CN218550144U - 一种具有电源防反接保护的降噪耳机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种具有电源防反接保护的降噪耳机，其包括电池、防反接模块和被保护模块，防反接模块与电池正极和被保护模块连接，所述防反接模块包括PMOS管，PMOS管的源极经音量调节器与被保护模块连接，漏极与电池正极连接，栅极经电阻与电池负极连接并接地；所述被保护模块包括音频采集模块、主动降噪模块、音频播放模块。本实用新型利用PMOS管实现电源防反接保护，利用主动降噪模块达到良好的主动降噪效果。

Description

一种具有电源防反接保护的降噪耳机

技术领域

本实用新型属于耳机技术领域，尤其是涉及一种具有电源防反接保护的降噪耳机。

背景技术

随着科技的进步和人们现代生活需求的提高，蓝牙TWS(True Wireless Stereo，真无线立体声)耳机由于其摆脱了从播放器连接到耳机本体的连接线而受到人们的广泛喜爱，耳机的使用场景日益多样化。但随着城市噪音污染的日益加剧，在室外使用普通耳机只能够通过物理降噪或者提高音量的方式来掩盖噪音，这样不仅无法有效接收耳机内部的音频信号，对使用者自身的听力还会产生一定的负面作用，因此用户对耳机噪声消除的要求越来越高。

目前，具备主动降噪功能的耳机非常受欢迎。主动降噪技术主要是利用了声波的干涉原理，通过控制电路产生一个与原有噪声信号等值反相的次级噪声来抵消原有噪声信号。当前降噪耳机极易受电源的正负极反接影响，导致把内部电子元件烧坏。

发明内容

为解决上述问题，本实用新型的目的是提供一种具有电源防反接保护的降噪耳机，其具有电源输入防反接保护功能，使耳机能够正常运行。

为实现上述发明目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种具有电源防反接保护的降噪耳机，其包括电池、防反接模块和被保护模块，防反接模块与电池正极和被保护模块连接，所述防反接模块包括PMOS管，PMOS管U1的源极经音量调节器VR1与被保护模块连接，漏极与电池正极连接，栅极经电阻R36与电池负极连接并接地；所述被保护模块包括音频采集模块、主动降噪模块、音频播放模块，所述音频采集模块包括第一麦克风、第二麦克风、第一拾音电路、第二拾音电路，所述第一麦克风和第二麦克风分别与第一拾音电路、第二拾音电路连接；所述主动降噪模块包括第一降噪电路、第二降噪电路，第一降噪电路、第二降噪电路分别与第一拾音电路、第二拾音电路连接；所述音频播放模块包括第一扬声器、第二扬声器、第一音频处理电路、第二音频处理电路，所述第一扬声器和第二扬声器分别与第一音频处理电路、第二音频处理电路连接，第一降噪电路、第二降噪电路分别与第一音频处理电路、第二音频处理电路连接。

进一步地，上述的第一拾音电路包括接口J1、三极管Q1、三极管Q2，接口J1用于安装第一麦克风MIC1，接口J1的引脚1经电容C3与三极管Q1的基极连接，引脚2接地，且与引脚1接有电容C28；三极管Q1的基极经串联的电容C1、电阻R8接电源电压AVCC,发射极经并联的电容C2、电阻R30接地,集电极经电阻R5接电源电压AVCC，经电容C4与三极管Q2的基极连接；三极管Q2的集电极经电阻R6与基极连接，发射极经电容C25与基极连接，经电阻R32接地；三极管Q2与所述主动降噪模块中的第一降噪电路连接。

