CN220554100U - 一种音频电路和指纹锁 - Google Patents

Abstract

本申请公开一种音频电路和指纹锁，属于硬件电路设计领域，该音频电路包括：通路选择模块，通路选择模块用于从至少两路音频输入通路中选择一路目标音频输入通路进行连通；第一放大模块，第一放大模块与通路选择模块连接，第一放大模块用于接收目标音频输入通路输入的音频信号，第一放大模块用于对音频信号进行放大以输出第一放大后的音频信号；第二放大模块，第二放大模块与第一放大模块连接，第二放大模块用于接收第一放大后的音频信号，第二放大模块用于对第一放大后的音频信号进行放大以输出第二放大后的音频信号；扬声器模块，扬声器模块与第二放大模块连接，扬声器模块用于接收第二放大后的音频信号，以及根据第二放大后的音频信号输出音频。

Description

一种音频电路和指纹锁

技术领域

本申请属于硬件电路设计领域，具体涉及一种音频电路和指纹锁。

背景技术

现有的锁具，例如指纹锁，其音频设计通常会需求两路的音频信号输出，通常一路为中央处理器（Central Processing Unit，CPU）音频信号输出通路，另一路为微控制单元(Microcontroller Unit，MCU)音频信号输出通路。其中，CPU音频信号输出通路用于CPU语音或者对讲声音播放，MCU音频信号输出通路输出锁具的快捷提示音。同时锁具一般也会有门内门外两个扬声器播放音频的需求。因此，现有的锁具音频电路整体设计方案会包含比较大的印制电路板（Printed Circuit Board，PCB）板以及较长的连接线。

现有的锁具音频电路具有较大的PCB板以及较长的连接线，会使得音频信号传输距离过长，进而使得音频信号传输过程中产生的信噪比较小，导致音频信号传输过程中出现音频信号过度损失的问题。

实用新型内容

本申请实施例提供一种音频电路和指纹锁，能够解决音频信号传输过程中音频信号过度损失的问题。

第一方面，本申请实施例提供了一种音频电路，该音频电路包括：通路选择模块，所述通路选择模块用于从至少两路音频输入通路中选择一路目标音频输入通路进行连通；第一放大模块，所述第一放大模块与所述通路选择模块连接，所述第一放大模块用于接收所述目标音频输入通路输入的音频信号，所述第一放大模块用于对所述音频信号进行放大以输出第一放大后的音频信号；第二放大模块，所述第二放大模块与所述第一放大模块连接，所述第二放大模块用于接收所述第一放大后的音频信号，所述第二放大模块用于对所述第一放大后的音频信号进行放大以输出第二放大后的音频信号；扬声器模块，所述扬声器模块与所述第二放大模块连接，所述扬声器模块用于接收所述第二放大后的音频信号，以及根据所述第二放大后的音频信号输出音频。

第二方面，本申请实施例提供了一种指纹锁，该指纹锁包括如第一方面所述的音频电路。

在本申请实施例中，通过通路选择模块，通路选择模块用于从至少两路音频输入通路中选择一路目标音频输入通路进行连通；第一放大模块，第一放大模块与通路选择模块连接，第一放大模块用于接收目标音频输入通路输入的音频信号，第一放大模块用于对音频信号进行放大以输出第一放大后的音频信号；第二放大模块，第二放大模块与第一放大模块连接，第二放大模块用于接收第一放大后的音频信号，第二放大模块用于对第一放大后的音频信号进行放大以输出第二放大后的音频信号；扬声器模块，扬声器模块与第二放大模块连接，扬声器模块用于接收第二放大后的音频信号，以及根据第二放大后的音频信号输出音频，能够提高音频信号传输过程的信噪比，避免音频信号过度损失。

