專(zhuān)利名稱(chēng)：一種自動(dòng)靜音安全耳機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于接收播放器音頻信號(hào)的耳機(jī)，尤其是涉及一種自動(dòng)靜音安全耳機(jī)。
背景技術(shù)：
近年來(lái)，手機(jī)、mp3等電子設(shè)備已經(jīng)成了大多數(shù)公眾的生活必需品。尤其是青少年， 不論是在家里休息還是在路上行走、乘車(chē)，耳朵里天天塞有耳機(jī)，或者是聽(tīng)歌，或者是打電話。在家里用耳機(jī)時(shí)，在有人敲門(mén)、撬門(mén)、或強(qiáng)人入室時(shí)根本聽(tīng)不見(jiàn)，存在很大的安全隱患； 在路上行走時(shí)，有突發(fā)情況時(shí)聽(tīng)不見(jiàn)車(chē)?yán)鹊染娴穆曇簦谧?chē)、開(kāi)車(chē)時(shí)也會(huì)有帶著耳機(jī)聽(tīng)不清其他外界聲音的情況，存在較大的 通安全隱患。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為解決上述技術(shù)問(wèn)題的不足，提供一種自動(dòng)靜音安全耳機(jī)，該耳機(jī)可根據(jù)外界的噪音狀況自動(dòng)實(shí)現(xiàn)對(duì)耳機(jī)的靜音功能，大大提高其安全性。本發(fā)明為解決上述技術(shù)問(wèn)題的不足，所采用的技術(shù)方案是一種自動(dòng)靜音安全耳機(jī)，包括音頻輸入接口、音頻輸出接口、音頻放大電路和揚(yáng)聲器，還設(shè)有控制電路，音頻輸入信號(hào)通過(guò)控制電路輸入至音頻放大電路，音頻放大電路放大后經(jīng)揚(yáng)聲器輸出，該控制電路接收到外界的噪音信號(hào)，將噪音信號(hào)轉(zhuǎn)化為電壓信號(hào)，通過(guò)電壓比較決策控制是否切斷音頻輸出來(lái)實(shí)現(xiàn)噪音環(huán)境下靜音的目的。所述的控制電路由麥克風(fēng)放大電路、電壓跟隨電路、濾波整流電路、電壓比較決策電路組成，麥克風(fēng)放大電路輸出的電壓信號(hào)依次經(jīng)過(guò)電壓跟隨電路、濾波整流電路處理后輸入至電壓比較決策電路，通過(guò)電壓比較決策電路控制是否切斷音頻輸出。所述的電壓跟隨電路由集成放大器和電阻R5組成，麥克風(fēng)放大電路輸出的電壓信號(hào)輸入集成放大器的同向輸入端，集成放大器的反向輸入端通過(guò)電阻R5與集成放大器的輸出端連接，集成放大器的輸出端輸出信號(hào)進(jìn)入濾波整流電路。所述的濾波整流電路中，輸入的信號(hào)依次經(jīng)過(guò)電阻R4、二極管DO和電阻R7輸出至電壓比較決策電路，二極管DO的負(fù)極通過(guò)并聯(lián)的電阻R6和電容C2接地，濾波整流電路的輸出端通過(guò)電容C3接地。所述的電壓比較決策電路中設(shè)有電壓比較器和二極管D1，電壓比較器的反向輸入端與濾波整流電路的輸出端連接，電壓比較器的正向輸入端依次通過(guò)變阻器R9和電阻R8 與電源連接，電壓比較器的輸出端與二極管Dl的負(fù)極連接，二極管Dl的的正極通過(guò)電阻 Rll與音頻輸入接口連接，電壓比較器的輸出端還通過(guò)電阻RlO與電源連接；電阻R9用于調(diào)節(jié)噪音門(mén)限電壓值，RlO為電壓比較器輸出端的上拉電阻，當(dāng)輸入端噪音強(qiáng)度信號(hào)電壓低于設(shè)定電壓(R9分壓)時(shí)，電壓比較器輸出端電平為高電平，音頻信號(hào)經(jīng)過(guò)Rll的分電壓小于Dl的左端電壓，Dl不導(dǎo)通，故音頻信號(hào)無(wú)失真的傳遞到D端，當(dāng)C端噪音強(qiáng)度信號(hào)電壓大于設(shè)定的電壓時(shí)，電壓比較器輸出低電平，音頻信號(hào)分壓電壓致使Dl右端電壓高于左端，Dl導(dǎo)通，左端電位接近OV，Rl 1成為音頻的唯一負(fù)載，此時(shí)無(wú)音頻信號(hào)輸出，故切斷了音頻的傳輸。本發(fā)明的有益效果是
