CN105142070A - 一种具备定向声音发射功能的智能穿戴设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种具备定向声音发射功能的智能穿戴设备，包括主电路板，所述主电路板设置定向扬声器电路、微处理器、显示电路，所述定向扬声器电路和显示电路分别与所述微处理器电性连接。智能穿戴设备一般都小巧轻便，将定向扬声器集成于智能穿戴设备，实现了定向扬声器的微型化和轻便化，并同时解决了使用智能穿戴设备进行通话时的通话隐私问题，减少了对周围环境的噪音干扰，降低了功耗和制作成本。

Description

一种具备定向声音发射功能的智能穿戴设备

技术领域

本发明涉及智能穿戴设备技术领域，尤其涉及一种具备定向声音发射功能的智能穿戴设备。

背景技术

当前市场上带通话功能的智能穿戴产品，一般都只有免提通话功能。使用免提通话功能进行通话时，往往周围的人也能听到通话内容，无法解决个人隐私问题。目前，在一些领域，已经开始使用定向扬声器。定向扬声器能把声波控制在特定区域，在这个特定区域内的声波很强，而出了这个特定区域，声波就会很弱，甚至没有。不过，现在的定向扬声器由于成本高、体积大，还无法真正应用于智能穿戴设备。

发明内容

本发明的目的在于提出一种具备定向声音发射功能的智能穿戴设备，将定向扬声器集成于智能穿戴设备，解决了使用智能穿戴设备进行通话时的通话隐私问题，减少了对周围环境的噪音干扰。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种具备定向声音发射功能的智能穿戴设备，包括主电路板，所述主电路板设置定向扬声器电路、微处理器、显示电路，所述定向扬声器电路和显示电路分别与所述微处理器电性连接。

其中，所述定向扬声器电路包括音频信号接收电路、高频调制电路、锁相环、解调电路和功率放大电路，所述高频调制电路的输入端连接所述音频信号接收电路，所述高频调制电路的输出端连接所述锁相环的输入端，所述锁相环的输出端连接所述解调电路的输入端，所述解调电路的输出端连接所述功率放大电路。

其中，所述定向扬声器电路还包括电源电路，所述电源电路为输出2.8-5.5V电压的电源，所述电源电路和所述高频调制电路电性连接。

其中，所述定向扬声器电路还包括偏置电路和逻辑电路，所述偏置电路和逻辑电路分别与所述高频调制电路电性连接。

其中，所述定向扬声器电路还包括相位检测电路，所述相位检测电路和所述解调电路电性连接。

其中，所述定向扬声器电路还包括过温保护电路和过流保护电路，所述过温保护电路和过流保护电路分别与所述功率放大电路电性连接。

其中，所述定向扬声器电路还包括喇叭阵列，所述喇叭阵列和所述功率放大电路电性连接。

其中，所述智能穿戴设备为穿戴式手表或穿戴式手环。

其中，所述喇叭阵列设置于靠近所述显示电路的位置。

其中，所述喇叭阵列为微型定向矩阵陶瓷扬声器。

本发明的有益效果在于，一种具备定向声音发射功能的智能穿戴设备，包括主电路板，所述主电路板设置定向扬声器电路、微处理器、显示电路，所述定向扬声器电路和显示电路分别与所述微处理器电性连接。智能穿戴设备一般都小巧轻便，将定向扬声器集成于智能穿戴设备，实现了定向扬声器的微型化和轻便化，并同时解决了使用智能穿戴设备进行通话时的通话隐私问题，减少了对周围环境的噪音干扰，降低了功耗和制作成本。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对本发明实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据本发明实施例的内容和这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例提供的具备定向声音发射功能的智能穿戴设备实施例的结构示意图。

图2是本发明实施例提供的定向扬声器电路的电路方框图。

图3是本发明实施例提供的具备定向声音发射功能的智能穿戴设备实施例的工作原理图。

图4是本发明实施例提供的具备定向声音发射功能的智能穿戴设备实施例的结构剖视图。

附图标记说明如下：

1-智能穿戴设备；2-主电路板；3-定向扬声器电路；41-底壳；42-面壳；5-可充电电池；6-显示屏。

具体实施方式

为使本发明解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面将结合附图对本发明实施例的技术方案作进一步的详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参考图1，其是本发明实施例提供的具备定向声音发射功能的智能穿戴设备1实施例的示意图。

一种具备定向声音发射功能的智能穿戴设备1，包括主电路板2，所述主电路板2设置定向扬声器电路3、微处理器、显示电路，所述定向扬声器电路3和显示电路分别与所述微处理器电性连接。

定向扬声器电路3首先将低频声音信号载于指向性很强的高频信号上，再经过放大，放射到空气中，而后空气会把高频信号迅速过滤，其上的可听声音信号便会自然滤出，实现像激光一样定向传播，从而把声波控制在特定区域内，除了这个特定区域，其他区域对应的声波会很弱甚至没有。一般情况下，定向扬声器的特定区域范围内外的声音相差至少3个分贝。

