CN114172534B - 一种防爆音频接口电路及防爆方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种防爆音频接口电路，设置在智能移动设备的音频端，用于与手麦连接，对从手麦获取的音频信号进行防爆处理，包括输入传输电路、输出传输电路、控制信号传输电路及隔离防爆模块；输入传输电路包括第一输入端及第二输入端；输出传输电路包括第一输出端及第二输出端；控制信号传输电路包括第一控制端及第二控制端；第一输入端、第一输出端、第一控制端分别连接在隔离防爆模块的一端，第二输入端、第二输出端、第二控制端分别对应连接在隔离防爆模块的另一端。还公开了一种防爆方法。实施本发明，保证了外接手麦设备发生短路或元器件损坏等故障情况下产生的电火花和热效应不至于引起周围可能存在的危险气体的爆炸，达到本质安全要求。

Description

一种防爆音频接口电路及防爆方法

技术领域

本发明涉及移动对讲技术领域，特别涉及一种防爆音频接口电路及防爆方法。

背景技术

手麦/对讲机作为短距离通信和移动调度指挥的重要工具,在社会各个行业都有广泛的应用。保安、民航、物流、铁路、水利、旅游等行业，GPS终端也在航运等行业中广泛应用。作为一种双向移动通信工具，在不需要任何无线通信网络支持的情况下，就可以在相互之间通话，且没有额外的话费产生，较为适用于相对固定，且需要相互之间频繁通话等应用场景。目前的手麦/对讲机可以通过手麦/对讲机上的按键，手麦/对讲机的通信频率、频道和音量等通信参数进行设置，将手麦/对讲机设置于某个通信频道或频率后，按下语音按键后，即可实现与处于相同通信频道或频率的其它手麦/对讲机实现对讲。

随着数字电路技术的发展，新型的手麦/对讲机无论在外型还是性能上相对传统的模拟手麦/对讲机都有了长足的进步。但是在高噪音、高粉尘、高电磁干扰场且存在爆炸性气体环境下的工矿企业内部语音通讯时，则需要采用防爆型的移动智能对讲机系统。

现有的手麦/对讲机，其主机的音频电路中没有进行防爆设计，其连接的耳麦/对讲机也不能在上述工矿企业环境中使用。

发明内容

现有的手麦/对讲机，其主机的音频电路中没有进行防爆设计，其连接的耳麦/对讲机也不能在上述工矿企业环境中使用。

针对上述问题，提出一种防爆音频接口电路及防爆方法，通过在接口电路中串接齐纳安全栅电路、过电流保护电路、过电压保护电路或者短路保护电路，将音频接口电路中的电压、电流的输出能力限制在安全范围，保证了外接手麦设备发生短路或元器件损坏等故障情况下产生的电火花和热效应不至于引起周围可能存在的危险气体的爆炸，达到本质安全要求。

一种防爆音频接口电路，设置在智能移动设备的音频端，用于与手麦连接，对从所述手麦获取的音频信号进行防爆处理，包括：

输入传输电路；

输出传输电路；

控制信号传输电路；

隔离防爆模块；

输入传输电路包括：

第一输入端；

第二输入端；

所述输出传输电路包括：

第一输出端；

第二输出端；

所述控制信号传输电路包括：

第一控制端；

第二控制端；

所述第一输入端、第一输出端、第一控制端分别连接在所述隔离防爆模块的一端，所述第二输入端、第二输出端、第二控制端分别对应连接在所述隔离防爆模块的另一端。

结合本发明所述的防爆音频接口电路，第一可能的实施方式中，所述隔离防爆模块为：

齐纳安全栅模块；

所述齐纳安全栅模块包括：

第一安全栅电路；

第二安全栅电路；

第三安全栅电路；

所述第一输入端、第二输入端分别连接在所述第一安全栅电路的两端；

所述第一输出端、第二输出端分别连接在所述第二安全栅电路的两端；

所述第一控制端、第二控制端分别连接在所述第三安全栅电路的两端。

结合本发明所述第一可能的实施方式，第二可能的实施方式中，所述第一安全栅电路、第二安全栅电路、第三安全栅电路结构相同，包括：

保险丝、稳压二极管及稳压电阻；

所述第一输入端、所述第一输出端、所述第一控制端分别与对应保险丝的一端电连接，所述保险丝的另一端与对应的稳压二极管的一端、稳压电阻的一端共接，所述稳压二极管的另一端连接安全底线，第二输入端、第二输出端、第二控制端分别与对应的所述稳压电阻的另一端连接。

