CN112204997B - 具有头戴式耳机和控制盒的头戴式耳机系统 - Google Patents

具有头戴式耳机和控制盒的头戴式耳机系统 Download PDF

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Abstract

一种包括头戴式耳机(2)的头戴式耳机系统(1)，该头戴式耳机至少包括第一听筒(9)、D/A转换器(14)、第一电缆(4)和第一连接器(5)。头戴式耳机系统还包括控制盒(3)，该控制盒(3)包括第二连接器(6)，其适于连接到第一连接器(5)，以及第三连接器(8)，其适于连接到计算设备(15)的第四连接器(16)。控制盒(3)包括用户界面(13)。D/A转换器(14)被布置在头戴式耳机(2)处，并且当用户界面(13)被用户激活时，控制盒(3)适于经由第一电缆(4)向头戴式耳机(2)发送控制信号(21)。

Description

具有头戴式耳机和控制盒的头戴式耳机系统
技术领域
本发明涉及一种包括头戴式耳机的头戴式耳机系统，该头戴式耳机至少包括第一听筒、D/A转换器、第一电缆和第一连接器，并且其中，头戴式耳机系统还包括控制盒，该控制盒包括第二连接器，其适于连接到第一连接器，以及第三连接器，其适于连接到计算设备的第四连接器，并且该控制盒包括用户界面。
背景技术
头戴式耳机系统有几种配置。许多智能手机都带有带TRRS插孔连接器的简单模拟头戴式耳机。电缆上的嵌入式控制盒使用户可以控制智能手机，例如播放、暂停、跳至下一首歌曲、接听来电等。通过按压嵌入式控制盒上的按钮，两个通道在一个电阻上瞬时互连，从而智能手机可以检测到电压降或安培降。该系统已经使用了很多年，但是在头戴式耳机和智能手机之间的信号通信方面存在很大的局限性。近年来，通过无线方式和数字电缆(例如，根据USB标准的电缆)增加了头戴式耳机和音频设备(例如笔记本电脑)之间的数字通信。USB标准至少提供一个电源引脚(VBUS)、一个接地(Ground)引脚、一个数据+(Data+)引脚和一个数据-(Data-)引脚。电源引脚为电子设备提供电源，如头戴式耳机中的D/A-A/D转换器、噪声消除电路等。某些头戴式耳机系统配有可以连接到个人计算机的控制盒。控制盒可以包括D/A-A/D转换器和可以容纳3.5毫米的有线头戴式耳机的TRRS插孔的TRRS插孔槽。Jabra Evolve 80是此类头戴式耳机系统的示例。头戴式耳机本身包括内部可充电电池和有源降噪电路。电池可以通过TRRS插孔连接器套筒上的第五连接器进行充电。可以将3.5毫米插孔从控制盒上断开，然后插入例如智能手机的3.5毫米插孔中。该头戴式耳机系统的问题在于，没有控制盒的头戴式耳机只能与模拟音频信号一起使用。
发明内容
根据本发明的头戴式耳机系统，其特征在于，D/A转换器设置在头戴式耳机处，并且当用户界面被用户激活时，控制盒适于通过第一电缆将控制信号发送到头戴式耳机。该头戴式耳机系统具有灵活性，因为头戴式耳机可以与带有或不带有控制盒的数字信号源耦接。
根据实施例，头戴式耳机进一步包括麦克风和A/D转换器。
头戴式耳机系统可以适于在控制盒和头戴式耳机之间传输数字格式的音频信号。
头戴式耳机系统可以适于将音频信号直接从第三连接器传输到第一连接器，而无需任何转换。
根据实施例，第一连接器(5)和第二连接器(6)包括VBUS引脚、数据+引脚、数据-引脚和接地引脚。
根据实施例，头戴式耳机系统适于经由VBUS引脚，将控制信号作为电力线通信从控制盒发送到头戴式耳机。
根据实施例，控制盒包括可编程电路，其中，头戴式耳机系统适于经由VBUS引脚和接地引脚，将固件更新作为电力线通信从头戴式耳机发送到控制盒。
根据实施例，第三连接器包括VBUS引脚、数据+引脚、数据-引脚和接地引脚。
根据实施例，第一连接器是USB-C连接器。
根据实施例，第三连接器是USB A型连接器。
根据实施例，控制盒的用户界面包括按钮。
附图说明
图1公开根据本发明的头戴式耳机系统，
图2公开根据本发明的头戴式耳机系统的控制盒，
图3公开图1的头戴式耳机系统的示意图，以及
图4公开电力线通信信号，该电力线通信信号在头戴式耳机系统的控制盒和头戴式耳机之间进行通信。
具体实施方式
