一种自带充电宝功能的音频播放装置的制作方法

本发明属于电子电路技术领域，尤其涉及一种自带充电宝功能的音频播放装置。

背景技术：

近年来，随着电子技术的快速发展，音频设备的使用越来越广泛。对于小型化的音频设备，例如：手提音箱、车载音箱等，都只具备音频播放功能，其功能单一，在一定程度上无法满足用户的需求，导致降低用户体验感。

因此，现有的音频设备存在着只具备音频播放功能，其功能单一，在一定程度上无法满足用户的需求，导致降低用户体验感的问题。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种自带充电宝功能的音频播放装置，旨在解决现有的音频设备存在着只具备音频播放功能，其功能单一，在一定程度上无法满足用户的需求，导致降低用户体验感的问题。

本发明提供了一种自带充电宝功能的音频播放装置，所述音频播放装置包括：

用于接收或发射射频信号的射频模块；

用于对所述射频信号的频率进行调节的调频模块；

用于对所述音频播放装置进行过电压保护的过压保护模块；

用于对所述音频播放装置提供电能的充电模块；

用于存储所述电能并对外部设备进行充电的充电宝模块；

用于对音频信号进行功率放大的功放模块；以及

与所述射频模块、所述调频模块、所述过压保护模块、所述充电模块、所述充电宝模块以及所述功放模块相连接，用于控制所述射频模块、所述调频模块、所述过压保护模块、所述充电模块、所述充电宝模块以及所述功放模块进行工作的主控模块。

本发明提供的一种自带充电宝功能的音频播放装置，该音频播放装置通过设置射频模块接收或发射射频信号，并通过调频模块对射频信号进行频率调节，以实现音效更佳的效果；同时设置了功放模块对音频信号进行功率放大，实现音频播放声音较大的效果；并且设置了过压保护模块对音频播放装置进行过电压保护；甚至设置了充电模块对音频播放装置进行供电，以及设置充电宝模块存储电能及对外部设备进行充电，实现了音频播放装置不仅可作为音频设备进行使用，还具备充电宝功能，可随时随地对外部设备进行充电，优化了音频播放装置的功能，提升了用户的体验感，解决了现有的音频设备存在着只具备音频播放功能，其功能单一，在一定程度上无法满足用户的需求，导致降低用户体验感的问题。

附图说明

图1是本发明实施例提供的一种自带充电宝功能的音频播放装置的模块结构示意图。

图2是本发明实施例提供的一种自带充电宝功能的音频播放装置中射频模块的示例电路图。

图3是本发明实施例提供的一种自带充电宝功能的音频播放装置中调频模块的示例电路图。

图4是本发明实施例提供的一种自带充电宝功能的音频播放装置中过压保护模块的示例电路图。

图5是本发明实施例提供的一种自带充电宝功能的音频播放装置中充电模块的示例电路图。

图6是本发明实施例提供的一种自带充电宝功能的音频播放装置中充电宝模块的示例电路图。

图7是本发明实施例提供的一种自带充电宝功能的音频播放装置中功放模块的示例电路图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

上述的一种自带充电宝功能的音频播放装置，该音频播放装置通过设置射频模块接收或发射射频信号，并通过调频模块对射频信号进行频率调节，以实现音效更佳的效果；同时设置了功放模块对音频信号进行功率放大，实现音频播放声音较大的效果；并且设置了过压保护模块对音频播放装置进行过电压保护；甚至设置了充电模块对音频播放装置进行供电，以及设置充电宝模块存储电能及对外部设备进行充电，实现了音频播放装置不仅可作为音频设备进行使用，还具备充电宝功能，可随时随地对外部设备进行充电，优化了音频播放装置的功能，提升了用户的体验感。

图1示出了本发明实施例提供的一种自带充电宝功能的音频播放装置的模块结构，为了便于说明，仅示出了与本实施例相关的部分，详述如下：

上述一种自带充电宝功能的音频播放装置，包括射频模块101、调频模块102、过压保护模块103、充电模块104、充电宝模块105、功放模块106以及主控模块107。

射频模块101用于接收或发射射频信号。

调频模块102用于对所述射频信号的频率进行调节。

过压保护模块103用于对所述音频播放装置进行过电压保护。

充电模块104用于对所述音频播放装置提供电能。

充电宝模块105用于存储所述电能并对外部设备进行充电。

功放模块106用于对音频信号进行功率放大。

主控模块107与所述射频模块101、所述调频模块102、所述过压保护模块103、所述充电模块104、所述充电宝模块105以及所述功放模块106相连接，用于控制所述射频模块101、所述调频模块102、所述过压保护模块103、所述充电模块104、所述充电宝模块105以及所述功放模块106进行工作。

