CN112714373B - 一种听力保护耳机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种听力保护耳机，该听力保护耳机包括连接设备的接头、与所述接头连接的扬声器、以及与所述接头连接的自检控制模块；所述自检控制模块包括信号输入端，连接接头并接收输入音频信号；以及连接所述信号输入端的自检控制电路；所述自检控制电路接收所述输入音频信号并形成对所述扬声器的并联分流而控制所述扬声器的输出功率；所述自检控制电路包括与所述信号输入端连接的检波电路，与所述检波电路连接的电源，与所述检波电路连接的后级电路，以及分别与所述检波电路、所述电源、所述后级电路连接的运放控制电路。本发明通过自检控制电路形成对扬声器的并联分流，进而控制扬声器的输出功率，从而保护用户的听觉系统不受损害。

Description

一种听力保护耳机

技术领域

本发明属于音频输出设备技术领域，尤其涉及一种听力保护耳机。

背景技术

随着随身听、手机、MP3等便携式音乐播放设备和通话设备的日益普及，耳机作为上述设备必要的音频输出装置也日益得到广泛的应用，许多耳机用户每天都要长时间通过耳机收听音乐、广播及接听电话等。

现有的有线耳机大多缺乏将播放音量控制在安全水平内的听力保护设置，当有线耳机线插入播放设备时，当输出音频设备的耳机输出口的音量过大时，耳机用户需要通过调整播放设备、通话设备或者耳机的音量调节开关才能调节音量的大小，操作不方便，而且无法使耳机的喇叭输出得到有效控制，从而容易损伤到耳膜。特别是儿童的自我意识不强、发育尚未完全，其佩戴耳机时尤其容易因耳机的喇叭输出得不到有效控制而损伤听觉系统。因此，有必要提供一种听力保护耳机以解决上述技术问题。

发明内容

基于此，本发明实施例的主要目的在于提供一种听力保护耳机，旨在解决用户佩戴耳机时输出音频设备的耳机输出口的音量过大而容易损伤耳膜或听觉系统的技术问题。

为实现上述目的，本发明实施例提出如下技术方案：

一种听力保护耳机，包括连接设备的接头、与所述接头连接的扬声器、以及与所述接头连接的自检控制模块；

所述自检控制模块包括信号输入端，连接接头并接收输入音频信号；以及连接所述信号输入端的自检控制电路；所述自检控制电路接收所述输入音频信号并形成对所述扬声器的并联分流而控制所述扬声器的输出功率；

所述自检控制电路包括与所述信号输入端连接的检波电路，与所述检波电路连接的电源，与所述检波电路连接的后级电路，以及分别与所述检波电路、所述电源、所述后级电路连接的运放控制电路。

进一步地，所述扬声器包括分别与所述接头连接的第一扬声器和第二扬声器。

进一步地，所述信号输入端包括第一信号输入端和第二信号输入端，所述第一信号输入端分别连接所述第一扬声器、所述检波电路；所述第二信号输入端分别连接所述第二扬声器、所述检波电路。

进一步地，所述检波电路包括第一电容、第一二极管、第二电容、第二二极管以及第三电容；所述第一电容分别连接所述第一信号输入端、所述第一二极管，所述第一二极管分别连接所述第二二极管、所述第三电容，所述第三电容接地连接，所述第二电容分别连接所述第二信号输入端、所述第二二极管，所述第二二极管连接所述电源。

进一步地，所述后级电路包括第一三极管、第三二极管、第四电容、第二三极管、第四二极管以及第五电容；

所述第一三极管的基极连接所述第三二极管，所述第一三极管的集电极连接于所述第一信号输入端与所述第一电容之间，所述第一三极管的发射极接地连接；所述第四电容分别与所述第一三极管的基极、所述第一三极管的发射极连接；

所述第二三极管的基极连接所述第四二极管，所述第二三极管的集电极连接于所述第二信号输入端与所述第二电容之间，所述第二三极管的发射极接地连接；所述第五电容分别与所述第二三极管的基极、所述第二三极管的发射极连接。

