CN207075067U - 基于Aptx‑LL编码的蓝牙麦克风 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种基于Aptx‑LL编码的蓝牙麦克风，为了解决教师目前上课使用的无线麦克风的功耗，语音失真，信号串扰的问题而设计。本实用新型包括：壳体，设置在所述壳体内的语音输出电路，所述语音输出电路包括：采集外界语音信号的拾音器；电连接所述拾音器，对所述语音信号进行放大的功放电路；电连接功放电路的蓝牙芯片，所述蓝牙芯片包括对语音信号进行模数转换的ADC模数转换电路以及Aptx‑LL编码输出器，所述Aptx‑LL编码输出器对模数转换后的语音信号进行Aptx‑LL编码，并基于蓝牙协议通过天线输出；与所述的功放电路、蓝牙芯片电连接，提供所述的蓝牙麦克风工作所需电压的电源模块，所述电源模块包括可充电的锂电池。
Description
技术领域
本实用新型涉及麦克风，具体是一种采用Aptx-LL编码的蓝牙无线麦克风。
背景技术
当两个强度相等而其中一个经过延迟的声音同时到聆听者耳中时，如果延迟在30ms以内，听觉上将感到声音好像只来自未延迟的声源，并不感到经延迟的声源存在。当延迟时间超过30ms而未达到50ms时，则听觉上可以识别出已延迟的声源存在，但仍感到声音来自未经延迟的声源。只有当延迟时间超过50ms 以后，听觉上才感到延迟声成为一个清晰的回声。这种现象称为哈斯效应，有时也称为优先效应。
在日常的教学中，老师使用扩音器主要以“小蜜蜂”和红外线麦克风为主。有线麦克风：小蜜蜂扩音器，无线麦克风：红外线麦克风，VHF无线话筒，UHF 无线话筒等。“小蜜蜂”属于有线类麦克风，主要采用模拟电路对音频信号处理；红外线麦克风属于无线麦克风，以红外光作为声音信号的载体，实现发射、接收的无线扩音***。基本原理与普通射频***类似，在无线发射接收过程中也需要进行声音信号的调制与解调的过程。
“小蜜蜂”：体积大、有线不方便携带,使老师上课不方便。
红外线：有效接收距离短，且无法支持多方位传输；电力消耗大；抗干扰差；因红外的直线传输，导致覆盖范围小；接收天线(就是传感器)安装要求高，容易出现盲点等。
VHF无线话筒：受VHF电视频道、呼站台和无线电话及其他工业干扰源的干扰较大；射频噪声较大；天线较长；音频调制信号带宽较窄，不允许扩展；可使用的频率范围不宽(61MHz)等。
UHF无线话筒：对较小金属物体反射多，可形成多途径传播产生的干扰；传播衰减大；功耗大，需较大的发射功率，电池寿命较短；***设置复杂等。
鉴于上述的缺陷，本设计人积极加以研究创新，以期创设一种基于Aptx-LL 编码的蓝牙麦克风，使其更具有产业上的利用价值。
实用新型内容
为解决上述技术问题，本实用新型的目的是提供一种低延迟、低功耗、低干扰；待机时间长的基于Aptx-LL编码的蓝牙麦克风。
为达到上述实用新型目的，本实用新型基于Aptx-LL编码的蓝牙麦克风，包括：壳体，设置在所述壳体内的语音输出电路，所述语音输出电路包括：
采集外界语音信号的拾音器；
电连接所述拾音器，对所述语音信号进行放大的功放电路；
电连接功放电路的蓝牙芯片，所述蓝牙芯片包括对语音信号进行模数转换的ADC模数转换电路以及Aptx-LL编码输出器，所述Aptx-LL编码输出器对模数转换后的语音信号进行Aptx-LL编码，并基于蓝牙协议通过天线输出；
与所述的功放电路、蓝牙芯片电连接，提供所述的蓝牙麦克风工作所需电压的电源模块，所述电源模块包括可充电的锂电池。
进一步地，功放电路和蓝牙芯片直接串接有滤波电路，所述语音信号经过滤波电路滤波后，再分为左右声道信号接入蓝牙芯片。
进一步地，所述蓝牙芯片连接有用于指示所述的麦克风工作状态的LED指示灯。
进一步地，所述功放电路包括max9812芯片。
进一步地，所述蓝牙芯片为CSR8670蓝牙芯片。
