CN113810816B - 耳机、调频信号接收系统和方法 - Google Patents

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Abstract

本申请公开了一种耳机、调频信号接收系统和方法，耳机包括：耳机本体、印制电路板、磁珠、第一电容、第二电容和通信插头；所述耳机本体通过耳机线与所述印制电路板连接，所述印制电路板与所述通信插头连接；所述耳机线包括地线；所述地线包括第一段走线和第二段走线；所述印制电路板、所述第一段走线、所述磁珠、所述第二段走线以及所述耳机本体依次连接，所述第一段走线的长度小于所述第二段走线的长度；所述通信插头的CC1引脚与所述第二段走线通过第一电容连接；所述通信插头的CC2引脚与所述第二段走线通过第二电容连接。

Description

耳机、调频信号接收系统和方法
技术领域
本申请属于通信技术领域，具体涉及一种耳机、调频信号接收系统和方法。
背景技术
图1是现有技术中具有FM(Frequency Modulation，调频或频率调制)天线功能的数字耳机的结构示意图。如图1所示，耳机本体101通过耳机线102与印制电路板(PCB，Printed Circuit Board)103连接，印制电路板103与通信插头104连接。耳机线102包括左声道线(L)1021、右声道线(R)1022、麦克风线(Mic)1023、地线(Ground)1024和作为FM天线的线(FM ANT)1025。印制电路板103上设置有音频编解码器(codec)1031和调频芯片(FMIC)1032。图1示出的通信插头为Type-C插头。现有技术中，印制电路板103上新增FM IC以及耳机线新增FM ANT，成本增加；并且新增的线FM ANT的性能及可靠性需单独验证，增加了制造工艺的复杂性。
发明内容
本申请旨在提供一种耳机、调频信号接收系统和方法，至少解决天线功能的数字Type-C耳机制造工艺复杂的问题之一。
为了解决上述技术问题，本申请是这样实现的：
第一方面，本申请实施例提出了一种耳机，包括：耳机本体、印制电路板、磁珠、第一电容、第二电容和通信插头；
所述耳机本体通过耳机线与所述印制电路板连接，所述印制电路板与所述通信插头连接；
所述印制电路板、所述第一段走线、所述磁珠、所述第二段走线以及所述耳机本体依次连接，所述第一段走线的长度小于所述第二段走线的长度；
所述通信插头的CC1引脚与所述第二段走线通过第一电容连接；所述通信插头的CC2引脚与所述第二段走线通过第二电容连接。
第二方面，本申请实施例提出了一种调频信号接收系统，包括：根据第一方面所述的耳机和电子设备；
所述电子设备包括通信接口和调频芯片；
所述调频芯片与所述通信接口连接；
所述耳机的通信插头，用于与所述电子设备的通信接口可拆卸连接；
在所述通信插头与所述通信接口电连接的情况下，所述耳机作为FM天线接收FM信号，并传输至所述调频芯片。
第三方面，本申请实施例提出了一种调频信号接收方法，基于根据第二方面所述的调频信号接收系统，所述方法包括：
电子设备接收用户的第一输入；
所述电子设备响应于所述第一输入，运行具有调频功能的目标应用；
在耳机的通信插头插入所述电子设备的通信接口的情况下，所述电子设备以耳机线中的地线为天线，基于所述目标应用接收调频信号。
在本申请的实施例中，通过通信插头中的CC引脚复用耳机线中的地线作为FM天线，通过设置于耳机线中的地线上的磁珠防止耳机线接收到的FM信号进入印制电路板的地线释放掉，通过连接通信插头的CC1引脚和耳机线中的地线的第一段走线的第一电容以及连接通信插头的CC2与和耳机线中的地线的第二段走线的第二电容传输FM信号，实现具有FM天线功能的数字耳机，不在耳机线中额外增加一条作为FM天线的线，不需要对新增的线单独验证性能及可靠性，能降低制造工艺的复杂性，能节约成本。
附图说明
本申请的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1是现有技术中具有FM天线功能的数字Type-C耳机的结构示意图；
图2是根据本申请实施例的耳机的结构的示意图；
图3是根据本申请实施例的耳机的结构的示意图；
图4是根据本申请实施例的调频信号接收系统的结构示意图；
图5是根据本申请实施例的选频网络的结构示意图；
图6是根据本申请实施例的调频信号接收方法的流程示意图。
具体实施方式
下面将详细描述本申请的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。基于本申请中的实施例，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，都属于本申请保护的范围。
