CN216820078U

CN216820078U - 一种低频振动电路及无线振动耳机装置

Info

Publication number: CN216820078U
Application number: CN202220122146.3U
Authority: CN
Inventors: 谢坤秀; 谢承霖; 颜卓诚
Original assignee: Shenzhen Badasheng Electronics Co ltd
Current assignee: Shenzhen Badasheng Electronics Co ltd
Priority date: 2022-01-15
Filing date: 2022-01-15
Publication date: 2022-06-24
Anticipated expiration: 2032-01-15

Abstract

本申请公开了一种低频振动电路及无线振动耳机装置，涉及音频处理的技术领域，其中，一种低频振动电路包括音频控制电路、音频信号处理电路、功放电路和振动器组。音频控制电路包括用于音频信号采样的采样子模块。音频信号处理电路与音频控制电路相连接；音频信号处理电路包括用于保留预设频率区间的信号的滤波子模块以及用于对音频信号进行放大的放大子模块，预设频率区间与低频段存在交集。功放电路与音频信号处理电路相连接，用于对经过音频信号处理电路的音频信号进行功率放大。振动器组与功放电路相连接，用于接收功放电路输出的经过功率放大的音频信号并产生振动。本申请具有无线耳机在播放的音频处于低频时能够产生振动的效果。

Description

一种低频振动电路及无线振动耳机装置

技术领域

本申请涉及音频处理的技术领域，尤其是涉及一种低频振动电路及无线振动耳机装置。

背景技术

随着手机的普及，耳机的使用频率原来越高。由于无线耳机具有小巧、便携、无线等优点，因此广受用户的喜爱。

通常使用的无线耳机与手机通过蓝牙无线连接，无线耳机接收手机发出的无线信号后，将无线信号转化为音频信号，扬声器接收音频信号后则发出声音。但使用无线耳机玩游戏、听音乐和看视频时，通常只能听到20Hz～20KHz的音频声音，像碰撞、大鼓、爆炸等场景低频震憾效果，即20Hz～150Hz范围内的低频声音，没有适当的电子元器件配合，难以还原像碰撞、大鼓、爆炸等场景低频震憾效果。

针对上述相关技术，发明人发现：无线耳机通常没有振动功能，难以在播放的音频处于低频时产生振动效果。

实用新型内容

为了无线耳机在播放的音频处于低频时能够产生振动效果，本申请提供了一种低频振动电路及无线振动耳机装置。

一种低频振动电路，包括：

音频控制电路，所述音频控制电路包括用于音频信号采样的采样子模块；

音频信号处理电路，与所述音频控制电路相连接；所述音频信号处理电路包括用于保留预设频率区间的信号的滤波子模块以及用于对音频信号进行放大的放大子模块；所述预设频率区间与低频段存在交集；

功放电路，与所述音频信号处理电路相连接，用于对经过所述音频信号处理电路的音频信号进行功率放大；以及，

振动器组，与所述功放电路相连接，用于接收所述功放电路输出的经过功率放大的音频信号并产生振动。

通过采用上述技术方案，左扬声器和右扬声器在接收音频信号后，将音频信号输出至音频控制电路；接着音频控制电路将音频信号输出至音频信号处理电路，音频信号处理电路将音频信号放大后，音频信号处理电路将音频信号输出至功放电路，功放电路则对音频信号的功率进行放大，将放大后的音频信号输出至振动器组，使得振动器组产生振动，从而还原像碰撞、大鼓、爆炸等场景低频震憾效果。

可选的，所述音频控制电路还包括用于对所述音频信号进行强弱调节的调节子模块。

通过采用上述技术方案，工作人员可以通过调节子模块，对输入至音频信号处理电路的音频信号进行幅值大小调节，进而调节振动器组振动的幅值大小，从而调节振动器组振动的强弱。

可选的，所述音频控制电路包括：

第一电阻器R1，第一端用于与左扬声器相连接；

第二电阻器R2，第一端用于与右扬声器相连接；第二端与所述第一电阻器R1的第二端相连接；以及，

电位器VR，输入引脚与所述第二电阻器R2的相连接；输出引脚接地；中间引脚与所述音频信号处理电路相连接；

其中，所述第一电阻器R1及第二电阻器R2构成所述采样子模块；所述电位器VR构成所述调节子模块。

通过采用上述技术方案，工作人员可以移动电位器VR的电刷，调节从电位器VR的中间引脚输入到音频信号处理电路的电压大小，进而调节流出电位器VR的中间引脚的音频信号的强弱，从而调节振动的强弱；第一电阻器R1和第二电阻器R2均为采样电阻且能够起到隔离电阻的作用。

