CN109065011B - 卡拉ok一体机以及k歌系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种卡拉OK一体机以及K歌系统，该卡拉OK一体机包括壳体，集成设置在壳体内的无线话筒接收器、效果器、音频功率放大器、电源电路、点播主板、数字声卡和硬盘，电源电路包括：第一AC/DC变换器，将交流电转换为第一直流电，以提供给音频功率放大器；第一DC/DC变换器，将第一直流电转换为第二直流电，以分别提供给话筒接收器、效果器和数字声卡；第二DC/DC变换器，将第一直流电转换为第三直流电，以分别提供给点播主板和硬盘，其中，第一和第二DC/DC变换器分别通过隔离变压器和隔离光耦将初级侧与次级侧完全隔离，从而通过将多个部件集成到一起以组成一体机，并采用相互独立供电的电源管理和初次级完全隔离方案，使得电源辐射干扰大大降低。

Description

卡拉OK一体机以及K歌系统

技术领域

本发明涉及音视频技术领域，特别涉及一种卡拉OK一体机以及一种K歌系统。

背景技术

卡拉OK歌唱经过这么多年的发展，如今已经成为人们聚会交友娱乐的生活方式之一，并且唱歌练歌听歌的需求也正逐渐成为家庭的普遍需求。现有卡拉OK娱乐设备因传统制造业的行业分割，这么多年来只能是以各种单品组合的形式出现，点歌机顶盒、无线话筒接收器、卡拉OK效果器、音频功率放大器、触摸屏显示器等一大堆设备以及众多的音频、视频、网络线材和电源适配器让人眼花缭乱，如果不是专业人员，一般用户是很难把系统组合成功的，更无法将系统调整到最佳体验状态。系统的硬件复杂性和软件逻辑的专业性导致的使用操作的不方便，都是限制家庭卡拉OK娱乐设备普及的重要原因。

发明内容

本申请是基于发明人对以下问题的多年研究和实验验证而做出的：

卡拉OK娱乐设备一般由音箱、点歌机顶盒、无线话筒接收器、卡拉OK效果器、音频功率放大器、触摸屏显示器等音频视频设备以及各种线材、电源适配器组成，然后与配合使用场所的电视机或视频投影机通过一定的连接方式组成一个复杂的音视频系统。由于设备众多，连接复杂，同时为了保护设备，还需要连接一台能够按一定次序开关机的电源时序管理器，否则一旦音频功率放大器最先开机或最慢关机，其他设备开机或关机时产生的音频信号冲击就会通过音频功率放大器输出到音箱而发出巨大的冲击声，严重的时候甚至会烧毁音箱或音频功率放大器。

并且，卡拉OK娱乐设备由于涉及音视频信号的传输，对安装空间和环境要求较高，尤其对电磁干扰非常敏感。如果进行集成，那么集成机器内部几大功能模块就需要共用一个交流电源，而各功能模块对直流电源有多种电压电流要求，这就需要将交流电源转换为直流电源的高频脉冲调制开关电源通过同一高频变压器的不同绕组来提供不同的电压电流，并相应输出到各音视频功能模块，从而产生的电源干扰，会严重影响音视频信号的质量，导致视频干扰网纹、音响有杂音、干扰噪声的情况出现。

本发明旨在至少在一定程度上解决上述技术中的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种卡拉OK一体机，通过将无线话筒接收器、效果器、音频功率放大器、电源电路、点播主板、数字声卡和硬盘集成到壳体内以组成一体机，并采用相互独立供电的电源管理方案，以及在直直变换时实现初级侧与次级侧之间的完全隔离，从而能够得到相互隔离的理想直流稳压电源，使得电源辐射干扰大大降低，进而使得卡拉OK一体机的高度集成化成为可能，满足用户的需求。

本发明的另一个目的在于提出一种K歌系统。

为达到上述目的，本发明一方面实施例提出的一种卡拉OK一体机，包括壳体、无线话筒接收器、效果器、音频功率放大器、电源电路、点播主板、数字声卡和硬盘，所述无线话筒接收器、所述效果器、所述音频功率放大器、所述电源电路、所述点播主板、所述数字声卡和所述硬盘均集成设置在所述壳体内，其中，所述电源电路包括：第一AC/DC变换器，所述第一AC/DC变换器用于将输入的交流电转换为第一直流电，以提供给所述音频功率放大器；第一DC/DC变换器，所述第一DC/DC变换器与所述第一AC/DC变换器相连，所述第一DC/DC变换器包括第一隔离变压器和第一隔离光耦，且通过所述第一隔离变压器和第一隔离光耦将初级侧与次级侧完全隔离，所述第一DC/DC变换器用于将所述第一直流电转换为第二直流电，以分别提供给所述无线话筒接收器、所述效果器和所述数字声卡，其中，所述第二直流电的电压小于所述第一直流电的电压；第二DC/DC变换器，所述第二DC/DC变换器与所述第一AC/DC变换器相连，所述第二DC/DC变换器包括第二隔离变压器和第二隔离光耦，且通过所述第二隔离变压器和第二隔离光耦将初级侧与次级侧完全隔离，所述第二DC/DC变换器用于将所述第一直流电转换为第三直流电，以分别提供给所述点播主板和所述硬盘，其中，所述第三直流电的电压小于所述第一直流电的电压。