作为本发明一实施例，上述主控模块107包括一主控芯片，

所述主控芯片的第一串口端接所述射频模块101，所述主控芯片的第二串口端接所述调频模块102，所述主控芯片的第三串口端接所述过压保护模块103，所述主控芯片的第四串口端接所述充电模块104，所述主控芯片的第五串口端接所述充电宝模块105，所述主控芯片的第六串口端接所述功放模块106。在本实施例中，主控芯片采用了型号为mt6261d的单片机实现，当然，主控芯片的型号不作限定，只要能达到与上述主控芯片的功能作用亦可。

作为本发明一实施例，上述音频播放装置为一款大电池，带充电宝，具备过压保护，声音大，音效好，不用耳机可听fm的音频设备。该音频播放装置通过射频模块101接收或发射射频信号，并通过调频模块102对该射频信号进行频率调节，已达到更佳的音频效果；还设置了过压保护模块103进行过电压保护，以延长音频播放装置的寿命；通过充电模块104对自身进行供电，以使整个音频播放装置可正常工作使用；以及通过功放模块106对音频信号进行放大处理，以使最终输出的音频信号的声音更大；最重要的是设置了充电宝模块105，其可以存储电能并对外部设备(例如；移动终端)进行充电，达到了一物多用的效果，该音频播放设备既可以当音频设备进行使用，还可以充当充电宝。

图2示出了本发明实施例提供的一种自带充电宝功能的音频播放装置中射频模块的示例电路，为了便于说明，仅示出了与本实施例相关的部分，详述如下：

作为本发明一实施例，上述射频模块101包括第一电容c1、第二电容c2、第三电容c3、第四电容c4、第五电容c5、第六电容c6、第七电容c7、第八电容c8、第九电容c9、第十电容c10、第十一电容c11、第十二电容c12、第十三电容c13、第十四电容c14、第十五电容c15、第一电阻r1、第二电阻r2、第三电阻r3、第四电阻r4、第五电阻r5、第一电感l1、第二电感l2、第三电感l3、射频芯片u1、第一瞬态抑制二极管t601、开关j601以及第一天线ant1；

所述第一电容c1的第一端与所述第一电感l1的第一端接所述第一天线ant1，所述第一电容c1的第二端、所述第一电感l1的第二端、所述第二电容c2的第一端以及所述第一电阻r1的第一端共接，所述第一电阻r1的第二端与所述第三电容c3的第一端以及所述开关j601的第一端共接，所述开关j601的第二端与所述第四电容c4的第一端以及所述第五电容c5的第一端共接，所述第五电容c5的第二端与所述第六电容c6的第一端以及所述射频芯片u1的天线端ant共接，所述第二电容c2的第二端、所述第三电容c3的第二端、所述第四电容c4的第二端以及所述第六电容c6的第二端接地，所述射频芯片u1的控制端dcs_rx与所述第三电感l3的第一端以及所述第十四电容c14的第一端共接，所述第三电感l3的第二端接所述第十五电容c15的第一端，所述射频芯片u1的网络端gsm_rx与所述第二电感l2的第一端以及所述第十二电容c12的第一端共接，所述第二电感l2的第二端接所述第十三电容c13的第一端，所述射频芯片u1的第一接收端dcs_in接所述第四电阻r4的第一端，所述第四电阻r4的第二端接所述第十电容c10的第一端，所述射频芯片u2的第二接收端egsm_in接所述第五电阻r5的第一端，所述第五电阻r5的第二端接所述第十一电容c11的第一端，所述第十电容c10的第二端、所述第十一电容c11的第二端、所述第十三电容c13的第二端以及所述第十五电容c15的第二端接地，所述射频芯片u1的电压端vbatt与所述第七电容c7的第一端、所述第八电容c8的第一端以及所述第一瞬态抑制二极管t601的第一端共接并接入第一参考电压vdd_4.2v，所述第七电容c7的第二端与所述第八电容c8的第二端以及所述第一瞬态抑制二极管t601的第二端接地。

具体地，射频芯片u1的任务有两个：一是接收信号，从天线接收到的射频信号，经过射频滤波、低噪声放大、混频、解调出模拟的同相/正交信号并传送给到逻辑/音频处理电路；二是发射模拟基带信号，它将主控模块107传来的i.q信号进行加密、调制、滤波并且进行功率放大后传送到天线发射出去。

