CN105307082A - 一种供电系统、供电方法及一体化送受话系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种供电系统、供电方法及一体化送受话系统。该供电系统包括输入输出接口、切换控制器、以及放大电路；输入输出接口包括扬声器端子、麦克风端子、PTT端子以及接地端子；放大电路的放大器的输出端与麦克风端子连接，放大器的输入端与切换控制器连接；放大器的电源端与麦克风端子连接，并根据切换信号接入电源；切换控制器的电源端与麦克风端子、PTT端子连接；并根据切换信号从麦克风端子或PTT端子接入电源；一体化送受话装置通过切换控制器选择与扬声器端子或放大器的输入端连通，实现受话模式或送话模式的工作状态切换。通过切换信号来控制切换，由麦克风端子或PTT端子为切换控制器和放大器进行供电，具有电路结构简单、应用方便和超低功耗等优点。

Description

一种供电系统、供电方法及一体化送受话系统

技术领域

本发明涉及语音通讯领域，更具体地说，涉及一种用于一体化送受话装置的供电系统、供电方法及一体化送受话系统。

背景技术

语音通话是人类交流的最基本的方式，通常人们是使用对讲机、手机、电话等通话装置进行通话。较为常见的是将扬声器和麦克风分开设置，以实现送话、受话的功能，实现语音通话。

然而，外放式的通话，容易受到环境的干扰，而且私密性不够，因此，很多通话装置都会配备耳麦接口，通过接入分体式的耳麦进行通话，从而避免了语音的外放，提高了通话质量。

但是，在一些特殊场合，如集会会场、应急指挥、海事通讯、特勤安保等场合，或者复杂环境中，例如暴风雨天气、吵闹的场所等等，往往需要低音量的语音通讯。传统的分体式的耳麦由于麦克风是采集环境的声波信号，必然会带入环境噪音，进而导致通话质量大大降低。

为此，出现了一些一体化送受话装置，通过将扬声器和麦克风集成到一个耳塞中，将整个耳塞放入耳道中，利用人类声带振动时鼓膜发出的微弱信号或者骨膜传导技术进行处理形成高品质语音信号，实现送话和受话功能一体化。由于声波信号的收集方式是在内耳道或者鼓膜传导，可以有效阻隔外界噪音对信号源的影响，从而能够对外提供高品质的语音信号。然而，采用具有发送和接收功能的一体化送受话装置时，必须要提供驱动电路，用于切换与一体化送受话装置连接的扬声器电路或麦克风电路。现有的电路中，在没有接收操作的时候，提供给放大器电路的驱动电源将被多路复用到麦克风端。在这样的情况下，将不能确保提供给内部电路的电源，其结果是电路切换操作变得不可能实现。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，提供一种可用于一体化送受话装置中便于切换电源的供电系统、供电方法、以及使用该供电系统的一体化送受话系统。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种用于一体化送受话装置的供电系统，该一体化送受话装置包括切换工作的送话模式以及受话模式；所述供电系统包括输入输出接口、切换控制器、以及放大电路；

所述输入输出接口包括扬声器端子、麦克风端子、PTT端子以及接地端子；

所述放大电路包括放大器，所述放大器的输出端与所述麦克风端子连接，所述放大器的输入端与所述切换控制器连接；所述放大器的电源端与所述麦克风端子连接，并根据切换信号接入电源；

