CN216852352U - 一种音频系统及音频系统终端 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种音频系统及音频系统终端，所述音频系统包括：音频模块、电源模块、辅助电源模块、故障检测模块、音量调节模块、噪声消除模块和无线通信模块。与现有技术相比，本实用新型可以通过电源模块和辅助电源模块保证音频系统的供电正常、通过故障检测模块确定故障状态、通过音量调节模块调节音频信号的大小、通过噪声消除模块滤除其他频段的噪声干扰、并通过无线通信模块实现远程控制，具有多功能、安全性高、使用灵活的特点。

Description

一种音频系统及音频系统终端

技术领域

本实用新型涉及音频系统，特别是一种音频系统及音频系统终端。

背景技术

随着科技的发展，音频系统在生活中的使用越来越广泛，在音频系统的工作中，常见的问题有：1、供电端与音频系统的电压不匹配，导致音频系统烧毁；2、音频系统故障，无法发声，用户维修时无法确定是音频系统故障还是供电异常，造成维修不便；3、部分音频系统终端自身没有带音量调节功能的芯片，如收音芯片、非语音芯片等用于产生按键音的普通单片机，无法实现音量无级调节；4、输出的音量中存在噪声，影响用户使用体验；5、无法实现无线调节。现有的音频系统往往只能解决其中一个或两个问题，并不能完全根治音频系统中存在的其它问题。

因此，如何设计一种音频系统及音频系统终端，能解决现有技术中音频系统工作时出现的各类问题，是业界亟待解决的技术问题。

实用新型内容

针对现有技术中存在的问题，本实用新型提出了一种音频系统及音频系统终端。

本实用新型的技术方案为，提出了一种音频系统，其包括音频模块、以及与所述音频模块连接的：

电源模块，其与外接电源连接，并用于将外部供电设备的输入电压转换为所述音频模块的工作电压；

辅助电源模块，其分别连接所述电源模块与所述音频模块，于电源模块工作时充电，并于所述电源模块停止工作时给所述音频模块供电；

故障检测模块，其与所述音频模块连接，用于在所述音频模块故障时判断故障类型；

音量调节模块，其与所述音频模块连接，用于调节所述音频模块的输出音量；

噪声消除模块，其与所述音频模块连接，用于消除所述音频模块输出的音频信号中的噪声干扰；

无线通信模块，其与所述音频模块连接，并用于与所述音频模块无线通信，实现音频模块的远程调节。

进一步，所述电源模块采用AC/DC变压器。

进一步，所述辅助电源模块采用可充电锂电池。

进一步，所述故障检测模块包括：放大器U1、比较器U2、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、发光二极管D1、发光二极管D2、继电器RY1、三极管Q1；

所述放大器U1的同相输入端串联电阻R1后接入所述音频模块的工作电压、反相输入端串联电阻R2后接入基准电压Vref1、输出端串联电阻R3后连接到比较器U2的同相输入端、所述比较器U2的反相输入端串联电阻R4后接入基准电压Vref2、输出端连接到三极管Q1的基极，所述三极管Q1的集电极连接电源、发射极串联所述继电器RY1的控制端后接地，所述继电器RY1的不动端连接电源、第一动端依次串联发光二极管D1和电阻R5后接地、第二动端依次串联发光二极管D2和电阻R6后接地。

进一步，所述音量调节模块包括：

电容C1、电容C2、电容C3、电阻R7、电阻R8、电阻R9、电阻R10、电阻R11、按键S1、按键S2、三极管Q2、三极管Q3、二极管D3；

所述电容C3一端连接所述音频模块，并接入所述音频模块输出的音频信号，所述电容C3的另一端与所述电容C2连接，所述电容C2的另一端输出音量调节后的音频信号，所述二极管D3的正极连接电源、负极串联电阻R11后连接到电容C2和电容C3之间，所述三极管Q3的集电极连接到所述电容C2和电容C3之间、发射极接地，所述电阻R8的一端连接电源，所述电阻R8的另一端依次串联按键S1、电阻R9、按键S2后接地，所述电阻R10一端连接到所述按键S1与电阻R9之间、另一端连接到三极管Q2的基极，所述三极管Q2的集电极连接到所述二极管D3与电阻R11之间、发射极串联电阻R7后连接到所述三极管Q3的基极端，所述电容C1一端连接到所述电阻R9与电阻R10之间、另一端接地。

