CN100576757C

CN100576757C - 具有提供天线功能的音频连接器的移动电子装置

Info

Publication number: CN100576757C
Application number: CN02829123A
Authority: CN
Inventors: W·埃德勒; A·阿尔滕柯希
Original assignee: Nokia Oyj
Current assignee: Nokia Oyj
Priority date: 2002-06-12
Filing date: 2002-06-12
Publication date: 2009-12-30
Anticipated expiration: 2022-06-12
Also published as: DE60220102D1; KR100958115B1; EP1512229B1; AU2002309128A1; CN1628420A; US20050181844A1; DE60220102T2; WO2003107548A1; US7558607B2; KR20050008816A; EP1512229A1; ATE362230T1

Abstract

本发明公开一种移动电子装置，所述移动电子装置具有一个无线电接收机(28)，一个放大器(24)和一个用于连接耳机(2)的音频连接器(20)。上述音频连接器(20)包括至少一个第一触点和至少一个第二触点，其中上述第一触点连接到地和连接到上述无线电接收机(28)上，和上述第二触点连接到上述放大器(24)上。电子装置其特征在于：一个带通滤波器部件(26)在上述第一触点和上述无线电接收机(28)之间互连。因此只有一预定的频率范围可以通过无线电接收机，同时防止在附近工作的发射机的串音干扰。

Description

具有提供天线功能的音频连接器的移动电子装置

技术领域

本发明涉及一种改进的无线电接收装置，而更具体地说，涉及一种移动电子装置，所述移动电子装置包括一付耳机，所述耳机通过一根电缆耦合到一个接收单元上，其中电缆适合于将来自接收单元的音频信号传送到耳机，并且还适合于拾音和将无线电信号耦合到接收单元上。

背景技术

现有技术水平由文献US 4,369,521提供。该文献公开了一种电路，以便将来自一种立体声耳机接地线路的无线电信号滤波。上述电路利用一个电感器或线圈和一个电容器，上述电感器或线圈用来阻塞音频放大器输出中和接地中的射频(RF)，而上述电容器用来阻塞射频(RF)接收机电路中的音频。基本上，US 4,369,521公开了一种无线电装置，所述无线电装置待与一副耳机一起工作，并利用带单根电缆的一种频率分裂器来提供一种天线和一种耳机电缆，用于从所用的耳机电缆信号接地中滤出RF信号。这种解决方案与所用的耳机电缆类型无关。在利用该文献的情况下，可以使用带不同电缆类型比如带保护信号线的电缆(同轴电缆)的不同耳机。这种解决方案的另一个优点是它能使用与所用电缆类型无关的不同耳机。

另一些利用比如一种耳机电缆作为一种天线的努力已知具有平衡的耳机电缆。在这些情况的其中某些情况中，信号是通过从平衡式立体声输出的4根导线每根导线中的电容器耦合，因为没有共用接地信号。

供使用一种耳机电缆的两种上述方法具有共同的特点是它们具有很多RF损失，并且在电感器的电阻中还有废弃的能量。此外，这种解决方案不合适与移动终端装置一起用。因此，需要一种新的天线思想，以便克服这些问题。

发明内容

本发明的目的是改进由现有技术水平所提供的方法，供在现代化的移动装置中使用。另外理想的情况是减少音频接地连接的电感器中RF损失和浪费的音频功率。另外理想的情况是具有一种天线，所述天线可以在不是耳机的其它外部装置中实施。

为此，本发明提供一种移动电子装置，所述移动电子装置包括一个无线电接收机，一个放大器和一个用于连接到一个耳机上的音频连接器，上述电子装置的外部扬声器或其它外部音频重现元件。上述音频连接器包括至少一个第一触点和至少一个第二触点，也就是说，连接器的第二触点用于连接单声、立体声或甚至周围声频装置，象各种耳机，有源扬声器，一种立体声系统或诸如此类。上述第一触点连接到地和连接到上述无线电接收机上，其中实施接地连接用于通过一个电气元件如一种电感器或一种线圈、或一种低通滤波器，接地和消除音频频率。移动电子装置其特征在于：一个带通滤波器元件插在上述第一触点和上述无线电接收机之间。

