CN107979794A - 移动音频电源系统及音频输出和充电方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种移动音频电源系统及音频输出和充电方法，系统包括移动终端、耳机以及移动音频电源；移动音频电源包括连接电路、数据传输电路、电源电路、控制电路、音频解码电路以及耳放电路；方法包括移动终端通过所述移动音频电源的数据线相连接；移动音频电源发送控制指令到移动终端，使其开启同时充电和输出音频工作模式；电源电路存储电能，对移动终端进行充电；耳机通过高、低阻音频接口连接所述移动音频电源，获取音频输出；本发明克服了某些移动终端接口不能同时充电和获取音频输出的缺陷，尤其是用户在外出时需要使用本发明中移动音频电源对移动终端进行充电和获取音频输出的情况，大大提高了用户体验。

Description

移动音频电源系统及音频输出和充电方法

技术领域

本发明涉及移动终端充电和音频输出技术领域，更具体地说，涉及一种同时实现充电和音频输出的移动音频电源及音频输出和充电方法。

背景技术

现有的一般的移动终端例如iPhone系列手机、安卓系列手机以及平板电脑都有专用的3.5mm耳机接口供用户连接耳放；但是由于3.5mm耳机接口的设计，已经压缩了iPhone的内部空间，以iPhone 6s为例，耳机接口位置的长度几乎占据了屏幕底部显示区域以外的位置，随着手机行业的竞争日趋激烈，生产商为了使手机用户获得更好的体验，通过取消3.5mm耳机接口来获得手机其他参数的改进。例如iPhone7在外观设计上最大的变化就是取消3.5mm耳机接口，改为双立体声扬声器的设计，这也将使iPhone 7变得更薄。另一方面，取消3.5mm耳机接口之后，可以让相同尺寸的屏幕被安置在更小尺寸的手机中，以此获得更大的屏占比。相比之下，Lightning接口所占据的空间则更小，而且采用Lightning接口的耳机，可以输出更高解析度的音效。

但是这样的设计给用户也造成了困扰，充电数据线和耳放都采用Lightning接口，在充电的时候用户无法使用同样具有Lightning接口的耳放连接听音乐，在听音乐的时候无法使用同样具有Lightning接口的充电数据线进行充电、数据传输等。尤其是用户在采用电源对手机进行充电的时候，却无法听音乐，这一定程度上降低了用户体验。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对现有的移动终端上用户无法在对其充电的同时获取音频输出的问题，提出一种移动音频电源及音频输出和充电方法。

一方面，本发明提供了一种移动音频电源系统，包括移动终端、耳机，还包括移动音频电源；

所述移动音频电源分别与所述移动终端以及耳机连接，用于从所述移动终端获取音频信号并输出到所述耳机进行音频播放，同时对移动终端进行充电。

所述移动音频电源包括：用于实现与移动终端连接的连接电路、用于实现移动终端与外设进行数传输的数据传输电路、用于对移动终端进行充电的电源电路、用于对移动终端进行控制，实现同时充电和音频输出的控制电路、用于将接收到的数字信号转换成模拟信号的音频解码电路以及用于输出音频模拟信号到耳机的耳放电路。

所述移动音频电源上还包括连接接口，充电接口、高、低阻音频接口以及按键；所述连接接口与所述连接电路连接，所述移动音频电源通过所述连接接口与移动终端连接；所述充电接口分别与所述电源电连接，用于连接外部电源；所述高、低阻音频接口与所述耳放电路连接，用于匹配连接高低阻耳机；所述按键用于调整所述移动音频电源输出音量。

所述移动音频电源还包括腔体，所述连接电路、数据传输电路、电源电路、控制电路、音频解码电路以及耳放电路设置于腔体内；所述连接接口和按键设于腔体的一侧，所述充电接口、高、低阻音频接口设于腔体的另一侧。

所述数据传输电路与控制电路、充电接口以及音频解码电路连接，用于接收发送移动终端数据，并将音频数据通过I2S总线标准传输到音频解码电路。

根据本发明所述的一种移动音频电源系统，所述电源电路与充电接口连接，用于存储电能、并通过连接电路传输到移动终端，实现对移动终端的充电。

所述控制电路与所述数据传输电路连接，用于输出对移动终端的控制指令；所述控制电路还与所述音频解码电路连接，通过I2C总线标准向所述音频解码电路传输控制指令，控制所述音频解码电路对从数据传输电路接收到的数字信号进行转换；所述控制电路包括通信模块、MCU以及按键控制模块；所述通信模块与MCU连接，用于将所述MCU的控制指令传输到数据传输电路，实现移动终端与所述MCU的通信；所述按键控制模块与所述控制电路连接，用于实现对移动终端音频输出的控制。