进一步，所述噪声消除模块采用带通滤波器滤除设定频率以外的噪声信号。

进一步，所述无线通信模块采用蓝牙与外部移动终端设备进行无线通信。

本实用新型还提出了一种音频系统终端，所述音频系统终端具有上述音频系统。

与现有技术相比，本实用新型至少具有如下有益效果：

1、通过AC/DC模块连接外部供电设备，能将外部供电设备的输入电压转换为音频模块的工作电压，避免了电压部匹配损坏音频系统的问题，同时通过辅助电源模块在外部供电设备断电时进行辅助供电，保证了音频系统的正常工作；

2、在音频系统异常不发声时，能通过故障检测模块确定音频系统是供电异常还是自身故障，便于用户维修处理；

3、音量调节模块能够实时调节音频模块的输出音量，能适用于自身不带音量调节功能的芯片，满足用户使用需求；

4、噪声消除模块能够设定音频系统的输出频段，并滤除该频段外的其他噪声信号，避免了用户使用时的噪声干扰；

5、通过无线模块能够实现音频系统的远程调节，能适用于用户各种场合下的调节需求，使用更加灵活。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，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的介绍，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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型整体的模块图；

图2为故障检测模块的电路图；

图3为音量调节模块的电路图。

具体实施方式

为了使本实用新型所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型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仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

由此，本说明书中所指出的一个特征将用于说明本实用新型的一个实施方式的其中一个特征，而不是暗示本实用新型的每个实施方式必须具有所说明的特征。此外，应当注意的是本说明书描述了许多特征。尽管某些特征可以组合在一起以示出可能的系统设计，但是这些特征也可用于其他的未明确说明的组合。由此，除非另有说明，所说明的组合并非旨在限制。

下面结合附图以及实施例对本实用新型的原理及结构进行详细说明。

音频系统的工作中，常见的问题有：1、供电端与音频系统的电压不匹配，导致音频系统烧毁；2、音频系统故障，无法发声，用户维修时无法确定是音频系统故障还是供电异常，造成维修不便；3、部分音频系统终端自身没有带音量调节功能的芯片，如收音芯片、非语音芯片等用于产生按键音的普通单片机，无法实现音量无级调节；4、输出的音量中存在噪声，影响用户使用体验；5、无法实现无线调节。现有的音频系统往往只能解决其中一个或两个问题，并不能完全根治音频系统中存在的其它问题。本实用新型的思路在于，提出一种音频系统，其具有音频模块、电源模块、辅助电源模块、故障检测模块、音量调节模块、噪声消除模块和无线通信模块，能分别针对现有技术中存在的问题进行调节，满足用户需求。

请参见图1，本实用新型提出的音频系统包括：音频模块、电源模块、辅助电源模块、故障检测模块、音量调节模块、噪声消除模块、无线通信模块，其中，音频模块用于输出音频信号；电源模块和辅助电源模块用于给音频模块进行供电，电源模块为主供电模块，其与外接供电设备连接，用于将外接供电设备的输入电压转换为音频模块的工作电压，并给音频模块供电，辅助电源模块为辅供电模块，其用于在无外接供电设备时给音频模块供电，以保证音频模块的正常运行；故障检测模块用于在音频系统异常不发声时判断故障类型为电源故障还是音频系统故障，其与音频模块连接，并通过接入音频模块的工作电压判断故障类型；音量调节模块与音频模块连接，用于调节音频模块的输出音量，其可以适用于自身没有音量调节功能的芯片，实现音量无级调节，也可以适用于自身带有音量调节功能的芯片，提高音量调节的精度；噪声消除模块设在音频模块的输出端，用于消除音频模块输出的音频信号中的噪声干扰；无线通信模块用于与外部移动终端设备进行通信，实现音频模块的远程调节；

