便携式扩音器论文和设计-赵光辉

全文摘要

本申请公开了一种便携式扩音器，包括：扩音组件、音源组件及电源，扩音组件包括：前端放大器、功率放大器、电子开关及扬声器，前端放大器的输入端与音源组件连接，输出端分别连接至功率放大器和电子开关，电子开关连接于电源与功率放大器之间，功率放大器与扬声器连接，电源连接于前端放大器；电子开关包括倍压整流电路、开关三极管及双向晶闸管，倍压整流电路的两端分别连接开关三极管的基极和接地，开关三极管的发射极通过第一电阻接地，集电极与双向晶闸管的控制极连接，双向晶闸管的两阳极分别连接电源和功率放大器。本申请中的便携式扩音器，将功率放大器的供电电源实现了可控状态，减少不必要的损耗，增加了便携式扩音器的使用寿命。

主设计要求

1.一种便携式扩音器，其特征在于，包括：扩音组件(1)、音源组件(2)以及电源(3)，其中：所述扩音组件(1)包括：前端放大器(11)、功率放大器(12)、电子开关(13)及扬声器(14)，所述前端放大器(11)的输入端与所述音源组件(2)连接，所述前端放大器(11)的输出端分别连接至所述功率放大器(12)和所述电子开关(13)，所述电子开关(13)连接于所述电源(3)与所述功率放大器(12)之间，所述功率放大器(12)与所述扬声器(14)连接，所述电源(3)连接于所述前端放大器(11)；所述电子开关(13)包括倍压整流电路(131)、开关三极管(Q1)及双向晶闸管(Q2)，所述倍压整流电路(131)包括串联的第一二极管(D1)和第二二极管(D2)，所述倍压整流电路(131)连接于所述前端放大器(11)，且所述倍压整流电路(131)的两端分别连接所述开关三极管(Q1)的基极和接地，所述开关三极管(Q1)的发射极通过第一电阻(R1)接地，所述开关三极管(Q1)的集电极与所述双向晶闸管(Q2)的控制极连接，所述双向晶闸管(Q2)的两阳极分别连接所述电源(3)和所述功率放大器(12)。

设计方案

1.一种便携式扩音器，其特征在于，包括：扩音组件(1)、音源组件(2)以及电源(3)，其中：

所述扩音组件(1)包括：前端放大器(11)、功率放大器(12)、电子开关(13)及扬声器(14)，所述前端放大器(11)的输入端与所述音源组件(2)连接，所述前端放大器(11)的输出端分别连接至所述功率放大器(12)和所述电子开关(13)，所述电子开关(13)连接于所述电源(3)与所述功率放大器(12)之间，所述功率放大器(12)与所述扬声器(14)连接，所述电源(3)连接于所述前端放大器(11)；

所述电子开关(13)包括倍压整流电路(131)、开关三极管(Q1)及双向晶闸管(Q2)，所述倍压整流电路(131)包括串联的第一二极管(D1)和第二二极管(D2)，所述倍压整流电路(131)连接于所述前端放大器(11)，且所述倍压整流电路(131)的两端分别连接所述开关三极管(Q1)的基极和接地，所述开关三极管(Q1)的发射极通过第一电阻(R1)接地，所述开关三极管(Q1)的集电极与所述双向晶闸管(Q2)的控制极连接，所述双向晶闸管(Q2)的两阳极分别连接所述电源(3)和所述功率放大器(12)。

2.根据权利要求1所述的便携式扩音器，其特征在于，所述电子开关(13)还包括延时电路(132)，所述延时电路(132)包括并联的第一电容(C1)和第二电阻(R2)，所述延时电路(132)的一端连接于所述开关三极管(Q1)的基极，另一端接地。

3.根据权利要求1所述的便携式扩音器，其特征在于，所述电子开关(13)还包括光电耦合器(U)，所述光电耦合器(U)连接于所述开关三极管(Q1)的集电极与所述双向晶闸管(Q2)的控制极之间。

4.根据权利要求1所述的便携式扩音器，其特征在于，所述前端放大器(11)包括：场效应管(Q3)和放大三极管(Q4)，所述音源组件(2)通过隔直电容(C2)连接所述场效应管(Q3)的栅极，所述场效应管(Q3)的栅极通过第三电阻(R3)连接所述电源(3)，所述场效应管(Q3)的栅极通过第四电阻(R4)接地，且所述场效应管(Q3)的栅极和所述第四电阻(R4)之间串接第五电阻(R5)，所述场效应管(Q3)的源极通过源极电阻(R8)接地，所述源极电阻(R8)并联有第一旁路电容(C3)，所述场效应管(Q3)的漏极通过漏极电阻(R9)连接所述电源(3)；

