一种用于电脑的无线充电光通信音频播放器的制作方法

本实用新型涉及信号通信技术领域，尤其涉及一种用于电脑的无线充电光通信音频播放器。

背景技术：

近年来，发光二极管LED的照明技术发展迅猛，与传统照明光源相比，发光二极管LED不仅功率低，实用寿命长，尺寸小，绿色环保，更具有调制性能好，响应灵敏高等优点，因此更适用于高速数据通信，将白光LED照明系统和通信技术结合从而实现一种新兴的光无限通信技术，即可见光通信技术，可见光通信技术是基于可见光发光二极管，相比于其他照明光源具有快速切换，调制简单的特点，将信号经过处理加载到LED上，从而在空气中快速传输信号，可见光通信可利用带宽高，不产生电磁干扰，也无需相应的频段许可授权，能够以较低的成本实现高带宽高速率的无线通信传输。

音频播放器在生活中现在基本随处可见，各种电子设备中也或多或少有其应用，市场上的产品也特别多，有扩音器、话筒、音响等，通常的音频播放器均采用直接功率放大结构，产品加上输入音频信号，直接通过信号处理电路、滤波电路和功率放大电路等进行功率放大，产品很少采用光通信技术实现音频传输，随着技术的发展，时代的进步，人们对音频播放器的要求五花八门，特别需要光通信技术能够引入到音频播放器中，带动音频播放器的创新，改变长期的一成不变，满足人们不断的需求。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足提供一种用于电脑的无线充电光通信音频播放器，本用于电脑的无线充电光通信音频播放器解决了现有技术的音频播放器内很少利用光通信技术进行音频信号传输的问题，从而使其即具有音频播放的功能，又可以在夜间使用的时候作为夜间照明使用，满足了人们不断变化的需求，方便实用。

为实现上述技术目的，本实用新型采取的技术方案为：

一种用于电脑的无线充电光通信音频播放器，包括音频光通信发射模块、音频光通信接收模块、功率放大器模块、无线充电发射模块和无线充电接收模块；

所述音频光通信发射模块包括依次连接的音频输入电路、第一信号调理电路和恒流源发射电路，所述音频光通信接收模块包括相互连接的光通信接收电路和第二信号调理电路，所述功率放大器模块包括相互连接的滤波电路和功率放大电路，所述第二信号调理电路与滤波电路连接，所述音频输入电路用于连接电脑的音频接口；

所述无线充电发射模块包括USB公接口、升压电路、振荡电路、整形电路和无线充电发射电路，所述USB公接口用于连接电脑的USB母接口，所述USB公接口与升压电路连接，所述升压电路分别与振荡电路、整形电路和无线充电发射电路连接，所述振荡电路与整形电路连接，所述整形电路与无线充电发射电路连接；所述无线充电接收模块包括依次连接的共振接收电路、整流滤波电路和稳压电路，所述共振接收电路与无线充电发射电路无线连接，所述稳压电路分别与光通信接收电路、第二信号调理电路、滤波电路和功率放大电路连接，所述升压电路分别与音频输入电路、第一信号调理电路和恒流源发射电路连接。

作为本实用新型进一步改进的技术方案，所述恒流源发射电路包括运算放大器LM358、三极管TIP41、电阻R1和发光二极管D1，所述运算放大器LM358的3脚与第一信号调理电路连接，所述运算放大器LM358的1脚与三极管TIP41的基极连接，所述运算放大器LM358的8脚与升压电路连接，所述运算放大器LM358的4脚连接地线，所述运算放大器LM358的2脚分别与电阻R1的一端和三极管TIP41的发射极连接，所述电阻R1的另一端连接地线，所述三极管TIP41的集电极与发光二极管D1的负极连接，所述发光二极管D1的正极与升压电路连接。

作为本实用新型进一步改进的技术方案，所述光通信接收电路包括电阻R2和光电二极管D2，所述电阻R2的一端与稳压电路连接，所述电阻R2的另一端与光电二极管D2的正极连接，所述光电二极管D2的负极连接地线，所述光电二极管D2的正极与第二信号调理电路连接，所述电阻R2为10K。