根据本发明实施例的卡拉OK一体机，通过将无线话筒接收器、效果器、音频功率放大器、电源电路、点播主板、数字声卡和硬盘集成到壳体内以组成一体机，并采用相互独立供电的电源管理方案和巧妙的布局结构，以及通过第一DC/DC变换器和第二DC/DC变换器种的隔离变压器和隔离光耦，实现两个DC/DC变换器的初次级侧完全隔离(包括地线的完全隔离)，从而能够得到相互隔离的理想直流稳压电源，使得电源辐射干扰大大降低，进而使得卡拉OK一体机的高度集成化成为可能，这样在出厂前将设备调整到最佳状态使K歌系统变成只有显示器、话筒、卡拉OK一体机和音箱组成的一套简单轻便系统，线路连接简单方便，容易安装，给用户带来极大的便利的同时，提高了系统音视频的体验效果。

另外，根据本发明上述提出的卡拉OK一体机还可以具有如下附加的技术特征：

可选地，所述第一隔离变压器和所述第二隔离变压器均为环形变压器。

可选地，所述电源电路还包括：第一两级LC共模滤波器，所述第一两级LC共模滤波器设置在所述第一AC/DC变换器的输出端，所述第一两级LC共模滤波器通过对所述第一直流电进行滤波和稳压以输出第一直流电源给所述音频功率放大器。

可选地，所述电源电路还包括：第二两级LC共模滤波器，所述第二两级LC共模滤波器设置在所述第一AC/DC变换器的输入端，所述第二两级LC共模滤波器通过对所述输入的交流电进行滤波，以便所述第一AC/DC变换器对滤波后的交流电进行转换。

可选地，所述电源电路还包括：第三两级LC共模滤波器，所述第三两级LC共模滤波器设置在所述第一DC/DC变换器的输出端，所述第三两级LC共模滤波器通过对所述第二直流电进行滤波和稳压，以输出第二直流电源给所述无线话筒接收器、所述效果器和所述数字声卡；第四两级LC共模滤波器，所述第四两级LC共模滤波器设置在所述第二DC/DC变换器的输出端，所述第四两级LC共模滤波器通过对所述第三直流电进行滤波和稳压，以输出第三直流电源给所述点播主板和所述硬盘。

可选地，所述电源电路还包括：第一LC共模滤波器，所述第一LC共模滤波器设置在所述第一DC/DC变换器的输入端，所述第一LC共模滤波器对所述第一直流电源进行滤波，以便所述第一DC/DC变换器对滤波后的第一直流电源进行转换；第二LC共模滤波器，所述第二LC共模滤波器设置在所述第二DC/DC变换器的输入端，所述第二LC共模滤波器对所述第一直流电源进行滤波，以便所述第二DC/DC变换器对滤波后的第一直流电源进行转换。

可选地，所述第一两级LC共模滤波器、第二两级LC共模滤波器、第三两级LC共模滤波器和第四两级LC共模滤波器中的两级共模电感的电感量不同，且所述第一两级LC共模滤波器、第二两级LC共模滤波器、第三两级LC共模滤波器和第四两级LC共模滤波器中的两级电容的特性不同。

可选地，所述第一LC共模滤波器和所述第二LC共模滤波器均为一级LC滤波电路。

可选地，所述第一DC/DC变换器与所述第二DC/DC变换器结构相同，且所述第二直流电的电压与所述第三直流电的电压相等。

为达到上述目的，本发明另一方面实施例还提出了一种K歌系统，其包括至少一个音箱、话筒、显示器以及上述的卡拉OK一体机。

根据本发明实施例的K歌系统，通过上述高度集成化的卡拉OK一体机，能够在出厂前将设备调整到最佳状态，并且可以只有显示器、话筒、卡拉OK一体机和音箱组成的一套简单轻便系统，线路连接简单方便，容易安装，给用户带来极大的便利的同时，提高了系统音视频的体验效果。

