CN215935077U - 音量自动控制电路、头戴式耳机和入耳式耳机 - Google Patents

Abstract

本实用新型实施例公开了一种音量自动控制电路、头戴式耳机和入耳式耳机，应用于电子技术领域，该音量自动控制电路包括拾音器、处理模块、控制模块、功率放大模块和扬声器；该处理模块用于将拾音器拾取的声音信号进行初步处理后输入到该控制模块，该控制模块用于在初步处理后的该声音信号的强度高于预设阈值时，衰减该初步处理后的该声音信号的强度，或者，在初步处理后的该声音信号的强度低于该预设阈值时，维持该初步处理后的该声音信号的强度不变，上述音量自动控制电路、头戴式耳机和入耳式耳机可实现根据环境中的声音音量自动控制输出音量，提高安全性和智能性。

Description

音量自动控制电路、头戴式耳机和入耳式耳机

技术领域

本实用新型属于电子技术领域，尤其涉及一种音量自动控制电路、头戴式耳机和入耳式耳机。

背景技术

耳机因为便于携带的优点，普遍的被应用于收听音频。用户使用耳机聆听音乐或其它节目时，耳机外部的声音，例如旁人大声呼叫声、汽车鸣笛声等，都会被耳机中发出的的声音所掩蔽，在出现非危险的特定场景下，因使用耳机无法及时听到外界的信息，可能因此而发生事故，降低用户安全性。

实用新型内容

本实用新型提供一种音量自动控制电路、头戴式耳机和入耳式耳机，旨在解决现有技术中耳机存在的在特定场景下，用户因使用耳机而影响安全性的问题。

本实用新型实施例提供了一种音量自动控制电路，包括：

拾音器、处理模块、控制模块、功率放大模块和扬声器；所述处理模块连接所述拾音器和所述控制模块，所述功率放大模块连接所述控制模块和所述扬声器；所述拾音器用于拾取环境的声音信号，所述处理模块用于将所述声音信号进行初步处理后输入到所述控制模块，所述控制模块用于在初步处理后的所述声音信号的强度高于预设阈值时，衰减所述初步处理后的所述声音信号的强度，或者，在初步处理后的所述声音信号的强度低于所述预设阈值时，维持所述初步处理后的所述声音信号的强度不变，所述功率放大模块用于将所述控制模块输出的所述声音信号进行放大处理后传输给所述扬声器进行输出。

进一步地，所述处理模块包括：信号放大模块、整流模块和滤波模块；所述信号放大模块连接所述拾音器和所述整流模块，所述滤波模块连接所述整流模块和所述控制模块；所述信号放大模块，用于放大所述拾音器拾取的所述声音信号，并将放大后的所述声音信号传输给所述整流模块；所述整流模块，用于将放大后的所述声音信号进行整流后传输给所述滤波模块；所述滤波模块，用于将整流后的所述声音信号进行滤波后传输给所述控制模块。

进一步地，所述音量自动控制电路还包括偏置模块；所述偏置模块连接所述信号放大模块。

进一步地，所述信号放大模块包括第一三极管和第二三极管；所述整流模块包括第一二极管和第二二极管；所述滤波模块包括第一电容和第二电容；所述第一三极管的基极和所述第二三极管的基极连接所述拾音器，所述第一三极管的集电极和所述第二三极管的集电极分别与所述第一二极管的正极和所述第二二极管的正极连接，所述第一二极管的负极和所述第二二极管的负极分别与所述第一电容和所述第二电容连接，所述第一电容和所述第二电容还连接所述控制模块。

进一步地，所述控制模块包括：第三三极管和第四三极管；所述第三三极管和所述第四三极管的基极分别连接所述第一电容和所述第二电容；所述第三三极管和所述第四三极管的集电极分别通过第三电容和第四电容连接所述功率放大模块。

进一步地，所述偏置模块包括第一电阻、第二电阻、第三电阻和第四电阻；所述第一电阻连接所述第二电阻和所述第一三极管的集电极，所述第二电阻还连接所述第一三极管的基极；所述第三电阻连接所述第四电阻和所述第二三极管的集电极，所述第四电阻还连接所述第二三极管的基极。

