CN205179333U - 多功能ip音箱 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种多功能IP音箱，通过对设置于主板上的数字模块和音频信号模块，对各功能模块进行隔离供电，从而有效避免了各路信号对音频信号的干扰，提高了输出音频的音质。

Description

多功能IP音箱

技术领域

本实用新型涉及音箱技术领域，具体的涉及一种多功能IP音箱。

背景技术

音频播放和扩音是公共广播系统的必备功能之一，而IP音箱是教育系统中最常用的一种音频播放和扩音终端设备，比如在教学或听力考试中，可通过IP音箱将音频广播，使学生能听到相关信息。现有IP音箱通常具备网络、本地播放等功能。但现有IP音箱主要存在以下问题：

(1)网络音频播放时通常会因网络条件差或者播放比特率过高，导致出现卡音、断音现象；

(2)当用于网络音频播放时，音质不佳，与无线音频混音时功放输出底噪过大，导致混音质量差；

(3)无线扩音信噪比低且易出现啸叫现象；

(4)功能单一，寻呼延时长。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种能解决上述技术问题的多功能IP音箱。

本实用新型提供一种多功能IP音箱，包括壳体、扬声器和设置于壳体内的电路板。其中，电路板包括主板、用于对主板进行隔离供电的电源板和用于接收外部无线音频信号的无线模块；主板上间隔设有用于对音频信号进行滤波放大的音频信号处理模块和用于对放大滤波后音频信号进行编码的数字模块；电源板分别与音频信号模块和数字模块供电连接；数字模块与音频信号模块相连接；音频信号模块同时与扬声器和无线模块相连接。

进一步地，还包括用于接收外部环境音频信号的监听模块，监听模块与音频信号模块连接。

进一步地，无线模块内设有音频信号无线接收器，音频信号无线接收器与音频信号模块相连；监听模块内设有监听接收器，监听接收器与音频信号模块连接。

进一步地，音频处理功放模块内设有音频信号放大/滤波器和功放模块，功放模块与音频信号放大/滤波器连接。

进一步地，音频处理功放模块内设有整流放大器，整流放大与音频信号放大/滤波器连接。

进一步地，数字模块内设有微控制器、音频信号编解码芯片和用于通过网络与外部设备联接的网络通信模块，微控制器分别与音频信号编解码芯片和网络通信模块连接。

进一步地，数字模块内还设有用于网络离线时自动切换播放离线音频文件，并能定时播放音频文件的离线定时模块，离线定时模块与微控制器连接。

进一步地，数字模块中还设有网络远程升级模块，网络远程升级模块与微控制器相连接。

进一步地，数字模块内还设有：用于指示数字模块工作状态的信号指示灯，信号指示灯与微控制器相连接；用于接入SD卡的SD卡接口，SD卡接口与微控制器连接。

进一步地，音频处理功放模块内设有音频信号输入/输出接口，音频处理功放模块通过音频信号解码芯与微控制器连接，并与数字模块进行音频信号交互。

本实用新型的技术效果：

1、本实用新型提供的多功能IP音箱，通过对各路音频信号进行电源与地分割，以降低各路音源的相互干扰及电源与地噪声叠加，有效提高音频信号的信噪比。

2、通过对音频信号数字化的处理，对音频信号的高频率、低频率、增益带宽等进行衰减和补偿，通过数字模块的特有算法，从而有效提高音质并缩短被寻呼延时。

具体请参考根据本实用新型的多功能IP音箱提出的各种实施例的如下描述，将使得本实用新型的上述和其他方面显而易见。

附图说明

图1为本实用新型提供的多功能IP音箱优选实施例的硬件电路板结构示意图

图2为本实用新型提供的多功能IP音箱一优选实施例的硬件电路板结构示意图；

图3为本实用新型提供的多功能IP音箱另一优选实施例的硬件电路板结构示意图。

图例说明：

10、电源板；20、主板；21、电源处理模块；22、数字模块；221、微控制器；222、音频信号解码芯片；224、网络通信模块；23、音频信号模块；231、音频信号放大/滤波器；232、检测模块；233、功放模块；30、无线模块；40、监听模块；50、扬声器。

