、數控開關和數/模轉換電路和數字控制開關電路電路構成。
本發明的低失真低噪音話筒聲音信號控制開關不僅可以用于本發明文件所述的幾種話筒和電路，而且可以用于本人的97115160.1號和98100198.x發明專利申請的文件中所述的各種低失真低噪音話筒和電路中，成為用于各種低噪音低失真話筒的能輸出低噪音不失真的聲音信號的聲音信號控制開關。
上面，已經參照各附圖，詳細描述了本發明的最佳實施例，但是，不應認為本發明僅僅限于上述的各個實施例。本領域的技術人員，通過上述各實施例的啟迪，不難對本發明的低失真低噪音話筒作出各種改進、改變或替換，因此，這些改進、改變或替換，不應認為已脫離了本發明的構思，或附屬權利要求書所限定的范圍。
權利要求
1.一種低失真低噪音話筒聲音信號控制開關，具備有一個外殼，設置于上述外殼內的多個拾音器，其特征是，上述外殼具有只在朝向一個方向的局限范圍之內的聲通孔，并在外殼內設有多個以規定距離配置的上述拾音器，并利用與上述各拾音器相應設置延遲電路從共模抑制電路的輸出端輸出的低噪音信號控制的聲控開關電路。
2.根據權利要求1所述的低失真低噪音話筒，其特征是，上述的多個拾音器串聯固定在拾音器套管內，上述拾音器的接收端附近的上述套管壁上具有聲波進入窗口。
3.根據權利要求1所述的低失真低噪音話筒，其特征是，上述的多個拾音器分別用拾音器支座串聯固定，上述支座具有聲波通道。
4.根據權利要求1所述的低失真低噪音話筒，其特征是，上述的多個拾音器串聯固定在外殼內。
5.根據權利要求2或3所述的低失真低噪音話筒，其特征是，上述的多個拾音器至少具有第1拾音器和第2拾音器，上述第1和第2拾音器的接收端朝向相同。
6.根據權利要求2或3所述的低失真低噪音話筒，其特征是，上述的多個拾音器至少具有第1拾音器和第2拾音器，上述第1和第2拾音器的接收端朝向相反。
7.根據權利要求1所述的低失真低噪音話筒，其特征是，上述的多個拾音器并聯固定在拾音器的套管內，上述拾音器的接收端附近的上述拾音器套管壁上具有聲波進入窗口，上述拾音器套管固定于外殼內。
8.根據權利要求1所述的低失真低噪音話筒，其特征是，上述的多個拾音器并聯固定于外殼內。從聲通孔到達上述拾音器的接收端中間具有聲波通道。
9.根據權利要求1所述的低失真低噪音話筒，其特征是，上述的多個拾音器通過防震支座并聯固定于外殼內，上述支座具有聲波通道。
10.根據權利要求1到9任一項所述的低失真低噪音話筒，其特征是，上述的外殼只在朝向一個方向的局限范圍之內具有聲通孔。
11.根據權利要求7或8到所述的低失真低噪音話筒，其特征是，所述的聲通孔的位置是在外殼朝向一個方向的部位上，在兩個并列的拾音器中軸線延長線與話筒罩前蓋的交點的連接線和這個連接線的延長線上，及與這個連接線相垂直的線段上。
12.根據權利要求7或8所述的低失真低噪音話筒，其特征是，上述的多個拾音器至少具有第1拾音器和第2拾音器，上述第1和第2拾音器的接收端朝向相同。
13.根據權利要求1所述的低失真低噪音話筒，其特征是，從聲通孔到達各拾音器的聲音接收端的途中有聲波通道。
14.根據權利要求1所述的低失真低噪音話筒，其特征是，有話筒聲波特性調整結構。
15.根據權利要求1所述的低失真低噪音話筒，其特征是，有吸音材料層。
16.根據權利要求1所述的低失真低噪音話筒，其特征是，第一拾音器前有隔音墊片
17.根據權利要求1所述的低失真低噪音話筒，其特征是，第一拾音器前有擋聲板
18.根據權利要求1所述的低失真低噪音話筒，其特征是，上述的延遲電路、共模抑制電路是由延遲電路連接加法器電路構成。
19.根據權利要求1所述的低失真低噪音話筒，其特征是，上述的延遲電路、共模抑制是由延遲電路連接減法器電路構成。
20.根據權利要求1所述的低失真低噪音話筒，其特征是，上述的延遲電路、共模抑制電路是由依次連接、模/數轉換電路、中央處理器進行數字延遲、共模抑制運算和數/模轉換電路構成。
21.根據權利要求20所述的低失真低噪音話筒，其特征是，上述的延遲電路、共模抑制電路是在加法器之前設置有前級放大電路、。
22.根據權利要求21所述的低失真低噪音話筒，其特征是，上述的延遲電路、共模抑制電路是在減法器之前設置有前級放大電路。
23.根據權利要求22所述的低失真低噪音話筒，其特征是，上述的延遲電路、共模抑制電路在模/數轉換電路、中央處理器進行數字延遲、共模抑制運算和數/模轉換電路之前設置有前級放大電路和進行數字共模信號抑制電路。
24.根據權利要求20到25任何一項所述的低失真低噪音話筒，其特征是，上述的延時電路是低通恒定延時濾波器、均衡器濾波器電路、莫邱茲均衡器濾波器電路、具有均衡器電路的低通恒定延時濾波器電路、斗鏈延遲電路(BBD)和電荷耦合器件(CCD)的延時電路。
25.根據權利要求1所述的低失真低噪音話筒，其特征是，上述的聲控開關電路是利用共模信號輸出的差模聲音信號控制的。
26.根據權利要求1所述的低失真低噪音話筒，其特征是，上述的聲控開關電路是利用共模信號輸出的差模聲音信號和原始拾音器拾取的聲音信號進行比較后得出的信號進行控制的。
27.根據權利要求1所述的低失真低噪音話筒，其特征是，上述的聲控開關電路是由檢波電路、比較器電路、觸發器電路和開關電路構成的。
28.根據權利要求1所述的低失真低噪音話筒，其特征是，上述的聲控開關電路是由檢波電路、控制電路和開關電路構成的。
29.根據權利要求1所述的低失真低噪音話筒，其特征是，上述的聲控開關電路是由模/數轉換電路、中央處理器進行數字延遲、共模抑制運算、數控開關和數/模轉換電路和數字控制開關電路電路構成。
全文摘要
本發明涉及一種低失真低噪音話筒聲音信號控制開關,具備有一個外殼,設置于上述外殼內的多個拾音器,其特征是,上述外殼具有只在朝向一個方向的部位具有在局限分布范圍之內的聲通孔,并在外殼內設有多個上述拾音器。由于聲源發出的聲音,只能從朝向一個方向進入話筒,兩個拾音器接收到的聲音信號相位差為180度或者為0度,因而從兩個拾音器接收到的聲音信號中提取的差模信號的失真很低,從而可達到話筒的低失真低環境噪音,利用話筒輸出的低失真低噪音的聲音信號進行語音控制。
文檔編號H04M1/03GK1193233SQ9810063
公開日1998年9月16日 申請日期1998年2月23日 優先權日1998年2月23日
發明者程滋頤 申請人:程滋頤