CN106600948B - 一种红外遥控装置及终端 - Google Patents
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Abstract
本发明实施例提供一种红外遥控装置和终端，红外遥控装置包括音频编解码芯片、切换开关和红外发射器；所述音频编解码芯片包括一对差分输出引脚，所述红外发射器通过所述切换开关与所述差分输出引脚连接；所述音频编解码芯片用于获取红外遥控参数，所述红外遥控参数包括红外遥控信号的包络长度和载波频率，并根据所述包络长度和载波频率生成红外遥控信号，以及在所述切换开关导通所述红外发射器与所述差分输出引脚的连接时，通过所述差分输出引脚驱动所述红外发射器发射所述红外遥控信号。
Description
技术领域
本发明涉及红外遥控技术领域，尤其涉及一种红外遥控装置及终端。
背景技术
目前，在智能手机等终端上实现红外遥控，通常有两种方式：一种是通过片上系统(System on Chip，SOC)芯片的通用输入输出(General Purpose Input Output，GPIO)控制红外发射器的开关，形成脉冲宽度调制(Pulse Width Modulation，PWM)的红外控调制信号。然而，这种方式下，无法进行红外遥控学习。当碰到码库中没有的红外遥控器时，则无法正常工作。另一种是采用专用的红外遥控芯片来实现红外遥控，同时可以实现红外遥控学习。现有的红外遥控芯片采用单端方式进行信号传递。在红外发射时，红外遥控芯片通过控制与红外发射器连接的输出端的电平信号，构造出PWM波形的电流信号，从而控制红外发射器发出相应的红外控调制信号。在红外学习时，红外发射器通过光电效应产生的电压被叠加至电源电压上，红外遥控芯片通过识别红外发射器通过光电效应产生的电压，解析出相应的码字数据并且存储。然而，这种方式下，由于需要采用专用的红外遥控芯片，不可避免地导致成本高昂；同时，由于红外遥控芯片的信号采用单端方式进行传递，无论是红外学习还是红外发射，信号的抗干扰性能均较差；此外，由于单端电流源方式的学习电路的抗干扰能力有限，所以在红外学习算法的支持以及红外学习精度的控制等方面，均存在着一定的局限性，不利于提升红外遥控的性能。
发明内容
本发明实施例提供一种红外遥控装置及终端，通过复用终端的音频编解码芯片来实现红外遥控信号的生成，以降低在终端上实现学习型红外遥控的成本，提升红外遥控信号的抗干扰性能。
本发明实施例第一方面提供一种红外遥控装置，包括音频编解码芯片、切换开关和红外发射器；所述音频编解码芯片包括一对差分输出引脚，所述红外发射器通过所述切换开关与所述差分输出引脚连接；所述音频编解码芯片用于获取红外遥控参数，所述红外遥控参数包括红外遥控信号的包络长度和载波频率，并根据所述包络长度和载波频率生成红外遥控信号，以及在所述切换开关导通所述红外发射器与所述差分输出引脚的连接时，通过所述差分输出引脚驱动所述红外发射器发射所述红外遥控信号。
所述红外遥控装置通过复用所述音频编解码芯片来生成红外遥控信号，可以有效降低红外遥控的实现成本。同时，所述红外遥控信号的传输采用差分信号的方式传输，可以有效增加所述红外遥控装置的抗干扰能力。此外，所述音频编解码芯片通过所述差分输出引脚直接驱动所述红外发射器发射所述红外遥控信号，无需单独为所述红外发射器提供电源，有利于降低所述红外遥控装置的功耗。
在一种实施方式中，所述音频编解码芯片还包括一对差分输入引脚，所述红外发射器还通过所述切换开关与所述差分输入引脚连接；所述红外发射器还用于获取红外学习信号，所述音频编解码芯片还用于在所述切换开关导通所述红外发射器与所述差分输入引脚的连接时，通过所述差分输入引脚读取所述红外学习信号，并计算所述红外学习信号的包络长度和载波频率，并将所述红外学习信号的包络长度和载波频率分别作为所述红外遥控信号的包络长度和载波频率。
所述红外遥控装置通过复用所述音频编解码芯片来对红外学习信号进行处理，可以有效降低学习型红外遥控的实现成本。同时，所述红外学习信号的传输采用差分信号的方式传输，可以有效增加所述红外遥控装置的抗干扰能力，提升红外遥控装置的红外学习性能。
在一种实施方式中，所述切换开关包括第一输入引脚、第二输入引脚、第一输出引脚、第二输出引脚、第一输入输出引脚、第二输入输出引脚及控制引脚；所述第一输入引脚和所述第二输入引脚分别与所述差分输出引脚的正、负引脚连接，所述第一输出引脚和所述第二输出引脚分别与所述差分输入引脚的正、负引脚连接，所述第一输入输出引脚和所述第二输入输出引脚分别与所述红外发射器的正、负极连接；所述控制引脚用于输入切换控制信号，所述切换控制信号用于控制所述切换开关将所述第一输入输出引脚和所述第二输入输出引脚分别连接至所述第一输入引脚和所述第二输入引脚，或者，分别连接至所述第一输出引脚和所述第二输出引脚。
在一种实施方式中，所述音频编解码芯片还包括数字信号处理器、数模转换器和第一运算放大器；所述数字信号处理器的输出端与所述数模转换器的输入端连接，所述数模转换器的差分信号正、负输出端分别与所述第一运算放大器的正、负输入端连接，所述第一运算放大器的正、负输出端分别与所述差分输出引脚的正、负引脚连接；所述数字信号处理器用于根据所述红外遥控参数生成数字调制信号，所述数模转换器用于将所述数字调制信号转换为一对差分的红外遥控信号，所述第一运算放大器用于放大所述差分的红外遥控信号，并通过所述差分的红外遥控信号驱动所述红外发射器。
