CN104901709B - 一种包含移动终端和外设装置的收音机系统及其控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提出一种包含移动终端和外设装置的收音机系统及其控制方法。移动终端包含用户界面、收音机应用模块、音频播放模块、音频数据模块。外设装置包含活动连接器、电源模块、收音机电路、数据解调单元、控制单元。移动终端自左、右声道输出触点向电源模块发出音频的差分周期波形。电源模块产生直流电压。收音机电路接收无线广播产生音频信号。差分周期波形通过频率变化承载工作指令；数据解调单元进行频率解调，恢复工作指令；控制单元按照工作指令控制收音机电路，实现启动、关闭、调谐、音量控制等功能。本发明的能够使收音机电路从移动终端的音频接口获得持续的供电，供电效率高。移动终端与收音机电路之间能够实现自由通信。
Description
技术领域
本发明涉及计算机设备，特别是通过移动终端和外设实现收音机的系统和方法。
背景技术
有的移动终端没有收音机功能；移动终端包含收音机功能时体积变大。移动终端的音频连接装置可以扩展周边产品，即计算机外设装置，因此可以用于控制收音机。现有技术包含通过音频连接装置向外设进行供电、控制的装置，例如通过一个声道输出方波或正弦波，整流后产生直流电压，另一个声道传送控制信号或数据给外设；再例如两个声道在一个时间段内产生方波或正弦波输送给外设整流以提供电能，在另一个时间段用于控制信号传送。弊端在于提供电能效率低、无法同时实现供电、控制。专利申请CN201310660146披露的方案就采用了类似的技术，该方案中除了存在上述问题外，移动终端还不能主动自由地和外设进行通信，而是通过话筒接收外设的数据包来确定是否下传信号；为了等候移动终端下传信号，外设还要通过开关对供电或通信通路进行切换。本发明通过移动终端和外设装置(收音机及耳机)相结合实现收音机系统，解决了移动终端向收音机电路供电和进行控制的问题，使收音机系统中有收音机芯片的外设部分和移动终端相分离。
发明内容
本发明提出一种包含移动终端和外设装置的收音机系统及其控制方法，实现移动终端通过活动连接器的触点持续向收音机电路进行供电、同时能不间断地控制收音机电路、接收收音机电路返回的信号。
本发明的收音机系统包含移动终端9和外设装置。所述移动终端9包含用户界面91、收音机应用模块92、音频播放模块93、音频数据模块94、活动连接器左右声道输出触点、音频输入触点。所述用户界面91产生收音机启动命令、关闭命令；所述收音机应用模块92接收所述启动命令或关闭命令，启动或关闭所述音频播放模块93；所述音频数据模块94包含多种频率的音频数据文件；所述音频播放模块93启动时，从所述音频数据模块94中调用特定频率的音频数据文件，向所述活动连接器左、右声道输出触点发出音频的差分周期波形。
可选择地，所述收音机应用模块92接收来自所述活动连接器音频输入触点的音频广播信号，从移动终端中扬声器95或蓝牙装置96输出。
可选择地，所述用户界面91产生收音机调节命令，显示性能数据；所述收音机应用模块92接收来自所述音频输入触点的音频数据信号，生成所述性能数据，输出到所述用户界面91；所述收音机应用模块92根据所述收音机调节命令和/或所述性能数据产生工作指令，控制所述音频播放模块93调用不同频率的音频数据文件，向所述活动连接器左、右声道输出触点发出音频的差分周期波形；所述音频的差分周期波形通过频率变化承载所述工作指令。
作为所述移动终端9进一步优化的方案，包含上述全部可选择的功能。
所述外设装置包含活动连接器1、电源模块2、收音机电路6。所述活动连接器1包含左、右声道输出触点L、R，及音频输入触点MIC。所述电源模块2对来自所述左、右声道输出触点音频的差分周期波形进行处理产生直流电压。所述收音机电路6产生音频广播信号。
作为所述外设装置进一步优化的方案，所述外设装置进一步包含数据解调单元3、控制单元5。所述数据解调单元3从所述电源模块2引出部分音频电流进行频率解调，恢复工作指令；所述控制单元5按照所述工作指令控制所述收音机电路6，实现启动、关闭、调谐、音量控制。