进一步地，所述去干扰模块包括：多个与所述功率放大模块连接的电容以及多个与所述扬声器连接的电容。

本实用新型实施例还提供了一种音量自动控制头戴式耳机，包括：

两个耳罩和设置在两个所述耳罩中的如上所述的音量自动控制电路；

其中，所述音量自动控制电路中的扬声器的出声孔设置在两个所述耳罩的贴耳侧；所述音量自动控制电路中的拾音器的入声孔设置在两个所述耳罩上与所述贴耳侧相对的外侧。

本实用新型实施例还提供了一种音量自动控制入耳式耳机，包括：

两个耳塞和控制盒；

其中，如上所述的音量自动控制电路中的扬声器的出声孔设置在两个所述耳塞的入耳部；

如上所述的音量自动控制电路中的拾音器的入声孔设置在两个所述耳塞上与所述入耳部相对的外侧；

如上所述的音量自动控制电路中的所述处理模块、所述控制模块、所述功率放大模块和所述去干扰模块均设置在所述控制盒中。

从上述本实用新型实施例可知，该音量自动控制电路包括拾音器、处理模块、控制模块、功率放大模块和扬声器，其中，拾音器用于拾取环境的声音信号，处理模块用于将声音信号进行初步处理后输入到控制模块，控制模块用于在初步处理后的声音信号的强度高于预设阈值时，衰减初步处理后的声音信号的强度，功率放大模块用于将控制模块输出的声音信号进行放大处理后传输给扬声器进行输出，由于声音信号强度衰减后，使得人耳从耳机听到的声音的音量变小，从而能够及时觉察环境中的特殊情况，及时做出反应，提高人体的安全性，或者，在初步处理后的声音信号的强度低于预设阈值时，维持初步处理后的声音信号的强度不变，功率放大模块用于将控制模块输出的声音信号进行放大处理后传输给扬声器进行输出，保证了日常收听的声音音量的稳定性，自动通过拾取的环境中声音信号的强度控制扬声器音量的输出，提高了控制的智能性。

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。

图1是本实用新型一实施例提供的音量自动控制电路的结构示意图；

图2是本实用新型另一实施例提供的音量自动控制电路的结构示意图；

图3是本实用新型实施例提供的音量自动控制电路的电路结构示意图；

图4是本实用新型实施例提供的音量自动控制电路的控制电路原理示意图；

图5是本实用新型实施例提供的音量自动控制头戴式耳机的外观结构示意图；

图6为本实用新型一实施例提供的音量自动控制入耳式耳机的外观结构示意图。

具体实施方式

为使得本实用新型的目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将结合本实用新型实施例中的附图，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，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而非全部实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

参见图1，图1为一实用新型实施例提供的音量自动控制电路的结构示意图，该音量自动控制电路应用于耳机中，用于在用户周围环境的声音变大时，降低耳机中的声音音量，使得该用户可以及时察觉到周围环境状况，提高安全性，该音量自动控制电路包括：

拾音器10、处理模块20、控制模块30、功率放大模块40和扬声器50；

处理模块20连接拾音器10和控制模块30，控制模块30还连接功率放大模块40，功率放大模块40还连接扬声器50；

拾音器10用于拾取环境的声音信号，具体可以是麦克风，本实施例中拾音器10可以是一个麦克风，也可以是两个麦克风，本实施例在以下的描述中以两个麦克风为例，当拾音器10为一个麦克风时，处理模块20或控制模块30可以将该拾音器10采集的声音信号分作两路处理，具体处理原理与以两个麦克风为例的描述是相同的。

处理模块20用于将声音信号进行初步处理后输入到控制模块30，该初步处理可包括放大、整流、滤波等处理过程，使得进入控制模块30的声音信号符合处理条件，例如是放大并经过去噪后的直流电压信号。控制模块30用于在初步处理后的声音信号的强度高于预设阈值时，衰减初步处理后的声音信号的强度，功率放大模块40将控制模块30输出的声音信号进行放大处理后传输给扬声器50进行输出，声音信号强度衰减后，使得人耳从耳机听到的声音的音量变小，从而能够及时觉察环境中的特殊情况，及时做出反应，提高人体的安全性。

或者，控制模块30用于在初步处理后的声音信号的强度低于预设阈值时，维持初步处理后的声音信号的强度不变，功率放大模块40将控制模块30输出的声音信号进行放大处理后传输给扬声器50进行输出，耳机的音量不发生改变，人耳正常收听耳机的声音。

