CN108322844A - 一种耳机 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种耳机，包括：用于连接电子设备的耳机接口、与耳机接口电连接的控制模块和音频编解码器、与控制模块以及音频编解码器电连接的功放模块、与功放模块电连接的扬声模块，以及与控制模块电连接的接近传感器；其中，接近传感器设于扬声模块的耳塞处，用于检测是否有人体接近扬声模块的耳塞，并将检测到的人体接近信号发送至控制模块；控制模块，用于在人体接近信号指示有人体接近扬声模块的耳塞时，开启功放模块，并控制功放模块的放大率按照设定步长递增。本发明的技术方案可在自动识别用户是否佩戴耳机，并在识别到用户佩戴耳机后，控制耳机的播放音量逐渐增加到电子设备的当前播放音量。

Description

一种耳机
技术领域
本发明涉及耳机技术领域，尤其涉及一种耳机。
背景技术
耳机如今成了人们日常生活中离不开的产品，在多种场景下，耳机为人们的工作或生活带来了很多的便利。例如，在公共场所，人们可以在不影响旁人的情况下，佩戴耳独自聆听电子设备播放的音频。又例如，人们可以在录音室或周围噪声较大的环境中，佩戴耳机收听音频，以避免周围噪声造成的干扰。
现有技术中，用户将耳机放入耳道时，若耳机播放出的声音过大，则容易给用户造成不适，甚至可能伤害到用户的耳膜。
发明内容
本发明提供一种耳机，用以自动识别用户是否佩戴耳机，并在识别到用户佩戴耳机后，控制耳机的播放音量逐渐增加到电子设备的当前播放音量。
本发明提供一种耳机，包括：
用于连接电子设备的耳机接口、与所述耳机接口电连接的控制模块和音频编解码器、与所述控制模块以及所述音频编解码器电连接的功放模块、与所述功放模块电连接的扬声模块，以及与所述控制模块电连接的接近传感器；其中，所述接近传感器设于所述扬声模块的耳塞处，用于检测是否有人体接近所述扬声模块的耳塞，并将检测到的人体接近信号发送至所述控制模块；
所述控制模块，用于在所述人体接近信号指示有人体接近所述扬声模块的耳塞时，开启所述功放模块，并控制所述功放模块的放大率按照设定步长递增。
进一步可选地，所述耳机接口为Type-C接口；所述耳机还包括：与所述控制模块电连接的外放控制模块、开关电路；其中，所述Type-C接口的CC引脚通过所述开关电路与地端连接；所述外放控制模块，用于响应用户的控制操作，向所述控制模块发送外放或耳机播放的控制信号；所述控制模块，用于根据所述线控电路发送的控制信号，调整所述开关电路的通/断状态。
进一步可选地，所述外放控制模块包括外放控制按键；所述外放控制按键的一端连接于所述控制模块的第一I/O引脚，另一端连接于地端；所述控制模块具体用于，检测所述第一I/O引脚的电平变化，并在检测到所述第一I/O引脚的电平连续变化预设次数时，调整所述开关电路的通/断状态。
进一步可选地，所述开关电路包括第一接点、第二接点以及通/断控制引脚；所述第一接点以及第二接点分别与所述Type-C接口的CC引脚以及地端连接，所述通/断控制引脚与所述控制模块的第二I/O引脚电连接。
进一步可选地，所述开关电路包括：N-MOS晶体管、第一下拉电阻以及第二下拉电阻；所述N-MOS晶体管的漏极通过所述第一下拉电阻与所述Type-C接口的CC引脚连接，源极与地端连接，栅极与所述控制模块的所述第二I/O引脚电连接；其中，所述栅极通过所述第二下拉电阻与所述源极连接。
进一步可选地，所述开关电路包括：NPN三极管、第三下拉电阻以及第四下拉电阻；所述NPN三极管的集电极通过所述第三下拉电阻与所述Type-C接口的CC引脚连接，发射极与地端连接，基极与所述控制模块的所述第二I/O引脚电连接；其中，所述基极通过第四下拉电阻与所述发射极连接。
进一步可选地，所述控制模块具体用于：在检测到所述第一I/O引脚的电平连续变化预设次数时，使得所述第二引脚的输出由高电平变化为低电平，或由低电平变化为高电平。
进一步可选地，所述耳机还包括：并联与所述控制模块与地端之间的麦克风、音量控制按键以及播放控制按键。
