一种电竞椅椅垫和电竞椅的制作方法

本实用新型属于电子设备技术领域，尤其涉及一种电竞椅椅垫和电竞椅。

背景技术：

在社会的快速发展下，带给人们的是快节奏的生活和巨大生活压力，随之而来的是各种的放松方式。然而，大多数人的放松方式则是选择玩游戏或者躺在舒服的椅子上听听音乐来放松。对于一些游戏爱好者而言，若在工作之余的休息时间里，全身心投入到一项游戏中的话，可以让工作紧绷的神经得到缓解。

目前，传统的电竞椅主要注重结构上根据人体工学来设计，使体验者在正常的坐靠上有肌肉脊柱等得到放松，有的也只有增加扩音喇叭，而再没有其他的体感上的功能；另外，传统的电竞椅椅垫的震动方式采用的是：弹簧支撑椅子，椅子下部安装铁块，在采集到的音频信号经放大后，由变化的电流而改变磁场强弱以至体检者感受到同步的震动节奏，但是该方式制作复杂且制作和生产成本也会比较高；此外，还有一部分则需使用cpu(centralprocessingunit,中央处理器)来搭配大量的外围功放和电机驱动电路来驱动单个马达，以实现与音频信号的同步震动，其逻辑也较为复杂，所使用的元器件也相对较多，同时由于只能单个位置的进行震动的同步，对于体验者来说则整体的体验感受会比较差，无法做到全方位分布式的震动体验效果，生产成本也会比较高。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种电竞椅椅垫和电竞椅，旨在解决传统的电竞椅存在的功能单一，驱动电路复杂成本高的问题。

本实用新型实施例的第一方面提供了一种电竞椅椅垫，包括椅垫本体和设于所述椅垫本体中的音频处理电路，所述音频处理电路包括：

信号放大单元，输入端用于接入音频信号，所述信号放大单元设置为对所述音频信号隔离直流信号并放大，并在输出端输出放大后的音频信号；

滤波单元，输入端与所述信号放大单元的输出端连接，所述滤波单元设置为滤除放大后的所述音频信号的预设频率范围外的信号得到目标音频信号，并在输出端输出所述目标音频信号；

功放单元，输入端与所述滤波单元连接，所述功放单元设为对所述目标音频信号进行功率放大，并在输出端输出功率放大后的目标音频信号；以及

震动器，输入端与所述功放单元的输出端连接，所述震动器接收到所述放大器输出的功率放大后的目标音频信号后与该目标音频信号同步工作，以使所述震动器工作时产生的震动传导至椅垫本体。

在其中一个实施例中，所述信号放大单元具体用于对接入的所述音频信号先滤除直流信号后放大输出。

在其中一个实施例中，所述信号放大单元包括第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第一耦合电容、第二耦合电容和第一三极管，其中：

所述第一电阻的第一端作为所述信号放大单元的输入端，所述第一耦合电容的第一端连接所述第一电阻的第二端，所述第二电阻的第一端连接工作电源，所述第二电阻的第二端连接所述第三电阻的第一端、所述第一耦合电容的第二端以及所述三极管的基极，所述第三电阻的第二端接地，所述三极管的集电极接所述工作电源，所述三极管的发射极连接所述第四电阻的第一端和所述第二耦合电容的第一端，所述第四电阻的第二端接地，所述第五电阻的第一端连接所述第二耦合电容的第二端，所述第五电阻的第二端接地，所述第二耦合电容的第二端作为所述信号放大单元的输出端。

在其中一个实施例中，所述滤波单元包括一阶高通滤波器和三阶有源低通滤波器，所述一阶高通滤波器的输入端作为所述滤波单元的输入端，所述三阶有源低通滤波器的输入端与所述一阶高通滤波器的输出端连接，所述三阶有源低通滤波器的输出端作为所述滤波单元的输出端。

在其中一个实施例中，所述一阶高通滤波器包括第一滤波电容和第六电阻，所述第一滤波电容的第一端作为所述一阶高通滤波器的输入端，所述第六电阻的第一端与所述第一滤波电容的第二端连接，所述第六电阻的第二端作为所述一阶高通滤波器的输出端。

在其中一个实施例中，所述三阶有源低通滤波器包括巴特沃斯型滤波器。

在其中一个实施例中，所述三阶有源低通滤波器包括第一运算放大器、第二运算放大器、第七电阻、第八电阻、第九电阻、第十电阻、第十一电阻、第一电容、第二电容、第三电容及第四电容，其中：

