CN215642345U - 一种离在线语音控制电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种离在线语音控制电路，包括主控板，所述的主控板上集成有主控电路模块、降压稳压模块、电平转换模块，所述的主控板设有用于提供直流5V电源的CON接口电路,所述的主控电路模块的输出端连接有用于传送app和互联网的在线数据的Wi‑Fi模块、以及用于语音播报的喇叭模块，所述的主控电路模块通过电平转换模块与主控板进行通讯，所述的主控板通过降压稳压模块与主控电路之间供电相连。本新型的离在线语音控制电路采用的是CI1122芯片，且内置CPU核和高性能低功耗AudioCodec模块，可广泛应用于家电、家居、照明、玩具等产品领域，实现语音交互及控制，同时集成的降压稳压模块、电平转换模块，可以保证控制电路的稳定运行。

Description

一种离在线语音控制电路

技术领域

本实用新型涉及语音控制器技术领域，尤其是指一种离在线语音控制电路。

背景技术

现如今用户手中控制器一般通过操作面板或者遥控器用手来操作，实现相应的功能控制，同时也会有一些智能型联网控制器，例如白色家电、家居、照明、玩具，多种控制器设备普遍可以做网络桥接的功能，也即只负责上传信息和下发命令，控制信息的处理在云端服务器进行，如此，在遇到网络故障或者网络质量差时，将会导致中控设备失去语音控制功能或者响应速度慢，极大影响用户体验。

实用新型内容

为此，本实用新型所要解决的技术问题在于克服现有技术中遇到网络故障或者网络质量差时，将会导致中控设备失去语音控制功能或者响应速度慢的问题，从而提供一种离在线语音控制电路。

为解决上述技术问题，本实用新型提供的一种离在线语音控制电路，包括主控板，所述的主控板上集成有主控电路模块、降压稳压模块、电平转换模块，所述的主控板设有用于提供直流5V电源的CON接口电路,所述的主控电路模块的输出端连接有用于传送app和互联网的在线数据的Wi-Fi模块、以及用于语音播报的喇叭模块，所述的主控电路模块通过电平转换模块与主控板进行通讯，所述的主控板通过降压稳压模块与主控电路之间供电相连。

在本实用新型的一个实施例中，所述的主控电路模块采用的是CI1122芯片，同时采用外部时钟电路，使用12.288MHz无源时钟晶体，通过UART0与UART1串口与其他设备模块进行通讯。

在本实用新型的一个实施例中，所述的降压稳压模块包括DC-DC 5V转3.3V的同步降压芯片、LDO 5V转1.2V的单片同步降压稳压器，所述的DC-DC 5V转3.3V的同步降压芯片采用的是SY8113电源芯片，通过DC-DC将5V转为需要的3.3V同时给主控电路模块与Wi-Fi模块供电。

在本实用新型的一个实施例中，所述的LDO 5V转1.2V的单片同步降压稳压器采用的是RY3408电源芯片，通过将5V转为1.2V给主控电路模块供电相连。

在本实用新型的一个实施例中，所述的CON接口电路内还包含与主控板之间的串口通讯电路。

在本实用新型的一个实施例中，所述的电平转换模块设计为双向高低电平转换电路，所述的电平转换模块将主控电路模块3.3V的UART信号转换为5V后，与主控板进行通讯。

在本实用新型的一个实施例中，所述的喇叭模块内采用的是BL6281功放芯片，且功放芯片连接有CON接口电路获得5V供电相连。

在本实用新型的一个实施例中，所述的主控电路模块输入端连接有用于语音识别的麦克风模块，所述的麦克风模块输入口增设有ESD保护器件。

在本实用新型的一个实施例中，所述的Wi-Fi模块采用的是XJ-W43模块。

本实用新型与现有技术相比的优点在于：本新型的离在线语音控制电路采用的是CI1122芯片，且内置CPU核和高性能低功耗Audio Codec模块，可广泛应用于家电、家居、照明、玩具等产品领域，实现语音交互及控制，同时集成的降压稳压模块、电平转换模块，可以保证控制电路的稳定运行，本控制电路不仅具有不受网络限制等优点，而且极大程度地提高了语音识别的实时性、可靠性、灵活性和智能性。

