专利名称：体感音响装置控制器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种将音频信号转换为机械能信号，使人们可以通 过身体触感到随音乐而变化的机械振动的体感音响装置控制器，该设备 属于电子音响功放技术领域。
背景技术：
现代人的生活节奏越来越快，随之而来在生活和工作中带来的压力 也越来越大。如果人们平时不能及时充分的得以放松和休息，日积月累 的压力得不到很好的纾解，很容易影响人们的身体健康，使人体处于亚 健康状态。
听音乐就是一种比较常见并且有效地纾解压力的方法。通过欣赏音 乐人们可以达到舒缓压力、放松心情的目的。但是，单纯的聆听音乐仅 能够达到舒缓心理压力的目的，并不能起到放松身体的作用。鉴于此， 有些从业人士发明了在按摩椅上加装音频播放设备，使人们可以一边听 青乐一边按摩身体，得到身心的充分放松。
然而，这种具有音乐播放功能的按摩椅，音乐与按摩运动相互独立， 起不到相辅相成的作用。本专利即克服这一缺点，设计了一种能从音乐 的音频信号中提取出其中低频信号，用以驱动相应的振动换能器，使得 按摩的振动与音乐相辅相成，增加了按摩的趣味性。同时，本专利还专 门针对普通按摩椅体积庞大，不易携带的问题，通过功放的改造使其小 型化，更易于携带。 发明内容
本实用新型的目的在于解决现有技术中存在的问题，提供一种将音 频信号转换为机械能信号的体感音响装置控制器，使人们可以在听音乐 的同时，通过身体触感到随音乐而变化的机械振动，增加按摩的乐趣。
本实用新型的另一目的在于通过对该体感音响装置控制器中功放的 改造，使得整体设备的体积大大缩小，甚至实现了便携式体感振动音响 装置。
本实用新型的目的是通过下述技术方案予以实现的体感音响装置控制器，其特征在于包括音频输入端、音响部和振 动部；
所述音响部包括音频功率放大器和扬声器；所述音频输入端输入 的音频信号经音频功率放大器进行功率放大后，驱动扬声器；
所述振动部包括混频电路、第一低通滤波器、至少一组数字功率 放大器和振动换能器；所述音频输入端输入的音频信号经混频电路混 频后，通过第一低通滤波器分检出低频部分；被分检出的低频部分分 别输入所述各个数字功率放大器，进而驱动与该数字功率放大器对应 连接的振动换能器。
体感音响装置控制器，其特征在于包括音频输入端、音响部、左 声道振动部和右声道振动部；
所述音响部包括音频功率放大器和扬声器；所述音频输入端输入 的音频信号经音频功率放大器进行功率放大后，驱动扬声器；
所述左声道振动部包括左声道前置放大电路、左声道第一低通滤波 器、至少一组左声道数字滤波器和左声道振动换能器；所述音频输入 端输入的左声道音频信号经左声道前置放大电路放大后，通过左声道 第一低通滤波器分检出左声道低频部分；被分检出的左声道低频部分 分别输入所述各个左声道数字功率放大器，进而驱动与该左声道数字 功率放大器对应连接的左声道振动换能器；
所述右声道振动部包括右声道前置放大电路、右声道第一低通滤波 器、至少一组右声道数字滤波器和右声道振动换能器；所述音频输入端 输入的右声道音频信号经右声道前置放大电路放大后，通过右声道第 一低通滤波器分检出右声道低频部分；被分检出的右声道低频部分分 别输入所述各个右声道数字功率放大器，进而驱动与该右声道数字功 率放大器对应连接的右声道振动换能器。
本实用新型的有益效果是
1、 该体感音响装置控制器通过将音频信号转换为机械能信号，使人 们可以在听音乐的同时，通过身体触感到随音乐而变化的机械振动，增 加按摩的乐趣；
2、 该体感音响装置控制器通过使用数字功率放大器和开关电源，大 大减小了整体设备的设计体积，使得该体感音响装置控制器更便于携带。
图1为体感音响装置控制器第一实施例原理图2为体感音响装置控制器第二实施例原理图3为体感音响装置控制器第二实施例的具体电路图4为体感音响装置控制器第三实施例原理图5为体感音响装置控制器第四实施例原理图。
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本实用新型作进一步描述。 本实用新型所设计的体感音响装置控制器是一种在普通音乐音响基 础上，将音频信号中的低频信号分拣出来，经过功放驱动振动换能器， 产生机械振动按摩使用者的身体。该设备的特点就在于按摩的节奏随音 乐而变化，使得使用者可以通过身体来感受音乐，增加了按摩功能的趣 味性。
图1为体感音响装置控制器第一实施例原理图。如图所示，该体感 音响装置控制器由音频输入端、音响部和振动部组成。