以此，本实用新型通过电源模块和辅助电源模块解决了音频系统的供电问题，通过故障检测模块解决了音频系统故障分析问题，通过音量调节模块实现了音频系统的音量调节问题，通过噪声消除模块实现了音频系统噪声干扰的问题，通过无线通信模块实现了音频系统无法远程控制的问题，相比于传统的方案，本实用新型具有更高的实用性。

优选的，电源模块采用AC/DC变压器，音频系统的外部供电一般为家用电，其为220V的交流电，AC/DC变压器能将交流电转换为直流电，并将220V的电压转换为音频模块的工作电压，避免电压过高损坏音频模块的问题。

优选的，辅助电源模块采用可充电锂电池，其分别与电源模块和音频模块连接，并可在电源模块工作时，通过电源模块进行充电，以保证内部电量充足，当电源模块不工作时，可以通过辅助电源模块给音频模块提供备用供电，以维持音频模块的正常工作。

请参见图2，故障检测模块包括：放大器U1、比较器U2、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、发光二极管D1、发光二极管D2、继电器RY1、三极管Q1；

放大器U1的同相输入端串联电阻R1后接入音频模块的工作电压、反相输入端串联电阻R2后接入基准电压Vref1、输出端串联电阻R3后连接到比较器U2的同相输入端、比较器U2的反相输入端串联电阻R4后接入基准电压Vref2、输出端连接到三极管Q1的基极，三极管Q1的集电极连接电源、发射极串联继电器RY1的控制端后接地，继电器RY1的不动端连接电源、第一动端依次串联发光二极管D1和电阻R5后接地、第二动端依次串联发光二极管D2和电阻R6后接地。

其工作原理为，放大器U1通过电阻R1采集音频模块的工作电压，并对工作电压进行放大处理，其基准电压Vref1可以为0V，比较器U2接入放大器U1的输出电压，并将其与基准电压Vref2进行比较；由于音频系统的故障分为两种状态，分别为音频系统故障和电源故障，当故障为音频系统故障时，电源正常供电，放大器U1能够检测到电压电流，并通过比较器U2后发出高电平信号，使三极管Q1导通，继电器RY1上电，继电器RY1受控端的不动端与第一动端连接，此时发光二极管D1工作发光；当故障为电源故障时，音频系统中无供电，放大器U1无法检测到电压电流，比较器U2输出低电平信号，三极管Q1截止，继电器RY1不工作，其受控端的不动端与第二动端连接，此时发光二极管D2工作发光；

其中，继电器RY1可以采用常闭继电器，常闭状态下不动端与第二动端连接，当继电器上电时不动端与第一动端连接，实现继电器状态的切换；发光二极管D1和发光二极管D2可以采用不同光色的发光二极管，如发光二极管D1采用发出红光的二极管，发光二极管D2采用发出黄光的二极管，当音频系统出现故障时，可以直接根据光色判断具体故障类型，维修方便。

请参见图3，音量调节模块包括：电容C1、电容C2、电容C3、电阻R7、电阻R8、电阻R9、电阻R10、电阻R13、按键S1、按键S2、三极管Q2、三极管Q3、二极管D3；

电容C3一端连接音频模块，并接入音频模块输出的音频信号，电容C3的另一端与电容C2连接，电容C2的另一端输出音量调节后的音频信号，二极管D3的正极连接电源、负极串联电阻R11后连接到电容C2和电容C3之间，三极管Q3的集电极连接到电容C2和电容C3之间、发射极接地，电阻R8的一端连接电源，电阻R8的另一端依次串联按键S1、电阻R9、按键S2后接地，电阻R10一端连接到按键S1与电阻R9之间、另一端连接到三极管Q2的基极，三极管Q2的集电极连接到二极管D3与电阻R11之间、发射极串联电阻R7后连接到三极管Q3的基极端，电容C1一端连接到电阻R9与电阻R10之间、另一端接地。

