CN106101903A - 数字耳麦、耳麦系统及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种数字耳麦、耳麦系统及其控制方法，通过在耳麦的左声道耳塞及右声道耳塞中分别设置第一数字麦克风及第二数字麦克风，在控制板中设置主麦克风模块，从而将现有技术中的耳麦所采用的单模拟麦克风替换为多数字或混合制式麦克风，极大的提升了耳麦的抗干扰性，从而提高了耳麦的音质；另一方面，由于控制板中设置有从机转换模块，主机中设置有主机转换模块，可以实现耳麦与主机之间的数据交换，耳麦中的数据信息可以传输给主机进行处理，降低了耳麦所需要的空间和功耗；另一方面，由于耳麦的控制板中设置有时钟及电源提取模块，可以通过其在麦克风线上提取耳麦所需的时钟信息及能量，无需外加电源以供耳麦工作，大大降低了耳麦的设计体积。

Description

数字耳麦、耳麦系统及其控制方法

技术领域

本发明涉及音频设备技术领域，特别涉及一种数字耳麦、耳麦系统及其控制方法。

背景技术

随着电子技术的快速发展，耳麦(或带麦克风的线控耳机)的应用非常广泛，例如在游戏、音乐、视频领域，它无所不在。耳麦在实际应用时其通常的作用是将移动或固定的电子设备内部的音频编解码器的音频信号输出并驱动耳机，经耳机将电子设备所传输的声音或音乐传送给人耳；同时耳麦还可以将麦克风中所转换得到的音频信号传输送入电子设备(移动或固定)内部的音频编解码器进行处理，同时线控器将按键动作上通过模拟的麦克风线传至主机，用于接听来电及控制音量，进而实现通讯。

但是，现有技术中线控器的通讯为单向上传，且只能传输简单的按键信息，而且现有技术中的耳麦普遍存在较易受外界环境的干扰的现象，导致耳麦所得到的音质较差的问题。

综上所述，为了提高耳麦的抗干扰能力，本领域技术人员一直在寻找满足这一需求的解决方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种数字耳麦、耳麦系统及其控制方法，以解决现有技术中的耳麦的抗干扰性差，导致由耳麦所得到的音质较差的问题。

为解决上述技术问题，本发明提供一种数字耳麦，包括：左声道耳塞、右声道耳塞、控制板、及音频接口；其中，

所述左声道耳塞及所述右声道耳塞均通过音频线与所述控制板相连；所述控制板通过音频线与所述音频接口相连；还包括自动探测控制模块，用来探测和/或设置所述音频接口的至少一根线上的电压，电流，阻抗等电学特性或时序特性。

可选的，所述控制板中设置有从机转换模块、主麦克风模块、及时钟及电源提取模块；所述主麦克风模块及所述时钟及电源提取模块均与所述从机转换模块相连；所述时钟及电源提取模块与所述音频线相连；所述主麦克风模块中设置有至少一个数字或混合制式麦克风。

可选的，所述控制板中还包括耦合模块，用来将所述混合制式麦克风或其它模块或从机转换模块的输出信号直接以电流或电压耦合至所述麦克风线，并根据所述自动探测控制模块的探测结果来选择输出制式。

可选的，所述耦合模块以分时或分频方式将一个或多个混合制式麦克风的输出以电流或电压耦合至麦克风线。

可选的，所述左声道耳塞及所述右声道耳塞中或延伸段中分别设置有第一数字或混合制式麦克风及第二数字或混合制式麦克风；所述左声道耳塞及所述右声道耳塞中或音频线上的任何部段还分别设置有读写单元、音频编解码器、蓝牙单元、微处理器、电池、输入/输出器件、有线/无线收发器、GPS器件、触觉反馈器件、显示器、传感器、驱动器、执行器、发电装置、光伏电池、速度计、电子罗盘、磁力计、陀螺仪、温度计、湿度计、气压计、血压计、汗汁传感器、脉搏计、血糖计、振动器、光度计、天线、接口探测/转换器、喇叭、耳塞、麦克风、摄像头、跟踪滑轮/滑球、触摸传感器、压力计、LED灯中的一个或多个。

可选的，所述控制板中还设置有接口选择模块；所述接口选择模块根据所述左声道耳塞及所述右声道耳塞中或延伸段中设置的器件，配置其与所述从机转换模块之间的通信接口。

可选的，所述控制板中还设置有附加功能模块，所述附加功能模块与所述从机转换模块相连，用于扩展所述控制板的功能。

可选的，所述附加功能模块可以是读写单元、音频编解码器、蓝牙单元、微处理器、电池、输入/输出器件、有线/无线收发器、GPS器件、触觉反馈器件、显示器、传感器、驱动器、执行器、发电装置、光伏电池、速度计、电子罗盘、磁力计、陀螺仪、温度计、湿度计、气压计、血压计、汗汁传感器、脉搏计、血糖计、振动器、光度计、天线、接口探测/转换器、喇叭、耳塞、麦克风、摄像头、跟踪滑轮/滑球、触摸传感器、压力计、LED灯中的一个或多个。

