CN101359764A - 耳机天线与其连接器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种耳机天线与其连接器，此耳机天线包括音频信号线、天线以及射频阻抗组件。音频信号线用来传输音频信号，而天线则用来接收射频信号，其中在音频信号的路径上则配置射频阻抗组件。射频阻抗组件会在射频信号的频段上产生较大的等效阻抗，使音频信号线在射频信号的频段上等效于开路状态，以提高射频信号的接收效果。

Description

耳机天线与其连接器

技术领域

本发明是有关于一种天线电路的电路结构设计，且特别是有关于一种耳机天线的电路结构设计。

背景技术

在移动广播中，尤其是调频广播(Frequency Modulation Broadcast)的接收方面，耳机天线(Headset Antenna)的应用相当广泛。其它如移动电视领域也是主要的应用之一，这是因为耳机天线可以增加收信效果。

由于耳机天线中的音频信号线与天线是整合在同一组线路中，因此天线所接收的信号会因为相邻线路的耦合效应而造成衰减。这是因为对于射频信号而言，较低频的音频信号线会被等效于接地，天线的接收能力会因为邻近的音频信号线而降低。这是影响目前耳机天线接收能力效果的主要原因之一，但是目前的耳机天线设计中大都利用后端功率放大电路来加强其接收能力，而没有针对上述问题提出解决或改善的技术方案。

发明内容

本发明提出一种手机天线，在音频信号的传递路径上配置射频阻抗组件，选择性增加天线频段的等效阻抗，对天线所接收的射频信号而言，形成等效开路的效果，进而增加天线的接收能力。

本发明提出一种电子装置的连接器，在音频信号的传输接脚上设置射频阻抗组件，避免因线路耦合而降低耳机天线的接收能力。

本发明提出一种耳机天线，上述耳机天线包括音频信号线、天线以及射频阻抗组件。音频信号线用以传输一音频信号，而天线则相邻于音频信号线并用以接收射频信号，射频阻抗组件则配置于音频信号的传输线路上。其中射频信号与音频信号线分别具有不同的传输频段，而上述射频阻抗组件在射频信号的传输频段所产生的等效阻抗大于在音频信号的传输频段所产生的等效阻抗。

在本发明一实施例中，上述耳机天线还包括连接器，此连接器包括音频接脚、天线接脚与射频阻抗组件。音频接脚连接于音频信号线，天线接脚则用以连接于天线。其中，上述射频阻抗组件配置于音频信号线的传输线路上并整合于连接器的基板上。

在本发明一实施例中，上述射频信号的传输频段包括调频广播频段。

在本发明一实施例中，上述射频信号的传输频段包括300MHz至3GHz而上述音频信号的传输频段包括20Hz～20kHz。

在本发明一实施例中，上述音频信号线包括右声道音频信号线、左声道音频信号线以及麦克风的音频信号线。

在本发明一实施中，上述耳机天线还包括一接地线，用以对应音频信号的接地电位，且在上述接地线的传输线路上配置射频阻抗组件。

在本发明一实施例中，上述射频阻抗组件包括磁珠、电感、铁心或电阻。

本发明另提出一种耳机天线，包括多个音频信号线、天线以及多个第一射频组件。上述音频信号线用以传输多个音频信号，天线则相邻于音频信号线，用以传输射频信号，上述第一射频组件则分别配置于音频信号线的传输线路上。

从另一个角度来看，本发明又提出一种电子装置的连接器，适用于连接一耳机天线，此连接器包括音频接脚、天线接脚以及射频阻抗组件。其中，音频接脚用以传送音频信号至耳机；天线接脚用以接收耳机天线所接收的射频信号；射频阻抗组件配置于音频接脚的后端。

本发明在音频信号的传递路径上设置随频率改变阻抗的射频阻抗组件，使射频阻抗组件选择性的在天线所接收的射频信号的频段上产生较大的等效阻抗，对于射频信号而言可视为开路，而对于较低频的音频信号而言可视为短路并不影响其传输效果。当天线接收射频信号时，等效于高阻抗的射频阻抗组件可降低射频信号对相邻音频信号线的耦合量，进而提高天线的接收效果。