结合本发明所述的防爆音频接口电路，第三可能的实施方式中，所述隔离防爆模块包括三个电路结构相同的第一保护电路，分别连接在所述输入传输电路、输出传输电路、控制信号传输电路中，所述第一保护电路为：

过电压保护电路：

所述过电压电路包括：分压电阻、电压比较器、二极管、电平转换器及三极管；

所述分压电阻的一端连接手麦电路电源电压，另一端连接所述电压比较器的负极输入端，所述电压比较器的正极输入端连接参考电源、输出端连接二极管的阴极端，二极管的阳极端连接电平转换器的第一端，所述电平转换器的第二端连接三极管的栅极，三极管的源极连接手麦电路电源电压，漏极连智能移动设备。

结合本发明所述的防爆音频接口电路，第四可能的实施方式中，所述隔离防爆模块包括三个电路结构相同的第二保护电路，分别连接在所述输入传输电路、输出传输电路、控制信号传输电路中，所述第二保护电路为：

过流保护电路；

所述过流保护电路包括：采样电阻、放大器、电压比较器、电平转换器、二极管及三极管；

所述采样电阻的一端与智能移动设备、放大器的一端共接，另一端接地；

所述放大器的另一端连接所述电压比较器的负极输入端，所述电压比较器的正极输入端连接参考电源；所述电压比较器的输出端连接二极管的阴极端，二极管的阳极端连接电平转换器的第一端，所述电平转换器的第二端连接三极管的栅极，三极管的源极连接手麦电路电源电压，漏极连智能移动设备。

结合本发明所述的防爆音频接口电路，第五可能的实施方式中，所述隔离防爆模块包括三个电路结构相同的第三保护电路，分别连接在所述输入传输电路、输出传输电路、控制信号传输电路中，所述第三保护电路为：

短路保护电路；

所述短路保护电路包括：采样电阻、检测电阻、电压比较器、电平转换器、二极管及三极管；

所述检测电阻的一端连接智能移动设备、采样电阻的一端，所述采样电阻的另一端接地，所述检测电阻的另一端连接所述电压比较器的正极输入端，所述电压比较器的负极输入端连接参考电源，所述电压比较器的输出端连接二极管的阴极端，二极管的阳极端连接电平转换器的第一端，所述电平转换器的第二端连接三极管的栅极，三极管的源极连接手麦电路电源电压，漏极连智能移动设备。

一种音频接口电路防爆方法，包括：

在外接手麦电路与智能移动设备之间设置防爆保护电路；

检测外接手麦电路与智能移动设备之间的传输电流信号或者传输电压信号；

若所述传输电流信号或传输电压信号超过所述智能移动设备的安全电流或者安全电压信号，对所述音频接口电路进行防爆保护。

实施本发明所述的一种防爆音频接口电路及防爆方法，通过在接口电路中串接齐纳安全栅电路、过电流保护电路、过电压保护电路或者短路保护电路，将音频接口电路中的电压、电流的输出能力限制在安全范围，保证了外接手麦设备发生短路或元器件损坏等故障情况下产生的电火花和热效应不至于引起周围可能存在的危险气体的爆炸，达到本质安全要求。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，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，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是防爆音频接口电路模块逻辑连接示意图；

图2是防爆音频接口电路第一实施例逻辑连接示意图；

图3是防爆音频接口电路第一实施例元件连接示意图；

图4是防爆音频接口电路第二实施例逻辑连接示意图；

图5是防爆音频接口电路第二实施例元件连接示意图；

图6是防爆音频接口电路第三实施例逻辑连接示意图；

图7是防爆音频接口电路第三实施例元件连接示意图；

图8是防爆音频接口电路第四实施例逻辑连接示意图；

图9是防爆音频接口电路第四实施例元件连接示意图；

图10是防爆方法步骤流程示意图；

附图中各数字所指代的部位名称为：100——智能移动设备、200——隔离防爆模块、300——手麦电路、411——第一输入端、412——第二输入端、421 ——第一输出端、422——第二输出端、431——第一控制端、432——第二控制端。

