CN1691411A

CN1691411A - 耳机天线和配备有耳机天线的便携式无线电设备

Info

Publication number: CN1691411A
Application number: CN 200510064714
Authority: CN
Inventors: 吉野功高
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 2004-04-19
Filing date: 2005-04-18
Publication date: 2005-11-02
Anticipated expiration: 2025-04-18
Also published as: CN100452531C

Abstract

一种耳机天线和配备有耳机天线的便携式无线电设备。耳机天线包括：具有信号线的耳机电缆；屏蔽电缆、用于音频信号的信号线和接地线，其外部覆盖有屏蔽线，屏蔽电缆一端经多插头连接器连接无线电设备机身；连接块，其将屏蔽电缆另一端连接到耳机电缆。连接块中，通过将信号线和接地线经对音频信号展现低阻抗而对高频信号展现高阻抗的高频扼流圈分别连接到信号线，形成音频信号传输路径，同轴电缆的中心导体和屏蔽线连接到平衡/不平衡转换器的不平衡部分，信号线经由对音频信号展现高阻抗而对高频信号展现低阻抗的电容器连接到平衡部分的一端，平衡部分的另一端连接覆盖同轴电缆和信号线的屏蔽线，从而用耳机电缆和屏蔽线一起形成双极天线。

Description

耳机天线和配备有耳机天线的便携式无线电设备

技术领域

本发明涉及用于佩戴在人体上使用的便携式无线电设备的耳机天线，以及配备有这种耳机天线的便携式无线电设备。

背景技术

通常，在诸如寻呼机、无线电接收机、LCD电视接收机之类的佩戴在人体上使用的便携式无线电设备中，使用拉杆天线以及利用信号线将音频信号传输到耳机的耳机天线作为天线。例如，在下面的专利文献中公开了这种技术：

【专利文献1】日本专利申请早期公开No.2003-163529。

在使用拉杆天线或耳机天线的便携式无线电设备中，当佩戴在人体上使用时，会存在这样的问题：由于当佩戴在人体上时天线性能会严重恶化，例如在处理例如视频信号的带有大量信息的信号的电视广播的情况中，不能获得足够的接收灵敏度。

具体地，耳机天线利用用于将音频信号传输到耳机的信号线作为天线，其存在这样的问题：因为耳机和/或信号线与人体直接接触，所以人体经由天线对无线电设备造成重大影响，使接收的稳定性大大恶化。

另外，例如在日本的电视广播中，使用从90至108MHz(1～3频道)、从170至222MHz(4～12频道)的VHF波段以及从470至770MHz(13～62频道)的UHF波段，因此，用于接收电视广播的液晶电视接收机需要接收从90至770MHz的极宽波段范围的高频信号，因而，对于性能不如固定类型天线的传统拉杆天线或耳机天线，存在这样的问题：在上述所需的频带范围中极难保证足够的灵敏度。

另外，因为拉杆天线和耳机天线是在λ/4处谐振的单极天线，所以便携式无线电终端的地尺寸大大影响其接收灵敏度受，由此限制了便携式无线电设备的设计。

发明内容

本发明希望解决与传统技术相关的前述缺点，并且希望提供一种耳机天线，其能够减少人体的不利影响，并且在宽的波段范围中获得高增益，并且还提供一种确保接收稳定性的便携式无线电设备。

