CN211580199U - 一种音箱参数调节系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种音箱参数调节系统，包括上位机和音箱，上位机通过喇叭线连接音箱,上位机包括功放电路、继电器、限流电路、差分驱动电路、正弦波发生器和第一数据处理单元,音箱包括低通滤波器、扬声器、高通滤波器、整流滤波电路、升压电路和第二数据处理单元；通过在上位机设置差分驱动电路，当上位机将继电器的常闭触点切换到常开触点的时候，能够直接通过上位机提供电源到音箱的参数读取电路上，从而不需要额外增加设备与音箱的接线；同时，通过设置第二数据处理单元，能够预置当前音箱的参数，并将参数返回上位机，用户依据上位机获取参数对音箱进行调节，能够降低调节的难度，避免用户仅仅依靠自己的感觉去调节的情况出现。

Description

一种音箱参数调节系统

技术领域

本实用新型涉及音箱调节技术领域，特别涉及一种音箱参数调节系统。

背景技术

音箱由于喇叭单元、分音器、箱体的不同，每一种音箱的参数都不一样，针对不同音箱需要搭配不同的功放机，通常情况下，人们在使用音箱与功放机搭配时，往往需要经过专业人员将音箱与功放机搭配好，同时，还需要专业的设备才能对音箱的参数进行调节，这样才能实现最好的音频播放。

但是，传统的参数调节方式存在以下缺陷：(1)需要专业人员才能搭配好音箱与功放机，用户靠自己得感觉来调试，往往很难将功放机调节到最适合音箱的状态，这样导致了调节成本高；(2)需要专业的设备与音箱连接才能获取音箱的参数，从而依据音箱的参数进行调节，这样导致了需要额外增加专设备与音箱的接线才能实现参数调节，从而导致音箱参数调节十分麻烦。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型提出一种音响参数调节系统。

本实用新型的技术方案是这样实现的：

一种音箱参数调节系统，包括上位机和音箱，所述上位机通过喇叭线连接所述音箱；

其中，所述上位机包括用于输出音频信号的功放电路、继电器、限流电路、差分驱动电路、正弦波发生器和第一数据处理单元，所述功放电路与继电器常闭触点连接，所述正弦波发生器分别与差分驱动电路的输入端和第一数据处理单元连接，所述差分驱动电路的输出端与所述限流电路输入端连接，所述限流电路输出端和第一数据处理单元分别与继电器常开触点连接，所述第一数据处理单元分别与继电器线圈和差分驱动电路连接；

所述音箱包括低通滤波器、扬声器、高通滤波器、整流滤波电路、升压电路和第二数据处理单元，所述低通滤波器和高通滤波器的输入端分别与上位机的输出端连接，所述低通滤波器的输出端与扬声器连接，所述高通滤波器的输出端分别与所述整流滤波电路和第二数据处理单元连接，所述整流滤波电路与升压电路连接。

作为所述音箱参数调节系统的进一步可选方案，所述限流电路包括第一电源、恒流源、第一三极管和第二三极管，所述恒流源输入端与电源正极连接，所述恒流源输出端与第一三极管的集电极连接，所述第一三极管的基极与差分驱动电路输出端连接，所述第一三极管的发射极与所述第二三极管的集电极连接，所述第二三极管的基极与差分驱动电路输出端连接，所述第二三极管的发射极与电源负极连接。

作为所述音箱参数调节系统的进一步可选方案，所述第一数据处理单元包括第一MCU单片机、第二电源、第三三极管、第一二极管、第一比较器和第二比较器，所述第一比较器的正极和第二比较器的负极与继电器常开触点连接，所述第一比较器负极和第二比较器的正极与第二电源连接，所述第一比较器和第二比较器的输出端分别与第一MCU单片机连接，所述第一MCU单片机与第三三极管的基极连接，所述第三三极管的发射极与第一二极管的正极连接，所述第三三极管的集电极接地，所述第一二极管的负极与差分驱动电路输入端连接。

作为所述音箱参数调节系统的进一步可选方案，所述整流滤波电路包括第二二极管和第一电容，所述第二二极管的正极与高通滤波器输出端连接，所述第二二极管的负极分别与第一电容的输入端和升压电路的输出端连接，所述第一电容的输出端与升压电路的输入端连接。