图1公开根据本说明书的头戴式耳机系统1。头戴式耳机系统1包括头戴式耳机2、带有第一连接器5的第一电缆4。第一连接器5可以插入控制盒3的第二连接器6(参见图2)。第二电缆7从控制盒3延伸，并且在其自由端包括第三连接器8，该第三连接器8可以插入个人计算机15的第四连接器16中。根据所示实施例的头戴式耳机2是双头戴式耳机，其包括第一听筒9、第二听筒10、互连第一听筒9和第二听筒10的头带38、从第一听筒9延伸的麦克风臂11和在麦克风臂11的自由端的麦克风12。第一听筒9的外壳包括电子设备，该电子设备将参照图3进行描述。从第一听筒9延伸的第一电缆4是4线电缆，并且第一连接器5是USB-C插头。第二连接器6是USB-C插座。从控制盒3延伸的第二电缆7是标准USB电缆，而第三连接器8是USB A型插头。第四连接器16是USB A型插座。如图1所示，头戴式耳机2经由控制盒3连接到PC 15。但是，如虚线所示，可以将第一连接器5从控制盒3上拔下并连接到智能手机18的USB-C的插座。因此，用户19可以在不使用控制盒3的情况下使用头戴式耳机在智能手机上进行通信。用户19还可以将第一连接器5直接插入PC的USB-C插座中并使用PC 15上的软电话而不使用控制盒3。但是，在许多情况下，控制盒3具有一些优点，下面将对此进行说明。
图2更详细地示出了控制盒3。控制盒3包括带有第三连接器8的第二电缆7，该第三连接器8是USB A型插头。但是，它也可以是USB-C插头。在图2的最前端可以看到第二连接器6(它是一个USB-C插座)。在顶部表面，控制盒3包括许多控制按钮。这些按钮包括大的可旋转音量按钮31，第一可编程按钮32和第二可编程按钮33、接听/挂断电话按钮34和位于音量按钮31中央的静音/取消静音按钮35。默认情况下，按钮32被设置为快速拨号按钮，且第二可编程按钮33被默认设置为忙灯按钮。所有按钮32-35在其外围均具有LED发光环，当激活按钮功能时，该LED发光环会点亮。
图3公开头戴式耳机系统1的电子部件的示意图。如前所述，控制盒3和PC 15之间的连接是标准USB连接，其包括以下4个引脚：VBUS27、数据+27、数据-29和接地30。第二电缆7和PC 25之间的接口36是具有上述四个引脚27、28、29、30的标准的USB A型接口。如前所述，连接头戴式耳机2和控制盒3的第一电缆4是4线电缆，具有与第二电缆7相同的4个引脚。因此，第一电缆4末端的USB-C插头5与控制盒3中的USB-C插座6一起提供USB-C接口37。USB-C是24引脚USB连接器系统。但是，此处仅使用标准USB连接的四个引脚。数据+引脚28和数据-引脚29穿过控制盒3从第二电缆7到USB-C插座，而没有连接到控制盒3内的任何电子电路。控制盒3包括控制器电路17。该控制器电路17连接到控制按钮31-35以及VBUS引脚27和接地数据引脚30。
头戴式耳机2包括第一扬声器22、第二扬声器23、麦克风12和电路20，该电路20包括D/A转换器14、A/D转换器26、控制器电路24和数字信号处理电路25。为了清楚起见，这些不同部分之间的细节未详细示出。此外，仅示出了与本说明书有关的必要部分。尽管用于第一电缆4和第一连接器5的USB-C标准具有24个引脚，但是这里仅使用了四个引脚。从VBUS引脚27接收为头戴式耳机电路20供电的电力，且音频和其他数据通过数据引脚28、29与PC 25进行数字通信。来自麦克风12的模拟信号由AD转换器26转换为数字格式并经由数据引脚28、29传输到PC。经由数据引脚28、29从PC 25接收的数字音频信号由DA转换器14转换为模拟信号，然后将其发送到扬声器22、23。头戴式耳机2本身没有诸如控制按钮的用户界面。用户可以借助于控制盒3上的控制按钮31-35来远程控制PC 25上的软电话。当激活按钮控件31-35时，信号经由VBUS27作为所谓的PLC信号被发送。PLC是电力线通信的缩写，意味着数据和电力通过同一条线传输。在这种情况下，控制信号作为叠加信号添加到VBUS引脚27上所提供的5伏电压。
图4示出了5伏电源信号如何具有叠加的控制信号21的示意图。该叠加或嵌入的控制信号21由头戴式耳机2的控制器电路24中的滤波器检测。信号21被转换成可以经由数据引脚27、29发送到PC 25的信号。
控制盒3的电路17或电路17的一部分可以是用固件编程的可编程芯片。固件更新可以通过PLC信号完成。因此，可以从PC 25控制固件更新，并且固件经由数据引脚28、29从PC 25发送到头戴式耳机2，并且作为PLC信号从头戴式耳机2发送到控制盒3。
通过该解决方案，获得了廉价的有效系统。不需要为控制盒3提供复杂的电路，例如USB-C芯片组。
USB-C也称为USB C型。
参考标志：
1头戴式耳机系统 21 PLC信号
2头戴式耳机 22第一扬声器
3控制盒 23第二扬声器
4电缆 24头戴式耳机的控制器
5第一连接器 25头戴式耳机的数字信号处理器
6第二连接器 26 A/D转换器
7第二电缆 27 VBUS引脚
8第三连接器 28数据+引脚
9第一听筒 29数据-引脚
10第二听筒 30接地引脚
11麦克风臂 31音量旋钮
12麦克风 32可编程按钮
13控制按钮 33可编程按钮
14 D/A转换器 34接听/挂断按钮
15个人计算机 35静音/取消静音按钮
16第四连接器 36 USB A型接口
17控制盒的电路 37 USB-C接口
18智能手机 38头带。
19用户
20头戴式耳机的电路。

