CN111970595B - 一种带有dac功能的tws蓝牙耳机 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种带有DAC功能的TWS蓝牙耳机，包括一对耳机和收纳盒，每支耳机包括耳塞和U型壳体，耳塞用于进入人耳的一端承载有发声单元，耳塞的另一端与所述U型壳体相连接；U型壳体包括两个侧面壳体和一个底面弧形壳体；两个侧面壳体内分别为别靠近使用者头部一侧的第一侧面壳体和远离使用者头部一侧的第二侧面壳体；第一侧面壳体设置有蓝牙模组，第二侧面壳体设置有DAC模组，DAC模组由多个电阻网络结构、多个模拟开关、多个链接电阻和运算放大器组成；底面弧形壳体内设置有弧形供电模组；U型壳体的U型内侧在使用时包裹使用者的耳垂。本发明的TWS蓝牙耳机具有高精度DAC功能，保证了真无线蓝牙耳机的高品质音频输出。

Description

一种带有DAC功能的TWS蓝牙耳机
技术领域
本发明涉及TWS蓝牙耳机技术领域，尤其涉及一种带有DAC功能的TWS蓝牙耳机。
背景技术
TWS(True Wireless Stereo，真无线立体声)技术基于芯片技术的发展，其从技术上来说主要指手机通过连接主音箱，再通过蓝牙无线方式连接从音响，从而实现真正的蓝牙左右声道无线分离使用。TWS技术在蓝牙耳机领域得到了更加广泛的应用，即TWS蓝牙耳机。
TWS蓝牙耳机的左右耳塞可以在完全没有电缆连接的情况下独立工作，相比传统的普通蓝牙耳机，TWS蓝牙耳机真正的实现了无线结构，并提供了更多使用方式，既可以单独使用，兼顾耳机收音与关注周围环境，也可以双耳塞同时使用以组成双声道立体音效，供使用者更好地欣赏音频，还可以多人共享使用，从单个音源设备接收信号通过TWS蓝牙耳机向双人乃至多人同时共享音频或音频会话。
目前的TWS蓝牙耳机受耳塞体积和无电缆连接的限制，无法通过耳机放大器更好地驱动耳机的发声单元来获得更好的音质表现力。因此，如何在让使用者摆脱数据传输线束束缚的同时提供品质更高的驱动信号，从而更加充分地发挥耳机发声单元的发声性能以提供更佳的收听体验成为TWS蓝牙耳机技术领域的难题。
发明内容
针对现有技术中的上述缺点，本发明提出一种带有DAC(Digital to analogconverter，数字模拟转换器)功能的TWS蓝牙耳机，包括一对耳机和收纳盒，所述耳机分别为左耳机和右耳机，所述收纳盒用于收纳所述耳机并在其收纳所述耳机时对所述耳机进行充电。
每支所述耳机包括耳塞和U型壳体，所述耳塞用于进入人耳的一端承载有发声单元，所述耳塞的另一端与所述U型壳体相连接；所述U型壳体包括两个侧面壳体和一个底面弧形壳体；两个所述侧面壳体分别为别靠近使用者头部一侧的第一侧面壳体和远离使用者头部一侧的第二侧面壳体；所述第一侧面壳体设置有蓝牙模组，所述第二侧面壳体设置有DAC模组，所述底面弧形壳体内设置有弧形供电模组；所述U型壳体的U型内侧在使用时包裹使用者的耳垂。
所述蓝牙模组用于从音源设备接收音频的数字信号；所述DAC模组用于将所述蓝牙模组获取的数字信号转换为模拟信号并将所述模拟信号调制为用于驱动所述发声单元的电信号。
所述DAC模组由多个电阻网络结构、多个模拟开关、多个链接电阻和运算放大器组成。
优选地，多个所述电阻网络结构和多个所述模拟开关组成多阶权网结构，所述多阶权网结构和多个所述链接电阻交错串联。
优选地，所述多阶权网结构为四阶权网结构，所述DAC模组由四个相同的所述四阶权网结构和三个链接电阻组成。
优选地，所述电阻网络结构为单极R2R电阻网络结构或双极R2R电阻网络结构。
优选地，所述DAC模组由微型电路板承载，所述微型电路板体积小于0.6cm3，长度小于1.92cm，宽度小于1.12cm；所述DAC模组在16Ω、10％THD工况下输出功率能够达到42mW，频率响应范围为40至36000Hz。