所述切换控制器的电源端与所述麦克风端子、PTT端子连接；并根据切换信号从所述麦克风端子或所述PTT端子接入电源；

所述一体化送受话装置通过所述切换控制器选择与所述扬声器端子或所述放大器的输入端连通，实现受话模式或送话模式的工作状态切换。

在本发明的供电系统中，该供电系统还包括切换开关，用于输入所述切换信号至所述切换控制器及PTT端子。

在本发明的供电系统中，所述麦克风端子通过电阻R1、二极管D1连接至所述切换控制器的电源端，并且通过电阻R3、二极管D3连接至所述放大器的电源端；

所述PTT端子通过电阻R2、二极管D2连接至所述切换控制器的电源端；并且所述切换开关连接至所述PTT端子，切换所述麦克风端子或PTT端子为所述切换控制器供电。

在本发明的供电系统中，在所述切换控制器的电源端与所述二极管D1、D2的输出端之间连接有电容器C1，用于平滑电源。

在本发明的供电系统中，在所述放大器的电源端与所述二极管D3的输出端之间连接有电容器C2，用于平滑电源。

在本发明的供电系统中，在所述放大器的输出端与所述麦克风端子之间连接有电阻R4、电容器C3，用于推动所述麦克风端子。

在本发明的供电系统中，所述一体化送受话装置处于受话模式时，所述PTT端子处于高电位，为所述切换控制器供电；所述切换控制器将所述扬声器端子与所述一体化送受话装置连通，断开与所述放大器的连接；

所述切换信号输入时，所述PTT端子切换至低电位，所述切换控制器切换所述一体化送受话装置与所述放大器连通，并断开与所述扬声器端子的连接，处于所述送话模式，同时，所述麦克风端子输出高电位，为所述切换控制器和所述放大器供电。

本发明还提供一种一体化送受话系统，包括一体化送受话装置，所述一体化送受话装置包括切换工作的送话模式以及受话模式，该一体化送受话系统还包括上述任一项所述的供电系统。

在本发明的一体化送受话系统中，该一体化送受话系统还包括切换开关、以及半双工无线送受话装置；

所述半双工无线送受话装置包括与所述供电系统的输入输出接口对应的耳麦接口；所述耳麦接口包括PTT端口、扬声器端口、以及麦克风端口。

本发明还提供一种用于上述任一项所述的供电系统的供电方法，包括以下步骤：

在一体化送受话装置处于受话模式时，PTT端子处于高电位，为切换控制器供电；并且，切换控制器将扬声器端子与一体化送受话装置连通，断开与放大器的连接；

切换信号输入时，所述PTT端子切换至低电位，所述切换控制器切换所述一体化送受话装置与所述放大器连通，并断开与所述扬声器端子的连接，处于送话模式，同时，麦克风端子输出高电位，为所述切换控制器和所述放大器供电。

实施本发明至少具有以下有益效果：通过切换信号来控制切换，由麦克风端子或PTT端子为切换控制器和放大器进行供电，从而使得一体化送受话装置无需额外的电源，具有电路结构简单、应用方便和超低功耗等优点。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：

图1是本发明供电系统的第一实施例的示意框图；

图2是本发明一体化送受话系统的一个实施例示意框图。

具体实施方式

如图1所示，是本发明的供电系统的第一实施例，可用于一体化送受话装置11中。该供电系统可以包括输入输出接口13、切换控制器12、以及放大电路等，通过切换信号来控制切换，由麦克风端子132或PTT端子133为切换控制器12和放大器A1进行供电，从而使得一体化送受话装置11无需额外的电源，具有电路结构简单、应用方便的优点。

该一体化送受话装置11包括切换工作的送话模式以及受话模式，可以为具有麦克风、扬声器功能的入耳式耳麦，可以直接放入到人的耳道内，借助耳道内的空气进行声波的传导。在受话时，作为扬声器直接将语音信号传送至人的耳膜；在送话时，利用人类声带振动时鼓膜发出的微弱信号进行语音信号的识别。

一体化送受话装置11的结构形式可以有多种，例如利用振动板、永久磁铁、卷绕永久磁铁的线圈部等，发声的声波经耳孔内的空气传导，使振动板振动，并使连接于振动板上的永久磁铁振动，在线圈部中生成声音信号电流(音响输入-电信号输出变换麦克风功能)；从外部送来的声音电流流入线圈部，使磁性磁铁振动，使振动板振动，经耳孔内的空气传导传到内耳(电信号输入-音响输出变换扬声器功能)，实现同时进行双向各变换的具有可逆性麦克风、扬声器功能的单耳机。

又例如利用振动膜、安装在振动膜上的压电元件、支撑金属板等组成。发声的声音经耳孔内的空气传导，使振动膜振动，向夹在振动膜与支撑金属板之间的压电元件施加振动电压，从而产生的声音电压，实现麦克风功能。另一方面，从外部送来的声音电压，施加于压电元件上，压电元件振动，使安装在压电元件上的振动板振动，经耳孔内的空气传导传到内耳内，实现扬声器功能。

