一种阵列式车载人声源采集装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种阵列式车载人声源采集装置。阵列音频采集模块包括四个呈方形阵列排布的第一咪头MK1、第二咪头MK2、第三咪头MK3和第四咪头MK4，四个咪头的电路结构和电路连接相同，四个咪头分别通过各自的带通滤波模块将采集到的声音进行滤波，滤波后的四个咪头信号输入到模数转换芯片U7将模拟信号转为数字信号，然后发送到单片机U1进行处理。本实用新型专利技术采用阵列式声音采集方案，能够消除在封闭环境下的回声，提高声音纯净度，同时采用带通式滤波电路，过滤环境的噪声，能够显著的提升人声的纯净度。

An array type vehicle borne sound source acquisition device

The utility model discloses an array type vehicle borne sound source acquisition device. The array audio acquisition module includes four square array arrangement of the first microphone MK1, the second microphone MK2, the third microphone MK3 and the fourth microphone MK4. The circuit structure and circuit connection of the four microphones are the same. The four microphones filter the collected sound through their respective band-pass filtering modules, and the filtered four microphone signals are input to the analog-to-digital conversion chip U7 to convert the analog signals It is a digital signal, and then it is sent to microcontroller U1 for processing. The utility model adopts the array type sound acquisition scheme, which can eliminate the echo in the closed environment, improve the sound purity, and adopts the band-pass filter circuit to filter the noise in the environment, which can significantly improve the purity of the human voice.

