CN219287528U - 一种声光信号耦合收发装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于音频传输电子设备技术领域，尤其为一种声光信号耦合收发装置，包括音频信号耦合发射装置和光信号接收转化装置，音频信号耦合发射装置包括灯及光传声发射电路模块，光传声发射电路模块设有第一麦克风、AUX接口及耦合放大电路，第一麦克风和AUX接口分别电连接到耦合放大电路，耦合放大电路电连接到灯，该装置既能通过麦克风输入音频信号，也能通过AUX接口输入音频信号；光传声发射电路模块还设有解码芯片、数据存储芯片、蓝牙天线、FM天线、第二麦克风、第二麦克风信号采集电路及音频信号切换开关，使得该装置能够通过无线等方式接收音频数据并输出音频信号，丰富了在进行光传声的演示中的功能。

Description

一种声光信号耦合收发装置

技术领域

本实用新型属于音频传输电子设备技术领域，具体涉及一种声光信号耦合收发装置。

背景技术

通过光对声音信号进行传输是一种物理现象，对大多数人来说，光传声是一种难以理解、十分抽象的现象，因为在日常生活中很少见相关的设备。对于处于学习阶段的中小学生来说，通过直观的展览能够进行科普，让学生更好的掌握相关科学知识，但是在科技馆展品、学校或社区科普设备的展示设备中，学校的教学设备中，并未见相关的设备。

现有技术中，公开号为CN115001586A的中国专利文献记载了一种基于可折叠光电薄膜的激光传声系统，该系统包括发射单元，接收单元，及分别为发射单元和接收单元提供电源的电源单元，发射单元包括依次连接的声音信息生成单元、声音信号放大单元和光信号发射单元，接收单元包括依次连接的可折叠光电薄膜接收单元、功率放大单元、声音信息输出单元，且光信号发射单元与可折叠光电薄膜接收单元连接。该基于可折叠光电薄膜的激光传声系统实现了光对声音的传输，但是该设备音频信号输入方式比较单一，不方便进行灵活的演示。

实用新型内容

本实用新型旨在提供一种声光信号耦合收发装置，解决现有技术中声光信号耦合传输功能单一，音频来源不丰富的技术问题。

为解决上述技术问题，本实用新型采用以下技术方案：

提供一种声光信号耦合收发装置，包括音频信号耦合发射装置和光信号接收转化装置，所述音频信号耦合发射装置包括灯及光传声发射电路模块，所述光信号接收转化装置包括光敏部件、光传声接收电路模块及扬声器，所述光敏部件及扬声器分别与所述光传声接收电路模块电连接，所述光传声发射电路模块设有第一麦克风、AUX接口及耦合放大电路，所述第一麦克风和AUX接口分别电连接到所述耦合放大电路，所述耦合放大电路电连接到所述灯，所述耦合放大电路用于将音频信号转化成为驱动所述灯的电信号。

优选的，所述光传声发射电路模块还设有解码芯片、数据存储芯片、蓝牙天线、FM天线、第二麦克风、第二麦克风信号采集电路及音频信号切换开关，所述数据存储芯片、蓝牙天线及FM天线分别电连接到所述解码芯片，所述第二麦克风经所述第二麦克风信号采集电路电连接到所述解码芯片；

所述第一麦克风的音频信号输出端及所述解码芯片的音频输出引脚分别电连接到所述音频信号切换开关的两个输入端，所述音频信号切换开关的输出端电连接到所述耦合放大电路的控制端。

优选的，所述音频信号耦合发射装置还设有喇叭，所述光传声发射电路模块设有第一功放电路，所述喇叭电连接到所述第一功放电路，所述音频信号切换开关的输出端电连接到所述第一功放电路的输入端。

优选的，所述光传声发射电路模块还设有电连接到所述解码芯片的SD卡座连接器。

优选的，所述光传声发射电路模块设有稳压器，所述稳压器用于为所述光传声发射电路模块上电子元件供电。

优选的，所述音频信号耦合发射装置还设有第一电池，所述光传声发射电路模块设有第一充电稳压芯片、第一USB接口，所述第一USB接口中的充电端子通过所述第一充电稳压芯片电连接到所述第一电池；所述第一USB接口的数据传输端子电连接到所述解码芯片；所述稳压器通过第一电源开关电连接到所述第一电池。