根据本发明所述的一种移动音频电源系统，所述耳放电路与高、低阻音频接口连接，用于匹配高、低阻耳机，输出音频模拟信号。

另一方面，本发明还提出了一种移动音频电源系统的音频输出和充电方法，包括：

S1、所述移动终端通过所述移动音频电源的连接电路相连接；

S2、所述移动音频电源发送控制指令到移动终端，使其开启同时充电和输出音频工作模式；

S3、电源电路存储电能，通过连接电路与移动音频电源连接，对移动终端进行充电；

S4、所述耳机通过高、低阻音频接口连接所述移动音频电源，获取音频输出。

优选地，步骤S4包括以下子步骤：

S41、所述数据传输电路通过所述连接电路从所述移动终端中获取音频的数字信号；

S42、所述控制电路中MCU控制所述音频解码电路将接收到的数字信号转换成音频模拟信号传输到所述耳放电路，所述耳放电路将音频模拟信号传输到高、低阻音频接口。

实施本发明的移动音频电源和音频输出和充电方法，具有以下有益效果：在移动终端充电的同时，也能从移动终端中获取音频信息。在移动音频电源的电源电路可以存储电能，实现对移动终端充电，另外在移动音频电源上还设有高、低阻音频接口D，用户可以根据自己的需要连接音频接口。本发明克服了某些移动终端例如iPhone7的Lightning接口不能同时充电和获取音频输出的缺陷，尤其是用户在外出时需要使用电源对移动终端进行充电和获取音频输出的情况，大大提高了用户体验。

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是本发明中的移动音频电源系统的连接示意图；

图2是本发明中移动音频电源系统的移动音频电源系统的组成连接示意图；

图3是本发明中移动音频电源示意图；

图4是本发明中控制电路的组成连接示意图；

图5是本发明实施例的移动音频电源系统内部连接图；

图6是本发明实施例的耳放电路的电子器件连接图；

图7是本发明实施例的音频输出和充电方法的流程图；

图8是本发明中音频输出和充电方法中步骤S4的子步骤流程图。

具体实施方式

随着手机行业的竞争日趋激烈，生产商为了使手机用户获得更好的体验，通过取消3.5mm耳机接口来获得手机其他参数的改进，例如iPhone 7采用Lightning接口进行充电、数据传输和音频输出，通过取消专用的3.5mm音频接口使手机变得更薄，更重要的是可以让相同尺寸的屏幕被安置在更小尺寸的手机中，以此获得更大的屏占比，而且采用Lightning接口的耳机，可以输出更高解析度的音效。但是这样的设计给用户也造成了困扰，充电数据线和耳放都采用Lightning接口，在充电的时候用户无法使用同样具有Lightning接口的耳放连接听音乐，在听音乐的时候无法使用同样具有Lightning接口的充电数据线进行充电、数据传输等。尤其是用户在采用电源对手机进行充电的时候，却无法听音乐，这一定程度上降低了用户体验。

本发明要解决的技术问题在于，针对现有的某些移动终端例如iPhone7上用户在充电的时候，由于Lightning接口被占用而无法采用耳放获取音频输出，其主要创新点在于：提供一种移动音频电源系统，包括移动终端10、移动音频电源20、耳机30；移动音频电源20上设有连接接口A、充电接口B、高阻音频接口C、低阻音频接口D，移动音频电源20通过高阻音频接口C、低阻音频接口D连接耳机，实现移动终端10音频输出。

本发明中的移动音频电源是一种便携式的转换充电装置，主要具有三个个方面的创新点：1.存储电能，对移动终端10进行充电；2.控制告诉移动终端10，使其开启同时充电和输出音频功能；3.移动音频电源20上设有高、低音频接口(C，D)，用户可以根据自己的需要选高低阻耳机进行连接。本发明中的移动音频电源也可以增加其他充电接口来实现某些特定的功能，或者对其进行简单的改造，但是只要同时具有上述任意两个功能的组合都属于本发明的保护范围。

