CN102752682A - Usb接口复用的蓝牙耳机 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种USB接口复用的蓝牙耳机，包括USB接口和充电管理电路，还包括：与第四引脚电连接的麦克风电路，用于音频信号的输入，在外接设备是音频设备时该麦克风电路相当于一个分压电阻；上拉电阻，第四引脚通过该上拉电阻连接到麦克风偏执电源，同时与逻辑判断电路的输入端电连接，为逻辑判断电路提供外接设备类型电压值；逻辑判断电路，控制输出端与模拟开关的控制输入端电连接，根据接收的外接设备类型电压值以控制模拟开关的选择输出；模拟选择开关，在逻辑判断电路的控制下选择数据传输或音频输出。本发明实现了在音频接口上同时具备音频输入输出和充电功能，减小外部接口的数量，使产品更美观；节省接口器件，降低成本。

Description

USB接口复用的蓝牙耳机

技术领域

本发明涉及接口复用技术领域，尤其涉及一种USB接口复用数据传输、音频输入输出和充电功能的蓝牙耳机。

背景技术

电子化的产品一般需要一种或多种实现不同功能的外部接口，例如数据传输接口、音频（输入输出）接口、充电接口等接口。现有的电子产品越来越小，实现的功能越来越多，因此电子产品需要越来越多的接口数量来满足其功能需求。

以蓝牙耳机为例，如通常的单声道或多声道耳挂式蓝牙耳机，由于其体积较小，电池就内置于蓝牙耳机内部，所以其至少需要一个充电接口，这个充电接口可以有多种形式，有的为USB接口，也有的是通常的充电座。如通常的头戴式蓝牙耳机，一般也具有一个充电接口和一个麦克风输入接口。另外，还有的耳机具有数据接口，有的具有音频输入输出接口等。但由于产品本身的体积和外观要求，通常在耳机上不会也不宜设置过多数量的外部接口，一般不会同时设置多个接口；而同时具有多个接口的耳机，其在外观和结构上也会表现为具有多个外部物理接口，不利于耳机外观的美观性。

在追求电子产品越来越小的今天，因为产品本身的体积有限，因此在结构空间紧张的情况下，更多的物理接口很大程度上会不可避免地浪费产品的结构空间，进而阻碍产品体积的进一步缩小；同时，过多的接口器件也会增加电子产品成本，而且多个外部接口也会影响产品的外观。

发明内容

鉴于上述问题，本发明的目的是提供一种USB接口复用的蓝牙耳机，实现USB能同时进行数据传输、音频输入输出、充电能功能。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：一种USB接口复用的蓝牙耳机，包括USB接口和与USB接口的第一引脚电连接的充电管理电路，还包括：麦克风电路，与USB接口的第四引脚电连接，用于音频信号的输入，在外接设备是音频设备时该麦克风电路相当于一个分压电阻；上拉电阻，USB接口的第四引脚通过该上拉电阻连接到蓝牙耳机的麦克风偏执电源，同时与逻辑判断电路的输入端电连接，为逻辑判断电路提供外接设备类型电压值；逻辑判断电路和模拟选择开关，逻辑判断电路的控制输出端与蓝牙耳机的模拟开关的控制输入端电连接，根据接收的外接设备类型电压值，判断外接设备类型，以控制模拟开关的选择输出；模拟选择开关在逻辑判断电路的控制下选择数据传输或音频输出。

作为优选，上述结构复用的蓝牙耳机USB接口还包括一低通滤波电路，该低通滤波电路串联于USB接口的第四引脚和逻辑判断电路之间。

作为优选，上述逻辑判断电路为一三极管电路。

作为优选，所述上拉电阻和所述分压电阻的阻值比为1:1～2:1。

作为优选，所述低通滤波电路为RC滤波电路或LC滤波电路。

本发明达到的有益效果：通过本发明提供的USB接口复用的蓝牙耳机，能够在蓝牙耳机的USB数据接口上同时实现充电、数据传输、音频输入输出功能；实现在音频接口上同时具备音频输入输出和充电功能。不仅能充分利用蓝牙耳机日益紧张的结构空间；减小外部接口的数量，使产品更美观；还可以节省接口器件，降低成本；另外，在保持蓝牙耳机产品体积外观不变的情况下，通过USB接口的复用，也可以使其具有更多的功能，提高蓝牙耳机产品的实用性。