可选的，所述从机转换模块将所述主麦克风模块的接口、所述接口选择模块的接口、及所述附加功能模块的接口，转换为并可选传输协议接口，并以可选传输协议与主机之间的通讯。

可选的，所述从机转换模块包括：麦克风数据主接收模块、可选数据主收发模块、串行数据主收发模块、数据融合/分解模块、及单线数据从收发模块；所述数据融合/分解模块接收所述麦克风数据主接收模块、所述可选数据主收发模块及所述串行数据主收发模块的多路数据，并将多路数据融合为一路数据传输给所述单线数据从收发模块，以实现数据上传；或者所述单线数据从收发模块将接收到的数据传输给所述数据融合/分解模块，所述数据融合/分解模块将所接受到的数据分解为多路数据传输给所述麦克风数据主接收模块、所述可选数据主收发模块及所述串行数据主收发模块，以实现数据下传。

可选的，所述控制板包括音频编解码器，USB控制器等，主麦克风模块及耳塞接至音频编解码器，以USB控制器驱动音频接口的音频线将上行/下行音频数据与主机通讯；当自动探测控制模块探测到主机的接口为模拟音频接口时，则控制停止音频编解码器及USB控制器并直接将主麦克风模块的模拟输出及耳塞的模拟信号输入接至音频接口。

可选的，所述音频线包括：地线、麦克风线、左声道线、及右声道线；其中，所述麦克风线与所述从机转换模块相连,所述左声道线和所述右声道线分别与所述左声道耳塞及所述右声道耳塞相连或者与所述从机转换模块相连。

可选的，所述控制板表面设置有控制按键，用户通过调控所述控制按键来控制数字耳麦的工作状态。

本发明还提供一种耳麦系统，包括：主机、及外接于所述主机的音频接口的耳麦；所述耳麦为模拟耳麦或者上述任一项所述的数字耳麦；其中

所述主机包括：音频编解码器、主机转换模块、工作模式转换模块、及主机控制模块；所述主机转换模块通过所述工作模式转换模块建立其与外接的耳麦和所述音频编解码器之间的通信；所述主机控制模块与所述音频编解码器及所述主机转换模块建立通信，以实现对主机的调节与控制。

可选的，所述工作模式转换模块包括第一开关、第二开关、第三开关、第四开关及第五开关；其中，所述第一开关设置于所述音频接口与所述音频编解码器之间；所述第二开关设置于所述音频接口与所述主机转换模块之间；所述第三开关、所述第四开关及所述第五开关均设置于所述主机转换模块与所述音频编解码器之间。

可选的，所述主机转换模块包括：时钟及电源加载模块、麦克风数据从发送模块、单线数据主收发模块、数据分解/融合模块、及串行数据从收发模块；所述时钟及电源加载模块与所述单线数据主收发模块相连；所述数据分解/融合模块接收所述麦克风数据从发送模块及所述串行数据从收发模块的多路数据，并将多路数据融合为一路数据传输给所述单线数据主收发模块，以实现数据下传；或者所述单线数据主收发模块将接收到的数据传输给所述数据分解/融合模块，所述数据分解/融合模块将所接受到的数据分解为多路数据传输给所述麦克风数据从发送模块及所述串行数据从收发模块，以实现数据上传。

可选的，所述主机配置所述主机转换模块及所述音频编解码器，以符合主机音频接口的可选传输协议的要求。

可选的，所述主机控制模块为内部加载有控制软件的中央处理器、应用处理器或者基带处理器。

本发明还提供一种耳麦系统的控制方法，包括如下步骤：

将耳麦插入主机；

主机判别插入主机的耳麦的类别；以及

主机根据耳麦的类别做相应配置与耳麦建立以可选传输协议通信。

和或耳麦判别插入主机的类别并做相应的配置与主机建立以可选传输协议通信。

可选的，主机或耳麦根据接口探测结果或通讯结果来控制主机或耳麦的音频及非音频模块和器件的工作模式。

可选的，所述耳麦的类别包括模拟耳麦和纯数字模式的数字耳麦或混和制式耳麦，或所述主机的类别包括模拟主机和纯数字模式的数字主机或混和制式主机。

可选的，所述混和制式主机根据耳麦的类别与耳麦建立通信包括：当耳麦的类别为模拟耳麦时，闭合主机中工作模式转换模块中的第一开关，断开主机中工作模式转换模块中的第二开关、第三开关、第四开关、第五开关；当耳麦的类别为数字耳麦时，断开主机中工作模式转换模块中的第一开关，闭合主机中工作模式转换模块中的第二开关、第三开关、第四开关、第五开关；当所有开关闭合主机可同时以分时或分频方式接收模拟音频信号和数字信号。

可选的，当数字耳麦插入传统模拟主机时，数字耳麦被控制复位进入其模拟模式，自动进入传统工作程序；当数字耳麦插入所述主机时，数字耳麦被控制复位进入其模拟模式，所述主机主动下发具有不同频率或时间间隔或电平值的特征数字信号序列:

与数字耳麦握手识别成功后，数字耳麦切换至其纯数字模式，并与主机建立通讯；所述主机在规定时间未握手成功后，所述主机将插入耳麦识别为传统模拟耳麦，所述主机进入传统工作程序；与数字耳麦握手识别成功后，数字耳麦切换至模数混合传输模式，即模拟信号和数字信号各自固定的协议在MIC线上以分时和或分频方式传输。

