CN215187382U - 扩音器设备 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种扩音器设备，包括：主输入接口、USB接口、D类功放单元、信号转换单元、第一输出单元与第二输出单元，主输入接口连接音频信号输入设备，主输入接口还连接D类功放单元与信号转换单元，USB接口连接上位机与信号转换单元，信号转换单元连接D类功放单元，D类功放单元连接第一输出单元与第二输出单元，第一输出单元与第二输出单元均连接外部音箱，采用了可连接多种类型声音源的输入接口，还能连接电脑进行远程播放及录音，通过两个独立的输出单元可将声音在两个独立区域进行播放，功能强大能满足多样化场景对扩音设备的需求，且采用D类功放使得效率提高，减少能量的消耗。

Description

扩音器设备

技术领域

本申请涉及扩音器技术领域，特别是涉及一种扩音器设备。

背景技术

随着生活水平的提高，扩音器设备的需求在教育或娱乐行业中持续增长，对于功能的需求也呈现多样化。对于小型场馆可能需要能兼容现场和远程听众的扩音器设备，而对于中型场馆由于场地更大，会需要更多的声音源输入，还需要将声音功放至不同区域以满足让众多听众同时收听的目的。

现有主流的扩音器设备功能有限，拥有多样化输入接口的专业级别扩音器设备，一般使用的是老式AB类功放，效率较低，或者还有是一些扩音器设备没有多种类型声音源的输入接口，还有一些不能直接连接电脑进行远程播放。

实用新型内容

基于此，有必要针对现有扩音器设备功能有限的问题，提供一种扩音器设备，兼具D类功放、USB输入和多种声音源类型输入。

一种扩音器设备，包括：主输入接口、USB接口、D类功放单元、信号转换单元、第一输出单元与第二输出单元，所述主输入接口连接音频信号输入设备，所述主输入接口还连接所述D类功放单元与所述信号转换单元，所述USB接口连接上位机与所述信号转换单元，所述信号转换单元连接所述D类功放单元，所述D类功放单元连接所述第一输出单元与所述第二输出单元，所述第一输出单元与所述第二输出单元均连接外部音箱。

在其中一个实施例中，上述扩音器设备还包括辅助输入接口，所述辅助输入接口连接外部辅助设备，还连接所述D类功放单元与所述信号转换单元。

在其中一个实施例中，上述扩音器设备还包括输入音量调节单元，所述主输入接口与所述辅助输入接口均通过所述输入音量调节单元连接所述D类功放单元与所述信号转换单元，所述USB接口通过所述输入音量调节单元连接所述信号转换单元。

在其中一个实施例中，上述扩音器设备还包括输出音量调节单元，所述主输入接口、所述辅助输入接口与所述信号转换单元均通过所述输出音量调节单元连接所述D类功放单元。

在其中一个实施例中，上述扩音器设备还包括音调调节单元，所述主输入接口通过所述音调调节单元连接所述D类功放单元与所述信号转换单元。

在其中一个实施例中，上述扩音器设备还包括输出单元切换开关，所述主输入接口通过所述输出单元切换开关连接所述D类功放单元。

在其中一个实施例中，上述扩音器设备还包括输入设备类型切换开关，所述主输入接口通过所述输入设备类型切换开关连接所述D类功放单元与所述信号转换单元。

在其中一个实施例中，上述扩音器设备还包括低频滤波单元，所述主输入接口通过所述低频滤波单元连接所述D类功放单元与所述信号转换单元。

在其中一个实施例中，上述扩音器还包括电源接口，所述电源接口连接外部电源、所述D类功放单元及所述信号转换单元。

在其中一个实施例中，上述扩音器设备还包括温度传感器与风扇，所述温度传感器连接所述风扇。

上述扩音器设备，采用了可连接多种类型声音源的输入接口，还能连接电脑进行远程播放及录音，通过两个独立的输出单元可将声音在两个独立区域进行播放，功能强大能满足多样化场景对扩音设备的需求，且采用D类功放使得效率提高，减少能量的消耗。

附图说明

图1为一实施例中扩音器设备的系统框图；

图2为一实施例中D类功放单元的电路图；

图3为一实施例中信号转换单元的电路图；

图4为一实施例中扩音器设备的拓扑图；

图5为一实施例中扩音器设备的前面板示意图；

图6为一实施例中扩音器设备的背面板示意图。

具体实施方式

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

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

可以理解，本申请所使用的术语“第一”、“第二”等可在本文中用于描述各种元件，但这些元件不受这些术语限制。这些术语仅用于将第一个元件与另一个元件区分。举例来说，在不脱离本申请的范围的情况下，可以将第一电阻称为第二电阻，且类似地，可将第二电阻称为第一电阻。第一电阻和第二电阻两者都是电阻，但其不是同一电阻。