在本发明中，通过在耳机的耳塞处增设接近传感器，可识别用户是否佩戴耳机。在识别到用户佩戴耳机后，控制模块可启动功放模块并控制功放模块的放大率，以控制耳机播放的声音逐渐增加。通过这样的实施方式，可避免用户刚佩戴上耳机时，耳机播放出的声音过大对用户的听觉造成的不适甚至耳膜伤害。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明一实施例提供的耳机的结构框图；
图2是本发明另一实施例提供的耳机的结构框图；
图3是本发明一实施例提供的耳机的电路结构示意图；
图4是本发明另一实施例提供的耳机的电路结构示意图；
图5是本发明又一实施例提供的耳机的电路结构示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
图1是本发明一实施例提供的耳机的结构框图，如图1所示，该耳机包括：
用于连接电子设备的耳机接口10、与耳机接口10电连接的控制模块11和音频编解码器12、与控制模块10以及音频编解码器12电连接的功放模块13、与功放模块13电连接的扬声模块14，以及与控制模块11电连接的接近传感器15。
如图1所示，接近传感器15设于所述扬声模块的耳塞处，用于检测是否有人体接近扬声模块14的耳塞，并将检测到的人体接近信号发送至控制模块11。控制模块11，用于在人体接近信号指示有人体接近扬声模块14的耳塞时，开启功放模块13，并控制功放模块13的放大率按照设定步长递增。应当理解，在耳机的使用场景中，当检测到有人体接近扬声模块14的耳塞时，可认为是用户已佩戴耳机，并将耳塞放入耳道内。
其中，功放模块13，可将输入的音频信号进行放大，并驱动扬声模块14发出声音。在本实施例中，当控制模块11控制功放模块13的放大率按照设定步长递增时，由音频编解码器12输出的音频信号经功放模块13之后，信号强度逐渐增加，进而扬声模块14发出的声音的响度也逐渐增大。可选的，可设置控制功放模块13的放大率递增至最大值时，扬声模块14发出的声音的响度达到电子设备当前时刻的播放音量。
在本实施例中，控制模块11可以使用各种应用专用集成电路(ASIC)、数字信号处理器(DSP)、数字信号处理设备(DSPD)、可编程逻辑器件(PLD)、现场可编程门阵列(FPGA)、微中控元件、微处理器、中央处理器(CPU)或其他电子元件及相应的外部电路实现，此处不赘述。
音频编解码器12，用于对耳机所连接的电子设备播放的音频流进行解码，或对用户通过耳机输入的音频进行编码。在本实施例中，音频编解码器12可通过用于语音信号处理的CODEC(COder-DECoder，编译码器)芯片实现，此处不赘述。
在本实施例中，通过在耳机的耳塞处增设接近传感器15，可识别用户是否佩戴耳机。在识别到用户佩戴耳机后，控制模块11可启动功放模块13并控制功放模块13的放大率，以控制耳机播放的声音逐渐增加。通过这样的实施方式，可避免用户刚佩戴上耳机时，耳机播放出的声音过大对用户的听觉造成的不适甚至耳膜伤害。
在一可选实施方式中，本发明提供的耳机接口10为Type-C接口；Type-C接口具有高速传输以及双面可插的特性，可进一步提升耳机的数据传输性能以及使用便捷度。
可选的，如图2所示，本发明提供的耳机还包括：与控制模块11电连接的外放控制模块16、16开关电路17。
如图2所示，Type-C接口10的CC引脚PINCC通过开关电路17与地端GND连接，用于将耳机连接到具有适配接口的电子设备上。外放控制模块16，用于响应用户的控制操作，向控制模块11发送外放或耳机播放的控制信号；控制模块11，用于根据外放控制模块16发送的控制信号，调整开关电路17的通/断状态，以在耳机插入电子设备的耳机孔内时，不拔出耳机也可断开耳机与电子设备连接，并可在需要时，无需新的插拔操作也可重新连通耳机与电子设备。
例如，在耳机插入电子设备的耳机孔内时，放外放控制模块16发送的控制信号为外放信号时，控制模块11可控制开关电路17处于断开状态，进而Type-C接口10的CC引脚悬空，耳机与电子设备断开连接，此时电子设备播放的音频可实现外放。若外放控制模块16发送的控制信号为耳机播放信号时，控制模块11可控制开关电路17处于连通状态，进而Type-C接口10的PINCC连接于地端GND，耳机与电子设备连通，此时电子设备播放的音频可通过耳机进行播放。
