CN102638593A - 一种手机 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种手机，包括：耳机、耳机插孔、耳机检测电路、开关驱动电路、受控开关、FM芯片以及内置天线，该内置天线设置在手机内，该耳机包括耳机插头和耳机天线，其中：耳机检测电路在检测到耳机插头未插入至耳机插孔时，产生第一驱动电压以驱动开关驱动电路使得受控开关连接FM芯片和内置天线；耳机检测电路在检测到耳机插头插入至耳机插孔时，产生第二驱动电压以驱动开关驱动电路使得受控开关连接FM芯片和耳机天线。本发明的手机通过检测耳机是否插入耳机插孔，进而实现内置天线与耳机天线之间的切换，使得本发明的手机在固定时和运动过程中都能播放较佳的FM信号，可提高用户体验。

Description

一种手机

技术领域

本发明涉及手机及移动通讯领域，特别是涉及一种手机。

背景技术

随着移动通信的发展，越来越多的手机增加了FM(FrequencyModulaiton)功能，当前最为普遍的设计是以耳机作为FM的接收天线，这种设计存在一个缺陷：FM播放必须要在耳机插入后才能进行，否则不能播放FM信号。这种设计不方便用户使用。

因此需要提供一种手机，以解决上述手机在运动过程中接听FM信号不佳的问题。

发明内容

本发明主要解决的技术问题是提供一种手机，使得手机能够在内置天线以及耳机天线之间进行切换，以提高用户接听FM信号的体验。

为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种手机，包括：耳机、耳机插孔、耳机检测电路、开关驱动电路、受控开关、FM芯片以及内置天线，该内置天线设置在手机内，该耳机包括耳机插头和耳机天线，其中：耳机检测电路在检测到耳机插头未插入至耳机插孔时，产生第一驱动电压以驱动开关驱动电路使得受控开关连接FM芯片和内置天线；耳机检测电路在检测到耳机插头插入至耳机插孔时，产生第二驱动电压以驱动开关驱动电路使得受控开关连接FM芯片和耳机天线。

其中，该手机进一步包括电源管理芯片，耳机插孔包括分离设置的接地端和声道信号接收端，且在耳机插头插入至耳机插孔时，接地端与声道信号接收端通过耳机插头连接，耳机检测电路包括第一电感、第一电阻、第二电阻以及第二电感，第一电感的第一端与声道信号接收端连接，第一电感的第二端与第一电阻的第一端连接，第一电阻的第二端与第二电阻的第一端连接，电源管理芯片输出第一参考电压至第二电阻的第二端，第二电感的第一端与接地端连接，第二电感的第二端接地。

其中，第一电感、第一电阻、第二电阻以及第二电感的阻抗值设置为使得在耳机插头未插入至耳机插孔时，在第二电阻的第一端产生第一驱动电压。

其中，第一电感、第一电阻、第二电阻以及第二电感的阻抗值设置为使得在耳机插头插入至耳机插孔时，在第二电阻的第一端产生第二驱动电压。

其中，开关驱动电路包括PMOS管、第三电阻以及第四电阻，PMOS管的栅极与第二电阻的第一端连接，电源管理芯片进一步输出第一参考电压至PMOS管的源极，第三电阻的第一端接地，第三电阻的第二端与PMOS管的漏极连接，第四电阻的第一端与第三电阻的第二端连接。

其中，第三电阻和第四电阻的阻抗值设置为使得在PMOS管的栅极从第二电阻的第一端获取第一驱动电压时，在第四电阻的第二端产生第一控制电压，在PMOS管的栅极从第二电阻的第一端获取第二驱动电压时，在第四电阻的第二端产生第二控制电压。

其中，受控开关包括控制端、第一输入端、第二输入端以及输出端，控制端与第四电阻的第二端连接，第一输入端通过第一电容与第二电感的第一端连接，第二输入端与内置天线连接，输出端与FM芯片连接。

其中，在控制端从第四电阻的第二端获取第一控制电压时，控制端控制第二输入端与输出端连接，在控制端从第四电阻的第二端获取第二控制电压时，控制端控制第一输入端与输出端连接。