附图说明

图1为相关技术的卡拉OK娱乐系统中各部件的供电示意图；

图2为根据本发明一个实施例的卡拉OK一体机的方框示意图；

图3为根据本发明一个实施例的卡拉OK一体机内电源电路供电示意图；

图4为根据本发明另一个实施例的卡拉OK一体机内电源电路供电示意图；

图5为根据本发明又一个实施例的卡拉OK一体机内电源电路供电示意图；

图6为根据本发明还一个实施例的卡拉OK一体机内电源电路供电示意图；

图7为根据本发明一个实施例的第一DC/DC变换器或第二DC/DC变换器的电路拓扑图；

图8为根据本发明一个实施例的第一AC/DC变换器的电路拓扑图；

图9为根据本发明一个实施例的卡拉OK一体机的结构示意图；

图10为根据本发明一个实施例的卡拉OK一体机的外部示意图；

图11为根据本发明一个实施例的卡拉OK一体机的壳体内分区示意图；

图12为根据本发明一个实施例的卡拉OK一体机的后板接插口示意图；

图13为根据本发明一个实施例的K歌系统的方框示意图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

现有卡拉OK娱乐设备一般由音箱、点歌机顶盒、无线话筒接收器、卡拉OK效果器、音频功率放大器、触摸屏显示器等音频视频设备以及各种线材、电源适配器组成，然后与配合使用场所的电视机或视频投影机通过一定的连接方式组成一个复杂的音视频系统。由于设备众多，连接复杂，对安装空间和环境要求都很高，同时通电过程中产生的电磁干扰会造成视频画面有干扰网纹，并且音箱也会有很多意想不到的杂音，非专业人员无法将系统调试到最佳状态，以及复杂的开关机程序和调试流程也影响实际使用过程中的体验感。

并且，卡拉OK娱乐设备由于涉及诸多音视频信号的传输，如果进行集成，那么集成机器内部几大功能模块就需要共用一个交流电源，杂乱的音视频网络接线和交直流电源线混在一起，会产生极其复杂的电磁干扰和发热情况，从而会出现视频干扰网纹或音响有杂音和干扰噪声情况，而这种由使用环境和系统接线因素产生的现象如果对每台设备进行单独测试又很难发现。

另外，如图1所示，在相关技术的卡拉OK娱乐系统电源方案中，集成在机器内部的各功能模块对直流电源有多种电压电流要求，这就需要将交流电源转换为直流电源的高频脉冲调制开关电源通过同一高频变压器的不同绕组来提供不同的电压电流，并相应输出到各音视频功能模块，但因为不同直流输出电压隔离度不够，加上各功能模块几乎不可能做到布线理想化，接地方式又无法互相兼顾，从而会导致调制频率对设备产生谐波干扰，造成音频设备输出信号的失真，难免会出现视频干扰网纹或音响有杂音和干扰噪声情况，各功能模块因为共用同一个直流电源，相互之间的接地干扰很难排除，尤其是在有电脑硬盘和音频大功率功放同时存在的情况下，电源干扰尤其严重。

因此，在电源干扰无法有效解决的情况下，即使进行集成，也很难保证卡拉OK娱乐系统具有很好的音视频体验效果。

而本发明实施例提出的卡拉OK一体机，通过将无线话筒接收器、效果器、音频功率放大器、电源电路、点播主板、数字声卡和硬盘集成到壳体内以组成一体机，并采用相互独立供电的电源管理方案(仅需一路220V交流供电)，以及在直直变换时通过隔离变压器和隔离光耦实现初级侧与次级侧之间的完全隔离(包括接地的隔离)，从而能够得到相互隔离的理想直流稳压电源，使得电源辐射干扰大大降低，进而使得卡拉OK一体机的高度集成化成为可能，满足用户的需求。

为了更好的理解上述技术方案，下面将参照附图更详细地描述本发明的示例性实施例。虽然附图中显示了本发明的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本发明，并且能够将本发明的范围完整的传达给本领域的技术人员。

为了更好的理解上述技术方案，下面将结合说明书附图以及具体的实施方式对上述技术方案进行详细的说明。

参考图2至图9所示，本发明实施例的卡拉OK一体机包括壳体10、无线话筒接收器20、效果器30、音频功率放大器40、电源电路50、点播主板60、数字声卡70和硬盘80。其中，无线话筒接收器20、效果器30、音频功率放大器40、电源电路50、点播主板60、数字声卡70和硬盘80均集成设置在壳体10内。

