CN1265663C - 无线耳机装置 - Google Patents

Abstract

一种无线耳机装置，可与一移动电话进行短距离通讯，其特征是：包含一手机端装置与一耳机端装置，特征是：前述手机端装置与耳机端装置各包含一通讯模组；其中前述通讯模组由一双工RF发射接收装置与一微处理器组成。该微处理机设定控制该双工RF发射接收装置在低频范围10MHz至80MHz之间无线传输音频信号且控制其功率在10mW以下；其中前述双工RF发射接收装置以集成电路型式包含有IF转换器、FM解调器及频率调整所需的相位锁定回路与振荡器的RF部分；及其中前述手机端装置外挂于该移动电话的连接器上，且前述耳机端装置尚包括耳机与麦克风连接至其双工RF发射接收装置。该通讯模组可与一移动电话手机通讯，开发出低频低功率而且成本低廉的无线耳机装置。

Description

无线耳机装置

技术领域

本发明是有关于一种耳机装置，特别是一种无线耳机装置。

背景技术

移动电话的高频高功率产生的电磁波是否对人体造成影响，一直是人们心中的疑虑，为了安全起见，避免发出高计量电磁波的移动电话天线经常性地位于耳际，所以发展蓝牙装置(Blue tooth Device)配合移动电话。而利用蓝牙技术开发的无线耳机是属电话对谈的应用，其通讯仅包含声音而不必支援本文(textual)与图形(graphic)的传输。

依现行蓝牙装置所开发的无线耳机是利用展频技术处理音频讯号以数字数据资料来传送，其实施以内建于手机中而无法外挂型式搭配手机使用。再者，蓝牙装置是以高频的2.4GHz进行通讯，并无法真正符合低频的要求，且人们对于手机使用在900MHz和1.8GHz有高频电磁波是否伤害人脑的疑虑，更何况是使用2.4GHz功率在200mW以上的状况，而蓝牙芯片目前成本价在美金28.30元。亦造成该开发产品成本高。

此外，无线产品的电力来源是来自电池，因此，无线产品的电于电路模组消耗功率的大小将影响产品使用时间。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的上述不足，而提供一种可取代蓝牙装置应用在无线耳机上的低频低功率无线传输声音/资料的无线耳机装置。

本发明的上述技术问题是由如下技术方案来实现的。

一种无线耳机装置，可与一移动电话进行短距离通讯，其特征是：包含一手机端装置与一耳机端装置，其特征是：

前述手机端装置与耳机端装置各包含一通讯模组；

其中前述通讯模组由一双工RF发射接收装置与一微处理器组成。该微处理机可设定控制该双工RF发射接收装置在低频范围10MHz至80MHz之间无线传输音频信号且控制其功率在10mW以下；

其中前述双工RF发射接收装置以集成电路型式包含有IF转换器、FM解调器及频率调整所需的相位锁定回路与振荡器的RF部分；以及

其中前述手机端装置外挂于该移动电话的连接器上，且前述耳机端装置尚包括耳机与麦克风连接至其双工RF发射接收装置。

除上述必要技术特征外，在具体实施过程中，其中前述双工RF发射接收装置尚包含有麦克风放大器、耳机放大器及低电压侦测器的低频部分。

本发明是提供一种可取代蓝牙装置应用在无线耳机上所开发的低频低功率无线传输声音/资料的通讯模组。

本发明是提供一种包含将所有必要的RF模组如相位锁定回路(PLL)、压控振荡器(VCO)、IF转换器、FM解调器、RSSI等整合成为集成电路型式的双工RF发射接收装置的低频低功率的通讯模组。

本发明是提供一种包含将麦克风放大器(Microphone Amplifier)、耳机放大器(Ear piece Amplifier)及功率供应管理等整合成为集成电路型式的双工RF发射接收装置的低频低功率的通讯模组。

在鉴于习知技术在无线耳机装置上其通讯装置或芯片是应用高频且成本昂贵，本发明是开发出一种无线耳机装置包含一低频低功率无线传输声音/资料的通讯模组，该通讯模组主要是包含双工RF发射接收装置以及微处理器(microprocessor)，该通讯模组可与一主机伺服器(host server)通讯；在较佳实施例中，该主机伺服器可为一移动电话手机，以开发出无线耳机装置。

本发明的无线耳机装置中，双工RF发射接收装置以集成电路型式将所有必要的RF模组如所有的振荡器与相位锁定回路、IF转换器(IFConverter)、FM解调器(FM Decodulator)、RSSI等整合在一起，其中低频部分进一步整合包括麦克风放大器、耳机放大器、Compander与功率供应管理等，如此使得成本可降低到美金I0元以下可提升产品竞争力。该微处理器是以串列汇流排与双工RF发射接收装置传递资料，并可实施编码与解码运算以及控制双工RF发射接收装置相位锁定回路频率低频在10MHz至80MHz之间，且RF电源功率为1mW至100mW。

