CN1913335A - 音频控制电机振动的装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种音频控制电机振动的装置，其控制电路由音频信号放大处理、电平检测与节奏信号生成、正弦波信号发生、功率放大驱动电路模块连接组成，输出信号控制电机。音频信号进入音频信号放大处理电路，进行波形预处理，其中三极管Q1发射极直接接地，使其工作在非对称放大状态，加大强弱节奏区分；然后进入电平检测与节奏信号生成电路，芯片IC1为一可调输出精密串联稳压器件，经过芯片IC1的C端输出给电阻R4、R5、三极管Q2组成的反向放大电路，使其压降达到芯片IC2的触发电压；正弦波信号发生电路，设定好的R、C值，产生出175Hz正弦波；功率放大驱动电路将正弦波信号放大，使其电压Vpp达到电机额定的工作电压。该电路简单，效果显著。

Description

音频控制电机振动的装置

技术领域

本发明涉及一种控制电机振动的装置，特别涉及一种音频控制电机振动的装置。

背景技术

目前，用于移动通讯终端、例如手机上振动的工作原理通常是当设定振动模式后，手机接收到短消息或来电时，便启动手机内部的振动电机，通过振动电机产生振动，且振动的方式均为固定式；由于这种振动模式固定，不能随着播放的音乐或铃声产生有节奏的振动，从而不能满足人们轻松愉悦、方便识别等更先进的使用要求。因此该领域的技术人员也在不断开发探索，尝试采用设有单片机的电路完成这一新的课题，但采用设有单片机的电路，往往结构较为复杂，生产成本很高，其设计随音乐节奏振动往往局限于几种固定的振动模式，达不到真正意义的随音乐节奏振动。另外，Immerision公司采用软件设计实现该项功能，不但开发生产成本很高，同时软件设计模式无法达到随音乐节奏振动的无限变化，只能局限于预先设定的编程。

发明内容

本发明的目的在于克服上述不足之处，提供一种结构简单、性能可靠、体小量轻、成本低、适用广的音频控制电机振动的装置。

为实现上述目的本发明所采用的技术方案是：一种音频控制电机振动的装置，其特征在于该装置控制电路由音频信号放大处理电路、电平检测与节奏信号生成电路、正弦波信号发生电路、功率放大驱动电路模块连接组成，输出信号控制电机；音频信号输入，进入音频信号放大处理电路，进行波形预处理，其中三极管Q1发射极直接接地，使其工作在非对称放大状态，以加大强弱节奏区分；音频信号经过预处理后进入电平检测与节奏信号生成电路，节奏信号生成，IC1是一可调输出精密串联稳压器件，它设有一门槛电压Vref，高于此电压输出低电平V1，低于此电压输出高电平Vh；然后经过芯片IC1的C端输出给电阻R4、R5、三极管Q2组成的反向放大电路，使其压降达到芯片IC2的触发电压；正弦波信号发生电路，设定好的R，C值，产生出175Hz正弦波；功率放大驱动电路将正弦波信号进行放大，使其电压Vpp达到电机额定的工作电压。

本发明的有益效果是：

1、音乐信号放大与波形预处理电路中三极管采用发射极直接接地方式，使其工作在非对称放大状态，这样可以使得音乐强弱区分明显，节奏感加强，能够很好的体现出歌曲、音乐强弱节奏的欣赏效果，适应范围广。

2、本电路设计显著的特点是将TL431可调输出精密并联稳压器应用为音频信号电平检测和控制信号产生，使用效果明显优于其它复杂电路，该单元电路简单、工作稳定、减少元器件用量，简化生产工艺，更加适于形成产品化生产。

3、正弦波信号发生电路中的芯片IC2采用CD4011，工作电压范围宽，适合低电压，外围电路元器件少，整个电路成本低，性能稳定。

4、采用设有TDA7050的功率放大驱动电路具有工作电压低、外围电路简单，输出信号功率大，体积小，功耗小等特点；使用效果优良，可达到在音乐强弱节奏信号下电机的最好震动效果。

5、本电路设计真正体现了随音乐节奏振动的意义在于不但具有无限变化的听觉享受，还增加了触觉的实时反馈，通过触觉来感受音乐，时尚新颖、趣味无穷、有益于人性化的现代生活理念，增加了用户的满意度；触觉的反馈同时有益于扩展新的发展空间，符合未来手机娱乐性功能的发展趋势。

综上所述，电路频响适应音乐节奏强弱效果明显，输出阻抗与微型电机匹配，实际应用效果非常突出，且特别适合手机直接使用。该电路设计简单，电路元器件少；输出信号功率大，电源电压低，电路耗电小。因此，保证了电路高效率、低功耗，且有效缩小体积，降低成本，应用广泛。

