CN206024086U - 一种音量自动调节电路及点读机 - Google Patents

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一种音量自动调节电路及点读机，所述电路包括麦克风、信号处理电路、CPU、功放电路及扬声器，所述麦克风接收声音输出音频电信号，所述信号处理电路对所述音频电信号进行预处理，所述CPU接收预处理后的音频电信号，并根据所述预处理后的音频电信号的大小，控制所述功放电路驱动所述扬声器发出适合当前环境所需的预设音量。通过麦克风获取所在场合的环境噪音，并自动随周边噪音进行对设备的音量根据预设规则进行主动调节，适合当前环境所需的音量，提高了设备的使用便利性。

Description

一种音量自动调节电路及点读机
技术领域
本实用新型属于电子电路领域，尤其涉及一种音量自动调节电路及点读机。
背景技术
目前市面上的电子设备音量都是通过机器预设置，需要人工操作的情况下进行调节。而在不同的场合，不同的噪音环境中需要不断的反复操作，因而在比较复杂的环境情况下，使用不便，操作繁琐。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种音量自动调节电路及点读机，旨在解决目前的电子设备不能随周边环境进行自动调整音量的问题。
一方面，本实用新型提供了一种音量自动调节电路，所述电路包括麦克风、信号处理电路、CPU、功放电路及扬声器，所述麦克风接收声音输出音频电信号，所述信号处理电路对所述音频电信号进行预处理，所述CPU接收预处理后的音频电信号，并根据所述预处理后的音频电信号的大小，控制所述功放电路驱动所述扬声器发出适合当前环境所需的预设音量。
具体地，所述信号处理电路包括偏置模块、一级放大模块、整流模块、积分模块及二级放大模块，其中：
所述一级放大模块接所述麦克风的输出端，且所述一级放大模块、整流模块、积分模块及二级放大模块依次连接，所述偏置模块接电源，为所述一级放大模块提供偏置电压；所述一级放大模块对所述音频电信号进行放大，所述整流模块对放大后的音频电信号进行整流，所述积分模块对整流后的所述音频电信号进行积分，所述二级放大模块对积分后的信号再次放大后输出到所述CPU的ADC接口。
在一个实施例中，所述一级放大模块包括第一运算放大器、第一电阻、第二电阻、第一耦合电容和隔离电容，其中：
所述第一运算放大器的正相输入端通过所述第一耦合电容接所述麦克风的输出端，所述第一运算放大器的正相输入端还接所述偏置模块输出的偏置电压；所述第一运算放大器的反相输入端接所述第一电阻的一端，所述第一电阻的另一端通过所述隔离电容接地，所述第一运算放大器的反相输入端还通过所述第二电阻接输出端；所述第一运算放大器的输出端作为所述一级放大模块的输出端。
在一个实施例中，所述偏置模块包括第三电阻、第四电阻、第五电阻、第一滤波电容和第二滤波电容，其中：
所述第三电阻的一端接所述第一运算放大器的正相输入端，所述第三电阻的另一端通过所述第四电阻接电源；所述第五电阻的一端接所述第三电阻的另一端、另一端接地；所述第一滤波电容与所述第五电阻并联；所述第二滤波电容一端接所述电源，另一端接地。
在一个实施例中，所述整流模块包括第二耦合电容、第六电阻、第二运算放大器及整流二极管；
所述第二运算放大器的正相输入端通过所述第二耦合电容接所述一级放大模块的输出端，所述第二运算放大器的正相输入端还通过所述第六电阻接地；所述整流二极管的阳极接所述第二运算放大器的输出端，所述整流二极管的阴极接所述第二运算放大器的反相输入端，所述整流二极管的阴极还作为所述整流模块的输出端。
在一个实施例中，所述积分模块包括第七电阻、积分电容及第八电阻，所述第七电阻的一端接所述整流模块的输出端，另一端通过所述积分电容接地，所述第八电阻与所述积分电容并联。
在一个实施例中，所述二级放大模块包括第三运算放大器、第九电阻、第十电阻、第十一电阻、上拉电阻及第三滤波电容，
所述第三运算放大器的正相输入端接所述第七电阻的另一端，所述第三运算放大器的反相输入端通过所述第九电阻接地，并通过所述第十电阻接第三运算放大器的输出端，所述第三运算放大器的输出端接所述第十一电阻的一端，所述第十一电阻的另一端接所述CPU的ADC接口，所述上拉电阻一端接电源，另一端接所述第十一电阻的另一端，所述第三滤波电容的一端接所述第十一电阻的另一端，所述第三滤波电容的另一端接地。