使用一种带通滤波器提供的优点是，带通滤波器可以调谐到一个小的频率范围，以便传送所希望的RF无线电信号，而阻塞不希望要的移动电话频率和音频频率。因而，RF衰减与现有技术水平相比减少，并因此所产生的RF信号具有一更好的信噪比。另外有利的是，用来将上述音频信号接地的电感器可以设计得更小，以便对声频信号提供较小的电阻。

应该注意，音频连接器不限于上述无线电接收机的音频输出。本发明不只是限于无线电装置的耳机，而是可以比如在任何利用一个接收机的多用途装置中使用，以便通过无线电连接接收信号。不用耳机，可以利用比如一种连接电缆来进行有线遥控，或者比如将一种连接用于一种TV护目镜或一种无线电收音机或一种步话机的耳机或诸如此类。对于音频也可以通过一种低通滤波器或者对于低频也可以通过一种带通滤波器形成接地，也就是说调谐到音频以便进一步减少音频路线中的功率损失。

按照本发明的一个优选实施例，上述带通滤波器元件包括一个电容器，所述电容器连接在上述第一触点和地之间。与现有技术水平相比，如US 4,369,521中所述，这个电容器对地形成一种高频短路。与电感器一起，通过使高频和低频短路形成一种带通滤波器。

优选的是，上述带通滤波器部件是一种由一个电感器和一个电容器组成的振荡电路。带通滤波器部件可以比如作为一种并联振荡电路实施，以便使所有不想要的频率对地短路(见图2)。带通滤波器可以比如作为一种串联振荡电路实施，上述串联振荡电路成串联连接，以便让所有想要的频率通到接收机。第一种解决方案需要一种阻塞电容器，所述阻塞电容器在第二个例子中可以省去，上述第二个例子要求一个额外的电感器用于上述音频信号的接地连接。

有利的是，将上述带通滤波器部件调谐，以便抑制所有的非射频。这种带通滤波器部件保证抑制所有的非射频，这有助于避免甚至还未加考虑的无线电干扰源的任何干扰。由带通滤波器部件发射到上述无线电接收机的频率是在射频范围之内，并且所抑制的频率包括移动电话频率和音频频率。在选定上述段落中的并联谐振电路情况下，电路通过上述电感器将音频短路，同时节省了一个附加的用于音频信号的低通滤波器。

优选的是，上述电容器具有一电容量是在10pF和100pF之间，优选的是在20pF和80pF之间，和更优选的是在30pF和60pF之间。因此，为了覆盖一大约70-140MHz的频率范围，其中发射FM(调频)无线电，相应的电感器优选的是具有一阻抗是在10nH和100nH之间，更优选的是在20和60nH之间，和最优选的是在30和40nH之间。

按照本发明的另一个实施例，移动电子装置还包括一种移动电话。本发明与一种移动电话一起使用尤其有价值，因为近年来移动电话的传播将导致增加对多用途移动电话的需求，因为用户也许不接受携带和保持一个以上电子装置。

还应该注意，上述带通滤波器可以作为一种如上面说明中所述的无源滤波器实施，或者也可以作为一种有源滤波器实施。用于这种有源滤波器级的一个例子可以是一种数字信号处理器(DSP)，其中以花费上述移动电子装置的资源为代价可以增加滤波的质量。这个实施例在下述情况下使用可能最好：比如使用一种移动电话，和中断上述移动电子装置的电话部分，及准备保持一种大功率DSP。

优选的是，上述无线电接收机还包括一种电视接收机。提供一种电视接收机使上述多用途移动电子装置可能的家用电器的领域变宽。应该注意，在上述多用途装置内有两种或多种接收机部件的情况下，上述带通部件可以包括多个带通滤波器用于每个接收机的频率范围。

