CN217546295U - 一种具有数字音量控制功能的助听器电路 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种具有数字音量控制功能的助听器电路，涉及助听器领域，包括音频处理模块、稳压模块、锂电池、充电管理模块、音量控制模块、麦克风和喇叭，音频处理模块分别与麦克风、喇叭、稳压模块电连接，稳压模块与锂电池电连接，锂电池电连接有充电管理模块，音频处理模块的控制脚与音量控制模块电连接，音频处理模块包括音频处理芯片U1及其外围电路，音量控制模块包括微处理器U2、电阻R7、电阻R10、电阻R16和触摸感应电路。取消手动物理开关，利用霍尔检测开关实现自动开机，利用触摸感应技术实现功能操作，实现对音量增益的精确控制，使操作步进增益均匀增加或减小，提高操作体验与产品寿命，增强用户体验。
Description
技术领域
本实用新型涉及助听器领域，特别是涉及一种具有数字音量控制功能的助听器电路。
背景技术
助听器就是一种放大声音的装置，它的功能是增加声能强度并尽可能不失真地传入耳内，将声能转换为电信号，以电路处理放大后再转换为声能。佩带这种助听器，可以在不同程度上弥补听觉障碍者的听力损失。
助听器按外型结构一般分为四种类型：耳背式（BTE）、耳内式（ITE）、耳道式（ITC）、深耳道式（CIC）。耳内式助听器体积相应比耳道式助听器体积稍大，比耳背式助听器体积较小，结构设计相对灵活，在电路设计中可更好的考虑降噪效果等使用体验。
现有的耳内式助听器从充电盒中取出机器时，需手动拔动或按下开关实现开关机功能。由于助听器产品体积相对较小、拔动开关或轻触开关的结构件比较小，操作不便。现有的耳内式助听器传统使用手动电位器控制音量或利用微处理器（MCU)I/O的接地功能，控制音频信号通道中不同阻值的接地电阻来改变功率放大级输入端的信号电平的大小来改变增益，从且达到改变音量大小的目的。电位器的位置不能精确固定在某一个确定参数值。改变微处理器（MCU)I/O端口的接地电阻来改变增益的方式这种方法不是数字信号，步进不均匀，对信号有损失，失真较大。这两种控制方式都不能精确、均匀的控制音量。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种具有数字音量控制功能的助听器电路，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：一种具有数字音量控制功能的助听器电路，包括音频处理模块、稳压模块、锂电池、充电管理模块、音量控制模块、麦克风和喇叭，所述音频处理模块的输入与麦克风电连接，所述音频处理模块的输出与喇叭电连接，所述音频处理模块的电源输入脚与稳压模块电连接，所述稳压模块与锂电池电连接，所述锂电池电连接有充电管理模块，所述音频处理模块的控制脚与音量控制模块电连接；
音频处理模块包括音频处理芯片U1及其外围电路；
稳压模块包括LDO稳压芯片及霍尔开关检测电路，所述LDO稳压芯片的使能端EN和电源输入端VIN电连接有霍尔开关检测电路；
音量控制模块包括微处理器U2、电阻R7、电阻R10、电阻R16和触摸感应电路，所述微处理器U2设有复位输入端口、I2C通信接口A、I2C通信接口B和I2C通信接口C，所述微处理器U2的I2C通信接口C与触摸感应电路电连接，所述微处理器U2的I2C通信接口A分别与音频处理芯片U1的CLOCK脚、电阻R7电连接，所述微处理器U2的I2C通信接口B分别与音频处理芯片U1的UP/DN脚、电阻R10电连接，所述微处理器U2的复位输入端口串联有电阻R16，所述电阻R16分别与电阻R7、电阻R10电连接。
利用霍尔检测开关，从充电仓取出机器时离开磁力感应范围实现自动开机，提高操作体验与产品寿命，实现取消开关机手动开关；利用微处理器U2配合控制音量电路和触摸感应电路，利用触摸感应技术和软件算法实现功能操作，提高操作体验与产品寿命，实现取消手动电位器；利用音频处理芯片U1配合微处理器U2实现对音量增益的精确控制，使操作步进增益均匀增加或减小，增强用户体验。
