智能扬声器的制作方法

本发明属于扬声器领域，特别涉及其音量大小能自动适应环境噪声起伏的新型智能扬声器。

背景技术：

目前在国内外扬声器仅作为一种将电信号转变为声信号的器件，功能单一。

由于现有扬声器功能的单一性，在各行业噪声起伏较大的环境中，其输出音量无法实现自动、实时、同步调节，使广播/呼叫的效果受到很大的影响：在扬声器输出固定音量的情况下，环境噪声增大时，广播/呼叫声会听不清楚；噪声小时，广播/呼叫声又会对周边空间造成较大的干扰。为此，需要对常规扬声器进行智能化创新改进。

技术实现要素：

针对现有技术的不足，本发明提供一种抗噪声性能高的扬声器。本发明所述的智能扬声器具有自动适应环境噪声起伏的功能，满足在噪声起伏环境条件下保证信/噪比的使用要求。

本发明的技术方案如下：

智能扬声器，其包括为各个单元进行供电的电源组件，用于对音频电压可控放大的音频电压可控放大器，音频电压可控放大器有功率放大器，其特征在于：还包括用于输出音频且能够将环境噪音转换为电信号的扬声器驱动音圈，以及与扬声器驱动音圈连接的噪音分析处理组件，噪音分析处理组件输出噪音电压信号给音频电压可控放大器，音频电压可控放大器根据噪音电压信号调整对音频电压的放大倍数，实现扬声器音量随环境噪音的变化而自动调整。

进一步的说，所述的噪音分析处理组件包括对扬声器驱动音圈提供的信号进行音频信号与噪音信号的识别和分离的信/噪栅流器，信/噪栅流器连接有噪音处理器，噪音处理器将复杂的噪声信号处理成控制电压，噪声处理器连接有控制电压放大器，控制电压放大器对噪音处理器输出的控制电压进行放大，最后控制电压放大器将放大后的电压传递给音频电压可控放大器。

进一步的说，所述的音频电压可控放大器连接有将声信号转换成微弱音频电信号的广播/呼叫送话器。

进一步的说，所述的功率放大器将输入的音频电压进行不失真的功率放大。

进一步的说，所述的信/噪栅流器包括用于接收来自扬声器驱动音圈的信号的第一射随器以及接收来自音频电压可控放大器的信号的第二射随器，第二射随器连接有反相放大器，反相放大器和第一射随器与差动放大器连接，差动放大器输出噪音信号给噪音处理器。

进一步的说，所述的噪音处理器包括与信/噪栅流器连接的低通滤波电路，低通滤波电路连接有限幅电路，限幅电路连接有运放积分电路，运放积分电路与控制电压放大器连接。

进一步的说，所述的音频电压可控放大器包括用于接受来自控制电压放大器的噪音电压信号及接受来自电源组件预先设定的允许噪音电压信号的运放电路，运放电路连接有音频电压放大器，音频电压放大器根据运放电路增益控制电压对音频电压放大器的倍数进行调整。

综上所述，本发明具有以下有益效果：

1、本发明的扬声器驱动音圈具有输出音频信号功能的同时还能够将环境噪音转换成电信号的功能，噪音分析处理组件对扬声器驱动音圈产生的电信号进行分离和分析并最终输出一个噪音电信号给音频电压可控放大器，音频电压可控放大器根据噪音电信号来调整对音频信号的放大倍数，从而实现了能够根据环境噪音来调整扬声器输出音量大小的目的。

2、本发明满足了在噪音起伏环境中确保广播/呼叫效果，及在噪音小时尽量减小对周边空间造成较大干扰的要求。

附图说明

图1为本发明的构成示意图；

图2为信/噪栅流器的构成示意图路；

图3为噪音处理器的构成示意图；

图4为音频电压可控放大器的构成示意图；

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例的附图，对本发明实施例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发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本发明的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1所示，智能扬声器，其包括为各个单元进行供电的电源组件1，给组成的相关部分集中供电；用于对音频电压可控放大的音频电压可控放大器2，音频电压可控放大器2有功率放大器3，其特征在于：还包括用于输出音频且能够将环境噪音转换为电信号的扬声器驱动音圈4，以及与扬声器驱动音圈4连接的噪音分析处理组件5，噪音分析处理组件5输出噪音电压信号给音频电压可控放大器2，音频电压可控放大器2根据噪音电压信号调整对音频电压的放大倍数，实现扬声器音量随环境噪音的变化而自动调整。

