CN203942632U - 一种真场景还原音箱 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及音箱领域，具体涉及一种真场景还原音箱，包括用于输出音频信号的音频输出单元，及用于播放音频信号的音频播放单元，该音频播放单元与音频输出单元连接，真场景还原单元，与音频播放单元同步工作，用于实现真场景还原；处理器单元，对音频信号进行信号处理，获得对应音频信号的信号信息，然后根据信号信息控制真场景还原单元；所述的处理器单元分别与真场景还原单元和音频输出单元连接。本实用新型通过将音频信号进行处理并得到信号信息，根据信号信息，音箱控制真场景还原单元工作，将“声、光、风、动”等声音因素融入到音箱中，模拟音乐、电影和游戏中的真实场景，实现真场景还原。

Description

一种真场景还原音箱

技术领域

本实用新型涉及音箱领域，具体涉及一种真场景还原音箱。

背景技术

音箱是整个音响系统的终端，其作用是把音频电能转换成相应的声能，并把它辐射到特定空间去。它是音响系统极其重要的组成部分，因为它担负着把电信号转变成声信号供人的耳朵直接聆听这么一个关键任务，它要直接与人的听觉打交道，而人的听觉是十分灵敏的，并且对复杂声音的音色具有很强的辨别能力。

现有的音箱多数是以如何将声音变得更加立体为目的，便于提高声音的临场感、层次感和透明度，这种立体声需要声源有合理的空间分布，一般需要在不同方位设立音箱，这易导致音箱安装成本高，及不便于携带。

特别是对于携便式蓝牙音箱，无法提高声源的方位感和分布感，难以实现声音的真场景还原。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种真场景还原音箱，提高音箱的播放音频的临场感。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种真场景还原音箱，包括用于输出音频信号的音频输出单元，及用于播放音频信号的音频播放单元，该音频播放单元与音频输出单元连接，还包括：真场景还原单元，与音频播放单元同步工作，用于实现真场景还原；处理器单元，对音频信号进行信号处理，获得对应音频信号的信号信息，然后根据信号信息控制真场景还原单元；所述的处理器单元分别与真场景还原单元和音频输出单元连接。

其中，较佳方案是，所述的真场景还原单元包括：发光子单元，通过设在音箱上的若干LED灯进行发光；吹风子单元，通过设在音箱上的风扇进行吹风；震动子单元，通过设在音箱上的震动马达进行震动；所述的处理器单元分别与发光子单元、吹风子单元和震动子单元连接。

其中，较佳方案是，所述的处理器单元包括：ADC转换子单元，用于将音频信号转换成数字信号；信号处理子单元，连续采样若干数字信号并形成若干数字信号组，对每一数字信号组进行数据处理，获得对应数字信号组的信号信息；驱动子单元，根据信号信息控制真场景还原单元；所述的信号处理子单元分别与ADC转换子单元和驱动子单元连接，该ADC转换子单元还与音频输出单元连接，该驱动子单元还分别与发光子单元、吹风子单元和震动子单元连接。

其中，较佳方案是：所述的信号信息包括音频振幅和音频频率；该驱动子单元根据音频振幅的大小控制发光子单元，该处理器单元根据音频频率的大小分别控制吹风子单元和震动子单元。

其中，较佳方案是：所述的吹风子单元的音频频率范围是20Hz～20kHz，该震动子单元的音频频率范围是80Hz～150Hz。

其中，较佳方案是：还包括一用于实现人机交互的控制面板，该控制面板设置在音箱表面，该控制面板与处理器单元连接。

其中，较佳方案是：所述的控制面板包括一模式选择单元，用于选择当前真场景还原单元的工作模式，该工作模式包括第一工作模式和第二工作模式；其中，第一工作模式是该驱动子单元只控制该发光子单元工作，而吹风子单元和震动子单元关闭，第二工作模式是该驱动子单元控制该发光子单元、吹风子单元和震动子单元同时工作。

其中，较佳方案是：所述的控制面板还包括一LED控制单元，该LED控制单元包括亮度子单元和变色子单元；该亮度子单元用于调节发光子单元的LED灯亮度，该变色子单元用于设置发光子单元的单色发光或多彩发光。

其中，较佳方案是：所述的控制面板还包括一音量调节单元，该音量调节单元通过发光子单元的发光情况显示当前音量大小。

本实用新型的有益效果在于，与现有技术相比，本实用新型通过设计一种真场景还原音箱，将音频信号进行处理并得到信号信息，根据信号信息，音箱控制真场景还原单元工作，通过这种方式，将“声、光、风、动”等声音因素融入到音箱中，模拟音乐、电影和游戏中的真实场景，实现真场景还原。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明，附图中：

