一种录音设备的制作方法

本实用新型涉及音频录制技术领域，更具体地说，涉及一种录音设备。

背景技术：

录音设备主要由麦克风和音频编解码芯片构成。麦克风负责模拟音频信号的采集，并将采集的音频信号数字化后发送给音频编解码芯片，音频编解码芯片对数字音频信号进行编码后发送给后端处理设备进行存储或信号处理。

上述录音设备结构简单，功能单一，仅能实现单点音频录制，无法满足用户多元化的录音需求，例如声源定位、音频降噪、录音播放等。

技术实现要素：

为解决上述技术问题，本实用新型提供一种录音设备，该录音设备功能更加丰富，能够取得更佳的录音效果，满足用户丰富的录音需求。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种录音设备，包括：

处理器，与所述处理器的第一输入端连接的麦克风阵列，以及与所述处理器的音频输出端连接的扬声器，所述处理器的第二输入端与所述扬声器的声源信号输入端电性连接；

所述麦克风阵列由设定数量麦克风组成，用于采集音频信号，并将采集的音频信号发送给所述处理器；

所述扬声器，用于播放所述处理器输出的音频信号；

所述处理器通过所述第二输入端获取输入所述扬声器的声源信号，并利用获取的声源信号，对从所述第一输入端获取的音频信号进行回声消除及去混响处理。

可选的，所述麦克风阵列的麦克风数量至少为16个；所述录音设备包括至少4个音频编解码芯片，每个音频编解码芯片至少与4个麦克风连接，各个音频编解码芯片通过同一tdm总线与所述处理器的第一输入端连接；

每个音频编解码芯片，分别对所连接的麦克风采集的音频数据进行编码后发送给所述处理器。

可选的，所述扬声器的数量至少为2个，各个扬声器的声源信号输入端通过扩音驱动模块与所述处理器的音频输出端连接；

所述扩音驱动模块，用于接收所述处理器输出的音频信号，并驱动扬声器播放所述音频信号。

可选的，所述录音设备还包括与所述处理器连接的声源方向指示灯，所述处理器还用于根据从所述第一输入端获取的音频信号确定声源方向，并向所述声源方向指示灯发送声源方向指示信号；

所述声源方向指示灯由多个指示灯组成，当所述声源方向指示灯接收到声源方向指示信号时，点亮与所述声源方向指示信号所指示的声源方向对应的指示灯。

可选的，所述声源方向指示灯包括至少16颗均匀分布在同一圆形轨迹上的led灯，以及与各led灯连接的led驱动芯片；

所述led驱动芯片连接于所述处理器的i2c接口，用于接收所述处理器发送的声源方向指示信号，并基于接收的声源方向指示信号驱动led灯点亮。

可选的，所述录音设备还包括usb接口、以太网接口和耳机插座接口，所述处理器分别与所述耳机插座接口、所述usb接口和所述以太网接口连接，用于将从所述第一输入端获取的音频信号发送至所述耳机插座接口、所述usb接口和所述以太网接口中的至少一个。

可选的，所述耳机插座接口通过i2s总线连接一音频编解码芯片，所述音频编解码芯片通过i2s总线与所述处理器的i2s接口连接；

所述以太网接口与一以太网物理收发芯片连接，所述以太网物理收发芯片与所述处理器的rgmii接口连接。

可选的，所述录音设备还包括电源线接口，以及分别与所述usb接口、所述以太网接口、所述电源线接口，以及所述录音设备的各个用电部件连接的电源管理模块；

所述电源管理模块用于利用从所述usb接口，或所述以太网接口，或所述电源线接口获取的电信号为所述录音设备的各个用电部件供电。

可选的，所述电源管理模块包括buck电路、poe电路、电源切换电路和电源管理单元；

所述电源线接口通过所述buck电路与所述电源切换电路连接，所述以太网接口通过所述poe电路与所述电源切换电路连接，所述usb接口与所述电源切换电路连接，所述电源切换电路与所述电源管理单元连接，所述电源管理单元与所述录音设备的各个用电部件分别连接；

所述电源切换电路，用于将来自所述usb接口，或所述以太网接口，或所述电源线接口的电信号传输至所述电源管理单元；

所述电源管理单元，用于对所述录音设备的各个用电部件进行供电控制。

可选的，所述处理器和所述扬声器装设于设备主板上，所述麦克风阵列装设于阵列主板上，所述设备主板与所述阵列主板之间通过fpc线缆连接。

从上述技术方案可以看出，本实用新型所提供的录音设备利用麦克风阵列采集音频信号，利于实现全方位、更清晰的音频信号采集。扬声器的设置使得该录音设备可以播放音频信号，尤其是可以实现边录边播功能。以及，多功能处理器的应用，使得该录音设备可以实现本地音频信号处理，该处理器能够对输出至扬声器播放的音频信号进行回采，用于对麦克风阵列采集的音频信号进行回声消除和去混响处理，从而使得采集的音频信号更加纯净。本实用新型实施例提出的录音设备功能丰富，能够满足用户多元化的录音需求，并且录音效果更佳。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1是本实用新型实施例提供的一种录音设备的结构示意图；