本实施例对的扬声器驱动音圈具有双重功能，功能一：将广播/呼叫电信号转换成声信号；功能二：采集环境噪音的信号，形成微弱的噪音电信号；具体过程如下：外部环境噪音通过扬声器纸盆，使扬声器驱动音圈在扬声器固定磁场中做切割磁力线运动，在扬声器驱动音圈的运动过程中，扬声器的驱动音圈会产生噪音电流输出；即在广播或呼叫的同时完成了对环境噪音的检测，检测产生的噪音电信号经过噪音分析处理组件的处理后得到一个噪音电压信号，噪音电压信号反馈给音频电压可控放大器，音频电压可控放大器根据噪音电压信号的大小调整广播/呼叫电信号的放大倍数，从而实现了扬声器输出的声信号的音量的调整，本实施例实现了根据环境噪音的大小自动调整输出音量大小的智能扬声器。

进一步的说，所述的噪音分析处理组件5包括对扬声器驱动音圈提供的信号进行音频信号与噪音信号的识别和分离的信/噪栅流器50，信/噪栅流器50连接有噪音处理器51，噪音处理器51将复杂的噪声信号处理成控制电压，噪声处理器51连接有控制电压放大器52，控制电压放大器对噪音处理器输出的控制电压进行放大，最后控制电压放大器将放大后的电压传递给音频电压可控放大器，扬声器驱动音圈提供的信号中具有环境噪音的信号以及自身输出声信号的音频信号，必须对两者进行分离才能进行精确的调整，因此信/噪栅流器用于对噪音信号和音频信号进行分离，对扬声器驱动音圈产生的电信号进行提纯处理；得到的噪音电信号进入噪音处理器，噪音处理对噪音电信号进行处理，并转换成控制电压，由于噪音处理器输出的控制电压较小，故需要经过控制电压放大器进行放大，并最终传递给音频电压可控放大器。

所述的音频电压可控放大器2包括用于接受来自控制电压放大器的噪音电压信号及接受来自电源组件预先设定的允许噪音电压信号的运放电路20，运放电路20连接有音频电压放大器21，音频电压放大器根据运放电路增益控制电压对音频电压放大器的倍数进行调整；接下来对音频电压可控放大器2原理进行说明：

原理：运放电路接受来自控制电压放大器的电压信号vs以及电源组件为其提供的预先设定的参考电压vr，参考电压vr为预设定的允许的噪音电压，当电压信号vs大于设定的参考电压vr时，运放电路输出增益控制电压vc给音频电压放大器，音频电压放大器接受来自广播/呼叫送话器的音频信号，音频电压放大器根据增益控制电压对音频信号自动提供增益；当电压信号vs小于设定的参考电压vr时，运放电路不会输出增益控制电压vc，音频电压放大器按常态增益放大。

所述的音频电压可控放大器2连接有将声信号转换成微弱音频电信号的广播/呼叫送话器6，将声信号转变为微弱电信号。

所述的功率放大器将输入的音频电压进行不失真的功率放大。

进一步的说，如图2所示，所述的信/噪栅流器50包括用于接收来自扬声器驱动音圈的信号的第一射随器以及接收来自音频电压可控放大器的信号的第二射随器，第二射随器连接有反相放大器，反相放大器和第一射随器与差动放大器连接，差动放大器输出噪音信号给噪音处理器，此处对信/噪栅流器的原理作出解释：第一射随器接受来自扬声器驱动音圈的信号，其中包括外部的音频信号和噪音信号，第二射随器接受来自音频电压可控放大器的音频信号，第二射随器将音频信号传递到反相放大器中进行反相处理，然后在差动放大器中利用正负信号共轭抵消原理，得到扬声器驱动音圈采集到的噪音信号。

进一步的说，如图3所示，所述的噪音处理器51包括与信/噪栅流器连接的低通滤波电路，低通滤波电路连接有限幅电路，限幅电路连接有运放积分电路，运放积分电路与控制电压放大器连接，此处对噪音处理器的原理作出解释：低通滤波电路利用在三极管共发射极放大电路集电极电阻器上并联连接电容器的方式，来实现低频噪音输出的功能，改变集电极电阻器阻值及电容器容量大小，达到截止5000hz以上高频噪音的目的，低通滤波电路提供的噪音信号经由二极管组成的限幅电路进行限幅处理，最终经运放积分电路形成控制电压。

综上所述，本发明具有以下有益效果：

1、本发明的扬声器驱动音圈具有输出音频信号功能的同时还能够将环境噪音转换成电信号的功能，噪音分析处理组件对扬声器驱动音圈产生的电信号进行分离和分析并最终输出一个噪音电信号给音频电压可控放大器，音频电压可控放大器根据噪音电信号来调整对音频信号的放大倍数，从而实现了能够根据环境噪音来调整扬声器输出音量大小的目的。

2、本发明满足了在噪音起伏环境中确保广播/呼叫效果，及在噪音小时尽量减小对周边空间造成较大干扰的要求。