可选的，所述滤波子模块包括：

第一电容器C1，第一端与所述电位器VR的中间引脚相连接；以及，

第二电容器C2，第一端与所述第一电容器C1的第二端相连接，第二端接地。

通过采用上述技术方案，第一电容器C1用于耦合音频信号，隔离直流信号；第二电容器C2用于过滤掉大于预设频率区间的音频信号，保留预设频率区内的音频信号。

可选的，所述放大子模块包括三极管Q1、第四电阻器R4、第五电阻器R5及第六电阻器R6；

所述三极管Q1的控制端连接于所述第一电容器C1与所述第二电容器C2之间，所述三极管Q1的输出端与所述功放电路相连接；

所述第四电阻器R4的第一端连接于所述三极管Q1的控制端与所述第一电容器C1之间，第二端连接于所述三极管Q1的输出端；

所述第五电阻器R5的第一端连接于所述三极管Q1的输出端与所述第四电阻器R4之间；

所述第六电阻器R6设置于所述三极管Q1与地之间。

通过采用上述技术方案，音频信号从三极管Q1的基极输入，经三极管Q1进行放大后，音频信号从三极管Q1的集电极输出至功放电路；第四电阻器R4用于为三极管Q1的基极提供导通电压；第六电阻器R6主要起分压作用，进而减小电流过大损坏三极管Q1的可能性。

可选的，所述音频信号处理电路与所述功放电路之间设置有RC滤波模块，所述RC滤波模块包括第四电容器C4及第七电阻器R7；

所述第四电容器C4的第一端连接于第五电阻器R5的第二端；第二端接地；

所述第七电阻器R7的第一端连接于所述第四电容器C4与所述第五电阻器R5之间；第二端与所述功放电路相连接。

通过采用上述技术方案，第四电容器C4用于滤除电源线路中的干扰信号，第七电阻器R7用于将功放电路与三极管Q1相隔离，避免音频信号处理电路与功放电路互相影响。

可选的，所述振动器组包括左振动器和/或右振动器。

通过采用上述技术方案，工作人员可以根据用户的实际需求选择振动器的个数。

可选的，所述功放电路包括第一输入端、第一输出端、第二输出端,所述第一输入端用于与所述音频信号处理电路相连接，所述第一输出端用于与振动器组的正极相连接，所述第二输出端用于与振动器组的负极相连接。

通过采用上述技术方案，音频信号从第一输入端输入到功放电路，功放电路对音频信号进行功率放大后，从第一输出端和第二输出端输出至振动器组，从而使得振动器组振动。

可选的，所述三极管Q1为NPN型三极管，所述三极管Q1的集电极与所述第四电阻器R4的第二端相连接，所述三极管Q1的集电极与所述功放电路相连接；所述三极管Q1的发射极与第六电阻器R6的第一端相连接，所述三极管Q1的基极连接于所述第二电容器C2与所述第四电阻器R4的第一端之间。

通过采用上述技术方案，音频信号从三极管Q1的基极输出，经三极管Q1进行放大后，从三极管Q1的集电极输出至功放电路。

一种无线振动耳机装置包括无线耳机模块、左扬声器、右扬声器和上述所述的一种低频振动电路；其中，无线耳机模块用于接收无线信号，并将无线信号转化为音频信号。

通过采用上述技术方案，无线耳机模块将无线信号转化为音频信号后，并将音频信号发送至左扬声器和右扬声器，左扬声器和右扬声器接收音频信号后则发出声音；同时左扬声器和右扬声器将音频信号发送至低频振动电路，使得播放的音频处于低频时能够产生振动效果。

综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：

1.音频控制电路接收到音频信号后，将音频信号输出至音频信号处理电路，音频信号处理电路对音频信号进行放大后，将音频信号输出至功放电路；功放电路则对音频信号的功率进行放大，并将进行功率放大后的音频信号输出至振动器组，使得振动器组振动，从而还原像碰撞、大鼓、爆炸等场景低频震憾效果；

2.工作人员可以通过移动电位器VR的电刷，调节从电位器VR的中间引脚输出的音频信号的强弱，从而调节振动器组振动的幅值大小。

附图说明

图1是本申请实施例的一种低频振动电路的信号流程图。

图2是本申请实施例的一种低频振动电路的电路图。

图3是本申请实施例的一种无线振动耳机装置的信号流程图。

附图标记说明：1、音频控制电路；11、采样子模块；12、调节子模块；2、音频信号处理电路；21、滤波子模块；22、放大子模块；3、功放电路；4、振动器组；41、左振动器；42、右振动器；5、RC滤波模块；6、无线耳机模块；7、左扬声器；8、右扬声器。

