阅读说明：本技术 一种载波电路和定向发声设备 (Carrier circuit and directional sound production equipment ) 是由 贾玉虎 于 2019-09-06 设计创作，主要内容包括：本申请实施例公开了一种载波电路,该载波电路包括：反相器,滤波电路,充放电电路和电源,反相器的电源端连接电源,反相器的使能端和反相器的接地端分别接地,反相器用于：在反相器的输入端接收输入信号,对输入信号的相位进行反转处理,在反相器的输出端得到载波信号,滤波电路的一端连接电源端,滤波电路的另一端接地,滤波电路用于对电源进行滤波,充放电电路的第一端连接输出端,充放电电路的第二端连接输入端,充放电电路的第三端接地,充放电电路用于根据载波信号进行充电或者放电,以更新输入端的输入信号,本申请实施例还同时提供了一种定向发声设备。(The embodiment of the application discloses a carrier circuit, this carrier circuit includes: the power supply end of the phase inverter is connected with the power supply, the enabling end of the phase inverter and the grounding end of the phase inverter are respectively grounded, and the phase inverter is used for: the directional sounding device comprises a phase inverter, a power supply end, a filter circuit, a charging and discharging circuit and a directional sounding device, wherein the input end of the phase inverter is used for receiving an input signal, the phase inverter is used for inverting the phase of the input signal, a carrier signal is obtained at the output end of the phase inverter, one end of the filter circuit is connected with the power supply end, the other end of the filter circuit is grounded, the filter circuit is used for filtering the power supply, the first end of the charging and discharging circuit is connected with the output end, the second end of the charging and discharging circuit is connected with the input end, the third end of the charging and discharging circuit is grounded, the.)

一种载波电路和定向发声设备

技术领域

本申请涉及载波电路的技术，尤其涉及一种载波电路和定向发声设备。

背景技术

目前，随着用户试听场景的增加，以及对信息私密性的保护，定向发生设备的出现逐渐成为消费者的选择，当前主流的定向发生设备主要应用于展馆，导购台等场景中，该设备由音频处理模块、电源模块以及超声波的发声模块组成，其中，音频处理模块中最关键的一环就是载波电路。

一般地，载波电路使用微控制单元(MCU，Microcontroller Unit)+晶振，输出所需频率的载波信号，但是，采用MCU产生载波信号，信号质量差，稳定性差，容易受到干扰而产生信号抖动，并且，MCU需外挂晶振，增加了硬件成本；由此可以看出，现有的载波电路产生的载波信号质量较差。

发明内容

本申请实施例提供一种载波电路和定向发声设备，能够提高载波电路所产生的载波信号的指令。

本申请的技术方案是这样实现的：

本申请实施例提供了一种载波电路，包括：反相器，滤波电路，充放电电路和电源；其中，

所述反相器的电源端连接所述电源，所述反相器的使能端和所述反相器的接地端分别接地；所述反相器用于：在所述反相器的输入端接收输入信号，对所述输入信号的相位进行反转处理，在所述反相器的输出端得到载波信号；

所述滤波电路的一端连接所述电源端，所述滤波电路的另一端接地；所述滤波电路用于对所述电源进行滤波；

所述充放电电路的第一端连接所述输出端，所述充放电电路的第二端连接所述输入端，所述充放电电路的第三端接地；所述充放电电路用于根据所述载波信号进行充电或者放电，以更新所述输入端的输入信号。

在上述载波电路中，所述滤波电路包括：第一电容。

在上述载波电路中，所述反相器的输入端包括：第一输入端，第二输入端和第三输入端，所述反相器的输出端包括第一输出端，第二输出端和第三输出端；其中，

所述第一输入端连接所述充放电电路的第二端，所述第二输入端连接所述第一输出端，所述第三输入端连接第二输出端，所述第三输出端连接所述充放电电路的第一端；

所述反相器用于：在所述反相器的第一输入端接收输入信号，对所述输入信号的相位进行反转处理，在所述反相器的第三输出端得到载波信号。

在上述载波电路中，当所述输入信号为低电平；

所述反相器用于：在所述反相器的第一输入端接收低电平，对接收到的第电平的相位进行反转处理，在所述反相器的第三输出端得到载波信号；其中，所述载波信号为高电平。

在上述载波电路中，当所述输入信号为高电平；

所述反相器用于：在所述反相器的第一输入端接收高电平，对接收到的高电平的相位进行反转处理，在所述反相器的第三输出端得到载波信号；其中，所述载波信号为低电平。

在上述载波电路中，所述载波电路还包括：反馈电路；其中，

所述反馈电路的一端连接所述第二输出端，所述反馈电路的另一端连接所述第一输入端；

所述反馈电路用于将所述第二输出端的信号反馈至所述第一输入端。

在上述载波电路中，所述反馈电路包括：第一电阻。

在上述载波电路中，所述充放电电路包括：第二电阻，第三电阻和第二电容；

其中，所述第二电阻的一端连接至所述第三输出端，所述第二电阻的另一端分别连接至所述第三电阻的一端和所述第二电容的一端，所述第三电阻的另一端连接至所述第一输入端，所述第二电容的另一端接地；

