混合供电电路及练歌设备的制作方法

本实用新型涉及电源供电技术领域，尤其涉及一种混合供电电路及练歌设备。

背景技术：

众所周知，练歌设备主要涉及到音频的处理，因此在音频的模拟电路中，对电源供电有着特别高的要求，尤其是在数字、模拟混合电路中，数字电路的干扰将通过数字电路供电的绕组，耦合到模拟电路供电的绕组，从而引入了对模拟电源的数字干扰型号，这部分的干扰噪声将会降低模拟电路的信噪比，进而影响音频的输出质量。

请参阅图3为目前最简单的传统供电方式电路模块示意图，在传统的供电方式中线路简单，成本低，但由于数字电路和模拟电路同一绕组，无法避免相互干扰；另外的，模拟电路采用单电源供电，影响了输入输出电压范围，进而限制了电路的动态范围，导致信号失真。由于输出存在直流，多级方法时必须采用耦合电容，耦合电容本身的品质，会影响整体电路的声音品质。

请参阅图4为目前主流的供电方式的电路模块示意图，在主流供电方式中，采用独立绕组，单独整流、滤波、稳压的方式，虽已能满足绝大多数的应用场景和要求，但是达到“互不干扰”的效果还是无法完全满足需求。例如一个绕组输出电流增大时，主绕组的耗损也会增大，从而影响另一个绕组；又如两个电源的负载在工作时信号会通过变压器的寄生耦合产生干扰等等。

技术实现要素：

为克服上述技术问题或者至少部分地解决上述技术问题，特提出以下技术方案：

本实用新型提供一种混合供电电路，包括：将市电转为隔离电压的隔离供电模块、将隔离电压转为数字电路供电电压的数字供电模块、将隔离电压转为模拟电路供电电压的模拟供电模块；所述隔离供电模块包括隔离变压器，所述数字供电模块包括第一降压变压器，所述模拟供电模块包括第二降压变压器；所述隔离变压器的初级线圈的两端分别接市电，该隔离变压器的次级线圈的两端分别连接第一降压变压器的初级线圈的两端，所述隔离变压器的次级线圈的两端还分别连接第二降压变压器的初级线圈的两端。

具体的，所述数字供电模块还包括整流滤波电路和稳压电路，整流滤波电路的输入端与该数字供电模块的第一降压变压器的次级线圈连接，整流滤波电路的输出端与稳压电路的输入端连接，稳压电路的输出端与数字电路的电压输入端连接。

具体的，所述模拟供电模块还包括整流滤波电路和稳压电路，整流滤波电路的输入端与该模拟供电模块的第二降压变压器的次级线圈连接，整流滤波电路的输出端与稳压电路的输入端连接，稳压电路的输出端与模拟电路的电压输入端连接。

优选的，所述隔离变压器为220V转220V变压器。

优选的，所述隔离变压器为220V转110V变压器。

优选的，所述数字供电模块的数量为两个，分别为第一个数字供电模块和第二个数字供电模块，第一个数字供电模块的第一降压变压器为220V转7V变压器或110V转7V变压器，第二个数字供电模块的第一降压变压器为220V转10V变压器或110V转10V变压器。

优选的，所述模拟供电模块包括两个第二降压变压器，这两个第二降压变压器均为220V转13.8V变压器或110V转13.8V变压器，这两个第二降压变压器的次级线圈的一端分别连接模拟供电模块的整流滤波电路的两个输入端，这两个第二降压变压器的次级线圈的另一端均与该整流滤波电路的接地端连接。

优选的，所述数字电路包括如下任意一种或多种：DSP芯片、FPGA芯片、单片机。

优选的，所述模拟电路包括运算放大器和/或滤波器。

相应的，本实用新型还提供一种练歌设备，包括上述任意一项所述的混合供电电路。

与现有技术相比，本实用新型具备如下优点：

第一，采用了隔离变压器，隔离变压器的输出端跟输入端是完全“断路”隔离的，即有效的对变压器的输入端起到了一个良好的过滤作用，从而为用电模块提供了纯净的电源电压。由于变压器次级线圈没有与大地相连接，所以避免了人员触电的危险；

第二，分别利用第一降压变压器和第二降压变压器将隔离变压器输出电压转换为数字电路供电电压和模拟电路供电电压，其有效的避免了数字电路和模拟电路之间的干扰，进而提高了音频的输出质量。