优选地，所述收纳盒包括上壳体和下壳体，所述上壳体和所述下壳体能够相互扣合；所述上壳体和所述下壳体分别用于收纳所述左耳机和所述右耳机；所述上壳体和所述下壳体中分别设置有用于和所述左耳机和所述右耳机相连接的连接件；所述上壳体和所述下壳体中分别设置有电池组件，所述电池组件通过所述连接件向所述耳机充电。
优选地，所述连接件为插接式连接件，所述电池组件通过所述插接式连接件向所述弧形供电模组供电；或者，所述连接件为磁吸式连接件，所述电池组件通过所述磁吸式连接件向所述弧形供电模组供电。
优选地，所述上壳体和所述下壳体内侧具有一腔体，当使用者佩戴所述TWS蓝牙耳机时，所述上壳体或所述下壳体能够通过所述连接件与所述左耳机或所述右耳机固定连接并将使用者的耳部包裹在其腔体内部。
优选地，所述U型壳体的外侧表面设置有U型触控板，所述U型触控板用于接收使用者的手势控制指令。
优选地，所述上壳体和所述下壳体的外侧表面设置有触控板，所述触控板用于在所述上壳体或所述下壳体包裹在使用者耳部时接收使用者的手势控制指令。
本发明提供的一种带有DAC功能的TWS蓝牙耳机将TWS蓝牙耳机的耳机壳体进行拓展，采用U型壳体结构，在使用者耳部周围有限的空间内布置更多芯片仓室，从而将高精度12bit变形权R2RDAC模组集成在TWS蓝牙耳机中，较现有的集成式蓝牙音频处理芯片具有高解码精度、低噪声的优点，使得蓝牙耳机的收听音质在摆脱数据线的同时得到了飞跃式的提升。
附图说明
图1为本发明带有DAC功能的TWS蓝牙耳机的工作原理图。
图2为本发明实施例DAC模组的电路结构示意图。
图3为本发明实施例带有DAC功能的TWS蓝牙耳机的结构示意图。
图4为本发明实施例带有DAC功能的TWS蓝牙耳机的局部结构示意图。
图5为本发明实施例带有DAC功能的TWS蓝牙耳机的收纳盒结构示意图。
图6为本发明实施例带有DAC功能的TWS蓝牙耳机的收纳状态示意图。
图7为本发明实施例带有DAC功能的TWS蓝牙耳机的佩戴示意图一。
图8为本发明实施例带有DAC功能的TWS蓝牙耳机的佩戴示意图二。
其中，100-TWS蓝牙耳机、110-耳机、120-收纳盒；111-耳塞、1111-发声单元、112-U型壳体、1121-第一侧面壳体、1122-第二侧面壳体、1123-底面弧形壳体、1124-蓝牙模组、1125-弧形供电模组、1126-DAC模组；121-上壳体、122-下壳体、123-连接件；A1、A2、A3、A4-四阶权网结构；S1、S2、S3、S4-模拟开关；R1、R2、R3-链接电阻。
具体实施方式
为了让使用者摆脱数据传输线束束缚的同时提供品质更高的驱动信号，从而更加充分地发挥耳机发声单元的发声性能以提供更佳的收听体验，本发明所述带有DAC功能的TWS蓝牙耳机是通过以下技术方案实现的。
实施例一：
请参阅图1至图4，其中，图1为本发明一种带有DAC功能的TWS蓝牙耳机的工作原理图；图2为本发明实施例DAC模组的电路结构示意图；图3为本发明实施例带有DAC功能的TWS蓝牙耳机的结构示意图；图4为本发明实施例带有DAC功能的TWS蓝牙耳机的局部结构示意图。
本实施例提供一种带有DAC功能的TWS蓝牙耳机100，其包括一对耳机110和收纳盒120，两支耳机110分别为使用者双耳使用，收纳盒120用于收纳耳机110并在其收纳耳机110时对耳机110进行充电。