可以理解，以下实施例中的“连接”，如果被连接的电路、模块、单元等相互之间具有电信号或数据的传递，则应理解为“电连接”、“通信连接”等。

在此使用时，单数形式的“一”、“一个”和“所述/该”也可以包括复数形式，除非上下文清楚指出另外的方式。还应当理解的是，术语“包括/包含”或“具有”等指定所陈述的特征、整体、步骤、操作、组件、部分或它们的组合的存在，但是不排除存在或添加一个或更多个其他特征、整体、步骤、操作、组件、部分或它们的组合的可能性。

在一个实施例中，如图1所示，提供一种扩音器设备，包括：主输入接口110、USB接口120、D类功放单元130、信号转换单元140、第一输出单元150与第二输出单元160，主输入接口110连接音频信号输入设备，主输入接口110还连接D类功放单元130与信号转换单元140，USB接口120连接上位机与信号转换单元140，信号转换单元140连接D类功放单元130，D类功放单元130连接第一输出单元150与第二输出单元160，第一输出单元150与第二输出单元160均连接外部音箱。

具体地，外部音频信号输入设备通过主输入接口110输入声音信号，主输入接口110连接D类功放单元130将声音信号进行声音放大，再通过第一输出单元150与第二输出单元160连接外部音箱进行扩音功放；另外，主输入接口110还将声音信号上传至信号转换单元140，信号转换单元140将模拟的声音信号转换成数字的声音信号后，通过USB接口120将数字的声音信号上传至上位机进行远程直播或录音等。此外，上位机也可以通过USB接口120输入声音信号至信号转换单元140，转换后再连接D类功放单元130将声音信号通过第一输出单元150与第二输出单元160连接外部音箱进行扩音功放。

其中，主输入接口110的数量可为一个，也可为两个及以上，连接多个音频信号输入设备进行混音功放。具体地，音频信号输入设备可包括麦克风等单声道的输入设备，还可包括电乐器与合成器等立体声的音频输入设备。在一个实施例中，如图4所示，主输入接口110的数量为八个，每个主输入接口110连接不同的音频信号输入设备获取声音信号。

进一步地，D类功放单元130为通过控制开关单元的导通和截止，驱动将输入的声音信号进行有效放大后输出的功放，在无信号输入时，D类运放单元可处于截止状态。在本实施例中，如图2所示，D类功放单元130包括振荡器、比较器、MOS管Q1、MOS管Q2、电感L1与电容C1，比较器的输入负极输入为需要进行放大的声音信号，比较器的输入正极连接振荡器，比较器的输出极连接MOS管Q1与MOS管Q2的栅极，MOS管Q1的源极连接MOS管Q2的漏极，MOS管Q1的漏极连接电源端VDD+，MOS管Q2的源极连接电源端VSS-；电感L1的第一端连接MOS管Q1的源极与MOS管Q2的漏极，电感L1的第二端通过电容C1接地，电感L1的第二端还将作为D类功放单元130放大处理后的声音信号的输出端。具体地，振荡器将产生高频率的三角波与需要进行放大的声音信号在比较器中进行比较得到脉宽调制的音频信号，再通过控制大电流开关放大器MOS管Q1与MOS管Q2，输出高电压、大电流的大功率PWM信号，最后采用一个LC组成的低通滤波器将大功率PWM波形中的声音信息还原出来进行输出。

进一步地，信号转换单元140可对模拟的声音信号与数字的声音信号进行双向转换，可将来自主输入接口110的模拟声音信号转换为数字声音信号后，通过USB输送给上位机，还可将来自上位机的数字声音信号转换为模拟声音信号后，通过D类功放单元130功放输出。具体地，如图3所示，信号转换单元140包括立体声音转码器、立体声音转码器的外围电路以及稳压电路，立体声音转码器为芯片U1，USB接口120连接至插座CN2，再通过芯片U1的外围电路连接至芯片U1的端口D+、端口D-以及端口VBUS；稳压电路包括稳压器U3及低压降稳压器U4，外部+12V的电源经过稳压器U3后降压输出+5V的电源，再经过低压降稳压器U4后输出+3.3V的电源，给立体声音转码器及其外围电路供电。