其中，音响部包括音频功率放大器和扬声器。由音频输入端输入 的左右声道音频信号经音频功率放大器进行功率放大后，驱动扬声器 播放音乐，以满足使用者通过听觉系统欣赏音乐的需要。由于该部分 为现所常用的音频播放技术，其具体的结构在此就不再赘述。
所述振动部包括混频电路、第一低通滤波器、数字功率放大器和 振动换能器。由音频输入端输入的音频信号首先通过混频电路将左右 声道的音频信号进行混频。被混频后的音频信号通过该第一低通滤波 器将其中的低频信号分拣出来。被分拣出来的低频信号输入数字功率
放大器，由数字功率放大器进行功率放大，进而驱动该振动换能器产 生机械振动。
应当指出，以往的体感振动音响功率放大器一般采用的是模拟低 频功率放大器。而在本专利中，专门将这部分结构改用数字功率放大 器。数字功率放大器的最大特点是低损耗、高效率，能量转换效率可
高达85%以上，而传统的模拟式功放电路效率仅有40 50%左右。由 于提高了效率，电源能量的绝大部分转换成了有用功率，只有少量能 量转换成热能方式释放，所以，功率放大器效率的提高大幅度地降低 了对电源变压器的功率要求。不仅如此，数字功率放大器的体积也仅 是模拟功率放大器的几十分之一。综合以上因素，本专利通过改用数字功率放大器进行振动换能器的驱动，大大减小了整体设备的体积和 功耗，使得该体感音响装置控制器更便于携带。同时，由于传统的模 拟式功放电路效率低，工作时会有大量的热损耗，因此对产品的散热 性有一定要求，这就影响了产品的密封性。而，数字功率放大器本身 效率较高，对产品的散热性并不较高要求，因此可以达到较好的密封 效果。现有数字功率放大器用集成电路有很多，市场上较常见的有
BI3002、 MP7720、 TMPA401、 TDA7480等。
另外，上述实施例仅以一组数字功率放大器和振动换能器为例。 但在实际使用中，根据产品的需要可以设置任意多组数字功率放大器 和振动换能器，以按摩人体不同部位。因此，数字功率放大器和振动 换能器的具体数量并不应用以限制本专利的保护范围。
上面已经提到，通过采用数字功率放大器减小整体设备的设计体 积是本专利的发明目的之一。因此，为了进一步縮小整体设备的体积， 本专利还特别对设备电源做了改进，采用了开关电源。开关电源是一 种通过控制开关管开通和关断的时间比率，维持稳定输出电压的电 源。这种电源不仅输出电压稳定，而且摆脱了传统电源笨重的变压器 和大体积的散热片，使得体感音响装置控制器的设计体积得以进一步 的减小。
图2为体感音响装置控制器第二实施例原理图。如图所示，该实施 例在图1所示第一实施例的基础上，在所述第一低通滤波器与数字功率 放大器之间依序串联有限幅电路和第二低通滤波器。该限幅电路主要是 为对大信号进行限幅处理，防止出现过度削顶而形成严重失真。在该限 幅电路后级串联有第二低通滤波器主要是对限幅后的信号进行低频再滤 波，以达到数字功率放大器的频响要求，并转换匹配阻抗，保证低阻抗 输出以驱动功放电路。
图3为体感音响装置控制器第二实施例的具体电路图。其中，IC4 及其辅助电路即组成了前述音频功率放大器，用以进行音频信号功率放 大。前述混频电路部分有图中Rl、 R2、 R3、 Cl部分构成。前述第一低 通滤波器由图中两个IC1构成。前述限幅电路由图中Q1、 Q2构成。前 述第二低通滤波器由图中两个IC2构成。前述数字功率放大器则有IC3 构成。
图4为体感音响装置控制器第三实施例原理图。在该第三实施例中，体感音响装置控制器在振动部中提供左右声道的音频信号的分别处理， 使得体感音响装置可以根据左右声道音频信号产生不同的振动节奏，丰 富了体感变化，使用户获得更高质量的体感音乐体验。
如图所示，其具体结构包括音频输入端、音响部、左声道振动部 和右声道振动部。
该音响部与第一实施例中的音响部结构相同，在不就不再重复。 该左声道振动部由左声道前置放大电路、左声道第一低通滤波器、 至少一组左声道数字滤波器和左声道振动换能器，依序串联构成。音频 输入端的左声道音频信号依次通过左声道前置放大电路、左声道第一低 通滤波器、左声道数字滤波器，最终驱动左声道振动换能器产生机械振 动。
该右声道振动部由右声道前置放大电路、右声道第一低通滤波器、 至少一组右声道数字滤波器和右声道振动换能器，依序串联构成。音频 输入端的右声道音频信号依次通过右声道前置放大电路、右声道第一低 通滤波器、右声道数字滤波器，最终驱动右声道振动换能器产生机械振动。