作为所述音箱参数调节系统的进一步可选方案，所述第二数据处理单元包括第二MCU单片机、第三电源、第四三极管、第三二极管、第三比较器和第四比较器，所述第三比较器的正极、第四比较器的负极和第三二极管的负极与高通滤波器输出端连接，所述第三比较器的负极和第四比较器的正极与第三电源连接，所述第三比较器的输出端和第四比较器的输出端与第二MCU单片机连接，所述第二MCU单片机与第四三极管的基极连接，所述第四三极管的发射极与第三二极管的正极连接，所述第四三极管的集电极接地。

作为所述音箱参数调节系统的进一步可选方案，所述差分驱动电路包括包括运算放大器、第一电阻至第十电阻、第二电容至第七电容，正弦波发生器输出信号依次接第一电阻、第二电容后分接第二电阻一端后再接第三电阻一端，第二电阻另一端接第三电容后接地，第三电阻另一端接运算放大器的同相输入脚后接第四电阻后再分别接运算放大器的反相输出脚和第九电阻一端，运算放大器的反相输入脚接第七电阻一端后接第八电阻后再分别接运算放大器的同相输出脚和第十电阻一端，第七电阻另一端分别接第五电阻一端和第六电阻一端，第五电阻另一端接第四电容后接地，第六电阻另一端接第五电容后接地，第九电阻另一端接第六电容一端后接输出端负极，第十电阻另一端接第七电容一端后接输出端正极，第六电容另一端和第七电容另一端后接地。

作为所述音箱参数调节系统的进一步可选方案，所述升压电路包括第四电源、第八电容、第九电容、第十电容、第十一电容、储能电感、第四二极管、第十一电阻、第十二电阻以及升压控制芯片；所述升压电路的电源接入端与所述储能电感连接，所述升压电路的电源接入端与所述储能电感之间并联所述第八电容和所述第九电容，并且所述第八电容和所述第九电容分别接地，所述储能电感与所述第四二极管连接，所述储能电感与所述第四二极管之间接入所述升压控制芯片的转换引脚；所述第四二极管与所述升压电路的电压输出端连接；所述第四二极管与所述升压电路的电压输出端之间并联所述第十一电阻、所述第十电容、所述第十一电容；所述第十电容和所述第十一电容分别接地；所述第十一电阻连接所述第十二电阻，所述第十二电阻接地，所述第十一电阻与所述第十二电阻之间接入所述升压控制芯片的反馈引脚，所述升压控制芯片的电压输入引脚与所述第四电源连接。

本实用新型的有益效果是：通过在上位机设置差分驱动电路，当上位机将继电器的常闭触点切换到常开触点的时候，能够直接通过上位机提供电源到音箱的参数读取电路上，从而不需要额外增加设备与音箱的接线，方便了用户对于音箱参数的调节；同时，通过设置第二数据处理单元，能够预置当前音箱的参数，并将参数返回上位机，用户依据上位机获取参数对音箱进行调节，能够降低调节的难度，避免用户仅仅依靠自己的感觉去调节的情况出现。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型一种音箱参数调节系统的组成电路示意图；

图2为本实用新型一种音箱参数调节系统的上位机组成电路示意图；

图3为本实用新型一种音箱参数调节系统的音箱组成电路示意图；

图4为本实用新型一种音箱参数调节系统的差分驱动电路示意图；

图5为本实用新型一种音箱参数调节系统的升压电路示意图；

图6为本实用新型的正弦波调制方式中逻辑1的波形示意图；

图7为本实用新型的正弦波调制方式中逻辑0的波形示意图。

具体实施方式

下面将对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本实用新型保护的范围。

参照图1-7，一种音箱参数调节系统，包括上位机和音箱，所述上位机通过喇叭线连接所述音箱；

其中，所述上位机包括用于输出音频信号的功放电路、继电器、限流电路、差分驱动电路、64K正弦波发生器和第一数据处理单元，所述功放电路与继电器常闭触点连接，所述正弦波发生器分别与差分驱动电路的输入端和第一数据处理单元连接，所述差分驱动电路的输出端与所述限流电路输入端连接，所述限流电路输出端和第一数据处理单元分别与继电器常开触点连接，所述第一数据处理单元分别与继电器线圈和差分驱动电路连接；需要说明的是，所述功放电路为现有技术中能够输出音频信号的电路，这里不做具体的描述；此外，所述继电器、限流电路、差分驱动电路、64K正弦波发生器和第一数据处理单元组成上位机的调制电路，通过调制电路获取音箱的参数；