进一步地，还包括用于为所述麦克风提供偏置电压的偏置电路，所述偏置电路包括第十二电阻、第十三电阻和第四滤波电容，所述第十二电阻的一端接电源，另一端通过所述第四滤波电容接地，所述第十三电阻的一端接所述第十二电阻的另一端，所述第十三电阻的另一端接所述麦克风的输出端。
进一步地，还包括与所述CPU连接的复位电路、晶振电路及存储器。
另一方面，本实用新型提供了一种点读机，包括上述的音量自动调节电路。
上述音量自动调节电路及点读机，通过麦克风获取所在场合的环境噪音，并自动随周边噪音进行对设备的音量根据预设规则进行主动调节，适合当前环境所需的音量，提高了设备的使用便利性，从而解决了目前的电子设备不能随周边环境进行自动调整音量的问题。
附图说明
图1是本实用新型实施例提供的音量自动调节电路的模块示意图；
图2是本实用新型实施例提供的音量自动调节电路中信号处理电路的原理图。
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仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
以下结合具体实施例对本实用新型的具体实现进行详细描述：
图1示出了本实用新型实施例提供的音量自动调节电路的模块示意图，为了便于说明，仅示出了与本实用新型实施例相关的部分，详述如下：
音量自动调节电路可用于点读机，包括麦克风11、信号处理电路12、CPU(CentralProcessing Unit，中央处理机)13、功放电路14及扬声器15，麦克风11接收声音输出音频电信号，信号处理电路12对信号进行音频电信号进行预处理，CPU 13接收预处理后的音频电信号，并根据预处理后的音频电信号的大小，控制功放电路14驱动扬声器15发出适合当前环境所需的预设音量。
信号处理电路12对信号进行预处理具体为：初级放大后，经过整流、积分，转换为直流信号，再次放大。再次放大后，输送到CPU 13的ADC(Analog To Digital Converter，模数转换器)接口，转换成AD值；其它部分与原设备原理相同，不增加电路和成本。
音量自动调节电路还包括与CPU 13连接的复位电路16、晶振电路17及存储器18。复位电路16和晶振电路17为CPU 13的外围电路，协同CPU 13工作。CPU 13可以为单片机或DSP处理器等。存储器18以表格形式预先存储各个环境下预设放音的大小，预设放音以档位的形式体现，每个档位对应相应的音量大小。存储器18包括SDRAM(Synchronous DynamicRandom Access Memory，同步动态随机存储器)和/或eMMC(Embedded Multi Media Card，内嵌式记忆体)。
例子：表格(见下表)中存储有音频电信号AD值-环境声音大小-设备声音大小一一对应的数据。
CPU 13参照预先在存储器18的表格进行查表，调整设备的默认音量，例如：CPU13测试到音频电信号的AD值为0.7V，判断环境声音应该在30-40DB之间，设备的外放音量根据查表，默认音量应该是6档，CPU 13进行评判后自动调整音量到6档，提供一个适合当前环境所需的音量；当音量在90-100DB时主动提醒用户减少使用时间，保护听力。当音量在>100DB时主动提醒用户不要在当前环境使用，不要在当前环境长时间停留，并且停止点读机的功能。如弹出明显的提醒窗口，催促用户更换使用的场所。另外，进一步地，对于调节后进行了人工设置后的场景和音量具有记忆功能，下一次能识别在同样的噪音环境中的上一次选择。
图2示出了本实用新型实施例提供的音量自动调节电路的信号处理电路12的电路原理图，为了便于说明，仅示出了与本实用新型实施例相关的部分，详述如下：
在优选的实施例中，信号处理电路12包括偏置模块121、一级放大模块122、整流模块123、积分模块124及二级放大模块125。
一级放大模块122接麦克风11的输出端，且一级放大模块122、整流模块123、积分模块124及二级放大模块125依次连接，偏置模块121接电源vcc，为一级放大模块122提供偏置电压；一级放大模块122对音频电信号进行放大，整流模块123对放大后的音频电信号进行整流，积分模块124对整流后的音频电信号进行积分，二级放大模块125对积分后的信号再次放大后输出到CPU的ADC接口。