可选的，MIC线上以分时和或分频方式传输的协议为以帧传输的单线传输协议，每帧数据包含时钟数据、信息数据和电源数据。

可选的，所述时钟数据为固定间隔，定义一帧数据边界，信息数据和电源数据可相互混合并以固定或动态方式排列。

可选的，所述时钟数据，下行信息数据和电源数据的高电平均用来提供电能。电源数据区间可被配置为下行传输数据或配置为高电平只传输电能。

可选的，主机通过下行数据“1”或电源数据对耳麦进行供电，且供电频繁成度主机可进行开环动态调节或将耳麦的电能需求以模拟或数字信号形式上传主机实现闭环调节。

可选的，所述耳麦插入主机设备或所述主机被插入耳麦时，所述耳麦识别插入主机或所述主机识别插入耳麦后，按照预设设置配置所述耳麦或所述主机。

经过发明人多次试验验证，现有技术中的耳麦所获得的音质较差的主要原因是：由于耳麦中的麦克风为模拟麦克风，因此其所传输的音频信号较易受外界环境干扰。正是基于上述原因在本发明所提供的耳麦、耳麦系统及其控制方法中，通过在耳麦的左声道耳塞及右声道耳塞中分别设置第一数字麦克风及第二数字麦克风，在控制板中设置主麦克风模块，从而将现有技术中的耳麦所采用的单模拟麦克风替换为多数字麦克风，极大的提升了耳麦的抗干扰性，从而提高了耳麦的音质；另一方面，由于控制板中设置有从机转换模块，主机中设置有主机转换模块，可以实现耳麦与主机之间的数据交换，耳麦中的数据信息可以传输给主机进行处理，降低了耳麦所需要的空间和功耗；另一方面，由于耳麦的控制板中设置有时钟及电源提取模块，可以通过其在麦克风线上提取耳麦所需的时钟信息及能量，无需外加电源以供耳麦工作，大大降低了耳麦的设计体积。

附图说明

图1是本发明一实施例中数字耳麦的结构示意图；

图2是本发明一实施例中耳麦系统的结构示意图；

图3是本发明一实施例中从机转换模块内部的结构示意图；

图4是本发明一实施例中主机转换模块内部的结构示意图；

图5是本发明一实施例中单线传输协议的序列图。

图1-图4中，数字耳麦-10；左声道耳塞-100；第一数字麦克风-101；右声道耳塞-102；第二数字麦克风-103；控制板-20；从机转换模块-200；主麦克风模块-201；接口选择模块-202；附加功能模块-203；时钟及电源提取模块-204；麦克风数据主接收模块210；可选数据主收发模块211；I2C/SPI主收发模块212；数据融合/分解模块213；单线数据从收发模块214；音频线-30；音频接口-40；主机-50；音频编解码器-500；主机转换模块-501；工作模式转换模块-502；主机控制模块-503；时钟及电源加载模块510；麦克风数据从发送模块511；单线数据主收发模块512；数据分解/融合模块513；I2C/SPI从收发模块514。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明提出的数字耳麦、耳麦系统及其控制方法作进一步详细说明。根据下面说明和权利要求书，本发明的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。

请参考图2，其为本发明一实施例中耳麦系统的结构示意图。如图2所示，所述耳麦系统包括：主机50、及外接于所述主机50的音频接口40的耳麦；所述耳麦为模拟耳麦或者数字耳麦10；其中，所述主机50包括：音频编解码器500、主机转换模块501、工作模式转换模块502、及主机控制模块503；所述主机转换模块501通过所述工作模式转换模块502建立其与外接的耳麦和所述音频编解码器500之间的通信；所述主机控制模块503与所述音频编解码器500及所述主机转换模块501建立通信，以实现对主机50的调节与控制。

请参考图1，其为本发明一实施例中数字耳麦10的结构示意图，如图1所示，所述数字耳麦10，包括：左声道耳塞100、右声道耳塞102、控制板20、及音频接口40；其中，

所述左声道耳塞100及所述右声道耳塞102均通过音频线30与所述控制板20相连；所述左声道耳塞100及所述右声道耳塞102中分别设置有第一数字麦克风101及第二数字麦克风103；所述控制板20通过音频线30与所述音频接口40相连；所述控制板20中设置有从机转换模块200、主麦克风模块201、及时钟及电源提取模块204；所述主麦克风模块201及所述时钟及电源提取模块204均与所述从机转换模块200相连；所述时钟及电源提取模块204与所述音频线30相连；所述主麦克风模块201中设置有至少一个数字麦克风或混合制式麦克风。通过在耳麦的左声道耳塞100及右声道耳塞102中分别设置第一数字麦克风101及第二数字麦克风103，在控制板20中设置主麦克风模块201，从而将现有技术中的耳麦所采用的单模拟麦克风替换为多数字麦克风，极大的提升了耳麦的抗干扰性，从而提高了耳麦的音质。音频接口40优选的包括传统圆形音频插头，USB/苹果闪电接口等。

所述的数字耳麦还包括耦合模块，用来将所述混合制式麦克风的输出信号直接以电流或电压耦合至所述麦克风线，并根据探测模块的探测结果来选择与混合制式麦克风匹配的输出制式。比如当探测到所插入的主机插孔支持数字麦克风接口时，自动探测控制模块将混合制式的麦克风输出切换至数字格式并通过从机转换模块或耦合模块上传主机；当探测到所插如的主机插孔支持模拟麦克风接口时，将混合制式的麦克风输出切换至模拟格式并通过耦合模块上传主机。