在一种实施方式中，所述音频编解码芯片还包括第二运算放大器和模数转换器；所述第二运算放大器的正、负输入端分别与所述差分输入引脚的正、负引脚连接，所述第二运算放大器的正、负输出端分别与所述模数转换器的差分信号正、负输入端连接，所述模数转换器的输出端与所述数字信号处理器的输入端连接；所述第二运算放大器用于放大所述红外学习信号，所述模数转换器用于将所述红外学习信号转换为数字学习信号，所述数字信号处理器还用于根据所述数字学习信号计算所述红外学习信号的包络长度和载波频率。
在一种实施方式中，所述红外遥控参数包括包络长度和载波频率，所述音频编解码芯片，还用于：根据所述包络长度计算红外遥控信号的第一电平持续时间及第二电平持续时间，并根据所述载波频率计算载波周期；根据所述第一电平持续时间和所述载波周期，计算所述第一电平持续时间内需要发送的载波周期数；若所述第一电平持续时间内需要发送的载波周期数为非整数，则将所述载波周期数向后取整，并在所述第一电平持续时间之后增加对应的补零时间；所述补零时间的长度等于所述向后取整的载波周期超出所述第一电平持续时间的长度；将所述第二电平持续时间减去所述补零时间，根据减去所述补零时间之后的第二电平持续时间的长度，计算所述第二电平持续时间内需要发送的零电平数。
通过在所述第一电平持续时间内需要发送的载波周期数为非整数时，将载波周期数向后取整，并在所述第一电平持续时间之后增加超出所述第一电平持续时间的载波周期对应的补零时间，保证所述第一电平持续时间加上所述补零时间刚好为所述载波周期的整数倍，从而防止出现累积误差。
在一种实施方式中，所述音频编解码芯片，还用于：在所述第一电平持续时间及所述补零时间内，生成多个连续的载波点，两个相邻的载波点之间为一个载波周期；在减去所述补零时间之后的第二电平持续时间内，生成多个连续的零电平点；根据所述多个连续的载波点及所述多个连续的零电平点，生成与所述红外遥控参数对应的红外遥控信号。
在一种实施方式中，所述音频编解码芯片，还用于：利用第一采样频率对所述红外学习信号进行采样，得到第一采样信号，并利用第二采样频率对所述第一采样信号进行降采样，得到第二采样信号；根据所述第二采样信号，计算所述红外学习信号的包络长度，并根据所述包络长度计算所述红外学习信号的第一电平持续时间及第二电平持续时间；其中，所述第一采样频率为所述音频编解码芯片的最大采样频率，所述第二采样频率小于所述第一采样频率。
由于所述红外学习信号的包络为低频信号，较低的采样频率即可满足信号还原需求，因此在计算所述红外学习信号的包络长度时，可以采用较低的第二采样频率对所述第一采样信号进行降采样得到第二采样信号，进而通过所述音频编解码芯片对所述第二采样信号进行处理来计算包络长度，相对于直接采用第一采样信号进行包络长度计算的方案，可以有效节约所述音频编解码芯片的信号处理负担，降低红外学习功耗。
在一种实施方式中，所述音频编解码芯片，还用于：利用第一采样频率对所述红外学习信号进行采样，得到第一采样信号；在预设时间窗口内，查找所述第一采样信号中是否存在连续的高电平的采样点；若存在连续的高电平的采样点，则根据所述第一采样信号，计算所述预设时间窗口内的载波频率；依次计算多个连续的预设时间窗口内的载波频率，并根据所述多个连续的预设时间窗口内的载波频率，确定所述红外学习信号的载波频率。
通过以预设时间窗口为单位，查找所述第一采样信号中的高电平采样点，并在所述第一采样信号中存在连续的高电平的采样点，则根据所述预设时间窗口中的第一采样信号，计算所述预设时间窗口内的载波频率，并通过依次计算多个连续的预设时间窗口内的载波频率确定所述红外学习信号的载波频率，有效降低了载波学习过程中的运算资源消耗，有利于提升载波学习效率。
在一种实施方式中，所述音频编解码芯片，还用于：在所述预设时间窗口内，按照预设的查找间距，查找所述第一采样信号中是否存在高电平的采样点；若存在高电平的采样点，则在以包含所述高电平的采样点的第一预设范围内，查找是否存在连续的高电平的采样点。
通过在以包含所述高电平的采样点的第一预设范围内，查找是否存在连续的高电平的采样点，可以有效防止受到噪声信号的干扰，排除所述高电平的采样点是噪声信号的情况，保证载波频率学习的可靠性。
在一种实施方式中，所述音频编解码芯片，还用于：在以包含所述高电平的采样点的第二预设范围内，根据所述第一采样信号计算所述红外学习信号在所述预设时间窗口内的载波频率；其中，所述第二预设范围包含所述第一预设范围。
本发明实施例第二方面提供一种终端，包括存储器和如本发明实施例第一方面及其任意一种实施方式中所述的红外遥控装置，所述存储器耦合至所述音频编解码芯片，用于存储红外遥控装置的红外遥控参数。
在一种实施方式中，所述存储器还用于在所述红外遥控装置通过所述红外发射器获取到红外学习信号，并计算得到所述红外学习信号的包络长度和载波频率时，将所述红外学习信号的包络长度和载波频率作为所述红外遥控装置的红外遥控参数进行存储。