具体实施方式

下面将结合发明中的附图，对本发明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付出创造性劳动前提下所获得的其他实施例，都属于本发明保护的范围。

现有的手麦/对讲机，其主机的音频电路中没有进行防爆设计，其连接的耳麦/对讲机也不能在上述工矿企业环境中使用。

针对上述问题，提出一种防爆音频接口电路及防爆方法。

一种防爆音频接口电路，如图1，图1是防爆音频接口电路模块逻辑连接示意图，设置在智能移动设备100的音频端，用于与手麦连接，对从手麦获取的音频信号进行防爆处理，包括输入传输电路、输出传输电路、控制信号传输电路及隔离防爆模块200；输入传输电路包括第一输入端411及第二输入端412；输出传输电路包括第一输出端421及第二输出端422；控制信号传输电路包括第一控制端431及第二控制端432；第一输入端411、第一输出端421、第一控制端431分别连接在隔离防爆模块200的一端，第二输入端412、第二输出端422、第二控制端432分别对应连接在隔离防爆模块200的另一端。

输入传输电路可以为音频输入电路，输出传输电路可以音频输出电路，控制信号传输电路可以为音频控制MIC IN传输电路。

在一个优选实施方式中，如图2，图2是防爆音频接口电路第一实施例逻辑连接示意图，隔离防爆模块200为齐纳安全栅模块；齐纳安全栅模块包括第一安全栅电路、第二安全栅电路及第三安全栅电路；第一输入端411、第二输入端 412分别连接在第一安全栅电路的两端；第一输出端421、第二输出端422分别连接在第二安全栅电路的两端；第一控制端431、第二控制端432分别连接在第三安全栅电路的两端。

在一个优选实施方式中，如图3，图3是防爆音频接口电路第一实施例元件连接示意图，第一安全栅电路、第二安全栅电路、第三安全栅电路结构相同，包括保险丝、稳压二极管及稳压电阻；第一输入端411、第一输出端421、第一控制端431分别与对应保险丝的一端电连接，保险丝的另一端与对应的稳压二极管的一端、稳压电阻的一端共接，稳压二极管的另一端连接安全底线，第二输入端412、第二输出端422、第二控制端432分别与对应的稳压电阻的另一端连接。

在一个优选实施方式中，如图4,和如图5，图4是防爆音频接口电路第二实施例逻辑连接示意图，图5是防爆音频接口电路第二实施例元件连接示意图，隔离防爆模块200包括三个电路结构相同的第一保护电路，分别连接在输入传输电路、输出传输电路、控制信号传输电路中，第一保护电路为过电压保护电路：过电压电路包括：分压电阻、电压比较器、二极管、电平转换器及三极管；分压电阻的一端与手麦电路300电源电压连接，另一端连接电压比较器的负极输入端，电压比较器的正极输入端连接参考电源、输出端连接二极管的阴极端，二极管的阳极端连接电平转换器的第一端，电平转换器的第二端连接三极管的栅极，三极管的源极连接手麦电路300电源电压，漏极连智能移动设备100。

输入电压通过分压电阻采集输入电压与参考电源电压比较，过压时，电压比较器输出低电平，二极管导通，致使电平转换器电平翻转输出高电平，三极管被关断，电压输出端VOUT输出电压为零。上述参考电源电压可以为智能移动设备100的安全电压。

在一个优选实施方式中，如图6和7，图6是防爆音频接口电路第三实施例逻辑连接示意图，图7是防爆音频接口电路第三实施例元件连接示意图；隔离防爆模块200包括三个电路结构相同的第二保护电路，分别连接在输入传输电路、输出传输电路、控制信号传输电路中，第二保护电路为过流保护电路；过流保护电路包括：采样电阻、放大器、电压比较器、电平转换器、二极管及三极管；采样电阻的一端与智能移动设备100、放大器的一端共接，另一端接地；放大器的另一端连接电压比较器的负极输入端，电压比较器的正极输入端连接参考电源；电压比较器的输出端连接二极管的阴极端，二极管的阳极端连接电平转换器的第一端，电平转换器的第二端连接三极管的栅极，三极管的源极连接手麦电路300电源电压，漏极连智能移动设备100。