本发明的优点在于：

根据本发明的通讯模组所实施的无线耳机装置或窄频带声音与资料发射接收应用，将可使移动电话在通话中避免了高频高功率产生对人体不可预测的影响，同时本发明的通讯模组可体积小且操作于低电压低频的工作模式，容易实施于产品中，尤其是开发出搭配移动电话的无线耳机装置。此外．本发明通讯模组包含的双工RF发射接收装置有别于一般RF IC，无须中周调整所以减少集成，而且FM双频调度可滤棹更多的杂讯提升音质效果。并包括低电压侦测电路使其得工作于低功率运作。

为进一步了解本发明的结构、特征及应用功能，兹列举具体实施例并结合附图详细说明如下：

附图说明

图1为本发明的双工RF发射接收装置的方块图。

图2为本发明通讯模组连接移动电话的电路方块图。

图3为本发明通讯模组实施耳机装置的电路方块图。

图4为本发明通讯模组实施搭配手机的无线耳机的接听程序流程图。

具体实施方式

本发明是一种无线耳机装置，包含一无线传输声音/资料的通讯模组。可与一主机伺服器通讯。特别适于窄频声音与资料传送/接收应用，尤其是搭配移动电话手机。本发明通讯模组由双工RF发射接收装置与微处理器所组成，其中微处理器为一通用的控制器，如CPU或DSP等，可执行编码与解码运算并且控制双工RF发射接收装置实施在下文所揭露的多项功能与特征。

首先参考图1所示，显示本发明的双工RF发射接收装置的方块图。在本发明的较佳实施例中，双工RF发射接收装置是实施为一可规划单芯片多频道无线电话集成电路(Cordl ess Phone IC)，经串列汇流排介面被微处理器所控制，此装置整合包括所有必要的低频部分。诸如麦克风与耳机的放大器、Compander、电源供应管理，以及所有RF部分，诸如IF转换器、FM解调器。RSSI、振荡器与相位锁定回路。

根据本发明的双工RF发射接收装置所实施的射频集成电路(RF IC)可应用于CTO标准，即26/50MHz频带的模拟无线电话应用中。此实施的集成电路可执行双工通讯，而传送与接收频率是视该集成电路是否使用在手机或基地台中而定。

双工RF发射接收装置是以FM音频传送语音，不同于蓝牙装置是以数字数据传送语音，所以无需展频技术，明确地说是无需中周调整，所以可使单芯片体积减小；其频率转换器包含一具切换输出功率与接收混频器(Receiving Mixer)的FM传输器。两个线路汇流排介面被用于频率控制以及用于切换传输器功率放大器与接收。而参考的石英振荡器的精密频率调整是可以规划的(Programmable)。

另外，双工RF发射接收装置的接收部分被设计成双转换架构(DoubleConversion Architeeture)，可滤掉更多的杂讯而获较佳音质。进入的RF信号在到达该混频器时将被滤波及放大，在此阶段RF信号将被转换频率下降到10.7MHz。而传送部分设计包含被压控振荡器所控制的两个相位锁定回路。频率调变是在相位锁定回路控制电压上叠置进入的音频信号而完成。最后的频率是混合VCO1与接收部分的VCO3所产生，FM调变载体在进入输出滤波器与天线连接器之前由外部功率功大器来放大。

微处理器控制双工RF发射接收装置的相位锁定回路频率在低频范围10MHz到80MHz之间，对于VCO的调整，为了使传送部分的VCO(即VCOI与VCO2)能够使用较宽的频率范围。此两个内部VCO有一粗调与一微调以增加相位量测器(Phase Comparator)所给予的频率范围。对于这些VCO的粗调是与国家设定有关联。对每个国家有两组的VCO精调设定，一为基地(Base)与另一为手机(handset)。而为补偿在产生中的变化，对每一VCO有微调，这可被设为手动调整(此为测试用的目的)或设为自动调整模式。另外，为了增加接收部分的VCO3的调整范围，特别是对于美国频率，VCO3内置有可以设定的电容器，这些电容器可藉内部串列汇流排逐步设定增加电量。

此外，双工RF发射接收装置进一步整合包括低电源侦测器的电源供应管理，藉由微处理器控制此双工RFIC功率范围在1mW至100mW之间，具有10m以上的通讯距离。

以下进一步揭示本发明通讯模组搭配以移动电话为主机伺服器所发展的无线耳机装置。在本发明此一应用实施例中，无线耳机装置是包括一手机端装置10与一耳机端装置20，其中手机端装置10与耳机端装置20皆包含本发明的通讯模组。也就是两装置10、20都是主要包含双工RF发射接收装置1I与微处理器12、22。

