功率检测电路及音频设备的制作方法

本实用新型涉及电子电路技术领域，特别涉及一种功率检测电路及音频设备。

背景技术：

随着社会的发展，音频设备的广泛应用也日渐丰富和多样化，例如在音频设备中增加RGB-LED灯，当播放音乐时，各RGB-LED会随着音乐的旋律而发生颜色的变化，从而随着音乐的起伏，实现闪烁效果，给人以更好的音乐动感体验。

目前炫彩音乐灯显示色彩的功能通常是通过驱动专用IC检测来实现的，这种检测方法，由于驱动IC的存在，既增加了整机的功耗，也使生产成本过高。

技术实现要素：

本实用新型的主要目的是提出一种音频设备及功率检测电路，旨在在实现音频设备的功能多样化时，降低了音频设备的功耗，同时降低了音频设备的生产成本。

为实现上述目的，本实用新型提出一种功率检测电路，应用于具有功放的音频设备中，所述功率检测电路包括主控制器、信号采样电路、信号隔离电路及信号调理电路，所述信号采样电路的第一检测端和第二检测端与所述功放的左声道和右声道一一对应连接，所述信号采样电路的输出端与所述信号隔离电路的输入端连接，所述信号隔离电路的输出端与所述信号调理电路的输入端连接；所述信号调理电路的输出端与所述主控制器的ADC检测端连接，所述主控制器的控制端与所述音频设备的负载连接；其中

所述信号采样电路，用于对所述功放输出的模拟功率信号进行采样并输出；

所述信号隔离电路，用于对所述模拟功率信号中的直流信号进行隔离后输出；

所述信号调理电路，用于将所述模拟功率信号转换为对应地直流功率信号，并滤波后输出；

所述主控制器，用于根据所述直流功率信号的大小，控制所述音频设备的负载与所述功放同步工作。

优选地，所述信号采样电路包括第一电阻及第二电阻，所述第一电阻的第一端为所述信号采样电路的第一检测端，所述第二电阻的第二端为所述信号采样电路的第二检测端；所述第一电阻和所述第二电阻的公共端为所述信号采样电路的输出端。

优选地，所述信号隔离电路包括第一电容，所述第一电容的第一端为所述信号隔离电路的输入端，所述第一电容的第二端为所述信号隔离电路的输出端。

优选地，所述信号调理电路包括整流单元、储能滤波单元及分压单元，所述整流单元的输入端为所述信号调理电路的输入端，所述整流单元的输出端与所述储能滤波单元的输入端及所述分压单元的输入端互连；所述分压单元的输出端为所述信号调流电路的输出端。

优选地，所述整流单元包括第一二极管和第二二极管，所述第一二极管的阳极和所述第二二极管的阴极公共端为所述整流单元的输入端，所述第一二极管的阴极为所述整流单元输出端，所述第二二极管的阳极接地。

优选地，所述第一二极管与所述第二二极管集成于同一芯片中；或者所述第一二极管与所述第二二极管为分立元件。

优选地，所述储能滤波单元包括第二电容，所述第二电容的第一端为所述储能滤波单元的输入端，所述第二电容的第二端接地。

优选地，所述分压单元包括第三电阻及第四电阻，所述第三电阻的第一端为所述分压单元的输入端，所述第三电阻的第二端为所述分压单元的输出端，并与所述第四电阻的第一端连接，所述第四电阻的第二端接地。

本实用新型还提出一种音频设备，所述音频设备包括功放、负载、扬声器及如上所述的功率检测电路，所述功放的左声道分别与所述功率检测电路的第一检测端及扬声器的左声道输入端连接，所述功放的右声道分别与所述功率检测电路的第二检测端及扬声器的右声道输入端连接；所述功率检测电路的控制端与所述负载连接。