更进一步地，上述的接口J1的引脚1经串联的电阻R3、电阻R2接电源电压AVCC, 电阻R3与电阻R2之间的连接点经电容C23接地。

进一步地，上述的第二拾音电路包括接口J4、三极管Q5、三极管Q6，接口J4用于安装第二麦克风MIC2，接口J4的引脚5经电容C13与三极管Q5的基极连接；三极管Q5的基极经串联的电阻R24、电阻R28接电源电压AVCC,发射极经并联的电容C12、电阻R31接地,集电极经电阻R25接电源电压AVCC，经电容C14与三极管Q6的基极连接；三极管Q6的集电极经电阻R26与基极连接，经电阻R27接电源电压AVCC，发射极经电容C26与基极连接，经电阻R33接地；三极管Q6与所述主动降噪模块中的第二降噪电路连接。

更进一步地，上述的接口J4的引脚5经电容C11接地，经串联的电阻R23、电阻R22接电源电压AVCC, 电阻R23与电阻R22之间的连接点经电容C24接地。

进一步地，上述的第一降噪电路包括二极管D1、三极管Q3，所述第一拾音电路中的三极管Q2的集电极经电阻R7接电源电压AVCC，经电容C5与三极管Q3的基极连接，三极管Q3的集电极经电阻R9接在电容C1和电阻R8之间的连接点、以及电容C7一端，电容C7另一端与发射极连接并接地，发射极与二极管D1的阳极连接，二极管D1的阴极与三极管Q3的基极连接。

进一步地，上述的第二降噪电路包括二极管D2、三极管Q7，所述第二拾音电路中的三极管Q6的集电极经电容C15与三极管Q7的基极连接，三极管Q7的集电极经电阻R29接在电阻R24和电阻R28之间的连接点、以及电容C17一端，电容C17另一端与发射极连接并接地，发射极与二极管D2的阳极连接且接地，二极管D2的阴极与三极管Q7的基极连接。

进一步地，上述的第一音频处理电路包括微调电位器RP1、微调电位器RP2、三极管Q4，所述第一降噪电路中的三极管Q3的基极经电容C6与微调电位器RP1的滑动端、第二端连接，微调电位器RP1的第一端与电容C8的一端、微调电位器RP2的第二端连接，电容C8的另一端、微调电位器RP2的第一端接地，微调电位器RP2的滑动端经电阻R10、电容C9与三极管Q4的基极连接；三极管Q4的发射极接地，集电极经电阻R11与基极连接，集电极与接口J2的引脚1连接；所述接口J2用于安装第一扬声器SP1。

进一步地，上述的第二音频处理电路包括微调电位器RP3、微调电位器RP4、三极管Q8，所述第二降噪电路中的三极管Q7的基极经电容C16与微调电位器RP3的滑动端、第二端连接，微调电位器RP3的第一端与电容C18的一端、微调电位器RP4的第二端连接，电容C18的另一端、微调电位器RP4的第一端接地，微调电位器RP4的滑动端经电阻R20、电容C19与三极管Q8的基极连接；三极管Q8的发射极接地，集电极经电阻R21与基极连接，集电极与接口J4的引脚4连接，所述接口J4用于安装第二扬声器SP2。

进一步地，上述的被保护模块还包括用于安装外部音频线AUX的音频输入接口J3，音频输入接口J3的引脚2经串联的电阻R15、电容C10、电阻R12接在电阻R10与电容C9之间的连接点，电阻R15与电容C10之间的连接点经电阻R14接地，电容C10与电阻R12之间的连接点经电阻R13接地；音频输入接口J3的引脚3经串联的电阻R17、电容C20、电阻R19接在电阻R20与电容C19之间的连接点，电阻R17与电容C20之间的连接点经电阻R16接地，电容C20与电阻R19之间的连接点经电阻R18接地；音频输入接口J3的引脚1接地。

由于采用如上所述的技术方案，本实用新型具有如下优越性：

该具有电源防反接保护的降噪耳机，其结构设计合理，使用效果好，利用PMOS管实现电源防反接保护，在电源正确接入时，电源正常对被保护模块供电，在电源正负极反接时，断开被保护模块的电路，从而进行保护；利用主动降噪模块达到良好的主动降噪效果，减少环境噪声对人的影响，能够让用户在嘈杂的环境下拥有安静的体验，具有良好的推广应用价值。