进一步地，所述第一三极管的集电极连接于所述第二信号输入端与所述第二电容之间。

进一步地，所述运放控制电路包括第六电容、第一运算放大器、第七电容及第二运算放大器；

所述第六电容分别与所述第一三极管的集电极、所述第一运算放大器的反相输入端连接，所述第一运算放大器的同相输入端接地连接，所述第一运算放大器的输出端与所述第三二极管连接；

所述第七电容分别与所述第二三极管的集电极、所述第二运算放大器的反相输入端连接，所述第二运算放大器的同相输入端接地连接，所述第二运算放大器的输出端与所述第四二极管连接。

进一步地，所述第一运算放大器的电源连接端、所述第二运算放大器的电源连接端分别与所述电源连接。

进一步地，所述第一电容、所述第二电容、所述第三电容、所述第四电容、所述第五电容、所述第六电容以及所述第七电容均为隔直电容。

进一步地，所述第一三极管与所述第二三极管均为NPN型三极管。

本发明与现有技术相比，具有以下的优点和有益效果：本发明通过设置检波电路、运放控制电路以及后级电路，检波电路、运放控制电路及后级电路形成自检控制电路，使得声音电压信号通过检波电路生成稳定的电源供电，通过电源供电电压控制运放控制电路的工作，再由运放控制电路控制后级电路的截止或者导通，从而形成对扬声器的并联分流，进而控制扬声器的输出功率，从而保护用户的耳膜或听觉系统不受损害。

附图说明

图1为本发明一实施例的听力保护耳机的结构示意图；

图2为本发明另一实施例的听力保护耳机的结构示意图；

图3为图2的听力保护耳机的电路结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通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。

需要说明，若本发明实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后、顶、底……)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

在本申请中，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，除非另有明确的限定。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申请中的具体含义。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。

另外，若本发明实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其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至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

现有的有线耳机大多缺乏将播放音量控制在安全水平内的听力保护设置，当有线耳机线插入播放设备时，当输出音频设备的耳机输出口的音量过大时，耳机用户需要通过调整播放设备、通话设备或者耳机的音量调节开关才能调节音量的大小，操作不方便，而且无法使耳机的喇叭输出得不到有效控制，从而容易损伤到耳膜。特别是儿童的自我意识不强、发育尚未完全，其佩戴耳机时尤其容易因耳机的喇叭输出得不到有效控制而损伤听觉系统。因此，有必要提供一种听力保护耳机以解决上述技术问题。

本发明通过设置检波电路、运放控制电路以及后级电路，检波电路、运放控制电路及后级电路形成自检控制电路，使得声音电压信号通过检波电路生成稳定的电源供电，通过电源供电电压控制运放控制电路的工作，再由运放控制电路控制后级电路的截止或者导通，从而形成对扬声器的并联分流，进而控制扬声器的输出功率，从而保护用户的耳膜或听觉系统不受损害。即使设备(音频设置或通话设备等)对耳机输出口的输出幅度很大，接入耳机时，通过本申请的方案也能够使耳机扬声器的输出自动降低至安全音量幅度，解决了用户佩戴耳机时输出音频设备的耳机输出口的音量过大而容易损伤耳膜或听觉系统的技术问题，音量调节方便快捷，无需手动操作，耳机扬声器的输出能够得到有效控制，尤其适合长期佩戴耳机或者儿童等用户使用，能够保护用户的耳膜或听觉系统不受损害。

请参见图1，本发明一实施例提供一种听力保护耳机，包括连接设备的接头10、与所述接头10连接的扬声器20、以及与所述接头10连接的自检控制模块30；

所述自检控制模块30包括信号输入端31，连接接头10并接收输入音频信号；以及连接所述信号输入端31的自检控制电路32；所述自检控制电路32接收所述输入音频信号并形成对所述扬声器20的并联分流而控制所述扬声器20的输出功率；

所述自检控制电路32包括与所述信号输入端31连接的检波电路321，与所述检波电路321连接的电源322，与所述检波电路321连接的后级电路323，以及分别与所述检波电路321、所述电源322、所述后级电路323连接的运放控制电路324。