本發(fā)明構(gòu)思了一種自動(dòng)靜音的安全耳機(jī)，可以根據(jù)需要設(shè)定靜音限值。人正常談話一般在40-50分貝，車(chē)?yán)纫话阍?5分貝以上。比如說(shuō)設(shè)定50分貝為靜音限值，這時(shí)當(dāng)耳機(jī)傳感器聽(tīng)到50分貝的響聲時(shí)就自動(dòng)切斷音頻，這樣會(huì)大大提高行人交通安全性。在家里時(shí)可以設(shè)置靜音限值為25分貝，這樣就可以聽(tīng)見(jiàn)敲門(mén)的聲音，提高了個(gè)人在家里的安全性。本發(fā)明利用噪音信號(hào)強(qiáng)度與其聲波的振幅有關(guān)，噪音信號(hào)通過(guò)麥克風(fēng)進(jìn)行能量轉(zhuǎn)換，以檢測(cè)能量的大小來(lái)控制耳機(jī)的音頻輸入輸出。但是，音頻的通與斷，不應(yīng)隨環(huán)境噪音強(qiáng)弱變化太快，否則將導(dǎo)致耳機(jī)的語(yǔ)言無(wú)法讓人接受。環(huán)境中的噪音通過(guò)麥克風(fēng)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)并經(jīng)放大電路放大轉(zhuǎn)換后輸送給電壓跟隨器，再將電壓跟隨器輸出的驅(qū)動(dòng)能力大的電壓信號(hào)進(jìn)行濾波整流，得到較為能反映噪音強(qiáng)度的電壓信號(hào)；該電壓與與設(shè)定的電壓經(jīng)電壓比較器比較后決定音頻輸入輸出電路是否輸出音頻信號(hào)。與設(shè)定電壓值可隨意調(diào)節(jié)，即可以隨意調(diào)節(jié)噪音強(qiáng)度的門(mén)限值，而濾波整流電路中設(shè)有一可變電阻負(fù)載，調(diào)節(jié)其阻值可改變電容放電時(shí)間，從而改變音頻信號(hào)從抑制狀態(tài)到正常輸出的滯后時(shí)間。


圖1為本發(fā)明的原理框圖。圖2為本發(fā)明的電路圖。圖3為本發(fā)明中的麥克風(fēng)放大電路圖。圖4為本發(fā)明中的電壓跟隨電路圖。圖5為本發(fā)明中的濾波整流電路圖。圖6為本發(fā)明中的電壓比較決策電路圖。圖7為本發(fā)明中的音頻放大電路圖。附圖標(biāo)記1、音頻輸入接口，2、控制電路，3、音頻放大電路，4、音頻輸出接口。
具體實(shí)施例方式如圖所示，一種自動(dòng)靜音安全耳機(jī)，包括音頻輸入接口 1、音頻輸出接口 4、音頻放大電路3和揚(yáng)聲器，還設(shè)有控制電路2，音頻輸入信號(hào)通過(guò)控制電路2輸入至音頻放大電路3，音頻放大電路放大后經(jīng)揚(yáng)聲器輸出，該控制電路接收到外界的噪音信號(hào)，并將噪音信號(hào)轉(zhuǎn)化為電壓信號(hào)，通過(guò)電壓比較決策控制是否切斷音頻輸出來(lái)實(shí)現(xiàn)噪音環(huán)境下靜音的目的，提高耳機(jī)的安全性能。所述的控制電路2由麥克風(fēng)放大電路、電壓跟隨電路、濾波整流電路、電壓比較決策電路組成，麥克風(fēng)放大電路輸出的電壓信號(hào)依次經(jīng)過(guò)電壓跟隨電路、濾波整流電路處理后輸入至電壓比較決策電路，通過(guò)電壓比較決策電路控制是否切斷音頻輸出。所述的麥克風(fēng)放大電路主要由麥克風(fēng)信號(hào)輸入端、電容Cl和三極管Ql組成，麥克風(fēng)接收的噪音信號(hào)分兩路輸出，一路接地，另一路分兩個(gè)支路，一條支路通過(guò)電阻Rl與電源連接，另一支路通過(guò)電容Cl輸入至三極管Ql的基極，三極管Ql的集電極通過(guò)電阻R3與電源連接，三極管Ql的發(fā)射極接地，在三極管Ql的集電極和基極之間還并接有電阻R2，經(jīng)三極管Ql的集電極輸出電壓信號(hào)輸入至電壓跟隨電路，從附圖3可看出，A端輸出的信號(hào)為麥克風(fēng)噪音轉(zhuǎn)換的噪音交流電壓和一直流電壓的疊加電壓。如附圖4所示，所述的電壓跟隨電路由集成放大器(LM207H)和電阻R5組成，A端輸出的電壓信號(hào)輸入集成放大器的同向輸入端，集成放大器的反向輸入端通過(guò)電阻R5與集成放大器的輸出端 電聯(lián)，集成放大器的輸出端輸出信號(hào)進(jìn)入濾波整流電路，B端輸出的信號(hào)為下一步的濾波整流和對(duì)電容的充電提供的必要的前提。