具体实施方式

构成本申请的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。

参见图1，本实用新型提供的多功能IP音箱包括壳体、设置于壳体上的扬声器50和设置于壳体内的电路板，电路板包括主板20、用于对主板20进行供电的电源板10、用于接收外部无线音频信号的无线模块30和扬声器50，电源板10上设有隔离电源并与主板20供电连接；主板20上间隔设有用于对音频信号进行滤波放大的音频信号模块23和用于对经放大滤波的音频信号进行编码的数字模块22；数字模块22与音频信号模块23相连接；音频信号模块23同时与扬声器50和无线模块30相连接；音频信号包括本地音频信号和无线音频信号。电源板10分别与音频信号模块23和数字模块22供电连接。

主板20内设有彼此隔离的数字模块22和音频信号模块23，同时通过对数字模块22和音频信号模块23进行隔离供电，以避免各模块间的相互干扰。同时还通过对各路音频信号进行电源与地分割，使用了隔离电源以降低各路音源的相互干扰及电源与地噪声叠加，有效的提高了网络、本地和无线的音频信号的信噪比。以模块化的布局和优化的连接实现对硬件电路的集成化布线设计，提高了产品的稳定性和可靠性。

音频信号模块23，对本地音频、无线音频、网络音频解码的输入信号、监听音频进行初级放大滤波、混音处理，并进行功率放大。在各路音频输入前级进行一次放大滤波处理，将各路信号调理到功放要求的输入范围，并将非音频的噪声信号滤掉。混音输出噪声是通过对各路信号地进行分割尽量减小各路信号的公共地来降低混音带来的噪声。功放芯片采用开关频率高达1.2MHZ的D类数字功放，其效率高达90％以上，信噪比高达102DB。

数字模块22中微处理器采用STM32F系列芯片，主要功能包括网络通信、音频编解码、音频信号处理及功放控制等。

进一步地，数字模块22中微控制器221还可以包括网络远程升级模块，用于对多功能IP音箱的维护、升级和优化。比如利用STM32F芯片的ISP功能可以实现网络在线升级功能。且可以实时监测网络质量，如果网络质量差，数字模块22将发送命令给服务器将歌曲进行压缩，数字模块22也将增大缓冲时间和缓存空间，从而实现流畅播放和避免卡音、断音现象。

为了进一步提高音质及消除回音，编解码芯片内部设有多个可编程的miniDSPTLV320AIC系列芯片，以实现主动降噪，声学回波消除及先进的DSP滤波，并支持灵活的混合DAC和模拟输入信号以及可编程的音量控制。

通过增加无线模块30、监听模块40、离线和定时模块，在简单的IP音箱上实现了无线扩音、环境监听、离线定时播放等多功能需求，基本满足现有市场的需求。

优选的，还包括用于接收外部环境音频信号的监听模块40，监听模块40与音频信号模块23连接。增加了无线扩音和环境监听功能。

优选的，无线模块30内设有音频信号无线接收器，音频信号无线接收器与音频信号模块23相连；监听模块40内设有监听接收器，监听接收器与音频信号模块23连接。

优选的，音频处理功放模块233内设有音频信号放大/滤波器231和功放模块233，功放模块233与音频信号放大/滤波器231连接。通过对音频信号进行处理，能提高音频信号的信噪比，以获得更高的音质。

优选的，音频处理功放模块233内设有整流放大器，整流放大与音频信号放大/滤波器231连接。整流能提升音频信号输出时的音质。

优选的，数字模块22内设有微控制器221、音频信号编解码芯片和用于通过网络与外部设备联接的网络通信模块224，微控制器221分别与音频信号编解码芯片和网络通信模块224连接。通过微控制器221对音频信号编解码能使音频信号数字化，从而提升音质，避免失真、啸叫等问题。