所述第一运算放大器的反相输入端作为所述三阶有源低通滤波器的输入端，所述第一运算放大器的正相输入端与所述第二运算放大器的正相输入端连接，所述第七电阻串接在所述第一运算放大器的反相输入端和输出端之间，所述第一电容与所述第七电阻并联，所述第八电阻、所述第九电阻及所述第十电阻依次串联连接在所述第一运算放大器的输出端和所述第二运算放大器的反向输入端之间，连接在所述第八电阻和所述第九电阻的共接点和地之间，所述第三电容连接在所述第九电阻和所述第十电阻的共接点和所述第二运算放大器的正相输入端之间，所述第十一电阻连接在所述第九电阻和所述第十电阻的共接点和所述第二运算放大器的输出端之间，所述第四电容连接在所述第二运算放大器的反相输入端和输出端之间，所述第二运算放大器的电源端子接电源，所述第二运算放大器的输出作为所述三阶有源低通滤波器的输出端。

在其中一个实施例中，所述功放单元包括d类放大器。

在其中一个实施例中，所述音频处理电路还包括电路模块，所述电路模块设置两路电源输出，其中一路输出用于给所述信号放大单元和所述滤波单元供电，另外一路输出用于给所述功效单元供电。

本实用新型实施例的第二方面提供了一种电竞椅，包括以上所述的电竞椅椅垫。

上述的电竞椅椅垫通过在输入音频信号与滤波电路之间设有信号放大电路，既可以保障音频信号的不失真，同时也可以去处掉直流信号，即加强音频信号也可将外部的直流信号隔离开防止高电压损坏外部设备；此外椅垫可随着输入音频信号进行同步震动，这样在玩家玩游戏时，也能实时内部音效通过椅垫内的震动反馈给体验者，这样的体验会更加真实；同时，对于音乐爱好者来说，靠在椅上听音乐放松的时候，还能让身体感受到音乐的节奏，这样可以让身心得到全方位的放松。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例提供的电竞椅椅垫中音频处理电路的模块图；

图2为图1所示的音频处理电路中信号放大单元的示例电路原理图；

图3为图1所示的音频处理电路中滤波单元的示例电路原理图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型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实用新型，并不用于限定本实用新型。

请参阅图1，本实用新型实施例提供的电竞椅椅垫包括椅垫本体和设于所述椅垫本体中的音频处理电路，音频处理电路信号放大单元10、滤波单元20、功放单元30及震动器40。

信号放大单元10的输入端用于接入音频信号，信号放大单元10设置为对音频信号隔离直流信号并放大，信号放大单元10的输出端输出放大后的音频信号；滤波单元20的输入端与信号放大单元10的输出端连接，滤波单元20设置为滤除放大后的音频信号的预设频率范围外的信号得到目标音频信号，滤波单元20在输出端输出目标音频信号；功放单元30的输入端与滤波单元20连接，功放单元30设为对目标音频信号进行功率放大，功放单元30在输出端输出功率放大后的目标音频信号；震动器40的输入端与功放单元30的输出端连接，震动器40接收到放大器输出的功率放大后的目标音频信号后与该目标音频信号同步工作，以使震动器40工作时产生的震动传导至椅垫本体。

可以理解的是，音频模拟信号可以通过拾音器、或aux接口、或无线接收器(如蓝牙、wifi等)或其他接口等输入。信号(电流)放大单元具体用于对接入的音频信号先滤除直流信号并放大输出。由于接入的音频信号一般功率等级很低，若是直接经过滤波电路则会出现严重的信号失真和衰减，而整个电路系统的元件都会从信号中摄取电流，从而对所获取的信号产生影响。若是音频信号经过三极管和外加高电平构成的放大电路既可以保障音频信号的不失真，同时经过耦合电容去处掉直流信号，即加强音频信号也可将外部的直流信号隔离开防止高电压损坏外部设备。此音频处理电路可以对有用的音频信号进行功率放大且有效的消除音频信号上面的噪声，增强系统的带负载能力，能够更好的驱动后级震动器40(音锤)起振且振动点与输入的音频信号同步。

可以理解的是电竞椅椅垫还包括电路模块50。而本实施例中电路模块50使用单电源，使功放电路供电系统可靠。电路模块50设置两路输出，其中一路通过ldo(lowdropoutregulator，低压差线性稳压器)输出用于给信号放大单元10和滤波单元20供电，另外一路输出用于给功放单元30供电。只要电路模块50供电不足，ldo、功放单元30不工作，整个电竞椅椅垫的电路就会停止输出工作。而且，电路采用了集成电路和贴片技术，标准化的生产，使产品批量故障率极低。