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1-3及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

本申请实施例公开了一种低频振动电路。

参照图1和图2，一种低频振动电路包括音频控制电路1、音频信号处理电路2、功放电路3和振动器组4。音频控制电路1包括用于音频信号采样的采样子模块11，音频信号为电信号。音频信号处理电路2与音频控制电路1相连接；音频信号处理电路2包括滤波子模块21和放大子模块22，滤波子模块21用于保留预设频率区间的信号，预设频率区间与低频段存在交集；放大子模块22用于对音频信号进行放大。低频段为20Hz～150Hz，在本申请中，预设频率区间为20Hz～100Hz，20Hz～100Hz范围的振动频率为振动器、耳机和人体容易产生共振和共鸣的频率范围，为最佳的振动频率；此时，人耳及头部感觉比较舒服，有较好的震憾和冲击的效果，而过高的振动频率，头皮会有发麻的感觉，则会导致用户的体验不佳。根据不同的人的实际情况，预设频率区间还可以为20Hz～200Hz，或者是其它与低频段存在交集的频率区间，上述的与低频段存在交集可以是预设频率区间包含于低频段，也可以是预设频率区域与低频段存在部分重叠的区域。功放电路3与音频信号处理电路2相连接，功放电路3用于对经过音频信号处理电路2的音频信号进行功率放大。振动器组4与功放电路3相连接，振动器组4用于接收功放电路3输出的经过功率放大的音频信号，并产生振动。

继续参考图1和图2，音频控制电路1接收到音频信号后，音频信号先经过采样子模块11，然后音频信号进入音频信号处理电路2中。音频信号进入音频信号处理电路2后，音频信号先进入滤波子模块21，接着音频信号进入放大子模块22，进而音频信号进入功放电路3。音频信号经功放电路3放大后输出至振动器组4，振动器组4接收音频信号后产生振动，从而实现玩游戏的碰撞、听音乐的大鼓、看电影的爆炸场景等低频震憾效果重现。

参照图2，音频控制电路1还包括用于对音频信号进行强弱调节的调节子模块12。调节子模块12与采样子模块11相连接，调节子模块12与音频信号处理电路2相连接。工作人员可以通过控制调节子模块12，能够对输入至音频信号处理电路2的音频信号进行幅值大小调节，进而调节振动器组4振动的幅值大小。

参考图1和图2，作为音频控制电路1的其中一种实施方式，音频控制电路1包括第一电阻器R1、第二电阻器R2和电位器VR。其中，第一电阻器R1及第二电阻器R2构成采样子模块11；电位器VR构成调节子模块12。第一电阻器R1和第二电阻器R2均为采样电阻且能够起到隔离电阻的作用；第一电阻器R1的第一端用于与左扬声器7相连接；第二电阻器R2的第一端用于与右扬声器8相连接，第二电阻器R2的第二端与第一电阻器R1的第二端相连接。电位器VR的输入引脚与第二电阻器R2的第二端相连接，电位器VR的输出引脚接地，电位器VR的中间引脚与音频信号处理电路2相连接。当仅仅只有第一电阻器R1和第二电阻器R2时，电位器VR可以替换为另一电阻器以实现音频信号的采样，第一电阻器R1和第二电阻器R2均与该电阻器的同一端相连接，该电阻器的另一端接地。

电位器VR为机械式双联电位器或机械式单联电位器，电位器VR可以为旋转式电位器或推拉式电位器，电位器VR的封装形式为贴片型封装或直插型封装。左扬声器7输出的音频信号经过第一电阻器R1，从电位器VR的输入引脚进入电位器VR；右扬声器8输出的音频信号经过第二电阻器R2，从电位器VR的输入引脚进入电位器VR；接着音频信号从电位器VR的中间引脚输出至音频信号处理电路2。工作人员可以通过移动电位器VR的电刷，调节从电位器VR的中间引脚输入到音频信号处理电路2的电压大小，从而调节经过电位器VR的音频信号的强弱，进而调节振动器组4振动的幅值大小。

参考图2，滤波子模块21包括第一电容器C1和第二电容器C2。第一电容器C1的第一端与电位器VR的输出引脚相连接，第一电容器C1的另一端与第二电容器C2的第一端相连接，第二电容器C2的第二端接地。第一电容器C1用于耦合音频信号，隔离直流信号；第二电容器C2用于滤除频率大于100HZ的信号，当预设频率区间不同时，可以选择截止频率相匹配的第二电容器C2。当仅仅只有第一电阻器R1和第二电阻器R2时，第一电阻器R1、第二电阻器R2和第一电容器C1连接于该电阻器的同一端。