第三，由于采用隔离变压器、第一降压变压器和第二降压变压器的配合，每一个绕组采用独立变压器供电，即一路信号的电路模块采用独立的变压器，从而获得了优良的电压调整率指标，同样由于铁芯高频损耗大的特点，大程度衰减了数字电路高频噪声对模拟电路供电电源的影响，从而抑制高频杂波传入音频供电电路后带来的影响，减小了不同电网供电质量对本产品的影响，提高了该练歌设备对环境的适应性。同时铁芯高频损耗也会将本练歌设备的数字电路产生的干扰与电网隔离，使本机有优良的电磁干扰性能。

第四，由于每一个变压器都具有自己的屏蔽层，所以不同变压器间的耦合干扰将远低于同一变压器不同绕组间的干扰。

【附图说明】

构成本申请的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1为本实用新型中一种混合供电电路的一实施例电路模块示意图；

图2为本实用新型中一种混合供电电路的另一实施例电路模块示意图；

图3为目前最简单的传统供电方式的电路模块示意图；

图4为目前主流的供电方式的电路模块示意图。

【具体实施方式】

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能解释为对本实用新型的限制。

本技术领域技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)，具有与本实用新型所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语，应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样被特定定义，否则不会用理想化或过于正式的含义来解释。

有必要先对本实用新型的应用场景及原理进行如下的先导性说明。

电压调整率，来源于电源在满载时，其输出电压因该电源的供电电压波动引起的变化。其表征稳压器稳压性能优劣的重要指标，是指在负载和温度恒定的条件下，输出电压的相对变化量与输入变化量的百分比，是变压器的一个重要指标，在变压器设计中起着重要的制约作用且不可省略。假设在空载时的副边电压U₂₀与负载时的副边电压U₂的差与额定副电压U_2N的比值，电压调整率用百分数来表示，即

为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型实施例的方案，下面结合附图和实施方式对本实用新型作进一步的详细说明。以下实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能解释为对本实用新型的限制。

请参阅附图1-图2所示的本实用新型中一种混合供电电路的实施例电路模块示意图，本实用新型提供的一种混合供电电路包括：

将市电转为隔离电压的隔离供电模块、将隔离电压转为数字电路供电电压的数字供电模块、将隔离电压转为模拟电路供电电压的模拟供电模块；所述隔离供电模块包括隔离变压器，所述数字供电模块包括第一降压变压器，所述模拟供电模块包括第二降压变压器；所述隔离变压器的初级线圈的两端分别接市电，该隔离变压器的次级线圈的两端分别连接第一降压变压器的初级线圈的两端，所述隔离变压器的次级线圈的两端还分别连接第二降压变压器的初级线圈的两端。

本实用新型实施例中，所述市电表示工频交流电(AC)，常用的交流电工频频率有50Hz(赫兹)与60Hz(赫兹)两种，民用的交流电压分布由100V至380V，交流电的常用三个量来表征：电压、电流、频率。

本实用新型实施例中，所述隔离变压器为220V转220V变压器或220V转110V变压器，所述隔离变压器的输出端与输入端为完全“断路”隔离状态，有效的起到了良好的过滤作用，即针对市电的输入进行过滤后输出本实用新型所述混合供电电路所需电压，从而为用电模块提供了纯净的电源电压，所述隔离变压器转换后的纯净电源电压分别输出至所述数字供电模块和模拟供电模块。除上述两种隔离变压器外，还可以采用其他隔离变压器。

具体的，所述数字供电模块还包括整流滤波电路和稳压电路，整流滤波电路的输入端与该数字供电模块的第一降压变压器的次级线圈连接，整流滤波电路的输出端与稳压电路的输入端连接，稳压电路的输出端与数字电路的电压输入端连接。

具体的，所述模拟供电模块还包括整流滤波电路和稳压电路，整流滤波电路的输入端与该模拟供电模块的第二降压变压器的次级线圈连接，整流滤波电路的输出端与稳压电路的输入端连接，稳压电路的输出端与模拟电路的电压输入端连接。