为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合附图作详细说明如下。

附图说明

图1为根据本发明第一实施例的耳机天线。

图2A为根据本发明第一实施例的射频阻抗组件的设置图。

图2B为根据本发明第二实施例的连接器结构图。

图2C为根据本发明第二实施例的电子装置内的连接器结构图。

图3为根据本发明第二实施例的连接器结构图。

图4为根据本发明第三实施例的电子装置与其连接器的示意图。

具体实施方式

第一实施例

图1为根据本发明第一实施例的耳机天线。耳机天线100包括连接器110、耳机线120以及扩音器130。耳机线120中的线路可包括左右声道的接地线、左声道音频信号线、右声道音频信号线以及麦克风的音频信号线以及天线。依照不同的产品规格，耳机线120可选择性的整合左声道音频信号线、右声道音频信号线以及麦克风的音频信号线，或是同时具备更多的信号传输线(例如音量调整的信号线)，而本实施例仅以左右声道的接地线、左声道音频信号线、右声道音频信号线、麦克风的音频信号线以及天线为例，加以说明本实施例的实施方式。

在本发明中并不加以限定耳机线中所整合的线路种类或数量，即使仅有单一音频信号线与天线整合，同样适用本实施例的技术手段。此外，在本发明另一实施例中，上述天线也可以作为麦克风的接地线，作为其音频信号的接地电位。

连接器110可为公接头(male connector)或是母接头(female connector)，其规格可为通用序列总线(Universal Serial Bus，USB)、迷你通用序列总线(MINI-USB)、RCA(Radio Corporation of America)、Jack plug、XLR、DIN、MINI-DIN、BNC、DB25、Speakon、TosLink等。连接器110可配合不同电子装置，采用不同规格与设计的连接器结构，于本实施例中并不加限制。

耳机线120中至少包括天线与一条音频信号线，且天线与音频信号线的距离相近，若另天线所接收的信号为射频信号，而其余音频信号线所传输的信号为音频信号，则射频信号的频段高于音频信号的频段。当天线接收射频信号时，射频信号会因为相邻的音频信号线或其余相邻的数据传输线而产生衰减的现象。这是因为对于射频信号而言，较低频的音频信号线会被等效于接地，射频信号会因为耦合而造成功率下降，导致天线的接收能力降低。

因此，在本实施例中，使音频信号线在射频信号的传输频段所产生的等效阻抗大于在音频信号的传输频段所产生的等效阻抗。当音频信号线在射频信号的传输频段上所产生的阻抗远大一般传输导线的等效阻抗时，就射频信号的频段而言，可将音频信号线等效于开路，藉此，便可有效提升天线的接收效益。

承上述，于是本实施例在音频信号的传输路径(例如音频信号线的传输线路中或是连接器的接脚后端)中配置射频阻抗组件，例如磁珠(Bead)、电感、铁心或电阻等，以改善天线的接收效果。由于上述射频阻抗组件皆具有随频率改变阻抗的特性，因此通过组件设计，可以让射频阻抗组件在不同频段中产生不同的等效阻抗。所以在本实施例中，射频阻抗组件会在天线频段中产生较高的等效阻抗，使音频传输线在天线频段中形成等效开路的效果。

由于射频信号与音频信号线分别具有不同的传输频段，在本实施例中，天线所接收的射频信号频率(例如87MHz至108MHz的调频广播频段或是300MHz至3GHz的特高频(Ultra high frequency，UHF)频段，值得注意的是，上述调频广播频段可能依照不同国家法令而有频段上的差异，并不限定于上述之87MHz至108MHz)通常高于音频信号线所传输的音频信号频率(约20Hz～20kHz)。在本实施例中，射频阻抗组件在射频信号的传输频段所产生的等效阻抗会大于在音频信号的传输频段所产生的等效阻抗。因此，当天线接收射频信号时，等效于高阻抗的射频阻抗组件会使相邻的音频信号线等效于开路状态，进而提高天线的接收效果。

