本實用新型涉及語音處理領(lǐng)域，特別涉及一種用于智能機器人系統(tǒng)的多功能語音卡。

背景技術(shù)：

語音卡是一種語音和音頻處理設(shè)備，是當(dāng)今大多數(shù)智能設(shè)備中不可缺少的一部分，有了它才可以實現(xiàn)機器對人的語音識別，并可以根據(jù)所識別到的內(nèi)容做出語言和動作上的響應(yīng)，從而實現(xiàn)更好的人機互動交流。由于語音卡最初用于對計算機和語音電話的音頻處理，語音卡的技術(shù)在計算機和語音電話方面也取得了長足的發(fā)展，但是在新興的機器人領(lǐng)域，語音卡的發(fā)展還基本處于起步階段，未能形成如計算機和移動電話領(lǐng)域的規(guī)?；⒔y(tǒng)一化的發(fā)展格局。

現(xiàn)階段，語音卡在機器人系統(tǒng)中主要用于語音識別和人機互動，現(xiàn)有技術(shù)通常是將語音識別部分做成單一的模塊，再根據(jù)識別的內(nèi)容，將存儲設(shè)備中的對應(yīng)的特定格式的音頻文件經(jīng)過處理通過喇叭轉(zhuǎn)化為語音。此種方案只能識別特定格式的語音文件，而無法處理其他格式如MP3、WAV、WMA等音頻文件。這就造成了現(xiàn)有技術(shù)中的語音卡只能用于語音識別，功能單一，無法處理并播放音樂之類的音頻文件，若要實現(xiàn)處理并播放其他音頻文件便需要增加額外的電路模塊，而額外增加電路模塊會使得硬件電路復(fù)雜化并且浪費了部分硬件資源，占用更大的空間面積，同時也不利于系統(tǒng)的統(tǒng)一管理。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型在于克服現(xiàn)有技術(shù)的上述不足，提供一種不需要增加電路模塊就能實現(xiàn)語音識別與播放、電路結(jié)構(gòu)簡單、占用面積小的用于智能機器人系統(tǒng)的多功能語音卡。

為了實現(xiàn)上述實用新型目的，本實用新型采用的技術(shù)方案是：

一種用于智能機器人系統(tǒng)的多功能語音卡，包括音頻接收器、存儲器、MCU、解碼器、濾波器、功率放大器；

所述音頻接收器連接所述MCU，用于接收外部語音信號，對所述外部語音信號進行處理，并將處理后的信號后發(fā)送到MCU；

所述存儲器連接所述MCU，用于存儲數(shù)字音頻信息；

所述MCU連接所述解碼器，用于根據(jù)所述處理后的信號提取對應(yīng)的數(shù)字音頻信息，將所述數(shù)字音頻信息發(fā)送到所述解碼器；

所述解碼器連接所述濾波器，用于將所述數(shù)字音頻新轉(zhuǎn)換為模擬音頻信息，并將所述模擬音頻信息到濾波器；

所述濾波器連接所述功率放大器，用于對所述模擬音頻信息進行濾波，并將濾波后的信號發(fā)送到功率放大器；

所述功率放大器用于將濾波后的信號進行放大后輸出。

進一步地，還包括主控制器、總線接口；所述主控制器通過所述總線接口連接所述MCU；用于對所述MCU進行控制。

進一步地，所述濾波器為低通有源濾波器。

進一步地，所述功率放大器為D類功率放大器。

進一步地，所述存儲器為TF卡。

進一步地，所述音頻接收器為麥克風(fēng)。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型的有益效果

1、本實用新型的用于智能機器人系統(tǒng)的多功能語音卡能夠在同一電路系統(tǒng)中完成語音識別及音頻處理步驟，相對于現(xiàn)有技術(shù)電路結(jié)構(gòu)簡單、占用面積小。

2、本實用新型的用于智能機器人系統(tǒng)的多功能語音卡實現(xiàn)了主控制器與微處理器的互相通信，可以直接通過主控制器發(fā)送指令控制語音卡。

附圖說明

圖1所示是本實用新型的用于智能機器人系統(tǒng)的多功能語音卡模塊框圖。

圖2所示是本實用新型濾波器電路圖。

具體實施方式

下面結(jié)合具體實施方式對本實用新型作進一步的詳細描述。但不應(yīng)將此理解為本實用新型上述主題的范圍僅限于以下的實施例，凡基于本實用新型內(nèi)容所實現(xiàn)的技術(shù)均屬于本實用新型的范圍。