1、接收信号：第一天线ant1将接收到的磁信号转变为电信号，经由(第一电容c1，第一电感l1，第二电容c2，第一电阻r1，第三电容c3，传感器tp601，第四电容c4，第五电容c5，第六电容c6)匹配电路输入到射频芯片u1，此时cpu输出1.8v拉高网络：tr_sw_en，bandsw，让射频芯片u1工作在接收模式，以使信号通过：rxlb_p，rxhb_p输出到cpu进行混频，解调出模拟的同相/正交信号并传送给到逻辑/音频处理电路。

2、发射信号：cpu传来的i.q加密信号经由：txo_hb，txo_lb网络传送到射频芯片u1，此时cpu输出1.8v拉高网络：tx_en，apc_vbias射频芯片u1工作在发射模式进行功率放大，而后经由(第一电容c1，第一电感l1，第二电容c2，第一电阻r1，第三电容c3，传感器tp601，第四电容c4，第五电容c5，第六电容c6)匹配电路后传送到第一天线ant1，天线将电信号转变为磁信号发射出去。

图3示出了本发明实施例提供的一种自带充电宝功能的音频播放装置中调频模块的示例电路，为了便于说明，仅示出了与本实施例相关的部分，详述如下：

作为本发明另一实施例，上述调频模块102包括第二天线ant601、第九电感l9、第十电感l10、第十一电感l11、第十二电感l12、第十六电容c16、第十七电容c17、第十八电容c18、第十九电容c19、第二十电容c20以及调频芯片u2；

所述第九电感l9的第一端与所述第十六电容c16的第一端接所述第二天线ant601，所述第九电感l9的第二端与所述第十六电容c16的第二端以及所述第十电感l10的第一端共接，所述第十电感l10的第二端、所述第十一电感l11的第一端、所述第十二电感l12的第一端以及所述第十九电容c19的第一端共接，所述第十一电感l11的第二端接所述第十八电容c18的第一端，所述第十八电容c18的第二端接所述调频芯片u2的接收端rfin，所述调频芯片u2的电压端vcc与所述第十七电容c17的第一端共接并接入第二参考电压vdd_2.8v，所述调频芯片u2的发射端rfout接所述第二十电容c20的第一端，所述第十二电感l12的第二端与所述第十九电容c19的第二端以及所述第十七电容c17的第二端接地。

具体地，从第二天线ant601接收到的fm信号，经过(第九电感l9，第十六电容c16，第十电感l10，第十一电感l11，第十二电感l12，第十八电容c18，第十九电容c19)滤波电路滤波后，传送到调频芯片u2，当用户使用fm时，cpu芯片发送一个高电平指令，通过网络(gpio11_ez_fm_en)传输到调频芯片u2的第4脚，控制调频芯片u2工作，fm信号经调频芯片u2放大后由(fm_ant-p)网络传送给cpu芯片进行混频，解调出模拟的fm语音信号。

图4示出了本发明实施例提供的一种自带充电宝功能的音频播放装置中过压保护模块的示例电路，为了便于说明，仅示出了与本实施例相关的部分，详述如下：

作为本发明一实施例，上述过压保护模块103包括过压保护芯片u3和第十三电阻r13；

所述过压保护芯片u3的输入端in与所述第十三电阻r13的第一端共接并接入第三参考电压+5v，所述过压保护芯片u3的输出端out接所述第十三电阻r13的第二端。

具体地，过压保护是指被保护线路电压超过预定的最大值时，使电源断开或使受控设备电压降低的一种保护方式。当市电电压不稳或突然断电或来电，都会产生瞬间高压，如果此时手机在充电，高压会通过充电器一起输入到+5v网络，加在过压保护芯片u3的b3，c2，c3脚，此时过压保护芯片u3断开，让高压通过(a1，c1，a4，b4，c4脚)短接到地上，从而保护设备不被高压损坏；当电压稳定时，过压保护芯片u3正常导通，充电电压+5v(也即是上述第三参考电压+5v)顺利通过vbus-ovp_out网络传送到后端设备，过压保护芯片u3具有响应时间快，使用用电设备时就会更加安全。

图5示出了本发明实施例提供的一种自带充电宝功能的音频播放装置中充电模块的示例电路，为了便于说明，仅示出了与本实施例相关的部分，详述如下：

作为本发明一实施例，上述充电模块104包括第二十一电容c21、第二十二电容c22、第十四电阻r14、第十五电阻r15、第十六电阻r16、第十七电阻r17以及充电芯片u4；