具体地，一级放大模块122包括第一运算放大器U1、第一电阻R1、第二电阻R2、第一耦合电容C1和隔离电容C2。
第一运算放大器U1的正相输入端通过第一耦合电容C1接麦克风11输出端，第一运算放大器U1的正相输入端还接偏置模块121输出的偏置电压；第一运算放大器U1的反相输入端接第一电阻R1的一端，第一电阻R1的另一端通过隔离电容C2接地，第一运算放大器U1的反相输入端还通过第二电阻R2接输出端；第一运算放大器U1的输出端作为一级放大模块122的输出端。
具体地，偏置模块121包括第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R6、第一滤波电容C3和第二滤波电容C4。
第三电阻R3的一端接第一运算放大器U1的正相输入端，第三电阻R3的另一端通过第四电阻R4接电源vcc；第五电阻R6的一端接第三电阻R3的另一端、另一端接地；第一滤波电容C3与第五电阻R6并联；第二滤波电容C4一端接电源vcc，另一端接地。
第一滤波电容C3和第二滤波电容C4可以为单个电容器，也可以使用多个电容器串并联的形式。
具体地，整流模块123包括第二耦合电容C5、第六电阻R6、第二运算放大器U2及整流二极管D1；
第二运算放大器U2的正相输入端通过第二耦合电容C5接一级放大模块122的输出端，第二运算放大器U2的正相输入端还通过第六电阻R6接地；整流二极管D1的阳极接第二运算放大器U2的输出端，整流二极管D1的阴极接第二运算放大器U2的反相输入端，整流二极管D1的阴极还作为整流模块123的输出端。
具体地，积分模块124包括第七电阻R7、积分电容C6及第八电阻R8，第七电阻R7的一端接整流模块123的输出端，另一端通过积分电容C6接地，第八电阻R8与积分电容C6并联。
具体地，二级放大模块125包括第三运算放大器U3、第九电阻R9、第十电阻R10、第十一电阻R11、上拉电阻R0及第三滤波电容C7。
第三运算放大器U3的正相输入端接第七电阻R7的另一端，第三运算放大器U3的反相输入端通过第九电阻R9接地，并通过第十电阻R10接第三运算放大器U3的输出端，第三运算放大器U3的输出端接第十一电阻R11的一端，第十一电阻R11的另一端接CPU 13的ADC接口，上拉电阻R0一端接电源vcc，另一端接第十一电阻R11的另一端，第三滤波电容C7的一端接第十一电阻R11的另一端，第三滤波电容C7的另一端接地。
进一步地，音量自动调节电路还包括用于为麦克风11提供偏置电压的偏置电路19，偏置电路19包括第十二电阻R12、第十三电阻R13和第四滤波电容C8，第十二电阻R12的一端接电源vcc，另一端通过第四滤波电容C8接地，第十三电阻R13的一端接第十二电阻R12的另一端，第十三电阻R13的另一端接麦克风11的输出端。
第十二电阻R12、第十三电阻R13和第四滤波电容C8接入电源vcc，为麦克风11提供偏置电压，麦克风11的输出端经过第一耦合电容C1耦合到第一运算放大器U1的正相输入端。
第四电阻R4和第五电阻R6组成分压电路，第一滤波电容C3和第二滤波电容C4用于滤波，第三电阻R3为第一运算放大器U1提供偏置电压。隔离电容C2隔直流电压，第一电阻R1和第二电阻R2用于调整音频电信号一级放大的放大倍数。
音频电信号经过第一运算放大器U1放大，第二耦合电容C5耦合送第二运算放大器U2的正相输入端；第二运算放大器U2的正相输入端及整流二极管D1组半波整流，对经过一级放大的音频电信号进行半波整流。
第七电阻R7和积分电容C6组成积分电路，对整流后的波形(音频电信号)进行积分，累积最大值，第八电阻R8自动放电，当积分一定时间后,自动放电进行下一次的积分。
积分后再次经过二级放大模块125放大，放大器有第三运算放大器U3、第九电阻R9和第十电阻R10组成，提升音频电信号的AD幅值及稳定AD值，最后经过上拉电阻R0上拉后送CPU 13的ADC接口检测。
音量自动调节电路及点读机通过麦克风获取所在场合的环境噪音，并自动随周边噪音进行对设备的音量根据预设规则进行主动调节，适合当前环境所需的音量，提高了设备的使用便利性，从而解决了目前的电子设备不能随周边环境进行自动调整音量的问题
