[发明专利]一种双模拾音装置

说明书

本发明公开了一种双模拾音装置，该装置包括：微机电系统传声器、光纤传声器、微机电系统振动膜、工作模式切换模块和信号处理模块；当微机电系统传声器和光纤传声器同时工作时，为高性能工作模式；当只有微机电系统传声器工作时为低功耗待机模式；两种传声器，均用于采集语音信号；微机电系统振动膜，用于为微机电传声器采集语音信号提供机械应力，还用于为光纤传声器采集语音信号提供激光反射面；工作模式切换模块，用于根据微机电系统传声器采集的语音信号与阈值的比较结果实现装置的工作模式切换；还用于进行音频处理并发送至信号处理模块；信号处理模块，用于通过特征提取和语音增强处理，得到抑制环境噪声和混响后的语音。

技术领域

发明涉及电声技术领域，具体涉及一种双模拾音装置，尤其是一种提高灵敏度并降低功耗的双模拾音装置。

背景技术

目前驻极体电容传声器(ECM，Electret Condenser Micphone)以及微机电系统(MEMS，Micro-Electro-Mechanical System)传声器是两种应用最广泛的传声器类型。与ECM相比，MEMS传声器具有耐热性强、稳定性高以及体积小等优点。传声器正逐步向着轻型化、小尺寸、无源、便携式以及恶劣环境应用等方面发展，因此MEMS传声器应用领域越来越广泛，正逐步取代ECM传声器。MEMS传声器包括MEMS电容式传声器和压电式传声器，都具有体积小、功耗低且最大声学过载点高的优点，通常而言，其功耗仅为毫瓦量级而最大声学过载点通过设计可达125dB以上。然而在微弱声信号探测、远距离目标探测、边境预警监控等应用场景下，MEMS传声器的灵敏度往往过低无法达到需求。

光纤传声器与传统电声传声器相比具有诸多优势，如灵敏度高、抗电磁干扰能力强、传输损耗低、体积小、重量轻等。因此在对传声器系统灵敏度要求较高的许多场景下，光纤传声器被广泛的研究和应用。按照工作原理的不同，光纤传声器主要分为强度型、光纤光栅型和干涉型。强度型光纤传声器是通过直接检测光强的变化得到声音信息，具有结构简单、易于解调等特点；光纤光栅型传声器是通过检测光栅波长变化量实现声信号探测，具有体积小、成本低、易于组成阵列等特点；干涉型光纤传声器是通过检测相位的变化实现声信号的测量，因此其灵敏度较高。然而，光纤传声器相对于传统MEMS传声器，最大声学过载点较低，常见的光纤传声器最大声学过载点都低于120dB，因而采用光纤传声器系统拾取声信号时容易出现过载现象。另外，光纤传声器相较于MEMS传声器，功耗较高，目前常见的光纤传声器功耗可达几百毫瓦。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术缺陷，提出了一种双模拾音装置。

为了实现上述目的，本发明提出了一种双模拾音装置，所述装置包括：微机电系统传声器、光纤传声器、微机电系统振动膜、工作模式切换模块和信号处理模块；当微机电系统传声器和光纤传声器同时工作时，所述装置处于高性能工作模式；当只有微机电系统传声器工作时，所述装置处于低功耗待机模式；其中，

所述微机电系统传声器，用于采集语音信号，并发送至工作模式切换模块；

所述光纤传声器，用于采集语音信号，并发送至工作模式切换模块；

所述微机电系统振动膜，用于为微机电传声器采集语音信号提供所需要的机械应力，还用于为光纤传声器采集语音信号提供激光反射面；

所述工作模式切换模块，用于将微机电系统传声器采集的语音信号与阈值进行比较，根据比较结果实现所述装置在两种工作模式间的切换；还用于对语音信号进行音频处理，并发送至信号处理模块；

所述信号处理模块，用于对语音信号进行处理，通过特征提取和语音增强处理，得到抑制环境噪声和混响后的语音。

作为上述装置的一种改进，所述工作模式切换模块包括第一放大器、第二放大器、比较器、带通滤波器、数字音频处理器、光纤传声器处理电路和电源管理芯片；其中，

所述第一放大器，用于对微机电系统传声器输出的一路语音信号进行放大，输出至比较器；