根据本发明实施例的耳机天线包括：耳机电缆，包括一对第一信号线，所述第一信号线被绝缘涂敷用于向耳机提供音频信号；屏蔽电缆，包括同轴电缆以及被绝缘涂敷的用于音频信号的第二信号线和接地线，其中所述同轴电缆具有中心导体，所述中心导体传递高频信号，其上涂敷有绝缘体，并且还覆盖有第一屏蔽线，所述同轴电缆、第二信号线和接地线的外部经由绝缘材料覆盖有第二屏蔽线，其中屏蔽电缆的一端经由多插头连接器连接到无线电设备的机身；和连接块，所述连接块将屏蔽电缆的另一端连接到耳机电缆，其中在连接块中，通过将用于音频信号的第二信号线和接地线经由高频扼流圈分别连接到耳机电缆的一对第一信号线，来形成音频信号传输路径，其中所述高频扼流圈在音频信号的频率范围中变为低阻抗，而在高频信号的频率范围中变为高阻抗，并且将同轴电缆的中心导体和同轴电缆的第一屏蔽线连接到平衡/不平衡转换器的不平衡部分，将耳机电缆的一对第一信号线经由电容器分别连接到平衡/不平衡转换器的平衡部分的一端，并将平衡/不平衡转换器的平衡部分的另一端连接到覆盖同轴电缆和第二信号线外部的第二屏蔽线，从而用耳机电缆和覆盖同轴电缆和第二信号线外部的所述第二屏蔽线一起配置了双极天线，其中所述平衡/不平衡转换器用于执行阻抗和平衡/不平衡模式转换，所述电容器在音频信号的频率区域中变为高阻抗，而在高频信号的频率区域中变为低阻抗。

另外，根据本发明另一实施例的便携式无线电识别包括：无线电设备的机身，配备有多插头插孔，所述多插头插孔连接到调谐器和音频信号输出单元；和耳机天线，其包括：耳机电缆，包括一对第一信号线，所述第一信号线被绝缘涂敷用于向耳机提供音频信号；屏蔽电缆，包括同轴电缆以及被绝缘涂敷的用于音频信号的第二信号线和接地线，其中所述同轴电缆具有中心导体，所述中心导体传递高频信号，其上涂敷有绝缘体，并且还覆盖有第一屏蔽线，所述同轴电缆、第二信号线和接地线的外部经由绝缘材料覆盖有第二屏蔽线，屏蔽电缆的一端经由多插头连接器连接到无线电设备的机身；和连接块，所述连接块将屏蔽电缆的另一端连接到耳机电缆，其中在连接块中，通过将用于音频信号的第二信号线和接地线经由高频扼流圈分别连接到耳机电缆的一对第一信号线，来形成音频信号传输路径，其中所述高频扼流圈在音频信号的频率范围中变为低阻抗，而在高频信号的频率范围中变为高阻抗，并且将同轴电缆的中心导体和同轴电缆的第一屏蔽线连接到平衡/不平衡转换器的不平衡部分，将耳机电缆的一对第一信号线经由电容器分别连接到平衡/不平衡转换器的平衡部分的一端，并且将平衡/不平衡转换器的平衡部分的另一端连接到覆盖同轴电缆和第二信号线外部的第二屏蔽线，从而用耳机电缆和覆盖同轴电缆和第二信号线外部的所述第二屏蔽线一起配置了双极天线，其中所述平衡/不平衡转换器用于执行阻抗和平衡/不平衡模式转换，所述电容器在音频信号的频率区域中变为高阻抗，而在高频信号的频率区域中变为低阻抗。

根据本发明的耳机天线的实施例，在连接块中，通过将用于音频信号的第二信号线和接地线经由高频扼流圈分别连接到耳机电缆的一对第一信号线，来形成音频信号传输路径，其中所述高频扼流圈在音频信号的频率范围中变为低阻抗，而在高频信号的频率范围中变为高阻抗，同样通过将同轴电缆的中心导体和同轴电缆的第一屏蔽线连接到平衡/不平衡转换器的不平衡部分，并且将耳机电缆的一对第一信号线经由电容器分别连接到平衡/不平衡转换器的平衡部分的一端，并且还将平衡/不平衡转换器的平衡部分的另一端连接到覆盖同轴电缆和第二信号线外部的第二屏蔽线，使得耳机电缆和覆盖同轴电缆和第二信号线外部的第二屏蔽线一起用作双极天线，其中所述平衡/不平衡转换器用于执行阻抗和平衡/不平衡模式转换，所述电容器在音频信号的频率范围中变为高阻抗，而在高频信号的频率范围中变为低阻抗。因此，使得可以减少人体的影响，并且在大范围的频段中获得了高增益。