请参考图2，显示无线耳机装置的手机端装置10中本发明通讯模组连接移动电话的电路方块图。手机端装置10主要包含双工RF发射接收装置11，配置隐藏式天线113并以低频低功率无线传送与接收移动电话30的音频信号，包含耳机信号111与麦克风信号112，以及微处理器12，执行解码与编码运算并接收移动电话30的来铃信号121、回应通话ON/OFF信号122与自动感度侦测(RSSI)123，其中前述微处理器12以串列汇流排与双工RF发射接收装置11传输资料，并且控制其低频范围在10MHz至80MHz之间，且电源功率范围在1mW至100mW。在本发明此一应用实施例中。无线耳机装置的手机端装置10以外挂方式藉由连接器与移动电话30通讯，而手机端装置10的电源则由移动电话30的电源来提供。在再进一步的应用实施例中，手机端装置10亦可配合移动电话30的制造成内建于手机之中。

接着参考图3，显示无线耳机装置的耳机端装置20中本发明通讯模组实施的电路方块图。耳机端装置20主要包含麦克风211；耳机212；双工RF发射接收装置21。配置隐藏式天线213并处理麦克风211与耳机212的音频信号以低频低功率无线传输到手机端装置10；以及微处理器22，执行解码与编码运算并产生铃声信号221至耳机212，其配置连接多个开关包含启动通话ON/OFF的开关223以及选频切换开关222等，其中前述微处理器22以串列汇流排与双工RF发射接收装置21传输资料，并且控制其低频范围在10MHz至80MHz之间，且RF电源功率范围在1mW至100mW。在本发明此一应用实施例中，无线耳机装置的耳机端装置20其电源是由电池提供工作电压。又该电池可由充电电路进行充电。

最后请参考图4，显示本发明通讯模组实施搭配手机的无线耳机装置的接听程序流程图。程序100中包含的各程序流程是由手机端装置10所执行。而程序200中所包含的各程序流程则由耳机端装置20所执行，其中不动作的程序是指装置10、20中微处理器12、22并不执行任何指令的回应。

如图4所示，当手机30接收到来电讯号时，会通过连接器送出来钤信号给外挂式手机端装置10。在程序100中，由微处理器12执行侦测来钤程序。若没有则不动作；若有来铃信号时，该微处理器12便执行编码程序将资料传给双工RF发射接收装置11以执行RF发射程序。在程序200中，耳机装置20的双工RF发射接收装置21执行RF接收程序，并将资料传至微处理器22以执行解码程序，该微处理器22根据解码结果执行辨识程序，若RF接收的信号为不合法的信号或杂讯。则微处理器22不动作；若解码出RF接收的信号为合法的来铃信号，则微处理器22执行送出铃声程序，使铃声信号传至耳机212上，此时使用者便由耳机收听到铃声，再由使用者以手动方式启动通话ON/OFF开关223，由微处理器22执行通话判断的程序，若使用者没有启动收听，则微处理器22不动作，若使用者启动通话ON/OFF开关223，微处理器22致动(Enable)双工RF发射接收装置21的通讯功能，以传输麦克风211与耳机212的音频信号，经微处理器22执行编码程序后由该双工RF发射接收装置21执行RF发射程序。

流程回到程序100中，手机端装置10经双工RF发射接收装置11执行RF接收程序后。经微处理12解码以辨织是否为合法的耳机装置传送的信号，否则微处理器12不动作；是，则确认通话ON/OFF的讯号，致动双工发射接收装置11的通讯功能，并启动手机通话。当完成接听程序后，手机端装置10与耳机端装置20之间以低频低功率无线传送接收手机的音频信号；之后，由使用者在耳机端装置20上的通话ON/OEF开关223再按一下，便会通知手机端装置10切断与手机30的通话连线。

此外，当手机30要外拨电话时，则先由耳机端装置20按下通话ON/OFF开关以启动手机，便可由手机30上的按键面板拨话出去。

Claims (4)

1、一种无线耳机装置，可与一移动电话进行短距离通讯，包含一手机端装置与一耳机端装置，其特种征：

前述手机端装置与耳机端装置各包含一通讯模组；

其中前述通讯模组包含一双工RF发射接收装置与一微处理器，且前述微处理器控制该双工RF发射接收装置执行无线传输音频信号；微处理器设定控制该RF发射接收装置在低频范围10MHz至80MHz之间无线传输音频信号且控制其功率在10Mw以下；以及

其中前述双工RF发射接收装置以FM音频传送语音，而内部的频率转换器包含一具切换输出功率与接收混频器的FM传输器，且该双工RF发射接收装置以集成电路型式包含传送部分与接收部分，前述传送部分包含一第一压控振荡器与一第二压控振荡器，此第一压控振荡器与第二压控振荡器分别以粗调与微调来增加相位量测器所给予的频率范围，而前述接收部分包含一第三压控振荡器，该第三压控振荡器内置可设定的电容器以增加调整范围。

2、根据权利要求1所述的无线耳机装置，其特征是：前述双工RF发射接收装置进一步整合包含一低电源侦测器的电源供应管理。

3、根据权利要求1所述的无线耳机装置，其特征是：前述双工RF发射接收装置包含两个线路总线界面，分别被用于频率控制以及用于切换传输器功率放大与接收。

4、根据权利要求1所述的无线耳机装置，其特征是：前述双工RF发射接收装置的接收部分设计成双转换架构，可虑掉更多的杂讯。

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