以上所述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)

1.一种音量自动调节电路，其特征在于，所述电路包括麦克风、信号处理电路、CPU、功放电路及扬声器，所述麦克风接收声音输出音频电信号，所述信号处理电路对所述音频电信号进行预处理，所述CPU接收预处理后的音频电信号，并根据所述预处理后的音频电信号的大小，控制所述功放电路驱动所述扬声器发出适合当前环境所需的预设音量。
2.如权利要求1所述的音量自动调节电路，其特征在于，所述信号处理电路包括偏置模块、一级放大模块、整流模块、积分模块及二级放大模块，其中：
所述一级放大模块接所述麦克风的输出端，且所述一级放大模块、整流模块、积分模块及二级放大模块依次连接，所述偏置模块接电源，为所述一级放大模块提供偏置电压；所述一级放大模块对所述音频电信号进行放大，所述整流模块对放大后的音频电信号进行整流，所述积分模块对整流后的所述音频电信号进行积分，所述二级放大模块对积分后的信号再次放大后输出到所述CPU的ADC接口。
3.如权利要求2所述的音量自动调节电路，其特征在于，所述一级放大模块包括第一运算放大器、第一电阻、第二电阻、第一耦合电容和隔离电容，其中：
所述第一运算放大器的正相输入端通过所述第一耦合电容接所述麦克风的输出端，所述第一运算放大器的正相输入端还接所述偏置模块输出的偏置电压；所述第一运算放大器的反相输入端接所述第一电阻的一端，所述第一电阻的另一端通过所述隔离电容接地，所述第一运算放大器的反相输入端还通过所述第二电阻接输出端；所述第一运算放大器的输出端作为所述一级放大模块的输出端。
4.如权利要求3所述的音量自动调节电路，其特征在于，所述偏置模块包括第三电阻、第四电阻、第五电阻、第一滤波电容和第二滤波电容，其中：
所述第三电阻的一端接所述第一运算放大器的正相输入端，所述第三电阻的另一端通过所述第四电阻接电源；所述第五电阻的一端接所述第三电阻的另一端、另一端接地；所述第一滤波电容与所述第五电阻并联；所述第二滤波电容一端接所述电源，另一端接地。
5.如权利要求2、3或4所述的音量自动调节电路，其特征在于，所述整流模块包括第二耦合电容、第六电阻、第二运算放大器及整流二极管；
所述第二运算放大器的正相输入端通过所述第二耦合电容接所述一级放大模块的输出端，所述第二运算放大器的正相输入端还通过所述第六电阻接地；所述整流二极管的阳极接所述第二运算放大器的输出端，所述整流二极管的阴极接所述第二运算放大器的反相输入端，所述整流二极管的阴极还作为所述整流模块的输出端。
6.如权利要求5所述的音量自动调节电路，其特征在于，所述积分模块包括第七电阻、积分电容及第八电阻，所述第七电阻的一端接所述整流模块的输出端，另一端通过所述积分电容接地，所述第八电阻与所述积分电容并联。
7.如权利要求6所述的音量自动调节电路，其特征在于，所述二级放大模块包括第三运算放大器、第九电阻、第十电阻、第十一电阻、上拉电阻及第三滤波电容，
所述第三运算放大器的正相输入端接所述第七电阻的另一端，所述第三运算放大器的反相输入端通过所述第九电阻接地，并通过所述第十电阻接第三运算放大器的输出端，所述第三运算放大器的输出端接所述第十一电阻的一端，所述第十一电阻的另一端接所述CPU的ADC接口，所述上拉电阻一端接电源，另一端接所述第十一电阻的另一端，所述第三滤波电容的一端接所述第十一电阻的另一端，所述第三滤波电容的另一端接地。
8.如权利要求1所述的音量自动调节电路，其特征在于，还包括用于为所述麦克风提供偏置电压的偏置电路，所述偏置电路包括第十二电阻、第十三电阻和第四滤波电容，所述第十二电阻的一端接电源，另一端通过所述第四滤波电容接地，所述第十三电阻的一端接所述第十二电阻的另一端，所述第十三电阻的另一端接所述麦克风的输出端。
9.如权利要求1所述的音量自动调节电路，其特征在于，还包括与所述CPU连接的复位电路、晶振电路及存储器。
10.一种点读机，其特征在于，包括权利要求1至9任一项所述的音量自动调节电路。
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