本实用新型实施例中，所述整流滤波电路和稳压电路的连接并不仅仅是先整流滤波后稳压，还可以为先稳压后整流滤波，即所述稳压电路的输出端与整流滤波电路的输入端连接。故所述稳压电路的输入端与该数字供电模块的第一降压变压器的次级线圈连接，所述整流滤波电路的输出端与数字电路的电压输入端连接。本实施例可以采用现有的整流滤波电路，整流滤波电路的形式有多种，在此不做赘述。

需要说明的是，针对本实用新型实施例中提到的整流滤波电路、稳压电路并不是缺一不可的，若缺少一种也应当视为本实用新型的保护范围内，其可根据环境需求来修改该混合供电电路中的相应电路模块，假设在本实用新型应用于A设备的供电上，该A设备对电压的稳定性要求并没有很高，故针对本实用新型提供的混合供电电路可将其稳压电路去除同样能够满足A设备的供电需求。

本实用新型实施例中，所述数字供电模块的数量为两个，分别为第一个数字供电模块和第二个数字供电模块，第一个数字供电模块的第一降压变压器为220V转7V变压器或110V转7V变压器，第二个数字供电模块的第一降压变压器为220V转10V变压器或110V转10V变压器。

本实用新型实施例中，所述模拟供电模块包括两个第二降压变压器，这两个第二降压变压器均为220V转13.8V变压器或110V转13.8V变压器，这两个第二降压变压器的次级线圈的一端分别连接模拟供电模块的整流滤波电路的两个输入端，这两个第二降压变压器的次级线圈的另一端均与该整流滤波电路的接地端连接。

需要说明的是，所述数字供电模块的数量可根据数字电路的数量来进行增添或删减，如图1所示，其中所述第一降压变压器T2、T3和整流滤波电路1、2和稳压电路1、2分别构成所述第一个数字供电模块和第二个数字供电模块，该第一个数字供电模块和第二个数字供电模块又分别为数字电路1、2提供优质的电源。

本实用新型实施例中，如图1所示，所述第一降压变压器分别为110V转7V变压器和110V转10V变压器，所述第二降压变压器均为110V转13.8V变压器，两者转换出的电压值可根据需求进行更改，例如所述第一降压变压器可以为110V转9V变压器、110V转11V变压器或110V转12V变压器，该电压值的设定还可以设置为其他数值，不该成为限制本实用新型保护范围的理由。

例如：假设针对只有数字电路和模拟电路的环境设置供电电路时，根据本实用新型所提供的混合供电电路，可设置隔离变压器T1或T5的存在，再而设置由隔离变压器T1或T5的输出端分别连接到为第一降压变压器和第二降压变压器的输入端，后分别通过所述第一降压变压器和第二降压变压器的电压输出端为后续电路供电，针对该供电方式的设定，凡是涉及到本实用新型的混合供电思路的都应当属于本实用新型的保护范围。

需要说明的是，本实用新型实施例提供的隔离变压器的个数或是第一降压变压器的个数或是第二降压变压器的个数并不局限于本实用新型实施例提出的个数，还可以设定为其他数量，本实用新型对此不多加赘述。

本实用新型实施例中，上述任意变压器均是利用电磁感应的原理来改变交流电压的装置，其主要构件是初级线圈、次级线圈和铁芯(或磁芯)。所述变压器的线圈有两个或两个以上的绕组，其中接电源的绕组叫初级线圈(或原线圈)，其余的绕组叫次级线圈(或副线圈)。铁芯的作用是加强两个线圈间的磁耦合，为了减少铁内涡流和磁滞损耗，铁芯由涂漆的硅钢片叠压而成；两个线圈之间没有电的联系，线圈由绝缘铜线(或铝线)绕成。其中，由于铁芯高频损耗大的特点，大程度衰减了数字电路高频噪声对模拟电路供电电源的影响，从而抑制高频杂波传入音频供电电路，减小不同电网供电质量对整个产品电路的影响。

需要说明的是，在本实用新型所使用的上述任意变压器均设置有屏蔽层，该屏蔽层有绝缘、抗干扰的作用，故上述任意变压器的组合间的耦合干扰将远低于同一变压器不同绕组间的干扰。

本实用新型实施例中，每一个绕组采用独立变压器供电，即一路信号的电路模块采用独立的变压器，从而获得了优良的电压调整率指标，一般情况下，电压调整率在特定的5％之内，而本实用新型提供的混合供电电路可将所述电压调整率调整到3％之内甚至2％之内。