优选的是，上述移动电子装置还可以包括一种媒体播放机，而更优选的是，上述移动电子装置还包括一种媒体记录机。媒体播放机可以是比如一种音频盒式播放机或记录机，一种CD(光盘)或CD-R(可录制光盘)，DVD(数字视盘)，DVD-R(可录制视盘)记录机，一种硬盘系统，或诸如此类。媒体可以是一种模拟媒体如音频或视频盒式磁带。媒体可以是数字存储媒体如软盘，硬盘固态存储器，磁光存储媒体及类似物。

优选的是，上述音频连接器包括至少一个第三触点，以便提供与上述音频连接器的附加连接性。音频连接器可以包括附加的另一些触点用于增加连接性。连接器中的第三种触点可以用来提供一种立体声音频输出，以便使用户能听到立体声音乐。

优选的是，上述至少一个第三触点连接到上述移动电子装置的一个移动电话部件上，以便在上述移动电子装置内给上述移动电话提供一种耳机功能性。应该注意，在无线电接收机结合在一种移动电话或一种步话机中的情况下，可以利用第三触点作为用于一种耳机的送话器触点。

有利的是，上述若干第三触点的至少其中之一连接到上述移动电子装置的控制部件上，以便给移动电子装置提供一种遥控功能性。这种遥控还可以包括一种基本遥控，以便操纵一个电话，一个收音机或音频录放机或上述移动式电子装置的其它部件。额外的一些触点可以用来提供用于比如一些添加物的额外连接性、如充电器、遥控装置、耳机、视频眼镜(video goggles)、摄象机扫描器(camerasscanners)、及类似物。

上述音频输出可以通过一种EMC(电磁兼容性)低通滤波器保护免予辐照，以防在上述各连接器和上述音频输出之间布线中的高频能量。这种高频辐射可能造成上述移动电子装置功能上的误差，并可能进一步导致反馈、串音干扰、上述移动电子装置操作中的干扰、上述干扰可能甚至导致上述移动电子装置若干部件的损坏。

通常，上述移动电子装置还包括一个DC(直流)阻塞电容器，所述DC电容器在上述第一触点和上述无线电接收机之间互连。电容器是用于阻塞上述无线电接收机RF输入中的DC成分。电容器起一种偏压阻塞和RF耦合电容器作用。阻塞电容器可以在上述无线电接收机的带通滤波器部件和天线终端之间互连。阻塞电容器甚至可以结合在上述带通滤波器部件中，并可以在上述带通滤波器部件的各元件之间，比如在电感器和电容器之间(见图2)互连。阻塞电容器的电容量应选定大于带通滤波器的电容器，因而它可以保证RF信号能通过阻塞电容器而没有损失。优选的是，阻塞电容器具有一电容量基本上是在频带分裂器中所用电容器电容量的1.2倍。

在使用本发明情况下，可以使用具有不同电缆类型比如带屏蔽信号线的电缆(同轴电缆)的不同耳机。这种解决方案的另一个优点是，它能使用与所用电缆类型无关的不同耳机。

应该注意，表述“无线电接收机”用来说明任何种用于电磁波的接收装置，并可以比如表示一种经典模拟调谐器，或比如步话机的接收机或比如一种宽带扫描器、一种数字无线电调谐器、一种TV调谐器或能够接收和解码或解调电磁波的任何东西。

附图说明

下面，将通过参照附图详细说明本发明，其中：

图1是按照本发明一个实施例所述的一种移动电子装置方框图；

图2是按照本发明另一个实施例所述的一种移动电子装置电路图；

图3是按照现有技术水平所述一种滤波器元件的特性曲线，及

图4是按照本发明一个实施例所述一种滤波器元件的特性曲线。

具体实施方式

图1是一种按照本发明一个优选实施例所述的移动电子装置方框图。在这个例子中，移动电子装置主要包括一个无线电接收机部件28，一个音频放大器24。音频放大器24起一种用于耳机2的放大器作用。耳机2放在使用者8的头上，并包括两个扬声器4，6。在该例子中，耳机2是一种标准耳机，带有比如一个同轴电缆16和一个标准的3.5mm插头18。耳机2的电缆包括3根导线，分别用于左面信号10、右面信号12和共用接地14。插头18插入移动电子装置的3.5mm连接器20中。两个音频信号连接到上述音频放大器24的相应音频输出上。上述共用接地电缆通过一个频率分裂器23连接到用于低频的地和连接到用于射频的无线电接收机28。