在本发明中，通过在Type-C接口的CC引脚以及地端GND之间增设可由控制模块控制的开关电路，并增设外放控制模块，使得用户可通过外放控制模块改变Type-C接口10的CC引脚的电平，进而在不拔出耳机的情况下控制耳机的工作状态，降低了耳机的插拔率，延长了耳机的寿命。
在上述实施例中，可选的外放控制模块16可包括能够与用户进行交互的外放控制按键，例如轻触式物理按键或电阻/电容式的触摸按键。
如图3所示：外放控制按键的一端连接于控制模块11的第一I/O引脚PIN1，另一端连接于地端GND。当用户按压外放控制按键时，外放控制按键的两端连通，此时PIN1与地端GND直接相连，PIN1由悬空状态变为低电平输入状态。控制模块11可在检测PIN1的电平发生变化之后，根据该电平变化的次数以及耳机与电子设备的当前连接状态来确定外放控制模块16发送的控制信号为外放信号或耳机播放信号，进而调整开关电路17的通/断状态。例如，若耳机与电子设备的当前连接状态为连通状态，且检测到PIN1的电平连续变化了预设次数，则可确定外放控制模块16发送的控制信号为外放信号。再例如，若耳机与电子设备的当前连接状态为断开状态，且检测到PIN1的电平连续变化了预设次数，则可确定外放控制模块16发送的控制信号为耳机播放信号。可选的，所述预设次数可以是两次，也可以说，在耳机插入电子设备的耳机孔内时，用户可通过双击外放控制按键实现对耳机与电子设备是否连通进行控制。
如图3所示，可选的，开关电路17包括第一接点P1、第二接点P2以及通/断控制引脚PIN0。其中，第一接点P1以及第二接点P2分别与Type-C接口10的PINCC以及地端GND连接，通/断控制引脚PIN0与控制模块11的第二I/O引脚电PIN2连接。在这样的结构中，通/断控制引脚PIN0可接收PIN2的发送的控制指令，并根据该控制指令决定第一接点P1以及第二接点P2之间处于断开或连通状态。
在一可选实施方式中，如图4所示，开关电路17可包括：N-MOS晶体管U1、第一下拉电阻R1以及第二下拉电阻R2。其中，N-MOS晶体管U1的漏极D通过第一下拉电阻R1与Type-C接口11的PINCC连接，源极S与地端GND连接，栅极G与控制模块11的PIN2电连接；其中，栅极G通过第二下拉电阻R2与源极S连接。根据Type-C接口对下拉电阻的需求，第一下拉电阻R1的阻值为5.1K，第二下拉电阻R2的阻值可以为100K。
在上述结构中，当栅极G与源极S之间的电压VGS大于特定导通压降时，漏极D与源极S之间导通，此时，Type-C接口10的PINCC直接接地，耳机与电子设备连通，可以通过耳机播放。反之，漏极D与源极S之间不导通，Type-C接口10的PINCC为悬空状态，耳机与电子设备之间断开，此时电子设备处于外放状态。
可选的，在本发明实施例中，控制模块11可通过控制PIN2的电平输出来控制U1的栅极G与源极S之间的电压VGS。可选的，控制模块11可在确定外放控制模块16发送的控制信号为外放信号时，控制PIN2输出高电平使得VGS大于U1的导通压降，在确定外放控制模块16发送的控制信号为耳机播放信号时，控制PIN2输出低电平使得VGS小于U1的导通压降，进而实现开关电路17的连通与断开。
在一可选实施方式中，如图5所示，开关电路17可包括：NPN三极管U2、第三下拉电阻R3以及第四下拉电阻R4。其中，NPN三极管U2的集电极C通过第三下拉电阻R3与Type-C接口10的PINCC连接，发射极E与地端GND连接，基极B与控制模块11的PIN2电连接；其中，基极B通过第四下拉电阻R4与发射极E连接。在上述结构中，根据Type-C接口对下拉电阻的需求，第三下拉电阻R3的阻值为5.1K，第四下拉电阻R4的阻值可以为100K。
在上述结构中，当基极B与发射极E之间的电压VBE大于三极管导通压降时，集电极C与发射极E之间导通，此时，Type-C接口10的PINCC直接接地，耳机与电子设备连通，可以通过耳机播放。反之，集电极C与发射极E之间不导通，Type-C接口10的PINCC为悬空状态，耳机与电子设备之间断开，此时电子设备处于外放状态。