可以理解的，一体化送受话装置11不限于上述的例子，还可以使用现有的其他类似结构实现。

该输入输出接口13与一体化送受话装置11、切换控制器12连接，用于接入切换控制信号、传送语音信号、接入电源等。该在本实施例中，该输入输出接口13为耳机接口，包括扬声器端子131、麦克风端子132、PTT端子133以及接地端子134等。

其中，接地端子134可以为国际标准的基准地电势，是一个接地信号，是其它端子的基准电位。

PTT端子133为无线电传输端子，信号用于切换送话、受话功能。在一般情况下，PTT端子133和接地端子134的电位差低于某一个电位时(低电平)时，无线送受话装置15的音频电信号就会由接收模式转为发送模式。当PTT端子133和接地端子134之间的电位差变得大于某一个电位时(高电平)时，无线送受话装置15的音频电信号就会由发送模式转为接收模式。PTT端子133被连接到经由无线送受话装置15的上拉电阻器的电源，并通过监控端子电压，以确定传输模式和接收模式。

麦克风端子132，用于发送话音电信号，用于驱动无线送受话装置15（交流信号），并且该偏置电压的电容传声器（插入式电源）。在一般情况下，在发送模式时，为麦克风或预放大器A1的电容器电源电压连接到无线送受话装置15（DC）。

扬声器端子131：接收音频电信号，用于驱动扬声器输出音频。

如图2所示，是一体化送受话系统的一个实施例，包括一体化送受话装置11、供电系统、切换开关14、以及半双工无线送受话装置15等。

输入输出接口13与无线送受话装置15的耳麦接口连接，实现语音通话。在本实施例中，该无线送受话装置15可以为半双工无线送受话装置，如具有耳麦接口的无线对讲机等，其耳麦接口包括PTT端口151、扬声器端口152、麦克风端口153等。当然，该对讲机还包括接收天线154、发送天线155、声音接收处理模块156、声音输出处理模块157、电源模块158、频率合成器159等，以实现对讲机的送受话功能。可以理解的，该输入输出接口13也可以与其他送受话装置连接，实现语音通话、电源引入即可。

该输入输出接口13的扬声器端子131、麦克风端子132、PTT端子133与对讲机的扬声器端口152、麦克风端口153、PTT端口151相对应相接，将一体化送受话装置11与对讲机（或其他移动通讯装置）进行快速的连接，并实现语音通话。

该切换控制器12与切换开关14、一体化送受话装置11连接，根据切换开关14输入的切换控制信号控制一体化送受话装置11切换送话和受话模式。可以理解的，该切换控制器12还可以根据实际需要配置滤波器、限流器等电路，以保证其正常工作。

该切换开关14用于输入切换信号至切换控制器12及PTT端子133，以控制切换控制器12来切换一体化送受话装置的送话模式或受话模式；并切换PTT端子133或麦克风端子132接入电源。该切换开关14可以为单独的开关、和/或设置在对讲机上的对讲切换开关14。

如图所示，切换控制器12的电源端与麦克风端子132、PTT端子133连接；并根据切换信号选择从麦克风端子132或PTT端子133接入电源，从而可以从半双工无线送受话装置15中接入电源，无需使用自带电源，简化设计。

由于入耳式耳麦在耳道内收集的信号级别非常微弱（-80dBV级别），正常都无法直接提供给对讲机等无线送受话装置15，因此，设置有与一体化送受话装置11连接的放大电路，实现信号的前置放大，放大后的语音信号通过输入输出接口13向外输出。在本实施例中，该放大电路包括放大器A1，用于将从一体化送受话装置11产生的麦克风信号扩增成驱动半双工无线送受话装置15的电信号电平。放大器A1的输出端与麦克风端子132连接，放大器A1的输入端与切换控制器12连接；放大器A1的电源端与麦克风端子132连接，并根据切换信号通过该麦克风端子132接入电源。