自动探测控制模块可包括设置所述音频接口的信号线的电学特性，比如用上拉/下拉电阻来设置线上电压，或注入电流至线上，或接入电阻/电容/电感等无源或有源阻抗转换模块来设置线上阻抗，或者使用有源驱动器将预设频率/相位/幅值的变化的信号加载至线上，用于传输所述耳麦本身的接口/功能/匹配电路的设置，用于所述耳麦与外界设备的识别和握手；自动探测控制模块可以包括接口探测电路，比如使用MCU或等效电路来读取线上电压，电流或监测阻抗等，来识别/握手所插入的主机设备。所述耳麦与主机握手后，比如当所述耳麦未能识别插入的主机设备特性或所识别的主机设备没有设置偏好时，则所述耳麦自动配置自己为预设模式比如模拟或数字或混合耳麦模式；当所述耳麦识别插入的主机设备时，所述耳麦接受主机设备的设置请求，比如将自己设置为模拟或数字或混合耳麦模式。

上述的混合制式麦克风，即单个或多个麦克风的输出形式可配置为模拟输出或数字输出的或数模双线同时(单线分时)输出，数字输出包括连续单笔特码流(比如SigmaDelta调制器的码流输出)或者数字帧的形式(比如I2S格式)等等。当数模混合单线输出时，可以分时或分频方式传输来避免信息混叠，比如模拟信号在低频段传输，而数字信号可被限制在高频段传输。

优选的，所述的音频线30及音频接口40是兼容传统的音频线30及音频接口40。

请继续参考图2，所述控制板20中还设置有接口选择模块202；所述接口选择模块202根据所述左声道耳塞100及所述右声道耳塞102中设置的器件配置其与所述从机转换模块200之间的通信接口；附加功能模块203，所述附加功能模块203与所述从机转换模块200相连，用于扩展所述控制板20的功能。接口选择模块202包括数据接口的双向转换电路，可将接收的数据进行模数/数模转换，协议转换，频率搬移，时序分配等。接口选择模块202可以接在所有不同模块与从转换模块之间，包括主麦克风模块。

所述附加功能模块203可以是读写单元、音频编解码器、蓝牙单元、微处理器、电池、输入/输出器件、有线/无线收发器、GPS器件、触觉反馈器件、显示器、传感器、驱动器、执行器、发电装置、光伏电池、速度计、电子罗盘、磁力计、陀螺仪、温度计、湿度计、气压计、血压计、汗汁传感器、脉搏计、血糖计、振动器、光度计、天线、接口探测/转换器、喇叭、耳塞、麦克风、摄像头、跟踪滑轮/滑球、触摸传感器、压力计、LED灯中的一个或多个。

进一步的，所述左声道耳塞100及所述右声道耳塞102中设置的器件是指所述左声道耳塞100及所述右声道耳塞102中或音频线上的任何部段还分别设置的读写单元、音频编解码器、蓝牙单元、微处理器、电池、输入/输出器件、有线/无线收发器、GPS器件、触觉反馈器件、显示器、传感器、驱动器、执行器、发电装置、光伏电池、速度计、电子罗盘、磁力计、陀螺仪、温度计、湿度计、气压计、血压计、汗汁传感器、脉搏计、血糖计、振动器、光度计、天线、接口探测/转换器、喇叭、耳塞、麦克风、摄像头、跟踪滑轮/滑球、触摸传感器、压力计、LED灯中的一个或多个。

本实施例中，所述从机转换模块200配置所述主麦克风模块201的接口、所述接口选择模块202的接口、及所述附加功能模块203的接口，并以单线传输协议建立与主麦克风模块201、接口选择模块202、及所述附加功能模块203之间的通讯。此时，从机转换模块200产生时钟信号发送给主麦克风模块201，同时从机转换模块200还接收由主麦克风模块201产生的数字码流信号和时钟及电源提取模块204产生的主时钟信号及电源信号。

具体的，请参考图3，其为本发明中从机转换模块200内部的结构示意图。如图3所示，所述从机转换模块200包括：麦克风数据主接收模块210、可选数据主收发模块211、I2C/SPI主收发模块212、数据融合/分解模块213、及单线数据从收发模块214；所述数据融合/分解模块213接收所述麦克风数据主接收模块210、所述可选数据主收发模块211及所述I2C/SPI主收发模块212的多路数据，并将多路数据融合为一路数据传输给所述单线数据从收发模块214，以实现数据上传；或者所述单线数据从收发模块214将接收到的数据传输给所述数据融合/分解模块213，所述数据融合/分解模块213将所接受到的数据分解为多路数据传输给所述麦克风数据主接收模块210、所述可选数据主收发模块211及所述I2C/SPI主收发模块212，以实现数据下传。

控制板包括音频编解码器，USB控制器等，主麦克风模块及耳塞接至音频编解码器，以USB控制器驱动音频接口的音频线将上行/下行音频数据与主机通讯；当自动探测控制模块探测到主机的接口为模拟音频接口时，则控制停止音频编解码器及USB控制器并直接将主麦克风模块的模拟输出及耳塞的模拟信号输入接至音频接口。