本申请的说明书和权利要求书中的术语“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。此外，说明书以及权利要求中“和/或”表示所连接对象的至少其中之一。
在本申请的描述中，需要理解的是，术语“底部”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。
在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
下面结合图2-图6描述根据本申请实施例的耳机、调频信号接收系统和方法。
图2是根据本申请实施例的耳机的结构的示意图。如图2所示，根据本申请一些实施例的耳机，包括：耳机本体201、印制电路板202、磁珠204、第一电容205、第二电容206和和通信插头203。
可选地，本申请实施例提供的耳机为数字Type-C耳机。数字Type-C耳机是指，用于将通过通信接口输入的数字音频信号进行输出的器件。
耳机本体201可以设有扬声器，通过扬声器输出音频信号。
耳机本体201可以通过多种形式实施，例如入耳式或头戴式等。
可选地，入耳式的耳机本体可以包括佩戴时塞入用户耳朵的入耳部和佩戴时朝向外界环境的后端部。入耳部可以包括左耳机单体和/或右耳机单体；左耳机单体和右耳机单体内均设有扬声器。
可选地，头戴式的耳机本体的底部可以分别固定连接有左耳柄和右耳柄，左耳柄和右耳柄上均套设有耳套，左耳柄和右耳柄内均设有扬声器。
印制电路板202，又称印刷电路板，是电子元器件电气连接的提供者。
通信插头203用于与电子设备的通信接口连接。通信插头203与电子设备的通信接口的连接方式为可拆卸连接。
通信插头203可以以多种方式实施。示例性地，通信插头203可以为Lightning插头、30Pin Dock插头和USBType-A插头(简称Type-A插头)、USBType-A插头(简称Type-B插头)、USBType-A插头(简称Type-C插头)、Micro-USB插头和Mini-USB插头等中的任意一种。
耳机本体201通过耳机线207与印制电路板202连接，印制电路板202与通信插头203连接。
可选地，耳机本体201与印制电路板202可以通过耳机线207连接。耳机线207可以采用通常的耳机线。
可选地，印制电路板202和通信插头203可以设置于同一壳体内。该壳体可以称为耳机插口。印制电路板202通过通信线缆连接通信插头203的各个引脚。通信插头203包括CC1引脚和CC2引脚。
CC1引脚和CC2引脚，用于识别连接器的插入方向，以及不同的插入设备。
耳机线207包括地线2071；地线2071包括第一段走线20711和第二段走线20712。
印制电路板202、第一段走线20711、磁珠204、第二段走线20712以及耳机本体201依次连接，第一段走线20711的长度小于第二段走线20712的长度。
可选地，耳机线207是一种信号线，可以包括多根走线。上述多根走线中，包括地线2074。
地线2074可以分为两段：用于连接印制电路板202和磁珠204的第一段走线20711，以及用于连接磁珠204和耳机本体201的第二段走20712。地线2071与印制电路板202的地线相连。
第一段走线20711的长度小于第二段走线20712的长度，因而磁珠204相对更靠近印制电路板202而远离耳机本体201。第一段走线20711的长度小于第二段走线20712的长度，可以利用第二段走线20712作为FM天线。
可选地，第二段走线20712的长度与第一段走线20711的长度之比，可以大于100:1。
磁珠204专用于抑制信号线或电源线上的高频噪声和尖峰干扰，还具有吸收静电脉冲的能力。磁珠204有很高的电阻率和磁导率，等效于电阻和电感串联，但电阻值和电感值都随频率变化。
通信插头203的CC1引脚与第二段走线20712通过第一电容205连接；通信插头的CC2引脚与第二段走线20712通过第二电容206连接。
可选地，第一电容205接在通信插头203的CC1引脚与第二段走线20712之间，第二电容206接在通信插头203的CC2引脚与第二段走线20712之间。
第一电容205和第二电容206均作为隔直电容，既允许FM信号可以顺利通过，又可以防止通信插头203的CC1引脚与CC2引脚直流短接。
隔直电容，用于两个电路之间的隔离，但同时又承担传输信号的功能。
数字音频信号属于低频信号，FM信号属于高频信号。耳机线207中的地线2071作为FM天线接收FM信号，磁珠204可以防止地线2071接收到的FM信号直接进入印制电路板202的地线释放掉，而不影响耳机线接收到的数字音频信号的传输。FM信号在磁珠204前可以通过第一电容205传输至通信插头203的CC1引脚，还可以通过第二电容206传输至通信插头203的CC2引脚。
