CN207184778U - 一种音箱分频电路及音箱 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及音箱电路技术领域，公开了一种音箱分频电路及音箱，包括依次电路连接的数字信号处理模块、信号放大模块和信号模拟分频模块；其中，所述数字信号处理模块接收音频信号，并发送初步数字分频滤波及转换后的音频信号给信号放大模块，所述信号放大模块发送放大后的音频信号给信号模拟分频模块；所述信号模拟分频模块包括分别与所述信号放大模块电路连接的高频模拟分频单元和低频模拟分频单元。所述音箱包括上述的音箱分频电路以及发声模块，所述信号模拟分频模块发送分频滤波处理后的音频信号至发声模块。本实用新型实施例提供的音箱分频电路及音箱对音频信号分频点处的滤波较为稳定，能对高低音进行重现，有效降低声音失真。

Description

一种音箱分频电路及音箱

技术领域

本实用新型涉及音箱电路技术领域，具体涉及一种音箱分频电路及音箱。

背景技术

随着无线便携音箱的普及，消费者越来越青睐易携带且造型独特的小体积有源音箱产品，这种有源音箱基本都内置有音频处理的DSP(数字信号处理)芯片，以使音箱的信号分频准确、易于调整,音箱音量和音色的调节也因此而变得简单方便。

为了使音箱输出的声音达到理想的效果，音箱内置音频信号处理过程中往往会采用音频信号动态压缩技术，而当前的大部分音箱在大功率驱动或采用音频信号动态压缩时存在着音频信号分频点处的滤波不够稳定且动态压缩不够均匀的问题，这个问题进一步导致音频信号分频点处的频响产生溢出，以至最终音箱输出的声音失真加重。

实用新型内容

本实用新型实施例提供了一种音箱分频电路及音箱，目的是为了解决现有的音箱电路中存在的由于音频信号分频点处的滤波不够稳定且动态压缩不够均匀而致使音频信号分频点处的频响产生溢出，音箱输出的声音失真加重的问题。

为了解决上述问题，本实用新型所采用的技术方案为：

一方面，本实用新型实施例提供了一种音箱分频电路，包括依次电路连接的数字信号处理模块、信号放大模块和信号模拟分频模块；

其中，所述数字信号处理模块接收音频信号，并发送初步数字分频滤波及转换后的音频信号给信号放大模块，所述信号放大模块发送放大后的音频信号给所述信号模拟分频模块；

所述信号模拟分频模块包括分别与所述信号放大模块电路连接的高频模拟分频单元和低频模拟分频单元。

作为本实用新型的一种可选技术方案，所述信号放大模块包括四个输出端：第一输出端、第二输出端、第三输出端和第四输出端；所述第二输出端和第四输出端接地；所述高频模拟分频单元包括第一电阻、第一电容和第一电感，所述第一电阻与所述第一电容串联在所述第一输出端上，所述第一电感连接在所述第一输出端和第二输出端之间。

作为本实用新型的一种可选技术方案，其特征在于，所述低频模拟分频单元包括第二电阻、第二电感和第二电容，所述第二电阻与所述第二电感串联在所述第三输出端上，所述第二电容连接在所述第三输出端和第四输出端之间。

另一方面，本实用新型实施例还提供一种音箱，包括上述的音箱分频电路以及发声模块，所述信号模拟分频模块发送最终分频滤波处理后的音频信号至发声模块。

相比于现有技术，本实用新型实施例所提供的音箱分频电路及音箱具有以下有益效果：

1、通过数字信号处理模块将音频信号初步数字分频滤波及信号转换，再通过信号放大模块进行信号放大，最后由信号模拟分频单元将放大后的信号进行低频段和高频段分频滤波，完成分频点处的音频信号的再次分频滤波，使分频点处的音频信号滤波更为稳定，有效控制了不同功率驱动下音频信号动态压缩时音箱系统的频率响应，改善了音箱系统的失真。

2、经过数字信号处理模块和信号模拟分频模块对音频信号的双重分频滤波，有效滤除了大部分音频信号杂讯，并通过信号模拟分频模块内的高频模拟分频单元和低频模拟分频单元较好地实现了高、低音还原和重现。

3、信号放大模块放大后的音频信号经过信号模拟分频模块的再次滤波对分频处的音频信号的过滤更为彻底，及大地提升了分频滤波之后的目标波段音频信号的质量，也进一步提升了音箱输出的声音音质。

4、整个音箱分频电路模块简单，易实现，且适用于大多数音箱的分频滤波。

附图说明

图1为本实用新型实施例提供的音箱分频电路示意图；

图2为本实用新型实施例提供的音箱分频电路的电路图。

附图标记说明：10-数字信号处理模块、20-信号放大模块、21-第一信号差分单元、22-第二信号差分单元、23-信号放大器、30-信号模拟分频模块、31-高频信号模拟分频单元、32-低频信号模拟分频单元、40-发声模块、R1-第一电阻、R2-第二电阻、C1-第一电容、C2-第二电容、L1-第一电感、L2-第二电感。