所述场效应管(Q3)的漏极通过第一耦合电容(C5)连接所述放大三极管(Q4)的基极，所述放大三极管(Q4)的基极通过第六电阻(R6)连接所述电源(3)，所述放大三极管(Q4)的基极通过第七电阻(R7)接地，所述放大三极管(Q4)的集电极通过集电极电阻(R10)连接所述电源(3)，所述放大三极管(Q4)的发射极通过发射极电阻(R11)接地，所述发射极电阻(R11)并联有第二旁路电容(C4)，所述放大三极管(Q4)的集电极通过第二耦合电容(C6)输出放大信号。

5.根据权利要求1所述的便携式扩音器，其特征在于，所述电源(3)包括升压电路。

6.根据权利要求1所述的便携式扩音器，其特征在于，所述音源组件(2)为有线麦克风。

设计说明书

技术领域

本申请涉及电子产品技术领域，尤其涉及一种便携式扩音器。

背景技术

扩音器是一种能够将声音进行放大，传播的更远的装置，广泛应用于教学、导游、户外及演讲活动等。为了更加方便课堂老师教学或者导游带团旅游等，逐渐衍生出一种便携式扩音器，便携式扩音器是一种体积小、重量轻及操作简便的一种扩音装置。

通常情况下，便携式扩音器的持续工作时间较长，而且便携式扩音器一般是采用电池供电。便携式扩音器被开启后，并不是一直有音频信号的输入，若没有音频信号的输入，便携式扩音器还处于开启状态时，则会造成一定的电量损耗，进而致使便携式扩音器的持续工作时间受到限制。

实用新型内容

本申请提供了一种便携式扩音器，以解决现有技术中由于便携式扩音器电量浪费，进而导致其持续工作时间较短的技术问题。

为了解决上述技术问题，本申请实施例公开了如下技术方案：

本申请实施例公开了一种便携式扩音器，包括：扩音组件、音源组件以及电源，其中：

所述扩音组件包括：前端放大器、功率放大器、电子开关及扬声器，所述前端放大器的输入端与所述音源组件连接，所述前端放大器的输出端分别连接至所述功率放大器和所述电子开关，所述电子开关连接于所述电源与所述功率放大器之间，所述功率放大器与所述扬声器连接，所述电源连接于所述前端放大器；

所述电子开关包括倍压整流电路、开关三极管及双向晶闸管，所述倍压整流电路包括串联的第一二极管和第二二极管，所述倍压整流电路连接于所述前端放大器，且所述倍压整流电路的两端分别连接所述开关三极管的基极和接地，所述开关三极管的发射极通过第一电阻接地，所述开关三极管的集电极与所述双向晶闸管的控制极连接，所述双向晶闸管的两阳极分别连接所述电源和所述功率放大器。

可选地，在上述便携式扩音器中，所述电子开关还包括延时电路，所述延时电路包括并联的第一电容和第二电阻，所述延时电路的一端连接于所述开关三极管的基极，另一端接地。

可选地，在上述便携式扩音器中，所述电子开关还包括光电耦合器，所述光电耦合器连接于所述开关三极管的集电极与所述双向晶闸管的控制极之间。

可选地，在上述便携式扩音器中，所述前端放大器包括：场效应管和放大三极管，所述音源组件通过隔直电容连接所述场效应管的栅极，所述场效应管的栅极通过第三电阻连接所述电源，所述场效应管的栅极通过第四电阻接地，且所述场效应管的栅极和所述第四电阻之间串接第五电阻，所述场效应管的源极通过源极电阻接地，所述源极电阻并联有第一旁路电容，所述场效应管的漏极通过漏极电阻连接所述电源；

所述场效应管的漏极通过第一耦合电容连接所述放大三极管的基极，所述放大三极管的基极通过第六电阻连接所述电源，所述放大三极管的基极通过第七电阻接地，所述放大三极管的集电极通过集电极电阻连接所述电源，所述放大三极管的发射极通过发射极电阻接地，所述发射极电阻并联有第二旁路电容，所述放大三极管的集电极通过第二耦合电容输出放大信号。

