CN205142482U - 音频播放设备的降噪电路和音频播放设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种音频播放设备的降噪电路及音频播放设备，适用于电路领域。该降噪电路包括：收集外界噪音信号的噪音收集单元；与音频信号输出单元和所述噪音收集单元相连，对音频信号和所述外界噪音信号进行整合得到整合信号的信号整合单元；与所述信号整合单元相连，对所述整合信号进行功率放大得到携带降噪信号的音频放大信号的信号放大单元；以及连接于所述信号整合单元和所述信号放大单元之间的降噪开关单元。能够适用于多种音频播放设备领域，不会在实现降噪功能的同时，对人听力健康构成威胁。

Description

音频播放设备的降噪电路和音频播放设备

技术领域

本实用新型属于电路领域，尤其涉及一种音频播放设备的降噪电路和音频播放设备。

背景技术

音频播放设备是人们日常娱乐必不可少的设备之一，人们对音频播放设备的功能需求也随着智能电子产品的丰富而变得越来越挑剔。音频播放设备如耳机，进行音频播放时耳机位于耳腔与外界环境之间，即便如此外界噪音仍然能够借由空气为介质传播入人的耳腔内。现有技术中对消除耳腔内噪音的方案是对耳机的材料、形状进行改进，或者通过增加音频的放大功率，例如入耳式耳机，利用乳胶或矽胶做成耳机的外塞体，其形状能够与人耳腔内壁形成紧密贴合。虽然该类入耳式耳机能够在一定程度上降低耳腔内的噪音，但是由于入耳式耳机与耳腔内壁紧密贴合，由于耳腔内的气压和外界气压的作用，使得用户在使用时感到不适应，且该技术方案并不适用于其他音频播放设备。例如音箱是通过调整音频的放大功率实现降噪，但该技术方案受环境因素影响较大，且时间一长容易对人耳腔内的鼓膜造成损伤，并且该技术方案也并不能同时适用于耳机领域。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种音频播放设备的降噪电路，旨在解决现有技术中的音频播放设备实现降噪功能的技术放方案不能相互适用或兼容，以及在实现降噪功能时附带有听力健康隐患的问题。

本实用新型是这样实现的，一种音频播放设备的降噪电路，所述音频播放设备的降噪电路包括：

收集外界噪音信号的噪音收集单元；

与音频信号输出单元和所述噪音收集单元相连，对音频信号和所述外界噪音信号进行整合得到整合信号的信号整合单元；

与所述信号整合单元相连，对所述整合信号进行功率放大得到携带降噪信号的音频放大信号的信号放大单元；以及

连接于所述信号整合单元和所述信号放大单元之间的降噪开关单元。

所述音频播放设备的降噪电路还包括：

为所述噪音收集单元、所述信号放大单元和所述降噪开关单元供电的供电单元。

本实用新型的另一目的在于提供一种音频播放设备，包括如上所述的音频播放设备的降噪电路。

本实用新型的音频播放设备的降噪电路和音频播放设备，通过噪音收集单元对外界噪音信号进行收集后，将收集到的外界噪音信号连同音频播放设备的音频信号发送给信号整合单元，进而通过整合得到整合信号，信号放大单元将整合信号进行功率放大后得到携带降噪信号的音频放大信号，使得携带降噪信号的音频放大信号同时传入耳腔时，降噪信号能够与耳腔内的噪音相互抵消达到降噪的目的。另外，该技术方案能够适用于多种音频播放设备领域，不会在实现降噪功能的同时，对人听力健康构成威胁。

附图说明

图1为本实用新型实施例提供的音频播放设备的降噪电路的结构框图。

图2为本实用新型实施例提供的音频播放设备的降噪电路的电路示意图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

