CN102438193B - 一种自动静音安全耳机 - Google Patents

Abstract

一种自动静音安全耳机，涉及一种用于接收播放器音频信号的耳机，包括音频输入接口、音频输出接口、音频放大电路和扬声器，还设有控制电路，音频输入信号通过控制电路输入至音频放大电路，音频放大电路放大后经扬声器输出，该控制电路接收到外界的噪音信号，将噪音信号转化为电压信号，通过电压比较决策控制是否切断音频输出来实现噪音环境下静音的目的。

Description

一种自动静音安全耳机

技术领域

本发明涉及一种用于接收播放器音频信号的耳机，尤其是涉及一种自动静音安全耳机。

背景技术

近年来，手机、mp3等电子设备已经成了大多数公众的生活必需品。尤其是青少年，不论是在家里休息还是在路上行走、乘车，耳朵里天天塞有耳机，或者是听歌，或者是打电话。在家里用耳机时，在有人敲门、撬门、或强人入室时根本听不见，存在很大的安全隐患；在路上行走时，有突发情况时听不见车喇叭等警告的声音，在坐车、开车时也会有带着耳机听不清其他外界声音的情况，存在较大的交通安全隐患。

发明内容

本发明的目的是为解决上述技术问题的不足，提供一种自动静音安全耳机，该耳机可根据外界的噪音状况自动实现对耳机的静音功能，大大提高其安全性。

本发明为解决上述技术问题的不足，所采用的技术方案是：一种自动静音安全耳机，包括音频输入接口、音频输出接口、音频放大电路和扬声器，还设有控制电路，音频输入信号通过控制电路输入至音频放大电路，音频放大电路放大后经扬声器输出，该控制电路接收到外界的噪音信号，将噪音信号转化为电压信号，通过电压比较决策控制是否切断音频输出来实现噪音环境下静音的目的。

所述的控制电路由麦克风放大电路、电压跟随电路、滤波整流电路、电压比较决策电路组成，麦克风放大电路输出的电压信号依次经过电压跟随电路、滤波整流电路处理后输入至电压比较决策电路，通过电压比较决策电路控制是否切断音频输出。

所述的电压跟随电路由集成放大器和电阻R5组成，麦克风放大电路输出的电压信号输入集成放大器的同向输入端，集成放大器的反向输入端通过电阻R5与集成放大器的输出端连接，集成放大器的输出端输出信号进入滤波整流电路。

所述的滤波整流电路中，输入的信号依次经过电阻R4、二极管D0和电阻R7输出至电压比较决策电路，二极管D0的负极通过并联的电阻R6和电容C2接地，滤波整流电路的输出端通过电容C3接地。

所述的电压比较决策电路中设有电压比较器和二极管D1，电压比较器的反向输入端与滤波整流电路的输出端连接，电压比较器的正向输入端依次通过变阻器R9和电阻R8与电源连接，电压比较器的输出端与二极管D1的负极连接，二极管D1的的正极通过电阻R11与音频输入接口连接，电压比较器的输出端还通过电阻R10与电源连接；电阻R9用于调节噪音门限电压值， R10为电压比较器输出端的上拉电阻，当输入端噪音强度信号电压低于设定电压（R9分压）时，电压比较器输出端电平为高电平，音频信号经过R11的分电压小于D1的左端电压，D1不导通，故音频信号无失真的传递到D端，当C端噪音强度信号电压大于设定的电压时，电压比较器输出低电平，音频信号分压电压致使D1右端电压高于左端，D1导通，左端电位接近0V，R11成为音频的唯一负载，此时无音频信号输出，故切断了音频的传输。

本发明的有益效果是：

本发明构思了一种自动静音的安全耳机，可以根据需要设定静音限值。人正常谈话一般在40-50分贝，车喇叭一般在55分贝以上。比如说设定50分贝为静音限值，这时当耳机传感器听到50分贝的响声时就自动切断音频，这样会大大提高行人交通安全性。在家里时可以设置静音限值为25分贝，这样就可以听见敲门的声音，提高了个人在家里的安全性。