具体实施方式

为了便于理解本实用新型，下面将参照相关附图对本实用新型进行全面描述。附图中给出了本实用新型的较佳实施例。但是，本实用新型可以有许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供给这些实施例的目的是使对本实用新型的公开内容的理解更加透彻全面。

除非另有定义，本文所使用的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的属于是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本实用新型。

参阅图1，为本实用新型实施例提供的音箱分频电路示意图，本实用新型实施例提供了一种音箱分频电路，包括依次电路连接的信号数字信号处理模块10、信号放大模块20和信号模拟分频模块30；

其中，数字信号处理模块10接收音频信号，并发送初步数字分频滤波及转换后的音频信号给信号放大模块20，所述信号放大模块20发送放大后的音频信号给所述信号模拟分频模块30；具体的，数字信号处理模块10将接收到的音频信号初步数字分频滤波并转换成模拟信号，并将所述模拟信号发送给信号放大模块20，信号放大模块20对所述模拟信号进行信号放大，并将放大后的模拟信号传输给信号模拟分频模块30，信号模拟分频模块30对所述放大后的模拟信号在分频点处做二次分频滤波处理后，再将最终分频滤波处理后的音频信号发送至发声模块40；

可选的，音箱分频电路还包括发声模块40，用于音频信号的输出；信号模拟分频模块30将所述放大后的模拟信号在分频点出做二次分频滤波处理后传输至发声模块40。

信号模拟分频模块30进一步包括分别与信号放大模块20电路连接的高频模拟分频单元31和低频模拟分频单元32；高频模拟分频单元31对信号放大模块20放大后的音频信号进行二次低频过滤，滤除掉音频信号里的低频段信号以及非目标频段信号(即音频信号杂讯)；低频模拟分频单元32对信号放大模块20放大后的音频信号进行二次高频过滤，滤除掉音频信号里的高频段信号以及非目标频段信号；音频信号依次经过数字信号处理模块10的初步数字分频滤波、信号放大单元20的信号放大以及信号模拟分频模块30的二次分频滤波之后，传输至发声模块40输出。经过数字信号处理模块10和信号模拟分频模块30对音频信号的双重分频滤波，有效滤除了大部分音频信号杂讯，并通过信号模拟分频模块30内的高频模拟分频单元31和低频模拟分频单元32较好地实现了高、低频段声音的还原和重现。

参阅图2，为本实用新型实施例提供的音箱分频电路的电路图；在本实用新型实施例中，采用DSP(数字信号处理)模块10，所述DSP芯片主要进行模拟信号与数字信号的相互转换以及初步分频滤波，所述DSP芯片型号为AP8064或CSR8675，当然，所述DSP芯片可选的类型有多种，并不限于上述两种型号。

可选的，所述信号放大模块20包括第一信号差分单元21、第二信号差分单元22和信号放大器23，第一信号差分单元21和第二信号差分单元22均用于所述DSP芯片输出端口与所述信号放大器输入端口之间的过渡连接，以及将源输入信号转换为可供信号放大器放大的差分信号。信号放大器23用于音频信号功率放大；信号放大器23所选用的型号为TPA3116或TPA3118，当然，所述信号放大器可选的类型有多种，并不限于上述两种型号。

在本实用新型实施例中，信号放大器23包括第一到第四输出端，分别为信号放大器23的OUTPR、OUTNR、OUTPL和OUTNL输出针脚；高频模拟分频单元31包括第一电阻R1、第一电容C1和第一电感L1，第一电阻R1与第一电容C1串联在信号放大器23的第一输出端上，所述第一电感L1连接在信号放大器23的第一输出端和第二输出端之间；低频模拟分频单元32包括第二电阻R2、第二电感L2和第二电容C2，第二电阻R2与第二电感L2串联在信号放大器23的的第三输出端上，所述第二电容C2连接在信号放大器23的第三输出端和第四输出端之间。具体的，经过所述信号放大器23放大的音频信号分别传输至高频模拟分频单元31和低频模拟单元32；一方面，放大后的音频信号经过高频模拟分频单元31内的第一电阻R1衰减后，经过第一电容C1进行分频滤波，过滤掉非目标段低频信号留下目标段高频信号(利用电容“通高频、阻低频”的特性)，再经过第一电感L1将非目标段低频信号导入地表，目标段高频信号发送至发声模块40进行输出；高频模拟分频单元31过滤掉了非目标段低频信号，实现了高音还原与重现。另一方面，放大后的音频信号经过低频模拟分频单元32内的第二电阻R2衰减后，再经过第二电感L2进行高频段信号过滤，滤除掉非目标段高频信号留下目标段低频信号(利用电感“通低频、阻高频”的特性)，再经过第二电容L1将非目标段高频信号导入地表，目标段低频信号发送至发声模块40进行输出；低频模拟分频单元32过滤掉了大部分非目标段高频信号，实现了低音还原与重现。上述各元器件的规格都可依据实际需要选择和调整以达到较佳的音频分频滤波效果。高频模拟分频单元31和低频模拟分频单元32相配合分别实现了非目标段高频和低频信号的分频滤波，还原和重现了高频段和低频段的声音。