其中，功率放大模块40可以包括高效能，小体积的双声道数字功放IC及周边电路，其中IC的型号为AW8145CSR；扬声器50为两个耳机喇叭，优选规格为16欧姆，0.1瓦特。

本实施例中，音量自动控制电路包括拾音器、处理模块、控制模块、功率放大模块和扬声器，其中，拾音器用于拾取环境的声音信号，处理模块用于将声音信号进行初步处理后输入到控制模块，控制模块用于在初步处理后的声音信号的强度高于预设阈值时，衰减初步处理后的声音信号的强度，功率放大模块用于将控制模块输出的声音信号进行放大处理后传输给扬声器进行输出，由于声音信号强度衰减后，使得人耳从耳机听到的声音的音量变小，从而能够及时觉察环境中的特殊情况，及时做出反应，提高人体的安全性，或者，在初步处理后的声音信号的强度低于预设阈值时，维持初步处理后的声音信号的强度不变，功率放大模块用于将控制模块输出的声音信号进行放大处理后传输给扬声器进行输出，保证了日常收听的声音音量的稳定性，自动通过拾取的环境中声音信号的强度控制扬声器音量的输出，提高了控制的智能性。

进一步地，参见图2，另一实施例中，该音量自动控制电路中的处理模块20还可以进一步的包括信号放大模块21、整流模块22和滤波模块23；

信号放大模块21连接拾音器和整流模块22，滤波模块23连接整流模块22和控制模块30；

信号放大模块21，用于放大拾音器10拾取的声音信号，并将放大后的声音信号传输给整流模块22；

整流模块22，用于将放大后的声音信号进行整流后传输给滤波模块23；

滤波模块23，用于将整流后的声音信号进行滤波后传输给控制模块30。

该音量自动控制电路还包括偏置模块60；

偏置模块60连接信号放大模块21，为信号放大模块21提供一个能够使得信号放大模块21工作在放大区的输入电压。

进一步地，参见图3，图3为该音量自动控制电路的结构示意图。对应上述图1和图2，信号放大模块21包括第一三极管Q1和第二三极管Q2；整流模块22包括第一二极管D1和第二二极管D2；滤波模块23包括第一电容C3和第二电容C4；

第一三极管Q1的基极和第二三极管Q2的基极连接拾音器10，图3中的拾音器10为两个MIC，两个MIC分别与第一三极管Q1的基极和第二三极管Q2的基极连接。

第一三极管Q1的集电极和第二三极管Q2的集电极分别与第一二极管D1的正极和第二二极管D2的正极连接，第一二极管D1的负极和第二二极管D2的负极分别与第一电容C3和第二电容C4连接，第一电容C3和第二电容C4还连接控制模块30。

进一步地，控制模块30包括：第三三极管Q3和第四三极管Q4；

第三三极管Q3和第四三极管Q4的基极分别连接第一电容C3和第二电容C4；

第三三极管Q3和第四三极管Q4的集电极分别通过第三电容C5和第四电容C6，连接功率放大模块40。第三电容C5和第四电容C6为信号耦合电容，用于隔断直流、通过交流。

其中，第一三极管Q1和第二三极管Q2分别是麦克风MIC(L)和MIC(R)的信号放大器，将麦克风拾取的微弱的声音信号放大；

第一二极管D1和第二二极管D2分别将第一三极管Q1、第二三极管Q2放大后的声音信号整流变为直流电压，该直流电压可以控制第三三极管Q3和第四三极管Q4的导通。

第三三极管Q3和第三三极管Q4相当于直流放大控制器，根据第一二极管D1、第二二极管D2输入的直流电压的高低，改变自身的导通状态及电阻的大小，以此来控制L和R输入信号的强弱，实现控制扬声器50发出的音量的大小。