在本发明实施例提供的红外遥控装置及终端中，由于红外遥控信号的发射和红外学习信号的接收都使用差分传输，对于噪声信号的抗干扰能力强，从而可以节省EMI抗干扰器件，如磁珠、滤波电容等，减少了红外遥控电路的占板面积。同时，通过直接复用音频电路的编解码芯片内部的DSP资源来对红外遥控信号和红外学习信号进行处理，无需单独的红外编解码芯片，可以有效降低红外遥控的实现成本。此外，由于差分信号可以直接驱动红外发射器，从而无需为红外发射器设置独立的电源，有利于进一步降低生成成本。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对本发明实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍。
图1是本发明实施例提供的终端的结构示意图；
图2是本发明实施例提供的红外遥控装置的第一结构示意图；
图3是本发明实施例提供的红外遥控装置的切换开关的结构示意图；
图4是本发明实施例提供的红外遥控装置的第二结构示意图；
图5是本发明实施例提供的红外遥控装置的第一运算放大器的结构示意图；
图6是本发明实施例提供的红外遥控装置的第二运算放大器的结构示意图；
图7是本发明实施例提供的红外遥控装置的第三结构示意图；
图8是本发明实施例提供的红外遥控装置的电路结构示意图；
图9是本发明实施例提供的红外遥控装置的红外遥控信号的波形示意图。
具体实施方式
下面将结合附图，对本发明的实施例进行描述。
本发明实施例通过复用终端的音频电路来实现红外遥控信号的生成和红外学习信号的处理，以降低在终端上实现学习型红外遥控的成本，提升红外遥控信号的抗干扰性能。可以理解，该终端可以是但不限于手机、平板电脑、个人数字助理(Personal DigitalAssistant，PDA)、销售终端(Point of Sales，POS)、车载电脑等。在本实施例中，以该终端为手机为例来对该终端的结构及功能进行说明。
请参阅图1，在本发明一个实施例中，提供一种终端100，包括RF(RadioFrequency，射频)电路110、存储器120、显示屏130、音频电路140、处理器150以及电源160等部件。本领域技术人员可以理解，图1中示出的终端结构并不构成对终端的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者拆分某些部件，或者不同的部件布置。
RF电路110可用于收发信息或通话过程中，信号的接收和发送，特别地，将基站的下行信息接收后，给处理器150处理；另外，将设计上行的数据发送给基站。存储器120可用于存储软件程序以及模块，处理器150通过运行存储在存储器120的软件程序以及模块，从而执行终端100的各种功能应用以及数据处理。存储器120可主要包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需的应用程序(比如声音播放功能、红外遥控功能等)等；存储数据区可存储根据终端100的使用所创建的数据(比如音频数据、红外码字等)。
显示屏130可用于显示由用户输入的信息或提供给用户的信息以及终端100的各种菜单(例如，红外遥控菜单)，还可以接受用户输入。具体的显示屏130可包括显示面板131，以及触控面板132。其中，显示面板131可以采用LCD(Liquid Crystal Display，液晶显示器)、OLED(Organic Light-Emitting Diode，有机发光二极管)等形式来配置显示面板131。触控面板132，也称为触摸屏、触敏屏等，可收集用户在其上或附近的接触或者非接触操作(比如用户使用手指、触笔等任何适合的物体或附件在触控面板132上或在触控面板132附近的操作，也可以包括体感操作；该操作包括单点控制操作、多点控制操作等操作类型)，并根据预先设定的程式驱动相应的连接装置。
音频电路140、扬声器141、麦克风142可提供用户与终端100之间的音频接口。音频电路140可将接收到的音频数据转换后的信号，传输到扬声器141，由扬声器141转换为声音信号输出；另一方面，麦克风142将收集的声音信号转换为电信号，由音频电路140接收后转换为音频数据，再将音频数据输出至RF电路110以发送给比如另一终端，或者将音频数据输出至存储器120以便进一步处理。
红外发射器25通过切换开关(图未示)与音频电路140的音频输出端口或音频输入端口连接。若红外发射器25切换至与音频电路140的音频输出端口连接，即复用音频电路140的音频差分输出通道，则可以通过音频电路140生成红外遥控信号，并通过差分输出的方式驱动红外发射器25发射红外遥控信号。若红外发射器25切换至与音频电路140的音频输入端口连接，即复用音频电路140的音频差分输入通道，则可以将红外发射器25通过光电感应形成的红外学习信号由音频差分输入通道输入音频电路140，并通过音频电路140完成对红外学习信号的处理，获取红外学习信号的包络长度和载波频率，从而实现红外遥控码字的学习。
处理器150是终端100的控制中心，利用各种接口和线路连接整个终端的各个部分，通过运行或执行存储在存储器120内的软件程序和/或模块，以及调用存储在存储器120内的数据，执行终端100的各种功能和处理数据，从而对终端进行整体监控。可选的，处理器150可包括一个或多个处理单元，处理器150可集成应用处理器和调制解调处理器，其中，应用处理器主要处理操作系统、用户界面和应用程序等，调制解调处理器主要处理无线通信。