在耳机通过通信插头203连接具有FM功能的电子设备的情况下，FM信号可以依次经耳机本体201、耳机线207中地线207的第二段走线20712、第一电容205(或第二电容206)、通信插头203传输至该电子设备。
根据本申请实施例的耳机的其他构成例如麦克风和控制模组等以及操作对于本领域普通技术人员而言都是已知的，这里不再详细描述。
根据本申请实施例的耳机，通过通信插头中的CC引脚复用耳机线中的地线作为FM天线，通过设置于耳机线中的地线上的磁珠防止耳机线接收到的FM信号进入印制电路板的地线释放掉，通过连接通信插头的CC1引脚和耳机线中的地线的第一段走线的第一电容以及连接通信插头的CC2与和耳机线中的地线的第二段走线的第二电容传输FM信号，实现具有FM天线功能的数字耳机，不在耳机线中额外增加一条作为FM天线的线，不需要对新增的线单独验证性能及可靠性，能降低制造工艺的复杂性，能节约成本。进一步地，可以在耳机的印制电路板上未设置调频芯片的情况下，实现数字耳机的FM天线功能，能兼容不包括调频芯片的数字耳机，兼容性更强。
可选地，磁珠204为高频磁珠。
可选地，磁珠204可以选用高频磁珠。
可选地，磁珠204可以为片式高频磁珠。
根据本申请实施例的耳机，高频磁珠能更有效地防止耳机线接收到的FM信号进入印制电路板的地线释放掉，数字耳机的FM天线功能的性能更佳。
可选地，如图3所示，耳机线207还包括左声道线2072、右声道线2073和麦克风线2074。
可选地，耳机可以为双声道耳机。除了地线2071之外，耳机线207还可以包括左声道线2072、右声道线2073和麦克风线2074。
左声道线2072，用于输出左声道音频信号。
右声道线2073，用于输出由声道音频信号。
麦克风线2074，用于传输耳机采集的音频信号。
本申请实施例通过耳机线包括左声道线、右声道线和麦克风线，实现音频信号的输入和输出，能满足多功能的需求。
可选地，如图3所示，印制电路板202上设置有音频编解码器208。
可选地，音频编解码器208用于对数字音频信号进行解码，得到模拟音频信号。音频编解码器208还可以用于对模拟音频信号进行编码，得到数字音频信号。
本申请实施例通过在印制电路板上设置音频编解码器，能实现数字音频信号的输入和输出。
可选地，第二段走线20712的长度为1至1.5米。
可选地，FM工作频点在87MHz～108MHz之间，根据λ＝c/f，可以计算出100Mhz对应的波长为3M。其中，λ表示波长，c表示光速，f表示频率。
1/2波长是天线最佳辐射条件。在100Mhz对应的波长为3米的情况下，第二段走线20712的长度为1至1.5米，使得天线的长度与FM的辐射波长相当(达到1/2λ是最佳辐射条件)，接收FM信号的性能更佳。
本申请实施例通过第二段走线的长度为1至1.5米，耳机的FM天线功能的性能更佳。
可选地，通信插头203为Type-C插头。Type-C插头有4对TX/RX分线，2对USBD+/D-，一对SBU(SBU和GSBU)，2个CC(CC1和CC2)，另外还有4个VBUS和4个地线。
如图3所示，通信插头203的引脚可以包括：D+、D-、SBU、GSBU、CC1和CC2等引脚。4个VBUS引脚和4个地线引脚图3中未示出。
可选地，第一电容205的电容值为2.2至4.7纳法。
可选地，第一电容205的电容值可以为纳法级。
可选地，第一电容205的电容值的范围可以为2.2至4.7nF。
根据本申请实施例的耳机，电容值为2.2至4.7纳法的第一电容，能更有效地防止通信插头的CC1引脚与CC2引脚直流短接并减少对FM信号通过的干扰，数字Type-C耳机的FM天线功能的性能更佳。
可选地，第二电容206的电容值为2.2至4.7纳法。
可选地，第二电容206的电容值可以为纳法级。
可选地，第二电容206的电容值的范围可以为2.2至4.7nF。
根据本申请实施例的耳机，电容值为2.2至4.7纳法的第二电容，能更有效地防止通信插头的CC1引脚与CC2引脚直流短接并减少对FM信号通过的干扰，数字Type-C耳机的FM天线功能的性能更佳。
可选地，耳机线207的长度为1至1.5米。
可选地，FM工作频点在87MHz～108MHz之间，根据λ＝c/f，可以计算出100Mhz对应的波长为3M。其中，λ表示波长，c表示光速，f表示频率。
1/2波长是天线最佳辐射条件。在100Mhz对应的波长为3M的情况下，耳机线207的长度为1至1.5米，使得天线的长度与FM的辐射波长相当(达到1/2λ是最佳辐射条件)，接收FM信号的性能更佳。
可选地，耳机线207的长度为1.25米。