进一步地，偏置模块60包括第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3和第四电阻R4；

第一电阻R1连接第二电阻R2和第一三极管Q1的集电极，第二电阻R2还连接第一三极管Q1的基极；

第三电阻R3连接第四电阻R4和第二三极管Q2的集电极，第四电阻R4还连接第二三极管Q2的基极。

其中，第一电阻R1和第三电阻R3为第一三极管Q1、第二三极管Q2的集电极的负载电阻，同时与第二电阻R2、第四电阻R4构成了第一三极管Q1、第二三极管Q2的偏置电路，主要是为第一三极管Q1和第二三极管Q2提供一个合适的支流工作点；第二电阻R2和第四电阻R4为第一三极管Q1、第二三极管Q2的偏置电阻，主要是为第一三极管Q1、第二三极管Q2提供一个合适的基极电压，使第一三极管Q1、第二三极管Q2工作在放大区。

进一步地，该音量自动控制电路还包括麦克风偏置电阻Rd，Rd连接MIC，电源电压V+经Rd为MIC提供符合其需求的直流工作电压。

该音量自动控制电路还包括信号耦合电容C1和C2，分别与两个MIC和三极管Q1、Q2连接，MIC捡拾到的外部声音信号，转换为电信号后，经C1、C2送入三极管Q1、Q2的信号输入端。

进一步地，该音量自动控制电路还包括去干扰模块70，用于滤除电路中的外部干扰和自耦干扰，去干扰模块70包括多个与功率放大模块40连接的电容以及多个与扬声器50连接的电容。具体地，去干扰模块70包括与IC芯片连接的电容C7、C8、C9和C10，以及与两个耳机喇叭连接的电容C11、C12和C13，电容C7-C13均为IC芯片的滤波电容和退耦电容。

进一步参见图4，图4为该音量自动控制电路的工作原理示意图，该图将图3中两路电路等效为一路电路，即，二极管表示D1也表示D2，三极管表示Q3也表示Q4，输入端表示L输入端，也表示R输入端。

具体地，工作原理如下：当MIC获取的外部声音信号强度很低时，MIC没有足够的输出给三极管Q1、Q2，所以没有直流电压输三极管Q3、Q4，则三极管Q3、Q4不动作，此时从L/R输入端输入的信号强度维持原状，不被衰减；当该外部声音信号通过MIC捡拾，经三极管Q1、Q2放大，经二极管D1、D2整流，将交流信号变为直流电压，三极管Q3、Q4因此而导通，导通的结果是将集电极上L/R信号输入端的声音信号对地近似短路，音量变小，三极管Q3、Q4基极上的电压越高，集电极和发射极之间的导通电阻就越小，信号衰减的也就越多，音量也就越小。

进一步地，参见图5，图5为本实施例中提供的音量自动控制头戴式耳机，包括：两个耳罩100和设置在两个耳罩中的音量自动控制电路，该音量自动控制电路的结构如上述实施例的描述。

该音量自动控制电路中的扬声器的出声孔(图中未标示)设置在两个耳罩100的贴耳侧；该音量自动控制电路中的拾音器的入声孔11设置在两个耳罩100上与该贴耳侧相对的外侧。

两个耳罩100上还各设置有两个开关101，用于打开或关闭该头戴式耳机的电源。

进一步地，参见图6，图6为本实施例中提供的一种音量自动控制入耳式耳机，包括：两个耳塞200和控制盒300；

其中，该音量自动控制电路中的扬声器的出声孔61设置在两个耳塞200的入耳部；

该音量自动控制电路中的拾音器的入声孔11设置在两个耳塞200上与该入耳部相对的外侧；

该音量自动控制电路中的该处理模块、该控制模块、该功率放大模块和该去干扰模块均设置在控制盒300中，图中未示出。

进一步地，该入耳式耳机还包括控制开关301，用于控制控制盒300中的耳机的电源开关等；还包括信号输入插头400，用于插接到手机、音箱等音频输出设备。

上述实施例提供的头戴式耳机和入耳式耳机中均设置有该音量自动控制电路，由于该音量自动控制电路中的控制模块用于在声音信号的强度高于预设阈值时，衰减该声音信号的强度，由于声音信号强度衰减后，使得人耳从耳机听到的声音的音量变小，从而能够及时觉察环境中的特殊情况，及时做出反应，提高人体的安全性，或者，在声音信号的强度低于预设阈值时，维持初步处理后的声音信号的强度不变，保证了日常收听的声音音量的稳定性，自动通过拾取的环境中声音信号的强度控制扬声器音量的输出，提高了控制的智能性。