进一步的，所述音频线30包括：地线、麦克风线、左声道线、及右声道线；其中，所述左声道线和所述右声道线分别与所述左声道耳塞100及所述右声道耳塞102相连；所述麦克风线与所述从机转换模块200相连。

请继续参考图1，所述控制板20表面设置控制按键，用户通过调控所述控制按键来控制耳麦的工作状态。其中，所述控制按键包括：电话接听键C、音量调节键+-、及功能调节键F。

进一步的，所述第一数字麦克风101、所述第二数字麦克风103、及主麦克风模块201中设置的至少一个数字麦克风均为驻极体麦克风或者微机电麦克风。

进一步的，所述工作模式转换模块502包括第一开关、第二开关、第三开关、第四开关及第五开关；其中，所述第一开关设置于所述音频接口与所述音频编解码器500之间；所述第二开关设置于所述音频接口与所述主机转换模块501之间；所述第三开关、所述第四开关及所述第五开关均设置于所述主机转换模块501与所述音频编解码器500之间。

具体的，通过音频编解码器500上的耳麦识别接口来判断接入主机50的音频接口的耳麦的类别，之后由工作模式转换模块502来建立主机转换模块501与外接的耳麦和所述音频编解码器500之间的通信。工作模式转换模块502的设置使主机50可接入如上所述的数字耳麦10的基础上，还可兼容传统耳麦的接入，从而便于不同类别耳麦与主机50之间的通信。

请参考图4，其为本发明中主机转换模块501内部的结构示意图。如图4所示，所述主机转换模块501包括：时钟及电源加载模块510、麦克风数据从发送模块511、单线数据主收发模块512、数据分解/融合模块513、及I2C/SPI从收发模块514；所述时钟及电源加载模块510与所述单线数据主收发模块512相连；所述数据分解/融合模块513接收所述麦克风数据从发送模块511及所述I2C/SPI从收发模块514的多路数据，并将多路数据融合为一路数据传输给所述单线数据主收发模块512，以实现数据下传；或者所述单线数据主收发模块512将接收到的数据传输给所述数据分解/融合模块513，所述数据分解/融合模块513将所接受到的数据分解为多路数据传输给所述麦克风数据从发送模块511及所述I2C/SPI从收发模块514，以实现数据上传。其中，所述麦克风数据从发送模块511分别通过所述第三开关及所述第四开关与所述音频编解码器500建立通讯；所述时钟及电源加载模块510通过所述第五开关与所述音频编解码器500建立通讯。

进一步地，所述主机控制模块503为内部加载有控制软件的中央处理器、应用处理器或者基带处理器。

进一步的，所述主机50配置所述主机转换模块501及所述音频编解码器500，以符合主机音频接口的可选传输协议的要求；其中，所述主机50/所述耳麦音频接口的可选传输协议，根据接口探测模块的探测结果或根据预设程序，来选择传统的模拟音频传输协议，或USB数字音频传输协议，或部分音频线模拟音频/部分音频线数字音频传输协议(同一条线上模拟/数字分时传输)，或单线上下行控制信息/麦克风的数字信号/电源传输和双线左右声道传统模拟(或数字CLASSD从主机驱动耳机)信号传输协议，或单线上下行控制信息/麦克风和单线左右声道的数字信号传输协议，或单线上下行控制信息/麦克风/左右声道的数字信号传输协议，或单线上下行控制信息及单线麦克风/左右声道的数字信号传输协议。此处的可选传输协议也可以从USB接口或传统模拟音频接口中复用其中的信号线实现。

为了较好的理解所述单线传输协议，请参考图5，其为本发明中单线传输协议的序列图。如图5所示，认为所述耳麦与所述主机50中的主时钟信号是同步的，这里将主时钟信号划分为前部区间及后部区间，这里以8位一帧的数据的上传和下传为例，具体分析本发明是如何实现所述主机50与所述耳麦之间数据的单线传输。图中前部区间及后部区间均为32个主时钟，每四个主时钟为一组，将每一组中的第一主时钟段和第二主时钟段定义为时钟及电源通道，由主机转换模块501驱动；第三主时钟段位定义为麦克风数据上传数据通道，由从机转换模块200驱动；第四主时钟段定义为其它数据通道，当其它数据上传时，由从机转换模驱动；当其它数据下传时，由主机转换模块501驱动。图中单线接口的时序图将其上方麦克风数据(上传)和其它数据上传/下传的数据以同一单线来传输，下传的时钟和电源信号，为单线接口时序图中粗实线部分，第一组的第一个上升沿为下传的时钟提供参考沿，实现主机转换模块501与从机转换模块200的时钟同步，而之后各组中的第一主时钟段及第二主时钟段皆为高电平，以实现主机转换模块501与从机转换模块200的电源的传输。由于麦克风数据占据了整个通道，即前部区间的连续码流10011010及后部区间的连续码流10100101，因此可以在单线上传输，麦克风数据码流可以进一步包括多个数字麦克风的数据码流或其它功能模块所产生的连续数据码流，在单线接口时序图中细线部分，其它数据通道的上传数据01101001和下传数据01001011也在单线上传输，如单线接口时序图中粗虚线部分，最终实现了在单线上提供时钟及电源的同时还实现了多通道的上传下下传数据的同步传输。