如附圖5所示，所述的濾波整流電路中，輸入的信號(hào)依次經(jīng)過(guò)電阻R4、二極管DO和電阻R7輸出至電壓比較決策電路，二極管DO的負(fù)極通過(guò)并聯(lián)的電阻R6和電容C2接地，濾波整流電路的輸出端通過(guò)電容C3接地，該電路中包括單相半波整流電容濾波電路(DO、C2) 和一個(gè)信號(hào)的低通濾波電路(R7、C3)組成。考慮到噪音信號(hào)的強(qiáng)弱變化頻率不應(yīng)該立即引起音頻信號(hào)通斷太快，故使電容R6的容量比較大，并串聯(lián)一個(gè)R4進(jìn)一步放緩傳遞過(guò)來(lái)的電壓對(duì)電容的充電，使電容達(dá)到門(mén)限電壓的時(shí)間比較長(zhǎng)。R6充當(dāng)電容C2的負(fù)載，其阻值可調(diào)， 當(dāng)外界噪音小于與設(shè)定值時(shí)，R6阻值的大小決定了電容C2電壓下降到噪音門(mén)限電壓的時(shí)間，從而引起系統(tǒng)響應(yīng)有個(gè)很大的時(shí)間滯后性，使系統(tǒng)對(duì)外界噪音強(qiáng)度的高低變化高頻率不太敏感。R7和C3組成的低通濾波器盡量濾除C2電壓高頻交流分量，防止對(duì)電壓比較器的干擾。如圖6所示，所述的電壓比較決策電路中設(shè)有電壓比較器(LM339)和二極管D1， 電壓比較器(LM339)的反向輸入端與濾波整流電路的輸出端連接，電壓比較器(LM339)的正向輸入端依次通過(guò)變阻器R9和電阻R8與電源連接，電壓比較器(LM339)的輸出端與二極管Dl的負(fù)極連接，二極管Dl的的正極通過(guò)電阻Rll與音頻輸入接口連接，電壓比較器 (LM339)的輸出端還通過(guò)電阻RlO與電源連接；電阻R9用于調(diào)節(jié)噪音門(mén)限電壓值，RlO為電壓比較器輸出端的上拉電阻，當(dāng)輸入端噪音強(qiáng)度信號(hào)電壓低于設(shè)定電壓(R9分壓)時(shí)，電壓比較器輸出端電平為高電平，音頻信號(hào)經(jīng)過(guò)Rll的分電壓小于Dl的左端電壓，Dl不導(dǎo)通， 故音頻信號(hào)無(wú)失真的傳遞到D端，當(dāng)C端噪音強(qiáng)度信號(hào)電壓大于設(shè)定的電壓時(shí)，電壓比較器輸出低電平，音頻信號(hào)分壓電壓致使Dl右端電壓高于左端，Dl導(dǎo)通，左端電位接近0V，Rll 成為音頻的唯一負(fù)載，D端無(wú)音頻信號(hào)輸出，故切斷了音頻的傳輸。如圖7所示，所述的音頻放大輸出控制電路主要由音頻輸出接口、音頻放大器 (LM383)及外圍電路組成，通過(guò)D端的音頻信號(hào)經(jīng)電容C4輸入至音頻放大器的反向輸入端， 音頻放大器(LM383)的輸出端通過(guò)電容C7與音頻輸出接口相連，其中音頻放大器(LM383) 的正向輸入端通過(guò)電容C5、R14接地，音頻放大器(LM383)的輸出端通過(guò)R13、R14接地，由于音頻輸入時(shí)，在電壓比較決策中有較大的衰減，再直接輸出無(wú)法驅(qū)動(dòng)耳機(jī)或揚(yáng)聲器，故信號(hào)需要放大。上述實(shí)施方式僅描述了控制單音道輸入輸出，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員從上述公開(kāi)文本中可輕松實(shí)現(xiàn)對(duì)雙音道(立體音)的控制，因此本發(fā)明并不限于上述實(shí)施方式，能夠在權(quán)利要求書(shū)的范圍、以及說(shuō)明書(shū)和附圖中記載的技術(shù)思想范圍內(nèi)做出的各種變形均是本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1. 