以上为对本实用新型所提供的音量自动控制电路、头戴式耳机和入耳式耳机的描述，对于本领域的技术人员，依据本实用新型实施例的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。

Claims (9)

1.一种音量自动控制电路，其特征在于，包括：

拾音器、处理模块、控制模块、功率放大模块和扬声器；

所述处理模块连接所述拾音器和所述控制模块，所述功率放大模块连接所述控制模块和所述扬声器；

所述拾音器用于拾取环境的声音信号，所述处理模块用于将所述声音信号进行初步处理后输入到所述控制模块，所述控制模块用于在初步处理后的所述声音信号的强度高于预设阈值时，衰减所述初步处理后的所述声音信号的强度，或者，在初步处理后的所述声音信号的强度低于所述预设阈值时，维持所述初步处理后的所述声音信号的强度不变，所述功率放大模块用于将所述控制模块输出的所述声音信号进行放大处理后传输给所述扬声器进行输出。

2.根据权利要求1所述的音量自动控制电路，其特征在于，所述处理模块包括：信号放大模块、整流模块和滤波模块；

所述信号放大模块连接所述拾音器和所述整流模块，所述滤波模块连接所述整流模块和所述控制模块；

所述信号放大模块，用于放大所述拾音器拾取的所述声音信号，并将放大后的所述声音信号传输给所述整流模块；

所述整流模块，用于将放大后的所述声音信号进行整流后传输给所述滤波模块；

所述滤波模块，用于将整流后的所述声音信号进行滤波后传输给所述控制模块。

3.根据权利要求2所述的音量自动控制电路，其特征在于，所述音量自动控制电路还包括偏置模块；

所述偏置模块连接所述信号放大模块。

4.根据权利要求3所述的音量自动控制电路，其特征在于，所述信号放大模块包括第一三极管和第二三极管；

所述整流模块包括第一二极管和第二二极管；

所述滤波模块包括第一电容和第二电容；

所述第一三极管的基极和所述第二三极管的基极连接所述拾音器，所述第一三极管的集电极和所述第二三极管的集电极分别与所述第一二极管的正极和所述第二二极管的正极连接，所述第一二极管的负极和所述第二二极管的负极分别与所述第一电容和所述第二电容连接，所述第一电容和所述第二电容还连接所述控制模块。

5.根据权利要求4所述的音量自动控制电路，其特征在于，所述控制模块包括：第三三极管和第四三极管；

所述第三三极管和所述第四三极管的基极分别连接所述第一电容和所述第二电容；

所述第三三极管和所述第四三极管的集电极分别通过第三电容和第四电容连接所述功率放大模块。

6.根据权利要求5所述的音量自动控制电路，其特征在于，所述偏置模块包括第一电阻、第二电阻、第三电阻和第四电阻；

所述第一电阻连接所述第二电阻和所述第一三极管的集电极，所述第二电阻还连接所述第一三极管的基极；

所述第三电阻连接所述第四电阻和所述第二三极管的集电极，所述第四电阻还连接所述第二三极管的基极。

7.根据权利要求6所述的音量自动控制电路，其特征在于，所述音量自动控制电路还包括去干扰模块；

所述去干扰模块包括：多个与所述功率放大模块连接的电容以及多个与所述扬声器连接的电容。

8.一种音量自动控制头戴式耳机，其特征在于，包括：

两个耳罩和设置在两个所述耳罩中的如权利要求1-7任一项所述的音量自动控制电路；

其中，所述音量自动控制电路中的扬声器的出声孔设置在两个所述耳罩的贴耳侧；所述音量自动控制电路中的拾音器的入声孔设置在两个所述耳罩上与所述贴耳侧相对的外侧。

9.一种音量自动控制入耳式耳机，其特征在于，包括：两个耳塞和控制盒；

其中，如权利要求1-7任一项所述的音量自动控制电路中的扬声器的出声孔设置在两个所述耳塞的入耳部；

如权利要求1-7任一项所述的音量自动控制电路中的拾音器的入声孔设置在两个所述耳塞上与所述入耳部相对的外侧；

如权利要求1-7任一项所述的音量自动控制电路中的所述处理模块、所述控制模块、所述功率放大模块和所述去干扰模块均设置在所述控制盒中。

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