频带分裂器23通过一个(未示出的)低通滤波器元件将来自耳机2和音频放大器24的音频对地短路，因此，耳机2可以象往常一样工作。无线电接收机28可松脱式连接到上述音频放大器24上。无线电接收机28可以是该技术中已知的任何种无线电接收机。在这种最低要求情况下，上述移动电子装置可以象一种常规的带一耳机电缆天线的收音机那样工作。上述实施例的主要优点是，可以有效地抑制高频干扰和串音干扰。在共用接地连接器14和接收机28的天线输入之间，利用一种带通滤波器代替一种标准高通滤波器减少了滤波器中的信号损失，并因而增加了上述接收机28天线输入中的信号强度。因此，上述接收机的灵敏度可以通过利用一种较便宜的模型降低，或者可以利用无线电信号的增益来增加音频输出的质量。此外，在象移动电话、无线LAN(局域网)，Bluetooth(蓝牙)，小型电话，汽车用无线电控制式中心锁紧的环境中无线技术传播的情况下，在将来预期电磁污染的增加将增加对更好接收技术的需求。

移动电子装置不仅限于各种无线电，而且频带分裂器23可以包括若干元件，以便将来自上述接地线路天线14中的一个第二频带分裂。因而，可以将一种与比如电视接收机32的任选连接安装在上述移动电子装置中。代替一种电视接收机32，任何其它的无线电波接收装置或一种部件都可以结合在上述移动电子装置中。移动电子装置还可以包括一个播放机或一个记录机30，用于所接收的无线电传输。记录机30使一个用户能比如播放某一无线电节目，而同时录下所接收的TV节目。移动电子装置还可以包括其它的通信部件，象一种步话机、一种Bluetooth模块、一种移动电话或诸如此类。为了防止反馈干扰，可以将带通滤波器调谐，以便滤出上述通信频率。

应用不是简单地限于标准耳机，而是可以应用于移动电话的耳机，这种耳机可以包括一种标准立体声耳机、同时具有一个移动电话耳机和比如一种无线电遥控装置、一种电话或一种媒体播放机。与一种电话的组合具有额外的优点是可以抑制上述电话工作中的无线电干扰。

图2是按照本发明另一个实施例所述的一种移动电子装置的电路图。在电路图中只示出一些有关的元件。象图1中有两个扬声器4和6那样，一种耳机连接器20作为一种捻缝系统(tomahawk system)连接器实施。音频信号来自耳机音频(1:0)(信号:地)(在连接器处用箭头表示)，并通过频带分裂器23馈送。一个电感器22提供与地线(GND)的音频信号连接。电容器42与上述电感器22一起形成一个谐振电路，所述谐振电路起一种带通滤波器26作用。电容器40是一种偏压阻塞和RF(射频)耦合电容器，它的电容值选定为通过上述电感器或线圈22抑制不全部短路的余下音频信号。此后，将RF信号连接到FM(调频)无线电天线输入(未示出)上。

因而，能够利用一个同轴电缆来连接一种耳机，和能利用同一电缆作为一个天线。利用内部导线会由于外部导线的屏蔽作用而造成射频(RF)信号损失。外部导线是音频接地信号。一种解决方案是必需从耳机电缆获得RF信号，同时对音频路径和来自调频(FM)无线电RF放大器的阻塞偏压提供低的音频信号损失。一种方式可以是如现有技术状态所述将单个线圈或单个电感器接地用于音频信号。但这将造成一种在射频处的RF损失。为了减少RF损失，需要一个用于FM无线电频带的并联谐振电路后面接一个阻塞电容器用于RF输入路线中的RF偏压阻塞。