其中，电源管理芯片进一步输出第一参考电压至受控开关以对受控开关进行供电。

其中，该手机进一步包括基带信号处理芯片和第二电容，基带信号处理芯片设置有模数转换端口，模数转换端口通过第二电容与第一电感的第二端连接。

本发明的有益效果是：区别于现有技术的情况，本发明的手机包括内置天线和耳机天线，通过检测耳机是否插入耳机插孔实现内置天线与耳机天线之间的切换，进而达到该手机在固定时和运动过程中都能播放较佳的FM信号的效果。提高了用户体验。

附图说明

图1是本发明的手机的一实施例的结构框图；

图2是图1所示的手机的一实施例的电路图。

具体实施方式

请参见图1，图1是本发明的手机的一实施例的结构框图。如图1所示，本实施例的手机主要包括：耳机101、耳机插孔102、耳机检测电路103、内置天线104、受控开关105、开关驱动电路106、FM芯片107以及电源管理芯片108和基带信号处理芯片109。

在本实施例中：耳机101包括耳机插头和耳机天线；耳机插孔102是一种用于插入耳机101的连接器，其包括分离设置的接地端和声道信号接收端，当耳机101插入耳机插孔102时，该耳机101通过耳机插头实现与声道信号接收端连接；耳机检测电路103用于在检测耳机101的耳机插头是否插入耳机插孔102，并将检测结果输送给基带信号处理芯片109进行判断，如果否，则产生第一驱动电压以驱动开关驱动电路106使得受控开关105连接FM芯片107和内置天线104，如果是，则产生第二驱动电压以驱动开关驱动电路106使得受控开关105连接FM芯片107和耳机天线；内置天线104设置在手机内部，可以是贴片天线，也可以是陶瓷天线或者蛇形天线等；开关驱动电路106将耳机检测电路103获得的电压进行调整，进而控制受控开关105，其中受控开关105是一种单刀双掷开关；FM芯片107用于解调耳机天线或者内置天线104输出的FM信息以获取语音信息；电源管理芯片108用于将电池的能量转换为手机中各系统需要的电压，例如为开关驱动电路106以及受控开关105提供合适的驱动电压；基带信号处理芯片109作为中央控制器，用于控制手机中各系统单元。

请参见图2，图2是图1所示的手机的一实施例的电路图。由图2所示，该图1所示的手机的内部电路主要包括耳机(未标识)、耳机插孔201、耳机检测电路202、基带信号处理芯片203、电源管理芯片205、开关驱动电路206、内置天线IN-FM-ANT、受控开关207以及FM芯片204。

如图2所示，耳机主要包括耳机插头和耳机天线(未图示)；耳机插孔201包括分离设置的接地端2011和声道信号接收端2012(包括右声道信号接收端20121和左声道信号接收端20122)。在耳机插头插入至耳机插孔201时，耳机插孔201的接地端2011与声道信号接收端2012通过耳机插头连接。其中，耳机左声道接收端20122用于接收基带信号处理芯片203的左声道输出端HS_LEFT输出的信号，右声道接收端20121用于接收基带信号处理芯片203的右声道输出端HS_RIGHT输出的信号。其中左声道接收端20122或右声道接收端20121与耳机插孔201的接地端2011的直流阻抗为32欧姆，右声道输出端HS_RIGHT以及左声道输出端HS_LEFT都是数模转换端口，用于将数字信号转换为模拟信号。

耳机检测电路202包括第一电感B3、第一电阻R1、第二电阻R2以及第二电感B4，第一电感B3的第一端与左声道信号接收端20122连接，第一电感B3的第二端与第一电阻R1的第一端连接，第一电阻R1的第二端与第二电阻R2的第一端连接，电源管理芯片205输出第一参考电压VDD至第二电阻R2的第二端，第二电感B4的第一端与接地端2011连接，第二电感B4的第二端接地。

并且，第一电感B3的第二端连接有第二电容C2的一端，而第二电容C2的另一端与基带信号处理芯片203的左声道输出端HS_LEFT连接。其中，第二电容C2的作用是对音频信号进行直流滤波处理。