图1是本实用新型真场景还原音箱的结构示意图；

图2是本实用新型处理器单元的结构示意图；

图3是本实用新型处理器单元的电路图；

图4是本实用新型真场景还原单元的结构示意图；

图5是图4所示的吹风子单元和震动子单元的电路图；

图6是图4所示的发光子单元的控制电路图；

图7是图4所示的发光子单元的结构示意图；

图8是本实用新型音频输出单元的结构示意图；

图9是本实用新型控制面板的结构示意图。

具体实施方式

现结合附图，对本实用新型的较佳实施例作详细说明。

如图1所示，提供一种真场景还原音箱的优选实施例，图1是本实用新型真场景还原音箱的结构示意图。

一种真场景还原音箱，包括用于输出音频信号的音频输出单元30，及用于播放音频信号的音频播放单元40，音频播放单元40与音频输出单元30连接；

还包括处理器单元10和真场景还原单元20，处理器单元10分别与音频输出单元30和真场景还原单元20连接，处理器单元10是对音频输出单元30输出的音频信号进行信号处理，获得对应音频信号的信号信息，然后根据信号信息控制真场景还原单元20，真场景还原单元20与音频播放单元40同步工作，用于实现真场景还原。

其中，音频输出单元30将外部声音信号进行初步接收和处理，获得可输出到音频播放单元40及处理器单元10的音频信号。

本实施例中，真场景还原单元20与音频播放单元40同步工作，主要是指音频输出单元30输出的音频信号在音频播放单元40中播放，同时这些音频信号还通过处理器单元10的数据处理形成对应的信号信息，真场景还原单元20根据信号信息与音频播放单元40同步工作；真场景还原单元20和音频播放单元40将“声、光、风、动”等声音因素融入到音箱中，模拟音乐、电影和游戏中的真实场景。

如图2和图3所示，提供一种处理器单元的较佳实施例。

处理器单元10依次包括ADC转换子单元11、信号处理子单元12和驱动子单元13。信号处理子单元12分别与ADC转换子单元11和驱动子单元13连接，ADC转换子单元11还与音频输出单元30连接，驱动子单元13与真场景还原单元20连接。

ADC转换子单元11，用于将音频信号转换成数字信号；信号处理子单元12，连续采样若干数字信号并形成若干数字信号组，对每一数字信号组进行数据处理，获得对应数字信号组的信号信息；驱动子单元13，根据信号信息控制真场景还原单元20。

进一步的，信号信息包括音频振幅和音频频率等，信号信息是用于表示当前音频信号的状态，如低频和高频。

参考图3，处理器单元10包括一主控芯片，在主控芯片内部实现接收音频信号、AD转换、数据采样、数据处理计算和发送控制信号等操作。主控芯片优选KL05P48M48SF1，也可以使用cortex-M0+系列芯片，主控芯片的引脚9到引脚29都是与外部信息的连接端，可分成接收端、控制端和交互端。

对于引脚9到引脚29的连接端，提供具体例子：接收端包括如引脚13的AUDIO_IN，AUDIO_IN是音频输出单元30输出的音频信号；控制端包括如引脚9和引脚10的MOTOR_SET1和MOTOR_SET2，MOTOR_SET1和MOTOR_SET2是用于控制吹风子单元22和震动子单元23工作；交互端包括用于改变音量大小、发光亮度或颜色等引脚。

本实施例中，与处理器单元10连接的其他单元都是通过主控芯片的引脚，进行数据交流的，但不局限于上述阐述的具体引脚的具体功能。

如图4～7所示，提供一种明真场景还原单元的较佳实施例。

真场景还原单元20包括发光子单元21、吹风子单元22和震动子单元23，其中发光子单元21通过设在音箱表面的若干LED灯进行发光操作，吹风子单元22通过设在音箱上的风扇进行吹风操作，震动子单元23通过设在音箱上的震动马达进行震动操作；驱动子单元13分别与发光子单元21、吹风子单元22和震动子单元23连接。

本实施例中，信号信息包括音频振幅和音频频率；驱动子单元13根据音频振幅的大小控制发光子单元21，处理器单元10根据音频频率的大小分别控制吹风子单元22和震动子单元23。进一步的，吹风子单元22的音频频率范围是20Hz～20kHz，震动子单元23的音频频率范围是80Hz～150Hz。