在本实施例中，所述处理器150还用于获取红外遥控参数，并将所述红外遥控参数发送给所述音频电路140的音频编解码芯片，所述红外遥控参数包括红外遥控信号的包络长度和载波频率。其中，所述红外遥控参数可以预先存储于所述存储器120内，或者，所述存储器120中可以存储有预设的红外码库，所述红外码库中可以包括若干已知型号红外遥控器对应的红外码字。所述终端100可以具有红外遥控模式和红外学习模式，所述显示屏130可以显示红外遥控菜单，用户可通过该红外遥控菜单切换所述终端100工作于红外遥控模式或红外学习模式。
在红外遥控模式下，用户可以通过所述红外遥控菜单选择对应的目标红外遥控器型号，进而触发所述处理器150从所述存储器120中读取所述目标红外遥控器型号对应的红外遥控参数，并将所述红外遥控参数发送给所述音频电路140的音频编解码芯片，以通过音频电路140的音频编解码芯片生成红外遥控信号，并通过差分输出的方式驱动红外发射器25发射红外遥控信号。可以理解，也可以有所述音频电路140的音频编解码芯片直接从所述存储器120中读取所述目标红外遥控器型号对应的红外码字，进而根据所述红外码字获取所述红外遥控参数，并根据所述红外遥控参数生成红外遥控信号。
在红外学习模式下，音频电路140的音频编解码芯片可通过音频差分输入通道读取所述红外发射器25形成的红外学习信号，并通过音频电路140完成对红外学习信号的处理，获取红外学习信号的包络长度和载波频率，并将所述红外学习信号的包络长度和载波频率分别作为所述红外遥控信号的包络长度和载波频率。同时，也可以将所述红外学习信号的包络长度和载波频率存储至所述存储器120中，从而实现红外遥控码字的学习。
此外，终端100还包括给各个部件供电的电源160(比如电池)，电源可以通过电源管理系统与处理器150逻辑相连，从而通过电源管理系统实现管理充电、放电、以及功耗等功能。可以理解，终端100还可以包括摄像头、蓝牙模块等，在此不再赘述。
请参阅图2，在本发明一个实施例中，提供一种复用音频电路的红外遥控装置20，包括音频编解码芯片21、切换开关23和红外发射器25；所述音频编解码芯片21包括一对差分输出引脚RCV_P、RCV_N和一对差分输入引脚MIC_P、MIC_N，所述红外发射器25通过所述切换开关23与所述差分输出引脚RCV_P、RCV_N或所述差分输入引脚MIC_P、MIC_N连接；所述音频编解码芯片21用于获取红外遥控参数，并根据所述红外遥控参数生成红外遥控信号，以及通过所述差分输出引脚RCV_P、RCV_N驱动所述红外发射器25发射所述红外遥控信号；所述红外发射器25还用于获取红外学习信号，所述音频编解码芯片21还用于通过所述差分输入引脚MIC_P、MIC_N读取所述红外学习信号，并计算所述红外学习信号的包络长度和载波频率。
在所述红外遥控装置20中，由于红外遥控信号的发射和红外学习信号的接收都使用差分传输，对于噪声信号的抗干扰能力强，有利于提升所述红外遥控装置20的遥控和学习性能。同时，通过复用所述编解码芯片21对红外遥控信号和红外学习信号进行处理，无需单独的红外编解码芯片，可以有效降低红外遥控的实现成本。此外，由于差分信号可以直接驱动红外发射器25，从而无需为红外发射器25设置独立的电源，有利于进一步降低生成成本。
具体地，所述音频编解码芯片21可以是所述终端100的音频电路140中包含的音频编解码芯片，所述差分输出引脚RCV_P、RCV_N还用于通过听筒开关22与所述扬声器141连接，以通过音频差分信号驱动所述扬声器141发声；所述差分输入引脚MIC_P、MIC_N还用于与所述麦克风142连接，以接收麦克风142采集到的音频差分信号。所述听筒开关22与所述切换开关23可以分别连接至所述终端100的处理器150的通用输入输出(General-purposeinput/output，GPIO)端口，以根据处理器150的GPIO输出电平的变化来改变开关状态，从而将所述音频编解码芯片21配置到音频输入输出通路或者红外遥控通路。
在本实施例中，将所述音频编解码芯片21配置到音频输入输出通路是指，处理器150控制所述听筒开关22导通，从而将所述扬声器141的正、负输入端分别连接至所述差分输出引脚RCV_P、RCV_N，并控制所述切换开关23断开所述红外发射器25与所述差分输出引脚RCV_P、RCV_N及所述差分输入引脚MIC_P、MIC_N的连接。将所述音频编解码芯片21配置到红外遥控通路是指，处理器控制所述听筒开关22断开，并控制所述切换开关23将所述红外发射器25连接至所述差分输出引脚RCV_P、RCV_N或所述差分输入引脚MIC_P、MIC_N。其中，所述红外发射器25包括正极IR_P和负极IR_N，若将所述红外发射器25的正极IR_P、负极IR_N分别连接至所述差分输出引脚RCV_P、RCV_N，则构成红外发射通路；若将所述红外发射器25的正极IR_P、负极IR_N分别连接至所述差分输入引脚MIC_P、MIC_N，则构成红外学习通路。
请参阅图3，所述切换开关23包括第一输入引脚NO1、第二输入引脚NO2、第一输出引脚NC1、第二输出引脚NC2、第一输入输出引脚COM1、第二输入输出引脚COM2、控制引脚INT1、INT2、电源引脚VCC及接地引脚GND。