本发明利用噪音信号强度与其声波的振幅有关，噪音信号通过麦克风进行能量转换，以检测能量的大小来控制耳机的音频输入输出。但是，音频的通与断，不应随环境噪音强弱变化太快，否则将导致耳机的语言无法让人接受。环境中的噪音通过麦克风转换成电信号并经放大电路放大转换后输送给电压跟随器，再将电压跟随器输出的驱动能力大的电压信号进行滤波整流，得到较为能反映噪音强度的电压信号；该电压与与设定的电压经电压比较器比较后决定音频输入输出电路是否输出音频信号。与设定电压值可随意调节，即可以随意调节噪音强度的门限值，而滤波整流电路中设有一可变电阻负载，调节其阻值可改变电容放电时间，从而改变音频信号从抑制状态到正常输出的滞后时间。

附图说明

图1为本发明的原理框图。

图2为本发明的电路图。

图3为本发明中的麦克风放大电路图。

图4为本发明中的电压跟随电路图。

图5为本发明中的滤波整流电路图。

图6为本发明中的电压比较决策电路图。

图7为本发明中的音频放大电路图。

附图标记：1、音频输入接口，2、控制电路，3、音频放大电路，4、音频输出接口。

具体实施方式

如图所示，一种自动静音安全耳机，包括音频输入接口1、音频输出接口4、音频放大电路3和扬声器，还设有控制电路2，音频输入信号通过控制电路2输入至音频放大电路3，音频放大电路放大后经扬声器输出，该控制电路接收到外界的噪音信号，并将噪音信号转化为电压信号，通过电压比较决策控制是否切断音频输出来实现噪音环境下静音的目的，提高耳机的安全性能。

所述的控制电路2由麦克风放大电路、电压跟随电路、滤波整流电路、电压比较决策电路组成，麦克风放大电路输出的电压信号依次经过电压跟随电路、滤波整流电路处理后输入至电压比较决策电路，通过电压比较决策电路控制是否切断音频输出。

所述的麦克风放大电路主要由麦克风信号输入端、电容C1和三极管Q1组成，麦克风接收的噪音信号分两路输出，一路接地，另一路分两个支路，一条支路通过电阻R1与电源连接，另一支路通过电容C1输入至三极管Q1的基极，三极管Q1的集电极通过电阻R3与电源连接，三极管Q1的发射极接地，在三极管Q1的集电极和基极之间还并接有电阻R2，经三极管Q1的集电极输出电压信号输入至电压跟随电路，从附图3可看出，A端输出的信号为麦克风噪音转换的噪音交流电压和一直流电压的叠加电压。

如附图4所示，所述的电压跟随电路由集成放大器（LM207H）和电阻R5组成，A端输出的电压信号输入集成放大器的同向输入端，集成放大器的反向输入端通过电阻R5与集成放大器的输出端电联，集成放大器的输出端输出信号进入滤波整流电路，B端输出的信号为下一步的滤波整流和对电容的充电提供的必要的前提。

如附图5所示，所述的滤波整流电路中，输入的信号依次经过电阻R4、二极管D0和电阻R7输出至电压比较决策电路，二极管D0的负极通过并联的电阻R6和电容C2接地，滤波整流电路的输出端通过电容C3接地，该电路中包括单相半波整流电容滤波电路（D0、C2）和一个信号的低通滤波电路（R7、C3）组成。考虑到噪音信号的强弱变化频率不应该立即引起音频信号通断太快，故使电容R6的容量比较大，并串联一个R4进一步放缓传递过来的电压对电容的充电，使电容达到门限电压的时间比较长。R6充当电容C2的负载，其阻值可调，当外界噪音小于与设定值时，R6阻值的大小决定了电容C2电压下降到噪音门限电压的时间，从而引起系统响应有个很大的时间滞后性，使系统对外界噪音强度的高低变化高频率不太敏感。R7和C3组成的低通滤波器尽量滤除C2电压高频交流分量，防止对电压比较器的干扰。