實施例1：

圖1所示是本實用新型的用于智能機器人系統(tǒng)的多功能語音卡模塊框圖，包括音頻接收器1、存儲器2、MCU3、解碼器4、濾波器5、功率放大器6；

所述音頻接收器1連接所述MCU3，用于接收外部語音信號，對所述外部語音信號進行處理，并將處理后的信號后發(fā)送到MCU3；

所述存儲器2連接所述MCU3，用于存儲數(shù)字音頻信息；

所述MCU3連接所述解碼器4，用于根據(jù)所述處理后的信號提取對應(yīng)的數(shù)字音頻信息，將所述數(shù)字音頻信息發(fā)送到所述解碼器5；

所述解碼器4連接所述濾波器5，用于將所述數(shù)字音頻新轉(zhuǎn)換為模擬音頻信息，并將所述模擬音頻信息到濾波器5；

所述濾波器5連接所述功率放大器6，用于對所述模擬音頻信息進行濾波，并將濾波后的信號發(fā)送到功率放大器6；

所述功率放大器6用于將濾波后的信號進行放大后輸出。

本實用新型的用于智能機器人系統(tǒng)的多功能語音卡能夠在同一電路系統(tǒng)中完成語音識別及音頻處理步驟，相對于現(xiàn)有技術(shù)電路結(jié)構(gòu)簡單、占用面積小。

還包括主控制器、總線接口；所述主控制器通過所述總線接口連接所述MCU；用于對所述MCU進行控制。

本實用新型的用于智能機器人系統(tǒng)的多功能語音卡實現(xiàn)了主控制器與微處理器的互相通信，可以直接通過主控制器發(fā)送指令控制語音卡。

優(yōu)選的，所述濾波器為低通有源濾波器。

優(yōu)選的，所述功率放大器為D類功率放大器。

優(yōu)選的，所述存儲器為TF卡。

優(yōu)選的，所述音頻接收器為麥克風(fēng)。

在一個實施例中，如下：麥克風(fēng)拾取外部語音信號后，經(jīng)過硬件或軟件的降噪處理和從模擬信號到數(shù)字信號的轉(zhuǎn)換并將轉(zhuǎn)換后的數(shù)字信號傳送給微控制器，微控制器根據(jù)識別到的信息讀取TF卡中相應(yīng)的語音文件并依次經(jīng)過解碼、濾波和功率放大得到模擬語音信號；音頻解碼電路讀取TF卡中的音頻文件將數(shù)字音頻信號轉(zhuǎn)換為模擬音頻信號輸出；由于人耳聽到的聲音頻率范圍為20—20kHz，模擬音頻信號經(jīng)過低通濾波器后保留低于20kHz以下的信號，這樣便將音頻信號所夾雜的高頻干擾噪聲濾掉保留較為純凈的音頻信號，以實現(xiàn)更好的聽覺效果，本實用新型中的濾波器采用有源低通濾波器；由于解碼濾波后的初始音頻信號不足以驅(qū)動喇叭發(fā)聲，功率放大電路將解碼濾波后的音頻信號進行功率放大以便能驅(qū)動喇叭。

本實用新型的功率放大電路采用D類功率放大器，其相對與傳統(tǒng)AB類功放具有體積小、效率高的特點。其工作原理如下：首先將音頻信號經(jīng)過脈寬調(diào)制轉(zhuǎn)換為矩形脈沖序列（即PWM波），然后將PWM波輸入到開關(guān)放大電路進行功率放大，再經(jīng)過低通濾波器將放大的信號經(jīng)過濾波轉(zhuǎn)換為模擬音頻信號。

圖2所示為本實用新型的有源低通濾波器電路，差分信號Vo+和Vo-分別從運算放大器5的同相端和反相端輸入，數(shù)字音頻信號經(jīng)過解碼電路轉(zhuǎn)換為電流信號并通過I/V轉(zhuǎn)換輸出差分模擬信號Vo+和Vo-，差分信號具有良好的抑制共模干擾的作用，這樣就增強了音頻信號從在電路中抗干擾的能力。圖2中電阻1和電阻6為輸入保護電阻，電阻3為反饋電阻。 經(jīng)過濾波器后，差分信號Vo+和Vo-便轉(zhuǎn)換為單端信號輸入到后級的功率放大電路中。

上面結(jié)合附圖對本實用新型的具體實施方式進行了詳細說明，但本實用新型并不限制于上述實施方式，在不脫離本申請的權(quán)利要求的精神和范圍情況下，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以作出各種修改或改型。