作为所述外设装置一种可选择的方案，所述收音机电路6直接向所述音频输入触点发送所述音频广播信号。作为另一可选择的方案，所述外设装置进一步包含数据调制单元4，所述控制单元5分析所述音频广播信号，生成性能数据，例如中心频率、音量、信噪比，通过所述数据调制单元4把所述性能数据调制为音频数据信号，发送到所述音频输入触点。
作为所述外设装置进一步优化的方案，包含至少一扬声器7与所述收音机电路6相连接，播放所述音频广播信号。
作为所述外设装置进一步优化的方案，在所述扬声器7和所述电源模块2输入端之间通过一转换开关8相连，在所述电源模块2输出电压达到标准值时断开。
本发明中收音机系统控制方法，包括以下步骤：
移动终端9向左、右声道输出触点持续发送音频的差分周期波形；
外设装置中电源模块2将所述差分周期波形转换成直流电，对收音机电路6供电；
所述移动终端9改变所述差分周期波形的频率，向所述收音机电路6发出工作指令；
所述外设装置中数据解调单元3识别所述差分周期波形的频率变化，恢复所述工作指令；
所述外设装置中控制单元5按照所述工作指令控制所述收音机电路6，实现启动、关闭、调谐、音量控制功能；
所述收音机电路6执行所述工作指令，生成音频广播信号。
进一步地，本发明收音机控制方法还包含以下步骤：
所述控制单元5分析所述音频广播信号，生成性能数据，经数据调制单元4形成音频数据信号，发送到所述音频输入触点；
所述移动终端9根据用户界面91的命令和/或所述音频输入触点音频数据信号确定工作指令。
运用本发明的装置和方法，能够使收音机电路从移动终端的音频接口获得持续的供电，在收音机电路和移动终端进行通信时，不停止供电，因此供电效率高。此外，移动终端与收音机电路之间能够实现自由通信，同时实现下传工作指令、上传音频数据信号或音频广播信号。解决了没有收音机外设装置芯片的手机如何收听的问题。本发明在终端上实现FM广播的接收有助于传统广播电台和移动互联网在手机应用层面融合。
附图说明
图1是移动终端供电、音频广播信号回传的收音机系统实施例
图2是移动终端供电和逻辑控制、音频广播信号回传的收音机系统实施例
图3是移动终端供电和逻辑控制、音频数据信号回传的收音机系统外设装置的实施例
图4是有收音机功能耳机的实施例
图5是电源模块的实施例
图6是数据解调单元的实施例
图7是数据调制单元的实施例
图8是收音机系统中移动终端的实施例
图9是收音机系统控制的实施例
具体实施方式
下面结合附图，对具体实施方式说明如下。
如图1所示，是移动终端供电、音频广播信号回传的收音机实施例，包含移动终端9和外设装置。所述外设装置包含活动连接器1、电源模块2、收音机电路6。所述活动连接器1包含左、右声道输出触点L、R，及音频输入触点MIC，用于连接所述移动终端9和所述外设装置；所述移动终端9自所述左、右声道输出触点向所述电源模块2发出音频的差分周期波形，例如正弦波，所述“差分”是指左、右声道的波形相互反相。所述电源模块2对所述差分周期波形进行处理，处理过程包含整流、滤波、储能，产生直流电压，实现供电。所述收音机电路6接收无线广播信号，产生音频广播信号。所述收音机电路6包含FM收音机接收电路、功率放大器电路，可以为一个芯片。所述外设装置中包含至少一扬声器7(一般地，左、右声道各一扬声器)，与所述收音机电路6相连接，播放所述收音机电路6产生的音频广播信号。自所述音频输入触点MIC发送所述音频广播信号到所述移动终端9。
图2是供电及逻辑控制、音频广播信号回传的收音机系统实施例，作为本发明进一步优化的方案，在图1所示方案的基础上，所述外设装置进一步包含数据解调单元3、控制单元5。所述差分周期波形通过频率变化承载工作指令；所述数据解调单元从所述电源模块2引出部分音频电流进行频率解调，恢复工作指令；所述控制单元5按照所述工作指令控制收音机电路6，实现启动、关闭、调谐、音量控制等功能。
图3是供电及逻辑控制、音频数据信号回传的收音机系统外设装置实施例，作为本发明另一可选择的的方案，与图1～2所示方案相区别，所述外设装置在图1～2方案基础上进一步包含数据调制单元4，所述控制单元5分析所述音频广播信号，生成性能数据，例如中心频率、音量、信噪比等一种或多种指标，通过所述数据调制单元4把所述性能数据调制为音频数据信号，自所述音频输入触点MIC发送到所述移动终端9。