【技术实现步骤摘要】
一种阵列式车载人声源采集装置
本技术属于信号处理领域，特别是涉及一种阵列式车载人声源采集装置。
技术介绍
现在很多场景下需要对人声进行处理，常见的有人声区分，语音识别等。而采集声音是其中一个重要的环节，目前针对人声采集电路组成相对比较简单，主要是由单个的声音采集电路组成，并且只限于一个方向的人声采集，不能准对人声的来源进行重点采集，再者，所录音频含有环境噪声，处理起来较为困难。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本技术的目的是提供一种阵列式带通人声采集电路，可用于车载声源的采集。本技术的技术方案如下：本技术包括依次连接的阵列式采集模块、带通滤波模块、转换模块和主控模块；阵列式采集模块包括四个呈方形阵列排布的第一咪头MK1、第二咪头MK2、第三咪头MK3和第四咪头MK4，第一咪头MK1、第二咪头MK2、第三咪头MK3和第四咪头MK4分别安装在汽车主控面板的四周，四个咪头的电路结构和电路连接相同，以第一咪头MK1进行说明：第一咪头MK1的正极经电阻R42连接到电阻R43的一端，电阻R43的另一端连接到三极管P1的集电极，电阻R43的另一端还经电阻R50连接到三极管P1的基极，第一咪头MK1的正极经电容C31连接到三极管P1的基极，三极管P1的发射极接地，第一咪头MK1的负极接地。带通滤波模块包括第一运放芯片U2、第二运放芯片U4、第三运放芯片U3和第四运放芯片U5，四个运放芯片的型号均采用LM358，四个运放芯片的电路结构和电路连接相同，以第一运放芯片U2进行说明：第一运放芯片U2的IN1+脚依次通过电阻R13、电阻R12和电容C27连接到三极管P1的集电极；第一运放芯片U2的IN1+脚依次经电容C7、电阻R16和电容C1连接到自身的OUT1脚，OUT1脚还通过电阻R3与自身的IN1-脚连接，第一运放芯片U2的OUT1脚依次经电容C4、电容C3连接到自身的IN2+脚，第一运放芯片U2的IN2-脚依次经电阻R6、电阻R10连接在电容C4与电容C3之间；第一运放芯片U2的IN1+脚经电容C7接地，第一运放芯片U2的IN1-脚经电阻R2接地，运放芯片U2的IN2-脚经电阻R7接地，第一运放芯片U2的IN2+脚经电阻R17接地，第一运放芯片U2的GND脚接地。转换模块包括模数转换芯片U7，模数转换芯片U7的型号采用ADS1115，模数转换芯片U7的AIN0脚、AIN1脚、AIN2脚和AIN3脚分别与第一运放芯片U2的OUT2脚、第二运放芯片U4的OUT2脚、第三运放芯片U3的OUT2脚和第四运放芯片U5的OUT2脚相连。主控模块包括单片机U1，所述的单片机U1的型号采用stm32f103rct6，单片机U1的PB6脚、PB7脚、PB8脚和PB9脚分别连接模数转换芯片U7的SCL脚、SDA脚、ADDR脚和ALERT/RDY脚，单片机U1的PD0/OSC_IN脚依次经电容C9和电容C10与自身的PD1/OSC_OUT脚相连，PD0/OSC_IN脚和PD1/OSC_OUT脚之间并联有晶振X1和电阻R21，单片机U1的NRST脚通过电容C11接地，单片机U1的PB2/BOOT1脚经电阻R20接地，单片机U1的BOOT0脚经电阻R23接地。优选的，主控模块还包括电源转换芯片U6，电源转换芯片U6的VIN脚和EN脚相连后接地，电源转换芯片U6的VIN脚和GND脚之间通过电容C20相连，电源转换芯片U6的VOUT脚依次经电容C21和电容C26连接到自身的BP脚，电容C21的两端分别并联有电容C22、电容C23、电容C24和电容C25，电源转换芯片U6的BP脚经电容C26接地，电源转换芯片U6的GND脚接地；外接电源从电源转换芯片U6的VIN脚输入后从VOUT脚输出3.3V电源为单片机U1供电。优选的，单片机U1的NRST脚通过电容R22连接3.3V电源，单片机U1的VBAT脚连接3.3V电源，单片机U1的VSS_1脚、VSS_2脚、VSS_3脚、VSS_4脚和VSSA脚相连后接地，单片机U1的VDD_1脚、VDD_2脚、VDD_3脚、VDD_4脚和VDDA脚相连后共同接3.3V电源。所述的第二咪头MK2的正极经电阻R44连接到电阻R45的一端，电阻R45的另一端连接到三极管P2的集电极，电阻R45的另一端还经电阻R51连接到三极管P2的基极，第二咪头MK2的正极经电容C32连接到三极管P2的基极，三极管P2的发射极接地，第二咪头MK2的负极接地。所述的第三咪头MK3的正极经电阻R46连接到电阻R47的一端，电阻R47的另一端连接到三极管P3的集电极，电阻R47的另一端还经电阻R52连接到三极管P3的基极，第三咪头MK3的正极经电容C33连接到三极管P3的基极，三极管P3的发射极接地，第三咪头MK3的负极接地。