附图说明

为了使本实用新型的内容更容易被清楚的理解，下面根据本实用新型的具体实施例并结合附图，对本实用新型作进一步详细的说明。

图1是一种离在线语音控制电路的工作原理示意框图。

图2是一种离在线语音控制电路的主控电路模块原理图。

图3是一种离在线语音控制电路中的DC-DC 5V转3.3V的同步降压芯片电路原理图。

图4是一种离在线语音控制电路中LDO 5V转1.2V的单片同步降压稳压器的电路原理图。

图5是一种离在线语音控制电路中的CON接口电路原理图。

图6是一种离在线语音控制电路中的电平转换模块电路原理图。

图7是一种离在线语音控制电路中的功放芯片电路原理图。

图8是一种离在线语音控制电路中的麦克风输入偏置电路原理图。

图9是一种离在线语音控制电路中的Wi-Fi模块电路原理图。

具体实施方式

如图1所示，本实施例提供一种离在线语音控制电路，包括主控板，所述的主控板上集成有主控电路模块、降压稳压模块、电平转换模块，所述的主控板设有用于提供直流5V电源的CON接口电路,所述的主控电路模块的输出端连接有用于传送app和互联网的在线数据的Wi-Fi模块、以及用于语音播报的喇叭模块，所述的主控电路模块通过电平转换模块与主控板进行通讯，所述的主控板通过降压稳压模块与主控电路之间供电相连。

所述的主控电路模块采用的是CI1122芯片，同时采用外部时钟电路，使用12.288MHz无源时钟晶体，通过UART0与UART1串口与其他设备模块进行通讯，外围并添加多颗滤波电容以保证其工作的稳定性。

如图2所示，CI1122芯片是一颗专用于语音处理的人工智能芯片，可广泛应用于家电、家居、照明、玩具等产品领域，实现语音交互及控制。CI1122内置自主研发的脑神经网络处理器BNPU，支持200条命令词以内的本地语音识别，内置CPU核和高性能低功耗AudioCodec模块，集成多路UART、IIC、PWM、GPIO等外围控制接口，可以开发各类高性价比单芯片智能语音产品方案。

其特点为：

180MHz运行频率

内置512KB SRAM

内置4MB FLASH

支持单路ADC采样和DAC播放

2路UART接口，最高可支持3M波特率

1路IIC接口

6路PWM接口

支持27个GPIO口(IO功能复用)。

所述的降压稳压模块包括DC-DC 5V转3.3V的同步降压芯片、LDO 5V转1.2V的单片同步降压稳压器，所述的DC-DC 5V转3.3V的同步降压芯片采用的是SY8113电源芯片，通过DC-DC将5V转为需要的3.3V同时给主控电路模块与Wi-Fi模块供电。

如图3所示的电源芯片电路原理图，本实施例中使用的SY8113电源芯片，是一种高效率的500kHz同步电机降压式DC-DC转换器，可输出3A电流。SY8113在宽输入范围内工作电压范围从4.5V到18V，集成主电源开关和同步开关，RDS极低(ON)减少传导损耗。低输出电压纹波和小外部电感电容器尺寸达到500kHz开关频率。采用瞬时脉宽调制实现高速瞬态响应的体系结构逐步关闭应用程序。

其特点为：

内部开关(顶部/底部)的低RDS(打开)：80mΩ/40mΩ

4.5-18V输入电压范围

3A输出电流能力

500kHz开关频率

实现快速暂态的瞬时PWM结构响应

内部软启动限制浪涌电流

±1.5％0.6V参考电压

通过SY8113芯片的官方推荐电路设计，将直流5V转成需要的3.3V电压给主控芯片供电。3.3V供电部分整体工作电流在500mA以内，该电源方案设计为1A以上，满足整体工作需求。

