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  • 权利要求
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  • 法律状态
  • 优先权
    • 专利摘要:
    本实用新型涉及一种用于机顶盒语音控制的外接设备。目前对普通机顶盒升级为智能机顶盒具有大量需求，机顶盒具有USB接口和音频输出口。本实用新型包括主控模块、电源管理模块、以及连接至主控模块的麦克风阵列、回声消除模块、USB端子。主控模块完成数据处理、语音识别等功能。麦克风阵列由数个麦克风组成阵列，用于拾取环境音；USB端子插入机顶盒的USB接口，与机顶盒通信，并从机顶盒获取电源。回声消除模块中音频接头与机顶盒的音频输出口连接，用于回采机顶盒播放的音频。本实用新型可将传统的机顶盒设备升级为语音机顶盒，实现语音唤醒、语音识别，进而实现语音控制机顶盒开关机、调节音量、调节频道等功能。
    公开号:CN214338053U
    申请号:CN202120663844.XU
    申请日:2021-03-31
    公开日:2021-10-01
    发明作者:李前戎；凌云；韦栋；张东清
    申请人:Hangzhou Nationalchip Science & Technology Co ltd；
    IPC主号:H04N21-41
    专利说明:
    [n0001] 本实用新型属于自动控制技术领域，具体为一种用于机顶盒语音控制的外接设备。
    [n0002] 近年来，语音处理技术越来越成熟，语音控制的智能家居设备，也越来越多的应用于人们生活的方方面面。以机顶盒为切入点，目前市场上还有大量的传统机顶盒需要升级为智能机顶盒，如何经济、便捷地实现智能化升级，成为目前众多设备厂商的研究方向。区别于直接更换整套机顶盒设备，本发明提出了一种USB语音控制前端设备，使用机顶盒的USB及音频接口，将传统的机顶盒设备，经济、便捷地升级为智能化语音控制机顶盒。
    [n0003] 本实用新型的目的在于提供一种用于机顶盒语音控制的外接设备，用于传统机顶盒的智能化升级。
    [n0004] 本实用新型中机顶盒具有USB接口和音频输出口，外接设备包括主控模块、电源管理模块、以及连接至主控模块的麦克风阵列、回声消除模块、USB端子；
    [n0005] 所述的USB端子具有电源端、接地端、数据传输正端、数据传输负端；
    [n0006] 所述的电源管理模块的电源输入正端接USB端子的电源端，USB端子插入USB接口后，电源管理模块由机顶盒获取+5V电源；电源管理模块的电源输入负端接地，电源输入正端和电源输入负端通过电容耦合；电源管理模块输出+3.3V电源和+2.5V电源；
    [n0007] 所述的主控模块的电源脚接电源管理模块的+3.3V电源输出脚，接地脚GND接USB端子的接地端；主控模块的USB正数据脚接USB端子的数据传输正端，USB负数据脚接USB端子的数据传输负端；
    [n0008] 所述的麦克风阵列包括多个麦克风，每个麦克风以相同方式连接主控模块；麦克风的电源脚接电源管理模块的+2.5V电源输出脚，并通过去耦电容接地，正信号输出脚和负信号输出脚分别通过耦合电容接主控模块的正信号接收脚和负信号接收脚，麦克风的正信号输出脚和负信号输出脚通过电容耦合；麦克风的负信号输出脚和接地脚连接后接地；
    [n0009] 所述的回声消除模块包括音频接头和四个电阻、两个电容；音频接头具有对应设置的两个接地端、两个右声道音频信号脚、两个左声道音频信号脚；其中，两个右声道音频信号脚接第一电阻的一端，两个左声道音频信号脚接第二电阻的一端；第一电容和第三电阻并联后的一端接地，并联后的另一端与第一电阻的另一端连接后作为右声道音频信号输出端，接主控模块的一个音频信号正端输入脚；第二电容和第四电阻并联后的一端接地，并联后的另一端与第二电阻的另一端连接后作为左声道音频信号输出端，接主控模块的另一个音频信号正端输入脚；主控模块的两个音频信号负端输入脚分别通过电容接地。
    [n0010] 具体实施时，机顶盒设备内部预置USB协议数据，等待接收指令，外接设备中使用语音AI芯片，处理指令信息，处理的结果通过USB数据线进行传输。外接设备与机顶盒之间的通讯方式为USB方式，使用现有成熟的USB通信协议。机顶盒以及外接设备主控模块预设软件为成熟的现有技术，本实用新型的发明点在于提供用于机顶盒智能升级的外接硬件设备。
