CN108600875A - 一种集成测距功能的扬声器 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了扬声器技术领域的一种集成测距功能的扬声器，包括扬声器和压电薄膜接收器，所述压电薄膜接收器位于扬声器的内腔下方，所述扬声器的输入端分别电性连接音频处理模块和声道开关模块的输出端，所述音频处理模块的输入端分别电性连接压电薄膜接收器和声道开关模块的输出端，所述音频处理模块的输出端电性连接计时***，所述声道开关模块的输入端分别电性连接控制电路和音源输入模块的输出端，所述计时***包括音频输入模块、A/D转换器、数字信号处理器和计时模块，通过将扬声器设计成为一种集成测距信号的输出装置，可以替代并取消原来的红外测距传感器，节省手机与耳机的堆叠空间，提升手机美观度，同时节省成本。

Description

一种集成测距功能的扬声器
技术领域
本发明涉及扬声器技术领域，具体为一种集成测距功能的扬声器。
背景技术
扬声器是一种把电信号转变为声信号的换能器件，扬声器的性能优劣对音质的影响很大，扬声器在音响设备中是一个最薄弱的器件，而对于音响效果而言，它又是一个最重要的部件。扬声器的种类繁多，而且价格相差很大。音频电能通过电磁、压电或静电效应，使其纸盆或膜片振动并与周围的空气产生共振（共鸣）而发出声音，是手机上必不可少的部件。
现有手机利用扬声器与红外测距传感器分别作为声音输出、测量距离的装置，已然成为目前智能手机的标准搭配；但是这两个器件一起摆放，占据着手机较大的堆叠空间，影响手机其他器件，比如摄像头等结构堆叠，影响外观，故实际生产中亟需设计一种集测距功能为一体的扬声器，基于此，本发明设计了一种集成测距功能的扬声器，以解决上述问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种集成测距功能的扬声器，以解决上述背景技术中提出的实际生产中亟需设计一种集测距功能为一体的扬声器的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种集成测距功能的扬声器，包括扬声器和压电薄膜接收器，所述压电薄膜接收器位于扬声器的内腔下方，所述扬声器的输入端分别电性连接音频处理模块和声道开关模块的输出端，所述音频处理模块的输入端分别电性连接压电薄膜接收器和声道开关模块的输出端，所述音频处理模块的输出端电性连接计时***，所述声道开关模块的输入端分别电性连接控制电路和音源输入模块的输出端，所述计时***包括音频输入模块、A/D转换器、数字信号处理器和计时模块，所述音频输入模块的输出端电性连接A/D转换器的输入端，所述A/D转换器的输出端电性连接数字信号处理器的输入端，所述数字信号处理器的输出端电性连接计时模块的输入端。
优选的，所述音源输入模块为手机音频输出模块或耳机扬声器。
优选的，所述扬声器的壳体内腔上方密封固定有孔板和网罩，所述网罩固定在所述扬声器的壳体端部，且孔板位于网罩的下方，所述孔板的中心设有出音口，且出音口的四周均匀设有细小通孔。
优选的，所述扬声器采用动圈振动发音***、动铁振动发音***或静电振动发音***。
优选的，所述压电薄膜接收器采用PVDF压电薄膜接收器。
优选的，所述计时模块包括D/A转换器、整形放大电路、频率产生电路、控制器和显示模块，且D/A转换器、整形放大电路、频率产生电路、控制器和显示模块依次电性连接。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明利用音频处理模块，负责输出超声波信号A1给到扬声器，振动转换发出超声波声音，利用计时***记录下输出的时间t1，音频处理模块还负责接收压电薄膜接收器传送回来的音频信号A2，进一步的，音频处理模块会对A2信号进行处理，计时***再次记录接收传回的时间t2；接着，根据声波传输公式检测间距w=c*（t2-t1）/2，即可计算出扬声器与障碍物之间的间距，该装置将扬声器设计成为一种集成测距信号的输出装置，可以替代并取消原来的红外测距传感器，节省手机与耳机的堆叠空间，提升手机美观度，同时节省成本。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，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为本发明结构示意图；
图2为本发明控制原理图；
图3为图2中计时***原理框图。
附图中，各标号所代表的部件列表如下：
100-音源输入模块，110-声道开关模块，120-音频处理模块，130-扬声器，140-压电薄膜接收器，150-控制电路，160-计时***，1600-音频输入模块，1601-A/D转换器，1602-数字信号处理器，1603-计时模块。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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它实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-3，本发明提供一种技术方案：一种集成测距功能的扬声器，包括扬声器130和压电薄膜接收器140，压电薄膜接收器140位于扬声器130的内腔下方，扬声器130的输入端分别电性连接音频处理模块120和声道开关模块110的输出端，音频处理模块120的输入端分别电性连接压电薄膜接收器140和声道开关模块110的输出端，音频处理模块120的输出端电性连接计时***160，声道开关模块110的输入端分别电性连接控制电路150和音源输入模块100的输出端，计时***160包括音频输入模块1600、A/D转换器1601、数字信号处理器1602和计时模块1603，音频输入模块1600的输出端电性连接A/D转换器1601的输入端，A/D转换器1601的输出端电性连接数字信号处理器1602的输入端，数字信号处理器1602的输出端电性连接计时模块1603的输入端。
其中，音源输入模块100为手机音频输出模块或耳机扬声器，扬声器130的壳体内腔上方密封固定有孔板和网罩，网罩固定在扬声器130的壳体端部，且孔板位于网罩的下方，孔板的中心设有出音口，且出音口的四周均匀设有细小通孔，利用细小通孔和孔板与网罩之间的空隙，提高信噪比，扬声器130采用动圈振动发音***、动铁振动发音***或静电振动发音***，压电薄膜接收器140采用PVDF压电薄膜接收器，其压电电压常数与压电应变常数的积比陶瓷材料高3倍，作为超声波接收传感器时灵敏度与精度很高，计时模块1603包括D/A转换器、整形放大电路、频率产生电路、控制器和显示模块，且D/A转换器、整形放大电路、频率产生电路、控制器和显示模块依次电性连接。
本实施例的一个具体应用为：音源输入模块100通过声道开关模块110和控制电路150进行选择，扬声器130可直接播放，音频处理模块120，负责输出超声波信号A1给到扬声器130，振动转换发出超声波声音，利用计时***160记录下输出的时间t1，该方案采用的超声波信号A1频率是40kHz；音频处理模块120还负责接收压电薄膜接收器140传送回来的音频信号A2，进一步的，音频处理模块120会对A2信号进行处理，计时***160再次记录接收传回的时间t2；接着，根据声波传输公式检测间距w=c*（t2-t1）/2，（c代表超声波在空气中传播速度）即可计算出扬声器与障碍物之间的间距。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