所述第一输入引脚NO1与所述差分输出引脚的正引脚RCV_P连接，所述第二输入引脚NO2与所述差分输出引脚负引脚RCV_N连接，所述第一输出引脚NC1与所述差分输入引脚的正引脚MIC_P连接，所述第二输出引脚NC2与所述差分输入引脚的负引脚MIC_N连接，所述第一输入输出引脚COM1与所述红外发射器25的正极IR_P连接，所述第二输入输出引脚COM2与所述红外发射器25的负极IR_N连接。
所述控制引脚INT1、INT2用于与所述处理器150的GPIO连接，以接收所述GPIO输出的切换控制信号，所述切换控制信号用于控制所述切换开关23将所述第一输入输出引脚COM1和所述第二输入输出引脚COM2分别连接至所述第一输入引脚NO1和所述第二输入引脚NO2，或者，将所述第一输入输出引脚COM1和所述第二输入输出引脚COM2分别连接至所述第一输出引脚NC1和所述第二输出引脚NC2。所述电源引脚VCC用于输入电源信号，所述接地引脚GND用于接地。
请参阅图4，所述音频编解码芯片21还包括数字信号处理器DSP、数模转换器DAC、第一运算放大器A1、第二运算放大器A2和模数转换器ADC；其中，所述第一运算放大器A1的结构如图5所示，所述第二运算放大器A2的结构如图6所示。
所述数字信号处理器DSP的输出端与所述数模转换器DAC的输入端连接，所述数模转换器DAC的差分信号正、负输出端DAC_P、DAC_N分别与所述第一运算放大器A1的正、负输入端连接，所述第一运算放大器A1的正、负输入端分别通过第一电阻R1及第二电阻R2与所述第一运算放大器A1的正、负输出端连接，所述第一运算放大器A1的正、负输出端分别与所述差分输出引脚的正引脚RCV_P、负引脚RCV_N连接。
所述数字信号处理器DSP用于根据所述红外遥控参数生成数字调制信号，所述数模转换器DAC用于将所述数字调制信号转换为一对差分的红外遥控信号，所述第一运算放大器A1用于放大所述差分的红外遥控信号，并通过所述差分的红外遥控信号驱动所述红外发射器25。
在本实施例中，所述存储器120耦合至所述音频编解码芯片21。所述存储器120中可以存储有若干已知型号红外遥控器对应的红外遥控信号的包络长度和载波频率。所述终端100可以安装并运行红外遥控程序，用户可以通过所述红外遥控程序选择对应的遥控器型号，并通过所述红外遥控程序将被选择的遥控器型号发送给所述音频编解码芯片21。所述音频编解码芯片21可以根据所述遥控器型号从所述存储器120中获取对应的红外遥控信号的包络长度和载波频率，进而由所述音频编解码芯片21的DSP根据所述包络长度和载波频率，计算所述红外遥控信号的高电平持续时间内需要发送的载波周期数以及低电平持续时间内需要发送的零电平数，并根据所述高电平持续时间内需要发送的载波周期数以及低电平持续时间内需要发送的零电平数生成数字调制信号。其中，所述数字调制信号为由若干个载波周期与若干个零电平构成的数字序列。进一步地，所述音频编解码芯片21通过内置的数模转换器DAC将所述数字调制信号转换为一对差分的红外遥控信号，所并通过述第一运算放大器A1放大所述差分的红外遥控信号，进而驱动所述红外发射器25发射所述红外遥控信号。
所述第二运算放大器A2的正、负输入端分别通过第三电阻R3及第四电阻R4与所述差分输入引脚的正、负引脚MIC_P、MIC_N连接，所述第二运算放大器A2的正、负输入端还分别通过第五电阻R5和第六电阻R6与所述第二运算放大器A2的正、负输出端连接，所述第二运算放大器A2的正、负输出端分别与所述模数转换器ADC的差分信号正、负输入端ADC_P、ADC_N连接，所述模数转换器ADC的输出端与所述数字信号处理器DSP的输入端连接。
所述第二运算放大器A2用于放大所述红外学习信号，所述模数转换器ADC用于将所述红外学习信号转换为数字学习信号，所述数字信号处理器DSP还用于根据所述数字学习信号计算所述红外学习信号的包络长度和载波频率。
请参阅图7，在本发明一个实施中，提供一种复用音频电路的红外遥控装置20’，包括音频编解码芯片21’、切换开关23和红外发射器25；其与图4所示实施例中提供的红外遥控装置20的区别仅在于，所述听筒开关22和所述切换开关23集成于所述音频编解码芯片21’内，所述第一运算放大器A1的正、负输出端通过所述听筒开关22分别与所述差分输出引脚的正引脚RCV_P、负引脚RCV_N连接，所述红外发射器25通过所述切换开关23与所述第一运算放大器A1的正、负输出端(即所述音频编解码芯片21’的差分输出引脚RCV_P、RCV_N)或所述第二运算放大器A2的正、负输入端(即所述音频编解码芯片21’的差分输入引脚MIC_P、MIC_N)连接。可以理解，关于所述切换开关23的具体结构及功能，还可以参考图3所示实施例中的相关描述，此处不再赘述。
请参阅图8，本发明实施例提供的复用音频电路的红外遥控装置20的电路结构如图8所示。其中，所述音频编解码芯片21的结构可以参考图4至图6所示实施例中的描述，所述切换开关23的结构可以参考图3所示实施例中的描述，此处不再赘述。所述切换开关23的电源引脚VCC可以连接至图1所示终端的电源160，并通过电容C1接地，以对输入所述电源引脚VCC的电源信号进行滤波。所述切换开关23的第一输入输出引脚COM1与所述红外发射器25的正极IR_P连接，所述第二输入输出引脚COM2与所述红外发射器25的负极IR_N连接。所述控制引脚INT1、INT2连接，并共同连接至图1所示终端100的处理器150的GPIO，以根据所述GPIO输出的切换控制信号控制所述切换开关23切换导通红外遥控通路或者红外学习通路。