如图4所表示，是有收音机功能耳机的实施例，作为本发明图1所示收音机系统中外设装置进一步优化的方案，在所述左、右声道扬声器7和所述电源模块2的输入端左、右声道音频输出触点之间的通路上包含一转换开关8，所述转换开关8接受所述电源模块2输出电压的控制，在Vcc达到标准值时断开。反之，当Vcc未达到标准值时，左、右声道扬声器和左、右声道音频输出触点之间分别连通。
按照相同的原理形成更多的方案，例如在本说明书图2～3所示实施例中，在所述扬声器7和所述电源模块2的输入端之间连接有一转换开关8，所述转换开关8接受所述电源模块2输出电压的控制，在Vcc达到标准值时断开。
作为图1～4所示方案中进一步优化的实施例，在所述音频输入触点和地线之间包含一个启动开关81，当按下所述启动开关81时所述移动终端9检测到音频输入触点的直流电压下降，启动移动终端9中的收音机应用模块92。
作为图1～4所示方案中电源模块的最佳实施例，如图5所示，包含整流电路21、滤波电路22、储能电路23。来自左声道L和右声道R的周期波形进入所述电源模块2，首先通过所述整流电路21进行全波整流。所述整流电路21的最佳实施例为高效全波整流电路。全波整流输出的电流进入所述滤波电路22实现平滑滤波；再经储能电路23(储能电路可以由电容构成)实现能量存储，使输出电压Vcc维持在一个较高的水平，为其他各单元供电。
作为本发明方案的实施例之一，从所述滤波电路22引出部分音频电流进入所述数据解调单元3。本发明方案的另一实施例是从所述电源模块2的输入端直接引出部分音频电流至所述数据解调单元3(如图5中带箭头虚线表示)。
如图6所示，数据解调单元3包含鉴频电路31、模数转换电路32。来自滤波电路22的音频电流、或来自所述电源模块2输入端的音频电流进入所述数据解调单元3，由所述鉴频电路31实时监测所述音频电流的频率变化，形成幅变信号。所述模数转换电路32根据最大似然法则判定是0还是1，恢复工作指令，实现移动终端9到收音机电路6之间的数据通信。
图7是数据调制单元4的实施例。所述数据调制单元4用于向移动终端9反馈所述收音机电路5产生的音频广播信号的性能数据，例如中心频率、音量、信噪比等一种或多种，通过所述数据调制单元4把所述性能数据调制为音频信号，自所述音频输入触点MIC发送到所述移动终端9，包含数模转换电路41和音频调制电路42。为了简化方案，所述音频调制电路42也可以使用低通滤波电路替代。
图8是本发明移动终端9的实施例，所述移动终端9包含用户界面91、收音机应用模块92、音频播放模块93、音频数据模块94、活动连接器左右声道输出触点、音频输入触点。所述用户界面91产生收音机启动命令、关闭命令。所述收音机应用模块92接收所述启动命令或关闭命令，启动或关闭所述音频播放模块93。所述音频数据模块94包含多种频率的音频数据文件。所述音频播放模块93启动时，从所述音频数据模块94中调用特定频率的音频数据文件，向所述活动连接器左、右声道输出触点发出音频的差分周期波形。
可选择地，当移动终端支持外设装置音频广播信号回传时，所述收音机应用模块92接收来自所述活动连接器音频输入触点的音频广播信号，从移动终端中扬声器95或蓝牙装置96输出。
可选择地，当移动终端支持外设装置音频数据信号回传时，移动终端具有收音机控制的功能。所述用户界面91产生收音机调节命令，显示性能数据。所述收音机应用模块92接收来自所述音频输入触点的音频数据信号，生成所述性能数据，输出到所述用户界面91；所述收音机应用模块92根据所述收音机调节命令或所述性能数据产生工作指令，控制所述音频播放模块93调用不同频率的音频数据文件，向所述活动连接器左、右声道输出触点发出音频的差分周期波形。所述音频的差分周期波形通过频率变化承载工作指令。
当移动终端既支持外设装置音频广播信号回传、又支持音频数据信号回传时，所述移动终端包含上述全部功能。
图9为收音机系统控制方法的流程图，包含以下步骤
