一种智能音箱制造技术

一种智能音箱，包括音频信号输入单元和全频扬声器，还包括：超声波信号处理单元，用于接收和处理音频信号输入单元输入的音频信号并输出调制波；信号发生器，用于发送产生恒定波频段的超声波的信号；超声换能器阵列组件，用于接收调制波并进行放大和高频振动后输出振动波以进行音频信号的定向传播，同时，接收信号发生器发送的信号并输出所述恒定波频段的超声波；切换控制开关，用于控制超声波信号处理单元和全频扬声器与信号输入单元之间的连接；声波信号接收器，用于接收所述恒定波频段的超声波的回波，将其转换为电信号并输出；信号处理器，用于将所述电信号对应的声波频率与预设的频率阈值进行比较，并根据比较结果控制切换控制开关工作。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及音箱设备
，特别是涉及一种智能音箱。
技术介绍
物联网的兴起极大地方便了人们的生活方式，也极大地促进了智能家居行业的发展，智能家居产品拥有较好的发展前景和市场预期，智能家庭影院是其中的一大发展方向。在一个智能家庭影院系统中，智能小音箱越来越多地作为智能家居控制中枢出现在人们面前，能让人们在欣赏音乐的同时控制智能家电。然后，相较于耳机，智能音箱的一大缺点在于人们在其欣赏音乐的同时往往会影响周边其它人。为解决该问题，人们设计了声频定向扬声器。声频定向扬声器对输入的音频信号进行调制、放大后通过超声波换能器阵列定向传播。可实现指向性极强的可听声声束，而在该声束以外的环境产生的音量极小甚至听不到。然而声频定向扬声器目前还无法实现动圈式扬声器音箱所具备的音质。当人在不需要考虑对周边环境的影响时，其往往更追求对音质的要求，而声频定向扬声器在300Hz以下的低频段往往具有较高的失真，这点难以满足用户需求。这就影响了声频定向扬声器取代传统扬声器系统的作用，难以满足用户在不同环境下，对听音效果的不同追求。
技术实现思路
鉴于上述状况，本技术提供一种满足用户在不同环境下的听音效果的智能音箱。一种智能音箱，包括音频信号输入单元和全频扬声器，进一步的，还包括：超声波信号处理单元，所述超声波信号处理单元接收和处理所述音频信号输入单元输入的音频信号并输出调制波；信号发生器，所述信号发生器发送产生恒定波频段的超声波的信号；超声换能器阵列组件，所述超声换能器阵列组件接收所述调制波并进行放大和高频振动后输出振动波以进行音频信号的定向传播，同时，接收所述信号发生器发送的信号并输出所述恒定波频段的超声波；切换控制开关，与所述信号输入单元、超声波信号处理单元及全频扬声器相连，用于控制所述超声波信号处理单元和全频扬声器与所述信号输入单元之间的连接；声波信号接收器，所述声波信号接收器接收所述恒定波频段的超声波的回波，将其转换为电信号并输出；信号处理器，所述信号处理器接收所述声波信号接收器输出的所述电信号，将所述电信号对应的声波频率与预设的频率阈值进行比较，并根据比较结果控制所述切换控制开关工作。信号发生器向超声换能器阵列组件发送产生恒定波频段的超声波的信号，超声波换能器阵列组件接收该信号后产生恒定波频段的超声波。如果超声换能器阵列的前方环境中没有物体在移动，那么麦克风阵列接收到的恒定波频段的超声波的回波的频率也应该是恒定的。但是如果超声换能器阵列的前方环境中有物体在移动，麦克风阵列接收到的回波的频率就会变化，且当物体靠近该智能音箱时，麦克风接收到的回波的频率就会升高，反之则会降低。通过比较恒定波频段的超声波的回波的频率与预设的频率阈值的大小，控制切换控制开关工作，使音频信号输入单元连接超声波信号处理单元和全频扬声器中的一个。从而实现普通智能音箱的声场效果和指向性声场效果之间的切换，使人们在不同环境使用智能音箱时，能欣赏到尽可能好的声音效果。上述智能音箱，其中，所述超声波信号处理单元包括高通滤波器和超声调制器。上述智能音箱，其中，所述高通滤波器允许300Hz-500Hz频率音频信号通过。上述智能音箱，其中，当所述电信号对应的声波频率大于预设的频率阈值，切换控制开关工作。上述智能音箱，其中，所述信号处理器预设有与手势变化配套的频率阈值。上述智能音箱，其中，所述全频扬声器设置两个，分别位于所述智能音箱的两侧，所述超声换能器阵列组件设置在所述智能音箱的中部。上述智能音箱，其中，所述声波信号接收器为主要由多个MEMS麦克风组成的麦克风阵列。上述智能音箱，其中，所述麦克风阵列的各个MEMS麦克风设置在所述超声换能器阵列组件的边缘和中部的间隙处。上述智能音箱，其中，所述全频扬声器为动圈扬声器。附图说明图1为本技术实施例提出的智能音箱的分解图；图2为本技术实施例提出的智能音箱的立体组装图；图3为图1中印刷电路板的结构示意图；图4为本技术实施例提出的智能音箱的结构框图。主要元件符号说明具体实施方式为了便于理解本技术，下面将参照相关附图对本技术进行更全面的描述。附图中给出了本技术实施例。但是，本技术可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本技术的公开内容更加透彻全面。需要说明的是，当元件被称为“固设于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”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。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本技术的