参考图2，放大子模块22包括三极管Q1、第四电阻器R4、第五电阻器R5及第六电阻器R6。三极管Q1的控制端连接于第一电容器C1与第二电容器C2之间，三极管Q1的输出端与功放电路3相连接，三极管Q1用于对音频信号进行放大。第四电阻器R4的第一端连接于三极管Q1的控制端与第一电容器C1之间，第四电阻器R4的第二端连接于三极管Q1的输出端。第五电阻器R5的第一端连接于三极管Q1的输出端与第四电阻器R4之间。第六电阻器R6设置于三极管Q1与地之间，即第六电阻器R6的第一端与三极管Q1相连接，第六电阻器R6的第二端接地。当音频信号进入音频信号处理电路2后，音频信号先经过第一电容器C1，音频信号再从三极管Q1的控制端进入三极管Q1；音频信号经三极管Q1放大后，从三极管Q1的输出端输出至功放电路3。

参考图2，作为三极管Q1的一种实施方式，三极管Q1为NPN型三极管。三极管Q1的封装形式为贴片SOT-23型或直插TO-92型；三极管Q1的集电极连接于第四电阻器R4与第五电阻器R5之间，三极管Q1的集电极与功放电路3相连接。三极管Q1的发射极与第六电阻器R6的第一端相连接，三极管Q1的基极连接于第二电容器C2的第一端与第四电阻器R4的第一端之间。

参考图2，音频信号处理电路2与功放电路3之间设置有RC滤波模块5，RC滤波模块5包括第四电容器C4及第七电阻器R7。第四电容器C4的第一端连接于第五电阻器R5的第二端，第四电容器C4的第二端接地。第七电阻器R7的第一端连接于第四电容器C4的第一端与第五电阻器R5的第二端之间，第七电阻器R7的第二端与功放电路3相连接。第四电容器C4和第七电阻器R7主要用于将音频信号处理电路2的电源与功放电路3的电源相隔离。

参考图2，功放电路3包括第一输入端-IN、第一输出端VO1和第二输出端VO2。在本申请中，功放电路3的封装形式为贴片MSOP8型、贴片SOP8型或直插DIP8型。功放电路3的第一输入端-IN与音频信号处理电路2相连接，功放电路3的第一输出端VO1与振动器组4的正极相连接，功放电路3的第二输出端VO2与振动器组4的负极相连接。具体的，三极管Q1的集电极与功放电路3的第一输入端-IN之间依次连接有第三电容器C3和第三电阻器R3，第三电容器C3的第一端与三极管Q1的集电极相连接，第三电容器C3的第二端与第三电阻器R3的第一端相连接，第三电阻器R3的第二端与第一输入端-IN相连接。第一输入端-IN与第一输出端VO1之间连接有第八电阻器R8。第三电容器C3主要用于耦合音频信号；第三电阻器R3和第八电阻器R8用于调整放大倍数。

参考图1和图2，振动器组4包括左振动器41和/或右振动器42。在本申请中，左振动器41的规格有两种，一种为双耳固定式，外径29mm，阻抗16Ω；另一种为三脚固定式，外径37mm，阻抗8Ω，右振动器42的规格与左振动器41的规格保持一致。当振动器组4包括左振动器41和右振动器42时，左振动器41和右振动器42的连接方式为串联或并联。在本申请中，左振动器41和右振动器42的连接方式为串联。具体的，左振动器41的正极与第一输出端VO1相连接，左振动器41的负极与右振动器42的正极相连接，右振动器42的负极与第二输出端VO2相连接。当振动器组4接收到经功放电路3进行功率放大的音频信号后，即左振动器41和右振动器42接收到经功放电路3放大的音频信号后，左振动器41和右振动器42产生振动。

本申请的一种低频振动电路的实施原理为：左扬声器7输出的音频信号经过第一电阻器R1,并从电位器VR的输入引脚进入电位器VR；右扬声器8输出的音频信号经过第二电阻器R2，并从电位器VR的输入引脚进入电位器VR；接着音频信号从电位器VR的输出引脚输出，工作人员可以通过移动电位器VR的电刷，调节从电位器VR的中间引脚输入到音频信号处理电路2的电压大小，从而调节进入音频信号处理电路2的音频信号的幅值大小。接着音频信号经过第一电容器C1进行耦合，音频信号中频率大于预设频率区间（20HZ～100HZ）的部分通过第二电容器C2后被滤除，音频信号中处于预设频率区间的部分经三极管Q1放大后从三极管Q1的集电极输出。