此外，第一输出单元150与第二输出单元160均由变压器与输出接口组成，声音信号在经过D类功放单元130后，分别连接至两个独立的变压器与输出接口进行声音输出。如图4所示，第一输出单元150包括变压器OT1与第一输出接口SPK1，变压器OT1的输入端连接D类功放单元130，输出端连接第一输出接口SPK1，第二输出单元160包括变压器OT2与第二输出接口SPK2，变压器OT2的输入端连接D类功放单元130，输出端连接第二输出接口SPK2，第一输出接口SPK1与第二输出接口SPK2分别连接至外部音箱进行声音输出。

可选地，D类功放单元130的数量可为两个，第一输出单元150与第二输出单元160分别对应连接一个D类功放单元130进行功放。

上述扩音器，采用了可连接多种类型声音源的输入接口，还能连接电脑进行远程播放及录音，通过两个独立的输出单元可将声音在两个独立区域进行播放，功能强大能满足多样化场景对扩音设备的需求，且采用D类功放使得效率提高，减少能量的消耗。

在一个实施例中，如图1所示，上述扩音器设备还包括辅助输入接口170，辅助输入接口170连接外部辅助设备，还连接D类功放单元130与信号转换单元140。

具体地，外部辅助设备可以是连接手机，也可以是连接CD播放器，还可以是连接MP3播放器。与主输入接口110类似，上述外部辅助设备通过辅助输入接口170输入声音信号，辅助输入接口170连接D类功放单元130将声音信号进行声音放大，再通过第一输出单元150与第二输出单元160连接外部音箱进行扩音功放；另外，辅助输入接口170也可将声音信号上传至信号转换单元140，信号转换单元140将模拟的声音信号转换成数字的声音信号后，通过USB接口120将数字的声音信号上传至上位机进行远程直播或录音等。

其中，辅助输入接口170的数量可为一个，也可为两个及以上，连接多个辅助设备。在一个实施例中，如图4所示，辅助输入接口170的数量为两个。

在本实施例中，对本申请扩音器增加了两个辅助输入接口170，可满足更多场景下的扩音需求。

在一个实施例中，如图4所示，上述扩音器设备还包括输入音量调节单元210，主输入接口110与辅助输入接口170均通过输入音量调节单元210连接D类功放单元130与信号转换单元140，USB接口120通过输入音量调节单元210连接信号转换单元140。

具体地，输入音量调节单元210为可对声音信号分贝大小进行调节的电路，可由电阻分压电路实现，也可采用可控的电位器实现，不以此为限定。主输入接口110与辅助输入接口170输入的声音信号，在输入音量调节单元210的调节后，输出至D类功放单元130与信号转换单元140进行功放或者远程输出。其中，在主输入接口110与辅助输入接口170的数量为两个以上时，每个接口均对应连接一个输入音量调节单元210进行音量调节。

进一步地，上位机通过USB接口120输入的声音信号，同样的在输入音量调节单元210调节后，输入信号转换单元140进行转换，再输出至D类功放单元130进行功放输出。可选的，如图3所示，上位机通过USB接口120输入的声音信号也可先经过信号转换单元140，信号转换单元140可通过插座CN1与插座CN3连接输入音量调节单元210接收其S/PDIF信号进行音量调节后，通过端口OUT输出至D类功放单元130进行功放输出。

在本实施例中，对应每个输入口均配置一个音量调节，可让使用者更方便在有多路输入时进行单独调节。

在一个实施例中，如图4所示，上述扩音器设备还包括输出音量调节单元220，主输入接口110、辅助输入接口120与信号转换单元140均通过输出音量调节单元220连接D类功放单元130。

具体地，输出音量调节单元220为可对声音信号分贝大小进行调节的电路，可由电阻分压电路实现，也可采用可控的电位器实现，不以此为限定。输出音量调节单元220连接于上述扩音器设备的输出侧，可对输出的声音信号进行整体的音量调节，可同时控制来自主输入接口110、辅助输入接口120与信号转换单元140的所有的混合后的声音信号，进行同等幅度的音量控制后再进行输出。其中，来自信号转换单元140的声音信号即为上位机通过USB接口120输入的声音信号。