附图说明

图1是本发明控制电路模块连接方框示意图；

图2是本发明控制电路原理图；

图3是本发明电平检测与节奏信号生成电路中门槛电压波形示意图。

具体实施方式

以下结合附图和较佳实施例，对依据本发明提供的具体实施方式、结构、特征详述如下：

如图1、图2所示，一种音频控制电机振动的装置，其特征在于该装置控制电路由音频信号放大处理电路I、电平检测与节奏信号生成电路II、正弦波信号发生电路III、功率放大驱动电路IV模块连接组成，输出信号控制电机M；音频信号通过接口J1输入，进入音频信号放大处理电路I，进行波形预处理，其中三极管Q1发射极直接接地的特殊连接，使其工作在非对称放大状态，以加大强弱节奏区分；音频信号经过预处理后进入电平检测与节奏信号生成电路II，节奏信号生成，芯片IC1是一可调输出精密串联稳压器件，它有一门槛电压Vref，高于此电压输出低电平V1，低于此电压输出高电平Vh；然后经过芯片IC1的C端输出给电阻R4、R5、三极管Q2组成的反向放大电路，使其压降能达到芯片IC2的触发电压；正弦波信号发生电路III，设定好的R、C值，产生出175Hz正弦波；功率放大驱动电路IV将正弦波信号进行放大，使其电压Vpp达到电机额定工作电压。

具体的说，音频信号输入，经过电容C1滤去直流信号，经过由电阻R1、R2、R3和三极管Q1组成的放大电路从三极管Q1集电极输出到电容C2，经过电容C2再次滤去直流和小波信号，然后与芯片IC1的Ref端相连，从芯片IC1的Cathode端子输出，然后再经过一个由电阻R4、R5、R6，三极管Q2组成的放大电路，从三极管Q2的集电极输出信号到电容C3，滤去直流信号后输出到芯片IC2的Vin1端，进入电机驱动信号生成电路，该电路由芯片IC2，电阻R7、R8、R9，电容C4、C5组成，生成的电机驱动信号由芯片IC2的Vout3端子输出，经过电阻R9输出到电容C7，再经过电容C7滤去直流，经过电阻R10滤去干扰波，与芯片IC3的Vin1和Vin3端子相连，经过芯片IC3功率放大，从Vout1和Vout2两端子输出，与电机M相连接。

MP3音乐信号源的电平范围是约0.5～1.5Vpp，为了完成其后的电平检测要求，选择电阻R1、R2恰当的阻值，如R1＝3K，R2＝10K；使晶体管工作在非对称放大状态，晶体管Q1发射极直接接地，可以明显的加大音乐节奏感，使强弱节奏区分明显。

芯片IC1选择以TL431可调精密串联稳压器为核心的电平检测与信号节奏生成电路，能适应3.6V低电压工作，输出信号能有效控制下一级电路工作，完成信号波形数字化变换功能。

TL431设置一门槛电压：2.5V，高于该电压的输出低电平，低于该电压的输出高电平，如图3所示。

由于TL431的输出电平达不到CD4011的触发电平，需要对其放大，输出电平：Vpp＝2.5V～4.2V。

正弦波发生电路中的芯片IC2采用CD4011，CD4011具有工作电压低，电路简洁，波形好，输出驱动强等特点。

输入信号是高电平，产生175Hz正弦波，否则不工作。

将CD4011产生的正弦波通过芯片IC3采用的TDA7050进行功率放大，驱动微型电机。

电路工作参数如下：

1、工作电压Vss：3.6～4.5V；

2、总静态电流：Max 10mA；

3、平均工作电流：Max 150mA；

4、输出功率：100mW～150mW；

5、电路功耗：Max 0.5W。

实施中，音频信号放大电路也可采用集成运放放大电路、TDA7050、LM4882等放大电路，但会增加成本。功率放大驱动电路采用TDA7050，其适合低电压工作，外围器件少，价格较低；也可采用型号为LM4882，MAX4410等适合低电压工作的音频功率放大IC替代，但这样会增设外围器件的数量，加之采用IC价格较高，从而会加大成本，增大体积。

本发明特有的电路设计可应用于手机，提取控制参数作为节奏参数，每产生一个节奏参数即高电平，生成相同时间长度的电机驱动信号，对电机驱动信号进行修整。同理，该电路设计还可应用于游戏设备(手柄等)。

上述参照实施例对音频控制电机振动的装置进行的详细描述，是说明性的而不是限定性的，因此在不脱离本发明总体构思下的变化和修改，应属本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1、一种音频控制电机振动的装置，其特征在于该装置控制电路由音频信号放大处理电路、电平检测与节奏信号生成电路、正弦波信号发生电路、功率放大驱动电路模块连接组成，输出信号控制电机；音频信号输入，进入音频信号放大处理电路，进行波形预处理，其中三极管Q1发射极直接接地，使其工作在非对称放大状态，以加大强弱节奏区分；音频信号经过预处理后进入电平检测与节奏信号生成电路，节奏信号生成，IC1是一可调输出精密串联稳压器件，它设有一门槛电压Vref，高于此电压输出低电平V1，低于此电压输出高电平Vh；然后经过芯片IC1的C端输出给电阻R4、R5、三极管Q2组成的反向放大电路，使其压降达到芯片IC2的触发电压；正弦波信号发生电路，设定好的R、C值，产生出175Hz正弦波；功率放大驱动电路将正弦波信号进行放大，使其电压Vpp达到电机额定的工作电压。

2、根据权利要求1所述的音频控制电机振动的装置，其特征在于所述芯片IC1采用型号是TL431。

3、根据权利要求1所述的音频控制电机振动的装置，其特征在于所述芯片IC1设有的门槛电压Vref为2.5V。