所述第二电阻用于将所述载波信号传输至所述第二电容，以对所述第二电容进行充放电，得到充放电后的信号；

所述第三电阻用于将充放电后的信号传输至所述第一输入端，以更新所述第一输入端的输入信号。

在上述载波电路中，当所述载波信号为高电平时，相应地，

所述第二电阻用于将所述载波信号传输至所述第二电容，以对所述第二电容进行充电，得到充电后的信号；

所述第三电阻用于将充电后的信号传输至所述第一输入端，以更新所述第一输入端的输入信号；其中，所述更新后的输入信号为高电平。

在上述载波电路中，当所述载波信号为低电平时，相应地，

所述第二电阻用于将所述载波信号传输至所述第二电容，以使得所述第二电容进行放电，得到放电后的信号；

所述第三电阻用于将放电后的信号传输至所述第一输入端，以更新所述第一输入端的输入信号；其中，所述更新后的输入信号为低电平。

本申请实施例提供了一种定向发声设备，所述定向发声设备的载波电路为上述一个或多个实施例所述的载波电路。

本申请实施例提供了一种载波电路和定向发声设备，该载波电路包括反相器，滤波电路，充放电电路和电源，其中，反相器的电源端连接电源，反相器的使能端和反相器的接地端分别接地，反相器用于：在反相器的输入端接收输入信号，对输入信号的相位进行反转处理，在反相器的输出端得到载波信号，滤波电路的一端连接电源端，滤波电路的另一端接地，滤波电路用于对电源进行滤波，充放电电路的第一端连接输出端，充放电电路的第二端连接输入端，充放电电路的第三端接地，充放电电路用于根据载波信号进行充电或者放电，以更新输入端的输入信号；也就是说，在本申请实施例中，通过反相器对输入信号的相位进行反转，并利用充放电电路可以在更新反相器的输入信号的同时，调整反相器的延时时间，以输出得到所需频率的载波信号，并且，通过滤波电路对电源滤除纹波噪声，可以降低电源对反相器的干扰，从而提高了载波信号的稳定性，进而提高了载波信号的质量。

附图说明

图1为本申请实施例提供的一种可选的载波电路的结构示意图；

图2为本申请实施例提供的一种可选的载波电路的实例的结构示意图；

图3为本申请实施例提供的一种可选的与图2对应的仿真结果示意图；

图4为本申请实施例提供的一种可选的定向发声设备的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。

定向发声，就是通过超声载波信号将声音信号固定方向发送，其中，载波电路用于产生载波信号，对普通信号进行调制。

随着定向发声领域的发展，定向发声设备主要广泛应用于展馆，导购台等场景中，定向发声设备中载波电路是最关键的模块之一，现有的载波电路是使用MCU+晶振输出所需频率的载波信号，然而通过MCU+晶振产生的载波信号稳定性差，容易受到干扰，导致质量差，并且MCU外挂晶振，导致硬件成本较高。

为了提高载波信号的质量，本申请实施例提供了一种载波电路，图1为本申请实施例提供的一种可选的载波电路的结构示意图，参考图1所示，该载波电路包括：反相器11，滤波电路12，充放电电路13和电源14，其中，

反相器11的电源端111连接电源，反相器11的使能端112和反相器11的接地端113分别接地；反相器11用于：在反相器11的输入端114接收输入信号，对输入信号的相位进行反转处理，在反相器11的输出端115得到载波信号；

滤波电路12的一端连接电源端111，滤波电路12的另一端接地；滤波电路12用于对电源14进行滤波；

充放电电路13的第一端131连接输出端115，充放电电路13的第二端132连接输入端114，充放电电路13的第三端133接地；充放电电路13用于根据载波信号进行充电或者放电，以更新输入端114的输入信号。