本实用新型实施例还提供一种音箱，包括上述的音箱分频电路以及发声模块40，所述音箱分频电路的电路结构及工作原理在上述实施例中已有说明，此处不再赘述。在本实用新型实施例中，发声模块40包括一组扬声器，其中一个扬声器接收经高频模拟分频单元31分频滤波后的音频信号并输出声音，另一个扬声器接收经低频模拟分频单元32分频滤波后的音频信号并输出声音，具体的，信号放大器23的第一输出端和第二输出端分别与其中一个扬声器的正、负极连接，信号放大器23的第三输出端和第四输出端分别与另一个扬声器的正、负极连接；第一电阻R1和第一电容C1串联在信号放大器23的第一输出端与扬声器的正极之间，第一电感L1的两端分别连接扬声器的正、负极；第二电阻R2、第二电感L2串联在信号放大器23的第三输出端与扬声器的正极之间，第二电容C2的两端分别连接扬声器的正、负极，两个扬声器的负极均接地。

相比于现有技术，本实用新型实施例提供的音箱分频电路及音箱具有以下进步：

1、通过数字信号处理模块10将音频信号初步数字分频滤波及转换处理，再通过信号放大模块20进行信号放大，最后由信号模拟分频单元30内的高频分频单元31和低频模拟分频单元32将放大后的信号进行低频段和高频段分频滤波，完成对分频点处的音频信号的再次分频滤波，使分频点处的音频信号滤波更为稳定，有效控制了不同功率驱动下音频信号动态压缩时音箱系统的频率响应，改善了音箱系统的失真。

2、经过数字信号处理模块10和信号模拟分频模块30对音频信号的双重分频滤波，有效滤除了非目标段音频信号，并通过信号模拟分频模块30内的高频模拟分频单元31和低频模拟分频单元32分别进行非目标段低频信号及非目标段高频信号过滤，滤除了非目标段的高、低频信号，较好地实现了高、低音频信号的还原和重现，降低了声音的失真度。

3、信号放大模块20放大后的音频信号经过信号模拟分频模块30的再次滤波，对分频处的音频信号的过滤更为彻底，及大地提升了分频滤波后的目标波段音频信号的质量，也进一步提升了音箱输出的声音音质。

4、整个音箱分频电路包括数字信号处理模块10、信号放大模块20、信号模拟分频模块30和发声模块40，各个模块电路结构都比较简单、整个电路容易实现，且各电路模块的元器件的规格均可依据实际需要选用和调整，比较灵活，能满足大多数音箱产品的分频滤波的需要。

本实用新型不局限于上述实施方式和实施例，其他任何未背离本实用新型的精神实质与原理下所做的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都应认为包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种音箱分频电路，其特征在于，包括依次电路连接的数字信号处理模块(10)、信号放大模块(20)和信号模拟分频模块(30)；

其中，所述数字信号处理模块(10)接收音频信号，并发送初步数字分频滤波及转换后的音频信号给信号放大模块(20)，所述信号放大模块(20)发送放大后的音频信号给所述信号模拟分频模块(30)；

所述信号模拟分频模块(30)包括分别与所述信号放大模块(20)电路连接的高频模拟分频单元(31)和低频模拟分频单元(32)。

2.如权利要求1所述的音箱分频电路，其特征在于，所述信号放大模块(20)包括四个输出端：第一输出端、第二输出端、第三输出端和第四输出端；所述第二输出端和第四输出端接地；

所述高频模拟分频单元(31)包括第一电阻(R1)、第一电容(C1)和第一电感(L1)，所述第一电阻(R1)与所述第一电容(C1)串联在所述第一输出端上，所述第一电感(L1)连接在所述第一输出端和第二输出端之间。

3.如权利要求2所述的音箱分频电路，其特征在于，所述低频模拟分频单元(31)包括第二电阻(R2)、第二电感(L2)和第二电容(C2)，所述第二电阻(R2)与所述第二电感(L2)串联在所述第三输出端上，所述第二电容(C2)连接在所述第三输出端和第四输出端之间。

4.一种音箱，其特征在于，包括权利要求1至3任一项所述的音箱分频电路以及发声模块(40)，所述信号模拟分频模块(30)发送最终分频滤波处理后的音频信号至发声模块(40)。