所述音箱包括22KHz无源低通滤波器、扬声器、22KHz无源高通滤波器、整流滤波电路、升压电路和第二数据处理单元，所述低通滤波器和高通滤波器的输入端分别与上位机的输出端连接，所述低通滤波器的输出端与扬声器连接，所述高通滤波器的输出端分别与所述整流滤波电路和第二数据处理单元连接，所述整流滤波电路与升压电路连接；

所述限流电路包括第一电源、200MA恒流源、第一三极管Q1和第二三极管Q2，所述200MA恒流源输入端与电源正极连接，所述200MA恒流源输出端与第一三极管Q1的集电极连接，所述第一三极管Q1的基极与差分驱动电路输出端连接，所述第一三极管Q1的发射极与所述第二三极管Q2的集电极连接，所述第二三极管Q2的基极与差分驱动电路输出端连接，所述第二三极管Q3的发射极与电源负极连接；

所述第一数据处理单元包括第一MCU单片机、第二电源、第三三极管Q3、第一二极管D1、第一比较器P1和第二比较器P2，所述第一比较器P1的正极和第二比较器P2的负极与继电器常开触点连接，所述第一比较器P1负极和第二比较器P2的正极与第二电源连接，所述第一比较器P1和第二比较器P2的输出端分别与第一MCU单片机连接，所述第一MCU单片机与第三三极管Q3的基极连接，所述第三三极管Q3的发射极与第一二极管D1的正极连接，所述第三三极管Q3的集电极接地，所述第一二极管D1的负极与差分驱动电路输入端连接；

所述整流滤波电路包括第二二极管D2和第一电容C1，所述第二二极管D2的正极与高通滤波器输出端连接，所述第二二极管D2的负极分别与第一电容C1的输入端和升压电路的输出端连接，所述第一电容C1的输出端与升压电路的输入端连接；

所述第二数据处理单元包括第二MCU单片机、第三电源、第四三极管Q4、第三二极管D3、第三比较器P3和第四比较器P4，所述第三比较器P3的正极、第四比较器P4的负极和第三二极管D3的负极与高通滤波器输出端连接，所述第三比较器P3的负极和第四比较器P4的正极与第三电源连接，所述第三比较器P3的输出端和第四比较器P4的输出端与第二MCU单片机连接，所述第二MCU单片机与第四三极管Q4的基极连接，所述第四三极管Q4的发射极与第三二极管D3的正极连接，所述第四三极管Q4的集电极接地；

所述差分驱动电路包括包括运算放大器U1、第一电阻R1至第十电阻R10、第二电容C2至第七电容C7，正弦波发生器输出信号依次接第一电阻R1、第二电容C2后分接第二电阻R2一端后再接第三电阻R3一端，第二电阻R2另一端接第三电容C3后接地，第三电阻R3另一端接运算放大器U1的同相输入脚后接第四电阻R4后再分别接运算放大器U1的反相输出脚和第九电阻R9一端，运算放大器U1的反相输入脚接第七电阻R7一端后接第八电阻R8后再分别接运算放大器U1的同相输出脚和第十电阻R10一端，第七电阻R7另一端分别接第五电阻R5一端和第六电阻R6一端，第五电阻R5另一端接第四电容C4后接地，第六电阻R6另一端接第五电容C5后接地，第九电阻R9另一端接第六电容C6一端后接输出端负极，第十电阻R10另一端接第七电容C7一端后接输出端正极，第六电容C6另一端和第七电容C7另一端后接地；

所述升压电路包括第四电源、第八电容C8、第九电容C9、第十电容C10、第十一电容C11、储能电感L1、第四二极管D4、第十一电阻R11、第十二电阻R12以及升压控制芯片IC；所述升压电路的电源接入端与所述储能电感L1连接，所述升压电路的电源接入端与所述储能电感L1之间并联所述第八电容C8和所述第九电容C9，并且所述第八电容C8和所述第九电容C9分别接地，所述储能电感L1与所述第四二极管D4连接，所述储能电感L1与所述第四二极管D4之间接入所述升压控制芯片IC的转换引脚SW；所述第四二极管D4与所述升压电路的电压输出端连接；所述第四二极管D4与所述升压电路的电压输出端之间并联所述第十一电阻R11、所述第十电容C10、所述第十一电容C11；所述第十电容C10和所述第十一电容C11分别接地；所述第十一电阻R11连接所述第十二电阻R12，所述第十二电阻R12接地，所述第十一电阻R11与所述第十二电阻R12之间接入所述升压控制芯片IC的反馈引脚FB，所述升压控制芯片IC的电压输入引脚与所述第四电源连接。