进一步地，所述电源模块包括锂电池，分别连接所述锂电池的稳压电路、充电电路，所述稳压电路采用HT7333芯片，所述HT7333芯片有三个引脚，其中，输入端VIN端口接锂电池正极，输出端VOUT端口连接蓝牙芯片的电源端， GND端连接锂电池负极(地线)；所述充电电路包括TP4056芯片，所述TP4056 芯片的BAT端连接锂电池正极，VCC端连接设置在壳体上的USB接口电源正极。
借由上述方案，本实用新型基于Aptx-LL编码的蓝牙麦克风至少具有以下优点：
采用蓝牙无线技术不会让相邻教室的无线信号相互干扰。
采用Aptx-LL编解码，实现延迟性降到最低，最小化同步差异，满足哈斯效应，听觉上感觉不到清晰回声。
采用蓝牙技术实现低功耗，使设备待机时间更长。
解决了使用者使用的无线麦克风的功耗，语音失真，信号串扰的问题
上述说明仅是本实用新型技术方案的概述，为了能够更清楚了解本实用新型的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本实用新型的较佳实施例并配合附图详细说明如后。
附图说明
图1是本实用新型基于Aptx-LL编码的蓝牙麦克风示意图；
图2是本实用新型基于Aptx-LL编码的蓝牙麦克风的功放电路；
图3是本实用新型基于Aptx-LL编码的蓝牙麦克风的基于HT7333的稳压电路；
图4是本实用新型基于Aptx-LL编码的蓝牙麦克风的HT7333芯片的原理图；
图5是本实用新型基于Aptx-LL编码的蓝牙麦克风的基于TP4056的充电电路。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本实用新型的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本实用新型，但不用来限制本实用新型的范围。
Aptx-LL编码是一种基于子带ADPCM(SB-ADPCM)技术的数字音频压缩算法。
参见图1，本实用新型一较佳实施例所述的一种基于Aptx-LL编码的蓝牙麦克风，包括：
壳体，设置在所述壳体内的语音输出电路，所述语音输出电路包括：
采集外界语音信号的拾音器；
电连接所述拾音器，对所述语音信号进行放大的功放电路；
电连接功放电路的蓝牙芯片，所述蓝牙芯片包括对语音信号进行模数转换的ADC模数转换电路以及Aptx-LL编码输出器，所述Aptx-LL编码输出器对模数转换后的语音信号进行Aptx-LL编码，并基于蓝牙协议通过天线输出；
与所述的功放电路、蓝牙芯片电连接，提供所述的蓝牙麦克风工作所需电压的电源模块，所述电源模块包括可充电的锂电池。
本实施例通过拾音器采集外界语音信号，由于直接由拾音器采集的语音(模拟)信号非常微弱直接输入芯片不满足芯片对信号的要求，所以需要前置放大才能实现对芯片要求匹配。语音信号经过MAX9812音频放大，进入蓝牙芯片 csr8670，由蓝牙芯片自带的16位ADC对输入的语音信号进行模数转换，再通过芯片中的Kal imba DSP对语音数字信号进行Aptx-LL编码处理，然后通过蓝牙协议连接到蓝牙从设备(接收器)，传递处理好的音频数据。
在电源模块中，选用3.7V锂电池供电，使用HT7333低压降元器件得到3.3V 给蓝牙芯片和MAX9812芯片供电。在给锂电池充电的选择上，选用TP4056的充电电路。
参见图2至5所示，具体介绍如下：
如图2所示，为音频接口放大电路(功放电路)设计原理图。
J1表示3.5mm音频接口，其中引脚1表示公共地，引脚2表示左声道，引脚3表示右声道，引脚4悬空；
U2表示MAX9812音频放大器。
工作原理：
(1)当麦克风插头***音频接口有信号传入该电路时，电信号经C3和R4 构成的滤波电路滤波，消除高频噪声；
(2)关断信号端引脚1接高电平，MAX9812正常工作，信号进入MAX9812 音频输入端；
(3)经MAX9812放大后，从音频放大器输出端输出，经过RC电路滤波后，再分为左右声道信号接入CSR8670.