请参阅图2，在其中一个实施例中，信号放大单元10包括第一电阻r1、第二电阻r2、第三电阻r3、第四电阻r6、第五电阻r5、第一耦合电容c11、第二耦合电容c12和第一三极管q1，第一电阻r1的第一端作为信号放大单元10的输入端，第一耦合电容c11的第一端连接第一电阻r1的第二端，第二电阻r2的第一端连接工作电源，第二电阻r2的第二端连接第三电阻r3的第一端、第一耦合电容c11的第二端以及三极管的基极，第三电阻r3的第二端接地，三极管的集电极接工作电源，三极管的发射极连接第四电阻r6的第一端和第二耦合电容c12的第一端，第四电阻r6的第二端接地，第五电阻r5的第一端连接第二耦合电容c12的第二端，第五电阻r5的第二端接地，第二耦合电容c12的第二端作为信号放大单元10的输出端。其中第一耦合电容c11、第二耦合电容c12为有极性电容，第一耦合电容c11第二端为正极，第二耦合电容c12的第一端为正极。第一三极管q1为npn三极管。

请参阅图3，滤波单元20包括一阶高通滤波器21和三阶有源低通滤波器22，一阶高通滤波器21的输入端作为滤波单元20的输入端，三阶有源低通滤波器22的输入端与一阶高通滤波器21的输出端连接，三阶有源低通滤波器22的输出端作为滤波单元20的输出端。输入的音频信号经过信号放大单元10后，再经过一阶高通滤波和三阶有源低通滤波组成的滤波器后，干净的音频信号经过功放单元30输出到同步驱动的震动器40。在此滤波单元20中，主要采取了阻容元件与运放构成的有源滤波电路，其中低通滤波器主要采用巴特沃斯型滤波器，其通带内信号平坦，不会让经过滤波后的音频信号会产生新的噪声，可以控制让一定频率范围内的信号通过，能够衰减此频率范围以外的干扰信号，此电路可靠性高，不会影响到其他电路系统的阻抗。

在其中一个实施例中，一阶高通滤波器21包括第一滤波电容c13和第六电阻r6，第一滤波电容c13的第一端作为一阶高通滤波器21的输入端，第六电阻r6的第一端与第一滤波电容c13的第二端连接，第六电阻r6的第二端作为一阶高通滤波器21的输出端。

在其中一个实施例中，三阶有源低通滤波器22包括第一运算放大器u1、第二运算放大器u2、第七电阻r7、第八电阻r8、第九电阻r9、第十电阻r10、第十一电阻r11、第一电容c1、第二电容c2、第三电容c3及第四电容c4，第一运算放大器u1的反相输入端作为三阶有源低通滤波器22的输入端，第一运算放大器u1的正相输入端与第二运算放大器u2的正相输入端连接，并连接于跟随器的4.5v输出电压，与过滤信号进行比较，以此将过滤后信号的摆动幅值范围还原至与原输入信号中的一致，第七电阻r7串接在第一运算放大器u1的反相输入端和输出端之间，第一电容c1与第七电阻r7并联，第八电阻r8、第九电阻r9及第十电阻r10依次串联连接在第一运算放大器u1的输出端和第二运算放大器u2的反向输入端之间，连接在第八电阻r8和第九电阻r9的共接点和地之间，第三电容c3连接在第九电阻r9和第十电阻r10的共接点和第二运算放大器u2的正相输入端之间，第十一电阻r11连接在第九电阻r9和第十电阻r10的共接点和第二运算放大器u2的输出端之间，第四电容c4连接在第二运算放大器u2的反相输入端和输出端之间，第二运算放大器u2的电源端子接电源v+、v-，第二运算放大器u2的输出作为三阶有源低通滤波器22的输出端。

在其中一个实施例中，功放单元30包括d类放大器。d类放大器基于开关晶体管，极短的时间内完全导通或截止，热量很少，效率极高(90％左右)。在d类放大器中，比较器的输出与功率放大电路相连，功放电路采用mosfet(metal-oxide-semiconductorfield-effecttransistor，金氧半场效晶体管)替代bjt(bipolarjunctiontransistor，双极结型晶体管)，前者具有更快的响应时间，因而适用于高频工作模式。具有高效率、低噪声的特点。

此外，椅垫本体还可以设置有音频播放电路，其与信号放大电路连接，包括功放、扬声器等，用于将音频信号转换为声音播放。

本实用新型实施例的第二方面提供了一种电竞椅，包括以上的电竞椅椅垫。

本方案电竞椅椅垫设计了电流放大电路、滤波电路，增强的输入音频信号，通过一阶高通和三阶低通电路构成的滤波器，可将放大后的驱动信号进行筛选，超过设计频率范围外的信号会急剧衰减,而且不会产生新的噪声，提高了音频信号的高保真，最后经功放电路进行音锤和音频信号的同步震动；且该设备的结构简单、体积小、成本低；该设备用于电竞椅，可以让游戏玩家体验到与游戏情景中的音效一样的感受，更可在一些vr配套游戏中使用。同时，也可让一些音乐爱好者在享受音乐放松的同时，能够让身体在有节奏的同步震动感受中得到全身心的放松。

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