具体来说，反相器11主要用于对接收到的输入信号的相位反转180度，例如，当输入信号为高电平，载波信号为低电平，当输入信号为低电平，载波信号为高电平。

上述反相器11可以包括多个输入端，并且每个输入端对应一个输出端，当反相器11的某个输入端接收到输入信号，那么，反相器11对该输入信号进行处理，在该输入端对应的输出端得到该输入信号的反转信号，例如，该多个输入端的其中一个输入端接收到输入信号为高电平，反相器11将高电平的相位进行反转，在对应的输出端得到的载波信号为反转后的低电平，该多个输入端的其中一个输入端接收到输入信号为低电平，反相器11将高电平的相位进行反转，在对应的输出端得到的载波信号为反转后的高电平。

在上述载波电路中，滤波电路12用于对电源14进行滤波，这样，滤波电路12可以滤除电源14中的纹波噪声，以防止电源14对反相器11的干扰，从而可以增加反相器11的抗干扰能力。

上述充放电电路13根据载波信号进行充放电，也就是说，当载波信号为高电平，对充放电电路13进行充电，使得将输入信号钳制为高电平，从而在输出端得到载波信号为低电平；当载波信号为低电平，对充放电电路13进行放电，使得将输入信号钳制为低电平，从而在输出端得到载波信号为高电平；这样，使得在反相器11的输出端115可以得到方波，即载波信号，并且，该载波信号的频率可以通过调整充放电电路13的电路参数以调整载波反相器11的延时时间，从而达到调整载波信号的频率的目的。

可见，通过滤波电路12滤除电源14对反相器11的纹波噪声，在对反相器11进行供电，通过反相器11对输入信号的相位进行反转得到输出信号，通过充放电电路13更新输入信号，从而使得输出信号得到反转，连续反转的输出信号即为载波电路输出端得到的载波信号，这样，通过反相器11，充放电电路13，滤波电路12和电源14即可产生频率可调的载波信号。

为了消除电源对反相器11的干扰，在一种可选的实施例中，滤波电路12可以包括：第一电容。

也就是说，这里滤波电路11采用滤波电容来滤除电源14带来的纹波噪声，通过调整第一电容的值可以不同程度的减小反相器11收到的来自电源14的干扰。

为了得到载波信号，在一种可选的实施例中，反相器11的输入端114可以包括：第一输入端，第二输入端和第三输入端，反相器11的输出端115包括第一输出端，第二输出端和第三输出端；其中，

第一输入端连接充放电电路13的第二端132，第二输入端连接第一输出端，第三输入端连接第二输出端，第三输出端连接充放电电路13的第一端131；

反相器11用于：在反相器11的第一输入端接收输入信号，对输入信号的相位进行反转处理，在反相器11的第三输出端得到载波信号。

也就是说，该反相器11至少为包含三个输入端和对应的输出端的反相器，当第一输入端输入的信号为低电平，第一输出端的输出的信号为高电平，同理，第二输入端输入的信号为低电平，第二输出端的输出的信号为高电平，第三输入端输入的信号为低电平，第三输出端的输出的信号为高电平。

通过上述连接方式，在第一输入端输入输入信号，经过上述反转方法对输入信号的相位反转180度，第三输出端作为载波电路的输出端，将第三输出端输出的信号作为载波信号。

为了得到载波信号，在一种可选的实施例中，当输入信号为低电平；

反相器11用于：在反相器11的第一输入端接收低电平，对接收到的低电平的相位进行反转处理，在反相器11的第三输出端得到载波信号；

其中，载波信号为高电平。

当第一输入端接收到的输入信号为低电平，使得第一输出端对该输入信号的相位进行反转得到高电平，第一输出端的输出信号将第二输入端的电位钳制为高电平，进行相位反转后，使得第二输出端的输出信号为低电平，第二输出端的输出信号将第三输入端的电位钳制为低电平，进行相位反转后，使得第三输出端的输出信号为高电平，即此时得到的载波信号为高电平。

当载波信号为高电平时，充放电电路13进行充电，将第一输入端的输入信号更新为高电平，经过上述至少包括上述三个输入端和输出端的反相器，使得载波信号变为低电平，这样，便形成了连续的方波，即载波信号。

为了得到载波信号，在一种可选的实施例中，当输入信号为高电平；

反相器11用于：在反相器11的第一输入端接收高电平，对接收到的高电平的相位进行反转处理，在反相器11的第三输出端得到载波信号；

其中，载波信号为低电平。

当第一输入端接收到的输入信号为高电平，使得第一输出端对该输入信号的相位进行反转得到低电平，第一输出端的输出信号将第二输入端的电位钳制为低电平，进行相位反转后，使得第二输出端的输出信号为高电平，第二输出端的输出信号将第三输入端的电位钳制为高电平，进行相位反转后，使得第三输出端的输出信号为低电平，即此时得到的载波信号为低电平。