附图说明

图1是本申请实施例提供的一种音频电路的结构示意图；

图2是本申请实施例提供的另一种音频电路的结构示意图；

图3是本申请实施例提供的一种音频电路原理示意图。

附图标记说明：

11-通路选择模块、12-第一放大模块、13-第二放大模块、14扬声器模块、111-第一接口、112-第二接口、113-第三接口、114-电平接口、115-供电接口、116-接地接口、120-AB类功率放大器、121-第一正输入接口、122-第一负输入接口、123、第一正输出接口、124-第一负输出接口、130-D类功率放大器、131-第二正输入接口、132-第二负输入接口、21-第一音频输入通路、22-第二音频输入通路、23-供电模块、24-直流电阻隔模块、25-调节模块。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

本申请的说明书和权利要求书中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便本申请的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施，且“第一”、“第二”等所区分的对象通常为一类，并不限定对象的个数，例如第一对象可以是一个，也可以是多个。此外，说明书以及权利要求中“和/或”表示所连接对象的至少其中之一，字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

下面结合附图，通过具体的实施例及其应用场景对本申请实施例提供的一种音频电路和指纹锁进行详细地说明。

图1为本申请实施例提供的一种音频电路的结构示意图。如图1所示，该音频电路包括：

通路选择模块11，所述通路选择模块11用于从至少两路音频输入通路中选择一路目标音频输入通路进行连通；第一放大模块12，所述第一放大模块12与所述通路选择模块11连接，所述第一放大模块12用于接收所述目标音频输入通路输入的音频信号，所述第一放大模块12用于对所述音频信号进行放大以输出第一放大后的音频信号；第二放大模块13，所述第二放大模块13与所述第一放大模块12连接，所述第二放大模块13用于接收所述第一放大后的音频信号，所述第二放大模块13用于对所述第一放大后的音频信号进行放大以输出第二放大后的音频信号；扬声器模块14，所述扬声器模块14与所述第二放大模块13连接，所述扬声器模块14用于接收所述第二放大后的音频信号，以及根据所述第二放大后的音频信号输出音频。

本申请实施例提供的音频电路可以是应用于锁具中的音频电路，例如应用于指纹锁中的音频电路。锁具音频设计通常会需求至少两路的音频信号输出，作为一个示例，例如一路为中央处理器（Central Processing Unit，CPU）音频输入通路，该CPU音频输入通路用于输入语音或者对讲语音的音频信号，另一路可以为微控制单元(Microcontroller Unit，MCU)音频输入通路，该MCU音频输入通路用于输入快捷提示音的音频信号。

具体的，如图1所示，上述的音频电路包括通路选择模块11，该通路选择模块11用于完成音频电路中的音频输入通路切换功能，可以采用金属-氧化物半导体场效应晶体管（Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor, MOSFET）实现对音频输入通路的关断或者连通。本申请实施例提供的通路选择模块11可以从至少两路音频输入通路中选择一路目标音频输入通路进行连通。通过通路选择模块11从至少两路音频输入通路中选择一路目标音频输入通路进行连通，可以避免至少两路音频输入通路同时连通音频信号出现串音以及音频信号倒灌的问题。

如图1所示，第一放大模块12与通路选择模块11连接，通路选择模块11连通目标音频输入通路之后，第一放大模块12可以接收目标音频输入通路输入的音频信号。第一放大模块12可以包括信号功率放大器，信号功率放大器可以对接收到的音频信号进行放大。在本申请实施例中，第一放大模块12可以对目标音频输入通路输入的音频信号进行放大，进而输出第一放大后的音频信号。在本申请实施例中，通路选择模块11、第一放大模块12和至少两路音频输入通路之间需要尽量靠近。

如图1所示，第二放大模块13与第一放大模块12连接，第二放大模块13可以接收第一放大模块12输出的第一放大后的音频信号，并且第二放大模块13还可以对第一放大后的音频信号再进行放大以得到第二放大后的音频信号，进而输出第二放大后的音频信号。

