CN107455009A - 音频系统及耳机 - Google Patents

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Abstract

本申请提供了一种音频系统，设置于一耳机的一无线耳机本体，所述音频系统包括一无线模块，用来接收一无线音频资料；一有线模块，用来接收一有线音频资料；一音频处理模块，耦接于所述无线模块、所述有线模块及所述扬声器，用来对所述无线音频资料或所述有线音频资料进行一音频运算，以产生一第一音频信号；以及一切换模块，耦接于所述无线模块、所述有线模块及所述音频处理模块，用来将所述无线音频资料或所述有线音频资料输出至所述音频处理模块。

Description

音频系统及耳机
技术领域
本申请涉及一种音频系统及耳机，尤其涉及一种可于充电时维持高质量音效的音频系统及耳机。
背景技术
消费者会利用手机、电脑等电子装置收听音乐或收看电影，为了收到良好的影音效果并且不影响他人，消费者会使用耳机。为了增加使用便利性，市面上已出现无线耳机，消费者可利用无线耳机收听音乐，而不需要通过导线连接手机或其他电子装置。然而，碍于无线耳机实体上的空间限制，耳机内部电池(以下简称耳机电池)的电池容量相当有限，而使得使用者时常需要替无线耳机充电。
现有技术已发展出利用基座或是充电盒来为无线耳机充电的方式，然而无线耳机在通过基座或充电盒的充电过程中无法正常使用，无法达到同时充电及收听音乐的功效，因此造成使用者的不便。另外，当无线耳机没电时，现有无线耳机可通过3.5mm音频传输线(如具有TRS端子或TRRS端子的音频传输线)连接手机等电子装置，然而，现有3.5mm的音频传输线仅能承载模拟音频信号，而当现有无线耳机可通过3.5mm音频传输线连接至电子装置时，现有无线耳机仅单纯播放模拟音频信号，而并未对欲播放的音频信号进行如主动降噪运算等音频运算，导致使用者所收听到的音频效果较差。因此，现有技术实有改进的必要。
发明内容
因此，本申请的主要目的即在于提供一种可于充电时维持高质量音效的音频系统及耳机，以改善现有技术的缺点。
为了解决上述技术问题，本申请提供了一种音频系统，设置于一耳机的无线耳机本体，所述音频系统包括一无线模块，用于接收一无线音频资料；一有线模块，用于接收一有线音频资料；一切换模块，耦接于所述无线模块和所述有线模块，用于输出所述无线音频资料或所述有线音频资料；以及一音频处理模块，耦接于所述切换模块以接收所述无线音频资料或所述有线音频资料，并用于对所述无线音频资料或所述有线音频资料进行音频运算，以产生一音频信号用于播放。
例如，当所述无线耳机本体通过一耳机导线耦接于一电子装置时，所述切换模块将所述有线模块所接收的所述有线音频资料输出至所述音频处理模块。
例如，当所述无线耳机本体未直接连接于一耳机导线或当所述耳机导线未连接于一电子装置时，所述切换模块将所述无线模块所接收的所述无线音频资料输出至所述音频处理模块。
例如，当所述无线耳机本体通过一耳机导线耦接于一电子装置时，所述电子装置通过所述耳机导线对所述音频处理模块供应电力。
例如，所述音频系统还包括一数模转换器，耦接于所述音频处理模块，当所述音频信号为数字信号时，其用于将所述音频信号转换成为一模拟音频信号。
例如，所述音频系统还包括一模数转换器，耦接于所述音频处理模块，用于根据外部模拟输入信号产生一数字信号，并将所述数字信号输出至所述音频处理模块。
例如，所述外部模拟输入信号为环境音信号，所述音频处理模块对所述数字信号进行主动噪声消除运算或环境补偿运算。
例如，所述无线音频资料及所述有线音频资料为数字资料。
本申请还提供了一种耳机，包括一无线耳机本体，包括一扬声器；一第一连接部；一音频系统，包括一无线模块，用于接收一无线音频资料；一有线模块，用于接收一有线音频资料；一切换模块，耦接于所述无线模块和所述有线模块，用于输出所述无线音频资料或所述有线音频资料；以及一音频处理模块，耦接于所述切换模块以接收所述无线音频资料或所述有线音频资料，并用于对所述无线音频资料或所述有线音频资料进行音频运算，以产生一音频信号用于播放；一耳机导线，包括一第二连接部，设置于所述耳机导线的一第一端，用于与所述无线耳机本体的所述第一连接部相连接；以及一接头，设置于所述耳机导线的一第二端，用于连接一电子装置或一电源供应器。本申请可利用耳机导线、接头以及无线耳机本体内部的有线模块及切换模块，同时对耳机电池充电以及接收数字的有线音频资料，利用音频处理模块对有线音频资料进行音频运算，在无线耳机本体在充电的过程中，仍可维持高质量的音效，增加用户对本申请耳机的满足程度。