作为本实用新型进一步改进的技术方案，所述升压电路包括芯片CS5171、电感L1、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电容C1、电解电容C2、电解电容C3和二极管D3，所述芯片CS5171的1脚与电容C1的一端连接，所述电容C1的另一端与电阻R3的一端连接，所述电阻R3的另一端连接地线，所述芯片CS5171的2脚分别与电阻R4的一端和电阻R5的一端连接，所述电阻R4的另一端连接地线，所述电阻R5的另一端分别与芯片CS5171的8脚、二极管D3的正极和电感L1的一端连接，所述电感L1的另一端、芯片CS5171的5脚和电解电容C2的正极均与USB公接口连接，所述电解电容C2的负极连接地线，所述芯片CS5171的6脚和7脚均连接地线，所述二极管D3负极与电解电容C3的正极连接，所述电解电容C3的负极连接地线，所述二极管D3负极分别与振荡电路、整形电路、无线充电发射电路、音频输入电路、第一信号调理电路和恒流源发射电路连接。

作为本实用新型进一步改进的技术方案，所述无线充电发射电路包括MOS管Q1、MOS管Q2、电容C4、电容C5、电解电容C6、电阻R6和发射线圈L2，所述电容C5和电阻R6并联，所述电容C5的一端与整形电路连接，所述电容C5的另一端分别与MOS管Q1的栅极和MOS管Q2的栅极连接，所述MOS管Q1的源极与升压电路连接，所述MOS管Q1的漏极分别与电解电容C6的正极和MOS管Q2的漏极连接，所述MOS管Q2的源极连接地线，所述电解电容C6的负极分别与发射线圈L2的一端和电容C4的一端连接，所述发射线圈L2的另一端和电容C4的另一端均连接地线。

作为本实用新型进一步改进的技术方案，所述共振接收电路包括接收线圈L3和电容C7，所述接收线圈L3和电容C7并联，所述电容C7的两端与整流滤波电路连接。

作为本实用新型进一步改进的技术方案，所述振荡电路采用多谐振荡器，所述多谐振荡器采用TTL反相器。

作为本实用新型进一步改进的技术方案，所述稳压电路采用稳压器LM7812。

作为本实用新型进一步改进的技术方案，所述功率放大电路采用集成功率放大器TDA2030。

本实用新型取用电脑USB母接口的5V电源，无线充电发射模块和无线充电接收模块为整个系统提供电能，音频信号通过电脑的音频接口输入到音频输入电路，经过第一信号调理电路进行调理，再经过恒流源发射电路发射出去，光通信接收电路接收到光信号后经过第二信号调理电路进行调理，再通过滤波电路和功率放大电路进行功率放大输出，本实用新型实现了音频信号的可见光通信，并可在本实用新型上实现无线充电，改变了传统音频播放器的电路结构，采用了新的可见光通信技术，电路结构与现有音频播放器相比也较简单，满足了人们不断变化的需求，方便实用，且解决了现有技术音频播放器只具有音频播放功能，而在夜间不能进行照明的缺陷，因此本实用新型的发光二极管D1既具有夜间照明的作用，又具有音频信号传输的作用，本实用新型通过控制流过发光二极管D1的电流从而控制光强，发光二极管D1的光强变化是人肉眼发现不了的，所以通过光电二极管D2采集光信号从而接收音频信号。