在本实施例中，所述红外遥控参数包括包络长度和载波频率，当所述切换开关23切换导通红外遥控通路时，所述音频编解码芯片21，还用于：
根据所述包络长度计算红外遥控信号的第一电平持续时间及第二电平持续时间，并根据所述载波频率计算载波周期；根据所述第一电平持续时间和所述载波周期，计算所述第一电平持续时间内需要发送的载波周期数；若所述第一电平持续时间内需要发送的载波周期数为非整数，则将所述载波周期数向后取整，并在所述第一电平持续时间之后增加对应的补零时间；所述补零时间的长度等于所述向后取整的载波周期超出所述第一电平持续时间的长度；将所述第二电平持续时间减去所述补零时间，根据减去所述补零时间之后的第二电平持续时间的长度，计算所述第二电平持续时间内需要发送的零电平数。
具体地，所述红外遥控参数可以由所述终端100上运行的红外遥控软件来设置。例如，可以在所述终端100的存储器120中预先存储不同型号的红外遥控器对应的红外遥控参数，用户可以通过所述红外遥控软件选择对应的遥控器型号，进而由所述处理器150根据所述遥控器型号读取对应的红外遥控参数，并发送给所述音频编解码芯片21。
所述包络长度可以包括红外遥控信号的高电平(逻辑1)持续时间及低电平(逻辑0)持续时间，所述高电平持续时间可以包括特定的第一电平持续时间及特定的第二电平持续时间，所述低电平持续时间也可以包括的特定的第一电平持续时间及特定的第二电平持续时间。所述第一电平持续时间内，可以包括多个载波周期，所述第二电平持续时间内，可以包括多个零电平。可以理解，不同型号的红外遥控器高、低电平可以对应不同的第一电平持续时间和第二电平时序时间。如图9所示，所述红外遥控信号的高电平的持续时间可以为1.8毫秒(ms)，其中包括1.2ms的第一电平持续时间和600微秒(us)的第二电平持续时间；低电平的持续时间可以为1.2ms，其中包括600us的第一电平持续时间和600us的第二电平持续时间。
可以理解，红外遥控信号的载波可以是22kHz至56kHz之间的任意值，当获取到所需要生成的红外遥控信号的载波频率、以及高、低电平对应的第一电平持续时间及第二电平持续时间之后，若所述第一电平持续时间内需要发送的载波周期数为非整数，即所述第一电平持续时间不能被所述载波周期整除，则将所述载波周期数向后取整，并在所述第一电平持续时间之后增加对应的补零时间，从而保证在所述第一电平持续时间内发送的载波周期数为整数，防止出现累积误差。其中，所述补零时间的长度等于所述向后取整的载波周期超出所述第一电平持续时间的长度。例如，以RCMM协议为例，第一个第一电平持续时间为211微秒(us)，而载波频率为36kHz，一个载波周期为27.8us，该第一电平持续时间211us包括载波周期为7.59个，即所述第一电平持续时间不能被所述载波周期整除，则将所述载波周期数向后取整得到8个载波周期，并在所述第一电平持续时间之后增加对应的补零时间，所述补零时间的长度等于所述向后取整的载波周期超出所述第一电平持续时间的长度，即0.41个载波周期的长度：0.41×27.8us＝11.398us。
由于在所述第一电平持续时间之后增加了补零时间，该补零时间实际上占用了紧邻所述第一电平持续时间的部分第二电平持续时间，因此，为保证生成的红外调制信号与所需要的红外调制信号的完全匹配，需要将所述第二电平持续时间减去所述补零时间，进而根据减去所述补零时间之后的第二电平持续时间的长度，计算所述第二电平持续时间内需要发送的零电平数。
在确定所述第一电平持续时间内需要发送的载波周期数、补零时间及所述第二电平持续时间内需要发送的零电平数之后，所述音频编解码芯片，还用于：
在所述第一电平持续时间及所述补零时间内，生成多个连续的载波点，两个相邻的载波点之间为一个载波周期；在减去所述补零时间之后的第二电平持续时间内，生成多个连续的零电平点；根据所述多个连续的载波点及所述多个连续的零电平点，生成与所述红外遥控参数对应的红外遥控信号。
在本实施例中，通过在所述第一电平持续时间内需要发送的载波周期数为非整数时，将载波周期数向后取整，并在所述第一电平持续时间之后增加超出所述第一电平持续时间的载波周期对应的补零时间，保证所述第一电平持续时间加上所述补零时间刚好为所述载波周期的整数倍，从而防止出现累积误差。
当所述切换开关23切换导通红外学习通路时，所述音频编解码芯片21，还用于：
利用第一采样频率对所述红外学习信号进行采样，得到第一采样信号，并利用第二采样频率对所述第一采样信号进行降采样，得到第二采样信号；根据所述第二采样信号，计算所述红外学习信号的包络长度，并根据所述包络长度计算所述红外学习信号的第一电平持续时间及第二电平持续时间；其中，所述第一采样频率为所述音频编解码芯片的最大采样频率，所述第二采样频率小于所述第一采样频率。