Claims (6)

1.一种集成测距功能的扬声器，包括扬声器（130）和压电薄膜接收器（140），其特征在于：所述压电薄膜接收器（140）位于扬声器（130）的内腔下方，所述扬声器（130）的输入端分别电性连接音频处理模块（120）和声道开关模块（110）的输出端，所述音频处理模块（120）的输入端分别电性连接压电薄膜接收器（140）和声道开关模块（110）的输出端，所述音频处理模块（120）的输出端电性连接计时***（160），所述声道开关模块（110）的输入端分别电性连接控制电路（150）和音源输入模块（100）的输出端，所述计时***（160）包括音频输入模块（1600）、A/D转换器（1601）、数字信号处理器（1602）和计时模块（1603），所述音频输入模块（1600）的输出端电性连接A/D转换器（1601）的输入端，所述A/D转换器（1601）的输出端电性连接数字信号处理器（1602）的输入端，所述数字信号处理器（1602）的输出端电性连接计时模块（1603）的输入端。
2.根据权利要求1所述的一种集成测距功能的扬声器，其特征在于：所述音源输入模块（100）为手机音频输出模块或耳机扬声器。
3.根据权利要求1所述的一种集成测距功能的扬声器，其特征在于：所述扬声器（130）的壳体内腔上方密封固定有孔板和网罩，所述网罩固定在所述扬声器（130）的壳体端部，且孔板位于网罩的下方，所述孔板的中心设有出音口，且出音口的四周均匀设有细小通孔。
4.根据权利要求1所述的一种集成测距功能的扬声器，其特征在于：所述扬声器（130）采用动圈振动发音***、动铁振动发音***或静电振动发音***。
5.根据权利要求1所述的一种集成测距功能的扬声器，其特征在于：所述压电薄膜接收器（140）采用PVDF压电薄膜接收器。
6.根据权利要求1所述的一种集成测距功能的扬声器，其特征在于：所述计时模块（1603）包括D/A转换器、整形放大电路、频率产生电路、控制器和显示模块，且D/A转换器、整形放大电路、频率产生电路、控制器和显示模块依次电性连接。
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