优选地，所述音频设备为DVD/音响/soundbar/MINI播放器/MP3/MP4。

本实用新型通过信号采样电路对功放左声道和右声道输出的模拟功率信号进行检测并输出；并通过信号隔离电路进行信号隔离后输出；然后通过信号调理电路将所述模拟功率信号转换为直流的直流功率信号，并缓慢输出，以使主控制器根据所述直流功率信号的大小，控制所述音频设备的负载与所述功放同步工作。本实用新型相较于通过驱动IC来检测功放输出的音乐播放信号，并将此音乐播放信号作为音乐灯的驱动信号来控制灯效的方式，本实用新型通过分立元件组成的信号采样电路来检测功放输出的音乐播放信号，并通过主控制器来控制RGB-LED灯，不会增加功放的驱动功耗。并且本实用新型的信号采样电路采用分立元件来实现，电路结构简单易于实现，应用范围广，且功率检测电路的成本较低，从而降低了音频设备的生产成本。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中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实用新型的一些实施例，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示出的结构获得其他的附图。

图1为本实用新型功率检测电路应用于音频设备一实施例的功能模块示意图；

图2为图1中功率检测电路一实施例的电路结构示意图；

图3为本实用新型音频设备一实施例的功能模块示意图。

附图标号说明：

本实用新型目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

需要说明，若本实用新型实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，若本实用新型实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。

本实用新型提出一种功率检测电路，应用于音频设备中。

DVD、MP3、MP4、家庭影院、MiniSpeaker、音响、SoundBar、Audio等音频设备中，通常设置有功放、扬声器，功放的输入端将微弱的音频输入信号进行放大，并转换成左声道音频信号及右声道音频信号后，输出至扬声器，以驱动扬声器播放该左声道音频信号及右声道音频信号。随着社会的发展，音频设备的功能也越来越多样化，例如在音频设备中增加RGB-LED灯，当播放音乐时，各RGB-LED会随着音乐的旋律而发生颜色的变化，从而随着音乐的起伏，实现闪烁效果，给人以更好的音乐动感体验。具体可以通过驱动IC来检测功放输出的音乐播放信号，并将此音乐播放信号作为音乐灯的驱动信号来控制灯效，然而这种检测控制方式会增加功放的驱动功耗，并且这种驱动IC的成本较高，容易增加音频设备的生产成本。

为了解决上述问题，参照图1至图3，在本实用新型一实施例中，该功率检测电路300包括主控制器10、信号采样电路20、信号隔离电路30及信号调理电路40，所述信号采样电路20的第一检测端L+和第二检测端R+与所述功放100的左声道和右声道一一对应连接，所述信号采样电路20的输出端与所述信号隔离电路30的输入端连接，所述信号隔离电路30的输出端与所述信号调理电路40的输入端连接；所述信号调理电路40的输出端与所述主控制器10的ADC检测端连接，所述主控制器10的控制端与所述音频设备的负载400连接；其中

所述信号采样电路20，用于对所述功放100输出的模拟功率信号进行采样并输出；

所述信号隔离电路30，用于对所述模拟功率信号中的直流信号进行隔离后输出；

所述信号调理电路40，用于将所述模拟功率信号转换为对应地直流功率信号，并滤波后输出；

所述主控制器10，用于根据所述直流功率信号的大小，控制所述音频设备的负载400与所述功放100同步工作。

本实施例中，信号采样电路20的第一检测端L+和第二检测端R+分别与功放100的左声道与右声道连接，从而检测功放100输出的模拟功率信号，并将检测到模拟功率信号输出至信号隔离电路30。可以理解的是，本实施例通过设置第一检测端L+和第二检测端R+，在实现模拟功率信号检测的同时，还可以避免左声道与右声道网络之间信号相互串扰。

信号隔离电路30优选采用电容型信号隔离电路30来实现，根据电容通直流隔交流的特性，信号隔离电路30将直流的模拟功率信号进行隔离后，将交流的模拟功率信号输出至信号调理电路40的输入端。