进一步地，所述触摸感应电路包括触摸检测芯片U3、触摸感应开关、电阻R17、电容C17和电容C25，所述触摸检测芯片U3的输入脚与触摸感应开关之间电连接有电阻R17，所述触摸检测芯片U3的输出脚与微处理器U2的I2C通信接口C电连接，所述触摸感应开关的输出与触摸检测芯片U3的GND脚之间电连接有电容C17，所述触摸检测芯片U3的AHLB脚与GND脚电连接（输出高电平有效），所述触摸检测芯片U3的VDD脚与TOG脚之间电连接有电容C25。利用数字音量控制技术，将物理的电位器或音量控制方式为使用I2C信号进行控制。在音频处理芯片U1内部精确控制音量的步进（每增加或减小一级音量就相应的增加或减小6dB），实现对音频信号大小的精确控制取消手动物理开关。将物理的电位器改变为触摸感应开关，通过触摸感应开关实现控制助听器的功能操作，提高操作体验与产品寿命。
进一步地，所述霍尔开关检测电路包括霍尔传感器、常闭继电器、电阻R20和电阻R21，所述LDO稳压芯片的电源输入端VIN与电阻R20电连接，所述LDO稳压芯片的使能端EN与电阻R21电连接，所述常闭继电器的第一端分别与霍尔传感器的电源输入端VDD、电阻R20电连接，所述常闭继电器的第三端分别与霍尔传感器的输出端OUT、电阻R21电连接，所述常闭继电器的第二端分别与霍尔传感器的常闭端NC、霍尔传感器的接地端GND电连接，所述常闭继电器的第四端分别与霍尔传感器的常闭端NC、霍尔传感器的接地端GND电连接。利用霍尔检测开关，从充电仓取出机器时离开磁力感应范围实现自动开机，取消手动物理开关，提高操作体验与产品寿命。
进一步地，所述霍尔开关检测电路还包括电容C24，所述霍尔传感器的电源输入端VDD和常闭端NC之间电连接有电容C24。通过配置电容C24，保持霍尔传感器的电源输入端VDD和常闭端NC电压稳定，避免受干扰。
进一步地，所述稳压模块还包括电容C19，所述LDO稳压芯片的接地端GND和输出端VOUT之间电连接有电容C19。通过配置电容C24，保持LDO稳压芯片的接地端GND和输出端VOUT电压稳定，避免受干扰。
进一步地，所述音频处理芯片U1为音频功率放大器LM4811。音频功率放大器LM4811为数字音量控制芯片，利用专有的数字音量控制芯片对音量增益进行精确控制，使操作步进增益均匀增加或减小，增强用户体验。
进一步地，所述微处理器U2为QFN20微控制器。采用QFN20封装类型微控制器控制音量。
进一步地，所述触摸检测芯片U3为触摸检测芯片VKD233DR。采用VKD233DR作为按键触摸检测芯片，取消手动物理开关，利用触摸感应技术和软件算法实现功能操作，提高操作体验与产品寿命。
进一步地，所述电阻R20为10K欧姆，所述电阻R21为100K欧姆。
本实用新型的有益效果为：取消手动物理开关，利用霍尔检测开关实现自动开机，利用触摸感应技术实现功能操作，实现对音量增益的精确控制，使操作步进增益均匀增加或减小，提高操作体验与产品寿命，增强用户体验。
附图说明
附图对本实用新型作进一步说明，但附图中的实施例不构成对本实用新型的任何限制。
图1为本实用新型一实施例提供的音频处理模块的示意图；
图2为本实用新型一实施例提供的音量控制模块的示意图；
图3为本实用新型一实施例提供的稳压模块的示意图；
图4为本实用新型一实施例提供的充电管理模块的示意图。
图5为本实用新型一实施例提供的音频处理芯片U1的内部控制音量电路的示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限制本实用新型。
需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者可能同时存在居中元件。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。
在本实用新型中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上、下、左、右”通常是指如图1所示的上下左右。“内、外”是指具体轮廓上的内与外。“远、近”是指相对于某个部件的远与近。