为了实现上述以及相关目的，本发明的一个或多个方面包括后面将详细说明并在权利要求中特别指出的特征。下面的说明以及附图详细说明了本发明的某些示例性方面。然而，这些方面指示的仅仅是可使用本发明的原理的各种方式中的一些方式。此外，本发明旨在包括所有这些方面以及它们的等同物。

附图说明

通过参考以下结合附图的说明及权利要求书的内容，并且随着对本发明的更全面理解，本发明的其它目的及结果将更加明白及易于理解。在附图中：

图1为根据本发明实施例的USB接口复用的蓝牙耳机原理示意图；

图2为当外接设备未外接音频设备时的等效原理示意图；

图3为当外接设备为音频设备时的等效原理示意图。

在所有附图中相同的标号指示相似或相应的特征或功能。

具体实施方式

在下面的描述中，出于说明的目的，为了提供对一个或多个实施例的全面理解，阐述了许多具体细节。然而，很明显，也可以在没有这些具体细节的情况下实现这些实施例，并且，本说明书中公开的所有特征，除了互相排斥的特征以外，均可以以任何方式组合。在其它例子中，为了便于描述一个或多个实施例，公知的结构和设备以方框图的形式示出。

本说明书（包括任何附加权利要求、摘要和附图）中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。

很多电子设备，如手机、MP3、数码相机、蓝牙耳机等，都采用标准的USB接口进行数据传输和/或充电，如Micro-B 5Pin的USB接口。这种接口具有5个引脚，按照标准，其第一引脚1为电源正，第五引脚5为电源地，第二引脚2和第三引脚3为数据线。这种标准的USB接口目前能实现数据传输与充电的复用。本发明就是要对该种标准的USB接口进行接口管脚的复用，以实现同时具备数据传输、充电和音频输入输出功能。

图1为根据本发明实施例的USB接口复用的蓝牙耳机的结构原理示意图。

如图1所示，本发明提供的USB接口复用的蓝牙耳机包括USB接口11和与USB接口11的第一引脚1电连接的充电管理电路12，充电管理电路12属于现有技术，在此不再赘述。本发明的USB接口复用的蓝牙耳机还包括：麦克风电路16、上拉电阻R1、逻辑判断电路14、模拟选择开关13和低通滤波电路15。

USB接口11的第一引脚1连接到充电管理电路12作为电源输入，从而实现充电功能；第五引脚5与地相连；第四引脚4通过上拉电阻R1连接到蓝牙耳机的麦克风偏执电源Vcm，同时经过低通滤波电路15滤波后与逻辑判断电路14连接，此逻辑判断电路14用于判断外部与该接口连接的是音频设备还是数据线或充电设备，逻辑判断电路14的控制输出端与模拟开关13的控制输入端电连接，当该USB接口连接的是数据线时，模拟开关13的A、B分别和A1、B1相连，从而使该USB接口具有数据传输的功能；当该USB接口连接的是音频设备时，如有线耳机，逻辑判断电路14控制模拟开关13的A、B分别和A2、B2相连，而A2，B2连接到音频输出上，从而向外部输出音频信号，驱动外接音频设备。第四引脚4还与麦克风电路16电连接，用于麦克风电路信号的向该USB接口传输，从而实现音频信号输入功能。

进一步说明一下该复用结构判断外接设备类型的方法：

当外部没有连接音频设备时，其等效电路图如图2所示，麦克风偏置电源Vcm通过上拉电阻R1将第四引脚4的电压上拉至麦克风偏置电源电压，经过低通滤波电路15后，给逻辑判断电路14稳定的电压信号V1，此电压信号V1即为麦克风偏置电源电压。

当外接有音频设备时，其等效电路图如图3所示，与第四引脚4相连的麦克风电路16等效与一个电阻R2，电阻R2与上拉电阻R1构成一定的分压关系，从而改变输入到低通滤波电路15的信号电压，最终改变了输入到逻辑判断电路14的电压V2，通过计算可知，当有外接音频设备时，输入到逻辑判断电路14的电压V2为：

V2=麦克风偏置电源电压*R2/(R1+R2)。

当接有外接音频设备时，外部麦克风会感应语音号，在第四引脚4连线上产生电流信号，上拉电阻R1将此电流信号转变为电压信号，此电压信号会作为如图1所示麦克风电路16的输入信号。因此，上拉电阻R1具有以下功能：