可选的，在本发明实施例中，控制模块11可通过控制PIN2的电平输出来控制U2的基极B与发射极E之间的电压VBE。基于此，控制模块11可在确定外放控制模块12发送的控制信号为外放信号时，控制PIN2输出高电平，使得VBE大于U2的导通压降，在确定外放控制模块16发送的控制信号为耳机播放信号时，控制PIN2输出低电平使得VBE小于导通压降，进而实现开关电路17的连通与断开。其中，三极管U2的导通压降与其材质有关，例如硅三极管的基极与发射极之间的导通压降为0.7V。
可选的，如图4或图5所示，在本实施例中，耳机还包括：并联与控制模块11与地端GND之间的麦克风18、音量控制按键19以及播放控制按键20，进而使得耳机的功能更加多样化，不再赘述。
以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，即可以理解并实施。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (8)

1.一种耳机，其特征在于，包括：
用于连接电子设备的耳机接口、与所述耳机接口电连接的控制模块和音频编解码器、与所述控制模块以及所述音频编解码器电连接的功放模块、与所述功放模块电连接的扬声模块，以及与所述控制模块电连接的接近传感器；
其中，所述接近传感器设于所述扬声模块的耳塞处，用于检测是否有人体接近所述扬声模块的耳塞，并将检测到的人体接近信号发送至所述控制模块；
所述控制模块，用于在所述人体接近信号指示有人体接近所述扬声模块的耳塞时，开启所述功放模块，并控制所述功放模块的放大率按照设定步长递增。
2.根据权利要求1所述的耳机，其特征在于，所述耳机接口为Type-C接口；
所述耳机还包括：与所述控制模块电连接的外放控制模块、开关电路；
其中，所述Type-C接口的CC引脚通过所述开关电路与地端连接；
所述外放控制模块，用于响应用户的控制操作，向所述控制模块发送外放或耳机播放的控制信号；
所述控制模块，用于根据所述线控电路发送的控制信号，调整所述开关电路的通/断状态。
3.根据权利要求2所述的耳机，其特征在于，所述外放控制模块包括外放控制按键；所述外放控制按键的一端连接于所述控制模块的第一I/O引脚，另一端连接于地端；
所述控制模块具体用于，检测所述第一I/O引脚的电平变化，并在检测到所述第一I/O引脚的电平连续变化预设次数时，调整所述开关电路的通/断状态。
4.根据权利要求2所述的耳机，其特征在于，所述开关电路包括第一接点、第二接点以及通/断控制引脚；
所述第一接点以及第二接点分别与所述Type-C接口的CC引脚以及地端连接，所述通/断控制引脚与所述控制模块的第二I/O引脚电连接。
5.根据权利要求4所述的耳机，其特征在于，所述开关电路包括：N-MOS晶体管、第一下拉电阻以及第二下拉电阻；
所述N-MOS晶体管的漏极通过所述第一下拉电阻与所述Type-C接口的CC引脚连接，源极与地端连接，栅极与所述控制模块的所述第二I/O引脚电连接；其中，所述栅极通过所述第二下拉电阻与所述源极连接。
6.根据权利要求4所述的耳机，其特征在于，所述开关电路包括：NPN三极管、第三下拉电阻以及第四下拉电阻；
所述NPN三极管的集电极通过所述第三下拉电阻与所述Type-C接口的CC引脚连接，发射极与地端连接，基极与所述控制模块的所述第二I/O引脚电连接；其中，所述基极通过第四下拉电阻与所述发射极连接。
7.根据权利要求5或6所述的耳机，其特征在于，所述控制模块具体用于：
在检测到所述第一I/O引脚的电平连续变化预设次数时，使得所述第二引脚的输出由高电平变化为低电平，或由低电平变化为高电平。
8.根据权利要求1～6中任一项所述的耳机，其特征在于，所述耳机还包括：并联与所述控制模块与地端之间的麦克风、音量控制按键以及播放控制按键。
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