图1示出了本实用新型实施例提供的音频播放设备的降噪电路的结构框图。如图1所示，本实用新型实施例提供的一种音频播放设备的降噪电路100，包括：收集外界噪音信号的噪音收集单元10。与音频信号输出单元200和噪音收集单元10相连，对音频信号和外界噪音信号进行整合得到整合信号的信号整合单元20。与信号整合单元20相连，对整合信号进行功率放大得到携带降噪信号的音频放大信号的信号放大单元30。以及连接于信号整合单元20和信号放大单元30之间的降噪开关单元40。

在本实用新型其他实施例中，本实用新型实施例提供的一种音频播放设备的降噪电路100还包括：为噪音收集单元10、信号放大单元20和降噪开关单元30供电的供电单元50。

在本实施例中，信号整合单元20与音频信号输出单元200和噪音收集单元10相连。信号整合单元20先分别对音频信号输出单元200输入的音频信号和噪音收集单元10收集到的外界噪音信号进行单独调整，再将调整后的音频信号和外界噪音信号进行信号整合，得到整合信号后由信号放大单元30对整合信号进行功率放大，得到携带降噪信号的音频放大信号。其中，整合信号包括调整后的音频信号和外界噪音信号，信号放大单元30对整合信号进行功率放大时，将调整后的音频信号进行正相放大输出，将调整后的外界噪音信号进行反向放大，进而得到携带降噪信号的音频放大信号。使得携带降噪信号的音频放大信号同时传入耳腔时，降噪信号能够与耳腔内的噪音相互抵消，进而实现降噪的目的。

图2示出了本实用新型实施例提供的音频播放设备的降噪电路的电路示意图。

如图2所示，噪音收集单元10包括：第一单片机U1、电阻R101、电阻R102、电阻R103、电阻R104、电阻R105、电阻R106、第一滑动变阻VR1、电容C101、电容C102、电容C103、电容C104、电容C105、电容C106、电容C107、电容C108、电容C109、麦克风MIC1、麦克风MIC2以及第一开关管Q1。

第一单片机U1的输入端Vin与供电单元50相连，第一单片机U1的接地端GND接地。第一单片机U1的输出端Vout与电阻R101第一端和电容C101第一端相连，电容C101第二端接地。电阻R101第二端接电容C102第一端，电容C102第二端接地。电阻R102第一端与电容C102第一端相连，电阻R102第二端接麦克风MIC1的正信号端。麦克风MIC1的负信号端接地，麦克风MIC1的正信号端与地之间接有电容C104。电阻R103第一端与电阻R102第一端相连，电阻R103第二端接麦克风MIC2的正信号端，麦克风MIC2的负信号端接地，麦克风MIC2的正信号端与地之间接有电容C105。电容C103第一端与电阻R102第二端相连，电容C103第二端与电容C106第一端相连。电容C106第二端与麦克风MIC2的正信号端相连，电容C107第一端与电阻R104第一端共接电容C106第一端。电容C107第二端与电阻R104第二端共接电阻R105第一端，电阻R105第二端与地之间连有电容C109。电容C108第一端与电阻R105第一端相连，电容C108第二端与第一开关管Q1的控制端相连。第一开关管Q1的高电位端与第一单片机U1的输出端相连，第一开关管Q1的高电位端与控制端之间连有电阻R106。第一开关管Q1的低电位端与第一滑动变阻VR1的第一固定端相连，第一滑动变阻VR1的第二固定端接地，第一滑动变阻VR1的滑动端与信号整合单元相连。

在本实施例中，第一开关管Q1的高电位端与控制端之间连有电阻R106，该电阻R106为防止第一开关管Q1被电流击穿的防击穿电阻。电容C104和电容C105为滤波电容，麦克风MIC1和麦克风MIC2用于收集外界噪音，其中，麦克风MIC1的负信号端接地，麦克风MIC1的正信号端与地之间接有电容C104，其中电容C104对麦克分MIC1所收集到的外界噪音进行调整。同样，麦克风MIC2的负信号端接地，麦克风MIC2的正信号端与地之间接有电容C105，其中电容C105对麦克分MIC2所收集到的外界噪音进行调整。第一滑动变阻VR1用于对噪音收集单元10所收集的外界噪音信号其进行单独调整。