并且，结合图3和图7所示，电源电路50包括：第一AC/DC变换器500、第一DC/DC变换器501和第二DC/DC变换器502。第一AC/DC变换器500用于将输入的交流电例如220V/50Hz的交流市电转换为第一直流电，以提供给音频功率放大器40；第一DC/DC变换器501与第一AC/DC变换器500相连，第一DC/DC变换器501包括第一隔离变压器5011和第一隔离光耦5012，且通过第一隔离变压器5011和第一隔离光耦5012将初级侧与次级侧完全隔离(具体参见图7所示，初次级之间接地也完全隔离)，第一DC/DC变换器用于将第一直流电转换为第二直流电，以分别提供给无线话筒接收器20、效果器30和数字声卡70，其中，第二直流电的电压小于第一直流电的电压；第二DC/DC变换器502与第一AC/DC变换器500相连，第二DC/DC变换器502包括第二隔离变压器5021和第二隔离光耦5022，且通过第二隔离变压器5021和第二隔离光耦5022将初级侧与次级侧完全隔离(同样可参见图7所示，初次级之间接地也完全隔离)，第二DC/DC变换器502用于将第一直流电转换为第三直流电，以分别提供给点播主板60和硬盘80，其中，第三直流电的电压小于第一直流电的电压。

根据本发明的一个实施例，第一隔离变压器5011和第二隔离变压器5021可均为环形变压器。

也就是说，在本发明的实施例中，电源电路50先采用一个高频脉冲调制开关电源即第一AC/DC变换器500将220V交流电转换为直流电源，以向主功率设备例如音频功率放大器40提供大电流直流电压，再采用DC-DC电源技术，使得第一直流电通过60-120KHz左右高频振荡发生器、开关管和采用铁氧体材料实现初次级完全隔离的环形变压器的作用，把第一直流电转换成完全没有物理连接的隔离高频脉冲电压，最后再通过次级侧的高频二极管把这高频脉冲电压整流以及通过电容滤波输出所需要的直流电压即第二直流电或第三直流电。其中，对输出进行稳压是通过在输出端取出取样电压去调整振荡器的频率和脉冲占空比，从而实现自动调整高频脉冲电压占空比，达到最终输出直流电压稳定的目的。即言，通过第一DC/DC变换器501或第二DC/DC变换器502的直直变换，就是将直流变脉冲电压又再变直流的过程，输入输出端完全没有任何物理连接，可以做到完全隔离。

其中，采用初次级侧完全隔离的环形变压器，可使高频变压器的漏磁比常规方形变压器少得多，各独立隔离直流电源间的串扰干扰也会大大降低，使得直流电源会稳定很多。初次级侧间的接地完全隔离，可以根据对应的功能模块选择相应的振荡频率，使得各独立隔离直流电源间的互调干扰会大大降低。

因此，本发明实施例的第一DC/DC变换器501和第二DC/DC变换器502，通过采用初次级完全隔离的环形变压器和隔离光耦，可以实现完全隔离，使得地线无物理连接的DC-DC直流稳压电源能够满足同一个系统不同功能模块的直流供电要求，消除大功率直流供电功能模块间因共地造成的干扰。并且，采用环形变压器，可减少漏磁干扰，减少高频电源对大功率直流供电功能模块的干扰，尤其是对音视频电路的干扰。

综上所述，本发明能够解决集成了VOD(Video On Demand，视频点播)主板、电脑硬盘、效果器、音频功率放大器、无线话筒接收器、数字声卡等多功能跨专业音视频集成设备直流供电电源的抗干扰问题，从而得到较佳的系统音视频体验效果，使高集成度的卡拉OK一体机变成可能。

根据本发明实施例的卡拉OK一体机，通过将无线话筒接收器、效果器、音频功率放大器、电源电路、点播主板、数字声卡和硬盘集成到壳体内以组成一体机，并采用相互独立供电的电源管理方案和巧妙的布局结构，以及通过第一DC/DC变换器和第二DC/DC变换器种的隔离变压器和隔离光耦，实现两个DC/DC变换器的初次级侧完全隔离(包括地线的完全隔离)，从而能够得到相互隔离的理想直流稳压电源，使得电源辐射干扰大大降低，进而使得卡拉OK一体机的高度集成化成为可能，这样在出厂前将设备调整到最佳状态使K歌系统变成只有显示器、话筒、卡拉OK一体机和音箱组成的一套简单轻便系统，线路连接简单方便，容易安装，给用户带来极大的便利的同时，提高了系统音视频的体验效果。