第1步：启动移动终端9的收音机应用模块92。启动方法有3种：1)外设硬启动：所述移动终端6检测到与活动连接器1音频输入触点MIC相连的启动开关81动作，2)外设应答启动：所述移动终端6接收到音频输入触点上电完成标志信号后启动；3)软起动：通过移动终端9上的用户界面91来启动。
第2步：所述移动终端9中收音机应用模块92控制音频播放模块93，向左、右声道持续发出音频的差分周期波形。该差分信号的峰峰振幅与输出频率符合电源模块2启动工作的要求，例如其中峰峰值最大为3V，频率设定为30KHz以内，300Hz到1KHz附近。具体实施例是在所述移动终端9中预存所需频率的音频数据文件，所述音频播放模块93根据需要调用音频数据文件向左、右声道分别播放。
第3步：与所述活动连接器1相连的电源模块2对所述差分周期波形进行整流、滤波，转换成直流电压，对其他电路供电；
第4步：所述收音机电路6初始化完成后、或执行工作指令后，所述外设装置通过所述音频输入触点MIC向所述移动终端9发出上电完成标志信号、音频广播信号或音频数据信号。其中，
所述收音机电路初始化完成后，由所述控制单元5向所述音频输入触点发出上电完成标志信号。
所述收音机电路6执行工作指令后，与图1～2所示实施例相对应，所述外设装置通过所述音频输入触点向所述移动终端9发送音频广播信号，所述收音机应用模块92接收来自所述活动连接器音频输入触点的音频广播信号，从移动终端中扬声器95或蓝牙装置96输出。
所述收音机电路6执行工作指令后，以图3所示实施例相对应，所述外设装置通过所述音频输入触点向所述移动终端9发送包含性能数据的音频数据信号。方法有2种，1)所述音频数据信号为幅度调制信号，收音机应用模块92实时监控所述音频输入触点的电平，根据电平高低分辨出“0”或“1”，再根据01组合实现位和字的同步，从而实现由外设到计算机方向的数据通信；2)所述音频数据信号为频率变化信号，所述控制单元5对所述移动终端9发出不同速率的上传数据，经过滤波或调制后形成不同频率的音频数据信号。收音机应用模块92实时监控所述音频输入触点的频率，根据频率变化分辨出“0”或“1”，再根据01组合实现位和字的同步，从而实现由外设到计算机方向的数据通信。
第5步：所述移动终端9中的收音机应用模块92识别所述用户界面91的命令和/或来自所述音频输入触点音频数据信号，确定工作指令。
第6步：当需要发出工作指令时，所述移动终端9改变左、右声道输出周期波形的频率。例如在所述移动终端9中预存频率不同的音频数据文件，所述音频播放模块93根据需要调用所述音频数据文件，向左、右声道分别播放。所述工作指令包含但不限于：A启动，B搜台，C报送频点，D上搜索，E下搜索，F关闭。G：回显，H静音。
第7步：与所述电源模块2相连接的数据解调单元3识别左、右声道的周期波形的频率变化，恢复工作指令。以图2～3所示方案为例，所述数据解调单元3处理后恢复工作指令，由控制单元5按照所述工作指令生成控制逻辑，控制所述收音机电路6实现启动、关闭、调谐、音量控制等功能。在图9所示的实施例中，第7步完成后返回至第4步。
Claims (12)
1.一种外设装置，其特征在于，包含活动连接器(1)、电源模块(2)、数据解调单元(3)、收音机电路(6)；
所述活动连接器(1)包含左、右声道输出触点及音频输入触点；
所述电源模块(2)对来自所述左、右声道输出触点音频的差分周期波形进行整流、滤波、储能处理，产生直流电压；
所述音频的差分周期波形通过频率变化承载工作指令；
所述数据解调单元(3)进行频率解调，恢复工作指令；
所述收音机电路(6)产生音频广播信号。
2.如权利要求1所述外设装置，其特征在于，进一步包含控制单元(5)；
所述控制单元(5)按照所述工作指令控制收音机电路(6)实现启动、关闭、调谐、音量控制功能；
所述音频广播信号发送到所述音频输入触点。
3.如权利要求2所述外设装置，其特征在于，进一步包含数据调制单元(4)；
所述控制单元(5)，还用于分析音频广播信号，生成性能数据；
所述数据调制单元(4)把所述性能数据调制为音频数据信号，发送到所述音频输入触点。
4.如权利要求1～3任一所述外设装置，其特征在于，包含至少一扬声器(7)与所述收音机电路(6)相连。