如图2所示，信号整合单元20包括：第二滑动变阻VR2、第三滑动变阻VR3、电阻R201、电阻R202、电阻R203、电阻R204、电阻R205、电阻R206、电阻R207、电容C301、电容C302、电容C303以及电容C304。

第二滑动变阻VR2的第一固定端为音频信号输入端L，与音频信号输出单元200相连。第二滑动变阻VR2的第二固定端接地，第二滑动变阻VR2的滑动端与降噪开关单元和电阻R201第一端相连，电阻R201第二端接地。电阻R202第一端和电容C201第一端共接电阻R201第一端相连。电阻R202第二端和电容C201第二端共接电阻R203第一端，电阻R203第二端接地。电阻R204第一端与电阻R203第一端相连，电阻R204第二端与电阻R205第一端和电容C202第一端相连，电阻R205第二端接地。电容C202第二端与第三滑动变阻VR3的第一固定端相连。第三滑动变阻VR3的第二固定端接地，第三滑动变阻VR3滑动端与电容C203第一端和电容C204第一端相连，电容C204第二端接地。电容C203第二端与电阻R207第一端相连，电阻R207第二端与噪音收集单元中的第一滑动变阻VR1的滑动端相连。

在本实施例中，第二滑动变阻VR2用于接收音频信号输出单元200输入的音频信号，并对其进行单独调整。第三滑动变阻VR3用于将调整后的音频信号和外界噪音信号进行信号整合，得到整合信号后发送给信号放大单元30。

如图2所示，信号放大单元30包括：第二单片机U2、电阻R201、电阻R202、电阻R203、电阻R204、电阻R205、电阻R206、电容C301、电容C302、电容C303、电容C304、第二开关管Q2、第三开关管Q3以及喇叭SP1。

第二单片机U2的电源输入端Vin与供电单元50相连，第二单片机U2的电源输入端Vin与地之间连有电容C301。第二单片机U2反向输入端-INPUT和正向输入端+INPUT与信号整合单元中20的电容C204第一端相连。第二单片机U2的正相基地端+B与第二开关管Q2的控制端相连。第二开关管Q2的低电位端与第二单片机U2的电源输入端Vin相连，第二开关管Q2的高电位端依次经由电阻R301和电容C302接地。第二开关管Q2的高电位端与电阻R304第一端相连，电阻R304第一端接第二单片机U2的正相放大输出端+OUTPUT。电阻R304第二端接喇叭SP1的正极端，第二单片机U2的反相基地端-B与第三开关管Q3的控制端相连。第三开关管Q3的低电位端与供电单元50相连，第三开关管Q3的高电位端依次经由电阻R302和电容C303接地。电阻R303第一端与第二单片机U2的反向放大输出端-OUTPUT相连，电阻R303第二端与喇叭SP1的负极端相连。电阻R305第一端与电阻R303第二端相连，电阻R305第二端与地之间连有电容C304。

在本实施例中，第二单片机U2对信号整合单元20输出的整合信号进行功率放大，进而得到携带降噪信号的音频放大信号。具体的，第二单片机U2对信号整合单元20输出的整合信号进行功率放大，是对由信号整合单元20单独调整过的音频信号和外界噪音信号进行分别放大。调整过的音频信号经由第二单片机U2的正向输入端+INPUT输入，调整过的外界噪音信号经由第二单片机U2反向输入端-INPUT输入。第二单片机U2对调整过的音频信号和调整过的外界噪音信号分别进行正相放大和反向放大后，由喇叭SP1输出。

其中，携带降噪信号的音频放大信号中，降噪信号为经过第二单片机U2进行反向放大的调整过的外界噪音信号，经过第二单片机U2进行反向放大的调整过的外界噪音信号的波形相位与外界噪音信号的波形相位相差180度，即与外界噪音信号的相位相反。

如图2所示，降噪开关单元40包括：第四开关管Q4、第五开关管Q5、第六开关管Q6、第七开关管Q7、电阻R401、电阻R402、电阻R403、电阻R404、电阻R405、电阻R406、电阻R407以及电容C401。