附图说明
图1为本申请实施例一耳机的外观示意图。
图2为本申请实施例一音频系统的功能方块示意图。
具体实施方式
为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。
在说明书以及权利要求范围当中，「耦接」一词是指包含任何直接或间接的电气连接手段，「连接」一词是指直接或电性连接。
请参考图1，图1为本申请实施例一耳机10的示意图，如图1所示，耳机10为一种入耳式的无线耳机，相对于头戴式无线耳机，其体积更为小巧，并且左右耳机可相互分离，不似头戴式无线耳机需要通过连接件连接左右两侧耳机。耳机10包括无线耳机本体14_a、14_b以及一耳机导线12，无线耳机本体14_a、14_b可在不连接于耳机导线12的情况下进行播放音乐等正常操作，无线耳机本体14_a、14_b亦可视情况连接于耳机导线12，并通过耳机导线12连接于一电子装置或一电源供应器。其中，电子装置可为手机、平板计算机(Tablet)、笔记本电脑(Laptop)或桌面计算机(Desktop)等，电源供应器可为一充电器，其可包含一电源适应器(Power Adaptor)，电源供应器用来对手机、平板计算机或无线耳机本体14_a、14_b等无线装置进行充电。耳机导线12包括一接头120以及连接部122_a、122_b，无线耳机本体14_a、14_b(在外观上)分别包括连接部140_a、140_b，耳机导线12可通过接头120直接连接于电子装置或电源供应器，而可通过连接部122_a、122_b分别连接于无线耳机本体14_a、14_b。于一实施例中，于耳机导线12的连接部122_a、122_b与无线耳机本体14_a、14_b的连接部140_a、140_b可通过磁性相互吸附，使得耳机导线12与无线耳机本体14_a、14_b直接且电性相连接。
另外，接头120为同时具有电源引脚(Power Pin)及资料信号引脚的接头，耳机导线12可承载数字信号，较佳地，耳机导线12为可双向传输(Bi-directional Transmission)的传输线，于一实施例中，接头120可为一C型通用串行总线(Universal Serial Bus Type-C，USB Type-C)接头，而耳机导线12可为与USB Type-C规格兼容的传输线。
无线耳机本体14_a及14_b具有相同的结构，故以下将以无线耳机本体14_a为例进行说明。请参考图2，图2为本申请实施例无线耳机本体14_a的功能方块示意图。如图2所示，无线耳机本体14_a内部包括一扬声器142、一收音器144、一耳机电池146以及一音频系统20，扬声器142可包括动圈(Moving Core)单体或平衡电枢单体(Balanced Armature)，收音器144可为一麦克风(Microphone)，耳机电池146用来提供无线耳机本体14_a的电力。另外，音频系统20包括一无线模块22、一有线模块24、一切换模块26、一音频处理模块28、一数模转换器DAC以及一模数转换器ADC，其中，有线模块24可耦接于耳机电池146，而音频系统20内部的功能模块可选择性地利用专用集成电路(Application-Specific IntegratedCircuit，ASIC)、数字电路(如寄存器传输级(RTL)电路)或数字信号处理器(DigitalSignal Processor，DSP)来实现，而不限于此。
无线模块22可包含天线或射频前端模块(Font-End Module，FEM)等组件，无线模块22可自空气中接收一无线音频资料WLS。有线模块24耦接于无线耳机本体14_a的连接部140_a，当无线耳机本体14_a的连接部140_a与耳机导线12的连接部122_a相连接时，有线模块24可自耳机导线12接收一有线音频资料WLN，其中，无线音频资料WLS及有线音频资料WLN为数字的数据型态。切换模块26耦接于无线模块22以及有线模块24，用来根据一控制信号CTL，将无线音频资料WLS或有线音频资料WLN(其中之一)输出至音频处理模块28。在一实施例中，切换模块26可利用一单刀双掷(Single Pole Double Throw，SPDT)开关来实现。在另一实施例中，切换模块26可利用一数据选择器或多路复用器(Multiplexer，MUX)开关来实现。