本发明提供的具备定向声音发射功能的智能穿戴设备1，智能穿戴设备1一般都小巧轻便，将定向扬声器集成于智能穿戴设备1，实现了定向扬声器的微型化和轻便化，并同时解决了使用智能穿戴设备1进行通话时的通话隐私问题，减少了对周围环境的噪音干扰，降低了功耗和制作成本。

请参考图2，其是本发明实施例提供的定向扬声器电路3的电路方框图。

其中，所述定向扬声器电路3包括音频信号接收电路、高频调制电路、锁相环、解调电路和功率放大电路，所述高频调制电路的输入端连接所述音频信号接收电路，所述高频调制电路的输出端连接所述锁相环的输入端，所述锁相环的输出端连接所述解调电路的输入端，所述解调电路的输出端连接所述功率放大电路。

音频信号接收电路用于接收低频声音信号，并将该低频声音信号发送至高频调制电路。

高频调制电路用于将从所述音频信号接收电路接收到的低频声音信号加载为指向性很强的高频信号。

锁相环用于使受控振荡器的频率和相位均与输入信号保持确定关系。锁相环是锁定相位的环路，是一种典型的反馈控制电路，利用外部输入的参考信号控制环路内部振荡信号的频率和相位，实现输出信号频率对输入信号频率的自动跟踪，一般用于闭环跟踪电路。

解调电路用于将高频信号中的可听声音信号取出。

功率放大电路用于功率放大，功率放大电路是一种以输出较大功率为目的的放大电路。它一般直接驱动负载，带载能力强。

其中，所述定向扬声器电路3还包括电源电路，所述电源电路为输出2.8-5.5V电压的电源，所述电源电路和所述高频调制电路电性连接。

电源电路用于供电，所述电源电路包括可充电电池5，可重复多次使用。所述可充电电池5设置于所述智能穿戴设备1的底壳41和面壳42围成的空腔内。

其中，所述定向扬声器电路3还包括偏置电路和逻辑电路，所述偏置电路和逻辑电路分别与所述高频调制电路电性连接。

晶体管构成的放大器要做到不失真地将信号电压放大，就必须保证晶体管的发射结正偏、集电结反偏。即应该设置它的工作点。所谓工作点就是通过外部电路的设置使晶体管的基极、发射极和集电极处于所要求的电位(可根据计算获得)。这些外部电路就称为偏置电路。

逻辑电路是一种离散信号的传递和处理，以二进制为原理、实现数字信号逻辑运算和操作的电路。逻辑电路分为组合逻辑电路和时序逻辑电路。组合逻辑电路由最基本的“与门”电路、“或门”电路和“非门”电路组成，其输出值仅依赖于其输入变量的当前值，与输入变量的过去值无关(即不具记忆和存储功能)。时序逻辑电路也由上述基本逻辑门电路组成，但存在反馈回路，即它的输出值不仅依赖于输入变量的当前值，也依赖于输入变量的过去值。

其中，所述定向扬声器电路3还包括相位检测电路，所述相位检测电路和所述解调电路电性连接。

相位检测电路用于检测相位差，其形式有很多种，一般包括：用示波器测量；把相位差转换为时间间隔，先测量出时间间隔，再换算为相位差；把相位差转换为电压，先测量出电压，再换算为相位差；与标准移相器进行比较的比较法(零示法)等。

其中，所述定向扬声器电路3还包括过温保护电路和过流保护电路，所述过温保护电路和过流保护电路分别与所述功率放大电路电性连接。

过温保护电路用于在温度值超过预设安全阈值时，则断电或发出报警信息。

过流保护电路用于在电流值超过预设安全阈值时，则断电或发出报警信息。

其中，所述定向扬声器电路3还包括喇叭阵列，所述喇叭阵列和所述功率放大电路电性连接。

所述喇叭阵列为多个喇叭以阵列形式排布设置。喇叭阵列具有覆盖均匀、指向性强、辐射区内声能衰减较小等数个非常实用的特点。

请参考图3，其是本发明实施例提供的具备定向声音发射功能的智能穿戴设备1实施例的工作原理图。

本发明实施例提供的具备定向声音发射功能的智能穿戴设备1，通过定向扬声器电路3，将低频声音信号载于指向性很强的高频信号之上，高频信号经过放大滤波及处理后，通过微型定向矩阵陶瓷扬声器发射到空气中，传播过程中，空气会把高频信号迅速过滤，其中可听声音信号会自然滤出，实现像激光一样定向传播。微型定向矩阵陶瓷扬声器能够把声波控制在特定区域内，在这个特定区域内的声波很强，超出这个特定区域，声波就会迅速衰减，直到无声。

优选地，所述具备定向声音发射功能的智能穿戴设备1为智能手机。所述具备定向声音发射功能的智能穿戴设备1，还包括用于接收用户声音信号的麦克风接收电路和控制输出声音信号音量的音量控制电路。麦克风接收电路和音量控制电路的设置，方便了用户的通话，提高用户体验度。