在耳机插头未插入至耳机插孔201时，第一电感B3、第一电阻R1、第二电阻R2以及第二电感B4的阻抗值设置为使得在第二电阻R2的第一端产生第一驱动电压。由于耳机插头未插入耳机插孔201时，第一电阻R1、第一电感B3、耳机、第二电感B4通路断开，此时，第二电阻R2的第一端得到的直流阻抗为无穷大，第二电阻R2的第一端的电压为V_HS_DET＝VDD*(∞/(R2+∞))＝VDD，该电压作为第一驱动电压。

另外，基带信号处理芯片203中的耳机检测处HS_DET与第一电阻R1的第二端连接，使得耳机检测处HS_DET检测的电压为V_HS_DET＝VDD*(∞/(R2+∞))＝VDD，所以基带信号处理芯片203检测结果为高电平。

进一步地，在耳机插头插入至耳机插孔201时，第一电感B3、第一电阻R1、第二电阻R2以及第二电感B4的阻抗值设置为使得在第二电阻R2的第一端产生第二驱动电压。由于在耳机插入时，第二电阻R2、第一电阻R1、第一电感B3、耳机、第二电感B4所组成的通路接通，而第一电感B3和第二电感B4在直流条件下阻抗可以忽略不计，几乎可认为为0欧姆，且耳机的左声道接收端20122到接地端2011的直流阻抗为32欧姆，将第一电阻R1的阻值设计成第二电阻R2的十分之一左右，且第一电阻R1、第二电阻R2都是千欧级，因此在第二电阻R2的第一端获得的电压为V_HS_DET＝VDD*((R1+B3+32+B4)/(R2+R1+B3+32+B4))＝VDD*((0.1*R2+32)/(R2+0.1*R2+32))≈VDD*((0.1*R2+32)/(R2+0.1*R2+32))≈0.1*VDD，其作为第二驱动电压。

同样地，由于基带信号处理芯片203中的耳机检测处HS_DET与第一电阻R1的第二端连接，因此基带信号处理芯片203的耳机检测处HS_DET检测得到的电压V_HS_DET为低电平。

请进一步参见图2，开关驱动电路206包括PMOS管Q、第三电阻R3以及第四电阻R4。其中，PMOS管的栅极g与第二电阻R2的第一端连接，电源管理芯片205进一步输出第一参考电压VDD至PMOS管的源极s，第三电阻R3的第一端接地，第三电阻R3的第二端与PMOS管Q的漏极d连接，第四电阻R4的第一端与第三电阻R3的第二端连接。第三电阻R3和第四电阻R4的阻抗值设置为使得在PMOS管Q的栅极g从第二电阻R2的第一端获取第一驱动电压时，在第四电阻R4的第二端产生第一控制电压，在PMOS管Q的栅极g从第二电阻的第一端获取第二驱动电压时，在第四电阻R4的第二端产生第二控制电压。

请进一步参见图2，内置天线IN_FM_ANT以及耳机天线的切换主要由受控开关207来完成，其中，所述受控开关207包括控制端C、第一输入端INC、第二输入端INO以及输出端O，所述控制端C与第四电阻R4的第二端连接，第一输入端INC通过第一电容C3与第二电感B4的第一端连接，第二输入端INO与内置天线连接IN_FM_ANT，输出端O与FM芯片204的天线输入端连接。

其中，电源管理芯片205输出一参考电压VDD至受控开关207的电源连接插口VCC，为受控开关207提供工作电压。在控制端C从第四电阻R4的第二端获取第一控制电压时，控制端C控制第二输入端INO与输出端O连接，在控制端C从第四电阻R2的第二端获取第二控制电压时，控制端C控制第一输入端INC与输出端O连接。因此，当控制端C为低电平时，受控开关207将第二输入端INO与输出端O接通，FM芯片204的天线输入端接收来自内置天线IN_FM_ANTD的信号，该信号由FM芯片204解析出语音信息，FM芯片204解析解析出的语音信息传递给基带信号处理芯片203，而进行FM播放；当控制端C为高电平时，受控开关207将第一输入端INC与输出端O接通，FM芯片204的天线输入端接收来自耳机天线的信号，该信号由FM芯片204解析出语音信息，FM芯片204解析解析出的语音信息传递给基带信号处理芯片203，而进行FM播放。