根据本发明的一个实施例，如图4至图6所示，电源电路50包括：第一AC/DC变换器500、第一DC/DC变换器501、第二DC/DC变换器502、第一两级LC共模滤波器503。第一AC/DC变换器500用于将输入的交流电例如220V/50Hz的交流市电转换为第一直流电；第一两级LC共模滤波器503设置在第一AC/DC变换器500的输出端，第一两级LC共模滤波器503通过对第一直流电进行滤波和稳压以输出第一直流电源例如直流36V/15A给音频功率放大器40；第一DC/DC变换器501与第一两级LC共模滤波器503相连，第一DC/DC变换器501用于将第一直流电源转换为第二直流电，以分别提供给无线话筒接收器20、效果器30和数字声卡70，其中，第二直流电的电压小于第一直流电源的电压；第二DC/DC变换器502与第一两级LC共模滤波器503相连，第二DC/DC变换器502用于将第一直流电源转换为第三直流电，以分别提供给点播主板60和硬盘80，其中，第三直流电的电压小于第一直流电源的电压。

作为一个示例，如图5所示，电源电路50还包括：第二两级LC共模滤波器504，第二两级LC共模滤波器504设置在第一AC/DC变换器500的输入端，第二两级LC共模滤波器504通过对输入的交流电进行滤波，以便第一AC/DC变换器500对滤波后的交流电进行转换。

作为另一个示例，如图6所示，电源电路50还包括：第三两级LC共模滤波器505和第四两级LC共模滤波器506，第三两级LC共模滤波器505设置在第一DC/DC变换器501的输出端，第三两级LC共模滤波器505通过对第二直流电进行滤波和稳压，以输出第二直流电源例如直流12V/3A给无线话筒接收器20、效果器30和数字声卡70；第四两级LC共模滤波器506设置在第二DC/DC变换器502的输出端，第四两级LC共模滤波器506通过对第三直流电进行滤波和稳压，以输出第三直流电源例如直流12V/3A给点播主板60和硬盘80。

此外，如图6所示，电源电路50还包括：第一LC共模滤波器507和第二LC共模滤波器508，第一LC共模滤波器507设置在第一DC/DC变换器501的输入端，第一LC共模滤波器507对第一直流电源进行滤波，以便第一DC/DC变换器501对滤波后的第一直流电源进行转换；第二LC共模滤波器508设置在第二DC/DC变换器502的输入端，第二LC共模滤波器对第一直流电源进行滤波，以便第二DC/DC变换器502对滤波后的第一直流电源进行转换。

其中，第一DC/DC变换器501和第二DC/DC变换器502的电路拓扑可以相同，具体如图7所示，第一LC共模滤波器507和第二LC共模滤波器508均为一级LC滤波电路，包括一个共模电感和滤波电容。

作为一个示例，结合图4至图8所示，第一两级LC共模滤波器503、第二两级LC共模滤波器504、第三两级LC共模滤波器505和第四两级LC共模滤波器506均分别包括两个共模电感、至少两个滤波电容等，并且，第一两级LC共模滤波器503、第二两级LC共模滤波器504、第三两级LC共模滤波器505和第四两级LC共模滤波器506中的两级共模电感的电感量不同，以及第一两级LC共模滤波器503、第二两级LC共模滤波器504、第三两级LC共模滤波器505和第四两级LC共模滤波器506中的两级电容的特性不同。

具体地，参考图4至图8所示，第一AC/DC变换器500是唯一一个接入交流220V供电的直流供电电路，可输出36V/15A以上直流电源，功耗为500W以上，且为效率85％以上的高频开关型直流稳压电源，为了提高元器件安全性，高频开关型直流稳压电源一般采用振荡频率60KHz左右的脉冲宽度调制式开关稳压电源电路。电源220V交流输入端设置两级LC共模滤波电路即第二两级LC共模滤波器504，第一AC/DC变换器500的输出端也接入了一个两级LC共模滤波电路即第一两级LC共模滤波器503。其中，LC滤波器就是利用电容通高频阻低频，电感通低频阻高频的原理，对于需要截止的高频，利用电容吸收电感以阻碍的方法不使它通过，对于需要的低频，利用电容高阻、电感低阻的特点使它通过，而LC滤波器也称为无源滤波器(不需要额外提供电源)，是传统的谐波补偿装置，一般是由滤波电容器、电抗器和电阻器适当组合而成，与谐波源并联，除了起到滤波作用外，还兼顾无功补偿的需要。但是，一般直流电源电路很少使用两级LC滤波电路，都是只用了一级LC滤波电路，因为一级LC滤波电路是可以输出稳定的直流电的，这就忽略了脉冲宽度调制式开关稳压电源的高频部分并不是正弦波，除了基本频率外还伴随着大量高频谐波成分，而所有滤波电容也不是理想化的，这样只有两级串联的LC滤波电路，采用两个不同电感量的共模电感和至少两个不同特性的电容，能够组成更宽频带宽度的滤波电路，从而可以得到理想的直流电源。