如图所示，麦克风端子132通过电阻R1、二极管D1连接至切换控制器12的电源端，并且通过电阻R3、二极管D3连接至放大器A1的电源端；PTT端子133通过电阻R2、二极管D2连接至切换控制器12的电源端；并且切换开关14连接至PTT端子133，切换麦克风端子132或PTT端子133为切换控制器12供电。二极管D1、D2、D3可以选用肖特基二极管，利用二极管的正向压降实现PTT端子133、麦克风端子132的供电切换。电阻R1、R2、R3作为限流器件，用于限制进入切换控制器12和放大器A1的电流。

进一步的，在切换控制器12的电源端与二极管D1、D2的输出端之间连接有电容器C1；在放大器A1的电源端与二极管D3的输出端之间连接有电容器C2。利用电容器C1、C2平滑切换控制器12和放大器A1的电源。

进一步的，在放大器A1的输出端与麦克风端子132之间连接有电阻R4、电容器C3，用于推动麦克风端子132。利用电阻R4调整放大器A1的输出阻抗，并电容器C3用作耦合电容器，用于耦合发送的语音电信号的AC分量。

当切换开关14处于OFF状态，一体化送受话装置11处于受话模式时，PTT端子133处于高电位，为切换控制器12供电；切换控制器12将扬声器端子131与一体化送受话装置11连通，断开与放大器A1的连接。

具体的，对讲机的PTT端口151通过PTT端子133，经电阻R2、二极管D2为切换控制器12供电,此时二极管D2处于接通状态为正电压；电阻R1、R3、R4，二极管D1、D3，电容C1处于不工作状态。切换控制器12的控制信号端子SIN变为高电平，实现COM-NO端子之间导通，此时对讲机的接收声音信号，通过扬声器端口152输出，并通过COM-NO的途径将接收到的声音驱动一体化送受话装置11作为扬声器输出声音。

切换信号输入时，切换开关14处于接通（ON）状态，一体化送受话装置11处于送话模式。此时，PTT端子133切换至低电位，切换控制器12切换一体化送受话装置11与放大器A1连通，并断开与扬声器端子131的连接，处于送话模式，同时，麦克风端子132输出高电位，为切换控制器12和放大器A1供电。

具体的，通过切换开关14将对讲机的PTT端口151的控制信号变为低电位。通过这种控制信号的变化，将对讲机由接收模式转为发送模式。同时,将切换控制器12的控制信号端子SIN变为低电平位，实现COM-NC端子之间导通。通过利用对讲机的麦克风端口153连接至麦克风端子132输出的微弱电压，此时二极管D1、D3处于接通状态为正电压，通过电阻R1、R3，二极管D1、D3实现给切换控制器12和放大电路供电。

切换控制器12的控制信号转到低电平，一体化送受话装置11的输出被连接到放大器A1AMP的输入端，通过在耦合电容器C1产生交变信号并推动了麦克风端子132。这样从一体化送受话装置11生成的发送话音电信号，经过的滤波电路降噪处理后，通过COM-NC途径，再经放大器A1AMP后，并经由电阻器通过麦克风端子132传送给对讲机，并发送出去。

可以理解的，上述供电系统还可以与一体化送受话装置11、切换开关14、以及半双工无线送受话装置15等共同组成一体化送受话系统，以实现半双工无线送受话功能。

该半双工无线送受话装置15可以为无线对讲机，该对讲机可以采用现有的各种对讲设备，包括耳麦接口，与输入输出接口13对接。该耳麦接口除了包括PTT端口151、声道端口、麦克风端口153外，该对讲机还包括接收天线154、发送天线155、声音接收处理模块156、声音输出处理模块157、电源模块158、频率合成器159等，以实现对讲机的无线送受话功能。

在本发明的供电方法的一个实施例中，可以使用上述供电系统，包括以下步骤：

在一体化送受话装置11处于受话模式时，PTT端子133处于高电位，为切换控制器12供电；并且，切换控制器12将扬声器端子131与一体化送受话装置11连通，断开与放大器A1的连接；