所述第二十一电容c21的第一端、所述第十四电阻r14的第一端、所述第十六电阻r16的第一端以及所述充电芯片u4的第一端共接，所述第十四电阻r14的第二端接所述第十五电阻r15的第一端，所述第十五电阻r15的第二端接地，所述充电芯片u4的第五端与所述第十六电阻r16的第二端以及所述第二十二电容c22的第一端共接，所述第二十二电容c22的第二端接地，所述充电芯片u4的第六端和第七端接所述第十七电阻r17的第一端。

具体地，当充电器插入时，vbus＝5v，亦即为充电模块104提供了充电电压，cpu芯片读取到电压，把cpu内部的batdet脚接地，启动充电模块104，充电模块104同时会产生一个充电中断信号到cpu，通知cpu现在已经进入充电状态。cpu开始启动如下模块：

1.adc采样，cpu通过与isense以及vbat连接进行采样，主要是采集isense，vbat两端的电压，通过isense与vbat以及第十七电阻r17的值，可以算出充电电流。

2.cpu发消息给mmi层，让它显示充电状态及一些采样数据。

3.cpu通过与vcdt网络连接，检测电池电压有没有超过保护电压及电池连接是否连接正确，如果有问题即可通过chr_ldo与drv网络切断充电电路。

充电有三个过程：预充电、恒流充电、恒压充电

1.当vbat<3.3v时属于预充阶段，在这个阶段充电跟电池还有多少电压没有关系，即使电池电压为0v也应该可以充进电(电池内部有保护电路，当放电到两点几伏时已经截止，不能放出电了)，只要电池本身没问题；

2.当3.3v<vbat<4.2v时，充电芯片u4开始输出电压，从而使得cpu开始工作，进入恒流充电阶段，其充电电流icc＝160mv/rsense，若rsense＝0.2r，则icc＝800ma；

3.vbat>4.2v时，进入恒压充电阶段，这个阶段电流逐渐变小，电压维持不变。当电流减小到接近为0时，cpu发出控制信号这时停止充电。

图6示出了本发明实施例提供的一种自带充电宝功能的音频播放装置中充电宝模块的示例电路，为了便于说明，仅示出了与本实施例相关的部分，详述如下：

作为本发明一实施例，上述充电宝模块105包括第四电感l4、第二十三电容c23、第二十四电容c24、第一二极管d1以及储能芯片u5；

所述储能芯片u5的输入端vin与所述第四电感l4的第一端以及所述第一二极管d1的阳极共接并接入第一参考电压vdd_4.2v，所述储能芯片u5的控制端sw接所述第四电感l4的第二端，所述储能芯片u5的输出端vout与所述第一二极管d1的阴极以及所述第二十四电容c24的第一端共接并接入第三参考电压+5v，所述第二十三电容c23的第二端与所述第二十四电容c24的第二端接地。

具体地，储能芯片u5是一款大电流、高效率的同步升压型dc-dc转换芯片，恒定输出5v电压，输出电流最大可达0.5a，适用于单节锂电池供电的系统，为手机充电宝和usbotg提供5v电压。针对手机充电宝的应用设计了智能电流限流，并提供一线脉冲调制限流值。随着电池电压的降低，输出电流也相应减小。同时通过调节限流值，可以在典型情况下以大电流给设备充电；在主机电池电量不足或者是有大电流应用时(如通话、大型游戏等)以小电流给设备充电，避免主机电池过载。

其工作原理为:第一参考电压vdd_4.2v给储能芯片u5供电，用户打开充电宝后，cpu芯片，通过gpio6_en来控制储能芯片u5启动，当gpio6_en直接与vin相接时，默认设定为最小限流档；当gpio6_en接1.8v时，芯片启动。芯片启动后经由第四电感l4进行升压，输入到储能芯片u5的第4脚，然后储能芯片u5处理后由第7，8脚输出+5v电压供外部设备充电。

图7示出了本发明实施例提供的一种自带充电宝功能的音频播放装置中功放模块的示例电路，为了便于说明，仅示出了与本实施例相关的部分，详述如下：

作为本发明一实施例，上述功放模块106包括功放芯片u6、第二十五电容c25、第二十六电容c26、第二十七电容c27、第二十八电容c28、第二十九电容c29、第三十电容c30、第三十一电容c31、第三十二电容c32、第三十三电容c33、第三十四电容c34、第三十五电容c35、第十八电阻r18、第十九电阻r19、第二十电阻r20、第一磁珠b1、第二磁珠b2、第二瞬态抑制二极管t401以及第三瞬态抑制二极管t402；