附图说明

图1是本实用新型具有电源防反接保护的降噪耳机的原理图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型的技术方案作进一步详细说明。

如图1所示，该具有电源防反接保护的降噪耳机，其包括电池BAT、防反接模块和被保护模块，防反接模块与电池BAT正极和被保护模块连接，所述防反接模块包括PMOS管U1，PMOS管U1的源极（引脚1、引脚2、引脚3）经音量调节器VR1与被保护模块连接，漏极（引脚5、引脚6、引脚7、引脚8）与电池BAT正极连接，栅极（引脚4）经电阻R36与电池BAT负极连接并接地；所述被保护模块包括音频采集模块、主动降噪模块、音频播放模块，所述音频采集模块包括第一麦克风MIC1、第二麦克风MIC2、第一拾音电路、第二拾音电路，所述第一麦克风MIC1和第二麦克风MIC2分别与第一拾音电路、第二拾音电路连接；所述主动降噪模块包括第一降噪电路、第二降噪电路，第一降噪电路、第二降噪电路分别与第一拾音电路、第二拾音电路连接；所述音频播放模块包括第一扬声器SP1、第二扬声器SP2、第一音频处理电路、第二音频处理电路，所述第一扬声器SP1和第二扬声器SP2分别与第一音频处理电路、第二音频处理电路连接，第一降噪电路、第二降噪电路分别与第一音频处理电路、第二音频处理电路连接。

所述的第一麦克风MIC1、第二麦克风MIC2均用于收集人声音频信号、以及采集周围环境初始噪声信号，第一拾音电路用于对第一麦克风所采集的两路音频信号进行音频放大，获得放大后的音频信号，输入第一降噪电路中，第二拾音电路用于对第二麦克风所采集的两路音频信号进行音频放大，获得放大后的音频信号，输入第二降噪电路中；第一降噪电路基于输入的音频信号产生并输出噪声反相信号，噪声反相信号经放大处理后抵消音频信号中的噪声音频，得到降噪后的目标音频信号，所述降噪后的目标音频信号经第一音频处理电路放大处理后输出第一扬声器SP1驱动信号，使第一扬声器SP1发出音频信号；第二降噪电路基于输入的音频信号产生并输出噪声反相信号，噪声反相信号经放大处理后抵消音频信号中的噪声音频，得到降噪后的目标音频信号，所述降噪后的目标音频信号经第二音频处理电路放大处理后输出第二扬声器SP2驱动信号，使第二扬声器SP2发出音频信号。

上述的第一拾音电路包括接口J1、三极管Q1、三极管Q2，用于安装第一麦克风MIC1的接口J1的引脚1经电容C3与三极管Q1的基极连接，引脚2接地，且与引脚1接有电容C28；三极管Q1的基极经串联的电容C1、电阻R8接电源电压AVCC,发射极经并联的电容C2、电阻R30接地,集电极经电阻R5接电源电压AVCC，经电容C4与三极管Q2的基极连接；三极管Q2的集电极经电阻R6与基极连接，发射极经电容C25与基极连接，经电阻R32接地；三极管Q2与所述主动降噪模块中的第一降噪电路连接；接口J1的引脚1经串联的电阻R3、电阻R2接电源电压AVCC, 电阻R3与电阻R2之间的连接点经电容C23接地。

上述的第二拾音电路包括接口J4、三极管Q5、三极管Q6，用于安装第二麦克风MIC2的接口J4的引脚5经电容C13与三极管Q5的基极连接；三极管Q5的基极经串联的电阻R24、电阻R28接电源电压AVCC,发射极经并联的电容C12、电阻R31接地,集电极经电阻R25接电源电压AVCC，经电容C14与三极管Q6的基极连接；三极管Q6的集电极经电阻R26与基极连接，经电阻R27接电源电压AVCC，发射极经电容C26与基极连接，经电阻R33接地；三极管Q6与所述主动降噪模块中的第二降噪电路连接；接口J4的引脚5经电容C11接地，经串联的电阻R23、电阻R22接电源电压AVCC, 电阻R23与电阻R22之间的连接点经电容C24接地。