所述的第四咪头MK4的正极经电阻R48连接到电阻R49的一端，电阻R49的另一端连接到三极管P4的集电极，电阻R49的另一端还经电阻R53连接到三极管P4的基极，第四咪头MK4的正极经电容C34连接到三极管P4的基极，三极管P4的发射极接地，第四咪头MK4的负极接地。所述的第二运放芯片U4的IN1+脚依次通过电阻R35、电阻R34和电容C28连接到三极管P2的集电极；第二运放芯片U4的IN1+脚依次经电容C18、电阻R38和电容C12连接到自身的OUT1脚，OUT1脚还通过电阻R25与自身的IN1-脚连接，第二运放芯片U4的OUT1脚依次经电容C15、电容C14连接到自身的IN2+脚，第二运放芯片U4的IN2-脚依次经电阻R28、电阻R32连接在电容C14与电容C15之间；第二运放芯片U4的IN1+脚经电容C18接地，第二运放芯片U4的IN1-脚经电阻R24接地，运放芯片U2的IN2-脚经电阻R29接地，第二运放芯片U4的IN2+脚经电阻R39接地，第二运放芯片U4的GND脚接地。所述的第三运放芯片U3的IN1+脚依次通过电阻R15、电阻R14和电容C29连接到三极管P3的集电极；第三运放芯片U3的IN1+脚依次经电容C8、电阻R18和电容C2连接到自身的OUT1脚，OUT1脚还通过电阻R5与自身的IN1-脚连接，第三运放芯片U3的OUT1脚依次经电容C6、电容C5连接到自身的IN2+脚，第三运放芯片U3的IN2-脚依次经电阻R8、电阻R11连接在电容C6与电容C5之间；第三运放芯片U3的IN1+脚经电容C8接地，第三运放芯片U3的IN1-脚经电阻R4接地，运放芯片U2的IN2-脚经电阻R9接地，第三运放芯片U3的IN2+脚经电阻R19接地，第三运放芯片U3的GND脚接地。所述的第四运放芯片U5的IN1+脚依次通过电阻R37、电阻R36和电容C30连接到三极管P4的集电极；第四运放芯片U5的IN1+脚依次经电容C19、电阻R40和电容C13连接到自身的OUT1脚，OUT1脚还通过电阻R27与自身的IN1-脚连接，第四运放芯片U5的OUT1脚依次经电容C17、电容C16连接到自身的IN2+脚，第四运放芯片U5的IN2-脚依次经电阻R3本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种阵列式车载人声源采集装置，其特征在于：包括依次连接的阵列式采集模块、带通滤波模块、转换模块和主控模块；阵列式采集模块包括四个呈方形阵列排布的第一咪头MK1、第二咪头MK2、第三咪头MK3和第四咪头MK4，第一咪头MK1、第二咪头MK2、第三咪头MK3和第四咪头MK4分别安装在汽车主控面板的四周，四个咪头的电路结构和电路连接相同，以第一咪头MK1进行说明：第一咪头MK1的正极经电阻R42连接到电阻R43的一端，电阻R43的另一端连接到三极管P1的集电极，电阻R43的另一端还经电阻R50连接到三极管P1的基极，第一咪头MK1的正极经电容C31连接到三极管P1的基极，三极管P1的发射极接地，第一咪头MK1的负极接地；/n带通滤波模块包括第一运放芯片U2、第二运放芯片U4、第三运放芯片U3和第四运放芯片U5，四个运放芯片的型号均采用LM358，四个运放芯片的电路结构和电路连接相同，以第一运放芯片U2进行说明：第一运放芯片U2的IN1+脚依次通过电阻R13、电阻R12和电容C27连接到三极管P1的集电极；第一运放芯片U2的IN1+脚依次经电容C7、电阻R16和电容C1连接到自身的OUT1脚，OUT1脚还通过电阻R3与自身的IN1-脚连接，第一运放芯片U2的OUT1脚依次经电容C4、电容C3连接到自身的IN2+脚，第一运放芯片U2的IN2-脚依次经电阻R6、电阻R10连接在电容C4与电容C3之间；第一运放芯片U2的IN1+脚经电容C7接地，第一运放芯片U2的IN1-脚经电阻R2接地，运放芯片U2的IN2-脚经电阻R7接地，第一运放芯片U2的IN2+脚经电阻R17接地，第一运放芯片U2的GND脚接地；/n转换模块包括模数转换芯片U7，模数转换芯片U7的型号采用ADS1115，模数转换芯片U7的AIN0脚、AIN1脚、AIN2脚和AIN3脚分别与第一运放芯片U2的OUT2脚、第二运放芯片U4的OUT2脚、第三运放芯片U3的OUT2脚和第四运放芯片U5的OUT2脚相连；/n主控模块包括单片机U1，所述的单片机U1的型号采用stm32f103rct6，单片机U1的PB6脚、PB7脚、PB8脚和PB9脚分别连接模数转换芯片U7的SCL脚、SDA脚、ADDR脚和ALERT/RDY脚，单片机U1的PD0/OSC_IN脚依次经电容C9和电容C10与自身的PD1/OSC_OUT脚相连，PD0/OSC_IN脚和PD1/OSC_OUT脚之间并联有晶振X1和电阻R21，单片机U1的NRST脚通过电容C11接地，单片机U1的PB2/BOOT1脚经电阻R20接地，单片机U1的BOOT0脚经电阻R23接地。/n...