当载波信号为低电平时，充放电电路13进行放电，将第一输入端的输入信号更新为低电平，经过上述至少包括上述三个输入端和输出端的反相器，使得载波信号变为高电平，这样，便形成了连续的方波，即载波信号。

为了增加载波电路中环路的稳定性，在一种可选的实施例中，载波电路还可以包括：反馈电路；其中，

反馈电路的一端连接第二输出端，反馈电路的另一端连接第一输入端；

反馈电路用于将第二输出端的信号反馈至第一输入端。

也就是说，在第二输出端与第一输入端之间设置有反馈电路，可以增加载波电路中环路的稳定性。

在一种可选的实施例中，反馈电路可以包括：第一电阻。

这里，在第二输出端与第一输入段之间设置第一电阻，可以通过调节第一电阻的阻值大小来调节载波电路中环路的稳定性。

在一种可选的实施例中，充放电电路13可以包括：第二电阻，第三电阻和第二电容；

其中，第二电阻的一端连接至第三输出端，第二电阻的另一端分别连接至第三电阻的一端和第二电容的一端，第三电阻的另一端连接至第一输入端，第二电容的另一端接地；

第二电阻用于将载波信号传输至第二电容，以对第二电容进行充放电，得到充放电后的信号；

第三电阻用于将充放电后的信号传输至第一输入端，以更新第一输入端的输入信号。

也就是说，该充放电电路13是由第二电阻，第三电阻和第二电容组成的，第二电阻和第二电容组成第一输入端的RC网络，用于增加载波电路的延时，第二电阻和第三电阻组成振荡电路，可以调节输出振荡频率。

为了得到所需频率的载波信号，在一种可选的实施例中，当载波信号为高电平时，相应地，

第二电阻用于将载波信号传输至第二电容，以对第二电容进行充电，得到充电后的信号；

第三电阻用于将充电后的信号传输至第一输入端，以更新第一输入端的输入信号；

其中，更新后的输入信号为高电平。

当第三输出端输出的载波信号为高电平，载波信号通过第二电阻传输至等第二电容，为第二电容充电，第三电阻将充电后的信号传输至第一输入端，使得第一输入端输入的输入信号变为高电平。

当第一输入端输入的输入信号为高电平时，使得第一输出端对该输入信号的相位进行反转得到低电平，第一输出端的输出信号将第二输入端的电位钳制为低电平，进行相位反转后，使得第二输出端的输出信号为高电平，第二输出端的输出信号将第三输入端的电位钳制为高电平，进行相位反转后，使得第三输出端的输出信号为低电平，即此时得到的载波信号为低电平。

这样，就可以得到方波，即输出得到载波信号，同时可以通过调节第二电阻和第二电容以调节反相器11的延时，从而得到所需频率的载波信号。

为了得到所需频率的载波信号，在一种可选的实施例中，当载波信号为低电平时，相应地，

第二电阻用于将载波信号传输至第二电容，以使得第二电容进行放电，得到放电后的信号；

第三电阻用于将放电后的信号传输至第一输入端，以更新第一输入端的输入信号；

其中，更新后的输入信号为低电平。

当第三输出端输出的载波信号为低电平，载波信号通过第二电阻传输至等第二电容，为第二电容放电，第三电阻将放电后的信号传输至第一输入端，使得第一输入端输入的输入信号变为低电平。

当第一输入端输入的输入信号为低电平时，使得第一输出端对该输入信号的相位进行反转得到高电平，第一输出端的输出信号将第二输入端的电位钳制为高电平，进行相位反转后，使得第二输出端的输出信号为低电平，第二输出端的输出信号将第三输入端的电位钳制为低电平，进行相位反转后，使得第三输出端的输出信号为高电平，即此时得到的载波信号为高电平。

这样，就可以得到方波，即形成载波信号，同时可以通过调节第二电阻和第二电容以调节反相器11的延时，从而得到所需频率的载波信号。

下面举实例来对上述一个或多个实施例所述的载波电路进行说明。

图2为本申请实施例提供的一种可选的载波电路的实例的结构示意图，如图2所示，该载波电路可以包括：反相器U1，滤波电容C2，反馈电阻R2，电阻R1，电阻R3和电容C1组成的充放电电路；其中，