进一步地，请参见图2，在另一实施例中，所述扬声器20包括分别与所述接头10连接的第一扬声器21和第二扬声器22。

进一步地，请再次参见图2，在该实施例中，所述信号输入端31包括第一信号输入端311和第二信号输入端312，所述第一信号输入端311分别连接所述第一扬声器21、所述检波电路321；所述第二信号输入端312分别连接所述第二扬声器22、所述检波电路321。

具体地，请参见图3，所述检波电路321包括第一电容C1、第一二极管VD1、第二电容C2、第二二极管VD2以及第三电容C3；所述第一电容C1分别连接所述第一信号输入端311、所述第一二极管VD1，所述第一二极管VD1分别连接所述第二二极管VD2、所述第三电容C3，所述第三电容C3接地连接，所述第二电容C2分别连接所述第二信号输入端312、所述第二二极管VD2，所述第二二极管VD2连接所述电源322。

进一步地，请再次参见图3，在该实施例中，所述后级电路323包括第一三极管VT1、第三二极管VD3、第四电容C4、第二三极管VT2、第四二极管VD4以及第五电容C5；

所述第一三极管VT1的基极VT1B连接所述第三二极管VD3，所述第一三极管VT1的集电极VT1C连接于所述第一信号输入端311与所述第一电容C1之间，所述第一三极管VT1的发射极VT1E接地连接；所述第四电容C4分别与所述第一三极管VT1的基极VT1B、所述第一三极管VT1的发射极VT1E连接；

所述第二三极管VT2的基极VT2B连接所述第四二极管VD4，所述第二三极管VT2的集电极VT2C连接于所述第二信号输入端312与所述第二电容C2之间，所述第二三极管VT2的发射极VT2E接地连接；所述第五电容C5分别与所述第二三极管VT2的基极VT2B、所述第二三极管VT2的发射极VT2E连接。

进一步地，所述第一三极管VT1的集电极VT1C连接于所述第二信号输入端312与所述第二电容C2之间。

进一步地，如图3所示，在该实施例中，所述运放控制电路324包括第六电容C6、第一运算放大器U1、第七电容C7及第二运算放大器U2；

所述第六电容C6分别与所述第一三极管VT1的集电极VT1C、所述第一运算放大器U1的反相输入端U1-连接，所述第一运算放大器U1的同相输入端U1+接地连接，所述第一运算放大器U1的输出端U10与所述第三二极管VD3连接；

所述第七电容C7分别与所述第二三极管VT2的集电极VT2C、所述第二运算放大器U2的反相输入端U2-连接，所述第二运算放大器U2的同相输入端U2+接地连接，所述第二运算放大器U2的输出端U20与所述第四二极管VD4连接。

进一步地，所述第一运算放大器U1的电源连接端、所述第二运算放大器U2的电源连接端分别与所述电源322连接。

进一步地，需要说明的是，在本申请中，所述第一电容C1、所述第二电容C2、所述第三电容C3、所述第四电容C4、所述第五电容C5、所述第六电容C6以及所述第七电容C7均为隔直电容。

一般地，在本申请的实施例中，所述第一三极管VT1与所述第二三极管VT2均为NPN型三极管。

具体地，本申请实施例中所述的接头10为3.5mm音频接入头。可以理解的是，在其他实施例中，接头也可以为其他型号的音频接入头或设备接入头，只要能够实现本申请的方案、能够传输音频信号即可。

本申请听力保护耳机的工作原理：将3.5mm的耳机接头连接设备，设备的音频信号依次通过耳机的接头和信号输入端传输至检波电路，音频信号经由检波电路生成稳定的电源供电电压，当电源供电电压大于或等于运放控制电路的运放供电电压时，运放控制电路开始工作，通过运放控制电路控制后级电路中三极管的截止或者导通，从而形成对扬声器的并联分流，进而控制扬声器的输出功率，达到保护用户听力的效果，具体工作原理分析如下：