Claims (10)

1.一种包括头戴式耳机(2)的头戴式耳机系统(1)，所述头戴式耳机至少包括第一听筒(9)、D/A转换器(14)、第一电缆(4)和第一连接器(5)，并且其中，所述头戴式耳机系统还包括控制盒(3)，所述控制盒(3)包括第二连接器(6)和控制器电路，所述第二连接器(6)适于连接到所述第一连接器(5)，以及第三连接器(8)，所述第三连接器(8)适于连接到计算设备(15)的第四连接器(16)，并且所述控制盒(3)包括用户界面(13)，其特征在于，所述D/A转换器(14)被布置在所述头戴式耳机(2)处，并且当所述用户界面(13)被用户激活时，所述控制盒(3)适于经由所述第一电缆(4)向所述头戴式耳机(2)发送控制信号(21)，
其中，所述第一连接器(5)和所述第二连接器(6)包括VBUS引脚(27)、数据+引脚(28)、数据-引脚(29)以及接地引脚(30)，其中，数据+引脚(28)、数据-引脚(29)穿过控制盒(3)而没有连接到所述控制盒(3)内的任何电子电路，所述VBUS引脚(27)和所述接地引脚(30)连接至所述控制器电路。
2.根据权利要求1所述的头戴式耳机系统(1)，其中，所述头戴式耳机(2)还包括麦克风(12)和A/D转换器(26)。
3.根据权利要求1或2所述的头戴式耳机系统(1)，所述头戴式耳机系统(1)适于在所述控制盒(3)和所述头戴式耳机(2)之间传输数字格式的音频信号。
4.根据权利要求3所述的头戴式耳机系统(1)，所述头戴式耳机系统(1)适于将所述音频信号直接从所述第三连接器(8)传输到所述第二连接器(6)，而无需任何转换。
5.根据权利要求1所述的头戴式耳机系统(1)，所述头戴式耳机系统(1)适于经由所述VBUS引脚(27)将控制信号(21)作为电力线通信从所述控制盒(3)发送到所述头戴式耳机(2)。
6.根据权利要求1或5所述的头戴式耳机系统(1)，其中，所述控制盒(3)包括可编程电路(17)，并且其中，所述头戴式耳机系统(1)适于经由所述VBUS引脚(27)和所述接地引脚(30)将固件更新作为电力线通信从所述头戴式耳机(2)发送到所述控制盒(3)。
7.根据权利要求1所述的头戴式耳机系统(1)，其中，所述第三连接器(8)包括VBUS引脚(27)、数据+引脚(28)、数据-引脚(29)和接地引脚(30)。
8.根据前述权利要求1所述的头戴式耳机系统(1)，其中，所述第一连接器(5)是USB-C连接器。
9.根据前述权利要求1所述的头戴式耳机系统(1)，其中，所述第三连接器(8)是USB A型连接器。
10.根据前述权利要求1所述的头戴式耳机系统(1)，其中，所述控制盒(3)的所述用户界面(13)包括按钮(32-35)。
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