相应的，本发明还提供一种耳麦系统的控制方法，具体包括如下步骤：

将耳麦插入主机50；

主机50判别插入主机50的耳麦的类别；

主机50根据耳麦的类别做相应配置与耳麦建立通信，或者耳麦判别插入主机的类别并做相应的配置与主机建立以可选传输协议通信。

进一步的，所述耳麦的类别包括模拟耳麦和数字耳麦10。主机或耳麦根据接口探测结果或通讯结果来控制主机或耳麦的音频及非音频模块和器件的工作模式。

本实施例中，所述耳麦的类别包括模拟耳麦和纯数字模式的数字耳麦或混和制式耳麦，或所述主机的类别包括模拟主机和纯数字模式的数字主机或混和制式主机。所述主机50根据耳麦的类别与耳麦建立通信包括：当耳麦的类别为模拟耳麦时，闭合主机50中工作模式转换模块502中的第一开关SW1，断开主机50中工作模式转换模块502中的第二开关SW2、第三开关SW3、第四开关SW4、第五开关SW5；当耳麦的类别为数字耳麦10时，断开主机50中工作模式转换模块502中的第一开关SW1，闭合主机50中工作模式转换模块502中的第二开关SW2、第三开关SW3、第四开关SW4、第五开关SW5。

具体的，当主机50没有耳麦接入时，主机50上的工作模式转换模块502中的开关SW1、SW2、SW3、SW4、SW5均断开，此时主机50的音频编解码器500只接收主机50的主板上的麦克风信号。若有耳麦插入主机50的音频接口时，首先由主机50的音频编解码器500的耳麦识别接口探测到有音频接口40插入的动作，而后由耳麦识别接口来判断接入主机50的耳麦的类别。

本实施例中，若主机50的音频接口接入的是模拟耳麦，此时闭合主机50中工作模式转换模块502中的第一开关SW1，断开主机5050中工作模式转换模块502中的第二开关SW2、第三开关SW3、第四开关SW4、第五开关SW5，主机50启动其内部与模拟耳麦相关的驱动软件。请参考图2，第一开关SW1一端与音频接口40和耳麦识别接口之间的连线相连，另一端与电阻Rc与电容Cc之间的连线相连。其中，电阻Rc是给模拟耳麦提供偏置用的电阻，电阻Rc的一端与第一开关SW1相连，另一端与音频编解码器500的偏置电压接口相连；电容Cc是给耳麦的输入提供隔离直流用的电容，电容Cc的一端与第一开关SW1相连，另一端与音频编解码器500的耳麦接入口相连。

若主机50的音频接口接入的是数字耳麦10，主机50启动音频编解码器500的偏置电压接口，通过麦克风线MIC给耳麦的从机转换模块200供电，并以传统的线控协议实现握手通讯；此时断开主机50中工作模式转换模块502中的第一开关SW1，闭合主机50中工作模式转换模块502中的第二开关SW2、第三开关SW3、第四开关SW4、第五开关SW5。此时，主机控制模块与主机转换模块之间以I2C/SPI协议进行通信。

当音频接口40从主机50的音频接口拔出后，(MICDET)探测到这一动作，此时主机50关闭与耳麦相关的配置，例如关闭第一开关SW1、第二开关SW2、第三开关SW3、第四开关SW4、第五开关SW5，关闭MICBIAS的驱动等待。

可选的，MIC线上以分时和或分频方式传输的协议为以帧传输的单线传输协议，每帧数据包含时钟数据、信息数据和电源数据。所述时钟数据为固定间隔，定义一帧数据边界，信息数据和电源数据可相互混合并以固定或动态方式排列。

所述时钟数据，下行信息数据和电源数据的高电平均用来提供电能。电源数据区间可被配置为下行传输数据或配置为高电平只传输电能。主机通过下行数据“1”或电源数据对耳麦进行供电，且供电频繁成度主机可进行开环动态调节或将耳麦的电能需求以模拟或数字信号形式上传主机实现闭环调节。所述耳麦插入主机设备或所述主机被插入耳麦时，所述耳麦识别插入主机或所述主机识别插入耳麦后，按照预设设置配置所述耳麦或所述主机。

综上，在本发明所提供的数字耳麦、耳麦系统及其控制方法中，通过在耳麦的左声道耳塞及右声道耳塞中分别设置第一数字麦克风及第二数字麦克风，在控制板中设置主麦克风模块，从而将现有技术中的耳麦所采用的单模拟麦克风替换为多数字麦克风，极大的提升了耳麦的抗干扰性，从而提高了耳麦的音质；另一方面，由于控制板中设置有从机转换模块，主机中设置有主机转换模块，可以实现耳麦与主机之间的数据交换，耳麦中的数据信息可以传输给主机进行处理，降低了耳麦所需要的空间和功耗；另一方面，由于耳麦的控制板中设置有时钟及电源提取模块，可以通过其在麦克风线上提取耳麦所需的时钟信息及能量，无需外加电源以供耳麦工作，大大降低了耳麦的设计体积。

上述描述仅是对本发明较佳实施例的描述，并非对本发明范围的任何限定，本发明领域的普通技术人员根据上述揭示内容做的任何变更、修饰，均属于权利要求书的保护范围。

Claims (28)