优选的，数字模块22内还设有用于网络离线时自动切换播放离线音频文件，并能定时播放音频文件的离线定时模块，离线定时模块与微控制器221连接。通过增加该模块，能使IP音箱节省流量，提高对于断网的应对能力。

优选的，数字模块22内还设有：用于指示数字模块22工作状态的信号指示灯，信号指示灯与微控制器221相连接；用于接入SD卡的SD卡接口，SD卡接口与微控制器221连接。实现音频信号的多种输入方式，使其更加适应现有的网络化数据传输方式。同时便于操作人员获取IP音箱的工作状态。

优选的，音频处理功放模块233内设有音频信号输入/输出接口，音频处理功放模块233通过音频信号解码芯与微控制器221连接，并与数字模块22进行音频信号交互。通过设置该接口，能实现音频信号与控制之间的无缝衔接。便于对音频信号进行控制和操作。

图2所示，该终端其硬件电路板包括：电源板10、包括电源处理模块21、数字模块22、音频信号模块23的主板20，无线模块30，监听模块40，扬声器50，其中：

电源板10包括一路隔离电源，用于对主板20供电；

主板20的电源处理模块21通过输入接口100与电源板10连接，用于对电源进行处理，给数字模块22和音频信号模块23进行供电；

主板20通过输入接口与监听模块40连接，音频信号模块23对监听音频信号进行放大滤波处理，通过接口传输到数字模块22进行编码处理，主板20板通过输入/输出接口与无线模块30连接，音频信号模块23对无线接收的音频信号进行放大滤波处理，通过功放放大后传输到扬声器50进行广播。

上述技术方案中，相对于现有的IP音箱，通过将音频信号模块23和数字模块22进行电源处理和分割，以降低各路音源相互干扰，削弱电源与地噪声叠加，可有效提高信噪比。

进一步地，增加了无线扩音和环境监听功能。以模块化布局及简单连接关系实现对硬件电路的集成化布线设计，可有效提高了产品的稳定性和可靠性。

参见图3为各电路板的详细结构。

主板20包括：

电源处理模块21，一方面与电源板10连接。同时电源处理模块21通过C路直接对数字模块22供电。电源处理模块21通过D路对音频信号模块23供电。通过对音频信号模块23和数字模块22采用不同的电路连接进行供电，以降低各路音源相互干扰，削弱电源与地噪声叠加声叠加，可有效提高信噪比。

无线模块30，用于接收外部无线音频信号；

监听模块40，用于监听外部环境音频信号；

音频信号模块23包括：

音频信号放大/滤波器231，同时与无线模块30和监听模块40连接，用于将音频信号进行放大/滤波，具体地，音频信号放大/滤波器231，用于将本地音频信号、数字模块22的网络音频信号、监听音频信号以及无线音频信号进行放大/滤波。

检测模块232与音频信号放大/滤波器231连接，用于根据数字模块22发送的控制信号实现功放模块233打开与关闭控制。

功放模块233，与音频信号放大/滤波器231连接，用于对输入的音频信号进行功率大通过外部接口400送至扬声器50；

控制配置接口B，连接音频信号模块23与数字模块22，用于接收数字模块22发送的配置、控制命令信号；

音频信号输入/输出接口A，连接音频信号模块23与数字模块22，用于进行音频信号交互。

数字模块22包括：

微控制器221，用于对音频信号及控制信号进行处理；

音频信号解码芯片222，与微控制器221连接，用于对音频信号进行编解码处理；

网络通信模块224，与微控制器221连接，用于接收外部网络发送的配置控制命令信号。进一步地，网络通信模块224可以包括WiFi无线通信模块、ZigBee无线通信模块或以太网RJ45网络接收器；