在耳机插头未插入耳机插孔201时，耳机检测处HS_DET获得的电压为VDD，所以P-MOS管Q的栅极g与源极s压差为0伏，从而导致P-MOS管Q被关断；受控开关207的控制端C由于电阻R3、R4接地而为0伏，这时受控开关207将第二输入端INO与单刀输出端O接通，从而FM芯片204只解析内置天线IN_FM_ANT输出的信号。

在耳机插入时，耳机检测处HS_DET获得的电压约为0.1*VDD，所以P-MOS管Q的栅极g与源极s压差约为0.9*VDD伏，从而导致P-MOS管Q被导通；P-MOS管的源极s与漏极d之间阻抗几乎为0欧姆，所以P-MOS管Q的漏极d电压为VDD，进而受控开关207的控制端C电平为VDD，这时受控开关207将第一输入端INC与单刀输出端O接通，从而FM芯片204只解析耳机天线输出的信号。外部FM信号经过耳机天线的地线、通过耳机插孔201进入手机，再通过电容C3，经过受控开关207，连接到FM芯片204的天线输入端进行解析。由于FM频率为100MHz左右，设计中选择在100MHz时的电感B4阻抗要远远大于电容C3，所以对于此信号，电感B4阻抗看作无穷大，电容C3阻抗看作0。

针对图2所示的本发明的手机的一实施例的电路图，给出一应用实例。电源管理芯片205的供给的电压VDD为2.8V，第一电阻R1为1.5kohm，第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4为10kohm，电感B1、电感B2、第一电感B3、第二电感B4都为4.7uH，第三电容C1和第二电容C2为22uF，第一电容C3为100nF，MOS管Q为P-MOS。

耳机没有插入时，第一电阻R1、第一电感B3、耳机、第二电感B4通路断开，所以其直流阻抗为无穷大，耳机检测处HS_DET获得的电压为：V_HS_DET＝VDD*(∞/(R2+∞))＝VDD＝2.8伏；由于P-MOS管Q的源极同样连接到VDD，所以P-MOS管Q的栅极g与源极s压差为0伏，从而导致P-MOS管Q被关断；受控开关207的控制脚C被电阻R3、R4接地而变成0伏。因此受控开关207输入为低电平，使得第二输入端INO与输出端O接通，此时受控开关207将第二输入端INO与单刀输出端O接通，从而FM芯片204只解析内置FM天线IN_FM_ANT接收到的信号。FM芯片204解析得到的信息传递给基带信号处理芯片203，基带信号处理芯片203控制麦克风输出端HS_MIC以播放FM信号。当用户手机处于固定状态时，内置天线IN_FM_ANT的存在使得用户手机可以不依赖于耳机而进行独立播放FM信号，方便了用户。

耳机插入时，第一电阻R1、第一电感B3、耳机、第二电感B4通路接通，第一电感B3和第二电感B4在直流条件下阻抗可以忽略不计，耳机直流阻抗为32欧姆，所以，耳机检测处HS_DET获得的电压为V_HS_DET＝VDD*((R1+B3+32+B4)/(R2+R1+B3+32+B4))＝2.8*((1500+32)/(10000+1500+32))≈0.37伏，所以P-MOS管Q的栅极与源极压差约为(2.8-0.37＝2.43)伏，从而导致P-MOS管Q被导通；P-MOS管的源极s与漏极d之间阻抗几乎为0欧姆，所以P-MOS管的漏极d电压为VDD，由于电阻R4的作用是控制输入到受控开关207的电流，并不起分压的作用，进而使得控制脚C电平也为2.8伏，受控开关207将耳机天线端INC与单刀输出端O接通，从而FM芯片204只解析耳机天线输出的信号。FM芯片204解析得到的信息传递给基带信号处理芯片203，基带信号处理芯片203控制HS_MIC以输出语音模拟信号给耳机，使得用户通过耳机可以接听FM信号。当用户携带手机运动过程中，例如行走，插入耳机后，用户手机可由内置天线切换到耳机天线，使得手机在运动过程中可以接收到较好的FM信号。