1、正常情况下(保护电路不启动)，当设备经由耳机的接头输入的音频信号电压幅值小于听力保护电压幅值时，经过检波生成的电源电压小于运放供电电压范围，此时，运放控制电路不工作，运放控制电路输出低电平，后级电路的三极管不导通，三极管呈现高阻状态，音频信号直通扬声器而发声。

2、处理听力保护状态下(保护电路启动)，当设备经由耳机的接头输入的音频信号电压幅值大于听力保护电压幅值时，经过检波生成的电源电压大于或等于运放供电电压范围，运放控制电路开始工作，此时运放控制电路输出高电平，控制后级电路的三极管的导通，此时三极管呈现低阻状态，即相当于与扬声器两端并联电阻，从而降低了扬声器输出功率，进而达到保护用户听力的效果。

本发明通过设置检波电路、运放控制电路以及后级电路，检波电路、运放控制电路及后级电路形成自检控制电路，使得声音电压信号通过检波电路生成稳定的电源供电，通过电源供电电压控制运放控制电路的工作，再由运放控制电路控制后级电路的截止或者导通，从而形成对扬声器的并联分流，进而控制扬声器的输出功率，从而保护用户的耳膜或听觉系统不受损害。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种听力保护耳机，其特征在于，包括连接设备的接头、与所述接头连接的扬声器、以及与所述接头连接的自检控制模块；

所述自检控制模块包括信号输入端，连接接头并接收输入音频信号；以及连接所述信号输入端的自检控制电路；所述自检控制电路接收所述输入音频信号并形成对所述扬声器的并联分流而控制所述扬声器的输出功率；

所述自检控制电路包括与所述信号输入端连接的检波电路，与所述检波电路连接的电源，与所述检波电路连接的后级电路，以及分别与所述检波电路、所述电源、所述后级电路连接的运放控制电路；

所述扬声器包括分别与所述接头连接的第一扬声器和第二扬声器；

所述信号输入端包括第一信号输入端和第二信号输入端，所述第一信号输入端分别连接所述第一扬声器、所述检波电路；所述第二信号输入端分别连接所述第二扬声器、所述检波电路；

所述检波电路包括第一电容、第一二极管、第二电容、第二二极管以及第三电容；所述第一电容分别连接所述第一信号输入端、所述第一二极管，所述第一二极管分别连接所述第二二极管、所述第三电容，所述第三电容接地连接，所述第二电容分别连接所述第二信号输入端、所述第二二极管，所述第二二极管连接所述电源；

所述后级电路包括第一三极管、第三二极管、第四电容、第二三极管、第四二极管以及第五电容；

所述第一三极管的基极连接所述第三二极管，所述第一三极管的集电极连接于所述第一信号输入端与所述第一电容之间，所述第一三极管的发射极接地连接；所述第四电容分别与所述第一三极管的基极、所述第一三极管的发射极连接；

所述第二三极管的基极连接所述第四二极管，所述第二三极管的集电极连接于所述第二信号输入端与所述第二电容之间，所述第二三极管的发射极接地连接；所述第五电容分别与所述第二三极管的基极、所述第二三极管的发射极连接；

所述运放控制电路包括第六电容、第一运算放大器、第七电容及第二运算放大器；

所述第六电容分别与所述第一三极管的集电极、所述第一运算放大器的反相输入端连接，所述第一运算放大器的同相输入端接地连接，所述第一运算放大器的输出端与所述第三二极管连接；

所述第七电容分别与所述第二三极管的集电极、所述第二运算放大器的反相输入端连接，所述第二运算放大器的同相输入端接地连接，所述第二运算放大器的输出端与所述第四二极管连接。

2.根据权利要求1所述的听力保护耳机，其特征在于，所述第一运算放大器的电源连接端、所述第二运算放大器的电源连接端分别与所述电源连接。

3.根据权利要求2所述的听力保护耳机，其特征在于，所述第一电容、所述第二电容、所述第三电容、所述第四电容、所述第五电容、所述第六电容以及所述第七电容均为隔直电容。

4.根据权利要求1所述的听力保护耳机，其特征在于，所述第一三极管与所述第二三极管均为NPN型三极管。

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