每支耳机110由耳塞111和U型壳体112构成，耳塞111用于深入使用者耳部并释放声波信号，其进入人耳的一端承载有发声单元1111，其另一端与U型壳体112相连接；U型壳体112包括两个侧面壳体和一个底面弧形壳体1123，两个侧面壳体分别为别靠近使用者头部一侧的第一侧面壳体1121和远离使用者头部一侧的第二侧面壳体1122；第一侧面壳体1121内部设置有蓝牙模组1124，第二侧面壳体1122内部设置有DAC模组1126，底面弧形壳体1123内部设置有弧形供电模组1125；U型壳体112的U型内侧在耳机110处于佩戴状态时包裹使用者的耳垂，U型壳体112可以为具有夹持能力的弹性夹结构，或者，底面弧形壳体1123可以采用记忆金属材料，使得U型壳体112能够轻微地夹持使用者耳部。耳机110在工作时，蓝牙模组1124从音源设备接收音频的数字信号并传输至DAC模组，DAC模组1126将蓝牙模组1124获取的数字信号转换为模拟信号并将模拟信号调制为用于驱动发声单元1111的电信号。第二侧面壳体1122内还可以设置有声音接收模组，声音接收模组用于接收使用者的语音输入，并将语音输入转换为模拟信号，再通过ADC模组将其转换为数字信号，最后经由蓝牙模组1124传输至音源或其它智能设备终端。
DAC模组1126由多个电阻网络结构、多个链接电阻和运算放大器组成。多个电阻网络结构和多个模拟开关组成多阶权网结构，多阶权网结构和多个链接电阻交错串联。例如，多阶权网结构为四阶权网结构，DAC模组1126包括四个相同的四阶权网结构和三个链接电阻，四个四阶权网结构和三个链接电阻交错串联。电阻网络结构可以为单极R2R电阻网络结构或双极R2R电阻网络结构，各阻值电阻则可以采用金属膜电阻。
本实施例DAC模组1126采用R2R电阻网络结构，电阻并联复合结构组网，大幅提高位电阻的精度，并降低对单个组网电阻的精度要求，同时减少了电阻在运行过程中的发热，降低了DAC模组1126的工作温度，抑制温漂，减少了DAC模组1126在工作过程中的精度误差，提高了TWS蓝牙耳机100的解码精度；此外，本实施例采用四个四阶权网结构构建16bit解码网络，每四位使用一个四阶权网结构，最高支持16bit采样精度，每个四阶权网结构能够独立封装，当音源音频采样精度较低时每个四阶权网结构互不干扰，进一步降低DAC模组1126在工作过程中的精度误差。DAC模组1126可由微型电路板承载，其微型电路板在体积小于0.6cm3，长度小于1.92cm，宽度小于1.12cm的尺寸条件下，16Ω、10％THD工况输出功率能够达到42mW，频率响应范围为40至36000Hz。
本发明实施例将TWS蓝牙耳机的耳机壳体进行拓展，采用U型壳体112结构，在使用者耳部周围有限的空间内布置更多芯片仓室，从而将高精度12bit变形权R2RDAC模组集成在TWS蓝牙耳机中，较现有的集成式蓝牙音频处理芯片具有高解码精度、低噪声的优点，使得蓝牙耳机的收听音质在摆脱数据线的同时得到了飞跃式的提升。
实施例二：
请参阅图5至图8，其中，图5为本发明实施例带有DAC功能的TWS蓝牙耳机的收纳盒结构示意图；图6为本发明实施例带有DAC功能的TWS蓝牙耳机的收纳状态示意图；图7为本发明实施例带有DAC功能的TWS蓝牙耳机的佩戴示意图一；图8为本发明实施例带有DAC功能的TWS蓝牙耳机的佩戴示意图二。
本实施例提供一种带有DAC功能的TWS蓝牙耳机100的收纳盒120，其包括能够相互扣合的上壳体121和下壳体122；上壳体121和下壳体122分别用于收纳左耳机和右耳机；上壳体121和下壳体122中分别设置有用于和左耳机和右耳机相连接的连接件123和电池组件，电池组件通过连接件123向耳机110充电。
连接件123可以为插接式连接件，电池组件通过插接式连接件向弧形供电模组1125供电；或者，连接件123可以为磁吸式连接件，电池组件通过磁吸式连接件向弧形供电模组1125供电。
上壳体121和下壳体122内侧具有一腔体，当使用者佩戴TWS蓝牙耳机100时，上壳体121或下壳体122能够通过连接件123与耳机110固定连接并将使用者的耳部包裹在其腔体内部。