本实用新型实施例中，所述数字电路包括如下任意一种或多种：DSP芯片、FPGA芯片、单片机。

其中，所述DSP芯片主要为该数字电路接收的数字信号进行算法处理，其具有大规模集成性、稳定性好、精度高、可编程性、高速性能、可嵌入性、接口和集成方便等优点。

另外的，所述FPGA芯片采用了逻辑单元阵列LCA这样一个概念，内部包括可配置逻辑模块CLB、输入输出模块IOB和内部连线三个部分，所述FPGA芯片是可编程器件。

本实用新型实施例中，所述模拟电路包括运算放大器和/或滤波器。其中所述运算放大器(简称“运放”)是具有很高放大倍数的电路单元，运放的供电方式分双电源供电与单电源供电两种。对于双电源供电运放，其输出可在零电压两侧变化，在差动输入电压为零时输出也可置零。采用单电源供电的运放，输出在电源与地之间的某一范围变化。

相应的，本实用新型还提供一种练歌设备，包括上述任意一项所述的混合供电电路。

本实用新型实施例中，所述模拟电路包括运算放大器，该运算放大器连接的装置可以为音响装置，其主要作用在将接收到的音频数据经模拟电路处理后输出后经该运算放大器放大以受音响装置播放。

本实用新型实施例中，该练歌设备还包括用于接收外界输入的音频数据的接收模块以及将接收的模拟信号转换为数字信号的转换模块，所述转换模块转换后的数字信号将传输至所述数字电路中进行处理，后再由所述转换模块将处理后的数字信号转换为模拟信号，后传输至所述模拟电路处理后输出。

本实用新型实施例中，所述练歌设备应用了本实用新型提供的混合供电电路，使得后续音频数据处理的输出质量有着大幅度提高，同样也提高了该练歌设备对环境的适应性，抑制高频杂波传入音频供电电路带来的影响，减小了不同电网供电质量对该练歌设备的影响。

另外的，本实用新型实施例中，所述练歌设备的模拟电路还包括如下任意一种或多种：

接收单元：用于接收来自效果处理设备外部所输入的音频模拟信号；

比较单元：用于将所述音频模拟信号进行信号强度比较；

降噪单元：用于根据比较结果针对所述音频模拟信号进行降噪处理。

另外的，所述模拟电路还用于根据添加效果音的位置信息，单独为音频模拟信号的处理通道赋予效果音的音频信号以添加效果音。

综上所述，本实用新型采用了220V转110V隔离变压器或者220V转220V隔离变压器，隔离变压器的输出端跟输入端是完全“断路”隔离的，即有效的对变压器的输入端起到了一个良好的过滤作用，从而为用电模块提供了纯净的电源电压。由于变压器次级线圈没有与大地相连接，所以避免了人员触电的危险。

还有的，分别利用降压变压器将隔离变压器输出电压转换为数字电路供电电压和模拟电路供电电压，其有效的避免了数字电路和模拟电路之间的干扰，进而提高了音频的输出质量；

还有的，由于每一个绕组采用独立变压器供电，即一路信号的电路模块采用独立的变压器，从而获得了优良的电压调整率指标，同样由于铁芯高频损耗大的特点，大程度衰减了数字电路高频噪声对模拟电路供电电源的影响，从而抑制高频杂波传入音频供电电路后带来的影响，减小了不同电网供电质量对本产品的影响，提高了该练歌设备对环境的适应性。同时铁芯高频损耗也会将本练歌设备的数字电路产生的干扰与电网隔离，使本机有优良的电磁干扰性能；。

另外的，由于本实用新型每一个变压器都具有自己的屏蔽层，所以不同变压器间的耦合干扰将远低于同一变压器不同绕组间的干扰。

在此处所提供的说明书中，虽然说明了大量的具体细节。然而，能够理解，本实用新型的实施例可以在没有这些具体细节的情况下实践。在一些实施例中，并未详细示出公知的方法、结构和技术，以便不模糊对本说明书的理解。

虽然上面已经示出了本实用新型的一些示例性实施例，但是本领域的技术人员将理解，在不脱离本实用新型的原理或精神的情况下，可以对这些示例性实施例做出改变，本实用新型的范围由权利要求及其等同物限定。