本发明的手机包括内置天线和耳机天线，通过检测耳机是否插入耳机插孔进而实现内置天线与耳机天线之间的切换，使得手机在固定时和运动过程中都能播放效果良好的FM信号，提高了FM信号的接受性能，增强了手机用户的体验。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种手机，其特征在于，包括耳机、耳机插孔、耳机检测电路、开关驱动电路、受控开关、FM芯片以及内置天线，所述内置天线设置在所述手机内，所述耳机包括耳机插头和耳机天线，其中：

所述耳机检测电路在检测到所述耳机插头未插入至所述耳机插孔时，产生第一驱动电压以驱动所述开关驱动电路使得所述受控开关连接所述FM芯片和所述内置天线；

所述耳机检测电路在检测到所述耳机插头插入至所述耳机插孔时，产生第二驱动电压以驱动所述开关驱动电路使得所述受控开关连接所述FM芯片和所述耳机天线。

2.根据权利要求1所述的手机，其特征在于，所述手机进一步包括电源管理芯片，所述耳机插孔包括分离设置的接地端和声道信号接收端，且在所述耳机插头插入至所述耳机插孔时，所述接地端与所述声道信号接收端通过所述耳机插头连接，所述耳机检测电路包括第一电感、第一电阻、第二电阻以及第二电感，所述第一电感的第一端与所述声道信号接收端连接，所述第一电感的第二端与所述第一电阻的第一端连接，所述第一电阻的第二端与所述第二电阻的第一端连接，所述电源管理芯片输出第一参考电压至所述第二电阻的第二端，所述第二电感的第一端与所述接地端连接，所述第二电感的第二端接地。

3.根据权利要求2所述的手机，其特征在于，所述第一电感、第一电阻、第二电阻以及第二电感的阻抗值设置为使得在所述耳机插头未插入至所述耳机插孔时，在所述第二电阻的第一端产生所述第一驱动电压。

4.根据权利要求3所述的手机，其特征在于，所述第一电感、第一电阻、第二电阻以及第二电感的阻抗值设置为使得在所述耳机插头插入至所述耳机插孔时，在所述第二电阻的第一端产生所述第二驱动电压。

5.根据权利要求4所述的手机，其特征在于，所述开关驱动电路包括PMOS管、第三电阻以及第四电阻，所述PMOS管的栅极与所述第二电阻的第一端连接，所述电源管理芯片进一步输出所述第一参考电压至所述PMOS管的源极，所述第三电阻的第一端接地，所述第三电阻的第二端与所述PMOS管的漏极连接，所述第四电阻的第一端与所述第三电阻的第二端连接。

6.根据权利要求5所述的手机，其特征在于，所述第三电阻和第四电阻的阻抗值设置为使得在所述PMOS管的栅极从所述第二电阻的第一端获取所述第一驱动电压时，在所述第四电阻的第二端产生第一控制电压，在所述PMOS管的栅极从所述第二电阻的第一端获取所述第二驱动电压时，在所述第四电阻的第二端产生第二控制电压。

7.根据权利要求6所述的手机，其特征在于，所述受控开关包括控制端、第一输入端、第二输入端以及输出端，所述控制端与所述第四电阻的第二端连接，所述第一输入端通过第一电容与所述第二电感的第一端连接，所述第二输入端与所述内置天线连接，所述输出端与所述FM芯片连接。

8.根据权利要求7所述的手机，其特征在于，在所述控制端从所述第四电阻的第二端获取所述第一控制电压时，所述控制端控制所述第二输入端与所述输出端连接，在所述控制端从所述第四电阻的第二端获取所述第二控制电压时，所述控制端控制所述第一输入端与所述输出端连接。

9.根据权利要求7所述的手机，其特征在于，所述电源管理芯片进一步输出所述第一参考电压至所述受控开关以对所述受控开关进行供电。

10.根据权利要求2所述的手机，其特征在于，所述手机进一步包括基带信号处理芯片和第二电容，所述基带信号处理芯片设置有模数转换端口，所述模数转换端口通过所述第二电容与所述第一电感的第二端连接。

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