过流保护是通过采集采样电阻上电压，经过放大器后，与参考电源电压比较；过流时，电压比较器输出低电平，二极管导通，致使电平转换器电平翻转输出高电平，三极管关断,电压输出端VOUT输出电压为零。

在一个优选实施方式中，如图8和图9，图8是防爆音频接口电路第四实施例逻辑连接示意图，图9是防爆音频接口电路第四实施例元件连接示意图；隔离防爆模块200包括三个电路结构相同的第三保护电路，分别连接在输入传输电路、输出传输电路、控制信号传输电路中，第三保护电路为短路保护电路；短路保护电路包括：采样电阻、检测电阻、电压比较器、电平转换器、二极管及三极管；检测电阻的一端连接智能移动设备100、采样电阻的一端，采样电阻的另一端接地，检测电阻的另一端连接电压比较器的正极输入端，电压比较器的负极输入端连接参考电源，电压比较器的输出端连接二极管的阴极端，二极管的阳极端连接电平转换器的第一端，电平转换器的第二端连接三极管的栅极，三极管的源极连接手麦电路300电源电压，漏极连智能移动设备100。

短路保护是通过采集电压输出端VOUT的输出电压,串接一检测电阻，短路时，检测电阻与采样电阻串联，电压输出端VOUT的输出电压相当于采样电阻上的电压，几乎为零，电压输出端VOUT的输出电压与参考电源电压输入电压比较器，电压比较器输出低电平，二极管导通，致使电平转换器电平翻转输出高电平，三极管关断,电压输出端VOUT输出电压为零。

通过在接口电路中串接齐纳安全栅电路、过电流保护电路、过电压保护电路或者短路保护电路，将音频接口电路中的电压、电流的输出能力限制在安全范围，保证了外接手麦设备发生短路或元器件损坏等故障情况下产生的电火花和热效应不至于引起周围可能存在的危险气体的爆炸，达到本质安全要求。

一种音频接口电路防爆方法，如图10所示，图10是防爆方法步骤流程示意图，包括：

步骤S100、在外接手麦电路300与智能移动设备100之间设置防爆保护电路；

步骤S200、检测外接手麦电路300与智能移动设备100之间的传输电流信号或者传输电压信号；

步骤S300、若传输电流信号或传输电压信号超过智能移动设备100的安全电流或者安全电压信号，对所述音频接口电路进行防爆保护。

实施本发明的一种防爆音频接口电路及防爆方法，通过在接口电路中串接齐纳安全栅电路、过电流保护电路、过电压保护电路或者短路保护电路，将音频接口电路中的电压、电流的输出能力限制在安全范围，保证了外接手麦设备发生短路或元器件损坏等故障情况下产生的电火花和热效应不至于引起周围可能存在的危险气体的爆炸，达到本质安全要求。

以上仅为本发明的较佳实施例，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、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种防爆音频接口电路，其特征在于，设置在智能移动设备的音频端，用于与手麦电路连接，对所述手麦电路与所述智能移动设备之间的音频信号进行防爆处理，包括：

输入传输电路；

输出传输电路；

控制信号传输电路；

隔离防爆模块；

输入传输电路包括：

第一输入端；

第二输入端；

所述输出传输电路包括：

第一输出端；

第二输出端；

所述控制信号传输电路包括：

第一控制端；

第二控制端；

所述第一输入端、第一输出端、第一控制端分别连接在所述隔离防爆模块的一端，所述第二输入端、第二输出端、第二控制端分别对应连接在所述隔离防爆模块的另一端；

所述隔离防爆模块包括三个电路结构相同的第一保护电路，分别连接在所述输入传输电路、输出传输电路、控制信号传输电路中，所述第一保护电路为过电压保护电路，所述过电压保护电路包括：分压电阻、电压比较器、二极管、电平转换器及三极管；

所述分压电阻的一端连接手麦电路电源电压，另一端连接所述电压比较器的负极输入端，所述电压比较器的正极输入端连接参考电源、输出端连接二极管的阴极端，所述二极管的阳极端连接电平转换器的第一端，所述电平转换器的第二端连接三极管的栅极，三极管的源极连接手麦电路电源电压，漏极连智能移动设备。

