CN108322865A - 一种教学专用教室扬声器装置及使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种教学专用教室扬声器装置及使用方法，包括声音拾取装置、音频处理***和扬声器阵列，声音拾取装置与音频处理***电连接，声音拾取装置安装在讲台顶部的墙壁上，音频处理***与扬声器阵列电连接，音频处理***安装在多功能媒体柜内，扬声器阵列安装在听课区域周围的墙壁上；音频处理***包括移频模块、滤波模块和信号放大模块，移频模块与滤波模块电连接，移频模块改变采集到的声音信号的频率，滤波模块与信号放大模块电连接，滤波模块滤除采集到的声音信号的噪音成分，信号放大模块对采集到的声音信号进行功率放大，本发明具有声音清晰、声场均匀、灵活性强的特点。

Description

一种教学专用教室扬声器装置及使用方法

技术领域

本发明涉及扬声器领域，具体为一种教学专用教室扬声器装置及使用方法。

背景技术

随着国家对教育事业的大力支持，现今的教育机构开展了丰富多样的教学课程，这些课程往往是以面授的方式进行，老师的嗓子在教学中容易受到伤害，会有不适现象，为了更好的传递教学内容不影响我们学生正常听课，就会使用教学扩音器来提高教学质量，同时也能有效的保护好嗓子，一方面便于管理，另一方面帮学生练听力。

教学扩音器是主要用于教师授课的喊话器。目前分为两大类，一类是腰挂式、肩挂式教学扩音器，另一类是无线式教学扩音器。腰挂式、肩挂式扩音器的功率在8W左右，频率范围在100米以内，音色音质要求高。无线扩音器功率在35W至100W，传输距离较远，是由高频无线电波发射出去，接收端接收解调放大后推动扬声器工作。这两种都是用于主要用于语言信息的传送.教学扩音器除了可以用教学外，还可用作会议室扩音，还是导游或者听力有问题的人的得力辅助设备。

但是，现有教学扩音器存在以下缺陷：

(1)现有技术中的教学扩音器需要佩戴相关的设备才能进行扩音，给实际的教学过程带来一定的麻烦，并且扩音后的声音音量不高，声音失真较严重；

(2)现有技术中的教学扩音器通过一个自身携带的扬声器或两个悬挂在讲台顶部的扬声器进行扩音，教室内的声场不均匀，前面的学生感觉声音太大，后面的学生感觉声音太小，不仅给学生带来不适，同时还影响学生的听课效率。

发明内容

为了克服现有技术方案的不足,本发明提供一种教学专用教室扬声器装置及使用方法，本发明具有声音清晰、声场均匀、灵活性强的特点，能有效的解决背景技术提出的问题。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种教学专用教室扬声器装置，包括声音拾取装置、音频处理***和扬声器阵列，所述声音拾取装置与音频处理***电连接，所述声音拾取装置安装在讲台顶部的墙壁上，所述音频处理***与扬声器阵列电连接，所述音频处理***安装在多功能媒体柜内，所述扬声器阵列安装在听课区域周围的墙壁上；

所述音频处理***包括移频模块、滤波模块和信号放大模块，所述移频模块与滤波模块电连接，所述移频模块改变采集到的声音信号的频率，所述滤波模块与信号放大模块电连接，所述滤波模块滤除采集到的声音信号的噪音成分，所述信号放大模块对采集到的声音信号进行功率放大。