参考图4至图8所示，第一DC/DC变换器501和第二DC/DC变换器502分别为直流转直流(DC-DC)变换电路，可以分别输出稳压12V/3A直流电源，由于是采用第一直流电源提供的36V直流电源作为输入电源，所以不会再产生由220V交流输入端产生的300V以上的高频振动电路所产生的干扰，也不存在三个电源的220V交流输入端会产生三个300V以上的高频振动电路的互调窜扰，并且，第一DC/DC变换器501和第二DC/DC变换器502同时也是两块完全隔离的直流转直流(DC-DC)电源，输出12V/3A的直流电源(地线也隔离)，两块电源的直流输出端也分别接入了一个两级LC共模滤波电路即第三两级LC共模滤波器505和第四两级LC共模滤波器506，两块电源的直流输入端还分别接入一个一级LC滤波电路即第一LC共模滤波器507和第二LC共模滤波器508，从而能够有效解决供电电路相互之间的干扰问题。

也就是说，如图7所示，从第一DC/DC变换器501或第二DC/DC变换器502的具体电路拓扑可知，输入侧增加一级LC滤波，输出侧增加两级LC滤波，并且输入侧与输出侧完全隔离(包括地线隔离)，从而第一DC/DC变换器501和第二DC/DC变换器502能够分别输出平滑无杂波的直流稳定电源；如图8所示，从第一AC/DC变换器500的具体电路拓扑可知，输入侧和输出侧均增加两级LC滤波，通过两个不同电感量的共模电感和两个不同特性的电容，能够组成更宽频带宽度的滤波电路，从而输出理想的稳定直流电源。因此，本发明实施例的电源电路，只有一个交流220V输入端，三路直流输出相互独立，并能够输出干净的直流稳压电源，大大降低了电磁干扰，使得卡拉OK一体机的高度集成化成为可能。

综上所述，卡拉OK一体机采用相互独立供电的电源方案，即集成设置在壳体10内的音频功率放大器40、卡拉OK效果器30、无线话筒接收器20、点播主板60例如VOD系统主板、影视节目歌曲储存硬盘80和数字声卡70这些功能硬件模块需要各自的直流供电电路。

其中，音频功率放大器需要第一直流电源供电，例如36V/10A以上的高效率直流电源供电；卡拉OK效果器、无线话筒接收器和数字声卡需要第二直流电源供电，例如独立的12V/3A的高效率直流电源供电；VOD系统主板、影视节目歌曲储存硬盘需要第三直流电源供电，例如独立的12V/23A的高效率直流电源供电。

采用上述独立供电的电源方案，分开回路，使各功能模块之间不会因电源回路混乱造成干扰而劣化系统音视频品质，使得卡拉OK一体机的高度集成化成为可能。

作为一个示例，第一AC/DC变换器500可以提供有独立金属外壳的36V/15A高效率直流电源，第一DC/DC变换器501和第二DC/DC变换器502可以提供两块全隔离直流转换电源，可以将36V直流电转换成与输入端完全隔离的12V直流电，从而实现了一体机三大功能模块的独立供电系统。

根据本发明的一个实施例，第一DC/DC变换器501与第二DC/DC变换器502结构相同，且第二直流电的电压与第三直流电的电压相等，例如均为12V。

具体地，所述第一直流电的电压为36V，所述第二直流电的电压和所述第三直流电的电压均为12V。

为了进一步集成，在本发明的一个实施例中，如图9所示，效果器的控制板301还与输出电平控制板302集成在一起，即两者采用一块电路板来实现。

具体而言，作为一个示例，电源电路部分占用空间可为整个壳体内部空间的1/3左右，这样为了实现较佳的散热和电源抗干扰效果，如图10所示，壳体10可采用全金属制成，且壳体的左右两侧设有通风栅格100。

其中，全金属可以为铁加铝。

也就是说，壳体采用全金属外壳，能够获得较佳的电磁屏蔽效果，并且通过左右两侧设置通风格栅，实现空气对流，达到较好的散热效果。

在本发明的一个实施例中，结合图9和图11所示，壳体10内划分成四个区域，其中，无线话筒接收器20设置在第一区域101，效果器30、点播主板60、数字声卡70和硬盘80设置在第二区域102，电源电路50设置在第三区域103，音频功率放大器40设置在第四区域104。