音频信号从三极管Q1的集电极输出后，经过第三电容器C3，然后经过第三电阻器R3,从功放电路3的第一输入端-IN进入功放电路3。音频信号经功放电路3进行功率放大后，从功放电路3的第一输出端VO1和第二输出端VO2输入到左振动器41和右振动器42，即电流从功放电路3的第一输出端VO1流出，并依次流过左振动器41和右振动器42，然后电流从第二输出端VO2流回功放电路3，从而使得左振动器41和右振动器42在预设频率区间（20HZ～100HZ）内产生振动。

参考图3，本申请还提供了一种无线振动耳机装置，一种无线振动耳机装置包括无线耳机模块6、左扬声器7、右扬声器8和上述的一种低频振动电路。其中，无线耳机模块6用于接收无线信号，并将无线信号转化为音频信号。

以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，本说明书（包括摘要和附图）中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其它等效或者具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。

Claims

1.一种低频振动电路，其特征在于，包括：

音频控制电路（1），所述音频控制电路（1）包括用于音频信号采样的采样子模块（11）；

音频信号处理电路（2），与所述音频控制电路（1）相连接；所述音频信号处理电路（2）包括用于保留预设频率区间的信号的滤波子模块（21）以及用于对音频信号进行放大的放大子模块（22）；所述预设频率区间与低频段存在交集；

功放电路（3），与所述音频信号处理电路（2）相连接，用于对经过所述音频信号处理电路（2）的音频信号进行功率放大；以及，

振动器组（4），与所述功放电路（3）相连接，用于接收所述功放电路（3）输出的经过功率放大的音频信号并产生振动。

2.根据权利要求1所述的一种低频振动电路，其特征在于，所述音频控制电路（1）还包括用于对音频信号进行强弱调节的调节子模块（12）。

3.根据权利要求2所述的一种低频振动电路，其特征在于，所述音频控制电路（1）包括：

第一电阻器R1，第一端用于与左扬声器（7）相连接；

第二电阻器R2，第一端用于与右扬声器（8）相连接；第二端与所述第一电阻器R1的第二端相连接；以及，

电位器VR，输入引脚与所述第二电阻器R2相连接；输出引脚接地；中间引脚与所述音频信号处理电路（2）相连接；

其中，所述第一电阻器R1及所述第二电阻器R2构成所述采样子模块（11）；所述电位器VR构成所述调节子模块（12）。

4.根据权利要求3所述的一种低频振动电路，其特征在于，所述滤波子模块（21）包括：

5.根据权利要求4所述的一种低频振动电路，其特征在于，所述放大子模块（22）包括三极管Q1、第四电阻器R4、第五电阻器R5及第六电阻器R6；

所述三极管Q1的控制端连接于所述第一电容器C1与所述第二电容器C2之间，所述三极管Q1的输出端与所述功放电路（3）相连接；

所述第六电阻器R6设置于所述三极管Q1与地之间。

6.根据权利要求5所述的一种低频振动电路，其特征在于，所述音频信号处理电路（2）与所述功放电路（3）之间设置有RC滤波模块（5），所述RC滤波模块（5）包括第四电容器C4及第七电阻器R7；

所述第四电容器C4的第一端连接于所述第五电阻器R5的第二端；第二端接地；

所述第七电阻器R7的第一端连接于所述第四电容器C4与所述第五电阻器R5之间，第二端与所述功放电路（3）相连接。

7.根据权利要求1所述的一种低频振动电路，其特征在于，所述振动器组（4）包括左振动器（41）和/或右振动器（42）。

8.根据权利要求6所述的一种低频振动电路，其特征在于，所述功放电路（3）包括第一输入端、第一输出端和第二输出端,所述第一输入端用于与所述音频信号处理电路（2）相连接，所述第一输出端用于与所述振动器组（4）的正极相连接，所述第二输出端用于与所述振动器组（4）的负极相连接。

9.根据权利要求8所述的一种低频振动电路，其特征在于，所述三极管Q1为NPN型三极管，所述三极管Q1的集电极与所述第四电阻器R4的第二端相连接，所述三极管Q1的集电极与所述功放电路（3）相连接；所述三极管Q1的发射极与所述第六电阻器R6的第一端相连接，所述三极管Q1的基极连接于所述第二电容器C2与所述第四电阻器R4的第一端之间。

10.一种无线振动耳机装置，其特征在于，包括：

无线耳机模块（6），用于接收无线信号，并将无线信号转化为音频信号；

左扬声器（7）；

右扬声器（8）；以及，

如权利要求1-9任一项所述的一种低频振动电路。