图1是本发明中的移动音频电源的连接示意图；请参考图1，移动终端10本发明优选iPhone7，iPhone7采用Lightning接口进行充电，优点是占用空间少，而且可以获得相对较好的音质，但是在电源不足的情况下，移动终端10需要进行充电，若用户还需要获取音频输出例如听音乐、视频学习，只能通过外放输出音频，但是外放会对他人造成影响；本发明提供的移动音频电源20很好地解决了这个问题，移动音频电源20上设有连接接口A，连接线接口A与移动终端10的Lightning接口连接，移动音频电源20上的充电接口B，可以连接外接电源，移动音频电源20上的高阻音频接口C、低阻音频接口D与耳放电路26连接，在声压足够的情况一般选用高阻音频接口C。但是低阻容易出好声，高阻在低端设备下容易出恶声，但顶级设备下的声音无疑是最好的。因此低端设备选低阻音频接口D，高端设备选高阻音频接口C，用户可以根据实际情况进行选择。

图2是本发明中移动音频电源的移动音频电源的组成连接示意图；请参考图2，移动音频电源20包括用于实现与移动终端10连接的连接电路21、用于将电源转换移动终端10需要电压的电源电路23、用于实现数传输的数据传输电路22、用于对移动终端10进行控制、实现同时充电和音频输出的控制电路24、用于将接收到的数字信号转换成模拟信号的音频解码电路25、用于控制移动终端10音频输出的按键控制模块243以及用于音频输出的耳放电路26。

图3是本发明中移动音频电源示意图；请参考图3，用户采用本发明中的移动音频电源20后，因为有相应的充电接口B、低阻耳机选低阻音频接口D、高端耳机选高阻音频接口C，用户在进行充电或者传输数据时的同时也能获取移动终端10的音频输出例如听音乐、看视频，大大提高了用户的体验。

移动音频电源20上设有充电接口B，充电接口B在移动音频电源20内部分与电源电路23，实现对移动终端10与移动音频电源20内电池的充电。

连接电路21与数据传输电路22连接和电源电路23连接，连接电路21用于与移动终端10连接，实现数据传输和充电。数据传输电路22与控制电路24和充电接口B连接，数据传输电路22用于接收移动终端10的数据，并将数据传输到音频解码电路25。电源电路23与连接电路21连接，用于将电源的电压通过连接电路21传输到移动终端10，实现对移动终端10的充电。

连接电路21用于与连接移动终端10的连接线的接头连接，用以实现移动音频电源20与移动终端10的连接，数据传输电路22与电源电路23在移动音频电源20是分开的，它主要用来实现音频数据和移动终端10的数据的传输，数据传输电路22按照音频传输标准将音频数字信号传输到音频解码电路25本发明优选为CS42L42，这里音频解码传输总线标准优选为I2S(Inter-IC Sound)总线标准，该总线专责于音频设备之间的数据传输，广泛应用于各种多媒体系统。它采用了沿独立的导线传输时钟与数据信号的设计，通过将数据和时钟信号分离，避免了因时差诱发的失真，为用户节省了购买抵抗音频抖动的专业设备的费用。

移动音频电源20还包括腔体F，连接电路21、数据传输电路22、电源电路23、控制电路24、音频解码电路25以及耳放电路26设置于腔体F内；连接接口A和按键E设于腔体F的一侧，充电接口B、高、低阻音频接口(C，D)设于腔体F的另一侧。移动音频电源电路设于腔体E内，连接接口A用于连接移动终端与移动音频电源，进行数据传输和对移动终端充电，充电接口B用于对移动音频电源充电；高、低阻音频接口(C，D)与连接接口A设于腔体的不同侧，便于用户在进行充电、数据传输的同时也可以收听音乐。

音频解码电路25用于将数据传输电路22传输过来的音频数字信号转换成模拟信号传输到耳放电路26，耳放电路26将音频模拟信号转换成能与高、低阻耳机匹配的声音信号通过高、低阻音频接口(C，D)输出。

图4是本发明中控制电路的组成连接示意图；请参考图4，控制电路24是本发明重要的创新点之一，控制电路24包括通信模块241、MCU242以及按键控制模块243，通信模块241与MCU242连接以及按键控制模块243，用于将MCU242的控制指令传输到数据传输电路22，通过连接电路21实现移动终端10与MCU242的通信。在移动音频电源20通过连接电路21与移动终端10连接时，MCU242传输控制指令到移动终端10，使其开启同时充电和音频输出工作模式，MCU242通过通信模块241、数据传输电路22以及连接电路21实现与移动通信，进而实现对移动终端10的控制，在音频解码电路25接收音频数字信号后，MCU242通过总线标准本发明优选为I2C(Inter-Integrated Circuit)告诉解码电路25对音频数字信号进行解码，I2C总线用于连接MCU242及其外围设备，它是同步通信的一种特殊形式，具有接口线少，控制方式简单，器件封装形式小，通信速率较高等优点。