如图1所示，扬声器模块14与第二放大模块13连接，扬声器模块14在接收到第二放大模块13输出的第二放大后的音频信号之后，可以根据第二放大后的音频信号输出音频。

在本申请实施例中，通路选择模块11和第二放大模块13之间设置有第一放大模块12，在长距离音频信号传输过程中，一般干扰的噪声和音频信号的幅度并不相关。因此，在音频信号传输过程的前段，通过第一放大模块12将音频信号进行放大，可以明显提升长距离传输音频信号过程的信噪比。作为一个示例，假设目标音频输入通路输入的音频信号本身有500mV的幅度，且音频信号传输过程中有10mV的噪声引入，按照整个音频电路输入输出电压的信噪比计算大约是34dB。通过在音频信号传输过程的前段设置第一放大模块12将音频信号放大两倍（此时音频信号具有1000mV的幅度），音频信号传输过程中仍有10mV的噪声引入，这样整个音频信号传输过程的信噪比可以提升至40dB。

本申请实施例提供的音频电路，通过通路选择模块11，通路选择模块11用于从至少两路音频输入通路中选择一路目标音频输入通路进行连通；第一放大模块12，第一放大模块12与通路选择模块11连接，第一放大模块12用于接收目标音频输入通路输入的音频信号，第一放大模块12用于对音频信号进行放大以输出第一放大后的音频信号；第二放大模块13，第二放大模块13与第一放大模块12连接，第二放大模块13用于接收第一放大后的音频信号，第二放大模块13用于对第一放大后的音频信号进行放大以输出第二放大后的音频信号；扬声器模块14，扬声器模块14与第二放大模块13连接，扬声器模块14用于接收第二放大后的音频信号，以及根据第二放大后的音频信号输出音频，能够提高音频信号传输过程的信噪比，避免了长距离传输音频信号的过程中音频信号过度损失的问题。

在一种实现方式中，所述第一放大模块12为AB类功率放大器，所述第二放大模块为D类功率放大器。

具体的，如图2所示，本申请实施例提供的音频电路中的第一放大模块12为AB类功率放大器120，第二放大模块13可以是D类功率放大器130，也可以称为D类功放或者数字功率放大器，AB类功率放大器120与通路选择模块11连接，D类功率放大器130与AB类功率放大器120连接，D类功率放大器130与扬声器模块14连接。由于多个D类功率放大器130串接时，前面的D类功率放大器130输出的音频信号不符合后面的D类功率放大器130的输入音频信号规则，会导致音频信号异常的情况发生。因此本申请实施例中，第一放大模块12为AB类功率放大器120。AB类功率放大器12是依赖于偏置电流的大小和输出电平的A类和B类放大器的结合器件，可以使工作于推挽工作方式的两个晶体管的工作区间互有覆盖，弥补了A类和B类功率放大器的缺点。D类功率放大器130可以通过控制开关单元的ON/OFF驱动扬声器模块14。与一般的AB类功率放大器120相比，D类功率放大器130的效率较高且体积较小。

在本申请实施例中，通过AB类功率放大器120可以在音频信号传输过程中将音频信号进行放大，可以提升音频信号传输过程中的信噪比，同时第一放大模块12为AB类功率放大器120，第二放大模块13为D类功率放大器130，可以避免相同的D类功率放大器串接出现音频信号异常的情况。

在一种实现方式中，所述至少两路音频输入通路包括第一音频输入通路21和第二音频输入通路22，所述通路选择模块11包括第一接口111、第二接口112、第三接口113和电平接口114；所述第一接口111与所述第一音频输入通路21连接，所述第二接口112与所述第二音频输入通路22连接，所述第三接口113与所述第一放大模块12连接；所述通路选择模块11用于在所述电平接口114接收到高电平信号的情况下，连通所述第一接口111和所述第三接口113；所述通路选择模块11用于在所述电平接口114接收到低电平信号的情况下，连通所述第二接口112和所述第三接口113。