图2是本实用新型实施例提供的录音设备的另一种结构示意图；

图3是本实用新型实施例提供的声源方向指示灯示意图；

图4是本实用新型实施例提供的录音设备的数据输出电路结构的示意图；

图5是本实用新型实施例提供的录音设备的供电电路结构的示意图；

图6是本实用新型实施例提供的录音设备的双主板结构示意图。

具体实施方式

本实用新型实施例提出一种录音设备，该录音设备相对于常规的录音设备，功能更加丰富，能够取得更佳的录音效果，满足用户丰富的录音需求。

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他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

参见图1所示，本实用新型实施例提出的录音设备，包括：

处理器1，与所述处理器1的第一输入端11连接的麦克风阵列2，以及与所述处理器1的音频输出端12连接的扬声器3，所述处理器1的第二输入端13与所述扬声器3的声源信号输入端电性连接；

所述麦克风阵列2由设定数量麦克风组成，用于采集音频信号，并将采集的音频信号发送给所述处理器1；

所述扬声器3，用于播放所述处理器1输出的音频信号；

所述处理器1通过所述第二输入端13获取输入所述扬声器3的声源信号，并利用获取的声源信号，对从所述第一输入端11获取的音频信号进行回声消除及去混响处理。

具体的，上述的麦克风阵列2的麦克风数量，以及各麦克风在上述录音设备上的安装位置等，均可以灵活设置，本实施例不做限定。

上述的麦克风阵列2的工作原理及功能，均可以参见常规的阵列麦克风的工作原理和功能，本实施例不再详述。

上述麦克风阵列2的应用，利于录音设备采集更清晰、更全面的音频信号。

上述的扬声器3，作为录音设备的音频输出结构，能够将处理器1输出的音频信号转换成模拟音频输出，实现音频播放功能。

该扬声器3的加入使得录音设备可以播放音频，尤其是可以对麦克风阵列2采集的音频信号进行播放输出，实现边录边播功能。

上述扬声器3的数量和装设位置，也可以根据录音设备的结构而灵活设置。

上述的处理器1至少包括两个信号输入接口，即第一输入端11和第二输入端13，其中，第一输入端11与麦克风阵列2连接，用于实现麦克风阵列2采集的音频信号向处理器1的传输；第二输入端13与扬声器3的声源信号输入端电性连接，处理器1通过该第二输入端13，对输入扬声器3的声源信号进行采集。

处理器1至少包括一个音频输出接口，即音频输出端12，该音频输出端12与扬声器3的声源信号输入端连接，处理器1通过该音频输出端12向扬声器3发送音频信号，以使扬声器3播放音频。

可以理解，处理器1通过音频输出端12向扬声器3发送音频信号，然后再通过第二输入端13采集输入扬声器3的声源信号，实现了对发送给扬声器3的音频信号的回采。

扬声器3播放的音频会对麦克风阵列2的音频信号采集带来影响，即，在麦克风阵列2采集目标音频的同时，处理器1输出至扬声器3播放的音频，会被麦克风阵列2采集到，从而使得麦克风阵列2采集的音频信号中除了包含目标音频外，还会包含扬声器3播放的音频，不论扬声器3播放的音频是否为麦克风阵列2采集的音频，均会导致麦克风阵列2采集的音频信号包含噪声，即麦克风阵列2采集的音频信号包含了回声和/或混响。

为了消除麦克风阵列2采集的音频信号中的回声和混响，本实施例设定，上述的处理器1为具有回声消除和去混响功能的处理器。

该处理器1利用从第二输入端回采的输入至扬声器3的声源信号，对从第一输入端11获取的音频信号进行回声消除及去混响处理，也就是对麦克风阵列2采集的音频信号进行回声消除及去混响处理，得到更加纯净的音频信号。