所述的LDO 5V转1.2V的单片同步降压稳压器采用的是RY3408电源芯片，通过将5V转为1.2V给主控电路模块供电相连。

如图4所示，本实施例中使用的RY3408电源芯片，其是一种高效的单片同步降压稳压器，采用恒定频率、电流模式结构。该设备有可调版本。空载供电电流为40uA，降至<1uA处于关闭状态。2.5V到5.5V的输入电压范围使RY3408非常适合单锂离子电池

强大的应用程序。100％占空比提供低压差操作，延长便携式系统的电池寿命。PWM/PFM模式操作为噪声敏感应用提供非常低的输出纹波电压。开关频率内部设置为1.5MHz，允许使用小型表面贴装电感器和电容器。低输出电压很容易支持0.6V反馈参考电压。

其特点为：

高效率：高达96％

2.5V至5.5V输入电压范围

1.5MHz恒频运行

不需要肖特基二极管

低压差运行：100％占空比

PFM模式，在轻负荷下实现高效率

过热保护

低静态电流：40μA

短路保护

浪涌电流限制和软启动

1A连续输出电流

通过RY3408芯片的官方推荐电路设计，将直流5V转成需要的1.2V电压给主控芯片供电。1.2V供电部分整体工作电流在100mA以内，该电源方案设计为400mA以上，满足整体工作需求。

所述的CON接口电路内还包含与主控板之间的串口通讯电路。

如图5所示，CON接口电路内同时处理供电和通讯信息的传递。

所述的电平转换模块设计为双向高低电平转换电路，所述的电平转换模块将主控电路模块3.3V的UART信号转换为5V后，与主控板进行通讯。

如图6所示，在电平转换电路的工作中主要为下面的三种状态：

A、当没有器件下拉总线线路。“低电压”部分的总线线路通过上拉电阻R7/R8上拉至3.3V。MOS-FET管的门极和源极都是3.3V，所以它的VGS低于阀值电压，MOS-FET管不导通。这就允许“高电压”部分的总线线路通过它的上拉电阻R9/R10拉到5V。此时两部分的总线线路都是高电平，只是电压电平不同。

B、当3.3V器件下拉总线线路到低电平。MOS-FET管的源极也变成低电平，而门极是3.3V。VGS上升高于阀值，MOS-FET管开始导通。然后“高电压”部分的总线线路通过导通的MOS-FET管被3.3V器件下拉到低电平。此时，两部分的总线线路都是低电平，而且电压电平相同。

C、当5V的器件下拉总线线路到低电平。MOS-FET管的漏极基底二极管“低电压”部分被下拉直到VGS超过阀值，MOS-FET管开始导通。“低电压”部分的总线线路通过导通的MOS-FET管被5V的器件进一步下拉到低电平。此时，两部分的总线线路都是低电平，而且电压电平相同。

所述的喇叭模块内采用的是BL6281功放芯片，且功放芯片连接有CON接口电路获得5V供电相连。

如图7所示，本实施例中采用的BL6281功放芯片是一款AB类音频功率放大器，专为手机、MID和其他应用而设计便携式通信设备。它能够提供1.1瓦的连续平均功率从5VDC电源向失真小于1％(THD+N)的8ΩBTL负载供电。BL6281专门设计用于以最小的功耗提供高质量的输出功率外部组件的数量。它不需要输出耦合电容或自举电容器。BL6281具有超低的关断电流，非常适合移动电话，以最小功耗为主要目标的中低压应用要求。与特殊的弹出点击消除电路，BL6281提供完美的弹出点击特性。在打开和关闭转换期间。BL6281单位增益稳定，可通过外部增益设置电阻器进行配置。

其特点为：

在217Hz和1KHz60dB时改善了PSRR

功率输出为5.0V，1％THD+N，8Ω1.1W(典型值)

超低停堆电流0.1uA(典型值)

2.2V–5.5V运行

改进的电路消除了开机和关机转换过程中的咔哒声噪音

不需要输出耦合电容器、缓冲网络或自举电容器

单位增益稳定

外部增益配置能力

功放芯片使能脚选用主控芯片的GPIO3_2口进行控制，功放上电默认关闭，播音开启。根据功放逻辑预留10K下拉电阻确保初始逻辑状态正确。功放输出增加ESD保护器件，以提升防静电等级。功放供电采用5V，加大电容4.7uF稳压。