1.一种数字耳麦，其特征在于，包括：左声道耳塞、右声道耳塞、控制板、及音频接口；其中，

所述左声道耳塞及所述右声道耳塞均通过音频线与所述控制板相连；所述控制板通过音频线与所述音频接口相连；还包括自动探测控制模块，用来探测和/或设置所述音频接口的至少一根线上的电压，电流，阻抗等电学特性或时序特性。

2.如权利要求1所述的数字耳麦，其特征在于，所述控制板中设置有从机转换模块、主麦克风模块、及时钟及电源提取模块；所述主麦克风模块及所述时钟及电源提取模块均与所述从机转换模块相连；所述时钟及电源提取模块与所述音频线相连；所述主麦克风模块中设置有至少一个数字或混合制式麦克风。

3.如权利要求2所述的数字耳麦，其特征在于，所述控制板中还包括耦合模块，用来将所述混合制式麦克风或其它模块或从机转换模块的输出信号直接以电流或电压耦合至所述麦克风线，并根据所述自动探测控制模块的探测结果来选择输出制式。

4.如权利要求3所述的数字耳麦，其特征在于，所述耦合模块以分时或分频方式将一个或多个混合制式麦克风的输出以电流或电压耦合至麦克风线。

5.如权利要求1所述的数字耳麦，其特征在于，所述左声道耳塞及所述右声道耳塞中或延伸段中分别设置有第一数字或混合制式麦克风及第二数字或混合制式麦克风；所述左声道耳塞及所述右声道耳塞中或音频线上的任何部段还分别设置有读写单元、音频编解码器、蓝牙单元、微处理器、电池、输入/输出器件、有线/无线收发器、GPS器件、触觉反馈器件、显示器、传感器、驱动器、执行器、发电装置、光伏电池、速度计、电子罗盘、磁力计、陀螺仪、温度计、湿度计、气压计、血压计、汗汁传感器、脉搏计、血糖计、振动器、光度计、天线、接口探测/转换器、喇叭、耳塞、麦克风、摄像头、跟踪滑轮/滑球、触摸传感器、压力计、LED灯中的一个或多个。

6.如权利要求2所述的数字耳麦，其特征在于，所述控制板中还设置有接口选择模块；所述接口选择模块根据所述左声道耳塞及所述右声道耳塞中或延伸段中设置的器件，配置其与所述从机转换模块之间的通信接口。

7.如权利要求1所述的数字耳麦，其特征在于，所述控制板中还设置有附加功能模块，所述附加功能模块与所述从机转换模块相连，用于扩展所述控制板的功能。

8.如权利要求7所述的数字耳麦，其特征在于，所述附加功能模块可以是读写单元、音频编解码器、蓝牙单元、微处理器、电池、输入/输出器件、有线/无线收发器、GPS器件、触觉反馈器件、显示器、传感器、驱动器、执行器、发电装置、光伏电池、速度计、电子罗盘、磁力计、陀螺仪、温度计、湿度计、气压计、血压计、汗汁传感器、脉搏计、血糖计、振动器、光度计、天线、接口探测/转换器、喇叭、耳塞、麦克风、摄像头、跟踪滑轮/滑球、触摸传感器、压力计、LED灯中的一个或多个。

9.如权利要求7所述的数字耳麦，其特征在于，所述从机转换模块将所述主麦克风模块的接口、所述接口选择模块的接口、及所述附加功能模块的接口，转换为并可选传输协议接口，并以可选传输协议与主机之间的通讯。

10.如权利要求2所述的数字耳麦，其特征在于，所述从机转换模块包括：麦克风数据主接收模块、可选数据主收发模块、串行数据主收发模块、数据融合/分解模块、及单线数据从收发模块；所述数据融合/分解模块接收所述麦克风数据主接收模块、所述可选数据主收发模块及所述串行数据主收发模块的多路数据，并将多路数据融合为一路数据传输给所述单线数据从收发模块，以实现数据上传；或者所述单线数据从收发模块将接收到的数据传输给所述数据融合/分解模块，所述数据融合/分解模块将所接受到的数据分解为多路数据传输给所述麦克风数据主接收模块、所述可选数据主收发模块及所述串行数据主收发模块，以实现数据下传。

11.如权利要求1所述的数字耳麦，其特征在于，所述控制板包括音频编解码器，USB控制器等，主麦克风模块及耳塞接至音频编解码器，以USB控制器驱动音频接口的音频线将上行/下行音频数据与主机通讯；当自动探测控制模块探测到主机的接口为模拟音频接口时，则控制停止音频编解码器及USB控制器并直接将主麦克风模块的模拟输出及耳塞的模拟信号输入接至音频接口。

12.如权利要求1所述的数字耳麦，其特征在于，所述音频线包括：地线、麦克风线、左声道线、及右声道线；其中，所述麦克风线与所述从机转换模块相连，所述左声道线和所述右声道线分别与所述左声道耳塞及所述右声道耳塞相连或者与所述从机转换模块相连。