关于射频阻抗组件种类，以电感为例，频率越高，其等效阻抗则越高，只要设定适当的电感值，便可达到预期的开路效果。以磁珠(Bead)为例，可在特定频段产生高阻抗的效果，同样可预期的开路效果。此外，在本发明另一实施例中，也可以使用滤波器等电路达到频率选择的效果。在本技术领域具有通常知识者经由本发明的揭示应可轻易推知，在此不加累述。

关于射频阻抗组件的设置位置，只要设置在音频信号的传输路径上即可，接下来则列举数种可能的设置位置。如图2A所示，射频阻抗组件可设置于音频信号线的线路上。图2A中，耳机线120中包括左右声道的接地线201、左声道音频信号线210、右声道音频信号线220、麦克风的音频信号线230以及天线240。其中射频阻抗组件202、212、222、232分别设置在接地线201、左声道音频信号线210、右声道音频信号线220以及麦克风的音频信号线230上。射频阻抗组件可设置在天线240以外的所有音频信号线以及接地线的传输线路上，如此便可降低射频信号的衰减，进而提升天线240的接收能力。

此外，射频阻抗组件也可以依照成本考虑选择性设置在与天线相邻的音频信号在线即可，并不限定每一条音频信号线都设置，同样具有减少射频信号衰减的效果。

第二实施例

此外，射频阻抗组件也可以设置在连接器110中的基板上，如图2B所示，图2B为根据本发明第二实施例的连接器结构图。接头200绘示为连接器中的接头部分，其中音频接脚P6负责传输麦克风的音频信号，音频接脚P7则为传输右声道音频信号，音频接脚P11负责传输左声道音频信号，天线接脚P10则负责传输天线所接收的射频信号。

射频阻抗组件可以设置在音频接脚P6、P7、P11的接脚后端，直接整合于连接器基板上的设置位置250。在组件的整合上，则可利用低温共烧陶瓷(Lowtemperature co-fired ceramic，LTCC)技术，直接将射频阻抗组件直接整合于基板中，或是将离散组件焊接于印刷电路板上(printed circuit board，PCB)上。其中，值得注意的是天线接脚P10的导通路径上并未设置射频阻抗组件，维持正常导通状态。

由于连接器的种类繁多，其结构不一，因此本实施例仅以图2B说明，类似的连接器结构(如USB)均可以利用上述实施例的技术手段，将射频阻抗组件设置在天线接脚以外的接脚(例如音频信号与其接地线的接脚)后端或其导通路径上，同样具有提高天线接收能力的效果。

在本发明另一实施例中，射频阻抗组件也可以设置在电子装置中，其设置方式则如图2C所示。图2C与图2B主要差别在于接脚的结构，当电子装置中不需设置连接的接脚结构时，可直接将射频阻抗组件设置于印刷电路板中的金属走在线，其设置处则如设置位置260所示。在电子装置中，可将射频阻抗组件直接设置在传输音频信号的传输路径上。当天线接收射频信号时，负责传输音频信号的信号走线会在射频信号的传输频段上等效于开路状态，藉此便可增加天线的接收能力。

关于信号整合方面，若耳机天线需要整合其它信号传输或是数据传输功能(如音量控制)，其耳机线中会需要对应增加新的信号线，同样可利用本实施例的技术手段，在天线以外的信号在线均设置射频阻抗组件，每一个射频阻抗组件可依照不同导线或是信号种类以不同规格或种类的组件取代。若天线外的信号线(例如左右声道的接地线、左声道音频信号线、右声道音频信号线、麦克风的音频信号线以及数据的传输线等)的传输线路上皆设置射频阻抗组件，则在射频信号的频段上，天线外的信号线均可视为开路而不会影响天线的接收能力。