例如，根据本发明实施例的耳机天线配备有立体声耳机，其经由两条耳机电缆连接到前述连接块，并且在其中一条或两条耳机线的途中部分插入高频扼流圈，从而使得耳机电缆之间的谐振频率不同，或者使谐振频率可变。

另外，根据本发明实施例的耳机天线可以被配置为具有麦克风和用于切换的开关，它们安装在前述连接块中。

另外，根据本发明实施例的耳机天线还可以被配置为具有放大器，其安装在前述连接块中。

在根据本发明实施例的便携式无线电设备中，在连接块中，通过将用于音频信号的第二信号线和接地线经由高频扼流圈分别连接到耳机电缆的一对第一信号线，来形成音频信号传输路径，其中所述高频扼流圈在音频信号的频率范围中变为低阻抗，而在高频信号的频率范围中变为高阻抗，同样通过将同轴电缆的中心导体和同轴电缆的第一屏蔽线连接到平衡/不平衡转换器的不平衡部分，并且通过将耳机电缆的一对第一信号线经由电容器分别连接到平衡/不平衡转换器的平衡部分的一端，并且还通过将平衡/不平衡转换器的平衡部分的另一端连接到覆盖同轴电缆和第二信号线外部的第二屏蔽线，与耳机电缆和覆盖同轴电缆和第二信号线外部的第二屏蔽线一起用作双极天线的耳机天线被配置为经由多插头插孔连接到无线电设备的机身，由此在大范围的频段中保证接收稳定性，其中所述平衡/不平衡转换器用于执行阻抗和平衡/不平衡模式转换，所述电容器在音频信号的频率范围中变为高阻抗，而在高频信号的频率范围中变为低阻抗。

后文参考附图所示的本发明的具体实施例来详细解释本发明的更多特征以及由此提供的优点。

附图说明

图1是示出了根据本发明的LCD电视接收机的配置的框图；

图2是示出了LCD电视接收机中用于在接收机的机身和耳机天线之间进行连接的插头插孔连接器的配置的示图；

图3是示出了接收机的机身的配置的框图；

图4是示出了组成耳机天线的屏蔽电缆的配置的示图；

图5是示出了组成耳机天线的连接块的配置的示图；

图6是示出了耳机天线的电配置的电路配置图；

图7是示出了结合了安装在连接块中的麦克风的功能的耳机天线的电配置的电路配置图；

图8是示出了在连接块中安装有放大器的耳机天线的电配置的电路配置图；

图9是示出了根据本发明的耳机天线的配置的另一示例的示图。

具体实施方式

本发明可以例如应用于图1所示的LCD电视接收机100。

在图1所示的该LCD电视接收机100中，根据本发明实施例的耳机天线10经由插头插孔连接器110连接到接收机的机身120。

如图2所示，插头插孔连接器110由五电极插头110A和插孔110B组成，天线(Ant)、头戴耳机检测(detect)、音频L声道(L)、音频R声道(R)和地(Gnd)五种线路分别连接到插孔110B。

如图3所示，在接收机的机身120中，具有调谐器单元121、与调谐器121连接的IF信号处理单元122、都与IF信号处理单元122连接的视频信号处理单元123和音频信号处理单元125、与视频信号处理单元123连接的液晶显示单元124以及组成上述插头插孔连接器110的插孔110B。

在该LCD电视接收机100中，如图2所示，上述插孔110B具有五个可动端1、2、5、6、7和两个固定端3、4，其中，如图3所示，可动端7连接为调谐器单元121的天线端(Ant)，可动端1连接为调谐器单元121的地，另外，可动端2、5连接到音频信号处理单元125作为音频L声道端(L)和音频R声道端(R)。可动端6连接到无线电设备机身中的衬底的GND，作为无线电设备的公共接地端(Gnd)。固定端3、4用于稳固地固定插头。耳机天线10由一端经由五插头插孔连接器110与接收机的机身120连接的屏蔽电缆20、与屏蔽电缆20的另一端连接的连接块30和经由两条耳机电缆41、42与连接块30连接的立体声耳机40L、40R组成。