上述的第一降噪电路包括二极管D1、三极管Q3，所述第一拾音电路中的三极管Q2的集电极经电阻R7接电源电压AVCC，经电容C5与三极管Q3的基极连接，三极管Q3的集电极经电阻R9接在电容C1和电阻R8之间的连接点、以及电容C7一端，电容C7另一端与发射极连接并接地，发射极与二极管D1的阳极连接，二极管D1的阴极与三极管Q3的基极连接。

上述的第二降噪电路包括二极管D2、三极管Q7，所述第二拾音电路中的三极管Q6的集电极经电容C15与三极管Q7的基极连接，三极管Q7的集电极经电阻R29接在电阻R24和电阻R28之间的连接点、以及电容C17一端，电容C17另一端与发射极连接并接地，发射极与二极管D2的阳极连接且接地，二极管D2的阴极与三极管Q7的基极连接。

上述的第一音频处理电路包括微调电位器RP1、微调电位器RP2、三极管Q4，所述第一降噪电路中的三极管Q3的基极经电容C6与微调电位器RP1的滑动端、第二端连接，微调电位器RP1的第一端与电容C8的一端、微调电位器RP2的第二端连接，电容C8的另一端、微调电位器RP2的第一端接地，微调电位器RP2的滑动端经电阻R10、电容C9与三极管Q4的基极连接；三极管Q4的发射极接地，集电极经电阻R11与基极连接，集电极与接口J2的引脚1连接；所述接口J2用于安装第一扬声器SP1。

上述的第二音频处理电路包括微调电位器RP3、微调电位器RP4、三极管Q8，所述第二降噪电路中的三极管Q7的基极经电容C16与微调电位器RP3的滑动端、第二端连接，微调电位器RP3的第一端与电容C18的一端、微调电位器RP4的第二端连接，电容C18的另一端、微调电位器RP4的第一端接地，微调电位器RP4的滑动端经电阻R20、电容C19与三极管Q8的基极连接；三极管Q8的发射极接地，集电极经电阻R21与基极连接，集电极与接口J4的引脚4连接，所述接口J4用于安装第二扬声器SP2。

上述的被保护模块还包括用于安装外部音频线AUX的音频输入接口J3，音频输入接口J3的引脚2经串联的电阻R15、电容C10、电阻R12接在电阻R10与电容C9之间的连接点，电阻R15与电容C10之间的连接点经电阻R14接地，电容C10与电阻R12之间的连接点经电阻R13接地；音频输入接口J3的引脚3经串联的电阻R17、电容C20、电阻R19接在电阻R20与电容C19之间的连接点，电阻R17与电容C20之间的连接点经电阻R16接地，电容C20与电阻R19之间的连接点经电阻R18接地；音频输入接口J3的引脚1接地。

上述的PMOS管U1采用AON3419芯片。

本实用新型具有电源防反接保护的降噪耳机，其工作原理为：电池BAT正确接入时，PMOS管U1的栅极为低电平，使栅源极电压VGS＜0，PMOS管U1导通，从而使被保护模块得电，电路正常工作；当电池BAT反接时，栅极为高电平，栅源极电压VGS＞0，所以PMOS管U1不导通，电路不工作。