如图6所示，所述的电压比较决策电路中设有电压比较器（LM339）和二极管D1，电压比较器（LM339）的反向输入端与滤波整流电路的输出端连接，电压比较器（LM339）的正向输入端依次通过变阻器R9和电阻R8与电源连接，电压比较器（LM339）的输出端与二极管D1的负极连接，二极管D1的的正极通过电阻R11与音频输入接口连接，电压比较器（LM339）的输出端还通过电阻R10与电源连接；电阻R9用于调节噪音门限电压值， R10为电压比较器输出端的上拉电阻，当输入端噪音强度信号电压低于设定电压（R9分压）时，电压比较器输出端电平为高电平，音频信号经过R11的分电压小于D1的左端电压，D1不导通，故音频信号无失真的传递到D端，当C端噪音强度信号电压大于设定的电压时，电压比较器输出低电平，音频信号分压电压致使D1右端电压高于左端，D1导通，左端电位接近0V，R11成为音频的唯一负载，D端无音频信号输出，故切断了音频的传输。

如图7所示，所述的音频放大输出控制电路主要由音频输出接口、音频放大器（LM383）及外围电路组成，通过D端的音频信号经电容C4输入至音频放大器的反向输入端，音频放大器（LM383）的输出端通过电容C7与音频输出接口相连，其中音频放大器（LM383）的正向输入端通过电容C5、R14接地，音频放大器（LM383）的输出端通过R13、R14接地，由于音频输入时，在电压比较决策中有较大的衰减，再直接输出无法驱动耳机或扬声器，故信号需要放大。

上述实施方式仅描述了控制单音道输入输出，但是本领域技术人员从上述公开文本中可轻松实现对双音道（立体音）的控制，因此本发明并不限于上述实施方式，能够在权利要求书的范围、以及说明书和附图中记载的技术思想范围内做出的各种变形均是本发明的保护范围。

Claims (1)

1.一种自动静音安全耳机，包括音频输入接口（1）、音频输出接口（4）、音频放大电路（3）和扬声器，还设有控制电路（2），音频输入信号通过控制电路（2）输入至音频放大电路（3），音频放大电路放大后经扬声器输出，该控制电路接收到外界的噪音信号，将噪音信号转化为电压信号，通过电压比较决策控制是否切断音频输出来实现噪音环境下静音的目的，其特征在于：所述的控制电路（2）由麦克风放大电路、电压跟随电路、滤波整流电路、电压比较决策电路组成，麦克风放大电路输出的电压信号依次经过电压跟随电路、滤波整流电路处理后输入至电压比较决策电路，通过电压比较决策电路控制是否切断音频输出；

所述的电压跟随电路由集成放大器和电阻R5组成，麦克风放大电路输出的电压信号输入集成放大器的同向输入端，集成放大器的反向输入端通过电阻R5与集成放大器的输出端连接，集成放大器的输出端输出信号进入滤波整流电路；

所述的滤波整流电路中，输入的信号依次经过电阻R4、二极管D0和电阻R7输出至电压比较决策电路，二极管D0的负极通过并联的电阻R6和电容C2接地，滤波整流电路的输出端通过电容C3接地；

所述的电压比较决策电路中设有电压比较器和二极管D1，电压比较器的反向输入端与滤波整流电路的输出端连接，电压比较器的正向输入端依次通过变阻器R9和电阻R8与电源连接，电压比较器的输出端与二极管D1的负极连接，二极管D1的的正极通过电阻R11与音频输入接口连接，电压比较器的输出端还通过电阻R10与电源连接；电阻R9用于调节噪音门限电压值， R10为电压比较器输出端的上拉电阻，当输入端噪音强度信号电压低于设定电压（R9分压）时，电压比较器输出端电平为高电平，音频信号经过R11的分电压小于D1的左端电压，D1不导通，故音频信号无失真的传递到D端，当C端噪音强度信号电压大于设定的电压时，电压比较器输出低电平，音频信号分压电压致使D1右端电压高于左端，D1导通，左端电位接近0V，R11成为音频的唯一负载，此时无音频信号输出，故切断了音频的传输。