具体地，在所述红外学习通路导通时，所述红外发射器25可以通过光电效应获取对应的红外学习信号，所述红外学习信号通过共用所述终端100的音频差分输入引脚MIC_P、MIC_N输入所述音频编解码芯片21，并由所述音频编解码芯片21对所述红外学习信号进行采样和处理。在本实施例中，所述第一采样频率为所述终端100所支持的最大采样频率，例如6.144MHz，所述第二采样频率可以为所述终端100的音频采样频率，例如192kHz。
可以理解，在红外学习时，为准确获取红外学习信号的包络长度和载波频率，需要采用高倍的过采样频率来对红外学习信号进行采样，以保证数据的准确性。然而，由于本发明实施例中共用所述终端100的音频编解码芯片21中的DSP来对红外学习信号进行处理，如果直接采用6.144MHz的采样频率，则导致红外学习信号处理所需要的运算资源过大，而音频编解码芯片21中的DSP可能无法满足。因此，在本实施例中，将红外遥控信号的学习划分为两个部分进行：包络学习和载波学习，分别由包络学习算法和载波学习算法两个部分来完成。其中，由于所述红外学习信号的包络为低频信号，192kHz的采样频率即可满足信号重构需求，同时，通过降采样还可以节省所述音频编解码芯片21的运算资源，降低红外遥控装置的功耗。在本实施例中，为提升所述红外遥控装置的红外学习距离，可以将所述第二运算放大器A2的增益调整为50dB，对应的红外学习距离可以达到1.4米。
在本实施例中，在包络学习算法检测到有效的包络数据之后，间隔预设时间段再启动载波学习算法，进而开始载波学习。其中，红外学习的持续时间可以为2秒，所述预设时间段可以为250ms。
在载波学习时，所述音频编解码芯片21，还用于：利用第一采样频率对所述红外学习信号进行采样，得到第一采样信号；在预设时间窗口内，查找所述第一采样信号中是否存在连续的高电平的采样点；若存在连续的高电平的采样点，则根据所述第一采样信号，计算所述预设时间窗口内的载波频率；依次计算多个连续的预设时间窗口内的载波频率，并根据所述多个连续的预设时间窗口内的载波频率，确定所述红外学习信号的载波频率。
由于红外遥控信号的载波频率范围可以为22kHz至56kHz之间的任意值，对于载波学习，需要采用6.144MHz的过采样频率，以保证采样信号的准确性。在本实施例中，所述预设时间窗口可以为2ms，则每一个所述预设时间窗口内的采样点数为6.144M×0.002＝12288个，如果在每一个所述预设时间窗口内逐个遍历采样点来检测是否存在连续的高电平采样点，则检测完每一个预设时间窗口需要3.7ms，超出了窗口持续时间2ms。
可以理解，频率范围在22kHz至56kHz之间载波，载波周期范围在45us至17.9us之间，即每一个载波周期的采样点数范围在109.98至276.48之间。假设载波的占空比为33.3％，则至少30个采样点中会包含一个高电平的采样点。因此，在本实施例中，可以按照预设的查找间距，查找所述第一采样信号中是否存在高电平的采样点；若存在高电平的采样点，则在以包含所述高电平的采样点的第一预设范围内，查找是否存在连续的高电平的采样点。其中，所述预设的查找间距可以为20至30个采样点。若查找到所述第一采样信号中存在高电平的采样点，为排除可能存在的噪声，则进一步在包含该高电平的采样点的第一预设范围内，查找是否存在连续的高电平的采样点。例如，所述第一预设范围可以是以该高电平的采样点为中心，查找前5个采样点和后5个采样点，若存在连续的高电平的采样点，则可以判断为载波信号。
在判断为载波信号之后，所述音频编解码芯片，还用于：
在以包含所述高电平的采样点的第二预设范围内，根据所述第一采样信号计算所述红外学习信号在所述预设时间窗口内的载波频率；其中，所述第二预设范围包含所述第一预设范围。
在本实施例中，所述第二预设范围可以为所述高电平的采样点之前100个采样点及所述高电平的采样点之后300个采样点，计算所述红外学习信号在所述预设时间窗口内的载波频率之后，则可以将该预设时间窗口内其余的数据丢弃，并依次选取接下来的3至5个2ms的预设时间窗口计算所述红外学习信号的载波频率。可以理解，由于在本实施例中载波学习是在包络学习检测到有效的包络数据的250ms之后才启动，可能存在第一个预设时间窗口内的数据刚好是低电平或者包含部分噪声的高电平信号，这种情况下，则可以直接丢弃掉该预设时间窗口内的数据，进而对下一个预设时间窗口内的数据进行处理。
在本发明实施例提供的复用音频电路的红外遥控装置中，由于红外遥控信号的发射和红外学习信号的接收都使用差分传输，对于噪声信号的抗干扰能力强，从而可以节省EMI抗干扰器件，如磁珠、滤波电容等，减少了红外遥控电路的占板面积。同时，通过直接复用音频电路的编解码芯片内部的DSP资源来对红外遥控信号和红外学习信号进行处理，无需单独的红外编解码芯片，可以有效降低红外遥控的实现成本。此外，由于差分信号可以直接驱动红外发射器，从而无需为红外发射器设置独立的电源，有利于进一步降低生成成本。
Claims (12)
1.一种红外遥控装置，其特征在于，包括音频编解码芯片、切换开关和红外发射器；
所述音频编解码芯片包括一对差分输出引脚，所述红外发射器通过所述切换开关与所述差分输出引脚连接；
所述音频编解码芯片用于获取红外遥控参数，所述红外遥控参数包括红外遥控信号的包络长度和载波频率，并根据所述包络长度和载波频率生成红外遥控信号，以及在所述切换开关导通所述红外发射器与所述差分输出引脚的连接时，通过所述差分输出引脚驱动所述红外发射器发射所述红外遥控信号。