如图4所示，屏蔽电缆20由如下部件组成：同轴电缆24，其具有传递高频信号的中心导体21，中心导体21上涂敷有绝缘体22，在此之上还覆盖有屏蔽线23；用于音频信号的信号线25L、25R，它们被绝缘涂敷；和接地线25C，其中，在这些部件的外部覆盖有屏蔽线27，屏蔽线27具有在由纸或聚乙烯薄片制成的绝缘片26上用软铜缠绕的结构，或者具有编织结构。

然后，在该屏蔽电缆20的一端，具有五电极插头110A，其连接到同轴电缆24的中心导体21和其屏蔽线23、用于音频信号的信号线25L、25R以及接地线25C。另外，在屏蔽电缆20的另一端，具有连接块30，其连接到中心导体21、其屏蔽线23、用于音频信号的信号线25L、25R、接地线25C以及屏蔽线27。

这里，虽然覆盖同轴电缆24、音频信号线25L、25R和接地线25C的屏蔽线27连接到前述的连接块30，但是并不连接到前述的插头110A。

如图5所示，连接块30具有衬底34，在衬底34上形成有在其中央的接地图案31；用于立体声音频信号的传输线图案32L、32R，它们设置在接地图案31的两侧；三个连接盘33L、33R、33C，设置在朝向接地图案31的上边缘部分；第四和第五连接盘33D、33E，设置在朝向衬底上的接地图案31的一侧。

在该连接块30中，用于立体声音频信号的传输线图案32L、32R的边缘部分经由高频扼流圈35L、35R连接到三个连接盘33L、33R、33C中的第一和第二连接盘33L、33R。另外，接地图案31经由高频扼流圈35C连接到三个连接盘33L、33R、33C中的第三连接盘33C。另外，第一连接盘33L和第三连接盘33C经由片式电容器36L连接。第二连接盘33R和第三连接盘33C经由片式电容器36R连接。另外，第三连接盘33C和第四连接盘33D经由片式电容器36连接。另外，安装了用于执行阻抗和平衡/不平衡模式转换的平衡/不平衡转换器(balun)37，其连接到第四连接盘33D、接地图案31和第五连接盘33E。以示例的方式，平衡/不平衡转换器37被配置使得其平衡侧的一端连接到第四连接盘33D，平衡侧的另一端连接到第五连接盘33E，并且其不平衡侧的一端连接到接地图案31。

然后，在该连接块30中，包括两条信号线41A、41B用于向左侧耳机40L提供左侧音频信号的左侧耳机电缆41连接到第一连接盘31L和第三连接盘33C，另外，包括两条信号线42A、42B用于向右侧耳机40R提供右侧音频信号的右侧耳机电缆42连接到第二连接盘33R和第三连接盘33C。

前述屏蔽电缆20也以下述方式连接到该连接块30。

即，屏蔽电缆20的左侧音频信号线25L和右侧音频信号线25R连接到形成在衬底34上的用于音频信号的传输线图案32L和32R，并且其接地线25C也连接到接地图案31。另外，构成屏蔽电缆20的轴向配置的中心导体21和屏蔽线23被安装在接地图案31上，然后其中屏蔽线23连接到接地图案31，而中心导体的一端连接到平衡/不平衡转换器37的不平衡侧的另一端。另外，屏蔽线27连接到第五连接盘33E。

这里，根据本发明的优选实施例，例如，使用Murata Manufacturing有限公司生产的BLM18HD102SN1，型号1608的铁氧体磁珠作为前述的高频扼流圈35L、35R、35C。使用这种铁氧体磁珠的高频扼流圈35L、35R、35C对低于20kHz的频率范围中的音频信号变为低阻抗，而对高频信号是高阻抗，因此阻止了高频信号的通过。另外，分别使用电容为10pF的片式电容器作为片式电容器36L、36R、36C，从而对低于20kHz的频率范围中的音频信号变为高阻抗以阻止音频信号通过，而对高频信号变为低阻抗。