切换信号输入时，PTT端子133切换至低电位，切换控制器12切换一体化送受话装置11与放大器A1连通，并断开与扬声器端子131的连接，处于送话模式，同时，麦克风端子132输出高电位，为切换控制器12和放大器A1供电。

可以理解的，以上实施例仅表达了本发明的优选实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制；应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，可以对上述技术特点进行自由组合，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围；因此，凡跟本发明权利要求范围所做的等同变换与修饰，均应属于本发明权利要求的涵盖范围。

Claims (10)

1.一种用于一体化送受话装置的供电系统，该一体化送受话装置包括切换工作的送话模式以及受话模式；其特征在于，所述供电系统包括输入输出接口、切换控制器、以及放大电路；

所述输入输出接口包括扬声器端子、麦克风端子、PTT端子以及接地端子；

所述放大电路包括放大器，所述放大器的输出端与所述麦克风端子连接，所述放大器的输入端与所述切换控制器连接；所述放大器的电源端与所述麦克风端子连接，并根据切换信号接入电源；

所述切换控制器的电源端与所述麦克风端子、PTT端子连接；并根据切换信号从所述麦克风端子或所述PTT端子接入电源；

所述一体化送受话装置通过所述切换控制器选择与所述扬声器端子或所述放大器的输入端连通，实现受话模式或送话模式的工作状态切换。

2.根据权利要求1所述的供电系统，其特征在于，该供电系统还包括切换开关，用于输入所述切换信号至所述切换控制器及PTT端子。

3.根据权利要求2所述的供电系统，其特征在于，所述麦克风端子通过电阻R1、二极管D1连接至所述切换控制器的电源端，并且通过电阻R3、二极管D3连接至所述放大器的电源端；

所述PTT端子通过电阻R2、二极管D2连接至所述切换控制器的电源端；并且所述切换开关连接至所述PTT端子，切换所述麦克风端子或PTT端子为所述切换控制器供电。

4.根据权利要求3所述的供电系统，其特征在于，在所述切换控制器的电源端与所述二极管D1、D2的输出端之间连接有电容器C1，用于平滑电源。

5.根据权利要求3所述的供电系统，其特征在于，在所述放大器的电源端与所述二极管D3的输出端之间连接有电容器C2，用于平滑电源。

6.根据权利要求3所述的供电系统，其特征在于，在所述放大器的输出端与所述麦克风端子之间连接有电阻R4、电容器C3，用于推动所述麦克风端子。

7.根据权利要求1-6任一项所述的供电系统，其特征在于，所述一体化送受话装置处于受话模式时，所述PTT端子处于高电位，为所述切换控制器供电；所述切换控制器将所述扬声器端子与所述一体化送受话装置连通，断开与所述放大器的连接；

所述切换信号输入时，所述PTT端子切换至低电位，所述切换控制器切换所述一体化送受话装置与所述放大器连通，并断开与所述扬声器端子的连接，处于所述送话模式，同时，所述麦克风端子输出高电位，为所述切换控制器和所述放大器供电。

8.一种一体化送受话系统，包括一体化送受话装置，所述一体化送受话装置包括切换工作的送话模式以及受话模式，其特征在于，该一体化送受话系统还包括权利要求1-7任一项所述的供电系统。

9.根据权利要求8所述的一体化送受话系统，其特征在于，该一体化送受话系统还包括切换开关、以及半双工无线送受话装置；

所述半双工无线送受话装置包括与所述供电系统的输入输出接口对应的耳麦接口；所述耳麦接口包括PTT端口、扬声器端口、以及麦克风端口。

10.一种用于权利要求1-7任一项所述的供电系统的供电方法，其特征在于，包括以下步骤：

在一体化送受话装置处于受话模式时，PTT端子处于高电位，为切换控制器供电；并且，切换控制器将扬声器端子与一体化送受话装置连通，断开与放大器的连接；

切换信号输入时，所述PTT端子切换至低电位，所述切换控制器切换所述一体化送受话装置与所述放大器连通，并断开与所述扬声器端子的连接，处于送话模式，同时，麦克风端子输出高电位，为所述切换控制器和所述放大器供电。