注：VCC和GND之间串联一个电容，这个电容是傍路消振电容，防止通过电源引入的干扰和寄生振荡，起到滤波、去耦、消除高频震荡的作用。
参见图3、4基于HT7333稳压电路设计
概述：一款正电压输出的低压降三端线性稳压器。
特性：(1)固定版本输出电压为3.3V
(2)输出电压精度为±2％
(3)内部集成过热保护和限流电路
(4)工作温度范围是零下40℃-85℃
HT7333性能参数表
工作原理：利用输出电压反馈，与基准电压VREF比较，经误差放大器，误差放大器输出来控制调整管的压降，最终达到稳定控制及稳定输出电压的目的。
稳压过程：
当输入电压Vi上升→输出电压Vo上升→反馈电压VF上升→反馈电压VF 与基准电压VREF比较→误差电压VB下降→c.e间电压上升→输出电压Vo下降当输入电压Vi下降→输出电压Vo下降→反馈电压VF下降→反馈电压VF 与基准电压VREF比较→误差电压VB上升→c.e间电压下降→输出电压Vo上升。
参见图5基于TP4056的充电电路设计。
充电模块电路原理图，如图5所示。其中U4表示USB 3.0接口，接口中VCC 表示电源正极端口，D-表示负电压数据线，D+表示正电压数据线，ID口是用来当USB在进行数据交换时区分主从设备的，VSS表示接电源地端口，U3表示 TP4056。
(1)该充电模块设计选择不需要温度监测，故将TEMP引脚接地，关闭温度监测；
(2)充电电流设置检测端PROG外接一下拉电阻后，可对充电电流进行设置，在充电过程进行到各种模式下时，可对充电电流进行估值，充电电流I即 BAT端口电流可有PROG端口的电压及电阻表示IBAT＝VPROG/RPROG*1200.
(3)GND端连接锂电池负极(地线)。
(4)VCC端接USB接口电源正极
(5)当充电过程开始，CE(芯片使能端)端被使能，使TP4056进入正常工作；充电过程结束，CE端为未被使能，TP4056停止工作。
(6)充电指示端(CHRG)外接一上拉电阻和以黄色发光二极管，当充电正在进行，CHRG端由高阻态被拉为低电平，黄色发光二极管被导通发光，表示充电过程正在进行；当充电过程结束，CHRG端由低电平变为高阻态，黄色发光二极管截止，不发光。
(7)BAT端接锂电池的正极，同时外接一个10μF的电容，以防止尖峰和毛刺电压损坏芯片，导致电路不能正常工作。
本发明采用蓝牙方式实现无线传输可以避免信号串扰，采用Aptx-LL技术可以实现低功耗，低延迟，延迟时间<40ms，满足哈斯效应，听觉上感觉不到清晰回声。
本发明改进目前教室里已有的教学设备，使用具有Aptx-LL解码的音频接收装置直接连接教室现有的音响设备接口。教师使用具有Aptx-LL编码功能的音频发射器(麦克风)。实现低延迟；低功耗；低干扰；待机时间长。满足教师的日常授课。
以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，并不用于限制本实用新型，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本实用新型的保护范围。
Claims (6)
1.一种基于Aptx-LL编码的蓝牙麦克风，其特征在于，包括：壳体，设置在所述壳体内的语音输出电路，所述语音输出电路包括：
采集外界语音信号的拾音器；
电连接所述拾音器，对所述语音信号进行放大的功放电路；
电连接功放电路的蓝牙芯片，所述蓝牙芯片包括对语音信号进行模数转换的ADC模数转换电路以及Aptx-LL编码输出器，所述Aptx-LL编码输出器对模数转换后的语音信号进行Aptx-LL编码，并基于蓝牙协议通过天线输出；
与所述的功放电路、蓝牙芯片电连接，提供所述的蓝牙麦克风工作所需电压的电源模块，所述电源模块包括可充电的锂电池。
2.根据权利要求1所述的基于Aptx-LL编码的蓝牙麦克风，其特征在于，功放电路和蓝牙芯片直接串接有滤波电路，所述语音信号经过滤波电路滤波后，再分为左右声道信号接入蓝牙芯片。
3.根据权利要求1所述的基于Aptx-LL编码的蓝牙麦克风，其特征在于，所述蓝牙芯片连接有用于指示所述的麦克风工作状态的LED指示灯。
4.根据权利要求1所述的基于Aptx-LL编码的蓝牙麦克风，其特征在于，所述功放电路包括max9812芯片。
5.根据权利要求1所述的基于Aptx-LL编码的蓝牙麦克风，其特征在于，所述蓝牙芯片为CSR8670蓝牙芯片。
6.根据权利要求1所述的基于Aptx-LL编码的蓝牙麦克风，其特征在于，所述电源模块包括锂电池，分别连接所述锂电池的稳压电路、充电电路，所述稳压电路采用HT7333芯片，所述HT7333芯片有三个引脚，其中，输入端VIN端口接锂电池正极，输出端VOUT端口连接蓝牙芯片的电源端，GND端连接锂电池负极；所述充电电路包括TP4056芯片，所述TP4056芯片的BAT端连接锂电池正极，VCC端连接设置在壳体上的USB接口电源正极。
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| CN107172510A (zh) * | 2017-06-21 | 2017-09-15 | 西南民族大学 | 基于Aptx‑LL编码的蓝牙麦克风 |
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