可选地，在上述便携式扩音器中，所述电源包括升压电路。

可选地，在上述便携式扩音器中，所述音源组件为有线麦克风。

与现有技术相比，本申请的有益效果为：

本申请提供了一种便携式扩音器，包括：扩音组件、音源组件以及电源，其中：扩音组件包括：前端放大器、功率放大器、电子开关及扬声器，音源组件接收到的音频信号输入至前端放大器进行初步放大，进而也能够产生较为稳定的音频信号。经由前端放大器输出的音频信号分别输入至电子开关和功率放大器。功率放大器对音频信号作进一步的放大，电子开关能够在音频信号的控制下，进而控制功率放大器供电电源的通断。如果有音频信号输入，电子开关接通功率放大器的供电电源，功率放大器正常工作；如果没有音频信号输入，电子开关断开功率放大器的电源，功率放大器停止工作。进而实现功率放大器的动态控制，降低功率放大器的能耗，达到节能的目的。其中，电子开关的工作过程为：输入的音频信号，即交流信号经过第一二极管和第二二极管组成的倍压整流电路转换为直流信号，该直流信号给开关三极管提供偏置电压，此时开关三极管导通，直流电压输入到双向晶闸管的控制极，使双向晶闸管导通，将电源正极电压接入功率放大器的正极，给功率放大器供电；同理，若是没有音频信号的输入，则开关三极管和双向晶闸管均不会导通，进而电源无法向功率放大器供电。本申请中的便携式扩音器，将功率放大器的供电电源实现了可控状态，也就是说，当有音频信号时，功率放大器正常工作；当无音频信号时，断开功率放大器的电源，因此，减少不必要的损耗，增加了便携式扩音器的使用寿命。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本申请。

附图说明

为了更清楚地说明本申请的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例提供的一种便携式扩音器的基本结构框图；

图2为本实用新型实施例提供的电子开关的电路原理图；

图3为本实用新型实施例提供的前端放大器的电路原理图；

图4为本实用新型实施例提供的升压电路的电路原理图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请中的技术方案，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，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。

参见图1，为本实用新型实施例提供的一种便携式扩音器的基本结构框图。结合图1，本申请中便携式扩音器包括：扩音组件1、音源组件2以及电源3，其中：扩音组件1包括：前端放大器11、功率放大器12、电子开关13及扬声器14，前端放大器11的输入端与音源组件2连接，前端放大器11的输出端分别连接至功率放大器12和电子开关13，电子开关13连接于电源3与功率放大器12之间，功率放大器12与扬声器14连接，电源3连接于前端放大器11。本申请中，音源组件2接收到的音频信号输入至前端放大器11进行初步放大，进而也能够产生较为稳定的音频信号。经由前端放大器11输出的音频信号分别输入至电子开关13和功率放大器12。功率放大器12对音频信号作进一步的放大，电子开关13能够在音频信号的控制下，进而控制功率放大器12供电电源的通断。如果有音频信号输入，电子开关13接通功率放大器11的供电电源，功率放大器12正常工作；如果没有音频信号输入，电子开关13断开功率放大器12的电源，功率放大器12停止工作。进而实现功率放大器12的动态控制，降低功率放大器12的能耗，达到节能的目的。

参见图2，为本实用新型实施例提供的电子开关的电路原理图。由图2所示，电子开关13包括倍压整流电路131、开关三极管Q1及双向晶闸管Q2，倍压整流电路131包括串联的第一二极管D1和第二二极管D2，倍压整流电路131连接于前端放大器11，且倍压整流电路131的两端分别连接开关三极管Q1的基极和接地，开关三极管Q1的发射极通过第一电阻R1接地，开关三极管Q1的集电极与双向晶闸管Q2的控制极连接，双向晶闸管Q2的两阳极分别连接电源3和功率放大器12。

其中，电子开关13的工作过程为：输入的音频信号，即交流信号经过第一二极管D1和第二二极管D2组成的倍压整流电路131转换为直流信号，该直流信号给开关三极管Q1提供偏置电压，此时开关三极管Q1导通，直流电压输入到双向晶闸管Q4的控制极，使双向晶闸管Q4导通，将电源正极电压接入功率放大器Q2的正极，给功率放大器Q2供电；同理，若是没有音频信号的输入，则开关三极管Q1和双向晶闸管Q2均不会导通，进而电源3无法向功率放大器12供电。本申请中的便携式扩音器，将功率放大器12的供电电源实现了可控状态，也就是说，当有音频信号时，功率放大器12正常工作；当无音频信号时，断开功率放大器12的电源，因此，减少不必要的损耗，增加了便携式扩音器的使用寿命。

为了进一步优化上述技术方案，电子开关13还包括延时电路132延时电路132包括并联的第一电容C1和第二电阻R2，延时电路132的一端连接于开关三极管Q1的基极，另一端接地。由于音频信号会有时间间隔，因此，本申请在电子开关13中增加了延时电路132，即有音频信号输入时，会给第一电容C1充电，没有音频信号输入时，第一电容C1经第二电阻R2放电，维持开关三极管Q1导通，第一电容C1放完电且无音频信号输入时，开关三极管Q1截止，双向晶闸管Q2截止，功率放大器12电源断开，功率放大器12停止工作，本申请实现一定时间的延时，音频信号出现正常间隔时，例如使用人说话有停顿时，不必频繁的开关电子开关，造成器件的损坏，保证功率放大器12安全稳定的工作。