可选地，当D类功放单元130的数量为两个时，输出音量调节单元220的数量也可为两个，分别对输入至两个D类功放单元130的声音信号进行调节。

可选地，输出音量调节单元220可连接在D类功放单元130之后，对功放后的声音信号进行音量调节输出。

在本实施例中，在对多路输入的声音信号进行混音后，设计一个输出声音信号的总音量调节单元，而在分区域使用的两个输出单元中，也分别设计音量控制，让使用更便捷。

在一个实施例中，如图4所示，上述扩音器设备还包括音调调节单元230，主输入接口110通过音调调节单元230连接D类功放单元130与信号转换单元140。

具体地，音调调节单元230为可对声音信号中的高频与低频成分的比重进行调节的电路，可分为低音调节单元与高音调节单元，音调调节单元230可衰减式音调控制电路实现，也可以由负反馈式音调控制电路，不以此为限定。主输入接口110输入的声音信号，在音调调节单元230的调节后，输出至D类功放单元130与信号转换单元140进行功放或者远程输出。其中，在主输入接口110的数量为两个以上时，每个接口均对应连接一个音调调节单元230进行音调调节。

在本实施例中，对应每个主输入接口110配置一个音调调节单元230，可满足听者对声音的不同效果的需求。

在一个实施例中，如图4所示，上述扩音器设备还包括输出单元切换开关240，主输入接口110通过输出单元切换开关240连接D类功放单元120。

具体地，输出单元切换开关240为单刀双掷的开关元件。在本实施例中，D类功放单元120的数量为两个，第一D类功放单元连接第一输出单元150的变压器OT1，第二D类功放单元连接第二输出单元160的变压器OT2。输出单元切换开关240的输入端连接主输入接口110，输出单元切换开关240的第一输出端连接第一D类功放单元，输出单元切换开关240的第二输出端连接第一D类功放单元与第二D类功放单元。当输出单元切换开关240打到第一输出端时，只有第一输出接口SPK1有声音信号的输出，当输出单元切换开关240打到第二输出端时，第一输出接口SPK1与第二输出接口SPK2均有声音输出。

其中，在主输入接口110的数量为两个以上时，每个接口均对应连接一个输出单元切换开关240进行输出单元的切换，可单独控制每一个接口输入的声音信号是从第一输出接口SPK1输出还是第一输出接口SPK1与第二输出接口SPK2均输出。

在本实施例中，增加了输出单元的切换开关，让扩音器设备对输出更灵活可控。

在一个实施例中，如图4所示，上述扩音器设备还包括输入设备类型切换开关250，主输入接口110通过输入设备类型切换开关250连接D类功放单元130与信号转换单元140。

具体地，输入设备类型切换开关250也为单刀双掷的开关元件，可在主输入接口110输入不同类型的输入设备时，进行细微调整。音频信号输入设备可包括麦克风等单声道的输入设备，还可包括电乐器与合成器等立体声的音频输入设备，其中，麦克风等单声道的输入设备由于输出功率较小，需要采用前置放大器进行放大，而电乐器与合成器等立体声的音频输入设备的本身输出功率已经较大，无需前置放大器。

当主输入接口110连接立体声的音频输入设备时，输入设备类型切换开关250需要打到line端，此时，该接口输入的声音信号不会经过前置放大器的放大。当主输入接口110连接单声道的输入设备时，输入设备类型切换开关250需要打到mic端，此时，该接口输入的声音信号需要经过前置放大器的放大。可选的，当输入设备类型切换开关250打到mic端时，还包括一个麦克风微调器，对前置放大器的放大效果进行微调。

在本实施例中，针对主输入接口110中不同类型输入设备输入的声音信号，可进行调整后输出至功放或远程输出。

在一个实施例中，如图4所示，上述扩音器设备还包括低频滤波单元260，主输入接口110均通过低频滤波单元260连接D类功放单元130与信号转换单元140。具体地，在输入接口处增设了一个低频滤波器，可减少潜在的反馈噪声。

在一个实施例中，如图5与图6所示，上述扩音器设备还包括电源接口，电源接口连接外部电源、D类功放单元110及信号转换单元140。具体地，电源接口可连接外部110V和220V的两种规格的电压输入，连接至D类功放单元110及信号转换单元140进行供电。可选地，还包括电源开关串接于供电回路上对是否进行供电进行控制。可选地，还可包括输入电压选择切换开关，进行110V与220V的供电电压进行切换。

在本实施例中，采用双电压模式进行供电，可满足不同国家及地区的需求。

在一个实施例中，如图4所示，上述扩音器设备还包括温度传感器270与风扇280，温度传感器270连接风扇280。具体地，温度传感器270可设置于靠近D类功放单元110与信号转换单元140采集温度值，当温度值超过上限阈值时，驱动风扇280工作给扩音器设备进行散热。在本实施例中，增加风扇进行散热，提高扩音器设备的性能。