进一步地，所述声音拾取装置包括麦克风、音频放大模块和模数转换模块，所述麦克风与音频放大模块电连接。所述音频放大模块与模数转换模块电连接。

进一步地，所述扬声器阵列包括多个扬声器，所述扬声器安装在听课区域周围的墙壁上，且距离地面2-2.5m。

进一步地，一种教学专用教室扬声器装置的使用方法，包括以下步骤：

步骤100、声音拾取装置对教师授课内容的声音信号进行采集；

步骤200、音频处理***对声音拾取装置采集到的声音进行处理，并将处理后的声音信号传递给扬声器阵列；

步骤300、扬声器阵列将音频处理***处理后的音频电信号转换为机械振动，发出声音。

进一步地，所述步骤100中，声音拾取装置采集声音信号的步骤如下：

步骤101、麦克风对教师授课内容的声音信号进行采集，教师授课时声音的振动传到麦克风的振膜上，推动里边的磁铁形成变化的电流，将声音信号转化为模拟电信号；

步骤102、音频放大模块对麦克风采集到的模拟电信号进行功率放大，将微弱的模拟电信号转化为可处理的较大幅值的模拟电信号；

步骤103、模数转换模块将放大后的模拟电信号转换为数字电信号，为后期的声音信号处理做准备。

进一步地，所述步骤200中，声音处理***对采集的声音处理方法如下：

步骤201、移频模块改变模数转换模块处理后的数字电信号的频率，破坏产生声反馈的条件，从而抑制了声反馈；

步骤202、滤波模块对移频模块处理后的数字电信号进行滤波，将数字电信号中的噪音成分滤除，保留数字电信号中的有用成分；

步骤203、信号放大模块对数字电信号中的有用成分进行功率放大，功率放大后的数字电信号经扬声器阵列发出较大的声音信号，完成对教师授课内容的扩音。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

(1)本发明的音频处理***对采集到的声音信号进行频率变换，降低了声音信号的失真度，滤波操作，滤除了声音信号中的噪音成分，信号放大，使得扬声器发出的声音更加洪亮，具有低失真、高响度的特点；

(2)本发明的声音拾取装置和扬声器阵列，能够多方位地采集教师授课的声音信号和发出清晰响亮的声音，不仅能够让教室内的学生清晰地听到教师的授课内容，同时均匀的声场也保证了学生听课的舒适性。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图；

图2为本发明的工作流程图。

图中标号：

1-声音拾取装置；2-音频处理***；3-扬声器阵列；4-移频模块；5-滤波模块；6-信号放大模块；7-麦克风；8-音频放大模块；9-模数转换模块；10-扬声器。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。

如图1和图2所示，本发明提供了一种教学专用教室扬声器装置，包括声音拾取装置1、音频处理***2和扬声器阵列3，所述声音拾取装置1与音频处理***2电连接，所述声音拾取装置1安装在讲台顶部的墙壁上，所述音频处理***2与扬声器阵列3电连接，所述音频处理***2安装在多功能媒体柜内，所述扬声器阵列3安装在听课区域周围的墙壁上。

本实施方式中，声音拾取装置1对教师授课内容的声音信号进行采集，并将采集到的声音信号传递给音频处理***2，音频处理***2对采集到的声音信号进行频率改换、噪音滤除和信号放大，处理后的信号中噪音成分少，功率大，最后通过扬声器阵列3发出清晰、洪亮的声音。

所述声音拾取装置1包括麦克风7、音频放大模块8和模数转换模块9，所述麦克风7与音频放大模块8电连接。所述音频放大模块8与模数转换模块9电连接。

所述音频处理***2包括移频模块4、滤波模块5和信号放大模块6，所述移频模块4与滤波模块5电连接，所述移频模块4改变采集到的声音信号的频率，所述滤波模块5与信号放大模块6电连接，所述滤波模块5滤除采集到的声音信号的噪音成分，所述信号放大模块6对采集到的声音信号进行功率放大。

本实施方式中，移频模块4能够改变电信号的频率，破坏产生声反馈的条件，从而抑制了声反馈；不仅能提高扩声增益量，还能改善频率特性，通过频率特征校正调整，可使频率特性均匀，从而减少频率畸变，减少失真度，滤波模块5能够对采集信号中的噪音成分进行滤除，使得扬声器阵列发出的声音更加清晰，更加接近于教师授课的原声，信号放大模块6对滤波后的电信号进行功率放大，驱动扬声器阵列发出洪亮的声音。

所述扬声器阵列3包括多个扬声器10，所述扬声器10安装在听课区域周围的墙壁上，且距离地面2-2.5m。

本实施方式中，多个扬声器10安装在听课区域周围的墙壁，不仅能够让教室内的学生清晰的听到教师的讲课，同时教室内声场均匀，不会给给学生带来不适的感觉，传统的双扬声器在教室各处的声场不同，影响了学生的听课。