一種自動(dòng)靜音安全耳機(jī)，包括音頻輸入接口(1)、音頻輸出接口(4)、音頻放大電路 (3 )和揚(yáng)聲器，其特征在于還設(shè)有控制電路(2 )，音頻輸入信號(hào)通過(guò)控制電路(2 )輸入至音頻放大電路(3)，音頻放大電路放大后經(jīng)揚(yáng)聲器輸出，該控制電路接收到外界的噪音信號(hào)， 將噪音信號(hào)轉(zhuǎn)化為電壓信號(hào)，通過(guò)電壓比較決策控制是否切斷音頻輸出來(lái)實(shí)現(xiàn)噪音環(huán)境下靜音的目的。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種自動(dòng)靜音安全耳機(jī)，其特征在于所述的控制電路(2)由麥克風(fēng)放大電路、電壓跟隨電路、濾波整流電路、電壓比較決策電路組成，麥克風(fēng)放大電路輸出的電壓信號(hào)依次經(jīng)過(guò)電壓跟隨電路、濾波整流電路處理后輸入至電壓比較決策電路， 通過(guò)電壓比較決策電路控制是否切斷音頻輸出。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種自動(dòng)靜音安全耳機(jī)，其特征在于所述的電壓跟隨電路由集成放大器和電阻R5組成，麥克風(fēng)放大電路輸出的電壓信號(hào)輸入集成放大器的同向輸入端，集成放大器的反向輸入端通過(guò)電阻R5與集成放大器的輸出端連接，集成放大器的輸出端輸出信號(hào)進(jìn)入濾波整流電路。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種自動(dòng)靜音安全耳機(jī)，其特征在于所述的濾波整流電路中，輸入的信號(hào)依次經(jīng)過(guò)電阻R4、二極管DO和電阻R7輸出至電壓比較決策電路，二極管DO 的負(fù)極通過(guò)并聯(lián)的電阻R6和電容C2接地，濾波整流電路的輸出端通過(guò)電容C3接地。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種自動(dòng)靜音安全耳機(jī)，其特征在于所述的電壓比較決策電路中設(shè)有電壓比較器和二極管D1，電壓比較器的反向輸入端與濾波整流電路的輸出端連接，電壓比較器的正向輸入端依次通過(guò)變阻器R9和電阻R8與電源連接，電壓比較器的輸出端與二極管Dl的負(fù)極連接，二極管Dl的的正極通過(guò)電阻Rll與音頻輸入接口連接，電壓比較器的輸出端還通過(guò)電阻RlO與電源連接；電阻R9用于調(diào)節(jié)噪音門(mén)限電壓值，RlO為電壓比較器輸出端的上拉電阻，當(dāng)輸入端噪音強(qiáng)度信號(hào)電壓低于設(shè)定電壓(R9分壓)時(shí)，電壓比較器輸出端電平為高電平，音頻信號(hào)經(jīng)過(guò)Rll的分電壓小于Dl的左端電壓，Dl不導(dǎo)通，故音頻信號(hào)無(wú)失真的傳遞到D端，當(dāng)C端噪音強(qiáng)度信號(hào)電壓大于設(shè)定的電壓時(shí)，電壓比較器輸出低電平，音頻信號(hào)分壓電壓致使Dl右端電壓高于左端，Dl導(dǎo)通，左端電位接近0V，Rl 1成為音頻的唯一負(fù)載，此時(shí)無(wú)音頻信號(hào)輸出，故切斷了音頻的傳輸。
全文摘要
一種自動(dòng)靜音安全耳機(jī)，涉及一種用于接收播放器音頻信號(hào)的耳機(jī)，包括音頻輸入接口、音頻輸出接口、音頻放大電路和揚(yáng)聲器，還設(shè)有控制電路，音頻輸入信號(hào)通過(guò)控制電路輸入至音頻放大電路，音頻放大電路放大后經(jīng)揚(yáng)聲器輸出，該控制電路接收到外界的噪音信號(hào)，將噪音信號(hào)轉(zhuǎn)化為電壓信號(hào)，通過(guò)電壓比較決策控制是否切斷音頻輸出來(lái)實(shí)現(xiàn)噪音環(huán)境下靜音的目的。
文檔編號(hào)H04R3/00GK102438193SQ201110375288
公開(kāi)日2012年5月2日 申請(qǐng)日期2011年11月23日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月23日
發(fā)明者劉杰, 姬江濤, 孟春亞, 李玉柱, 杜新武, 賀智濤, 閔俊杰, 高吭 申請(qǐng)人:河南科技大學(xué)