的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本技术的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本技术。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。请参阅图1至图4，本技术实施体提供了一种智能音箱1，该智能音箱1主要由金属网罩11，前壳12，两个全频扬声器3，印刷电路板13，主板14和后壳15组装而成。两个全频扬声器3为2寸或3寸动圈扬声器，分别位于该智能音箱1的两侧。该智能音箱1设置有音频信号输入单元2，全频扬声器3接收输入的音频信号并转化为声波信号后放大输出。如图3所示，印刷电路板13位于该智能音箱1中部的通孔处，其上设置有超声换能器组件4。该超声换能器组件4包括超声放大器41和由多个超声换能器组成的超声换能器阵列42。超声换能器阵列42的周围和中部间隙处设有声波信号接收器，该麦克风阵列5为主要由多个MEMS(MicroelectromechanicalSystems，微型机电系统)麦克风组成的麦克风阵列5。为了尽可能地增大辐射面积，该智能音箱为长条形，所述超声换能器阵列42也为长条形。同时，为了保证麦克风阵列5更尽可能地感知到范围较广的回波信号，该麦克风阵列5的各个MEMS麦克风设置在超声换能器阵列42的边缘间隙处，并在中部保留一个MEMS麦克风。主板14上设置有信号处理器6、切换控制开关7、超声波信号处理单元8和信号发生器9。如图4所示，超声波信号处理单元8与音频信号输入单元2以及超声换能器阵列组件4相连。超声波信号处理单元8包括高通滤波器81和超声调制器82，用于接收和处理音频信号输入单元2输入的音频信号，并向超声换能器阵列组件4输出高频率的调制波。本实施例中高通滤波器允许300Hz-500Hz频率音频信号通过。信号发生器9与超声换能器阵列组件4相连，用于向超声换能器阵列组件4发送产生恒定波频段的超声波的信号。超声换能器阵列组件4接收超声波信号处理单元8输出的调制波并进行放大和高频振动后输出振动波以进行音频信号的定向传播，同时接收信号发生器9发送的信号并输出所述恒定波频段的超声波。切换控制开关7与信号输入单元输2、超声波信号处理单元8及全频扬声器3相连，用于控制超声波信号处理单元8和全频扬声器3与音频信号输入单元2之间的连接。麦克风阵列5与信号处理器6相连，用于将接收的所述恒定波频段的超声波的回波，并将其转换为电信号并输出；信号处理器6接收麦克风阵列5输出的所述电信号，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种智能音箱，包括音频信号输入单元和全频扬声器，其特征在于，还包括：超声波信号处理单元，所述超声波信号处理单元接收和处理所述音频信号输入单元输入的音频信号并输出调制波；信号发生器，所述信号发生器发送产生恒定波频段的超声波的信号；超声换能器阵列组件，所述超声换能器阵列组件接收所述调制波并进行放大和高频振动后输出振动波以进行音频信号的定向传播，同时，接收所述信号发生器发送的信号并输出所述恒定波频段的超声波；切换控制开关，与所述信号输入单元、超声波信号处理单元及全频扬声器相连，用于控制所述超声波信号处理单元和全频扬声器与所述信号输入单元之间的连接；声波信号接收器，所述声波信号接收器接收所述恒定波频段的超声波的回波，将其转换为电信号并输出；信号处理器，所述信号处理器接收所述声波信号接收器输出的所述电信号，将所述电信号对应的声波频率与预设的频率阈值进行比较，并根据比较结果控制所述切换控制开关工作。

【技术特征摘要】
1.一种智能音箱，包括音频信号输入单元和全频扬声器，其特征在于，还包括：超声波信号处理单元，所述超声波信号处理单元接收和处理所述音频信号输入单元输入的音频信号并输出调制波；信号发生器，所述信号发生器发送产生恒定波频段的超声波的信号；超声换能器阵列组件，所述超声换能器阵列组件接收所述调制波并进行放大和高频振动后输出振动波以进行音频信号的定向传播，同时，接收所述信号发生器发送的信号并输出所述恒定波频段的超声波；切换控制开关，与所述信号输入单元、超声波信号处理单元及全频扬声器相连，用于控制所述超声波信号处理单元和全频扬声器与所述信号输入单元之间的连接；声波信号接收器，所述声波信号接收器接收所述恒定波频段的超声波的回波，将其转换为电信号并输出；信号处理器，所述信号处理器接收所述声波信号接收器输出的所述电信号，将所述电信号对应的声波频率与预设的频率阈值进行比较，并根据比较结果控制所述切换控制开关工作。2.如权利要求1所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：蒋国珠，季顺国，
申请(专利权)人：江西联创宏声电子股份有限公司，
类型：新型
国别省市：江西;36