进一步的，上述的处理器1还可以是具备声源定位、声源角色分离等功能的处理器。

其中，上述处理器1的功能实现过程，例如回声消除及去混响处理的具体处理过程，可参见现有技术中的回声消除及去混响处理过程，本实施例不再详述。

通过上述介绍可见，本实用新型实施例提出的录音设备利用麦克风阵列采集音频信号，利于实现全方位、更清晰的音频信号采集。扬声器的设置使得该录音设备可以播放音频信号，尤其是可以实现边录边播功能。以及，多功能处理器的应用，使得该录音设备可以实现本地音频信号处理，该处理器能够对输出至扬声器播放的音频信号进行回采，用于对麦克风阵列采集的音频信号进行回声消除和去混响处理，从而使得采集的音频信号更加纯净。本实用新型实施例提出的录音设备功能丰富，能够满足用户多元化的录音需求，并且录音效果更佳。

示例性的，上述的麦克风阵列2的麦克风数量至少为16个，以利于更加全方位地采集音频信号。

在录音设备内部设置至少4个音频解码芯片，用于对麦克风阵列2的各个麦克风采集的音频信号进行编码处理，并将编码后的音频数据发送给处理器1。

作为优选的设置方式，参见图2所示，本实用新型实施例为麦克风阵列2设置16个麦克风，同时在录音设备内部设置4个音频解码芯片codec0～codec3，每个音频解码芯片内部包含4路模拟数字转换器adc，每路adc接一个麦克风。

各个音频解码芯片，并联在同一tdm总线上，该tdm总线与处理器1的第一输入端11连接。鉴于本实施例上述的录音设备由4个音频解码芯片接收麦克风阵列2的16个麦克风采集的音频信号，本实施例采用tdm16总线，将4个音频解码芯片编码的音频信号发送至处理器1。每个音频编解码芯片在tdm总线的时隙是固定的。

上述的扬声器3的数量至少有2个，各个扬声器3的声源信号输入端与扩音驱动模块的输出端连接，扩音驱动模块的输入端与处理器的音频输出端12连接。该扩音驱动模块接收处理器的音频输出端12获取音频数据，然后驱动各个扬声器播放该音频信号。

作为优选的设置方式，参见图2，本实施例为上述的录音设备设置2个扬声器3。各个扬声器3的声源信号输入端所接收的声源信号，通过各自的声源信号输入端与处理器1的第二输入端13之间的连接线路，传输至处理器1。

示例性的，上述处理器1采用6核a7处理器，通过第一输入端11获取麦克风阵列2采集的16路麦克风信号，同时，处理器1通过第二输入端13获取2路扬声器3的回采信号。处理器1可以实时处理18路音频信号，实现对麦克风阵列采集的音频信号的回声消除及去混响处理，或者进行声源定位等处理。经过处理器1处理后的音频数据的带宽，降为麦克风阵列2采集的原始音频信号的1/16，利于录音设备更高效地输出录音数据。

本实施例提出的录音设备中的处理器1，还可以是具备声源定位功能的处理器，该处理器1根据麦克风阵列2的各个麦克风采集的音频信号，实现声源定位功能，其具体定位过程可参见常规的基于麦克风阵列的声源定位方案，本实施例不再详述。

基于处理器1的声源定位功能，本实施例提出的录音设备还包括与处理器1连接的声源方向指示灯。

该声源方向指示灯由多个指示灯组成，不同的指示灯对应不同的声源方向，例如，当对应某一方向的指示灯点亮，同时对应其他方向的指示灯呈熄灭状态时，表示点亮的指示灯所对应的方向为声源方向。

当处理器1根据麦克风阵列2采集的音频信号，定位出声源方向时，向声源方向指示灯发送声源方向指示信号，该声源方向指示信号用于指示声源方向指示灯将对应声源方向的指示灯点亮。

相应的，声源方向指示灯接收到声源方向指示信号时，从中解析出声源方向信息，然后将对应声源方向的指示灯点亮。

示例性的，上述的声源方向指示灯包括的各个指示灯，可以采用3色(红、绿、蓝)led灯，该种指示灯，可以发光呈现不同颜色，即可以以各种不同颜色点亮。

则，当上述的声源方向指示灯指示声源方向时，除了可以用点亮的指示灯指示声源方向之外，还可以通过控制与声源方向对应的指示灯以设定颜色点亮来实现。例如，可以控制对应声源方向的指示灯以绿色点亮，而对应非声源方向的指示灯以红色点亮。

作为一种可选的设置方式，本实施例为上述的录音设备设置至少16颗led灯，以及一个led驱动芯片，构成声源方向指示灯。示例性的，如图3所示，将16颗led灯均匀布置于同一圆形轨迹上，各个led灯分别与同一led驱动芯片连接。该led驱动芯片与处理器1的i2c接口连接，通过该接口接收处理器1发送的声源方向指示信号，然后基于接收到的声源方向指示信号，驱动声源方向指示灯中的、与声源方向对应的指示灯点亮，或者以设定颜色点亮。