在一个实施例中，如图5与图6所示，上述扩音器设备为方形机箱，包括箱体及相对设置于箱体的正面板与背面板。

具体地，D类功放单元130、信号转换单元140、变压器OT1、变压器OT2、输入音量调节单元210、输出音量调节单元220、音调调节单元230、低频滤波单元260、温度传感器均设置于箱体内。

如图5所示，正面板上设置有电源按钮、八个主输入接口音量调节旋钮、两个辅助输入接口音量调节旋钮以及USB接口音量调节旋钮。如图6所示，背面板上设置有风扇、电源接口、高音调节旋钮、低音调节旋钮、两个输出音量调节旋钮、八个主输入接口、两个辅助输入接口、USB接口、第一输出接口SPK1、第二输出接口SPK2、八个输出单元切换开关240以及八个输入设备类型切换开关250。其中，以上旋钮分别用于连接箱体中的各功能单元进行控制工作。

具体地，八个主输入接口分别依次连接低频滤波单元260、输入设备类型切换开关250、输入音量调节单元210、输出单元切换开关240以及音调调节单元230后，连接信号转换单元140至USB接口进行录音与远程直播，还连接两个D类功放单元130再分别连接变压器OT1与变压器OT2，变压器OT1与变压器OT2分别连接第一输出接口SPK1与第二输出接口SPK2进行声音功放。

两个辅助输入接口通过输入音量调节单元210连接信号转换单元140至USB接口进行录音与远程直播，还连接两个D类功放单元130再分别连接变压器OT1与变压器OT2，变压器OT1与变压器OT2分别连接第一输出接口SPK1与第二输出接口SPK2进行声音功放。

USB接口的输入声音信号通过输入音量调节单元210连接信号转换单元140后，连接两个D类功放单元130再分别连接变压器OT1与变压器OT2，变压器OT1与变压器OT2分别连接第一输出接口SPK1与第二输出接口SPK2进行声音功放。

其中，在连接至两个D类功放单元130之前，还连接输出音量调节单元220。

在本实施例中，采用了可连接多种类型声音源的输入接口，还能连接电脑进行远程播放及录音，通过两个独立的输出单元可将声音在两个独立区域进行播放，功能强大能满足多样化场景对扩音设备的需求，且采用D类功放使得效率提高，减少能量的消耗。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种扩音器设备，其特征在于，包括：主输入接口、USB接口、D类功放单元、信号转换单元、第一输出单元与第二输出单元，所述主输入接口连接音频信号输入设备，所述主输入接口还连接所述D类功放单元与所述信号转换单元，所述USB接口连接上位机与所述信号转换单元，所述信号转换单元连接所述D类功放单元，所述D类功放单元连接所述第一输出单元与所述第二输出单元，所述第一输出单元与所述第二输出单元均连接外部音箱。

2.根据权利要求1所述的扩音器设备，其特征在于，还包括辅助输入接口，所述辅助输入接口连接外部辅助设备，还连接所述D类功放单元与所述信号转换单元。

3.根据权利要求2所述的扩音器设备，其特征在于，还包括输入音量调节单元，所述主输入接口与所述辅助输入接口均通过所述输入音量调节单元连接所述D类功放单元与所述信号转换单元，所述USB接口通过所述输入音量调节单元连接所述信号转换单元。

4.根据权利要求2所述的扩音器设备，其特征在于，还包括输出音量调节单元，所述主输入接口、所述辅助输入接口与所述信号转换单元均通过所述输出音量调节单元连接所述D类功放单元。

5.根据权利要求1所述的扩音器设备，其特征在于，还包括音调调节单元，所述主输入接口通过所述音调调节单元连接所述D类功放单元与所述信号转换单元。

6.根据权利要求1所述的扩音器设备，其特征在于，还包括输出单元切换开关，所述主输入接口通过所述输出单元切换开关连接所述D类功放单元。

7.根据权利要求1所述的扩音器设备，其特征在于，还包括输入设备类型切换开关，所述主输入接口通过所述输入设备类型切换开关连接所述D类功放单元与所述信号转换单元。

8.根据权利要求1所述的扩音器设备，其特征在于，还包括低频滤波单元，所述主输入接口通过所述低频滤波单元连接所述D类功放单元与所述信号转换单元。

9.根据权利要求1-8中任意一项所述的扩音器设备，其特征在于，还包括电源接口，所述电源接口连接外部电源、所述D类功放单元及所述信号转换单元。

10.根据权利要求1-8中任意一项所述的扩音器设备，其特征在于，还包括温度传感器与风扇，所述温度传感器连接所述风扇。

Images