如图1-图5中所示，本实用新型一实施例提供的一种具有数字音量控制功能的助听器电路包括音频处理模块、稳压模块、锂电池、充电管理模块、音量控制模块、麦克风和喇叭，所述音频处理模块的输入与麦克风电连接，所述音频处理模块的输出与喇叭电连接，所述音频处理模块的电源输入脚与稳压模块电连接，所述稳压模块与锂电池电连接，所述锂电池电连接有充电管理模块，所述音频处理模块的控制脚与音量控制模块电连接；
音频处理模块包括音频处理芯片U1及其外围电路；
稳压模块包括LDO稳压芯片及霍尔开关检测电路，所述LDO稳压芯片的使能端EN和电源输入端VIN电连接有霍尔开关检测电路，图中霍尔开关检测电路自动控制开关机；
音量控制模块包括微处理器U2、电阻R7、电阻R10、电阻R16和触摸感应电路，音量受I2C信号控制。所述微处理器U2设有复位输入端口、I2C通信接口A、I2C通信接口B和I2C通信接口C，所述微处理器U2的I2C通信接口C与触摸感应电路电连接，所述微处理器U2的I2C通信接口A分别与音频处理芯片U1的CLOCK脚、电阻R7电连接，所述微处理器U2的I2C通信接口B分别与音频处理芯片U1的UP/DN脚、电阻R10电连接，所述微处理器U2的复位输入端口串联有电阻R16，所述电阻R16分别与电阻R7、电阻R10电连接。
利用霍尔检测开关，从充电仓取出机器时离开磁力感应范围实现自动开机，提高操作体验与产品寿命，实现取消开关机手动开关；利用微处理器U2配合控制音量电路和触摸感应电路，利用触摸感应技术和软件算法实现功能操作，提高操作体验与产品寿命，实现取消手动电位器；利用音频处理芯片U1配合微处理器U2实现对音量增益的精确控制，使操作步进增益均匀增加或减小，增强用户体验。
所述触摸感应电路包括触摸检测芯片U3、触摸感应开关、电阻R17、电容C17和电容C25，所述触摸检测芯片U3的输入脚与触摸感应开关之间电连接有电阻R17，所述触摸检测芯片U3的输出脚与微处理器U2的I2C通信接口C电连接，所述触摸感应开关的输出与触摸检测芯片U3的GND脚之间电连接有电容C17，所述触摸检测芯片U3的AHLB脚与GND脚电连接（输出高电平有效），所述触摸检测芯片U3的VDD脚与TOG脚之间电连接有电容C25。利用数字音量控制技术，将物理的电位器或音量控制方式为使用I2C信号进行控制。在音频处理芯片U1内部精确控制音量的步进（每增加或减小一级音量就相应的增加或减小6dB），实现对音频信号大小的精确控制取消手动物理开关。将物理的电位器改变为触摸感应开关，通过触摸感应开关实现控制助听器的功能操作，提高操作体验与产品寿命。
所述霍尔开关检测电路包括霍尔传感器、常闭继电器、电阻R20和电阻R21，所述LDO稳压芯片的电源输入端VIN与电阻R20电连接，所述LDO稳压芯片的使能端EN与电阻R21电连接，所述常闭继电器的第一端分别与霍尔传感器的电源输入端VDD、电阻R20电连接，所述常闭继电器的第三端分别与霍尔传感器的输出端OUT、电阻R21电连接，所述常闭继电器的第二端分别与霍尔传感器的常闭端NC、霍尔传感器的接地端GND电连接，所述常闭继电器的第四端分别与霍尔传感器的常闭端NC、霍尔传感器的接地端GND电连接。利用霍尔检测开关，从充电仓取出机器时离开磁力感应范围实现自动开机，取消手动物理开关，提高操作体验与产品寿命。
所述霍尔开关检测电路还包括电容C24，所述霍尔传感器的电源输入端VDD和常闭端NC之间电连接有电容C24。通过配置电容C24，保持霍尔传感器的电源输入端VDD和常闭端NC电压稳定，避免受干扰。
所述稳压模块还包括电容C19，所述LDO稳压芯片的接地端GND和输出端VOUT之间电连接有电容C19。通过配置电容C24，保持LDO稳压芯片的接地端GND和输出端VOUT电压稳定，避免受干扰。
所述音频处理芯片U1为音频功率放大器LM4811。音频功率放大器LM4811为数字音量控制芯片，利用专有的数字音量控制芯片对音量增益进行精确控制，使操作步进增益均匀增加或减小，增强用户体验。