正常使用时，通过功放电路输出音频信号，通过喇叭线将音频信号传输到扬声器进行播放，当需要获取音箱参数进行调节时，通过正弦波发生器输出一个64K的正弦波，发送至差分驱动电路和第一MCU单片机，使得差分驱动电路给上位机的电路电路提供电源，第一MCU单片机给继电器线圈发送电压，使得继电器的常闭触点切换到继电器的常开触点，从而实现功放和调制的切换，然后通过喇叭线将上位机的正弦波信号发送至音箱，由于22KHz无源低通滤波器的特性，正弦波信号无法进入扬声器，从而防止了扬声器的损坏，同时，由于22KHz无源高通滤波器的特性，正弦波信号进入整流滤波电路，经过整流滤波电路处理后，输出直流到升压电路进行升压，从而启动第二MCU单片机，第二MCU单片机启动后识别上位机传输过来的数据，并将预置好的音箱的参数筛选出当前的音箱参数，将音箱的参数通过喇叭线返回上位机的第一比较器和第二比较器，第一比较器输出正相脉冲和第二比较器输出负相脉冲到第一MCU单片机进行处理，将处理后的数据进行显示供用户参考，一直到所有音箱参数都查询到，上位机将继电器切回到功放输出，完成音箱参数的查询过程；需要说明的是，上位机将继电器切换到调制电路的时候，首先输出1秒的逻辑0的波形，让音箱端电路可以整流、滤波，开始供电，第二MCU单片机开始初始化，然后上位机再开始向音箱端发送查询指令，获取音箱参数。

需要说明的是，每一个正弦波周期调制1Bit数据，正弦波前半周期用于位同步，后半周期用于调制数据，发送端需要发送0逻辑时，在此周期用三极管将喇叭线断路，将喇叭线上的电压差限制在200mV内，由于上位机调制电路驱动端有200mA限流电路，因此不会损坏三极管和驱动电路，接收端在检测到喇叭线峰峰值低于500mV时就认为接收到一个0数据，超过500mV则认为收到一个1数据；

此外，在音箱电路中，喇叭线输入信号将经过一个22K低通滤波器到喇叭，对应64KHz的调制信号来说，此低通滤波器阻止调制信号输出到扬声器单元，避免调制信号对扬声器的影响，且调制信号高达64KHz，远超过扬声器的响应范围，也远超过人耳能够听到的音频范围，所以使用者是不受影响的，另外，低通滤波器也让扬声器的阻抗在64KHz时大大提高，降低扬声器对调制信号的衰减，同时，喇叭线输入信号也将经过一个22KHz的高通滤波器到调制解调电路，阻止音频信号输出到调制解调电路的幅度，以及避免调制解调电路对音频信号的干扰；

以及，上位机用64KHz正玄波来驱动喇叭线，并在64KHz正弦波上调制通讯数据，逻辑1的波形图如图6所示，逻辑0的波形图如图7所示。

在本实施例中，通过在上位机设置差分驱动电路，当上位机将继电器的常闭触点切换到常开触点的时候，能够直接通过上位机提供电源到音箱的参数读取电路上，从而不需要额外增加设备与音箱的接线，方便了用户对于音箱参数的调节；同时，通过设置第二数据处理单元，能够预置当前音箱的参数，并将参数返回上位机，用户依据上位机获取参数对音箱进行调节，能够降低调节的难度，避免用户仅仅依靠自己的感觉去调节的情况出现。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施方式而已，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、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种音箱参数调节系统，包括上位机和音箱，所述上位机通过喇叭线连接所述音箱，其特征在于，所述上位机包括用于输出音频信号的功放电路、继电器、限流电路、差分驱动电路、正弦波发生器和第一数据处理单元，所述功放电路与继电器常闭触点连接，所述正弦波发生器分别与差分驱动电路的输入端和第一数据处理单元连接，所述差分驱动电路的输出端与所述限流电路输入端连接，所述限流电路输出端和第一数据处理单元分别与继电器常开触点连接，所述第一数据处理单元分别与继电器线圈和差分驱动电路连接；