本发明实施例采用对称的收纳壳体，其在收纳状态下，上壳体121和下壳体122能够各自收纳一枚耳机110并扣合在一起；当使用者需要使用耳机110时，将上壳体121和下壳体122部分或全部分离，取出需要使用的耳机110进行佩戴，再将上壳体121和下壳体122扣合关闭；当使用者需要更好的隔音效果或在使用TWS蓝牙耳机100的同时对耳机110进行充电时，能够将上壳体121或下壳体122连接在相应的耳机110上，从而提供更好的隔音效果或对耳机110进行充电，延长耳机110的使用时间。
实施例三：
本实施例提供的一种带有DAC功能的TWS蓝牙耳机100，其U型壳体112的外侧表面设置有U型触控板，U型触控板用于接收使用者的手势控制指令。
手势控制指令包括：音量指令、曲目切换指令、快进快退指令、重新播放指令、暂停/播放音乐和接听/挂断通话、呼叫语音助手指令。
音量指令包括使用者沿U型壳体112轴线方向由下至上划动U型触控板的音量增大指令和沿U型壳体112轴线方向由上至下划动U型触控板的音量减小指令。
曲目切换指令包括使用者沿U型壳体112横向(即垂直于U型壳体112轴线方向)由使用者的后方至前方划动U型触控板的下一曲目指令和沿U型壳体112横向由使用者的前方至后方划动U型触控板的上一曲目指令。
快进快退指令包括使用者沿U型壳体112横向由使用者的后方至前方短时间内双次划动U型触控板的快进指令和沿U型壳体112横向由使用者的前方至后方短时间内双次划动U型触控板的快退指令。
重新播放指令为使用者在U型触控板上的顺时针或逆时针划动。
暂停/播放音乐和接听/挂断通话指令为使用者同时触碰U型触控板位于第一侧面壳体1121和第二侧面壳体1122的部分。
呼叫语音助手指令为使用者从后方向前方滑动U型触控板位于弧形底面壳体外表面的部分。
上壳体121和下壳体122的外侧表面设置有触控板，触控板用于在上壳体121或下壳体122包裹在使用者耳部时接收使用者的手势控制指令。
本发明实施例充分利用TWS耳机的可操作表面，为使用者提供便捷、易识别且不易发生误操作的手势控制指令，能够兼容收纳盒耳罩模式和多人佩戴模式。当使用者同时佩戴收纳盒时，TWS耳机能够通过收纳盒壳体上设置的传感器自动将操控权限转移至所佩戴的上壳体或下壳体，从而保持使用者对TWS耳机的可控性；当两位使用者共同佩戴同一副TWS耳机时，两位使用者能够共享收听音源音频，并均能够对TWS耳机做出控制操作，以满足两位使用者对音频播放的控制需求。
需要注意的是，以上内容是结合具体的实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施方式仅限于此，在上述实施例的指导下，本领域技术人员可以在上述实施例的基础上进行各种改进和变形，而这些改进或者变形落在本发明的保护范围内。

Claims (14)

1.一种带有DAC功能的TWS蓝牙耳机，包括一对耳机和收纳盒，所述耳机分别为左耳机和右耳机，所述收纳盒用于收纳所述耳机并在其收纳所述耳机时对所述耳机进行充电，其特征在于：
每支所述耳机包括耳塞和U型壳体，所述耳塞用于进入人耳的一端承载有发声单元，所述耳塞的另一端与所述U型壳体相连接；所述U型壳体包括两个侧面壳体和一个底面弧形壳体；两个所述侧面壳体分别为别靠近使用者头部一侧的第一侧面壳体和远离使用者头部一侧的第二侧面壳体；所述第一侧面壳体设置有蓝牙模组，所述第二侧面壳体设置有DAC模组，所述底面弧形壳体内设置有弧形供电模组；所述U型壳体的U型内侧在使用时包裹使用者的耳垂；
所述蓝牙模组用于从音源设备接收音频的数字信号；所述DAC模组用于将所述蓝牙模组获取的数字信号转换为模拟信号并将所述模拟信号调制为用于驱动所述发声单元的电信号；
所述DAC模组由多个电阻网络结构、多个模拟开关、多个链接电阻和运算放大器组成；