以下，本实施例配合连接器，列举数种可以整合于耳机天线的信号线或是数据型态，图3为根据本发明第二实施例的连接器传输信号示意图。连接器300共有11支接脚，分别负责传输不同类型的信号或数据，包括麦克风(MIC)、左声道音频信号(Audio L，AuL)、右声道音频信号(Audio R，AuR)、资料(IO2/DATA)、时钟脉冲(IO1/CLK)、天线(FM Antenna/MIC GND，ANT/MICG)(可同时作为麦克风的接地线)、接地(GND)、装置识别数据(ID)、数据正极(D+)、数据负极(D-)以及电源(PWR)等。若耳机天线应用上述11接脚的连接器300作为连接装置时，其相对应的音频传输线、信号线以及接地线同样可利用本发明的技术手段来增加其天线的接收能力。

对于其射频阻抗组件的设置位置则所图2A与图2B示，可分别设置于音频信号与数据信号的传输路径上，或是设置在连接器300基板上的接脚后端。此外，本发明并不只适用于耳机天线，只要是与天线相整合的线路，皆可利用上述实施例的技术手段，有效提高天线的接收效果。

第三实施例

在本发明另一实施例中，上述射频阻抗组件亦可设置于电子装置的连接器上，如图4所示。电子装置400上的连接器450包括接脚401、410、420、430、440，其中接脚401例如为左右声道的接地接脚，用以对应音频信号的接地电位。接脚410、420则例如为左右声道的音频接脚，用以传输音频信号至耳机天线460。接脚430则例如为麦克风的音频接脚，用以传输麦克风的音频信号。接脚440则例如为天线接脚，用以传输耳机天线460所接收的射频信号。耳机天线460则可经由连接器450连接至电子装置400。

射频阻抗组件402、412、422、432分别设置于接脚401、410、420、430的后端，也就是连接器450的基板上。因此，当电子装置400经由耳机天线460接收射频信号时，接脚401、410、420、430被等效于开路，以降低对射频信号的干扰。连接器450中的接脚数目并不限定于本实施例所述，亦可如图3所示，整合其它信号线的传输接脚，只要于天线接脚以外的接脚后端设置对应的射频阻抗组件，即可达到增强天线的接收功效。

当信号线(例如音频信号线)的传输线路上设置射频阻抗组件时，会选择性地在天线的接收频段上产生较大的等效阻抗，减少天线与邻近信号线之间的耦合量。当邻近信号线产生等效的大阻抗时，对于天线所传输的射频信号而言可视为等效的开路，因此，射频信号就不会直接耦合至邻近的信号，进而提升天线本身的接收效果。而关于射频阻抗组件的设置位置，只要设置在信号的传输路径上即可，例如连接器450的基板、电子装置400与连接器450的耦接处，或是电子装置400的基板上皆可达到增强天线接收效能的效果，在本实施例中并不限定射频阻抗组件的设置位置。

综合上述，本发明利用天线频段与音频信号频段不同，在音频信号的传输路径上设置随频率改变的射频阻抗组件。当天线接收射频信号时，射频阻抗组件会使相邻的音频信号线等效于开路状态，进而提高天线的接收效果。

虽然本发明已以较佳实施例揭示如上，然其并非用以限定本发明，任何所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许更动与润饰，因此本发明的保护范围当以权利要求所界定的为准。

Claims (21)

1.一种耳机天线，包括：

音频信号线，用以传输音频信号；

天线，用以接收射频信号；以及

第一射频阻抗组件，配置于上述音频信号线的传输线路上；

其中，上述射频信号与上述音频信号线分别具有不同的传输频段，上述第一射频阻抗组件在上述射频信号的传输频段所产生的等效阻抗大于在上述音频信号的传输频段所产生的等效阻抗。