电池BAT正确接入后，PMOS管U1导通，为被保护模块中的各电路供电，通过音量调节器VR1控制音量大小，经由第一麦克风MIC1、第二麦克风MIC2收集人声音频信号、以及采集周围环境初始噪声信号，上述第一麦克风MIC1采集的信号经第一拾音电路中的三极管Q1、三极管Q2放大处理，放大后的音频信号输入第一降噪电路中，经由二极管D1反相，反相噪声信号与噪声信号拥有相同波长、相位相反，三极管Q3对反相噪声信号放大以抵消噪声信号，得到降噪后的目标音频信号，实现主动降噪过程；所述降噪后的目标音频信号经第一音频处理电路中的三极管Q4放大处理后输出第一扬声器SP1驱动信号，使第一扬声器SP1发出音频信号；上述第二麦克风MIC2采集的信号经第二拾音电路中的三极管Q5、三极管Q6放大处理，放大后的音频信号输入第二降噪电路中，经由二极管D2反相，反相噪声信号与噪声信号拥有相同波长、相位相反，三极管Q7对反相噪声信号放大以抵消噪声信号，得到降噪后的目标音频信号，实现主动降噪过程；所述降噪后的目标音频信号经第二音频处理电路中的三极管Q8放大处理后输出第二扬声器SP2驱动信号，使第二扬声器SP2发出音频信号。

通过音频输入接口J3连接外部音频线AUX，外部音频信号通过音量调节器VR1控制音量大小，分别经上述的三极管Q4、三极管Q8放大处理后，分别通过第一扬声器SP1、第二扬声器SP2发出音频信号。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，而非对本实用新型的限制，在不脱离本实用新型的精神和范围的情况下，凡依本实用新型申请专利范围所作的均等变化与修饰，皆应属本实用新型的专利保护范围之内。

Claims (10)

1.一种具有电源防反接保护的降噪耳机，其特征是：其包括电池、防反接模块和被保护模块，防反接模块与电池正极和被保护模块连接，所述防反接模块包括PMOS管U1，PMOS管U1的源极经音量调节器VR1与被保护模块连接，漏极与电池正极连接，栅极经电阻R36与电池负极连接并接地；所述被保护模块包括音频采集模块、主动降噪模块、音频播放模块，所述音频采集模块包括第一麦克风、第二麦克风、第一拾音电路、第二拾音电路，所述第一麦克风和第二麦克风分别与第一拾音电路、第二拾音电路连接；所述主动降噪模块包括第一降噪电路、第二降噪电路，第一降噪电路、第二降噪电路分别与第一拾音电路、第二拾音电路连接；所述音频播放模块包括第一扬声器、第二扬声器、第一音频处理电路、第二音频处理电路，所述第一扬声器和第二扬声器分别与第一音频处理电路、第二音频处理电路连接，第一降噪电路、第二降噪电路分别与第一音频处理电路、第二音频处理电路连接。

2.根据权利要求1所述的具有电源防反接保护的降噪耳机，其特征是：其第一拾音电路包括接口J1、三极管Q1、三极管Q2，接口J1用于安装第一麦克风MIC1，接口J1的引脚1经电容C3与三极管Q1的基极连接，引脚2接地，且与引脚1接有电容C28；三极管Q1的基极经串联的电容C1、电阻R8接电源电压AVCC,发射极经并联的电容C2、电阻R30接地,集电极经电阻R5接电源电压AVCC，经电容C4与三极管Q2的基极连接；三极管Q2的集电极经电阻R6与基极连接，发射极经电容C25与基极连接，经电阻R32接地；三极管Q2与所述主动降噪模块中的第一降噪电路连接。

3.根据权利要求2所述的具有电源防反接保护的降噪耳机，其特征是：其接口J1的引脚1经串联的电阻R3、电阻R2接电源电压AVCC, 电阻R3与电阻R2之间的连接点经电容C23接地。