    [n0011] 本实用新型提供了一种机顶盒的外接设备，作为机顶盒的附加设备，是一种语音输入的端口，可使用现有机顶盒的USB及音频接口，将传统的机顶盒设备，升级为语音机顶盒，实现语音唤醒、语音识别，进而实现控制机顶盒开关机、调节音量、调节频道等功能。
    [n0012] 图1为本实用新型的整体示意图；
    [n0013] 图2为本实用新型中电源管理模块示意图；
    [n0014] 图3为本实用新型中主控模块示意图；
    [n0015] 图4为本实用新型中麦克风阵列中一个麦克风示意图；
    [n0016] 图5为本实用新型中回声消除模块示意图。
    [n0017] 下面将结合具体图示，对本实用新型作进一步详细说明。
    [n0018] 一种用于机顶盒语音控制的外接设备，所述机顶盒具有USB接口和音频输出口，USB接口采用通用的Type_A接口，该接口为FEMALE口。
    [n0019] 如图1所示，外接设备包括主控模块U1、电源管理模块U2、以及连接至主控模块的麦克风阵列1、回声消除模块2、USB端子3。
    [n0020] USB端子采用通用的Type_A接口，该接口为MALE口，具有电源端、接地端、数据传输正端DP、数据传输负端DM。
    [n0021] 如图2所示，电源管理模块U2的电源输入正端接USB端子的电源端，USB端子插入USB接口后，电源管理模块U2由机顶盒获取+5V电源。电源管理模块U2的电源输入负端接地，电源输入正端和电源输入负端通过电容耦合。电源管理模块U2采用DCDC模块，分别输出+3.3V电源和+2.5V电源，为成熟产品。
    [n0022] 如图3，主控模块U1采用GX8008C语音芯片,是设备的信号处理与控制单元，完成数据处理、语音识别等功能。主控模块U1的电源脚VDD接电源管理模块U2的+3.3V电源输出脚，主控模块U1的接地脚GND接USB端子的接地端。主控模块U1的USB正数据脚DATA+接USB端子的数据传输正端DP，主控模块U1的USB负数据脚DATA-接USB端子的数据传输负端DM。
    [n0023] 麦克风阵列包括多个麦克风，每个麦克风均接主控模块U1，连接方式相同，本实施例给出两个麦克风构成阵列的形式。如图4，麦克风(图中虚线框所示)的电源脚VDD_MIC接电源管理模块U2的+2.5V电源输出脚，并通过去耦电容接地。麦克风的正信号输出脚AIN_P和负信号输出脚AIN_N分别通过耦合电容接主控模块U1的正信号接收脚ADC_P和负信号接收脚ADC_N，麦克风的正信号输出脚和负信号输出脚通过电容耦合。麦克风的负信号输出脚和接地脚连接后接地。
    [n0024] 回声消除模块对音频信号进行分压、滤波等处理，与主控模块连接。实现音频回采的功能。如图5所示，回声消除模块包括音频接头J和四个电阻、两个电容。音频接头J采用3.5mm标准的三段式音频接头，为FAMALE接口，与机顶盒的音频输出口连接。音频接头J具有对应设置的两个接地端、两个右声道音频信号脚、两个左声道音频信号脚。两个右声道音频信号脚接第一电阻R1的一端，两个左声道音频信号脚接第二电阻R2的一端。第一电容C1和第三电阻R3并联后的一端接地，并联后的另一端与第一电阻R1的另一端连接后作为右声道音频信号输出端REF_RP，接主控模块U1的一个音频信号正端输入脚ADC1_P。第二电容C2和第四电阻R4并联后的一端接地，并联后的另一端与第二电阻R2的另一端连接后作为左声道音频信号输出端REF_LP，接主控模块U1的另一个音频信号正端输入脚ADC2_P。主控模块U1的两个音频信号负端输入脚ADC1_N和ADC2_N分别通过电容接地。
    [n0025] 具体应用场景举例如下：
    [n0026] 步骤(1)使用音频线，将机顶盒的音频输出接口与设备中的3.5mm标准的三段式音频接口连接；
    [n0027] 步骤(2)将本设备的USB MALE接口与机顶盒的USB FAMALE接口连接；
    [n0028] 步骤(3)用户发出唤醒词，如“小宝小宝”；
    [n0029] 步骤(4)麦克风阵列收到语音信号，音频输入接口也收到了机顶盒正在播放的音频；并传输给主控模块；