2.如权利要求1所述的耳机天线，其特征在于，上述耳机天线还包括连接器，上述连接器包括：

音频接脚，连接于上述音频信号线；以及

天线接脚，连接于上述天线；

其中，上述第一射频阻抗组件配置于上述音频信号线的传输线路上，并整合于上述连接器的基板上。

3.如权利要求1所述的耳机天线，其特征在于，上述射频信号的传输频段包括调频广播频段。

4.如权利要求1所述的耳机天线，其特征在于，上述射频信号的传输频段包括300MHz至3GHz，上述音频信号的传输频段包括20Hz～20kHz。。

5.如权利要求1所述的耳机天线，其特征在于，上述音频信号线为左声道音频信号线、右声道音频信号线或麦克风的音频信号线。

6.如权利要求1所述的耳机天线，其特征在于，上述耳机天线还包括：

接地线，用以对应上述音频信号的接地电位；以及

第二射频阻抗组件，配置于上述接地线的传输线路上。

7.如权利要求1所述的耳机天线，其特征在于，上述第一射频阻抗组件包括磁珠、电感、铁心或电阻。

8.如权利要求6所述的耳机天线，其特征在于，上述第二射频阻抗组件包括磁珠、电感、铁心或电阻。

9.一种耳机天线，包括：

多个音频信号线，用以传输多个音频信号；

天线，用以传输射频信号；以及

多个第一射频阻抗组件，分别配置于上述音频信号线的传输线路上；

其中，上述射频信号与上述音频信号线分别具有不同的传输频段，上述第一射频阻抗组件在上述射频信号的传输频段所产生的等效阻抗大于在上述音频信号的传输频段所产生的等效阻抗。

10.如权利要求9所述的耳机天线，其特征在于，上述耳机天线还包括连接器，上述连接器包括：

多个音频接脚，对应连接于上述音频信号线；

天线接脚，连接于上述天线；以及

其中，上述第一射频阻抗组件分别配置于上述音频信号线的传输线路上，并整合于上述连接器的基板上。

11.如权利要求9所述的耳机天线，其特征在于，上述射频信号的传输频段包括调频广播频段。

12.如权利要求9所述的耳机天线，其特征在于，上述射频信号的传输频段包括300MHz至3GHz，上述音频信号的传输频段包括20Hz～20kHz。。

13.如权利要求9所述的耳机天线，其特征在于，上述音频信号线包括左声道音频信号线、右声道音频信号线以及麦克风的音频信号线。

14.如权利要求9所述的耳机天线，其特征在于，上述第一射频阻抗组件包括磁珠、电感、铁心或电阻。

15.如权利要求9所述的耳机天线，其特征在于，还包括：

多个信号线，分别用以传输多个数据信号；以及

多个第二射频阻抗组件，分别配置于上述信号线的传输线路上。

16.如权利要求9所述的耳机天线，其特征在于，还包括：

接地线，用以对应上述音频信号的接地电位；以及

第二射频阻抗组件，配置于上述接地线的传输线路上。

17.一种电子装置的连接器，适用于连接一耳机天线，上述连接器包括：

第一音频接脚，用以传送第一音频信号至上述耳机天线；

天线接脚，用以接收上述耳机天线所接收的射频信号；以及

第一射频阻抗组件，配置于上述第一音频接脚的后端。

18.如权利要求17所述的电子装置的连接器，其特征在于，还包括：

第二音频接脚，用以传送第二音频信号至上述耳机天线；以及

第二射频阻抗组件，配置于上述第二音频接脚的后端。

19.如权利要求17所述的电子装置的连接器，其特征在于，还包括：

多个信号接脚，分别用以传输多个数据信号；以及

多个第二射频阻抗组件，分别配置于上述信号接脚的后端。

20.如权利要求17所述的电子装置的连接器，其特征在于，还包括：

接地接脚，用以对应上述音频信号的接地电位；以及

第二射频阻抗组件，配置于上述接地接脚的后端。

21.如权利要求17所述的电子装置的连接器，其特征在于，上述第一射频阻抗组件包括磁珠、电感、铁心或电阻。

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