2.如权利要求1所述的红外遥控装置，其特征在于，所述音频编解码芯片还包括一对差分输入引脚，所述红外发射器还通过所述切换开关与所述差分输入引脚连接；
所述红外发射器还用于获取红外学习信号，所述音频编解码芯片还用于在所述切换开关导通所述红外发射器与所述差分输入引脚的连接时，通过所述差分输入引脚读取所述红外学习信号，并计算所述红外学习信号的包络长度和载波频率，并将所述红外学习信号的包络长度和载波频率分别作为所述红外遥控信号的包络长度和载波频率。
3.如权利要求2所述的红外遥控装置，其特征在于，所述音频编解码芯片还包括数字信号处理器、数模转换器和第一运算放大器；
所述数字信号处理器的输出端与所述数模转换器的输入端连接，所述数模转换器的差分信号正、负输出端分别与所述第一运算放大器的正、负输入端连接，所述第一运算放大器的正、负输出端分别与所述差分输出引脚的正、负引脚连接；
所述数字信号处理器用于根据所述红外遥控参数生成数字调制信号，所述数模转换器用于将所述数字调制信号转换为一对差分的红外遥控信号，所述第一运算放大器用于放大所述差分的红外遥控信号，并通过所述差分的红外遥控信号驱动所述红外发射器。
4.如权利要求3所述的红外遥控装置，其特征在于，所述音频编解码芯片还包括第二运算放大器和模数转换器；
所述第二运算放大器的正、负输入端分别与所述差分输入引脚的正、负引脚连接，所述第二运算放大器的正、负输出端分别与所述模数转换器的差分信号正、负输入端连接，所述模数转换器的输出端与所述数字信号处理器的输入端连接；
所述第二运算放大器用于放大所述红外学习信号，所述模数转换器用于将所述红外学习信号转换为数字学习信号，所述数字信号处理器还用于根据所述数字学习信号计算所述红外学习信号的包络长度和载波频率。
5.如权利要求1所述的红外遥控装置，其特征在于，所述音频编解码芯片，还用于：
根据所述包络长度计算红外遥控信号的第一电平持续时间及第二电平持续时间，并根据所述载波频率计算载波周期；
根据所述第一电平持续时间和所述载波周期，计算所述第一电平持续时间内需要发送的载波周期数；
若所述第一电平持续时间内需要发送的载波周期数为非整数，则将所述载波周期数向后取整，并在所述第一电平持续时间之后增加对应的补零时间；所述补零时间的长度等于所述向后取整的载波周期超出所述第一电平持续时间的长度；
将所述第二电平持续时间减去所述补零时间，根据减去所述补零时间之后的第二电平持续时间的长度，计算所述第二电平持续时间内需要发送的零电平数。
6.如权利要求5所述的红外遥控装置，其特征在于，所述音频编解码芯片，还用于：
在所述第一电平持续时间及所述补零时间内，生成多个连续的载波点，两个相邻的载波点之间为一个载波周期；
在减去所述补零时间之后的第二电平持续时间内，生成多个连续的零电平点；
根据所述多个连续的载波点及所述多个连续的零电平点，生成与所述红外遥控参数对应的红外遥控信号。
7.如权利要求2所述的红外遥控装置，其特征在于，所述音频编解码芯片，还用于：
利用第一采样频率对所述红外学习信号进行采样，得到第一采样信号，并利用第二采样频率对所述第一采样信号进行降采样，得到第二采样信号；
根据所述第二采样信号，计算所述红外学习信号的包络长度，并根据所述包络长度计算所述红外学习信号的第一电平持续时间及第二电平持续时间；
其中，所述第一采样频率为所述音频编解码芯片的最大采样频率，所述第二采样频率小于所述第一采样频率。
8.如权利要求2所述的红外遥控装置，其特征在于，所述音频编解码芯片，还用于：
利用第一采样频率对所述红外学习信号进行采样，得到第一采样信号；
在预设时间窗口内，查找所述第一采样信号中是否存在连续的高电平的采样点；
若存在连续的高电平的采样点，则根据所述第一采样信号，计算所述预设时间窗口内的载波频率；
依次计算多个连续的预设时间窗口内的载波频率，并根据所述多个连续的预设时间窗口内的载波频率，确定所述红外学习信号的载波频率。
9.如权利要求8所述的红外遥控装置，其特征在于，所述音频编解码芯片，还用于：
在所述预设时间窗口内，按照预设的查找间距，查找所述第一采样信号中是否存在高电平的采样点；
若存在高电平的采样点，则在以包含所述高电平的采样点的第一预设范围内，查找是否存在连续的高电平的采样点，其中，所述预设时间窗口包含第一预设范围。
10.如权利要求9所述的红外遥控装置，其特征在于，所述音频编解码芯片，还用于：
在以包含所述高电平的采样点的第二预设范围内，根据所述第一采样信号计算所述红外学习信号在所述预设时间窗口内的载波频率；
其中，所述第二预设范围包含所述第一预设范围。
11.一种终端，其特征在于，包括存储器和如权利要求1-10任意一项所述的红外遥控装置，所述存储器耦合至所述音频编解码芯片，用于存储所述红外遥控装置的红外遥控参数。
12.如权利要求11所述的终端，其特征在于，所述存储器还用于在所述红外遥控装置通过所述红外发射器获取到红外学习信号，并计算得到所述红外学习信号的包络长度和载波频率时，将所述红外学习信号的包络长度和载波频率作为所述红外遥控装置的红外遥控参数进行存储。
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