其工作原理为：当按下按键S1时，电源VCC通过电阻R8向电容C1充电，电容C1两端电压升高，施加在三极管Q2和三极管Q3基极上的电压升高，当电容C1两端电压大于三极管Q2和三极管Q3导通所需电压时，电容C1驱动三极管Q2导通，电源VCC经二极管D3、三极管Q2、电阻R7后驱动三极管Q3导通，随着电容C1两端电压升高，三极管Q2和三极管Q3的导通程度越大，三极管Q2的集电极和发射极之间的阻抗则越小，三极管Q3对经过的音频信号的衰减则越大，输出音量也越小，当电容C1两端电压升高到令三极管Q3彻底导通时，三极管Q3集电极与发射极之间的阻抗接近为零，输入的音频信号几乎完全被三极管Q3导通到地，音频信号的音量大小降低为零；

当按下按键S2时，电容C1经过电阻R9对地放电，电容C1两端电压降低，施加在三极管Q2和三极管Q3基极上的电压也随之降低，三极管Q2和三极管Q3的导通程度减小，三极管Q3的集电极与发射极之间的阻抗随之增大，三极管Q3对经过的音频信号衰减减小，输出的音频信号的音量增大，当电容C1两端的电压降低到令三极管Q3彻底截止时，输入的音频信号完全没被衰减，输出的音频信号的音量达到最大；

因此，当连续按住按键S1时，电容C1两端电压持续上升，输出的音量逐渐连续减小至零，当连续按住按键S2时，电容C1两端电压持续下降，输出的音量则逐渐连续增大至最大音量，这样能够方便地改变音频信号的输出强弱，相比于传统方案，设置通过挡位，通过切换电阻改变电流的方案，能实现对音量的无级连续调节，同时电路结构简单，成本较低；

优选的，电阻R8和电阻R0的阻值可以选取22K-47K，电容C1可以选取耐压比供电电压高10V的220uf的电解电容，电容量越大，音量变化越迟缓。

进一步的，该实施例下，电阻R10和电阻R11能够迟缓按键S1或按键S2松开后电容C1两端的电压变化，使较长时间内保持音量的基本不变，提高了电路的工作稳定性，其中，电阻R10的阻值可以选取1MΩ，电阻R11的阻值可以选取22K-47K；此外，电容C3可以作为音频输入信号的隔离电容，电容C2可以作为音频输出信号的隔离电容，由于电容具有隔直通交的特性，使电容C3能够隔离音频输入信号的直流信号，通过电容C2隔离音频输出信号的直流信号，避免了隔离前后电路的直流电压对音频调节电路的影响，其中，电容C2和电容C3可以选取电容容量在100nf至1uf范围内的电容。

进一步的，噪声消除模块可以采用带通滤波器，带通滤波器可以对特定频率以外的噪声信号进行滤除，通过设定正常工作频率，能够滤除其他频率下的噪声信号，极大程度地降低了噪声信号的输出音频信号的干扰。

进一步的，无线通信模块采用蓝牙与外部移动终端设备进行无线通信，实现无线通信模块的远程调节，在本实用新型其他实施例中，还可以采用wifi等其他无线通信方式，实现音频模块的远程控制；