附图说明

图1为本实用新型的电路结构示意图。

图2为本实用新型的恒流源发射电路的电路结构示意图。

图3为本实用新型的光通信接收电路的电路结构示意图。

图4为本实用新型的升压电路的电路结构示意图。

图5为本实用新型的无线充电发射电路的电路结构示意图。

图6为本实用新型的共振接收电路的电路结构示意图。

具体实施方式

下面根据图1至图6对本实用新型的具体实施方式作出进一步说明：

参见图1，一种用于电脑的无线充电光通信音频播放器，包括音频光通信发射模块、音频光通信接收模块、功率放大器模块、无线充电发射模块和无线充电接收模块；所述音频光通信发射模块包括依次连接的音频输入电路、第一信号调理电路和恒流源发射电路，所述音频光通信接收模块包括相互连接的光通信接收电路和第二信号调理电路，所述功率放大器模块包括相互连接的滤波电路和功率放大电路，所述第二信号调理电路与滤波电路连接，所述音频输入电路用于连接电脑的音频接口；所述无线充电发射模块包括USB公接口、升压电路、振荡电路、整形电路和无线充电发射电路，所述USB公接口用于连接电脑的USB母接口，电脑的USB母接口为USB公接口提供+5V的电源，所述USB公接口与升压电路连接，所述升压电路分别与振荡电路、整形电路和无线充电发射电路连接，所述振荡电路与整形电路连接，所述整形电路与无线充电发射电路连接；所述无线充电接收模块包括依次连接的共振接收电路、整流滤波电路和稳压电路，所述共振接收电路与无线充电发射电路无线连接，所述稳压电路分别与光通信接收电路、第二信号调理电路、滤波电路和功率放大电路连接，所述升压电路分别与音频输入电路、第一信号调理电路和恒流源发射电路连接。

音频光通信发射模块内的音频输入电路通过电脑的音频接口接入音频信号，音频信号经过第一信号调理电路，第一信号调理电路由单电源运放LM358构成，通过LM358构成比例运算电路，实现对音频信号的放大和衰减，再经过恒流源发射电路将音频信号采用可见光通信发射出去，音频光通信接收模块内的光通信接收电路采集恒流源发射电路发射出来的光信号从而转换为音频信号，再经过第二信号调理电路进行放大处理，滤波电路将音频信号进行滤波，再通过功率放大电路对音频信号进行功率放大，最后驱动本实用新型内的扬声器输出。无线充电发射模块中的升压电路为音频光通信发射模块供电，无线充电接收模块的稳压电路为音频光通信接收模块供电。

本实施例中，参见图2，所述恒流源发射电路包括运算放大器LM358、三极管TIP41、电阻R1和发光二极管D1，所述运算放大器LM358的3脚与第一信号调理电路连接，所述运算放大器LM358的1脚与三极管TIP41的基极连接，所述运算放大器LM358的8脚与升压电路连接，所述运算放大器LM358的4脚连接地线，所述运算放大器LM358的2脚分别与电阻R1的一端和三极管TIP41的发射极连接，所述电阻R1的另一端连接地线，所述三极管TIP41的集电极与发光二极管D1的负极连接，所述发光二极管D1的正极与升压电路连接。运算放大器LM358和三极管TIP41并结合电阻R1控制电路输出电流的大小，控制流过发光二极管D1的电流，从而控制光强，影响输出功率，其中发光二极管D1既可以发射光强信号，也可以在夜间使用的时候，作为夜间照明。

本实施例中，参见图3，所述光通信接收电路包括电阻R2和光电二极管D2，所述电阻R2的一端与稳压电路连接，所述电阻R2的另一端与光电二极管D2的正极连接，所述光电二极管D2的负极连接地线，所述光电二极管D2的正极与第二信号调理电路连接，所述电阻R2为10K。光电二极管D2采集发光二极管D1的光信号并转换为音频信号，再通过第二信号调理电路进行放大处理，滤波电路主要由LM358构成，通过运放LM358结合电阻、电容构成带通滤波器，设置上限和下限截止频率分别为20KHZ和20HZ，功率放大电路由集成功率放大模块TDA2030构成，该芯片通过简单的外围电路即可实现音频功率放大，功率达到几十瓦，该电路主要对滤波后的音频信号进行功率放大并驱动扬声器输出。