其中，如图9所示，第一AC/DC变换器500采用独立的金属外壳封装，且独立的金属外壳与壳体限定出一个屏蔽空间，以便放置第一DC/DC变换器501和第二DC/DC变换器502。

也就是说，有独立金属外壳且提供36V/15A高效率直流电源的第一AC/DC变换器500放置于一体机左边，与一体机整机外壳围出一个接近全屏蔽空间，以便放置两块全隔离直流转换电源即第一DC/DC变换器501和第二DC/DC变换器502，这样就保证了第一DC/DC变换器501和第二DC/DC变换器502对整机的高频电磁辐射干扰最低。

如图9所示，音频功率放大器40放置于机器右边，无线话筒接收器20设置在机器左后方，这样话筒与功放高频电磁辐射干扰也就降到最低，减少了功放输出无用谐波的幅度。

其中，电源电路50的一侧正对机器左侧的通风栅格100，电源电路50的另一侧与音频功率放大器40的一侧之间设置风扇90，音频功率放大器40的另一侧正对机器右侧的通风栅格100，从而可以获得较好的散热效果。

根据本发明的一个实施例，如图9所示，第二区域102的空间分成三层，第一层用以放置数字声卡70，第二层用以放置效果器30，第三层用以放置点播主板60和硬盘80，其中，所述第二层与所述第三层之间采用金属板200分隔开，以便金属板200与壳体形成上下两个独立的屏蔽空间。

即言，点播主板60和硬盘80安装于机器后下方(图中未示出)，卡拉OK数字效果器30安装于机器后上方，上下之间有一片金属板例如铁板分隔开，该铁板与壳体上下板和后板形成了上下两个独立的屏蔽空间，使点播主板60、硬盘80与卡拉OK数字效果器30相互电磁干扰减少到最低。

作为一个示例，如图12所示，所有音频信号接插口、视频信号接插口、网络接插口都设置在机器后板，并且均为点播系统主板、硬盘、卡拉OK数字效果器、无线话筒接收器等部件的载接插口直接送出，这样各功能部件间外接信号口的窜扰在机器内部被减到最低，避免干扰。

综上所述，本发明将无线话筒接收器、效果器、音频功率放大器、电源电路、点播主板、数字声卡和硬盘集成到一起以组成卡拉OK一体机，并且内部信号线采用合理的布线方式连接好，以及壳体内的部件采用巧妙的布局结构和相互独立供电的电源管理方案，同时独立供电回路中增加两级LC滤波，这样在出厂前将设备调整到最佳状态使K歌系统变成只有触摸屏显示器、话筒、卡拉OK一体机以及音箱和\或耳机组成的一套简单轻便系统，线路连接简单方便，一般用户在安装说明书指导下都能轻易将系统安装使用，给用户带来了极大的便利。

因此，根据本发明实施例的卡拉OK一体机，通过将无线话筒接收器、效果器、音频功率放大器、电源电路、点播主板、数字声卡和硬盘集成到壳体内以组成一体机，并采用相互独立供电的电源管理方案和巧妙的布局结构，以及通过第一两级LC共模滤波器对第一直流电进行滤波和稳压以输出第一直流电源，从而能够得到相互隔离的理想直流稳压电源，使得电磁辐射干扰大大降低，进而使得卡拉OK一体机的高度集成化成为可能，进而能够在出厂前将设备调整到最佳状态使K歌系统变成只有显示器、话筒、卡拉OK一体机和音箱组成的一套简单轻便系统，线路连接简单方便，容易安装，给用户带来极大的便利的同时，提高了系统音视频的体验效果。

此外，如图13所示，本发明实施例还提出了一种K歌系统1000，其包括至少一个音箱2000、显示器3000、话筒5000以及上述实施例描述的卡拉OK一体机4000，从而在出厂前将设备调整到最佳状态，就能够使K歌系统变成只有显示器、话筒、卡拉OK一体机和音箱组成的一套简单轻便系统。

根据本发明实施例的K歌系统，通过上述高度集成化的卡拉OK一体机，能够在出厂前将设备调整到最佳状态，并且可以只有显示器、话筒、卡拉OK一体机和音箱组成的一套简单轻便系统，线路连接简单方便，容易安装，给用户带来极大的便利的同时，提高了系统音视频的体验效果。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不应理解为必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例进行接合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (7)

1.一种卡拉OK一体机，其特征在于，包括壳体、无线话筒接收器、效果器、音频功率放大器、电源电路、点播主板、数字声卡和硬盘，所述无线话筒接收器、所述效果器、所述音频功率放大器、所述电源电路、所述点播主板、所述数字声卡和所述硬盘均集成设置在所述壳体内，其中，所述电源电路包括：

