[實用新型]數字電鋼琴教學系統

有效

• 申請號: 202021599056.0
• 申請日: 2020-08-05
• 公開（公告）號: CN213211403U
• 公開（公告）日: 2021-05-14
• 發明（設計）人: 李天樂;張平澤
• 申請（專利權）人: 常州機電職業技術學院
• 主分類號: G09B15/00
• 分類號: G09B15/00;G09B5/04;G09B5/14;G06Q50/20
• 代理公司: 大連理工大學專利中心 21200
• 代理人: 戴風友;梅洪玉

本實用新型屬于教學與應用電子技術領域，涉及一種數字電鋼琴教學系統，數字電鋼琴教學系統，主要采用數字化音頻技術及FPGA大規模邏輯芯片技術，來實現模擬音頻信號的數字化控制及傳輸。系統主要工作過程為：學生終端、老師終端對模擬信號的采集，將模擬信號轉換成數字信號，經過網絡傳輸至主控終端，主控終端根據數字電鋼琴教學軟件操作要求，對每個終端的音頻數據進行處理，并將處理好的音頻數據傳輸至學生終端、老師終端、電腦及其它系統。傳統的電鋼琴教學主要采用一對一教學，或小班授課的模式。采用數字電鋼琴教學系統教學，可以讓學校擴大招生規模，大大的減少了老師重復教學，減輕了工作強度。

技術領域

本實用新型屬于教學與應用電子技術領域，涉及一種數字電鋼琴教學系統。

背景技術

目前，隨著我國教育水平的不斷提高，素質教育發展更加全面化，因此對教學的配套設備提出了更高的要求。傳統的電鋼琴教學，由于在教學或練習過程中同學之間的影響較大，電鋼琴教學主要還是采用一對一授課或小班授課模式，無法實現大班授課。若為了排除干擾，修建獨立的鋼琴房，這樣投入的成本過高，且增加了老師的教學強度，學校對于這方面的素質教育大面積推廣比較困難。同時，在應用電子技術飛速發展的，大規模集成芯片技術的不斷提升，給改變當前教學模式提供了新的方向，在這種背景情況下，將電子技術與電鋼琴教學相結合，數字電鋼琴教學系統應運而生，大大的改善了目前教學所存在的問題。

實用新型內容

針對目前在電鋼琴教學中所存在的問題，我們實用新型數字電鋼琴教學系統就是為了解決現在所存在的不足之處。

本實用新型的技術方案如下：

數字電鋼琴教學系統，主要采用數字化音頻技術及FPGA大規模邏輯芯片技術，來實現模擬音頻信號的數字化控制及傳輸。系統主要工作過程為：學生終端、老師終端對模擬信號的采集，將模擬信號轉換成數字信號，經過網絡傳輸至主控終端，主控終端根據數字電鋼琴教學軟件操作要求，對每個終端的音頻數據進行處理，并將處理好的音頻數據傳輸至學生終端、老師終端、電腦及其它系統。此系統主要由四大部分組成：學生終端，老師終端，主控終端，數字電鋼琴教學軟件。

數字電鋼琴教學系統，包括學生終端、老師終端、主控終端和數字電控制教學軟件；

所述的學生終端涉及到的外設與主要組成：耳機、話筒、學生電鋼琴、音量調節、呼叫、WM8978音頻、FPGA、以太網數據傳輸。

所述的話筒、學生電鋼琴：主要是學生終端的音頻輸入源，話筒用于學生與老師或學生之間交流，學生電鋼琴用于授課時練習使用。這兩個輸入源經過音頻數字處理，將兩路信號混音，后經過數字傳輸部分，將數字信號傳輸至主控終端；

所述的學生耳機：主要是用于聆聽本地電鋼琴及外部音源的聲音；

所述的音量調節：主要用于調節本地學生終端的音量調節，可以根據自己的需求調節音量的加、減，達到一個比較舒適環境；

所述的呼叫：主要用于在教學過程中，或自由練習的情況下，學生向老師提出問題時，可以按下呼叫鍵，等待老師的選通，選通后，老師與學生即可以通過話筒、耳機組合進行正常交流；

所述的WM8978音頻：主要用于將模擬音頻信號輸入混音(話筒+學生電鋼琴)，將模擬信號數字化后通過數字傳輸，將數字音頻數據傳輸給主控終端，同時將接收到的數字音頻數據轉化為模擬信號，通過耳機來收聽；

所述的FPGA：在學生終端中起到主導作用，相當于大腦的功能。FPGA用于處理輸入、輸出音頻的；音頻數據的發送與接收；按鍵的識別與處理及與主控終端之通訊命令處理；

所述的以太網數據傳輸：主要由以太網通訊接口，通過雙絞線將學生終端與主控終端之間的音頻數據、命令數據交換搭建的一個傳輸橋梁；

所述的老師終端涉及到的外設與主要組成：耳機、話筒、教師電鋼琴、音量調節、WM8978音頻、FPGA、以太網數據傳輸。