' 图5为体感音响装置控制器第四实施例原理图。本实施例在实施例 三结构的基础上，在左声道第一低通滤波器和左声道数字滤波器之间依 序串联有左声道限幅电路和左声道第二低通滤波器；在右声道第一低通 滤波器和右声道数字滤波器之间依序串联有右声道限幅电路和右声道第 二低通滤波器。其具体原理和作用，参见前述实施例二。
综上所述，本专利所设计的体感音响装置控制器是通过将音频信号 中分拣出的低频信号用以驱动振动换能器产生机械振动的方法，使得用 户可以由音乐节奏的变化随之体验相应节奏变化的按摩体验，提供用户 不同的按摩乐趣。并且，该专利还通过对功率放大器和设备电源的改进， 使得产品的设计体积大为减小，从而更便于携带。
权利要求1、体感音响装置控制器，其特征在于包括音频输入端、音响部和振动部；所述音响部包括音频功率放大器和扬声器；所述音频输入端输入的音频信号经音频功率放大器进行功率放大后，驱动扬声器；所述振动部包括混频电路、第一低通滤波器、至少一组数字功率放大器和振动换能器；所述音频输入端输入的音频信号经混频电路混频后，通过第一低通滤波器分检出低频部分；被分检出的低频部分分别输入所述各个数字功率放大器，进而驱动与该数字功率放大器对应连接的振动换能器。
2、 如权利要求1所述的体感音响装置控制器，其特征在于所述 振动部还包括限幅电路和第二低通滤波器；所述限幅电路和第二低通滤 波器依序串联在所述第一低通滤波器与数字功率放大器之间。
3、 如权利要求1所述的体感音响装置控制器，其特征在于所述 体感音响装置控制器的电源为开关电源。
4、 如权利要求1所述的体感音响装置控制器，其特征在于所述 数字功率放大器采用BI3002、 MP7720、 TMPA401或TDA7480。
5、 体感音响装置控制器，其特征在于包括音频输入端、音响部、 左声道振动部和右声道振动部； 所述音响部包括音频功率放大器和扬声器；所述音频输入端输入 的音频信号经音频功率放大器进行功率放大后，驱动扬声器；所述左声道振动部包括左声道前置放大电路、左声道第一低通滤波 器、至少一组左声道数字滤波器和左声道振动换能器；所述音频输入端输入的左声道音频信号经左声道前置放大电路放大后，通过左声道第 一低通滤波器分检出左声道低频部分；被分检出的左声道低频部分分 别输入所述各个左声道数字功率放大器，进而驱动与该左声道数字功 率放大器对应连接的左声道振动换能器；所述右声道振动部包括右声道前置放大电路、右声道第一低通滤波 器、至少一组右声道数字滤波器和右声道振动换能器；所述音频输入端输入的右声道音频信号经右声道前置放大电路放大后，通过右声道第一低通滤波器分检出右声道低频部分；被分检出的右声道低频部分 分别输入所述各个右声道数字功率放大器，进而驱动与该右声道数字 功率放大器对应连接的右声道振动换能器。
6、 如权利要求5所述的体感音响装置控制器，其特征在于 所述左声道振动部还包括左声道限幅电路和左声道第二低通滤波器；所述左声道限幅电路和左声道第二低通滤波器依序串联在所述左声 道第一低通滤波器与左声道数字功率放大器之间；所述右声道振动部还包括右声道限幅电路和右声道第二低通滤波 器；所述右声道限幅电路和右声道第二低通滤波器依序串联在所述右声 道第一低通滤波器与右声道数字功率放大器之间。
7、 如权利要求5所述的体感音响装置控制器，其特征在于所述 体感音响装置控制器的电源为开关电源。
8、 如权利要求5所述的体感音响装置控制器，其特征在于所述 左右声道数字功率放大器采用BI3002、 MP7720、 TMPA401或TDA7480。
专利摘要本实用新型提供了一种体感音响装置控制器，该控制器包括音频输入端、音响部和振动部；所述音响部包括音频功率放大器和扬声器；所述音频输入端输入的音频信号经音频功率放大器进行功率放大后，驱动扬声器；所述振动部包括混频电路、第一低通滤波器、至少一组数字功率放大器和振动换能器；所述音频输入端输入的音频信号经混频电路混频后，通过第一低通滤波器分检出低频部分；被分检出的低频部分分别输入所述各个数字功率放大器，进而驱动与该数字功率放大器对应连接的振动换能器。该设备通过将音频信号转换为机械能信号，使人们可以在听音乐的同时，通过身体触感到随音乐而变化的机械振动，增加按摩的乐趣。
文档编号H04R3/00GK201328179SQ20082012448
公开日2009年10月14日 申请日期2008年12月11日 优先权日2008年12月11日
发明者青岛广泉 申请人:北京新体感电子技术有限公司