2.一种防爆音频接口电路，其特征在于，设置在智能移动设备的音频端，用于与手麦电路连接，对所述手麦电路与所述智能移动设备之间的音频信号进行防爆处理，包括：

输入传输电路；

输出传输电路；

控制信号传输电路；

隔离防爆模块；

输入传输电路包括：

第一输入端；

第二输入端；

所述输出传输电路包括：

第一输出端；

第二输出端；

所述控制信号传输电路包括：

第一控制端；

第二控制端；

所述第一输入端、第一输出端、第一控制端分别连接在所述隔离防爆模块的一端，所述第二输入端、第二输出端、第二控制端分别对应连接在所述隔离防爆模块的另一端；

所述隔离防爆模块包括三个电路结构相同的第二保护电路，分别连接在所述输入传输电路、输出传输电路、控制信号传输电路中，所述第二保护电路为过流保护电路，所述过流保护电路包括：采样电阻、放大器、电压比较器、电平转换器、二极管及三极管；

所述采样电阻的一端与智能移动设备、放大器的一端共接，另一端接地；

所述放大器的另一端连接所述电压比较器的负极输入端，所述电压比较器的正极输入端连接参考电源；所述电压比较器的输出端连接二极管的阴极端，二极管的阳极端连接电平转换器的第一端，所述电平转换器的第二端连接三极管的栅极，三极管的源极连接手麦电路电源电压，漏极连智能移动设备。

3.一种防爆音频接口电路，其特征在于，设置在智能移动设备的音频端，用于与手麦电路连接，对所述手麦电路与所述智能移动设备之间的音频信号进行防爆处理，包括：

输入传输电路；

输出传输电路；

控制信号传输电路；

隔离防爆模块；

输入传输电路包括：

第一输入端；

第二输入端；

所述输出传输电路包括：

第一输出端；

第二输出端；

所述控制信号传输电路包括：

第一控制端；

第二控制端；

所述第一输入端、第一输出端、第一控制端分别连接在所述隔离防爆模块的一端，所述第二输入端、第二输出端、第二控制端分别对应连接在所述隔离防爆模块的另一端；

所述隔离防爆模块包括三个电路结构相同的第三保护电路，分别连接在所述输入传输电路、输出传输电路、控制信号传输电路中，所述第三保护电路为短路保护电路，所述短路保护电路包括：采样电阻、检测电阻、电压比较器、电平转换器、二极管及三极管；

所述检测电阻的一端连接智能移动设备、采样电阻的一端，所述采样电阻的另一端接地，所述检测电阻的另一端连接所述电压比较器的正极输入端，所述电压比较器的负极输入端连接参考电源，所述电压比较器的输出端连接二极管的阴极端，二极管的阳极端连接电平转换器的第一端，所述电平转换器的第二端连接三极管的栅极，三极管的源极连接手麦电路电源电压，漏极连智能移动设备。

4.一种音频接口电路防爆方法，采用权利要求1所述的接口电路，其特征在于，包括：

在外接手麦电路与智能移动设备之间设置防爆保护电路；

检测外接手麦电路与智能移动设备之间的传输电流信号或者传输电压信号；

若所述传输电流信号或传输电压信号超过所述智能移动设备的安全电流或者安全电压信号，对所述音频接口电路进行防爆保护。

5.一种音频接口电路防爆方法，采用权利要求2所述的接口电路，其特征在于，包括：

在外接手麦电路与智能移动设备之间设置防爆保护电路；

检测外接手麦电路与智能移动设备之间的传输电流信号或者传输电压信号；

若所述传输电流信号或传输电压信号超过所述智能移动设备的安全电流或者安全电压信号，对所述音频接口电路进行防爆保护。

6.一种音频接口电路防爆方法，采用权利要求3所述的接口电路，其特征在于，包括：

在外接手麦电路与智能移动设备之间设置防爆保护电路；

检测外接手麦电路与智能移动设备之间的传输电流信号或者传输电压信号；

若所述传输电流信号或传输电压信号超过所述智能移动设备的安全电流或者安全电压信号，对所述音频接口电路进行防爆保护。