进一步，本申请电子开关13还包括光电耦合器U，光电耦合器U连接于开关三极管Q1的集电极与双向晶闸管Q2的控制极之间。当开关三极管Q1导通时，光电耦合器U进行光电隔离，提高电路的稳定性。

参见图3，为本实用新型实施例提供的前端放大器的电路原理图。本申请中，前端放大器11采用的是两级放大器结构，前端放大器11包括：场效应管Q3和放大三极管Q4。音源组件2通过隔直电容C2连接场效应管Q3的栅极，隔直电容C2可无衰减的通过交流信号，隔绝直流信号对交流信号的影响。场效应管Q3的栅极通过第三电阻R3连接电源3，场效应管Q3的栅极通过第四电阻R4接地，且场效应管Q3的栅极和第四电阻R4之间串接第五电阻R5，第三电阻R3和第四电阻R4对电源分压来设置偏压。第五电阻R5能够提高电路中的输入电阻。场效应管Q3的源极通过源极电阻R8接地，源极电阻R8并联有第一旁路电容C3，场效应管Q3的漏极通过漏极电阻R9连接电源3。R9为漏级电阻，R8为源极电阻，用于稳定静态工作点，同时源极电阻R8并联第一旁路电容C3，降低源极电阻R8对放大倍数的影响。

场效应管Q3的漏极通过第一耦合电容C5连接放大三极管Q4的基极，第一耦合电容C5，隔绝本级电路直流信号对后一级电路的影响，该级电路具有输入电阻大，信号获取能力强的特点，其放大能力有限放大倍数在10左右。放大三极管Q4的基极通过第六电阻R6连接电源3，放大三极管Q4的基极通过第七电阻R7接地，电源经过第六电阻R6和第七电阻R7为放大三极管Q4提供基极偏置电压。放大三极管Q4的集电极通过集电极电阻R10连接电源3，放大三极管Q4的发射极通过发射极电阻R11接地，发射极电阻R11并联有第二旁路电容C4，放大三极管Q4的集电极通过第二耦合电容C6输出放大信号。R10是集电极电阻，R11是发射极电阻，用于稳定放大三极管Q4的静态工作点，第二旁路电容C4降低发射极电阻R11对电路放大倍数的影响。第二耦合电容C6隔绝直流信号对后续电路的影响。

本申请中前端放大器11的温度稳定性好，放大倍数高，既具有电压放大作用，又有电流放大作用，经放大后的音频信号，可以参与后续的信号处理，放大器音频信号输出后，一路作为电子开关13的控制信号，一路送入功率放大器12进行放大。

另外，前端放大器11、功率放大器12及电子开关13等一般需要12V的供电，而扩音器采用的是3.7V锂电池供电。因此，本申请电源3中包括升压电路，从而满足给不同的器件供电。图4为本实用新型实施例提供的升压电路的电路原理图，结合图4，升压电路中输入端Vin采用的是3.7V(一般单节锂电池的电压为3.7V)的输入电压，输出端Vout输出的是+12V电压，其可为前端放大器11、功率放大器12和电子开关13提供供电电源。本申请中采用电流控制升压芯片PL7152，体积小，效率高，在图4所示的升压电路原理图中，电容C7、C8、C14、C15、C16分别为输入与输出端滤波，电感L1和电容C9进行突波滤波，电容C10、C11、电阻R12为系统的补偿回路元件，通过改变电阻R14的阻值，调整过电流保护点，电容C12为稳压电容，电阻R15为芯片PL7152的上拉电阻，电容C13为滤波电容，电阻R16为限流电阻，通过电阻R17、R18是分压电阻，通过调整其阻值，可对输出电压、电流进行调节。

本申请中音源组件2为有线麦克风，通过有限麦克风采集人的语音信号。另外，也可为其他音频播放器，例如收音机或者MP3等。

由于以上实施方式均是在其他方式之上引用结合进行说明，不同实施例之间均具有相同的部分，本说明书中各个实施例之间相同、相似的部分互相参见即可。在此不再详细阐述。

需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的电路结构、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种电路结构、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，有语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的电路结构、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里实用新型的公开后，将容易想到本申请的其他实施方案。本申请旨在涵盖本实用新型的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本申请的一般性原理并包括本申请未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本申请的真正范围和精神由权利要求的内容指出。

以上所述的本申请实施方式并不构成对本申请保护范围的限定。

设计图

便携式扩音器论文和设计

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