如图6中的电路配置图所示，该耳机天线10引出了耳机电缆41、42，用于将音频信号传输到立体声耳机的扬声器40L、40R，其中每条耳机电缆41、42在每一侧都由两条信号线组成：左侧线41A和GND41B/右侧线42A和GND42B，然后为了将音频信号与高频信号分开，在音频信号的输入部分以及连接到地的部分，即连接盘的33L、33R、33C部分，提供使用铁氧体磁珠的高频电波扼流圈35L、35R、35C，这些高频电波扼流圈在电视广播中使用的频段中变为高阻抗(1kΩ或更大)，而在音频频段(小于20kHz)中变为低阻抗，由此将音频信号和高频信号分开。

即，因为耳机电缆41、42(每一个在每一侧都包含两条信号线41A、41B/42A、42B)以高频形式连接到作为同轴电缆23信号线的中心导体21，因此，为了将音频信号从其中分离，将其配置为经由10pF的片式电容器36L、36R、36连接在连接盘33L、33R、33D、33E之间，以便将音频范围中的信号分离出来，而在RF信号(电视波段的频率范围)中连接。

这里，在日本被分配给电视广播使用的频带是VHF波段中的90M至108MHz(1～3频道)和170M至222MHz(4～12频道)，以及UHF波段的470M至770MHz(13～62频道)。

因此，在该耳机天线10中，通过将耳机电缆41、42和覆盖屏蔽电缆20的屏蔽线27经由平衡/不平衡转换器37连接到轴向电缆24，将耳机电缆41、42和屏蔽线27配置为用作具有在其线长处谐振的双极天线结构的天线，并且它们每一个的长度被调整，以便能够接收VHF波段中的100MHz。

在根据本发明的该实施例的耳机天线10中，同轴电缆24的特性阻抗设置为75Ω，屏蔽电缆20的长度为70cm，耳机电缆41、42的长度为50cm，并且其被调节为在100MHz处谐振。在200MHz中，其被配置为能够像1λ天线那样接收。在UHF中，其被配置为使用100MHz和200MHz的谐波振荡(三次谐波、五次谐波、七次谐波)。

由于其双极结构，根据本发明实施例的耳机天线10被稳定为天线，并且可以向连接块30添加各种功能。

例如，对于便携式电话，如图7所示，通过实现具有麦克风12和开关13的电路配置，其能够增加麦克风12的功能，而不会降低天线增益。同样，以图8所示的方式，通过增加放大器14，其能够在天线附近放置放大器14，使得作为一个系统，NF(噪声系数)获得大大改善。

这里，在上述耳机天线10中，两条耳机电缆41、42的长度被设置为相等，但是，也可以将两条耳机电缆41、42各自从连接块30中的连接盘33L、33R、33C到耳机40L、40R的长度改变，以便能够对应不同频率。

或者，如图9中耳机天线10A所示，通过在两条耳机电缆41、42之一(例如，用于左侧音频信号的耳机电缆41)的途中部分中插入高频扼流圈(铁氧体磁珠)35A、35B，其可以被配置以分离高频信号，以缩短其谐振长度。在图9所示的耳机天线10A中，其被设置使得一个耳机天线41中的谐振长度为250mm，而另一个耳机天线42中的谐振长度为400mm，同轴电缆21的特性阻抗为75，并且屏蔽电缆20的长度是600mm。以示例的方式，在该耳机天线10A中，其他组件与前述耳机天线10相同，因此，相同的组件用与图9中相同的符号和数字表示，并省略了对它们的详细描述。

另外，本发明也可以应用于使用单根耳机电缆的单声道耳机的情况。

本领域的技术人员应该理解，取决于设计需求和其他因素，在所附权利要求或其等同物的范围内，可以做出各种修改、组合、子组合和改变。

本发明包含的主题涉及分别于2004年4月19日和2005年2月7日向日本专利局提交的日本专利申请No.JP2004-123465和No.JP2005-030906，它们的全部内容通过引用结合于此。