    [n0030] 步骤(5)主控模块将收到的音频数据处理、运算之后，识别到该唤醒词；
    [n0031] 步骤(6)用户发出指令信息，如“增大音量”；设备再次执行步骤(4)的动作；
    [n0032] 步骤(7)主控模块将收到的音频数据处理、运算之后，识别到该指令词，并通过USB接口传输给机顶盒；
    [n0033] 步骤(8)机顶盒收到该信息，执行“增大音量”动作。
    [n0034] 以上内容具体而详细地描述了本发明的基本原理，显示了主要特征和本发明的优点。本发明的保护内容不局限于以上实例。在不背离发明构思的精神和范围下，本领域技术人员能够想到的变化和优点都被包括在本发明中，并且以所附的权利要求书为保护范围。
    权利要求:
    Claims (4)
    [0001] 1.一种用于机顶盒语音控制的外接设备，所述机顶盒具有USB接口和音频输出口，其特征在于：
    所述的外接设备包括主控模块、电源管理模块、以及连接至主控模块的麦克风阵列、回声消除模块、USB端子；
    所述的USB端子具有电源端、接地端、数据传输正端、数据传输负端；
    所述的电源管理模块的电源输入正端接USB端子的电源端，USB端子插入USB接口后，电源管理模块由机顶盒获取+5V电源；电源管理模块的电源输入负端接地，电源输入正端和电源输入负端通过电容耦合；电源管理模块输出+3.3V电源和+2.5V电源；
    所述的主控模块的电源脚接电源管理模块的+3.3V电源输出脚，接地脚GND接USB端子的接地端；主控模块的USB正数据脚接USB端子的数据传输正端，USB负数据脚接USB端子的数据传输负端；
    所述的麦克风阵列包括多个麦克风，每个麦克风以相同方式连接主控模块；麦克风的电源脚接电源管理模块的+2.5V电源输出脚，并通过去耦电容接地，正信号输出脚和负信号输出脚分别通过耦合电容接主控模块的正信号接收脚和负信号接收脚，麦克风的正信号输出脚和负信号输出脚通过电容耦合；麦克风的负信号输出脚和接地脚连接后接地；
    所述的回声消除模块包括音频接头和四个电阻、两个电容；音频接头具有对应设置的两个接地端、两个右声道音频信号脚、两个左声道音频信号脚；其中，两个右声道音频信号脚接第一电阻的一端，两个左声道音频信号脚接第二电阻的一端；第一电容和第三电阻并联后的一端接地，并联后的另一端与第一电阻的另一端连接后作为右声道音频信号输出端，接主控模块的一个音频信号正端输入脚；第二电容和第四电阻并联后的一端接地，并联后的另一端与第二电阻的另一端连接后作为左声道音频信号输出端，接主控模块的另一个音频信号正端输入脚；主控模块的两个音频信号负端输入脚分别通过电容接地。
    [0002] 2.如权利要求1所述的一种用于机顶盒语音控制的外接设备，其特征在于：所述的USB接口和USB端子采用通用的Type_A接口，USB接口为FEMALE口，USB端子为MALE口。
    [0003] 3.如权利要求1所述的一种用于机顶盒语音控制的外接设备，其特征在于：所述的主控模块采用GX8008C语音芯片,是设备的信号处理与控制单元，完成数据处理、语音识别。
    [0004] 4.如权利要求1所述的一种用于机顶盒语音控制的外接设备，其特征在于：所述的音频接头采用3.5mm标准的三段式音频接头，为FAMALE接口，与机顶盒的音频输出口连接。
    类似技术:
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    同族专利:
    公开号 | 公开日
    引用文献:
    公开号 | 申请日 | 公开日 | 申请人 | 专利标题
    法律状态:
    2021-10-01| GR01| Patent grant|
    2021-10-01| GR01| Patent grant|
    优先权:
    申请号 | 申请日 | 专利标题
    CN202120663844.XU|CN214338053U|2021-03-31|2021-03-31|一种用于机顶盒语音控制的外接设备|CN202120663844.XU| CN214338053U|2021-03-31|2021-03-31|一种用于机顶盒语音控制的外接设备|
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