具体来说，当无线耳机本体14_a通过耳机导线12耦接于电子装置时，即当无线耳机本体14_a的连接部140_a与耳机导线12的连接部122_a相连接，且耳机导线12的接头120连接于电子装置时，此时无线耳机本体14_a的有线模块24通过耳机导线12自电子装置接收有线音频资料WLN，控制信号CTL指示切换模块26将有线模块24所接收的有线音频资料WLN输出至音频处理模块28。另一方面，当无线耳机本体14_a未直接连接于耳机导线12时，即当无线耳机本体14_a的连接部140_a与耳机导线12的连接部122_a未直接相连接时，或是当无线耳机本体14_a连接于耳机导线12但耳机导线12未连接于电子装置时，此时无线耳机本体14_a通过无线模块22自空气接收无线音频资料WLS，控制信号CTL指示切换模块26将无线模块22所接收的无线音频资料WLS输出至音频处理模块28。如此一来，音频处理模块28用来对无线音频资料WLS或有线音频资料WLN进行主动式(Active)或适应性(Adaptive)的一音频运算，以产生一音频信号ADO。其中，音频处理模块28所进行的主动式或适应性音频运算可为主动式降低噪声运算、适应性音频补偿运算等，使得用户可听到高质量的音效，更进一步地，耳机10可为符合全程数字化无失真音讯(Continual Digital Lossless Audio，CDLA)标准的CDLA耳机。
更进一步地，当无线耳机本体14_a通过耳机导线12耦接于电子装置时，耳机导线12所连接的电子装置可通过耳机导线12对音频处理模块28供应电力，而与此同时，无线耳机本体14_a内的音频处理模块28可进行正常操作(例如进行符合CDLA标准或符合其他高音质标准所需的音频运算)。详细来说，耳机导线12所连接的电子装置对音频处理模块28供应电力是指接头120的电源引脚耦接于音频处理模块28，以直接对音频处理模块28供应电力，或是电子装置通过耳机导线12先对耳机电池146充电，再由耳机电池146对音频处理模块28供应电力，皆属于本申请的范畴。另外，当无线耳机本体14_a通过耳机导线12耦接于电子装置或电源供应器时，耳机导线12所连接的电子装置或电源供应器可通过耳机导线12(及有线模块24)对耳机电池146进行充电。
另外，数模转换器DAC耦接于无线耳机本体14_a的扬声器142，数模转换器DAC用来将数字的音频信号ADO转换成为一模拟音频信号ADOa，扬声器142接收并播放模拟音频信号ADOa。模数转换器ADC耦接于无线耳机本体14_a的收音器144，收音器144可用来接收一环境声音EV，并产生相对应的一外部模拟输入信号ESg，模数转换器ADC可将外部模拟输入信号ESg转换为一数字信号ESd，并将数字信号ESd输出至音频处理模块28，音频处理模块28即可根据数字信号ESd进行一第一音频运算，如主动噪声消除(Active Noise Cancellation，ANC)运算或环境补偿运算等。
由上述可知，耳机10利用(符合)USB Type-C的接头120连接至电子装置，利用有线模块24自电子装置接收数字的有线音频资料WLN，利用切换模块26切换输出无线音频资料WLS或有线音频资料WLN至音频处理模块28，利用音频处理模块28来进行主动式或适应性的音频运算。换句话说，当无线耳机本体14_a、14_b经由耳机导线12充电时，可同时接收数字的有线音频资料WLN，并对音频处理模块28进行音频运算。
当现有无线耳机可通过3.5mm音频传输线连接至电子装置时，因3.5mm音频传输线仅承载模拟音频信号，而现有无线耳机无法对模拟音频信号进行音频运算，而使得耳机的音效质量较差。相较之下，本申请的无线耳机，即使耳机本体14_a、14_b在充电时，耳机本体14_a、14_b仍可播放高质量的音效(或仍可符合CDLA标准)，进而增加使用者对耳机10的满足程度。
综上所述，本申请可利用USB Type-C接头同时对耳机电池充电以及接收数字的有线音频资料，利用音频处理模块对有线音频资料进行音频运算，在无线耳机本体在充电的过程中，仍可维持高质量的音效，增加用户对本申请耳机的满足程度。
以上所述仅为本申请的较佳实施例而已，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (21)

1.一种音频系统，设置于一耳机的无线耳机本体，其特征在于，所述音频系统包括：
一无线模块，用于接收一无线音频资料；
一有线模块，用于接收一有线音频资料；
一切换模块，耦接于所述无线模块和所述有线模块，用于输出所述无线音频资料或所述有线音频资料；以及
一音频处理模块，耦接于所述切换模块以接收所述无线音频资料或所述有线音频资料，并用于对所述无线音频资料或所述有线音频资料进行音频运算，以产生一音频信号用于播放。