【技术特征摘要】
1.一种阵列式车载人声源采集装置，其特征在于：包括依次连接的阵列式采集模块、带通滤波模块、转换模块和主控模块；阵列式采集模块包括四个呈方形阵列排布的第一咪头MK1、第二咪头MK2、第三咪头MK3和第四咪头MK4，第一咪头MK1、第二咪头MK2、第三咪头MK3和第四咪头MK4分别安装在汽车主控面板的四周，四个咪头的电路结构和电路连接相同，以第一咪头MK1进行说明：第一咪头MK1的正极经电阻R42连接到电阻R43的一端，电阻R43的另一端连接到三极管P1的集电极，电阻R43的另一端还经电阻R50连接到三极管P1的基极，第一咪头MK1的正极经电容C31连接到三极管P1的基极，三极管P1的发射极接地，第一咪头MK1的负极接地；
带通滤波模块包括第一运放芯片U2、第二运放芯片U4、第三运放芯片U3和第四运放芯片U5，四个运放芯片的型号均采用LM358，四个运放芯片的电路结构和电路连接相同，以第一运放芯片U2进行说明：第一运放芯片U2的IN1+脚依次通过电阻R13、电阻R12和电容C27连接到三极管P1的集电极；第一运放芯片U2的IN1+脚依次经电容C7、电阻R16和电容C1连接到自身的OUT1脚，OUT1脚还通过电阻R3与自身的IN1-脚连接，第一运放芯片U2的OUT1脚依次经电容C4、电容C3连接到自身的IN2+脚，第一运放芯片U2的IN2-脚依次经电阻R6、电阻R10连接在电容C4与电容C3之间；第一运放芯片U2的IN1+脚经电容C7接地，第一运放芯片U2的IN1-脚经电阻R2接地，运放芯片U2的IN2-脚经电阻R7接地，第一运放芯片U2的IN2+脚经电阻R17接地，第一运放芯片U2的GND脚接地；
转换模块包括模数转换芯片U7，模数转换芯片U7的型号采用ADS1115，模数转换芯片U7的AIN0脚、AIN1脚、AIN2脚和AIN3脚分别与第一运放芯片U2的OUT2脚、第二运放芯片U4的OUT2脚、第三运放芯片U3的OUT2脚和第四运放芯片U5的OUT2脚相连；
主控模块包括单片机U1，所述的单片机U1的型号采用stm32f103rct6，单片机U1的PB6脚、PB7脚、PB8脚和PB9脚分别连接模数转换芯片U7的SCL脚、SDA脚、ADDR脚和ALERT/RDY脚，单片机U1的PD0/OSC_IN脚依次经电容C9和电容C10与自身的PD1/OSC_OUT脚相连，PD0/OSC_IN脚和PD1/OSC_OUT脚之间并联有晶振X1和电阻R21，单片机U1的NRST脚通过电容C11接地，单片机U1的PB2/BOOT1脚经电阻R20接地，单片机U1的BOOT0脚经电阻R23接地。


2.根据权利要求1所述的一种阵列式车载人声源采集装置，其特征在于：主控模块还包括电源转换芯片U6，电源转换芯片U6的VIN脚和EN脚相连后接地，电源转换芯片U6的VIN脚和GND脚之间通过电容C20相连，电源转换芯片U6的VOUT脚依次经电容C21和电容C26连接到自身的BP脚，电容C21的两端分别并联有电容C22、电容C23、电容C24和电容C25，电源转换芯片U6的BP脚经电容C26接地，电源转换芯片U6的GND脚接地；外接电源从电源转换芯片U6的VIN脚输入后从VOUT脚输出3.3V电源为单片机U1供电。


3.根据权利要求1所述的一种阵列式车载人声源采集装置，其特征在于：单片机U1的NRST脚通过电容R22连接3.3V电源，单片机U1的VBAT脚连接3.3V电源，单片机U1的VSS_1脚、VSS_2脚、VSS_3脚、VS...

【专利技术属性】
技术研发人员：张添翅，
申请(专利权)人：上海交通大学，
类型：新型
国别省市：上海;31