U1包括16个端口，端口1和端口15为使能端，端口2，端口4，端口6，端口10，端口12和端口14为6个输入端，分别为A1，A2，A3，A4，A5和A6，端口3，端口5，端口7，端口9，端口11和端口13为6个输出端，分别为Y1，Y2，Y3，Y4，Y5和Y6，其中，A1与Y1相对应，A2与Y2相对应，A3与Y3相对应，A4与Y4相对应，A5与Y5相对应，A6与Y6相对应，端口16为电源端vcc。

在图2中，使能端接地，电源端vcc分别连接至电源VCC和C2的一端，C2的另一端接地，A1分别连接至R1的一端和R2的一端，A2连接Y1，A3分别连接至R2的另一端和Y2，其中，Y3连接至R3的一端，R3的另一端分别连接至R1的另一端和C1的一端，C1的另一端接地，Y3作为载波电路的输出端输出载波信号。

其中，R1＝22KΩ，R2＝100KΩ，R3＝6.5KΩ，C1＝3900pF，C2＝1μf。

工作原理：

U1为反相器，具体功能表1如下，输入输出状态反相：

表1

Input(A1，2…6)	Output(Y1，2…6)
		L	H
H	L

其中，C2为电源滤波电容，减小U1受到的电源干扰，C1、R1为第一输入级的RC网络，增加电路延时，R2为第二输出级到第一输出级的反馈电阻，增加信号稳定性，R3，R1为第三输出级到第一输入级的RC网络，C2为滤波电容，滤除纹波噪声，增加U1抗干扰能力。

上述图2的具体工作过程如下：

参考上述取值，图3为本申请实施例提供的一种可选的与图2对应的仿真结果示意图，参考图3所示，得到的载波信号为方波，横轴为时间T，纵轴为电压，T＝601.214μs时，电压为-2.516V，T＝576.972μs时，电压为2.484V，可以看出，通过上述图2，可以得到一个稳定频率的方波，波形频率F＝1/t＝40KHz，仿真与理论设计一致，在实际电路中，由于U1、电容器件本身的误差可能会与理论值有差异，此时可以根据实际情况进行调整。

其中，C1的取值大小会影响波形完成振荡的起始时间，此电容值可以根据系统所需的载波信号时序的要求设置，电容C1值建议取值小于10nF，可以满足多数系统的要求。

其中，R1，R3组成振荡电路，可以调节输出振荡频率，R2为反馈电阻，可以增加环路稳定性。同时由于U1的延迟时间在ns级别，此时的震荡频率过大，R1，R3，R2，C1组成的网络可以降低震荡频率，满足设计需求。

本申请实施例提供了一种载波电路，该载波电路包括反相器，滤波电路，充放电电路和电源，其中，反相器的电源端连接电源，反相器的使能端和反相器的接地端分别接地，反相器用于：在反相器的输入端接收输入信号，对输入信号的相位进行反转处理，在反相器的输出端得到载波信号，滤波电路的一端连接电源端，滤波电路的另一端接地，滤波电路用于对电源进行滤波，充放电电路的第一端连接输出端，充放电电路的第二端连接输入端，充放电电路的第三端接地，充放电电路用于根据载波信号进行充电或者放电，以更新输入端的输入信号；也就是说，在本申请实施例中，通过反相器对输入信号的相位进行反转，并利用充放电电路可以在更新反相器的输入信号的同时，调整反相器的延时时间，以输出得到所需频率的载波信号，并且，通过滤波电路对电源滤除纹波噪声，可以降低电源对反相器的干扰，从而提高了载波信号的稳定性，进而提高了载波信号的质量。

图4为本申请实施例提供的一种可选的定向发声设备的结构示意图，如图4所示，本申请实施例提供了一种定向发声设备400，该定向发生设备400的载波电路为上述一个或多个实施例所述的载波电路。

其中，计算机可读存储介质可以是磁性随机存取存储器(ferromagnetic randomaccess memory，FRAM)、只读存储器(Read Only Memory，ROM)、可编程只读存储器(Programmable Read-Only Memory，PROM)、可擦除可编程只读存储器(ErasableProgrammable Read-Only Memory，EPROM)、电可擦除可编程只读存储器(ElectricallyErasable Programmable Read-Only Memory，EEPROM)、快闪存储器(Flash Memory)、磁表面存储器、光盘、或只读光盘(Compact Disc Read-Only Memory，CD-ROM)等存储器。

本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请可采用硬件实施例、软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器和光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

以上所述，仅为本申请的较佳实施例而已，并非用于限定本申请的保护范围。