优选的，所述光传声发射电路模块上设有电连接到所述解码芯片的多按键电路单元，所述多按键电路单元用于调节所述解码芯片输出不同的音频数据。

优选的，所述光传声接收电路模块设有第二功放电路，所述第二功放电路用于将所述光敏部件受光产生的电信号转化为驱动所述扬声器的电信号。

优选的，所述光信号接收转化装置还设有第二电池，所述光传声接收电路模块设有第二充电稳压芯片、第二USB接口，所述第二USB接口中的充电端子通过所述第二充电稳压芯片电连接到所述第二电池，所述第二功放电路通过第二电源开关电连接到所述第二电池。

优选的，所述光敏部件为光敏电阻或光伏板。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

1、该声光信号耦合收发装置包括音频信号耦合发射装置和光信号接收转化装置，音频信号耦合发射装置包括灯及光传声发射电路模块，光传声发射电路模块设有第一麦克风、AUX接口及耦合放大电路，第一麦克风和AUX接口分别电连接到耦合放大电路，耦合放大电路电连接到灯，该装置既能通过麦克风输入音频信号，也能通过AUX接口输入音频信号，在进行光传声的演示中能够灵活的输入不同的音频信号。

2、光传声发射电路模块还设有解码芯片、数据存储芯片、蓝牙天线、FM天线、第二麦克风、第二麦克风信号采集电路及音频信号切换开关，使得该装置能够通过无线等方式接收音频数据并输出音频信号，进一步丰富了在进行光传声的演示中的功能。

3、该装置对于光传声的科学原理的展示以及物理光学和声学的原理的操作和实景演示十分直观，可使用在学校、科技馆、社会组织、社区机构等对于科学文化的知识普及等场景，帮助社会受众从抽象的科学原理中直观的体验和感受科学知识，让学生或者社会民众更直观的发现科学、感受科学，并促进科学知识的全方位应用。

4、该装置也可用在大型广场上的灯光设备，通过光线的传播释放声音的表达；或者是用于信号通讯设备，如交通信号系统中，通过光线感应传达安全提示声音的应用。

附图说明

附图用来提供对本实用新型的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本实用新型的实施例一起用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的限制。在附图中：

图1为本实用新型声光信号耦合收发装置一实施例的结构示意图。

图2为本实用新型声光信号耦合收发装置一实施例中光传声发射电路模块的声光转换电路组件的原理图。

图3为本实用新型声光信号耦合收发装置一实施例中光传声发射电路模块的解码芯片及其配套电路的原理图。

图4为本实用新型声光信号耦合收发装置一实施例中光传声发射电路模块的数据存储芯片及SD卡座连接器的电路图。

图5为本实用新型声光信号耦合收发装置一实施例中光传声发射电路模块的第一功放电路及喇叭的电路图。

图6为本实用新型声光信号耦合收发装置一实施例中第一电池及光传声发射电路模块上配套的充电电路的原理图。

图7为本实用新型声光信号耦合收发装置一实施例中光传声发射电路模块的的多按键电路单元的电路图。

图8为本实用新型声光信号耦合收发装置一实施例中扬声器及其配套电路的原理图。

图9为本实用新型声光信号耦合收发装置一实施例中第二电池及光传声接收电路模块上配套的充电电路的原理图。

具体实施方式

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，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通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。

在一个实施例中，提供一种声光信号耦合收发装置，请参阅图1至图9。

如图1和图2所示，该声光信号耦合收发装置包括音频信号耦合发射装置1和光信号接收转化装置2，其中，音频信号耦合发射装置包括灯及光传声发射电路模块，音频信号耦合发射装置类似一个手电筒的形状，光传声发射电路模块是设置在内部的电路板。光信号接收转化装置包括光敏部件21、光传声接收电路模块及扬声器22，光传声接收电路模块是设置在扬声器22的壳体内部的电路板，本实施例中光敏部件采用光伏板，其他实施例中也可为光敏电阻。

光敏部件21及扬声器22分别与光传声接收电路模块电连接，其中，如图2所示，光传声发射电路模块设有第一麦克风BT_MIC1、AUX接口及耦合放大电路，音频信号耦合发射装置1的外壳上设有透声孔，以便麦克风能够摄取到外部声音。

结合图2所示，光传声发射电路模块上设有音频信号切换开关S2，AUX接口PJ-320D的其中一个AUX_L端子电连接到电阻R16，然后经电阻R16连接到音频信号切换开关S2的DACL输入端子，第一麦克风BT_MIC1的音频信号输出端LIGHT_MIC端子则电连接到音频信号切换开关S2的LIGHT_MIC输入端子，音频信号切换开关S2的AUX_IN输出端子电连接到耦合放大电路的AUX_IN端子。