具体的，图3示出本申请实施例提供的一种音频电路原理图，如图3所示，外部音频输入通路包括第一音频输入通路21和第二音频输入通路22，在第一音频输入通路21为CPU音频输入通路的情况下，第二音频输入通路即为MCU音频输入通路，在第一音频输入通路21为MCU音频输入通路的情况下，第二音频输入通路22即为CPU音频输入通路。

如图3所示，通路选择模块11包括第一接口111、第二接口112、第三接口113和电平接口114。其中，第一接口111与第一音频输入通路21连接，第二接口112与第二音频输入通路22连接，第三接口113与第一放大模块12连接。本申请实施例中，可以通过电平接口114接收到的高低电平信号确定连通第一音频输入通路21或者第二音频输入通路22。通路选择模块11可以在电平接口114接收到高电平信号的情况下，连通第一接口111和第三接口113以实现第一音频输入通路21的连通。通路选择模块11可以在电平接口114接收低电平信号的情况下，连通第二接口112和第三接口113以实现第二音频输入通路22的连通。

此外，如图3所示，通路选择模块11还可以包括供电接口115和接地接口116。其中，供电接口115可以与外部供电模块23连接，外部供电模块23用于给通路选择模块11供电。接地接口116可以接地。

在本申请实施例中，通过第一接口111与第一音频输入通路21连接，第二接口112与第二音频输入通路22连接，第三接口113与第一放大模块12连接；通路选择模块11用于在电平接口114接收到高电平信号的情况下，连通第一接口111和第三接口113；通路选择模块11用于在电平接口114接收到低电平信号的情况下，连通第二接口112和第三接口113，可以实现根据接收到的高低电平从第一音频输入通路21和第二音频输入通路22中选择一路音频输入通路进行连通，可以避免两路音频输入通路同时连通出现音频信号串音以及音频信号倒灌的问题。

在一种实现方式中，所述音频电路还包括：

直流电阻隔模块24，所述直流电阻隔模块24位于所述第一放大模块12和所述通路选择模块11之间，所述直流电阻隔模块24用于隔断直流电；调节模块25，所述调节模块25位于所述直流电阻隔模块24和所述第一放大模块12之间，所述调节模块25用于调节所述第一放大模块12的信号放大倍数。

具体的，如图3所示，在通路选择模块11和第一放大模块12之间设置有直流电阻隔模块24和调节模块25。直流电阻隔模块24可以为外围电容，用于隔断直流电。调节模块25可以为外围电阻，调节模块25设置于直流电阻隔模块24和第一放大模块12之间，调节模块25可以用于调节第一放大模块25的信号放大倍数，第一放大模块12与直流电阻隔模块24和调节模块25之间的实际距离可以拉得很长，以适应不同场景的音频信号传输需求。

此外，如图3所示，可以在第一放大模块12和第二放大模块13之间设置外围电容以隔断直流电，也可以在第一放大模块12和第二放大模块13之间设置外围电阻以调节第二放大模块13的信号放大倍数。

在本申请实施例中，通过设置直流电阻隔模块24，直流电阻隔模块24位于第一放大模块12和通路选择模块11之间，直流电阻隔模块24用于隔断直流电，可以避免直流信号损坏第一放大模块12；通过设置调节模块25，调节模块25位于直流电阻隔模块24和第一放大模块12之间，可以通过调节模块25调节第一放大模块12的信号放大倍数。

在一种实现方式中，所述第一放大模块12包括第一正输入接口121和第一负输入接口122，所述第一正输入接口121与所述通路选择模块11连接，所述第一负输入接口122接地。

具体的，如图3所示，第一放大模块12包括第一正输入接口121和第一负输入接口122，第一正输入接口121与通路选择模块11的第三接口113连接，第一负输入接口122可以接地。这样，第一放大模块12能够通过第一正输入接口121接收目标音频输入通路输入的音频信号，通过第一负输入端口122接地可以满足功率放大器差分输入的要求。