13.如权利要求1所述的数字耳麦，其特征在于，所述控制板表面设置有控制按键，用户通过调控所述控制按键来控制数字耳麦的工作状态。

14.一种耳麦系统，其特征在于，包括：主机、及外接于所述主机的音频接口的耳麦；所述耳麦为模拟耳麦或者如权利要求1-13中任一项所述的数字耳麦；其中

所述主机包括：音频编解码器、主机转换模块、工作模式转换模块、及主机控制模块；所述主机转换模块通过所述工作模式转换模块建立其与外接的耳麦和所述音频编解码器之间的通信；所述主机控制模块与所述音频编解码器及所述主机转换模块建立通信，以实现对主机的调节与控制。

15.如权利要求14所述的耳麦系统，其特征在于，所述工作模式转换模块包括第一开关、第二开关、第三开关、第四开关及第五开关；其中，所述第一开关设置于所述音频接口与所述音频编解码器之间；所述第二开关设置于所述音频接口与所述主机转换模块之间；所述第三开关、所述第四开关及所述第五开关均设置于所述主机转换模块与所述音频编解码器之间。

16.如权利要求14所述的耳麦系统，其特征在于，所述主机转换模块包括：时钟及电源加载模块、麦克风数据从发送模块、单线数据主收发模块、数据分解/融合模块、及串行数据从收发模块；所述时钟及电源加载模块与所述单线数据主收发模块相连；所述数据分解/融合模块接收所述麦克风数据从发送模块及所述串行数据从收发模块的多路数据，并将多路数据融合为一路数据传输给所述单线数据主收发模块，以实现数据下传；或者所述单线数据主收发模块将接收到的数据传输给所述数据分解/融合模块，所述数据分解/融合模块将所接受到的数据分解为多路数据传输给所述麦克风数据从发送模块及所述串行数据从收发模块，以实现数据上传。

17.如权利要求14所述的耳麦系统，其特征在于，所述主机配置所述主机转换模块及所述音频编解码器，以符合主机音频接口的可选传输协议的要求。

18.如权利要求14所述的耳麦系统，其特征在于，所述主机控制模块为内部加载有控制软件的中央处理器、应用处理器或者基带处理器。

19.一种耳麦系统的控制方法，其特征在于，包括如下步骤：

将耳麦插入主机；

主机判别插入主机的耳麦的类别；以及

主机根据耳麦的类别做相应配置与耳麦建立以可选传输协议通信；

和或耳麦判别插入主机的类别并做相应的配置与主机建立以可选传输协议通信。

20.如权利要求19所述的耳麦系统的控制方法，其特征在于，主机或耳麦根据接口探测结果或通讯结果来控制主机或耳麦的音频及非音频模块和器件的工作模式。

21.如权利要求20所述的耳麦系统的控制方法，其特征在于，所述耳麦的类别包括模拟耳麦和纯数字模式的数字耳麦或混和制式耳麦，或所述主机的类别包括模拟主机和纯数字模式的数字主机或混和制式主机。

22.如权利要求21所述的耳麦系统的控制方法，其特征在于，所述混和制式主机根据耳麦的类别与耳麦建立通信包括：当耳麦的类别为模拟耳麦时，闭合主机中工作模式转换模块中的第一开关，断开主机中工作模式转换模块中的第二开关、第三开关、第四开关、第五开关；当耳麦的类别为数字耳麦时，断开主机中工作模式转换模块中的第一开关，闭合主机中工作模式转换模块中的第二开关、第三开关、第四开关、第五开关；当所有开关闭合主机可同时以分时或分频方式接收模拟音频信号和数字信号。

23.如权利要求21所述的耳麦系统的控制方法，其特征在于，当数字耳麦插入传统模拟主机时，数字耳麦被控制复位进入其模拟模式，自动进入传统工作程序；当数字耳麦插入所述主机时，数字耳麦被控制复位进入其模拟模式，所述主机主动下发具有不同频率或时间间隔或电平值的特征数字信号序列：

与数字耳麦握手识别成功后，数字耳麦切换至其纯数字模式，并与主机建立通讯；所述主机在规定时间未握手成功后，所述主机将插入耳麦识别为传统模拟耳麦，所述主机进入传统工作程序；与数字耳麦握手识别成功后，数字耳麦切换至模数混合传输模式，即模拟信号和数字信号各自固定的协议在MIC线上以分时和或分频方式传输。

24.如权利要求19所述的耳麦系统的控制方法，其特征在于，MIC线上以分时和或分频方式传输的协议为以帧传输的单线传输协议，每帧数据包含时钟数据、信息数据和电源数据。

25.如权利要求24所述的耳麦系统的控制方法，其特征在于，所述时钟数据为固定间隔，定义一帧数据边界，信息数据和电源数据可相互混合并以固定或动态方式排列。

26.如权利要求24所述的耳麦系统的控制方法，其特征在于，所述时钟数据，下行信息数据和电源数据的高电平均用来提供电能，电源数据区间可被配置为下行传输数据或配置为高电平只传输电能。

27.如权利要求24所述的耳麦系统的控制方法，其特征在于，主机通过下行数据″1″或电源数据对耳麦进行供电，且供电频繁成度主机可进行开环动态调节或将耳麦的电能需求以模拟或数字信号形式上传主机实现闭环调节。

28.如权利要求21所述的耳麦系统的控制方法，其特征在于，所述耳麦插入主机设备或所述主机被插入耳麦时，所述耳麦识别插入主机或所述主机识别插入耳麦后，按照预设设置配置所述耳麦或所述主机。