2.如权利要求1所述的音频系统，其特征在于，当所述无线耳机本体通过一耳机导线耦接于一电子装置时，所述切换模块将所述有线模块所接收的所述有线音频资料输出至所述音频处理模块。
3.如权利要求1所述的音频系统，其特征在于，当所述无线耳机本体未直接连接于一耳机导线或当所述耳机导线未连接于一电子装置时，所述切换模块将所述无线模块所接收的所述无线音频资料输出至所述音频处理模块。
4.如权利要求1所述的音频系统，其特征在于，当所述无线耳机本体通过一耳机导线耦接于一电子装置时，所述电子装置通过所述耳机导线对所述音频处理模块供应电力。
5.如权利要求1所述的音频系统，其特征在于，还包括：
一数模转换器，耦接于所述音频处理模块，当所述音频信号为数字信号时，其用于将所述音频信号转换成为一模拟音频信号。
6.如权利要求1所述的音频系统，其特征在于，还包括：
一模数转换器，耦接于所述音频处理模块，用于根据外部模拟输入信号产生一数字信号，并将所述数字信号输出至所述音频处理模块。
7.如权利要求6所述的音频系统，其特征在于，所述外部模拟输入信号为环境音信号，所述音频处理模块对所述数字信号进行主动噪声消除运算或环境补偿运算。
8.如权利要求1所述的音频系统，其特征在于，所述无线音频资料及所述有线音频资料为数字资料。
9.如权利要求1-8任意一项所述的音频系统，其特征在于，进一步包括一扬声器，所述扬声器耦接于所述数模转换器，以接收所述模拟音频信号。
10.一种耳机，其特征在于，包括：
一无线耳机本体，包括：
一扬声器；
一第一连接部；
一音频系统，包括：
一无线模块，用于接收一无线音频资料；
一有线模块，用于接收一有线音频资料；
一切换模块，耦接于所述无线模块和所述有线模块，用于输出所述无线音频资料或所述有线音频资料；以及
一音频处理模块，耦接于所述切换模块以接收所述无线音频资料或所述有线音频资料，并用于对所述无线音频资料或所述有线音频资料进行音频运算，以产生一音频信号用于播放；
一耳机导线，包括：
一第二连接部，设置于所述耳机导线的一第一端，用于与所述无线耳机本体的所述第一连接部相连接；以及
一接头，设置于所述耳机导线的一第二端，用于连接一电子装置或一电源供应器。
11.如权利要求10所述的耳机，其特征在于，当所述无线耳机本体连接于所述耳机导线且所述耳机导线连接于所述电子装置时，所述切换模块将所述有线模块所接收的所述有线音频资料输出至所述音频处理模块。
12.如权利要求10所述的耳机，其特征在于，当所述无线耳机本体未直接连接于所述耳机导线或当所述耳机导线未连接于所述电子装置时，所述切换模块将所述无线模块所接收的所述无线音频资料输出至所述音频处理模块。
13.如权利要求10所述的耳机，其特征在于，当所述无线耳机本体连接于所述耳机导线且所述耳机导线连接于所述电子装置时，所述耳机导线对所述音频处理模块供应电力。
14.如权利要求10所述的耳机，其特征在于，所述无线耳机本体包括一耳机电池，当所述无线耳机本体通过所述耳机导线耦接于所述电源供应器或所述电子装置时，所述电源供应器或所述电子装置通过所述耳机导线对所述耳机电池充电。
15.如权利要求10所述的耳机，其特征在于，所述音频系统还包括：
一数模转换器，耦接于所述音频处理模块，当所述音频信号为数字信号时，其用于将所述音频信号转换成为一模拟音频信号。
16.如权利要求10所述的耳机，其特征在于，所述音频系统还包括：
一模数转换器，耦接于所述音频处理模块，用于根据外部模拟输入信号产生一数字信号，并将所述数字信号输出至所述音频处理模块。
17.如权利要求16所述的耳机，其特征在于，所述外部模拟输入信号为环境音信号，所述音频处理模块对所述数字信号进行主动噪声消除运算或环境补偿运算。
18.如权利要求16所述的耳机，其特征在于，所述无线耳机本体还包括：
一收音器，用于接收一环境声音，以产生所述外部模拟输入信号；
其中，所述模数转换器根据所述外部模拟输入信号，产生所述数字信号。
19.如权利要求10所述的耳机，其特征在于，所述接头为一C型通用串行总线(USBType-C)接头。
20.如权利要求10所述的耳机，其特征在于，所述无线音频资料及所述有线音频资料为数字资料。
21.如权利要求10-20任意一项所述的耳机，其特征在于，进一步包括一扬声器，所述扬声器耦接于所述数模转换器，以接收所述模拟音频信号。
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