本实用新型还提出了一种音频系统终端，所述音频系统终端具有上述音频系统，其中，音频系统终端可以为音响、MP3、MP4、收音机等。

与现有技术相比，本实用新型至少具有如下有益效果：

通过AC/DC模块连接外部供电设备，能将外部供电设备的输入电压转换为音频模块的工作电压，避免了电压部匹配损坏音频系统的问题，同时通过辅助电源模块在外部供电设备断电时进行辅助供电，保证了音频系统的正常工作；在音频系统异常不发声时，能通过故障检测模块确定音频系统是供电异常还是自身故障，便于用户维修处理；音量调节模块能够实时调节音频模块的输出音量，能适用于自身不带音量调节功能的芯片，满足用户使用需求；噪声消除模块能够设定音频系统的输出频段，并滤除该频段外的其他噪声信号，避免了用户使用时的噪声干扰；通过无线模块能够实现音频系统的远程调节，能适用于用户各种场合下的调节需求，使用更加灵活。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，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、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种音频系统，其特征在于，包括音频模块、以及与所述音频模块连接的：

电源模块，其与外接电源连接，并用于将外部供电设备的输入电压转换为所述音频模块的工作电压；

辅助电源模块，其分别连接所述电源模块与所述音频模块，于电源模块工作时充电，并于所述电源模块停止工作时给所述音频模块供电；

故障检测模块，其与所述音频模块连接，用于在所述音频模块故障时判断故障类型；

音量调节模块，其与所述音频模块连接，用于调节所述音频模块的输出音量；

噪声消除模块，其与所述音频模块连接，用于消除所述音频模块输出的音频信号中的噪声干扰；

无线通信模块，其与所述音频模块连接，并用于与所述音频模块无线通信，实现音频模块的远程调节。

2.根据权利要求1所述的音频系统，其特征在于，所述电源模块采用AC/DC变压器。

3.根据权利要求1所述的音频系统，其特征在于，所述辅助电源模块采用可充电锂电池。

4.根据权利要求1所述的音频系统，其特征在于，所述故障检测模块包括：放大器U1、比较器U2、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、发光二极管D1、发光二极管D2、继电器RY1、三极管Q1；

所述放大器U1的同相输入端串联电阻R1后接入所述音频模块的工作电压、反相输入端串联电阻R2后接入基准电压Vref1、输出端串联电阻R3后连接到比较器U2的同相输入端、所述比较器U2的反相输入端串联电阻R4后接入基准电压Vref2、输出端连接到三极管Q1的基极，所述三极管Q1的集电极连接电源、发射极串联所述继电器RY1的控制端后接地，所述继电器RY1的不动端连接电源、第一动端依次串联发光二极管D1和电阻R5后接地、第二动端依次串联发光二极管D2和电阻R6后接地。

5.根据权利要求1所述的音频系统，其特征在于，所述音量调节模块包括：

电容C1、电容C2、电容C3、电阻R7、电阻R8、电阻R9、电阻R10、电阻R11、按键S1、按键S2、三极管Q2、三极管Q3、二极管D3；

所述电容C3一端连接所述音频模块，并接入所述音频模块输出的音频信号，所述电容C3的另一端与所述电容C2连接，所述电容C2的另一端输出音量调节后的音频信号，所述二极管D3的正极连接电源、负极串联电阻R11后连接到电容C2和电容C3之间，所述三极管Q3的集电极连接到所述电容C2和电容C3之间、发射极接地，所述电阻R8的一端连接电源，所述电阻R8的另一端依次串联按键S1、电阻R9、按键S2后接地，所述电阻R10一端连接到所述按键S1与电阻R9之间、另一端连接到三极管Q2的基极，所述三极管Q2的集电极连接到所述二极管D3与电阻R11之间、发射极串联电阻R7后连接到所述三极管Q3的基极端，所述电容C1一端连接到所述电阻R9与电阻R10之间、另一端接地。

6.根据权利要求1所述的音频系统，其特征在于，所述噪声消除模块采用带通滤波器滤除设定频率以外的噪声信号。

7.根据权利要求1所述的音频系统，其特征在于，所述无线通信模块采用蓝牙与外部移动终端设备进行无线通信。

8.音频系统终端，其特征在于，所述音频系统终端具有如权利要求1至7任意一项权利要求所述的音频系统。

Images