通过第一麦克风BT_MIC1和AUX接口PJ-320D分别能够向耦合放大电路输入音频信号，耦合放大电路电连接到灯LIGHT1，这里的灯LIGHT1就是音频信号耦合发射装置1中的灯，耦合放大电路用于将音频信号转化成为驱动灯LIGHT1的电信号。

耦合放大电路包括一个三极管Q1，三极管Q1的基极接耦合电容C3，三极管Q1的发射极电连接到灯LIGHT1的正极Light+，集电极通过电阻R23电连接到电池，通过三极管Q1对音频信号进行放大后驱动灯LIGHT1发光，随着音频信号改变，灯LIGHT1的发光强度也会改变。

结合图3和图4所示，光传声发射电路模块还设有解码芯片N8900、数据存储芯片U1、蓝牙天线AN2051-245、FM天线AN1G02.0038、第二麦克风、第二麦克风信号采集电路，数据存储芯片U1、蓝牙天线AN2051-245、FM天线AN1G02.0038分别电连接到解码芯片N8900，第二麦克风经第二麦克风信号采集电路电连接到解码芯片N8900。具体来说，第二麦克风的MIC_VCC端子电连接到第二麦克风信号采集电路中电容C27左侧，电容C27右侧的MIC端子则电连接到解码芯片N8900上的MIC端子，解码芯片N8900将第二麦克风采集的音频信号存储在数据存储芯片U1中；另外，蓝牙天线AN2051-245可通过蓝牙方式接收无线信号并经解码芯片N8900解码后对外输出音频信号；FM天线AN1G02.0038可经调频方式接收无线信号经解码芯片N8900解码后对外输出音频信号。

如图3所示，光传声发射电路模块还设有串口SERIAL，解码芯片N8900可通过串口SERIAL接收数据后对外输出音频信号。光传声发射电路模块还设有为解码芯片N8900提供时钟信号的时钟电路。

如图4所示，光传声发射电路模块还设有电连接到解码芯片N8900的SD卡座连接器TF-01A，用于扩展内存。

如图3和图2所示，解码芯片N8900的音频输出引脚DACL电连接到音频信号切换开关S2的另一个输入端DACL，通过音频信号切换开关S2切换输出的音频信号，具体可以切换为第一麦克风的音频信号或者解码芯片N8900输出的音频信号。

结合图5所示，音频信号耦合发射装置还设有喇叭SPEAKER1，在光传声发射电路模块设有第一功放电路，喇叭SPEAKER1电连接到第一功放电路的输出端VON和VOP，音频信号切换开关S2的输出端AUX_IN还电连接到第一功放电路的输入端AUX_IN，因此音频信号切换开关S2输出的音频信号还可通过喇叭SPEAKER1播放。

如图6所示，在音频信号耦合发射装置还设有第一电池BATT1，光传声发射电路模块设有第一充电稳压芯片U6、第一USB接口USBC1，第一USB接口USBC1中的充电端子通过第一充电稳压芯片U6电连接到第一电池BATT1，第一USB接口USBC1的数据传输端子电连接到解码芯片N8900，通过第一USB接口USBC1、第一充电稳压芯片U6可为第一电池BATT1充电，并且通过第一USB接口USBC1还可向解码芯片N8900传送音频数据。

如图6所示，光传声发射电路模块设有稳压器CJA1117B-3.3，稳压器CJA1117B-3.3通过第一电源开关S1电连接到第一电池BATT1，稳压器CJA1117B-3.3用于输出3.3伏直流电为光传声发射电路模块上电子元件供电。

如图7所示，光传声发射电路模块上设有电连接到解码芯片的多按键电路单元，多按键电路单元包括一个开关SW4和按键电路，开关SW4具有三个按键位，三个按键位分别通过下侧的按键电路电连接到解码芯片N8900的ADKEY引脚，多按键电路单元用于调节解码芯片N8900输出不同的音频数据，比如，开关SW4的三个按键位分别用于调节播放上一首音频、下一首音频以及顺序播放音频。

如图8所示，光传声接收电路模块上设有第二功放电路，第二功放电路设有一个8002C功放芯片，第二功放电路用于将光敏部件受光产生的电信号转化为驱动扬声器SPEAKER的电信号，这里的扬声器SPEAKER即为图1中的扬声器。