电阻R401第一端与信号整合单元20中的第二变阻VR2的滑动端相连。电阻R401第二端与第四开关管Q4的低电位端相连，第四开关管Q4的高电位端接地。第四开关管Q4的控制端与电阻R402的第一端相连，电阻R402第二端与供电单元50相连。电阻R405第一端与电阻R402第二端相连，电阻R405第二端与第六开关管Q6的控制端相连。第六开关管Q6的高电位端与第四开关管Q4高电位端相连。第六开关管Q6低电位端与第七开关管Q7的高电位端相连。电阻R403接于第五开关管Q5的高电位端与第七开关管Q7高电位端之间。第五开关管Q5的低电位端接地，第五开关管Q5的控制端经由电阻R404与供电单元50相连。第七开关管Q7的控制端经由电阻R406与供电单元相连，第七开关管Q7的低电位端接地，第七开关管Q7的高电位端接电容C401的第一端。电容C401的第二端接电阻R407第一端，电阻R407第二端与信号放大单元中的喇叭SP1的正极端相连。

在本实施例中，由音频信号输出单元200发送给信号整合单元20的音频信号，由第二变阻VR2进行调整后，向降噪开关单元40发送。当降噪开关单元40与供电单元50之间正常供电时，降噪开关单元40为正常工作状态，由第二变阻VR2将调整后的音频信号发送给降噪开关单元40，由于降噪开关单元40中的第四开关管Q4、第五开关管Q5、第六开关管Q6和第七开关管Q7在降噪开关单元40为正常工作状态时全部导通，因此将由第二变阻VR2发送给降噪开关单元40的调整后的音频信号全部倒入地端。

反之，当降噪开关单元40与供电单元50之间无法正常供电时，降噪开关单元40为非正常工作状态，由于降噪开关单元40中的第四开关管Q4、第五开关管Q5、第六开关管Q6和第七开关管Q7在降噪开关单元40为正常工作状态时全部截止，因此由第二变阻VR2发送给降噪开关单元40的调整后的音频信号全部仅经由降噪开关单元40中的电阻R401、电阻R403、电容C401以及电阻R407导入喇叭SP1。

如图2所示，供电单元50包括：电源BT1、开关SW1、电阻R501以及发光二极管D1。

电源BT1正极端与开关SW1的固定端相连，电源BT1负极端接地，开关SW1的摆动端为供电输出端，与噪音收集单元、信号放大单元和降噪开关单元相连，电阻R501第一端与开关SW1的摆动端相连，电阻R501第二端与发光二极管D1的正极端相连，发光二极管D1的负极端接地。

本实用新型的实施例还提供了一种音频播放设备，该音频播放设备包括如上述实施例的音频播放设备的降噪电路100。由于音频播放设备的降噪电路100的具体结构和工作原理已在上述实施例中详细记载，因此，此处不再赘述。

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

Claims (10)

1.一种音频播放设备的降噪电路，其特征在于，所述音频播放设备的降噪电路包括：

收集外界噪音信号的噪音收集单元；

与音频信号输出单元和所述噪音收集单元相连，对音频信号和所述外界噪音信号进行整合得到整合信号的信号整合单元；

与所述信号整合单元相连，对所述整合信号进行功率放大得到携带降噪信号的音频放大信号的信号放大单元；以及

连接于所述信号整合单元和所述信号放大单元之间的降噪开关单元。

2.如权利要求1所述的音频播放设备的降噪电路，其特征在于，所述音频播放设备的降噪电路还包括：

为所述噪音收集单元、所述信号放大单元和所述降噪开关单元供电的供电单元。

3.如权利要求2所述的音频播放设备的降噪电路，其特征在于，所述噪音收集单元包括：第一单片机U1、电阻R101、电阻R102、电阻R103、电阻R104、电阻R105、电阻R106、第一滑动变阻VR1、电容C101、电容C102、电容C103、电容C104、电容C105、电容C106、电容C107、电容C108、电容C109、麦克风MIC1、麦克风MIC2以及第一开关管Q1；