在这个实施例情况下，在接收机天线输入处的RF信号更强。可以把用于使音频信号短路的电感器做得更小，好象只用单个电感器似的，并因此上述电感器在音频路线中的DC(直流)电阻更低，同时导致在音频路线中更低的损失。带通滤波器也使较高频率的移动电话频率衰减。因此一种移动电话可以在上述移动电子装置附近工作而没有干扰。这使系统能安装在一个移动电话中。这个系统能同时利用一个收音机和一个移动电话。

强调本发明一些优点的最佳方式是将按照现有技术水平所述的一种滤波器特性曲线(图3)与按照本发明一个实施例所述的一种滤波器的特性曲线(图4)进行比较。在图3中，电感器在100MHz处使RF信号衰减大约3～3.5dB(分贝)。在按照图2所述带通滤波器情况下，其中电感器22具有33nH，电容器42具有82pF和阻塞电容器40具有100pF，滤波器调谐到96.7MHz，和100MHz信号可以几乎没有任何衰减地通过滤波器。见图4：在特性曲线中100MHz处达到几乎是0dB，也就是说在信号强度中没有可检出损失的情况下RF信号可以与地线分开。

本申请包含借助一些例子说明本发明的一些实现和实施例。对该技术领域的技术人员来说，很显然，本发明不限于上述各实施例的一些细节，及在不脱离本发明特点的情况下，本发明也可以用另一种形式实现。上述一些实施例应看成是示例性的，而不是限制性的。因此实现和利用本发明的可能性是多种多样的，其中包括一些等效实现过程，都属于本发明的范围。

Claims

1.移动电子装置，具有一个无线电接收机(28)，一个放大器(24)和一个用于连接到一个耳机(2)上的音频连接器(20)，其中上述音频连接器(20)包括至少一个第一触点和至少一个第二触点，其中上述第一触点连接到地和连接到上述无线电接收机(28)，和上述第二触点连接到上述放大器(24)，其特征在于一个带通滤波器部件(26)在上述第一触点、地和上述无线电接收机(28)之间互连，其中所述带通滤波器部件被提供用于将在连接的耳机电缆的地线处接收的高频信号引导至所述无线电接收机，以及将连接的耳机电缆的地线上的低频音频信号引导至地。

2.按照权利要求1所述的移动电子装置，其中上述带通滤波器部件(26)包括一个电容器(42)，所述电容器(42)连接在上述第一触点和地之间。

3.按照权利要求1所述的移动电子装置，其中上述带通滤波器部件(26)是一种振荡电路，所述振荡电路由一个电感器(22)和一个电容器(42)组成。

4.按照权利要求3所述的移动电子装置，其中带通滤波器部件(26)的传输频率是在射频范围内，并且经过抑制的频率包括移动电话频率和音频频率。

5.按照权利要求2所述的移动电子装置，其中上述电容器(42)具有一个电容是在10pF和100pF之间。

6.按照权利要求1至5中任一项所述的移动电子装置，还包括一种移动电话。

7.按照权利要求1至5中任一项所述的移动电子装置，其中上述无线电接收机(28)还包括一种电视接收机。

8.按照权利要求1至5中任一项所述的移动电子装置，还包括一种媒体播放机(30)。

9.按照权利要求8所述的移动电子装置，其中上述媒体播放机(30)包括一种媒体记录机。

10.按照权利要求1所述的移动电子装置，其中上述音频连接器包括至少一个第三触点，所述第三触点连接到上述电子装置的其中一个部件上。

11.按照权利要求10所述的移动电子装置，其中上述第三触点连接到上述移动电子装置的一个移动电话部件上，以便给上述移动电子装置内的一个移动电话提供耳机。

12.按照权利要求10或11所述的移动电子装置，其中上述第三触点连接到上述移动电子装置的控制部件上，以便给移动电子装置提供一种遥控功能。

13.按照权利要求1至5中任一项所述的移动电子装置，还包括一个DC阻塞电容器(40)，所述DC阻塞电容器(40)在上述第一触点和上述无线电接收机(28)之间互连。