通过与数据传输电路22连接控制移动终端10，实现同时进行充电和音频输出，控制电路24还与音频解码电路25连接，用于控制音频解码电路25对从数据传输电路22接收到的数字音频信号进行转换。

按键功能模块243用于与耳放的按键连接，实现对移动终端10音频输出的控制，例如我们常见的音量的大小、音乐的暂停等按键功能。

图5是本发明实施例的移动音频电源内部连接图，请参考图5，数据传输电路LAM模组22的引脚由LAM Power、LAM D-/D+、LAM DW、LAM Ground和数据Ground构成，电源电路23的引脚为Device Power、USB D-/D+和充电Ground构成，连接电路21由充电部分引脚212和数据部分引脚211及数据线cable延伸构成，音频解码电路25通过I2S和串口与LAM模组连接，MCU242通过UART通信单元与数据传输电路LAM模组22连接，用于传输数据到移动终端，MCU242会先发数字信号到手机，提示安装移动终端APP(如果安装过的就不会提示)和告诉移动终端10要边充电边播放音乐，这时候给电源电路Power Source23提供一个充电识别，就能大电流通过电源电路Power Source23充电(D+2.7V，D-2.7V)；音频解码电路25通过数据传输电路LAM模组22将移动终端10里的数字音频信号取过来，并将数字音频信号转换成模拟音频信号。模拟音频信号通过耳放电路转换成匹配高阻和低阻耳塞的两个3.5转出口

图6是本发明实施例的耳放电路的电子器件连接图，请参考图6，耳放电路26接收到通过音频解码电路25后的音频模拟信号后，将其分为两路进行放大，高阻部分电路261将声音模拟信号进行放大后输出到高阻音频接口C，低阻部分电路262将声音模拟信号进行放大后输出到低阻音频接口D。

图7是本发明实施例的音频输出和充电方法的流程图，请参考图7，一种采用移动音频电源的音频输出和充电方法，包括：S1、移动终端通过移动音频电源20的连接电路21相连接；S2、移动音频电源20发送控制指令到移动终端10，使其处于同时充电和输出音频模式；S3、电源电路23存储电能，通过连接电路21与移动音频电源20连接，对移动终端10进行充电；S4、耳机30通过高、低阻音频接口(C，D)连接移动音频电源20，获取音频输出。

优选地，步骤S4包括以下子步骤：图8是本发明中音频输出和充电方法中步骤S4的子步骤流程图，请参考图8，S41、数据传输电路22通过连接电路21从移动终端10中获取音频的数字信号；S42、控制电路24中的MCU控制音频解码电路25将接收到的数字信号转换成音频模拟信号传输到高、低阻音频接口D。

连接电路21用于移动终端10连接，数据传输电路22与控制电路24接收移动终端10的数据，并将数据传输到音频解码电路25。电源电路23用于存储外接电源的电压，并通过连接电路21传输到移动终端10，实现对移动终端10的充电。数据传输电路22与电源电路23在移动音频电源20内部是分开的，它主要用来实现音频数据和移动终端10的数据的传输，数据传输电路22按照音频传输标准将音频数字信号传输到音频解码电路25，控制电路24的通信模块241与MCU242连接，将MCU242的控制指令传输到数据传输电路22，实现移动终端10与MCU242的通信。在移动音频电源20通过连接电路21与移动终端10连接时，MCU242传输控制指令到移动终端10，使其开启同时充电和音频输出工作模式，MCU242通过通信模块241、数据传输电路22以及连接电路21实现与移动通信，进而实现对移动终端10的控制，在音频解码电路25接收音频数字信号后，MCU242告诉解码电路25对音频数字信号进行解码。

音频解码电路25将音频数字信号转换成音频模拟信号传输到耳放电路26，耳放电路26将音频模拟信号转换成能与高、低阻耳机匹配的声音信号通过高、低阻音频接口(C，D)输出。

数据传输电路22中的按键控制模块243用于控制音频输出，例如音频的开始、暂停以及音频切换等功能。

实施本发明的移动音频电源和音频输出和充电方法，具有以下有益效果：在移动终端10充电的同时，也能从移动终端10中获取音频信息。在移动音频电源20的电源电路23可以存储电能，实现对移动终端充电，另外在移动音频电源20上还设有高、低阻音频接口D，用户可以根据自己的需要连接音频接口。本发明克服了某些移动终端10例如iPhone7的Lightning接口不能同时充电和获取音频输出的缺陷，尤其是用户在外出时需要使用电源对移动终端10进行充电和获取音频输出的情况，大大提高了用户体验。

上面结合附图对本发明的实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本发明的保护之内。

Claims (10)