1)当没有连接外部音频设备时，上拉电阻R1作为上接电阻，给逻辑判断电路14提供电压信号V1；

2)当接有外部音频设备时，上拉电阻R1和电阻R2构成一定的分压关系，使输入到逻辑判断电路14的电压变为V2，从而使逻辑判断电路14区分是否外接了音频设备，再控制模拟开关13选择以实现不同的功能；

3)当有外接音频设备时，上拉电阻R1作为麦克风的偏置电阻，将麦克风产生的语音电流信号转换为语音电压信号，用于麦克风电路16处理。

通常情况，麦克风单体的等效电阻R2为几k的数量级，根据电阻R2值的大小，同时兼顾输入到麦克风电路语音信号电压的幅度，合理设置R1的值，通常R2的值为R1的1至2倍，即上拉电阻和分压电阻的阻值比为1:1～2:1，这样，既可以保证麦克风电路接收到正常的语音电压信号，又能使输入到逻辑判断电路的V1和V2有一定的差值，使逻辑判断电路能正确区分外接设备的类型。

当外部接口接有音频设备时，如以上所述，由于外接的麦克风会接收语音信号，使第四引脚4连线上有一定的电压抖动，此抖动即语音电压信号，如将此信号输入到逻辑判断电路14，会造成逻辑判断电路14的工作不稳定，或判断错误，因此在电路中加入低通滤波电路15。低通滤波电路15要求其截止频率低至10Hz级，此低能滤波电路15使用常用的RC或LC等电路就可实现，而且此滤波电路15不会影响输入到麦克风电路的信号。

如以上所述，输入到逻辑判断电路的V1和V2有一定的差值，因此逻辑判断电路14只需使用三极管电路即可实现，并且能输出能与模拟开关兼容的控制信号。

本发明通过将USB接口复用，实现了在USB数据接口上同时具备充电、数据传输、音频输入输出功能；实现在音频接口上同时具备音频输入输出和充电功能。能充分利用目前蓝牙耳机日益紧张的结构空间；减小外部接口的数量，使产品更美观；并且节省接口器件，降低成本。

在保持蓝牙耳机体积不变，外观不变的情况下，通过接口的复用，也可以使蓝牙耳机的UCSB接口具有更多的功能，从而提高蓝牙耳机产品的实用性。

如上参照附图以示例的方式描述根据本发明的结构复用的蓝牙耳机USB接口。但是，本领域技术人员应当理解，对于上述本发明所提出的结构复用的蓝牙耳机USB接口，还可以在不脱离本发明内容的基础上做出各种改进。也就是说，本发明并不局限于前述的具体实施方式，本发明扩展到任何在本说明书中披露的新特征或任何新的组合，以及披露的任一新的方法或过程的步骤或任何新的组合。因此，本发明的保护范围应当由所附的权利要求书的内容确定。

Claims (5)

1.一种USB接口复用的蓝牙耳机，包括USB接口（11）和与USB接口（11）的第一引脚（1）电连接的充电管理电路（12），其特征在于，还包括：

麦克风电路（16），与所述USB接口（11）的第四引脚（4）电连接，用于音频信号的输入，在外接音频设备时所述麦克风电路（16）相当于一个分压电阻（R2）；

上拉电阻（R1），所述USB接口（11）的第四引脚（4）通过所述上拉电阻（R1）连接到蓝牙耳机的麦克风偏执电源（Vcm），同时与蓝牙耳机的逻辑判断电路（14）的输入端电连接，为所述逻辑判断电路（14）提供外接设备类型电压值；

逻辑判断电路（14）和模拟选择开关（13），所述逻辑判断电路（14）的控制输出端与蓝牙耳机的模拟开关（13）的控制输入端电连接，根据接收的外接设备类型电压值，判断外接设备类型，以控制所述模拟开关（13）的选择输出；所述模拟选择开关（13）在所述逻辑判断电路（14）的控制下选择数据传输或音频输出。

2.根据权利要求1所述的USB接口复用的蓝牙耳机，其特征在于，还包括一低通滤波电路（15），所述低通滤波电路（15）串联于所述USB接口（11）的第四引脚（4）和所述逻辑判断电路（14）之间。

3.根据权利要求1所述的USB接口复用的蓝牙耳机，其特征在于，所述逻辑判断电路（14）为一三极管电路。

4.根据权利要求1所述的USB接口复用的蓝牙耳机，其特征在于，所述上拉电阻和所述分压电阻的阻值比为1:1～2:1。

5.根据权利要求2所述的USB接口复用的蓝牙耳机，其特征在于，所述低通滤波电路（15）为RC滤波电路或LC滤波电路。

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