此外，在第一负输入端口122接地时，也可以设置外围电容和外围电阻接地以实现功率放大器差分输入的设计要求。

在一种实现方式中，所述第一放大模块12包括第一正输出接口123和第一负输出接口124，所述第二放大模块13包括第二正输入接口131和第二负输入接口132；所述第一正输出接口123与所述第二正输入接口131连接，所述第一负输出接口124与所述第二负输入接口132连接。

具体的，如图3所示，第一放大模块12可以包括第一正输出接口123和第一负输出接口124，第二放大模块13可以包括第二正输入接口131和第二负输入接口132；第一正输出接口123可以与第二正输入接口131连接，第一负输出接口124可以与第二负输入接口132连接，这样，可以实现第一放大模块12将第一放大后的音频信号输入到第二放大模块13。

此外，在第一放大模块12和第二放大模块13之间也可以设置外围电容和外围电阻以实现功率放大器的设计要求，相同的，外围电容用于隔开直流电，外围电阻用于调节第二放大模块13的信号放大倍数。

本申请实施例还提供了一种指纹锁，该指纹锁包括图1-3所示的音频电路。在此不对指纹锁的结构作具体限定。

上面结合附图对本申请的实施例进行了描述，但是本申请并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本申请的启示下，在不脱离本申请宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，均属于本申请的保护之内。

Claims (7)

1.一种音频电路，其特征在于，包括：

通路选择模块，所述通路选择模块用于从至少两路音频输入通路中选择一路目标音频输入通路进行连通；

第一放大模块，所述第一放大模块与所述通路选择模块连接，所述第一放大模块用于接收所述目标音频输入通路输入的音频信号，所述第一放大模块用于对所述音频信号进行放大以输出第一放大后的音频信号；

第二放大模块，所述第二放大模块与所述第一放大模块连接，所述第二放大模块用于接收所述第一放大后的音频信号，所述第二放大模块用于对所述第一放大后的音频信号进行放大以输出第二放大后的音频信号；

扬声器模块，所述扬声器模块与所述第二放大模块连接，所述扬声器模块用于接收所述第二放大后的音频信号，以及根据所述第二放大后的音频信号输出音频。

2.根据权利要求1所述的音频电路，其特征在于，所述第一放大模块为AB类功率放大器，所述第二放大模块为D类功率放大器。

3.根据权利要求1所述的音频电路，其特征在于，所述至少两路音频输入通路包括第一音频输入通路和第二音频输入通路，所述通路选择模块包括第一接口、第二接口、第三接口和电平接口；

所述第一接口与所述第一音频输入通路连接，所述第二接口与所述第二音频输入通路连接，所述第三接口与所述第一放大模块连接；

所述通路选择模块用于在所述电平接口接收到高电平信号的情况下，连通所述第一接口和所述第三接口；

所述通路选择模块用于在所述电平接口接收到低电平信号的情况下，连通所述第二接口和所述第三接口。

4.根据权利要求1所述的音频电路，其特征在于，所述音频电路还包括：

直流电阻隔模块，所述直流电阻隔模块位于所述第一放大模块和所述通路选择模块之间，所述直流电阻隔模块用于隔断直流电；

调节模块，所述调节模块位于所述直流电阻隔模块和所述第一放大模块之间，所述调节模块用于调节所述第一放大模块的信号放大倍数。

5.根据权利要求1所述的音频电路，其特征在于，所述第一放大模块包括第一正输入接口和第一负输入接口，所述第一正输入接口与所述通路选择模块连接，所述第一负输入接口接地。

6.根据权利要求1所述的音频电路，其特征在于，所述第一放大模块包括第一正输出接口和第一负输出接口，所述第二放大模块包括第二正输入接口和第二负输入接口；

所述第一正输出接口与所述第二正输入接口连接，所述第一负输出接口与所述第二负输入接口连接。

7.一种指纹锁，其特征在于，包括权利要求1-6中任一项所述的音频电路。