根据本申请实施例的耳机，长度为1至1.5米的耳机线，接收FM信号的性能更佳，数字Type-C耳机的FM天线功能的性能更佳。
图4是根据本申请实施例的调频信号接收系统的结构示意图。如图3所示，根据本申请一些实施例的调频信号接收系统，包括：耳机401和电子设备402。
可选地，调频信号接收系统可以包括耳机401和电子设备402。
耳机401可以是本申请上述任一耳机实施例所提供的耳机，该耳机为具有FM天线功能的数字耳机。
电子设备402是具有FM功能的电子设备。
电子设备402可以以各种形式来实施。例如，本申请实施例中描述的电子设备可以包括诸如移动电话、智能电话、笔记本电脑、数字广播接收器、PDA(个人数字助理)、PAD(平板电脑)、PMP(便携式多媒体播放器)、导航装置、智能手环、智能手表、数码相机等等的电子设备。
电子设备402包括通信接口4021和调频芯片4022。
可选地，电子设备402的通信接口4021，可以用于连接耳机401。耳机401的通信插头可以插入通信接口4021，实现电子设备402与耳机401的连接。
耳机401的通信插头4011，用于与电子设备402的通信接口4021可拆卸连接。
可选地，通信接口4021与耳机401的通信插头的类型相匹配，通信插头4011可以与电子设备402的通信接口4021可拆卸连接。
电子设备402可以包括应用程序处理器(Application Processor，AP)4023和调频芯片4022。
应用程序处理器4023与通信接口4021的D+引脚、D-引脚连接，传输数字信号。在耳机401的通信插头插入通信接口4021的情况下，耳机401通过通信接口4021的D+引脚和D-引脚，与应用程序处理器4023之间传输数字音频信号。
在通信插头4011与通信接口4021电连接的情况下，耳机401作为FM天线接收FM信号，并传输至调频芯片。
可选地，在耳机401的通信插头插入通信接口4021的情况下，电子设备402可以通过耳机401接收调频信号；通过耳机401接收的调频信号可以经通信接口4021的CC引脚传输至调频芯片4022。
调频芯片4022，用于处理调频信号。
根据本申请实施例的电子设备的其他构成例如显示屏等以及操作对于本领域普通技术人员而言都是已知的，这里不再详细描述。
根据本申请实施例的调频信号接收系统，通过耳机的通信插头中的CC引脚复用耳机线中的地线作为FM天线，通过设置于耳机线中的地线上的磁珠防止耳机线接收到的FM信号进入印制电路板的地线释放掉，通过连接通信插头的CC1引脚和耳机线中的地线的第一段的第一电容以及连接通信插头的CC2与和耳机线中的地线的第二段的第二电容传输FM信号，实现具有FM天线功能的数字耳机，不在耳机线中额外增加一条作为FM天线的线，不需要对新增的线单独验证性能及可靠性，能降低制造工艺的复杂性，能节约成本。
可选地，通信接口4021的CC1引脚与调频芯片4022之间通过选频网络连接。
可选地，通信接口4021的CC1引脚通过选频网络连接到调频芯片4022。
选频网络的作用是将一定频率范围的信号与其余频率的信号分离出来。通过选频网络，可以将目标频点的调频信号与其余频率的信号进行分离，更好地接收目标频点的调频信号，得到的目标频点的调频信号的干扰信号更小。
根据本申请实施例的调频信号接收系统，通信接口的CC1引脚与调频芯片之间通过选频网络连接，能更灵活、更有效地接收目标频点的调频信号。
可选地，通信接口4021的CC2引脚与调频芯片4022之间通过选频网络连接。
可选地，如图4所示，通信接口4021的CC2引脚通过选频网络4024连接到调频芯片4022。
选频网络的作用是将一定频率范围的信号与其余频率的信号分离出来。通过选频网络，可以将目标频点的调频信号与其余频率的信号进行分离，更好地接收目标频点的调频信号，得到的目标频点的调频信号的干扰信号更小。
根据本申请实施例的调频信号接收系统，通信接口的CC2引脚与调频芯片之间通过选频网络连接，能更灵活、更有效地接收目标频点的调频信号。
图5是根据本申请实施例的选频网络的结构示意图。可选地，如图5所示，选频网络包括：第三电容501、第四电容502和第一电感503。
可选地，选频网络可以基于第三电容501、第四电容502和第一电感503构成。
第三电容501和第四电容502并联后，与第一电感503串联。
可选地，第三电容501与第四电容502并联，并联后的电路与第一电感503串联。
可选地，第三电容501的电容值可以为28pF(皮法)。
可选地，第四电容502的电容值可以为28pF(皮法)。
可选地，第一电感503的电感值可以为68nH(纳亨)。
根据本申请实施例的调频信号接收系统，通过第三电容和第四电容并联后，与第一电感串联构成选频网络，选频网络能更有效地分离出目标频点的调频信号。