1.一种移动音频电源系统，包括移动终端(10)、耳机(30)，其特征在于，还包括移动音频电源(20)；

所述移动音频电源(20)分别与所述移动终端(10)以及耳机(30)连接，用于从所述移动终端(10)获取音频信号并输出到所述耳机(30)进行音频播放，同时对移动终端(10)进行充电。

2.根据权利要求1所述的一种移动音频电源系统，其特征在于，所述移动音频电源(20)包括：

用于实现与移动终端(10)连接的连接电路(21)、用于实现移动终端(10)与外设进行数传输的数据传输电路(22)、用于对移动终端(10)进行充电的电源电路(23)、用于对移动终端(10)进行控制，实现同时充电和音频输出的控制电路(24)、用于将接收到的数字信号转换成模拟信号的音频解码电路(25)以及用于输出音频模拟信号到耳机的耳放电路(26)。

3.根据权利要求2所述的一种移动音频电源系统，其特征在于，所述移动音频电源(20)上还包括连接接口(A)，充电接口(B)、高、低阻音频接口(C，D)以及按键(E)；所述连接接口(A)与所述连接电路(21)连接，所述移动音频电源(20)通过所述连接接口(A)与移动终端(10)连接；所述充电接口(B)分别与所述电源电路(23)连接，用于连接外部电源；所述高、低阻音频接口(C，D)与所述耳放电路(26)连接，用于匹配连接高低阻耳机；所述按键(E)用于调整所述移动音频电源输出音量。

4.根据权利要求3所述的一种移动音频电源系统，其特征在于，所述移动音频电源(20)还包括腔体(F)，所述连接电路(21)、数据传输电路(22)、电源电路(23)、控制电路(24)、音频解码电路(25)以及耳放电路(26)设置于所述腔体(F)内；所述连接接口(A)和按键(E)设于所述腔体(F)的一侧，所述充电接口(B)、高、低阻音频接口(C，D)设于所述腔体(F)的另一侧。

5.根据权利要求4所述的一种移动音频电源系统，其特征在于，所述数据传输电路(22)与控制电路(24)、充电接口(B)以及音频解码电路(25)连接，用于接收发送移动终端(10)音频数据，并将音频数据通过I2S总线标准传输到音频解码电路(25)。

6.根据权利要求2所述的一种移动音频电源系统，其特征在于，所述电源电路(23)与充电接口(B)连接，用于存储电能、并通过连接电路(21)传输到移动终端(10)，实现对移动终端(10)的充电。

7.根据权利要求2所述的一种移动音频电源系统，其特征在于，所述控制电路(24)与所述数据传输电路(22)连接，用于输出对移动终端(10)的控制指令；所述控制电路(24)还与所述音频解码电路(25)连接，通过I2C总线标准向所述音频解码电路(25)传输控制指令，控制所述音频解码电路(25)对从数据传输电路(22)接收到的数字信号进行转换；所述控制电路(24)包括通信模块(241)、MCU(242)以及按键控制模块(243)；所述通信模块(241)与MCU(242)连接，用于将所述MCU(242)的控制指令传输到数据传输电路(22)，实现移动终端(10)与所述MCU(242)的通信；所述按键控制模块(243)与所述控制电路(24)连接，用于实现对移动终端(10)音频输出的控制。

8.根据权利要求2所述的一种移动音频电源系统，其特征在于，所述耳放电路(26)与高、低阻音频接口(C，D)连接，用于匹配高、低阻耳机，输出音频模拟信号。

9.一种采用权利要求2所述的移动音频电源系统的音频输出和充电方法，其特征在于，包括：

S1、所述移动终端(10)通过所述移动音频电源(20)的连接电路(21)相连接；

S2、所述移动音频电源(20)发送控制指令到移动终端(10)，使其开启同时充电和输出音频工作模式；

S3、电源电路(23)存储电能，通过连接电路(21)与移动音频电源(20)连接，对移动终端(10)进行充电；

S4、所述耳机(30)通过高、低阻音频接口(C，D)连接所述移动音频电源(20)，获取音频输出。

10.根据权利要求9所述的一种音频输出和充电方法，其特征在于，步骤S4包括以下子步骤：

S41、所述数据传输电路(22)通过所述连接电路(21)从所述移动终端(10)中获取音频的数字信号；

S42、所述控制电路(24)中MCU(242)控制所述音频解码电路(25)将接收到的数字信号转换成音频模拟信号传输到所述耳放电路(26)，所述耳放电路(26)将音频模拟信号传输到高、低阻音频接口(C，D)。