离线定时模块，与微控制器221连接，实现离线和定时播放功能；

控制配置接口B，与微控制器221连接，用于向音频信号处理功放板发送来自网络通信模块224的配置控制命令信号；

音频信号输入/输出接口A，通过音频信号解码芯片222与微控制器221连接，用于与音频信号处理功放板进行音频信号交互。

图3所示的实施例中，电源板10可以采用AC-DC开关电源方案，输入85V-265AC，输出12VDC/2A电源，再经过主板20上的相应模块处理，可解决数字模块22、音频信号模块23因电源线上公共阻抗而带来的相互干扰。

本领域技术人员将清楚本实用新型的范围不限制于以上讨论的示例，有可能对其进行若干改变和修改，而不脱离所附权利要求书限定的本实用新型的范围。尽管己经在附图和说明书中详细图示和描述了本实用新型，但这样的说明和描述仅是说明或示意性的，而非限制性的。本实用新型并不限于所公开的实施例。

通过对附图，说明书和权利要求书的研究，在实施本实用新型时本领域技术人员可以理解和实现所公开的实施例的变形。在权利要求书中，术语“包括”不排除其他步骤或元素，而不定冠词“一个”或“一种”不排除多个。在彼此不同的从属权利要求中引用的某些措施的事实不意味着这些措施的组合不能被有利地使用。权利要求书中的任何参考标记不构成对本实用新型的范围的限制。

Claims (10)

1.一种多功能IP音箱，包括壳体、扬声器和设置于所述壳体内的电路板，其特征在于，所述电路板包括主板、用于对所述主板进行隔离供电的电源板和用于接收外部无线音频信号的无线模块；

所述主板上间隔设有：

用于对所述音频信号进行滤波放大处理的音频信号模块；

用于对放大滤波处理后音频信号进行编码的数字模块；

所述电源板分别与所述音频信号模块和所述数字模块供电连接；

所述数字模块与所述音频信号模块相连接；

所述音频信号模块同时与所述扬声器和所述无线模块相连接。

2.根据权利要求1所述的多功能IP音箱，其特征在于，还包括用于接收外部环境音频信号的监听模块，所述监听模块与所述音频信号模块连接。

3.根据权利要求2所述的多功能IP音箱，其特征在于，所述无线模块内设有音频信号无线接收器，所述音频信号无线接收器与所述音频信号模块相连；

所述监听模块内设有监听接收器，所述监听接收器与所述音频信号模块连接。

4.根据权利要求3所述的多功能IP音箱，其特征在于，所述音频处理功放模块内设有音频信号放大/滤波器和功放模块，所述功放模块与所述音频信号放大/滤波器连接。

5.根据权利要求4所述的多功能IP音箱，其特征在于，所述音频处理功放模块内设有整流放大器，所述整流放大与所述音频信号放大/滤波器连接。

6.根据权利要求5所述的多功能IP音箱，其特征在于，所述数字模块内设有微控制器、音频信号编解码芯片和用于通过网络与外部设备联接的网络通信模块，所述微控制器分别与所述音频信号编解码芯片和所述网络通信模块连接。

7.根据权利要求1～6中任一项所述的多功能IP音箱，其特征在于，所述数字模块内还设有用于网络离线时自动切换播放离线音频文件，并能定时播放音频文件的离线定时模块，所述离线定时模块与所述微控制器连接。

8.根据权利要求7所述的多功能IP音箱，其特征在于，所述数字模块中还设有网络远程升级模块，所述网络远程升级模块与所述微控制器相连接。

9.根据权利要求8所述的多功能IP音箱，其特征在于，所述数字模块内还设有：

用于指示所述数字模块工作状态的信号指示灯，所述信号指示灯与所述微控制器相连接；

用于接入SD卡的SD卡接口，所述SD卡接口与所述微控制器连接。

10.根据权利要求9所述的多功能IP音箱，其特征在于，所述音频处理功放模块内设有音频信号输入/输出接口，所述音频处理功放模块通过所述音频信号解码芯与所述微控制器连接，并与所述数字模块进行所述音频信号交互。