本领域技术人员可以根据公知常识，在本技术方案的技术背景下，选用各种形式的电路连接关系和各种不同参数的电子元器件以实现上述各类电路对应的功能，此处不再举例赘述。

请参考图4，其是本发明实施例提供的具备定向声音发射功能的智能穿戴设备1实施例的结构剖视图。

其中，所述智能穿戴设备1为穿戴式手表或穿戴式手环。

智能穿戴设备1即直接穿在身上，或是整合到用户的衣服或配件的一种便携式电子设备。智能穿戴设备1不仅仅是一种硬件设备，更可以通过软件支持以及数据交互、云端交互来实现强大的智能功能。

智能穿戴设备1多以具备部分计算功能、可连接手机及各类终端的便携式配件的形式存在，主流的产品形态包括以手腕为支撑的watch类(包括手表和腕带等产品)，以脚为支撑的shoes类(包括鞋、袜子或者其他腿上佩戴产品)，以头部为支撑的Glass类(包括眼镜、头盔、头带等)，以及智能服装、书包、拐杖、配饰等各类非主流产品形态。

其中，所述喇叭阵列设置于靠近所述显示电路的位置。

所述喇叭阵列设置于靠近所述显示电路的位置，方便用户一边操作显示电路的显示屏6，一边保持通话状态。

其中，所述喇叭阵列为微型定向矩阵陶瓷扬声器。

微型定向矩阵陶瓷扬声器具有超薄、结构简单、无电磁干扰、低功耗、出色的中高频音色、可弯曲等优点。

陶瓷扬声器的基本构成是将一个很薄的多层压电陶瓷片附在一片很薄的金属薄片上,他们组合起来被称作振动膜。当压电片伸展的时候,振动膜就会向上弯曲,当压电片收缩的时候,振动膜就会向下弯曲,所以,当给振动膜加上一个交替变化的电压,那么它就会随着电压的变化而不停的上下弯曲。固定在框架上的振动膜片经馈以一定激励电场的多层压电陶瓷片驱动后产生振动,从而推动空气以辐射声音。而多层压电陶瓷片的驱动,能够使陶瓷扬声器发出优美动听的声音。多个以阵列形式排布设置的微型矩阵陶瓷扬声器为微型定向矩阵陶瓷扬声器。

通过使用本发明实施例提供的具备定向声音发射功能的智能穿戴设备1，使得用户在通话过程中，只需将微型定向矩阵陶瓷扬声器朝向自己就可接打电话，电话的声音实现良好的定向发射，非常好的解决了通话隐私保密的问题。在通话过程中，也降低了对周围产生的噪声干扰。本发明实施例提供的具备定向声音发射功能的智能穿戴设备1，解决了智能穿戴产品通话隐私问题、解决了定向扬声器微型化问题，也降低对周围环境的干扰。

一种具备定向声音发射功能的智能穿戴设备1，将定向扬声器集成于智能穿戴设备1，解决了使用智能穿戴设备1进行通话时的通话隐私问题，减少了对周围环境的噪音干扰。

以上内容仅为本发明的较佳实施例，对于本领域的普通技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (10)

1.一种具备定向声音发射功能的智能穿戴设备，包括主电路板，其特征在于，所述主电路板设置定向扬声器电路、微处理器、显示电路，所述定向扬声器电路和显示电路分别与所述微处理器电性连接。

2.根据权利要求1所述的具备定向声音发射功能的智能穿戴设备，其特征在于，所述定向扬声器电路包括音频信号接收电路、高频调制电路、锁相环、解调电路和功率放大电路，所述高频调制电路的输入端连接所述音频信号接收电路，所述高频调制电路的输出端连接所述锁相环的输入端，所述锁相环的输出端连接所述解调电路的输入端，所述解调电路的输出端连接所述功率放大电路。

3.根据权利要求2所述的具备定向声音发射功能的智能穿戴设备，其特征在于，所述定向扬声器电路还包括电源电路，所述电源电路为输出2.8-5.5V电压的电源，所述电源电路和所述高频调制电路电性连接。

4.根据权利要求2所述的具备定向声音发射功能的智能穿戴设备，其特征在于，所述定向扬声器电路还包括偏置电路和逻辑电路，所述偏置电路和逻辑电路分别与所述高频调制电路电性连接。

5.根据权利要求2所述的具备定向声音发射功能的智能穿戴设备，其特征在于，所述定向扬声器电路还包括相位检测电路，所述相位检测电路和所述解调电路电性连接。

6.根据权利要求2所述的具备定向声音发射功能的智能穿戴设备，其特征在于，所述定向扬声器电路还包括过温保护电路和过流保护电路，所述过温保护电路和过流保护电路分别与所述功率放大电路电性连接。

7.根据权利要求2所述的具备定向声音发射功能的智能穿戴设备，其特征在于，所述定向扬声器电路还包括喇叭阵列，所述喇叭阵列和所述功率放大电路电性连接。

8.根据权利要求7所述的具备定向声音发射功能的智能穿戴设备，其特征在于，所述智能穿戴设备为穿戴式手表或穿戴式手环。

9.根据权利要求8所述的具备定向声音发射功能的智能穿戴设备，其特征在于，所述喇叭阵列设置于靠近所述显示电路的位置。

10.根据权利要求7所述的具备定向声音发射功能的智能穿戴设备，其特征在于，所述喇叭阵列为微型定向矩阵陶瓷扬声器。