信号调理电路40将信号隔离电路30输出的交流模拟功率信号进行直流转换，滤波以及分压处理后，将直流功率信号延缓输出至主控制器10的ADC检测端。例如，信号调理电路40可以根据接收到的模拟功率信号的强弱，对应转换成电压范围为0-3.3V的不同模拟电压，并输出。

可以理解的是，负载400可以是RGB-LED灯，LCD液晶显示屏等。主控制器10可以采用DSP、单片机等集成控制器来实现，可以理解的是，主控制器10中集成有A/D数模转换器，A/D数模转换器根据接收到的直流功率信号的电压值大小，转换成电压范围0-255的数字电平信号并输出，以驱动RGB-LED灯，LCD液晶显示屏等负载400工作。例如当功放100驱动扬声器200工作而播放音乐时，主控制器10可以根据接收到的直流功率信号大小驱动对应的RGB-LED灯工作，而使RGB-LED灯随着音乐的旋律发生颜色的变化，从而随着音乐的起伏，实现闪烁效果，给人以更好的音乐动感体验。

本实用新型通过信号采样电路20对功放100左声道和右声道输出的模拟功率信号进行检测并输出；并通过信号隔离电路30进行信号隔离后输出；然后通过信号调理电路40将所述模拟功率信号转换为直流的直流功率信号，并缓慢输出，以使主控制器10根据所述直流功率信号的大小，控制所述音频设备的负载400与所述功放100同步工作。本实用新型相较于通过驱动IC来检测功放100输出的音乐播放信号，并将此音乐播放信号作为音乐灯的驱动信号来控制灯效的方式，本实用新型通过分立元件组成的信号采样电路来检测功放100输出的音乐播放信号，并通过主控制器10来控制RGB-LED灯，不会增加功放100的驱动功耗。并且本实用新型的信号采样电路采用分立元件来实现，电路结构简单易于实现，应用范围广，且功率检测电路的成本较低，从而降低了音频设备的生产成本。

参照图1至图3，在一优选实施例中，所述信号采样电路20包括第一电阻R1及第二电阻R2，所述第一电阻R1的第一端为所述信号采样电路20的第一检测端L+，所述第二电阻R2的第二端为所述信号采样电路20的第二检测端R+；所述第一电阻R1和所述第二电阻R2的公共端为所述信号采样电路20的输出端。

本实施例中，第一电阻R1和第二电阻R2的阻值相等，优选采用12KΩ的电阻来实现，第一电阻R1和第二电阻R2实现了左声道和右声道网络电压采样，同时还可以避免左声道和右声道网络之间的信号相互串扰的问题发生。可以理解的是，本实施例中第一电阻R1和第二电阻R2的阻值较高，在对功放100的输出功率信号进行采样时，流经第一电阻R1和第二电阻R2的电流值很小，几乎可以忽略不计，如此设置，使得在采样的过程中，仅对功率信号的电压信号进行采样，而减小输出至扬声器200的电流值大小，从而避免影响扬声器200声音的输出，导致音频电性能指标受到影响。

参照图1至图3，在一优选实施例中，所述信号隔离电路30包括第一电容C1，所述第一电容C1的第一端为所述信号隔离电路30的输入端，所述第一电容C1的第二端为所述信号隔离电路30的输出端。

本实施例中，根据电容通直流隔交流的特性，将模拟功率信号中的直流杂波进行隔离后，将交流的模拟功率信号耦合至信号调理电路40的输入端。

参照图1至图3，在一优选实施例中，所述信号调理电路40包括整流单元41、储能滤波单元42及分压单元43，所述整流单元41的输入端为所述信号调理电路40的输入端，所述整流单元41的输出端与所述储能滤波单元42的输入端及所述分压单元43的输入端互连；所述分压单元43的输出端为所述信号调流电路的输出端。