参考图5，吹风子单元22和震动子单元23通过驱动子单元13的控制信号进行工作，MOTOR_SET1和MOTOR_SET2分别为驱动子单元13的输入端，MOTOR_SET1串联电阻R29和三极管Q2的基极，电阻R30的一端与电阻R29连接，并电阻R30的另一端连接地，三极管Q2的集电极串联电阻R78并连接到第一控制芯片上，MOTOR_SET2与MOTOR_SET1电路基本相似，就不再累述，MOTOR_VCC分别串联电阻R77和电阻R82，电阻R77和电阻R82分别与电阻R30和电阻R83连接，MOTOR_VCC提供MOTOR_SET1和MOTOR_SET2的控制信号的上拉电压，控制信号分别输入到第一控制芯片中，第一控制芯片优选APM4953，CN1和CN2是马达，与第一控制芯片连接，分别控制风扇转动和音箱震动。

其中，吹风子单元22是设在音箱正中的风扇，当音频频率范围是20Hz～20kHz，风扇马达转动，带动风扇吹风；震动子单元23是设在音箱底部两端的马达，当音频频率范围是80Hz～150Hz，马达转动，使音箱产生一定程度的震动。

参考图6和图7，驱动子单控制发光子单元21，发光子单元21包括设置在音箱上的若干LED灯，本实施例中优选48个LED灯按一定顺序进行排列并布满整个音箱的一侧面，具体包括：由上至下一共分10行，1～3、8～10行各设置6个，4和7行各设置4个，5和6行各设置2个，具体排列情况参考图7；LED灯包括第一控制端和第二控制端，如LED33，其第一控制端是CB3，控制引脚1、3、5，主要控制其是否发光，第二控制端是CB7、CB8和CB9，分别控制引脚2、4、6，主要控制其放光颜色；LED灯的控制端CB1～CB9和CA1～CA9是通过第二控制芯片控制，第二控制芯片优选SN3731，第二控制芯片受处理器单元10控制。

发光子单元21工作时，根据音频信号的振幅情况：振幅越小，LED灯发光数越少，振幅越大，LED灯发光数越多；越靠中间的LED灯先发光，随着振幅变大，发光的LED灯向四周扩散。其中，LED灯发光时，根据设置的发光模式，包括单色发光和多色发光，多色发光能随机变化发光颜色。

进一步地，通过改变第一控制端输入的电流，可以改变LED灯的亮度。

如图8所述，提供一种音频输出单元的较佳实施例。

音频输出单元30包括音频接收单元31和信号放大单元32，由音频接收单元31接收到的音频信号通过信号放大单元32，进行音频信号放大，再将放大后的音频信号传输到音频播放单元40和处理器单元10中，便于音频播放单元40的音频信号播放，以及处理器单元10中能精确对音频信号的采样，提高处理过程中的准确性。

参考图1～8，提供一种真场景还原音箱的还原方法，包括以下步骤：

(1)音箱接收音频信号，并通过音箱内的处理器单元进行信号处理，获得对应的信号信息；

(2)根据获得的信号信息，音箱控制真场景还原单元工作，实现真场景还原；

其中，音箱的实现真场景还原与播放音频信号同步进行，接收音频信号是通过音频输出单元30实施，信号处理是通过处理器单元10实施，实现真场景还原是通过真场景还原单元20实施。

其中，根据上述步骤(1)中的信号处理包括：将该音频信号转换成数字信号；连续采样若干数字信号并形成若干数字信号组，并对该数字信号组进行数据处理，获得对应数字信号组的信号信息。根据上述步骤(2)中的真场景还原方法包括：音箱根据获得的信号信息进行发光、吹风和震动操作。

如图9所述，提供一种控制面板的较佳实施例。

本实用新型的音箱还包括一用于实现人机交互的控制面板，控制面板设置在音箱表面，控制面板与处理器单元10连接，控制面板包括：模块选择单元51、LED控制单元52、音量调节单元53和蓝牙控制单元54。进一步的，控制面板设置在音箱两侧。

模式选择单元，用于选择当前真场景还原单元20的工作模式，该作模式包括第一工作模式和第二工作模式；其中，第一工作模式是该驱动子单元13只控制该发光子单元21工作，而吹风子单元22和震动子单元23关闭，第二工作模式是该驱动子单元13控制该发光子单元21、吹风子单元22和震动子单元23同时工作。进一步的，选择工作模式后，音箱会根据所选择的工作模式进行选择演示：若是选择第一工作模式，播放预设音乐的同时，发光子单元21根据当前播放音乐的信号信息进行工作；若是选择第二工作模式，播放预设音乐的同时，发光子单元21、吹风子单元22和震动子单元23根据当前播放音乐的信号信息进行工作。选择演示完成后，进入选择的工作模式。