Claims

1.一种耳机天线，包括：

耳机电缆，包括一对第一信号线，所述第一信号线被绝缘涂敷，用于向耳机提供音频信号；

屏蔽电缆，包括同轴电缆以及被绝缘涂敷的用于音频信号的第二信号线和接地线，其中所述同轴电缆具有中心导体，所述中心导体传递高频信号，涂敷有绝缘体，并且还覆盖有第一屏蔽线，所述同轴电缆、第二信号线和接地线的外部经由绝缘材料覆盖有第二屏蔽线，所述屏蔽电缆的一端经由多插头连接器连接到无线电设备的机身；和

连接块，所述连接块将所述屏蔽电缆的另一端连接到所述耳机电缆，

其中，在所述连接块中，通过将用于音频信号的所述第二信号线和所述接地线经由高频扼流圈分别连接到所述耳机电缆的所述一对第一信号线，形成音频信号传输路径，其中所述高频扼流圈在音频信号的频率范围中变为低阻抗，而在高频信号的频率范围中变为高阻抗，以及将所述同轴电缆的所述中心导体和所述同轴电缆的所述第一屏蔽线连接到平衡/不平衡转换器的不平衡部分，将所述耳机电缆的所述一对第一信号线经由电容器分别连接到所述平衡/不平衡转换器的平衡部分的一端，并且将所述平衡/不平衡转换器的所述平衡部分的另一端连接到覆盖所述同轴电缆和所述第二信号线外部的所述第二屏蔽线，从而利用所述耳机电缆和覆盖所述同轴电缆和所述第二信号线外部的所述第二屏蔽线一起配置了双极天线，其中所述平衡/不平衡转换器用于执行阻抗和平衡/不平衡模式转换，所述电容器在所述音频信号的所述频率区域中变为高阻抗，而在所述高频信号的所述频率区域中变为低阻抗。

2.根据权利要求1所述的耳机天线，其中，立体声耳机经由一对所述耳机电缆连接到所述连接块，并且高频扼流圈被插入在一条或两条所述耳机电缆的途中部分中，以便使所述耳机电缆之间的谐振频率不同，或者使谐振频率可变。

3.根据权利要求1所述的耳机天线，其中，在所述连接块上安装有麦克风和用于切换的开关。

4.根据权利要求1所述的耳机天线，其中，在所述连接块上安装有放大器。

5.一种便携式无线电设备，包括：

无线电设备的机身，配备有多插头插孔，所述多插头插孔连接到调谐器和音频信号输出单元；和

耳机天线，所述耳机天线包括：耳机电缆，包括一对第一信号线，所述第一信号线被绝缘涂敷用于向耳机提供音频信号；屏蔽电缆，包括同轴电缆以及被绝缘涂敷的用于音频信号的第二信号线和接地线，其中所述同轴电缆具有中心导体，所述中心导体传递高频信号，涂敷有绝缘体，并且还覆盖有第一屏蔽线，所述同轴电缆、第二信号线和接地线的外部经由绝缘材料覆盖有第二屏蔽线，所述屏蔽电缆的一端经由多插头连接器连接到无线电设备的机身；以及连接块，所述连接块将所述屏蔽电缆的另一端连接到所述耳机电缆，

其中，所述耳机天线被形成使得在所述连接块中，通过将用于音频信号的所述第二信号线和所述接地线经由高频扼流圈分别连接到所述耳机电缆的所述一对第一信号线，形成音频信号传输路径，其中所述高频扼流圈在音频信号的频率范围中变为低阻抗，而在高频信号的频率范围中变为高阻抗，以及将所述同轴电缆的所述中心导体和所述同轴电缆的所述第一屏蔽线连接到平衡/不平衡转换器的不平衡部分，将所述耳机电缆的所述一对第一信号线经由电容器分别连接到所述平衡/不平衡转换器的平衡部分的一端，并且将所述平衡/不平衡转换器的所述平衡部分的另一端连接到覆盖所述同轴电缆和所述第二信号线外部的所述第二屏蔽线，从而利用所述耳机电缆和覆盖所述同轴电缆和所述第二信号线外部的所述第二屏蔽线一起配置了双极天线，其中所述平衡/不平衡转换器用于执行阻抗和平衡/不平衡模式转换，所述电容器在所述音频信号的所述频率区域中变为高阻抗，而在所述高频信号的所述频率区域中变为低阻抗。