本实施例中，整流单元41为半桥整流结构，从而将交流的模拟功率信号转换为波动的直流模拟功率信号。储能滤波单元42用于将直流模拟功率信号中的杂波进行滤除，以调整模拟功率信号的输出波形。

其中，所述整流单元41包括第一二极管D1和第二二极管D2，所述第一二极管D1的阳极和所述第二二极管D2的阴极公共端为所述整流单元41的输入端，所述第一二极管D1的阴极为所述整流单元41输出端，所述第二二极管D2的阳极接地。

本实施例中，当模拟功率信号的电压值大于第一二极管D1的导通阈值电压时，第一二极管D1导通，模功率信号经第一二极管D1输出至分压单元43及储能滤波单元42，以使储能滤波单元42进行储能及滤波处理。当模拟功率信号小于第二二极管D2的导通阈值时，第二二极管D2导通，并将模功率信号的输出电压值钳位于0.2-0.6V之间，此时储能滤波单元42进行放电。

上述实施例中，所述第一二极管D1与所述第二二极管D2集成于同一芯片中，例如可以采用BAT54S型双二级管来实现。

参照图1至图3，所述储能滤波单元42包括第二电容C2，所述第二电容C2的第一端为所述储能滤波单元42的输入端，所述第二电容C2的第二端接地。

本实施例中，根据电容的充放电特性，当第一二极管D1导通时，模拟功率信号输出至第二电容C2，分压单元43被第二电容C2短路，此时分压单元43无信号输出，直至第二电容C2的容值达到饱和，从而输出和缓的模拟功率信号至分压单元43。可以理解的是，当第二电容C2的容值较小时，输出的功率信号的瞬态信号波动则较快；而当第二电容C2的容值较大时，输出的功率信号瞬态信号波动则较慢，通过对第二电容C2的容值进行调整，即可以调节功率检测电路300反应灵敏度。本实施例中第二电容C2的参数优选为1UF/16V，若在较大功率音频设备中使用，如单个扬声器200输出功率在大于15W时，第二电容C2需要考虑采用耐压25V及以上的大电容来实现。

参照图1至图3，进一步地，所述分压单元43包括第三电阻R3及第四电阻R4，所述第三电阻R3的第一端为所述分压单元43的输入端，所述第三电阻R3的第二端为所述分压单元43的输出端，并与所述第四电阻R4的第一端连接，所述第四电阻R4的第二端接地。

本实施例中，第三电阻R3及第四电阻R4用于串联分压以实现直流功率信号输出至主控制器10，根据分压原理，第三电阻R3及第四电阻R4的比值越大，第九电阻第三电阻R3上所分得的电压也就越大。这样，就可以通过调节第三电阻R3和/或第四电阻R4的阻值来输出至主控制器10上直流功率信号的电压值大小，进而调节主控制器10对直流功率信号的灵敏度。一般地，主控制器10输入电压值在3.3V以内，因此，第三电阻R3和第四电阻R4分压值还应当保证输出至主控制器10AD检测端的直流功率信号不超过最大输入电压范围。

本实用新型还提出一种音频设备。

参照图3，所述音频设备包括功放100、扬声器200、负载400及如上所述的功率检测电路300，该功率检测电路300的详细结构可参照上述实施例，此处不再赘述；可以理解的是，由于在本实用新型音频设备中使用了上述功率检测电路300，因此，本实用新型音频设备的实施例包括上述功率检测电路300全部实施例的全部技术方案，且所达到的技术效果也完全相同，在此不再赘述。

其中，所述功放100的左声道分别与所述功率检测电路300的第一检测端L+及扬声器200的左声道输入端连接，所述功放100的右声道分别与所述功率检测电路300的第二检测端R+及扬声器200的右声道输入端连接；所述功率检测电路300的控制端与所述负载400连接。

具体地，所述音频设备为DVD/音响/soundbar/MINI播放器/MP3/MP4。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是在本实用新型的实用新型构思下，利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本实用新型的专利保护范围内。