图6是根据本申请实施例的调频信号接收方法的流程示意图。本申请实施例的调频信号接收方法基于上述任一调频信号接收系统实施例所提供的调频信号接收系统。如图6所示，根据本申请一些实施例的调频信号接收方法，包括：
步骤601、电子设备接收用户的第一输入。
可选地，用户可以向电子设备输入第一输入。第一输入，用于触发电子设备上安装的目标应用的运行。目标应用，为具有调频功能的应用。
示例性地，目标应用可以为具有调频收音机功能的应用。
第一输入，可以为触控输入、语音输入、手势输入或按键输入，也可以是第一操作。
示例性地，第一输入可以为点击目标控件的第一操作，目标控件是指电子设备的显示屏所显示的桌面界面中表示目标应用的控件。
步骤602、电子设备响应于第一输入，运行具有调频功能的目标应用。
可选地，电子设备接收第一输入之后，进行响应，运行目标应用。
步骤603、在耳机的通信插头插入电子设备的通信接口的情况下，电子设备以耳机线中的地线为天线，基于目标应用接收调频信号。
可选地，在耳机的通信插头插入电子设备的通信接口之后，可以基于目标应用的调频功能，以耳机的耳机线中的地线为FM天线，接收调频信号。
根据本申请实施例的调频信号接收方法，通过通信插头中的CC引脚复用耳机线中的地线作为FM天线，通过设置于耳机线中的地线上的磁珠防止耳机线接收到的FM信号进入印制电路板的地线释放掉，通过连接通信插头的CC1引脚和耳机线中的地线的第一段的第一电容以及连接通信插头的CC2与和耳机线中的地线的第二段的第二电容传输FM信号，实现具有FM天线功能的数字耳机，不在耳机线中额外增加一条作为FM天线的线，不需要对新增的线单独验证性能及可靠性，能降低制造工艺的复杂性，能节约成本。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
尽管已经示出和描述了本申请的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本申请的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本申请的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种耳机，其特征在于，包括：耳机本体、印制电路板、磁珠、第一电容、第二电容和通信插头；
所述耳机本体通过耳机线与所述印制电路板连接，所述印制电路板与所述通信插头连接；
所述耳机线包括地线；所述地线包括第一段走线和第二段走线；
所述印制电路板、所述第一段走线、所述磁珠、所述第二段走线以及所述耳机本体依次连接，所述第一段走线的长度小于所述第二段走线的长度；所述磁珠靠近所述印制电路板，而远离所述耳机本体，所述第二段走线作为FM天线；
所述通信插头的CC1引脚与所述第二段走线通过第一电容连接；所述通信插头的CC2引脚与所述第二段走线通过第二电容连接。
2.根据权利要求1所述的耳机，其特征在于，所述磁珠为高频磁珠。
3.根据权利要求1所述的耳机，其特征在于，所述耳机线还包括左声道线、右声道线和麦克风线。
4.根据权利要求1所述的耳机，其特征在于，所述印制电路板上设置有音频编解码器。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的耳机，其特征在于，所述第二段走线的长度为1至1.5米。
6.一种调频信号接收系统，其特征在于，包括：根据权利要求1至5中任一项所述的耳机和电子设备；
所述电子设备包括通信接口和调频芯片；
所述调频芯片与所述通信接口连接；
所述耳机的通信插头，用于与所述电子设备的通信接口可拆卸连接；
在所述通信插头与所述通信接口电连接的情况下，所述耳机作为FM天线接收FM信号，并传输至所述调频芯片。
7.根据权利要求6所述的调频信号接收系统，其特征在于，所述通信接口的CC1引脚与所述调频芯片之间通过选频网络连接。
8.根据权利要求6所述的调频信号接收系统，其特征在于，所述通信接口的CC2引脚与所述调频芯片之间通过选频网络连接。
9.根据权利要求7或8所述的调频信号接收系统，其特征在于，所述选频网络包括：第三电容、第四电容和第一电感；
所述第三电容和第四电容并联后，与所述第一电感串联。
10.一种调频信号接收方法，其特征在于，基于根据权利要求6至9中任一项所述的调频信号接收系统，所述方法包括：
电子设备接收用户的第一输入；
所述电子设备响应于所述第一输入，运行具有调频功能的目标应用；
在耳机的通信插头插入所述电子设备的通信接口的情况下，所述电子设备以耳机线中的地线为天线，基于所述目标应用接收调频信号。
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