优选的，图3所示的圆环状的声源方向指示灯装设于录音设备的顶面，当录音设备直立放置时，该声源方向指示灯的各个led灯处于同一水平面。16个led灯分散指向该水平面上的360度范围内的各个方向，当某一方向为声源方向时，led驱动芯片驱动与该方向对应的一个或多个led灯点亮或以设定颜色点亮。

参见图4所示，本实施例提出的录音设备上设置有usb接口100、以太网接口110和耳机插座接口120，处理器1分别与上述的usb接口100、以太网接口110和耳机插座接口120连接，从而可以将从第一输入端11获取的来自麦克风阵列2的音频信号发送至usb接口100、以太网接口110和耳机插座接口120中的至少一个，使得用于可以通过录音设备的usb接口100和以太网接口110获取数字形式的音频信号，还可以通过耳机插座接口120，借助耳机收听模拟音频。

其中，上述的耳机插座接口120通过i2c总线与一音频编解码芯片130连接，该音频编解码芯片130通过i2c总线与处理器1的i2c接口连接。该音频编解码芯片130接收处理器1输出的音频信号，经过解码处理后，发送给耳机插座接口120输出。

上述的以太网接口110与一以太网物理收发芯片140连接，该以太网物理收发芯片140与处理器1的rgmii接口连接。

上述的usb接口100通过usb总线与处理器1的usb端口连接。

参见图5所示，本实施例提出的录音设备还设置有电源线接口150，以及电源管理模块160，该电源管理模块160分别与usb接口100、以太网接口110和电源线接口150连接，电源管理模块160还与录音设备的各个用电部件连接。

上述的usb接口100、以太网接口110和电源线接口150均可以作为该录音设备的供电端口，分别通过外接的usb电源线、以太网线、电源线获取电能，并将获取的电能以电信号的形式输送给电源管理模块160。

电源管理模块160利用从usb接口100，或以太网接口110，或电源线接口150获取的电信号，为录音设备的各个用电部件供电。

上述电源管理模块160由buck电路1601、poe电路1602、电源切换电路1603和电源管理单元1604组成。

其中，电源线接口150通过buck电路1601与电源切换电路1603连接，以太网接口110通过poe电路1602与电源切换电路1603连接，usb接口100直接与电源切换电路1603连接，电源切换电路1603与电源管理单元1604的输入端连接，电源管理单元1604的输出端与录音设备的各个用电部件分别连接。

该电源切换电路1603实现供电接口选择功能，其通过内部继电器的开关动作，实现usb接口100，或以太网接口110，或电源线接口150与电源管理单元1604之间的电路导通或断开，从而可以将来自usb接口100，或以太网接口110，或电源线接口150的电信号传输至电源管理单元1604。

由于录音设备属于小功率电子设备，其所需电压较低，因此上述usb接口100、以太网接口110，和电源线接口150，输送至电源切换电路1603的电信号电压为5v电压。

上述电源管理单元1604，用于对录音设备的各个用电部件进行供电控制，例如电压控制、供电时间控制等。

本实施例提出的录音设备采用上述的多端口供电方案，极大地丰富了录音设备的供电方式，使得录音设备能够在更多场景下工作。

作为示例性的设置方式，本实施例提出的录音设备内部采用双主板结构布置。参见图6所示，处理器1和扬声器3，以及usb接口100、以太网接口110、耳机插座接口120、电源线接口150、电源管理模块、存储器、按键等，均布置于设备主板s1上；而麦克风阵列、音频解码芯片、声源方向指示灯等，均布置于阵列主板s2上。

设备主板s1与阵列主板s2上分别设置有zip连接器，设备主板的zip连接器与阵列主板的zip连接器之间通过fpc线缆s3连接，从而实现设备主板s1与阵列主板s2之间的数据传输。

需要说明的是，本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。本申请各实施例的装置及终端中的模块和子模块可以根据实际需要进行合并、划分和删减，各实施例中记载的特征可以进行替换或者组合。

本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的终端，装置，可以通过其它的方式实现。例如，模块或子模块的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个子模块或模块可以结合或者可以集成到另一个模块，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或模块的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

作为分离部件说明的模块或子模块可以是或者也可以不是物理上分开的，作为模块或子模块的部件可以是或者也可以不是物理模块或子模块，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络模块或子模块上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块或子模块来实现本实施例方案的目的。

另外，在本申请各个实施例中的各功能模块或子模块可以集成在一个处理模块中，也可以是各个模块或子模块单独物理存在，也可以两个或两个以上模块或子模块集成在一个模块中。

最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的物品或者设备中还存在另外的相同要素。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。