[发明专利]可根据环境自动调节音量的扬声器系统及调节方法

权利要求书

1.可根据环境自动调节音量的扬声器系统，其特征在于，包括：用于收集人声信号和环境噪音的麦克风接收模块(101)、用于分离人声信号和环境噪音的滤波电路模块(102)、用于放大人声信号增益的增益放大电路(103)、用于判断噪声信号大小并控制增益放大电路的单片机(104)、用于对增益放大电路的输出相加的加法器电路(105)、用于对加法器电路输出进行反相的反相器电路(106)以及用于输出人声信号的输出麦克风(107)；

所述麦克风接收模块与滤波电路模块串联连接，所述滤波电路模块包括并联连接的带通电路(1021)和高低通电路(1022)，所述增益放大电路(103)包括N路并联连接的三极管导通电路；

所述带通电路输出与N路并联连接的三极管导通电路的集电极连接，N路并联连接的三极管导通电路的发射极均通过串联电阻与加法器电路(105)的负输入端连接，所述加法器电路的输出端与反相器电路(106)的负输入端连接，所述反相器电路输出与输出麦克风的输入相连；

所述高低通电路的输出与单片机(104)的输入端连接，单片机的N路输出分别与N路并联连接的三极管导通电路的基极连接。

2.根据权利要求1所述的扬声器系统，其特征在于：所述麦克风接收模块包括放大电路，该放大电路将输出信号电压等比例调整到0～3.3V。

3.根据权利要求1所述的扬声器系统，其特征在于：所述带通电路的频段为80～500Hz，所述高低通电路的频段分别为500HZ以上和80Hz以下。

4.根据权利要求1所述的扬声器系统，其特征在于：所述单片机为K60，其包含ADC模块。

5.根据权利要求1所述的扬声器系统，其特征在于：所述N路并联连接的三极管导通电路中各支路串联的电阻值不相等。

6.根据权利要求1所述的扬声器系统，其特征在于：所述高低通电路与单片机输入端之间设有开关器，且所述加法器电路中运算放大器两端并联的电阻为滑动变阻器，以实现手动调节放大增益。

7.根据权利要求1所述的扬声器系统，其特征在于：所述高低通电路并联有一电容。

8.可根据环境自动调节音量的扬声器系统，其特征在于：包括麦克风接收模块、滤波电路模块、增益放大电路、加法器电路、单片机、反相器电路和输出麦克风；

麦克风接收模块，用于收集人声信号和环境噪音的复合声波，将声信号转化为电信号输出给滤波电路模块；

滤波电路模块，包括并联连接的带通电路和高低通电路，用于分离人声信号和环境噪音；所述带通电路分离出人声信号，并输出给增益放大电路；所述高低通电路分离出噪音信号，并输出给单片机；

增益放大电路，用于放大人声信号增益，包括N路并联连接的三极管导通电路，放大后的人声信号输出给N路并联连接的三极管导通电路的集电极，每路三极管导通电路的发射极通过串联电阻输出人声信号至加法器电路的负输入端；

加法器电路，用于N路并联连接的三极管导通电路的输出相加，输出增益放大后的人声信号至反相器电路；

单片机，用于判断噪声信号大小，并输出N路控制信号分别至N路并联连接的三极管导通电路的基极，用于控制增益放大电路的输出；

反相器电路，用于对加法器电路输出进行反相，输出增益放大后的人声信号至输出麦克风；

输出麦克风，用于将电信号转换为声信号输出。

9.一种调节权利要求1至7任一项所述扬声器系统的方法，其特征在于：包括以下步骤：

(1)复合声波的预处理

麦克风接收模块收集人声信号和环境噪音的复合声波，将声信号转化为电信号，放大电路根据不同的麦克风型号将输出信号电压等比例调整到0～3.3V，并输出电信号到滤波电路模块；

(2)人声信号与噪音信号的分离

滤波电路模块接收到麦克风接收模块发送出来的电信号，通过带通电路将80～500Hz的人声信号分离出来，高低通电路将80Hz以下及500HZ以上的噪音信号分离出来；

(3)自动调节增益

噪音信号通过ADC转化为数字电信号进入单片机，单片机判断信号大小，并将噪音信号分为四个档；其中，噪声信号为0.5V以下为一档，0.5～1.5V为二挡，1.5～2.5V为三挡，2.5～3.3V为四挡；对应的增益K分别为K，2K，2.8K和3.5K，其中K是基础增益，通过各输出端口控制增益放大电路的各路三极管导通与否来调节增益；

(4)手动调节增益

断开单片机前开关器以关闭自动调节模块，此时该扬声器转换为手动调节状态，通过手动调节加法器电路中的运放两端并联的滑动变阻器，以实现手动调节放大增益；

(5)放大增益信号输出

放大增益信号经过反相器通过输出麦克风输出。