4.根据权利要求1所述的具有电源防反接保护的降噪耳机，其特征是：其第二拾音电路包括接口J4、三极管Q5、三极管Q6，接口J4用于安装第二麦克风MIC2，接口J4的引脚5经电容C13与三极管Q5的基极连接；三极管Q5的基极经串联的电阻R24、电阻R28接电源电压AVCC,发射极经并联的电容C12、电阻R31接地,集电极经电阻R25接电源电压AVCC，经电容C14与三极管Q6的基极连接；三极管Q6的集电极经电阻R26与基极连接，经电阻R27接电源电压AVCC，发射极经电容C26与基极连接，经电阻R33接地；三极管Q6与所述主动降噪模块中的第二降噪电路连接。

5.根据权利要求2所述的具有电源防反接保护的降噪耳机，其特征是：其接口J4的引脚5经电容C11接地，经串联的电阻R23、电阻R22接电源电压AVCC, 电阻R23与电阻R22之间的连接点经电容C24接地。

6.根据权利要求1所述的具有电源防反接保护的降噪耳机，其特征是：其第一降噪电路包括二极管D1、三极管Q3，所述第一拾音电路中的三极管Q2的集电极经电阻R7接电源电压AVCC，经电容C5与三极管Q3的基极连接，三极管Q3的集电极经电阻R9接在电容C1和电阻R8之间的连接点、以及电容C7一端，电容C7另一端与发射极连接并接地，发射极与二极管D1的阳极连接，二极管D1的阴极与三极管Q3的基极连接。

7.根据权利要求1所述的具有电源防反接保护的降噪耳机，其特征是：其第二降噪电路包括二极管D2、三极管Q7，所述第二拾音电路中的三极管Q6的集电极经电容C15与三极管Q7的基极连接，三极管Q7的集电极经电阻R29接在电阻R24和电阻R28之间的连接点、以及电容C17一端，电容C17另一端与发射极连接并接地，发射极与二极管D2的阳极连接且接地，二极管D2的阴极与三极管Q7的基极连接。

8.根据权利要求1所述的具有电源防反接保护的降噪耳机，其特征是：其第一音频处理电路包括微调电位器RP1、微调电位器RP2、三极管Q4，所述第一降噪电路中的三极管Q3的基极经电容C6与微调电位器RP1的滑动端、第二端连接，微调电位器RP1的第一端与电容C8的一端、微调电位器RP2的第二端连接，电容C8的另一端、微调电位器RP2的第一端接地，微调电位器RP2的滑动端经电阻R10、电容C9与三极管Q4的基极连接；三极管Q4的发射极接地，集电极经电阻R11与基极连接，集电极与接口J2的引脚1连接；所述接口J2用于安装第一扬声器SP1。

9.根据权利要求1所述的具有电源防反接保护的降噪耳机，其特征是：其第二音频处理电路包括微调电位器RP3、微调电位器RP4、三极管Q8，所述第二降噪电路中的三极管Q7的基极经电容C16与微调电位器RP3的滑动端、第二端连接，微调电位器RP3的第一端与电容C18的一端、微调电位器RP4的第二端连接，电容C18的另一端、微调电位器RP4的第一端接地，微调电位器RP4的滑动端经电阻R20、电容C19与三极管Q8的基极连接；三极管Q8的发射极接地，集电极经电阻R21与基极连接，集电极与接口J4的引脚4连接，所述接口J4用于安装第二扬声器SP2。

10.根据权利要求1所述的具有电源防反接保护的降噪耳机，其特征是：其被保护模块还包括用于安装外部音频线AUX的音频输入接口J3，音频输入接口J3的引脚2经串联的电阻R15、电容C10、电阻R12接在电阻R10与电容C9之间的连接点，电阻R15与电容C10之间的连接点经电阻R14接地，电容C10与电阻R12之间的连接点经电阻R13接地；音频输入接口J3的引脚3经串联的电阻R17、电容C20、电阻R19接在电阻R20与电容C19之间的连接点，电阻R17与电容C20之间的连接点经电阻R16接地，电容C20与电阻R19之间的连接点经电阻R18接地；音频输入接口J3的引脚1接地。

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