第一AC/DC变换器，所述第一AC/DC变换器用于将输入的交流电转换为第一直流电，以提供给所述音频功率放大器；

第一DC/DC变换器，所述第一DC/DC变换器与所述第一AC/DC变换器相连，所述第一DC/DC变换器包括第一隔离变压器和第一隔离光耦，且通过所述第一隔离变压器和第一隔离光耦将初级侧与次级侧完全隔离，所述第一DC/DC变换器用于将所述第一直流电转换为第二直流电，以分别提供给所述无线话筒接收器、所述效果器和所述数字声卡，其中，所述第二直流电的电压小于所述第一直流电的电压；

第二DC/DC变换器，所述第二DC/DC变换器与所述第一AC/DC变换器相连，所述第二DC/DC变换器包括第二隔离变压器和第二隔离光耦，且通过所述第二隔离变压器和第二隔离光耦将初级侧与次级侧完全隔离，所述第二DC/DC变换器用于将所述第一直流电转换为第三直流电，以分别提供给所述点播主板和所述硬盘，其中，所述第三直流电的电压小于所述第一直流电的电压；

其中，壳体内划分为四个区域，无线话筒接收器设置在第一区域，效果器、点播主板、数字声卡和硬盘设置在第二区域，电源电路设置在第三区域，音频功率放大器设置在第四区域，第一AC/DC变换器采用独立的金属外壳封装，且独立的金属外壳与壳体限定出一个屏蔽空间，以便放置第一DC/DC变换器和第二DC/DC变换器，第二区域的空间分成三层，第一层用以放置数字声卡，第二层用以放置效果器，第三层用以放置点播主板和硬盘，其中，所述第二层与所述第三层之间采用金属板分隔开，以便金属板与壳体形成上下两个独立的屏蔽空间；

其中，所述电源电路还包括：

第一两级LC共模滤波器，所述第一两级LC共模滤波器设置在所述第一AC/DC变换器的输出端，所述第一两级LC共模滤波器通过对所述第一直流电进行滤波和稳压以输出第一直流电源给所述音频功率放大器；

第二两级LC共模滤波器，所述第二两级LC共模滤波器设置在所述第一AC/DC变换器的输入端，所述第二两级LC共模滤波器通过对所述输入的交流电进行滤波，以便所述第一AC/DC变换器对滤波后的交流电进行转换；

第三两级LC共模滤波器，所述第三两级LC共模滤波器设置在所述第一DC/DC变换器的输出端，所述第三两级LC共模滤波器通过对所述第二直流电进行滤波和稳压，以输出第二直流电源给所述无线话筒接收器、所述效果器和所述数字声卡；

第四两级LC共模滤波器，所述第四两级LC共模滤波器设置在所述第二DC/DC变换器的输出端，所述第四两级LC共模滤波器通过对所述第三直流电进行滤波和稳压，以输出第三直流电源给所述点播主板和所述硬盘。

2.如权利要求1所述的卡拉OK一体机，其特征在于，所述第一隔离变压器和所述第二隔离变压器均为环形变压器。

3.如权利要求2所述的卡拉OK一体机，其特征在于，所述电源电路还包括：

第一LC共模滤波器，所述第一LC共模滤波器设置在所述第一DC/DC变换器的输入端，所述第一LC共模滤波器对所述第一直流电源进行滤波，以便所述第一DC/DC变换器对滤波后的第一直流电源进行转换；

第二LC共模滤波器，所述第二LC共模滤波器设置在所述第二DC/DC变换器的输入端，所述第二LC共模滤波器对所述第一直流电源进行滤波，以便所述第二DC/DC变换器对滤波后的第一直流电源进行转换。

4.如权利要求2所述的卡拉OK一体机，其特征在于，所述第一两级LC共模滤波器、第二两级LC共模滤波器、第三两级LC共模滤波器和第四两级LC共模滤波器中的两级共模电感的电感量不同，且所述第一两级LC共模滤波器、第二两级LC共模滤波器、第三两级LC共模滤波器和第四两级LC共模滤波器中的两级电容的特性不同。

5.如权利要求3所述的卡拉OK一体机，其特征在于，所述第一LC共模滤波器和所述第二LC共模滤波器均为一级LC滤波电路。

6.如权利要求1所述的卡拉OK一体机，其特征在于，所述第一DC/DC变换器与所述第二DC/DC变换器结构相同，且所述第二直流电的电压与所述第三直流电的电压相等。

7.一种K歌系统，其特征在于，包括至少一个音箱、话筒、显示器以及如权利要求1-6中任一项所述的卡拉OK一体机。