5.如权利要求4所述外设装置，其特征在于，在所述扬声器(7)和所述电源模块(2)输入端之间通过一转换开关(8)相连，在所述电源模块(2)输出电压达到标准值时断开。
6.如权利要求1～3任一所述外设装置，其特征在于，所述电源模块(2)包含整流电路(21)、滤波电路(22)、储能电路(23)。
7.一种移动终端(9)，其特征在于，包含用户界面(91)、收音机应用模块(92)、音频播放模块(93)、音频数据模块(94)、活动连接器左右声道输出触点、音频输入触点；
所述用户界面(91)产生收音机启动命令、关闭命令、收音机调节命令；
所述收音机应用模块(92)接收所述启动命令或关闭命令，启动或关闭所述音频播放模块(93)；
所述音频数据模块(94)包含多种频率的音频数据文件；所述音频播放模块(93)启动时，从所述音频数据模块(94)中调用特定频率的音频数据文件，向所述活动连接器左右声道输出触点发出音频的差分周期波形；
所述收音机应用模块(92)根据所述收音机调节命令产生工作指令，控制所述音频播放模块(93)调用不同频率的音频数据文件，向所述活动连接器左、右声道输出触点发出音频的差分周期波形；
所述音频的差分周期波形通过频率变化承载工作指令；
所述收音机应用模块(92)接收来自所述活动连接器音频输入触点的音频广播信号，从扬声器(95)或蓝牙装置(96)输出。
8.如权利要求7所述移动终端(9)，其特征在于，
所述用户界面(91)显示性能数据；
所述收音机应用模块(92)接收来自所述音频输入触点的音频数据信号，生成所述性能数据，输出到所述用户界面(91)；
所述收音机应用模块(92)根据所述性能数据产生工作指令，控制所述音频播放模块(93)调用不同频率的音频数据文件，向所述活动连接器左、右声道输出触点发出音频的差分周期波形。
9.一种移动终端(9)，其特征在于，包含用户界面(91)、收音机应用模块(92)、音频播放模块(93)、音频数据模块(94)、活动连接器左右声道输出触点、音频输入触点；
所述用户界面(91)产生收音机启动命令、关闭命令、调节命令，显示性能数据；
所述收音机应用模块(92)接收所述启动命令或关闭命令，启动或关闭所述音频播放模块(93)；
所述收音机应用模块(92)接收来自所述音频输入触点的音频数据信号，生成所述性能数据，输出到所述用户界面(91)；
所述音频数据模块(94)包含多种频率的音频数据文件；
所述音频播放模块(93)启动时，从所述音频数据模块(94)中调用特定频率的音频数据文件，向所述左右声道输出触点发出音频的差分周期波形；
所述音频的差分周期波形通过频率变化承载工作指令；
所述收音机应用模块(92)根据所述性能数据产生工作指令，控制所述音频播放模块(93)调用不同频率的音频数据文件，向所述左、右声道输出触点发出音频的差分周期波形。
10.一种收音机系统，其特征在于，包含权利要求1～6所述任一外设装置和权利要求7～9所述任一移动终端。
11.一种收音机系统控制方法，用于权利要求10所述收音机系统，其特征在于，包括以下步骤：
移动终端(9)向左、右声道输出触点持续发送音频的差分周期波形；
外设装置中电源模块(2)将所述差分周期波形转换成直流电，对收音机电路(6)供电；
所述移动终端(9)改变所述差分周期波形的频率，向所述收音机电路(6)发出工作指令；
所述外设装置中数据解调单元(3)识别所述差分周期波形的频率变化，恢复所述工作指令；
所述外设装置中控制单元(5)按照所述工作指令控制所述收音机电路(6)，实现启动、关闭、调谐、音量控制功能；
所述收音机电路(6)执行所述工作指令，生成音频广播信号。
12.如权利要求11所述收音机系统控制方法，其特征在于，进一步包括以下步骤：
所述控制单元(5)分析所述音频广播信号，生成性能数据，经数据调制单元(4)形成音频数据信号，发送到所述音频输入触点；
所述移动终端(9)根据用户界面(91)的命令和/或所述音频输入触点音频数据信号确定工作指令。
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