LED控制单元52，包括亮度子单元和变色子单元；亮度子单元用于调节发光子单元21的LED灯亮度，变色子单元用于设置发光子单元21的单色发光或多彩发光。具体发光、变色的方式已经在上述实施例已经阐述，这里就不一一累述。

音量调节单元53，调节音量时，通过发光子单元21的发光情况显示当前音量大小。进一步的，音量最大时，发光子单元21的所有LED灯都发光，音量越小，发光子单元21的LED灯的发光数量就越少，先是音箱上最上方LED灯熄灭，然后往下熄灭，直至音量最小时，只有最后一排LED灯亮。

蓝牙控制单元54，用于通过蓝牙与移动设备连接，提供移动设备的音源、麦克风设备的音源等，还能进行免提通话。

控制面板还设有歌曲上下一曲、播放、暂停等按键。

本实用新型中的音箱，还包括设TF卡插口、AUX音频插口，实现多种音源的接入，如PC端的音源、TF卡插的音源等。还包括供电电源，供电电源是内置的锂电池，电量达到4400mha。

以上所述者，仅为本实用新型最佳实施例而已，并非用于限制本实用新型的范围，凡依本实用新型申请专利范围所作的等效变化或修饰，皆为本实用新型所涵盖。

Claims (9)

1.一种真场景还原音箱，包括用于输出音频信号的音频输出单元，及用于播放音频信号的音频播放单元，该音频播放单元与音频输出单元连接，其特征在于，还包括：

真场景还原单元，与音频播放单元同步工作，用于实现真场景还原；

处理器单元，对音频信号进行信号处理，获得对应音频信号的信号信息，然后根据信号信息控制真场景还原单元；

所述的处理器单元分别与真场景还原单元和音频输出单元连接。

2.根据权利要求1所述的音箱，其特征在于，所述的真场景还原单元包括：

发光子单元，通过设在音箱上的若干LED灯进行发光；

吹风子单元，通过设在音箱上的风扇进行吹风；

震动子单元，通过设在音箱上的震动马达进行震动；

所述的处理器单元分别与发光子单元、吹风子单元和震动子单元连接。

3.根据权利要求2所述的音箱，其特征在于，所述的处理器单元包括：

ADC转换子单元，用于将音频信号转换成数字信号；

信号处理子单元，连续采样若干数字信号并形成若干数字信号组，对每一数字信号组进行数据处理，获得对应数字信号组的信号信息；

驱动子单元，根据信号信息控制真场景还原单元；

所述的信号处理子单元分别与ADC转换子单元和驱动子单元连接，该ADC转换子单元还与音频输出单元连接，该驱动子单元还分别与发光子单元、吹风子单元和震动子单元连接。

4.根据权利要求3所述的音箱，其特征在于：所述的信号信息包括音频振幅和音频频率；该驱动子单元根据音频振幅的大小控制发光子单元，该处理器单元根据音频频率的大小分别控制吹风子单元和震动子单元。

5.根据权利要求4所述的音箱，其特征在于：所述的吹风子单元的音频频率范围是20Hz～20kHz，该震动子单元的音频频率范围是80Hz～150Hz。

6.根据权利要求3所述的音箱，其特征在于：还包括一用于实现人机交互的控制面板，该控制面板设置在音箱表面，该控制面板与处理器单元连接。

7.根据权利要求6所述的音箱，其特征在于：所述的控制面板包括一模式选择单元，用于选择当前真场景还原单元的工作模式，该工作模式包括第一工作模式和第二工作模式；其中，

第一工作模式是该驱动子单元只控制该发光子单元工作，而吹风子单元和震动子单元关闭，第二工作模式是该驱动子单元控制该发光子单元、吹风子单元和震动子单元同时工作。

8.根据权利要求6所述的音箱，其特征在于：所述的控制面板还包括一LED控制单元，该LED控制单元包括亮度子单元和变色子单元；该亮度子单元用于调节发光子单元的LED灯亮度，该变色子单元用于设置发光子单元的单色发光或多彩发光。

9.根据权利要求6所述的音箱，其特征在于：所述的控制面板还包括一音量调节单元，该音量调节单元通过发光子单元的发光情况显示当前音量大小。