所述的主控电路模块输入端连接有用于语音识别的麦克风模块，所述的麦克风模块输入口增设有ESD保护器件。

如图8所示，本实施例中为麦克风输入偏置电路，并在MICBIAS、VCMDAC、VCMADC电压处添加电容做滤波处理，同时增设的ESD保护器件以提升防静电等级。并使用0欧姆电阻连接数字地和模拟地。

所述的Wi-Fi模块采用的是XJ-W43模块。

如图9所示，本实施例中采用的是XJ-W43模块，其是一款采用南方硅谷最新的low-power Simple-Chip WIFI SV6166F芯片设计，采用先进的设计工艺技术来实现低功耗和高吞吐量；该模组硬件上集成了WLANMAC、Baseband、RF，芯片内部集成MCU,主频160MHz,内置192KB SRAM和128K ROM，。工作于2.4GHz频段，支持

802.11b/g/n无线标准；模块采用3.3V单电源供电。

其特点为：

工作频率：2.412GHz-2.484GHz

支持802.11b/g/n无线标准

支持HT20/HT40

支持STA/AP两种工作模式

单频1T1R模式，数据速率高达150Mbps

Andes TechnologyN10处理器，128K ROM和192KB SRAM用于指令和数据

DC工作电压:3.1V—3.6V

内置WIFI PCB天线，低成本，高性能

支持WEP、WPA/WPA2安全模式

集成16Mbit SPI flash

支持无线升级

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本实用新型创造的保护范围之中。

Claims (9)

1.一种离在线语音控制电路，其特征在于：包括主控板，所述的主控板上集成有主控电路模块、降压稳压模块、电平转换模块，所述的主控板设有用于提供直流5V电源的CON接口电路,所述的主控电路模块的输出端连接有用于传送app和互联网的在线数据的Wi-Fi模块、以及用于语音播报的喇叭模块，所述的主控电路模块通过电平转换模块与主控板进行通讯，所述的主控板通过降压稳压模块与主控电路之间供电相连。

2.根据权利要求1所述的一种离在线语音控制电路，其特征在于：所述的主控电路模块采用的是CI1122芯片，同时采用外部时钟电路，使用12.288MHz无源时钟晶体，通过UART0与UART1串口与其他设备模块进行通讯。

3.根据权利要求1所述的一种离在线语音控制电路，其特征在于：所述的降压稳压模块包括DC-DC 5V转3.3V的同步降压芯片、LDO 5V转1.2V的单片同步降压稳压器，所述的DC-DC5V转3.3V的同步降压芯片采用的是SY8113电源芯片，通过DC-DC将5V转为需要的3.3V同时给主控电路模块与Wi-Fi模块供电。

4.根据权利要求3所述的一种离在线语音控制电路，其特征在于：所述的LDO 5V转1.2V的单片同步降压稳压器采用的是RY3408电源芯片，通过将5V转为1.2V给主控电路模块供电相连。

5.根据权利要求1所述的一种离在线语音控制电路，其特征在于：所述的CON接口电路内还包含与主控板之间的串口通讯电路。

6.根据权利要求1所述的一种离在线语音控制电路，其特征在于：所述的电平转换模块设计为双向高低电平转换电路，所述的电平转换模块将主控电路模块3.3V的UART信号转换为5V后，与主控板进行通讯。

7.根据权利要求1所述的一种离在线语音控制电路，其特征在于：所述的喇叭模块内采用的是BL6281功放芯片，且功放芯片连接有CON接口电路获得5V供电相连。

8.根据权利要求1所述的一种离在线语音控制电路，其特征在于：所述的主控电路模块输入端连接有用于语音识别的麦克风模块，所述的麦克风模块输入口增设有ESD保护器件。

9.根据权利要求1所述的一种离在线语音控制电路，其特征在于：所述的Wi-Fi模块采用的是XJ-W43模块。

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