所述音箱包括低通滤波器、扬声器、高通滤波器、整流滤波电路、升压电路和第二数据处理单元，所述低通滤波器和高通滤波器的输入端分别与上位机的输出端连接，所述低通滤波器的输出端与扬声器连接，所述高通滤波器的输出端分别与所述整流滤波电路和第二数据处理单元连接，所述整流滤波电路与升压电路连接。

2.根据权利要求1所述的一种音箱参数调节系统，其特征在于，所述限流电路包括第一电源、恒流源、第一三极管和第二三极管，所述恒流源输入端与电源正极连接，所述恒流源输出端与第一三极管的集电极连接，所述第一三极管的基极与差分驱动电路输出端连接，所述第一三极管的发射极与所述第二三极管的集电极连接，所述第二三极管的基极与差分驱动电路输出端连接，所述第二三极管的发射极与电源负极连接。

3.根据权利要求2所述的一种音箱参数调节系统，其特征在于，所述第一数据处理单元包括第一MCU单片机、第二电源、第三三极管、第一二极管、第一比较器和第二比较器，所述第一比较器的正极和第二比较器的负极与继电器常开触点连接，所述第一比较器负极和第二比较器的正极与第二电源连接，所述第一比较器和第二比较器的输出端分别与第一MCU单片机连接，所述第一MCU单片机与第三三极管的基极连接，所述第三三极管的发射极与第一二极管的正极连接，所述第三三极管的集电极接地，所述第一二极管的负极与差分驱动电路输入端连接。

4.根据权利要求3所述的一种音箱参数调节系统，其特征在于，所述整流滤波电路包括第二二极管和第一电容，所述第二二极管的正极与高通滤波器输出端连接，所述第二二极管的负极分别与第一电容的输入端和升压电路的输出端连接，所述第一电容的输出端与升压电路的输入端连接。

5.根据权利要求4所述的一种音箱参数调节系统，其特征在于，所述第二数据处理单元包括第二MCU单片机、第三电源、第四三极管、第三二极管、第三比较器和第四比较器，所述第三比较器的正极、第四比较器的负极和第三二极管的负极与高通滤波器输出端连接，所述第三比较器的负极和第四比较器的正极与第三电源连接，所述第三比较器的输出端和第四比较器的输出端与第二MCU单片机连接，所述第二MCU单片机与第四三极管的基极连接，所述第四三极管的发射极与第三二极管的正极连接，所述第四三极管的集电极接地。

6.根据权利要求5所述的一种音箱参数调节系统，其特征在于，所述差分驱动电路包括运算放大器、第一电阻至第十电阻、第二电容至第七电容，正弦波发生器输出信号依次接第一电阻、第二电容后分接第二电阻一端后再接第三电阻一端，第二电阻另一端接第三电容后接地，第三电阻另一端接运算放大器的同相输入脚后接第四电阻后再分别接运算放大器的反相输出脚和第九电阻一端，运算放大器的反相输入脚接第七电阻一端后接第八电阻后再分别接运算放大器的同相输出脚和第十电阻一端，第七电阻另一端分别接第五电阻一端和第六电阻一端，第五电阻另一端接第四电容后接地，第六电阻另一端接第五电容后接地，第九电阻另一端接第六电容一端后接输出端负极，第十电阻另一端接第七电容一端后接输出端正极，第六电容另一端和第七电容另一端后接地。

7.根据权利要求6所述的一种音箱参数调节系统，其特征在于，所述升压电路包括第四电源、第八电容、第九电容、第十电容、第十一电容、储能电感、第四二极管、第十一电阻、第十二电阻以及升压控制芯片；所述升压电路的电源接入端与所述储能电感连接，所述升压电路的电源接入端与所述储能电感之间并联所述第八电容和所述第九电容，并且所述第八电容和所述第九电容分别接地，所述储能电感与所述第四二极管连接，所述储能电感与所述第四二极管之间接入所述升压控制芯片的转换引脚；所述第四二极管与所述升压电路的电压输出端连接；所述第四二极管与所述升压电路的电压输出端之间并联所述第十一电阻、所述第十电容、所述第十一电容；所述第十电容和所述第十一电容分别接地；所述第十一电阻连接所述第十二电阻，所述第十二电阻接地，所述第十一电阻与所述第十二电阻之间接入所述升压控制芯片的反馈引脚，所述升压控制芯片的电压输入引脚与所述第四电源连接。

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