如图8所示，在本实施例中，光传声接收电路模块上也设有一个音频信号切换开关AUSW和一个音频输入接口PJ-320D，光敏部件通过导线电连接有接线端子AUXIN，

接线端子AUXIN的LSIN引脚电连接到音频信号切换开关AUSW的LSIN引脚，音频输入接口PJ-320D的AUXIN端子电连接到音频信号切换开关AUSW的AUXIN引脚，音频信号切换开关AUSW的IN+端子电连接到第二功放电路的IN+端子，通过音频信号切换开关AUSW能够切换输入到第二功放电路的音频信号。

如图9所示，光信号接收转化装置还设有第二电池BATT2，光传声接收电路模块设有第二充电稳压芯片U8、第二USB接口USBC2，第二USB接口USBC2中的充电端子通过第二充电稳压芯片U8电连接到第二电池BATT2，为其充电。结合图8所示，第二功放电路通过第二电源开关PWSW电连接到第二电池BATT2，第二电池BATT2为第二功放电路供电。

结合图1所示，音频信号耦合发射装置1将音频信号转换为光信号照射在光敏部件21上，光敏部件21将光信号转换为电信号，光敏部件21转换得到的电信号与音频信号耦合发射装置1转换的音频信号相对应，因此，光敏部件21转换得到的电信号再经光信号接收转化装置2放大后驱动扬声器即可播放音频信号耦合发射装置1所转换的音频信号，实现光传声。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解，在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种声光信号耦合收发装置，包括音频信号耦合发射装置和光信号接收转化装置，所述音频信号耦合发射装置包括灯及光传声发射电路模块，所述光信号接收转化装置包括光敏部件、光传声接收电路模块及扬声器，所述光敏部件及扬声器分别与所述光传声接收电路模块电连接，其特征在于：所述光传声发射电路模块设有第一麦克风、AUX接口及耦合放大电路，所述第一麦克风和AUX接口分别电连接到所述耦合放大电路，所述耦合放大电路电连接到所述灯，所述耦合放大电路用于将音频信号转化成为驱动所述灯的电信号。

2.根据权利要求1所述的声光信号耦合收发装置，其特征在于：所述光传声发射电路模块还设有解码芯片、数据存储芯片、蓝牙天线、FM天线、第二麦克风、第二麦克风信号采集电路及音频信号切换开关，所述数据存储芯片、蓝牙天线及FM天线分别电连接到所述解码芯片，所述第二麦克风经所述第二麦克风信号采集电路电连接到所述解码芯片；

所述第一麦克风的音频信号输出端及所述解码芯片的音频输出引脚分别电连接到所述音频信号切换开关的两个输入端，所述音频信号切换开关的输出端电连接到所述耦合放大电路的控制端。

3.根据权利要求2所述的声光信号耦合收发装置，其特征在于：所述音频信号耦合发射装置还设有喇叭，所述光传声发射电路模块设有第一功放电路，所述喇叭电连接到所述第一功放电路，所述音频信号切换开关的输出端电连接到所述第一功放电路的输入端。

4.根据权利要求2所述的声光信号耦合收发装置，其特征在于：所述光传声发射电路模块还设有电连接到所述解码芯片的SD卡座连接器。

5.根据权利要求2所述的声光信号耦合收发装置，其特征在于：所述光传声发射电路模块设有稳压器，所述稳压器用于为所述光传声发射电路模块上电子元件供电。

6.根据权利要求5所述的声光信号耦合收发装置，其特征在于：所述音频信号耦合发射装置还设有第一电池，所述光传声发射电路模块设有第一充电稳压芯片、第一USB接口，所述第一USB接口中的充电端子通过所述第一充电稳压芯片电连接到所述第一电池；所述第一USB接口的数据传输端子电连接到所述解码芯片；所述稳压器通过第一电源开关电连接到所述第一电池。

7.根据权利要求2所述的声光信号耦合收发装置，其特征在于：所述光传声发射电路模块上设有电连接到所述解码芯片的多按键电路单元，所述多按键电路单元用于调节所述解码芯片输出不同的音频数据。

8.根据权利要求1所述的声光信号耦合收发装置，其特征在于：所述光传声接收电路模块设有第二功放电路，所述第二功放电路用于将所述光敏部件受光产生的电信号转化为驱动所述扬声器的电信号。

9.根据权利要求8所述的声光信号耦合收发装置，其特征在于：所述光信号接收转化装置还设有第二电池，所述光传声接收电路模块设有第二充电稳压芯片、第二USB接口，所述第二USB接口中的充电端子通过所述第二充电稳压芯片电连接到所述第二电池，所述第二功放电路通过第二电源开关电连接到所述第二电池。

10.根据权利要求1所述的声光信号耦合收发装置，其特征在于：所述光敏部件为光敏电阻或光伏板。

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