本实施例中，参见图4，所述升压电路包括芯片CS5171、电感L1、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电容C1、电解电容C2、电解电容C3和二极管D3，所述芯片CS5171的1脚与电容C1的一端连接，所述电容C1的另一端与电阻R3的一端连接，所述电阻R3的另一端连接地线，所述芯片CS5171的2脚分别与电阻R4的一端和电阻R5的一端连接，所述电阻R4的另一端连接地线，所述电阻R5的另一端分别与芯片CS5171的8脚、二极管D3的正极和电感L1的一端连接，所述电感L1的另一端、芯片CS5171的5脚和电解电容C2的正极均与USB公接口连接，所述电解电容C2的负极连接地线，所述芯片CS5171的6脚和7脚均连接地线，所述二极管D3负极与电解电容C3的正极连接，所述电解电容C3的负极连接地线，所述二极管D3负极分别与振荡电路、整形电路、无线充电发射电路、音频输入电路、第一信号调理电路和恒流源发射电路连接。芯片CS5171集成了开关管，仅需简单的外围电路即可实现升压的效果，通过调节其中R4和R5的比值即可实现输出电压的调节，最终为振荡电路、整形电路、无线充电发射电路、音频输入电路、第一信号调理电路和恒流源发射电路供电。

本实施例中，所述振荡电路采用多谐振荡器，所述多谐振荡器采用TTL反相器。通过两个反相器结合电阻和电容构成多谐振荡器，为后续无线发射提供准备。整形电路主要由施密特触发器构成，通过施密特触发器对振荡电路输出的矩形波进行整形。

本实施例中，参见图5，所述无线充电发射电路包括MOS管Q1、MOS管Q2、电容C4、电容C5、电解电容C6、电阻R6和发射线圈L2，所述电容C5和电阻R6并联，所述电容C5的一端与整形电路连接，所述电容C5的另一端分别与MOS管Q1的栅极和MOS管Q2的栅极连接，所述MOS管Q1的源极与升压电路连接，所述MOS管Q1的漏极分别与电解电容C6的正极和MOS管Q2的漏极连接，所述MOS管Q2的源极连接地线，所述电解电容C6的负极分别与发射线圈L2的一端和电容C4的一端连接，所述发射线圈L2的另一端和电容C4的另一端均连接地线。无线充电发射电路由MOS管Q1、MOS管Q2结合发射线圈L2构成开关电路，通过整形电路整形后的矩形波控制MOS管Q1和MOS管Q2开关实现，发射线圈L2发射信号。

本实施例中，参见图6，所述共振接收电路包括接收线圈L3和电容C7，所述接收线圈L3和电容C7并联，所述电容C7的两端与整流滤波电路连接，电容C7为瓷片电容。共振接收电路的参数设置需保证和输入矩形波频率一致，便于产生共振。

本实施例中，整流滤波电路由整流桥和铝电解电容构成，实现对接收的交流进行整形滤波，转化成直流。稳压电路由三端式集成稳压器LM7812构成，通过LM7812实现滤波后的输出直流进一步稳定，并作为后续的光通信接收电路、第二信号调理电路、滤波电路和功率放大电路的电源。

本实用新型取用电脑USB母接口的5V电源，无线充电发射模块和无线充电接收模块为整个系统提供电能，音频信号通过电脑的音频接口输入到音频输入电路，经过第一信号调理电路进行调理，再经过恒流源发射电路发射出去，光通信接收电路接收到光信号后经过第二信号调理电路进行调理，再通过滤波电路和功率放大电路进行功率放大输出，本实用新型实现了音频信号的可见光通信，并可在本实用新型上实现无线充电，改变了传统音频播放器的电路结构，采用了新的可见光通信技术，电路结构与现有音频播放器相比也较简单，满足了人们不断变化的需求，方便实用，且解决了现有技术音频播放器只具有音频播放功能，而在夜间不能进行照明的缺陷，因此本实用新型的发光二极管D1既具有夜间照明的作用，又具有音频信号传输的作用，本实用新型通过控制流过发光二极管D1的电流从而控制光强，发光二极管D1的光强变化是人肉眼发现不了的，所以通过光电二极管D2采集光信号从而接收音频信号。

本实用新型的保护范围包括但不限于以上实施方式，本实用新型的保护范围以权利要求书为准，任何对本技术做出的本领域的技术人员容易想到的替换、变形、改进均落入本实用新型的保护范围。