所述第一单片机U1的输入端与所述供电单元相连，所述第一单片机U1的接地端接地，所述第一单片机U1的输出端与所述电阻R101第一端和所述电容C101第一端相连，所述电容C101第二端接地，所述电阻R101第二端接所述电容C102第一端，所述电容C102第二端接地，所述电阻R102第一端与所述电容C102第一端相连，所述电阻R102第二端接所述麦克风MIC1的正信号端，所述麦克风MIC1的负信号端接地，所述麦克风MIC1的正信号端与地之间接有所述电容C104，所述电阻R103第一端与所述电阻R102第一端相连，所述电阻R103第二端接所述麦克风MIC2的正信号端，所述麦克风MIC2的负信号端接地，所述麦克风MIC2的正信号端与地之间接有所述电容C105，所述电容C103第一端与所述电阻R102第二端相连，所述电容C103第二端与所述电容C106第一端相连，所述电容C106第二端与所述麦克风MIC2的正信号端相连，所述电容C107第一端与所述电阻R104第一端共接所述电容C106第一端，所述电容C107第二端与所述电阻R104第二端共接所述电阻R105第一端，所述电阻R105第二端与地之间连有所述电容C109，所述电容C108第一端与所述电阻R105第一端相连，所述电容C108第二端与所述第一开关管Q1的控制端相连，所述第一开关管Q1的高电位端与所述第一单片机U1的输出端相连，所述第一开关管Q1的高电位端与控制端之间连有所述电阻R106，所述第一开关管Q1的低电位端与所述第一滑动变阻VR1的第一固定端相连，所述第一滑动变阻VR1的第二固定端接地，所述第一滑动变阻VR1的滑动端与所述信号整合单元相连。

4.如权利要求3所述的音频播放设备的降噪电路，其特征在于，所述信号整合单元包括：

第二滑动变阻VR2、第三滑动变阻VR3、电阻R201、电阻R202、电阻R203、电阻R204、电阻R205、电阻R206、电阻R207、电容C301、电容C302、电容C303以及电容C304；

所述第二滑动变阻VR2的第一固定端为音频信号输入端，与所述音频播放设备相连，所述第二滑动变阻VR2的第二固定端接地，所述第二滑动变阻VR2的滑动端与所述降噪开关单元和所述电阻R201第一端相连，所述电阻R201第二端接地，所述电阻R202第一端和所述电容C201第一端共接所述电阻R201第一端相连，所述电阻R202第二端和所述电容C201第二端共接所述电阻R203第一端，所述电阻R203第二端接地，所述电阻R204第一端与所述电阻R203第一端相连，所述电阻R204第二端与所述电阻R205第一端和所述电容C202第一端相连，所述电阻R205第二端接地，所述电容C202第二端与所述第三滑动变阻VR3的第一固定端相连，所述第三滑动变阻VR3的第二固定端接地，所述第三滑动变阻VR3滑动端与所述电容C203第一端和所述电容C204第一端相连，所述电容C204第二端接地，所述电容C203第二端与所述电阻R207第一端相连，所述电阻R207第二端与所述噪音收集单元中的第一滑动变阻VR1的滑动端相连。

5.如权利要求4所述的音频播放设备的降噪电路，其特征在于，所述信号放大单元包括：

第二单片机U2、电阻R201、电阻R202、电阻R203、电阻R204、电阻R205、电阻R206、电容C301、电容C302、电容C303、电容C304、第二开关管Q2、第三开关管Q3以及喇叭SP1；