所述收纳盒包括上壳体和下壳体，所述上壳体和所述下壳体能够相互扣合；所述上壳体和所述下壳体分别用于收纳所述左耳机和所述右耳机；所述上壳体和所述下壳体中分别设置有用于和所述左耳机和所述右耳机相连接的连接件；所述上壳体和所述下壳体中分别设置有电池组件，所述电池组件通过所述连接件向所述耳机充电；
所述上壳体和所述下壳体内侧具有一腔体，当使用者佩戴所述TWS蓝牙耳机时，所述上壳体或所述下壳体能够通过所述连接件与所述左耳机或所述右耳机固定连接并将使用者的耳部包裹在其腔体内部。
2.根据权利要求1所述的带有DAC功能的TWS蓝牙耳机，其特征在于，多个所述电阻网络结构和多个所述模拟开关组成多阶权网结构，所述多阶权网结构和多个所述链接电阻交错串联。
3.根据权利要求2所述的带有DAC功能的TWS蓝牙耳机，其特征在于，所述多阶权网结构为四阶权网结构，所述DAC模组包括四个相同的所述四阶权网结构和三个所述链接电阻。
4.根据权利要求3所述的带有DAC功能的TWS蓝牙耳机，其特征在于，所述电阻网络结构为单极R2R电阻网络结构或双极R2R电阻网络结构。
5.根据权利要求1所述的带有DAC功能的TWS蓝牙耳机，其特征在于，所述DAC模组由微型电路板承载，所述微型电路板体积小于0.6cm3，长度小于1.92cm，宽度小于1.12cm；所述DAC模组在16Ω、10％THD工况下输出功率能够达到42mW，频率响应范围为40至36000Hz。
6.根据权利要求1所述的带有DAC功能的TWS蓝牙耳机，其特征在于，所述连接件为插接式连接件，所述电池组件通过所述插接式连接件向所述弧形供电模组供电；或者，所述连接件为磁吸式连接件，所述电池组件通过所述磁吸式连接件向所述弧形供电模组供电。
7.根据权利要求1所述的带有DAC功能的TWS蓝牙耳机，其特征在于，所述U型壳体的外侧表面设置有U型触控板，所述U型触控板用于接收使用者的手势控制指令。
8.根据权利要求1所述的带有DAC功能的TWS蓝牙耳机，其特征在于，所述上壳体和所述下壳体的外侧表面设置有触控板，所述触控板用于在所述上壳体或所述下壳体包裹在使用者耳部时接收使用者的手势控制指令。
9.根据权利要求8所述的带有DAC功能的TWS蓝牙耳机，其特征在于，所述手势控制指令包括：音量指令、曲目切换指令、快进快退指令、重新播放指令、暂停/播放音乐和接听/挂断通话、呼叫语音助手指令。
10.根据权利要求9所述的带有DAC功能的TWS蓝牙耳机，其特征在于，所述音量指令包括使用者沿U型壳体轴线方向由下至上划动U型触控板的音量增大指令和沿U型壳体轴线方向由上至下划动U型触控板的音量减小指令。
11.根据权利要求9所述的带有DAC功能的TWS蓝牙耳机，其特征在于，所述曲目切换指令包括使用者沿U型壳体（ 112 ） 且垂直于U型壳体轴线方向由使用者的后方至前方划动U型触控板的下一曲目指令和沿U型壳体（ 112） 横向由使用者的前方至后方划动U型触控板的上一曲目指令。
12.根据权利要求9所述的带有DAC功能的TWS蓝牙耳机，其特征在于，所述快进快退指令包括使用者沿U型壳体且垂直于U型壳体轴线方向由使用者的后方至前方短时间内双次划动U型触控板的快进指令和沿U型壳体且垂直于U型壳体轴线方向由使用者的前方至后方短时间内双次划动U型触控板的快退指令。
13.根据权利要求9所述的带有DAC功能的TWS蓝牙耳机，其特征在于，所述重新播放指令为使用者在U型触控板上的顺时针或逆时针划动。
14.根据权利要求9所述的带有DAC功能的TWS蓝牙耳机，其特征在于，所述暂停/播放音乐和接听/挂断通话指令为使用者同时触碰U型触控板位于第一侧面壳体和第二侧面壳体的部分。
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