教学专用教室扬声器装置的使用方法，包括以下步骤：

第一步：声音拾取装置1对教师授课内容的声音信号进行采集，具体为：

步骤101、麦克风7对教师授课内容的声音信号进行采集，教师授课时声音的振动传到麦克风的振膜上，推动里边的磁铁形成变化的电流，将声音信号转化为模拟电信号；

步骤102、音频放大模块8对麦克风7采集到的模拟电信号进行功率放大，将微弱的模拟电信号转化为可处理的较大幅值的模拟电信号；

步骤103、模数转换模块9将放大后的模拟电信号转换为数字电信号，为后期的声音信号处理做准备。

第二步：音频处理***2对声音拾取装置1采集到的声音进行处理，并将处理后的声音信号传递给扬声器阵列3，具体为：

步骤201、移频模块4改变模数转换模块9处理后的数字电信号的频率，破坏产生声反馈的条件，从而抑制了声反馈；

步骤202、滤波模块5对移频模块4处理后的数字电信号进行滤波，将数字电信号中的噪音成分滤除，保留数字电信号中的有用成分；

步骤203、信号放大模块6对数字电信号中的有用成分进行功率放大，功率放大后的数字电信号经扬声器阵列发出较大的声音信号，完成对教师授课内容的扩音。

第三步：扬声器阵列3将音频处理***2处理后的音频电信号转换为机械振动，发出清晰、洪亮的声音。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

Claims (6)

1.一种教学专用教室扬声器装置，包括声音拾取装置(1)、音频处理***(2)和扬声器阵列(3)，其特征在于：所述声音拾取装置(1)与音频处理***(2)电连接，所述声音拾取装置(1)安装在讲台顶部的墙壁上，所述音频处理***(2)与扬声器阵列(3)电连接，所述音频处理***(2)安装在多功能媒体柜内，所述扬声器阵列(3)安装在听课区域周围的墙壁上；

所述音频处理***(2)包括移频模块(4)、滤波模块(5)和信号放大模块(6)，所述移频模块(4)与滤波模块(5)电连接，所述移频模块(4)改变采集到的声音信号的频率，所述滤波模块(5)与信号放大模块(6)电连接，所述滤波模块(5)滤除采集到的声音信号的噪音成分，所述信号放大模块(6)对采集到的声音信号进行功率放大。

2.根据权利要求1所述的一种教学专用教室扬声器装置，其特征在于：所述声音拾取装置(1)包括麦克风(7)、音频放大模块(8)和模数转换模块(9)，所述麦克风(7)与音频放大模块(8)电连接，所述音频放大模块(8)与模数转换模块(9)电连接。

3.根据权利要求1所述的一种教学专用教室扬声器装置，其特征在于：所述扬声器阵列(3)包括多个扬声器(10)，所述扬声器(10)安装在听课区域周围的墙壁上，且距离地面2-2.5m。

4.一种教学专用教室扬声器装置的使用方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤100、声音拾取装置对教师授课内容的声音信号进行采集；

步骤200、音频处理***对声音拾取装置采集到的声音进行处理，并将处理后的声音信号传递给扬声器阵列；

步骤300、扬声器阵列将音频处理***处理后的音频电信号转换为机械振动，发出声音。

5.根据权利要求4所述的一种教学专用教室扬声器装置的使用方法，其特征在于：所述步骤100中，声音拾取装置采集声音信号的步骤如下：

步骤101、麦克风对教师授课内容的声音信号进行采集，教师授课时声音的振动传到麦克风的振膜上，推动里边的磁铁形成变化的电流，将声音信号转化为模拟电信号；

步骤102、音频放大模块对麦克风采集到的模拟电信号进行功率放大，将微弱的模拟电信号转化为可处理的较大幅值的模拟电信号；

步骤103、模数转换模块将放大后的模拟电信号转换为数字电信号，为后期的声音信号处理做准备。

6.根据权利要求4所述的一种教学专用教室扬声器装置的使用方法，其特征在于：所述步骤200中，声音处理***对采集的声音处理方法如下：

步骤201、移频模块改变模数转换模块处理后的数字电信号的频率，破坏产生声反馈的条件，从而抑制了声反馈；

步骤202、滤波模块对移频模块处理后的数字电信号进行滤波，将数字电信号中的噪音成分滤除，保留数字电信号中的有用成分；

步骤203、信号放大模块对数字电信号中的有用成分进行功率放大，功率放大后的数字电信号经扬声器阵列发出较大的声音信号，完成对教师授课内容的扩音。