所述功放芯片u6的第一端和第六端、所述第二十五电容c25的第一端、所述第二十六电容c26的第一端以及所述第三十电容c30的第一端共接并接入参考电压源vdd，所述功放芯片u2的第二端与所述第二十五电容c25的第二端以及所述第二十六电容c26的第二端接地，所述功放芯片u2的第三端接所述第十八电阻r18的第一端，所述第十八电阻r18的第二端接地，所述功放芯片u2的第四端与所述第十九电阻r19的第一端以及所述第二十九电容c29的第一端共接，所述第十九电阻r19的第二端接所述第二十七电容c27的第一端，所述功放芯片u6的第五端与所述第二十九电容c29的第二端以及所述第二十电阻r20的第一端共接，所述第二十电阻r20的第二端接所述第二十八电容c28的第一端，所述第二十八电容c28的第二端接地，所述功放芯片u6的第七端与所述第三十电容c30的第二端接地，所述功放芯片u6的第八端、第九端以及第十端与所述第三十一电容c31的第一端共接，所述第三十一电容c31的第二端接地，所述功放芯片u6的第十一端接所述第三十二电容c32的第一端，所述功放芯片u6的第十二端接所述第三十二电容c32的第二端，所述功放芯片u6的第十三端接所述第一磁珠b1的第一端，所述第一磁珠b1的第二端、所述第三十四电容c34的第一端、所述第三十三电容c33的第一端以及所述第二瞬态抑制二极管t401的第一端共接，所述功放芯片u6的第十四端接所述第二磁珠b2的第一端，所述第二磁珠b2的第二端、所述第三十五电容c35的第一端、所述第三十三电容c33的第二端以及所述第三瞬态抑制二极管t402的第一端共接，所述第三十四电容c34的第二端、所述第三十五电容c35的第二端、所述第二瞬态抑制二极管t401的第二端以及所述第三瞬态抑制二极管t402的第二端接地。

具体地，功放芯片u6带有rns(rf-tddnoisesuppression)技术，有效抑制tdd噪声的产生。功放芯片u6在锂电池电压范围内升压到6.3v，在4.2v电源电压、thd+n＝10％的情况下，能够向8ω的喇叭提供2.0w的输出功率。独特的防破音(ncn)功能，可根据输出信号的大小自动调整功放的增益，实现更加舒适的听觉感受。

音频功放采用一线脉冲方式控制四个工作状态，实现不同增益和ncn模式的选择：

状态1的增益为12db，没有防破音功能；

状态2的增益为16db，开启防破音功能；

状态3的增益为24db，没有防破音功能；

状态4的增益为27.5db，开启防破音功能。

一线脉冲信号的上升沿个数决定了芯片的工作模式，当gpio10_spk_en引脚的信号直接拉高时，即一个上升沿，芯片启动进入状态1模式开始工作；当gpio10_spk_en引脚拉高→低→高的脉冲信号时，即两个上升沿，芯片进入状态2模式工作；当gpio10_spk_en接收到三个上升沿，芯片进入状态3模式工作；gpio10_spk_en接收到四个上升沿，芯片进入状态4模式工作。另一线脉冲采用循环方式控制，也就是说，如果gpio10_spk_en接收到五个上升沿，会进入第一个工作状态，接收到六个上升沿，会进入第二个工作状态，依此类推。

音频输入信号(hpr)经由输入电容(第二十七电容c27，第二十八电容c28)与输入电阻(第十九电阻r19，第二十电阻r20)一起构成的一个低通滤波器后，输入到功放芯片u6进行语音放大。

放大后的语音信号经由输出磁珠(第一磁珠b1，第二磁珠b2)与输出电容(第三十三电容c33，第三十四电容c34，第三十五电容c35)一起，形成的滤波器电路，适当衰减一部分高频信号，可以使音乐信号柔和、舒适。最后通过esd防护器件(第二瞬态抑制二极管t401，第三瞬态抑制二极管t402)后，通过网络(spk+spk-)连接到喇叭。

综上，本发明实施例提供的一种自带充电宝功能的音频播放装置，该音频播放装置通过设置射频模块接收或发射射频信号，并通过调频模块对射频信号进行频率调节，以实现音效更佳的效果；同时设置了功放模块对音频信号进行功率放大，实现音频播放声音较大的效果；并且设置了过压保护模块对音频播放装置进行过电压保护；甚至设置了充电模块对音频播放装置进行供电，以及设置充电宝模块存储电能及对外部设备进行充电，实现了音频播放装置不仅可作为音频设备进行使用，还具备充电宝功能，可随时随地对外部设备进行充电，优化了音频播放装置的功能，提升了用户的体验感，解决了现有的音频设备存在着只具备音频播放功能，其功能单一，在一定程度上无法满足用户的需求，导致降低用户体验感的问题。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。