所述第二单片机U2的电源输入端与所述供电单元相连，所述第二单片机U2的电源输入端与地之间连有所述电容C301，所述第二单片机U2反向输入端和正向输入端与所述信号整合单元中的电容C204第一端相连，所述第二单片机U2的正相基地端与所述第二开关管Q2的控制端相连，所述第二开关管Q2的低电位端与所述第二单片机U2的电源输入端相连，所述第二开关管Q2的高电位端依次经由所述电阻R301和电容C302接地，所述第二开关管Q2的高电位端与所述电阻R304第一端相连，所述电阻R304第一端接所述第二单片机U2的正相放大输出端，所述电阻R304第二端接所述喇叭SP1的正极端，所述第二单片机U2的反相基地端与所述第三开关管Q3的控制端相连，所述第三开关管Q3的低电位端与所述供电单元相连，所述第三开关管Q3的高电位端依次经由所述电阻R302和所述电容C303接地，所述电阻R303第一端与所述第二单片机U2的反向放大输出端相连，所述电阻R303第二端与所述喇叭SP1的负极端相连，所述电阻R305第一端与所述电阻R303第二端相连，所述电阻R305第二端与地之间连有所述电容C304。

6.如权利要求5所述的音频播放设备的降噪电路，其特征在于，所述降噪开关单元包括：

第四开关管Q4、第五开关管Q5、第六开关管Q6、第七开关管Q7、电阻R401、电阻R402、电阻R403、电阻R404、电阻R405、电阻R406、电阻R407以及电容C401；

所述电阻R401第一端与所述信号整合单元中的第二变阻VR2的滑动端相连，所述电阻R401第二端与所述第四开关管Q4的低电位端相连，所述第四开关管Q4的高电位端接地，所述第四开关管Q4的控制端与所述电阻R402的第一端相连，所述电阻R402第二端与所述供电单元相连，所述电阻R405第一端与所述电阻R402第二端相连，所述电阻R405第二端与所述第六开关管Q6的控制端相连，第六开关管Q6的高电位端与所述第四开关管Q4高电位端相连，所述第六开关管Q6低电位端与所述第七开关管Q7的高电位端相连，所述电阻R403接于所述第五开关管Q5的高电位端与所述第七开关管Q7高电位端之间，所述第五开关管Q5的低电位端接地，所述第五开关管Q5的控制端经由所述电阻R404与所述供电单元相连，所述第七开关管Q7的控制端经由所述电阻R406与所述供电单元相连，所述第七开关管Q7的低电位端接地，所述第七开关管Q7的高电位端接所述电容C401的第一端，所述电容C401的第二端接所述电阻R407第一端，所述电阻R407第二端与所述信号放大单元中的喇叭SP1的正极端相连。

7.如权利要求6所述的音频播放设备的降噪电路，其特征在于，所述供电单元包括：电源BT1、开关SW1、电阻R501以及发光二极管D1；

所述电源BT1正极端与所述开关SW1的固定端相连，所述电源BT1负极端接地，所述开关SW1的摆动端为供电输出端，与所述噪音收集单元、所述信号放大单元和所述降噪开关单元相连，所述电阻R501第一端与所述开关SW1的摆动端相连，所述电阻R501第二端与所述发光二极管D1的正极端相连，所述发光二极管D1的负极端接地。

8.如权利要求7所述的音频播放设备的降噪电路，其特征在于，所述第一开关管Q1、第二开关管Q2、第三开关管Q3、第四开关管Q4、第五开关管Q5、第六开关管Q6和第七开关管Q7为JFET管、MOS管或三极管。

9.如权利要求8所述的音频播放设备的降噪电路，其特征在于，所述第一开关管Q1、第四开关管Q4、第五开关管Q5、第六开关管Q6和第七开关管Q7都为NPN型三极管，所述NPN型三极管的集电极、发射极和基极分别对应开关管的高电位端、低电位端和控制端；

所述第二开关管Q2和第三开关管Q3分别为PNP型三极管Q2和PNP型三极管Q3，所述PNP型三极管Q2和PNP型三极管Q3的集电极、发射极和基极分别对应第二开关管Q2和第三开关管Q3的高电位端、低电位端和控制端。

10.一种音频播放设备，其特征在于，所述音频播放设备包括如权利要求1-9任一项所述的音频播放设备的降噪电路。