所述微处理器U2为QFN20微控制器。采用QFN20封装类型微控制器控制音量。
所述触摸检测芯片U3为触摸检测芯片VKD233DR。采用VKD233DR作为按键触摸检测芯片，取消手动物理开关，利用触摸感应技术和软件算法实现功能操作，提高操作体验与产品寿命。
所述电阻R20为10K欧姆，所述电阻R21为100K欧姆。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (9)
1.一种具有数字音量控制功能的助听器电路，其特征在于：包括音频处理模块、稳压模块、锂电池、充电管理模块、音量控制模块、麦克风和喇叭，所述音频处理模块的输入与麦克风电连接，所述音频处理模块的输出与喇叭电连接，所述音频处理模块的电源输入脚与稳压模块电连接，所述稳压模块与锂电池电连接，所述锂电池电连接有充电管理模块，所述音频处理模块的控制脚与音量控制模块电连接；
音频处理模块包括音频处理芯片U1及其外围电路；
稳压模块包括LDO稳压芯片及霍尔开关检测电路，所述LDO稳压芯片的使能端EN和电源输入端VIN电连接有霍尔开关检测电路；
音量控制模块包括微处理器U2、电阻R7、电阻R10、电阻R16和触摸感应电路，所述微处理器U2设有复位输入端口、I2C通信接口A、I2C通信接口B和I2C通信接口C，所述微处理器U2的I2C通信接口C与触摸感应电路电连接，所述微处理器U2的I2C通信接口A分别与音频处理芯片U1的CLOCK脚、电阻R7电连接，所述微处理器U2的I2C通信接口B分别与音频处理芯片U1的UP/DN脚、电阻R10电连接，所述微处理器U2的复位输入端口串联有电阻R16，所述电阻R16分别与电阻R7、电阻R10电连接。
2.根据权利要求1所述具有数字音量控制功能的助听器电路，其特征在于：所述触摸感应电路包括触摸检测芯片U3、触摸感应开关、电阻R17、电容C17和电容C25，所述触摸检测芯片U3的输入脚与触摸感应开关之间电连接有电阻R17，所述触摸检测芯片U3的输出脚与微处理器U2的I2C通信接口C电连接，所述触摸感应开关的输出与触摸检测芯片U3的GND脚之间电连接有电容C17，所述触摸检测芯片U3的AHLB脚与GND脚电连接，所述触摸检测芯片U3的VDD脚与TOG脚之间电连接有电容C25。
3.根据权利要求1所述具有数字音量控制功能的助听器电路，其特征在于：所述霍尔开关检测电路包括霍尔传感器、常闭继电器、电阻R20和电阻R21，所述LDO稳压芯片的电源输入端VIN与电阻R20电连接，所述LDO稳压芯片的使能端EN与电阻R21电连接，所述常闭继电器的第一端分别与霍尔传感器的电源输入端VDD、电阻R20电连接，所述常闭继电器的第三端分别与霍尔传感器的输出端OUT、电阻R21电连接，所述常闭继电器的第二端分别与霍尔传感器的常闭端NC、霍尔传感器的接地端GND电连接，所述常闭继电器的第四端分别与霍尔传感器的常闭端NC、霍尔传感器的接地端GND电连接。
4.根据权利要求3所述具有数字音量控制功能的助听器电路，其特征在于：所述霍尔开关检测电路还包括电容C24，所述霍尔传感器的电源输入端VDD和常闭端NC之间电连接有电容C24。
5.根据权利要求1所述具有数字音量控制功能的助听器电路，其特征在于：所述稳压模块还包括电容C19，所述LDO稳压芯片的接地端GND和输出端VOUT之间电连接有电容C19。
6.根据权利要求1所述具有数字音量控制功能的助听器电路，其特征在于：所述音频处理芯片U1为音频功率放大器LM4811。
7.根据权利要求1所述具有数字音量控制功能的助听器电路，其特征在于：所述微处理器U2为QFN20微控制器。
8.根据权利要求2所述具有数字音量控制功能的助听器电路，其特征在于：所述触摸检测芯片U3为触摸检测芯片VKD233DR。
9.根据权利要求1所述具有数字音量控制功能的助听器电路，其特征在于：所述电阻R20为10K欧姆，所述电阻R21为100K欧姆。
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