CN201601211U - 供在便携式应用中使用的装置和系统 - Google Patents

Abstract

公开了供在便携式应用中使用的装置，包括：辅助设备，用于耦合到包括调幅(AM)无线电接收机的便携式系统，所述辅助设备具有容纳至少一个辅助元件的外壳，所述辅助设备还包括AM天线，其中，所述AM天线被包括在所述外壳中。本实用新型还涉及供在便携式应用中使用的系统。

Description

供在便携式应用中使用的装置和系统

技术领域

本发明的实施例涉及收音机，更具体而言涉及包括调幅(AM)接收机的此类收音机。

背景技术

众所周知包括AM和调频(FM)接收机的收音机十分普遍。虽然传统上已由离散模拟元件来制造此类收音机，但半导体工业的趋势正在引向基于数字的无线电接收机的发展，其包括可以在包括例如互补金属氧化物半导体(CMOS)工艺的各种半导体工艺中形成的AM/FM接收机。这样，可以将收音机设计为占用非常小的空间。因此，可以将此类收音机结合到越来越小的设备中。

因此，虽然将继续制造可以存在于诸如家庭影院系统、桌上型收音机等立体声系统中的独立收音机，但有附加市场可用来将AM/TM收音机结合到诸如便携式媒体播放器、便携式数字系统(PDA)、蜂窝式手机等便携式设备内。

为了进行操作，AM收音机必须具有连接到该收音机的AM天线以便接收输入AM信号。然而，由于传统AM天线的尺寸，在将AM接收机集成到便携式设备中时存在某些问题。首先，诸如铁氧体棒形天线的典型AM天线的尺寸可以排除给定天线在许多便携式产品中的使用。其次，对于被包括的天线来说，可能存在干扰问题。例如，在包括诸如液晶显示器(LCD)的显示器的便携式设备中，由于LDC中的高速数字交换而引起的噪声可能导致对AM天线准确地恢复输入AM信号的过多干扰。通常，应使AM天线与此类显示器分离大于至少6英寸。这在便携式设备中可能是困难或不可能的。因此，存在各种关于将AM接收机结合到便携式设备中的问题。

发明内容

一方面，本发明包括用于耦合到具有AM无线电接收机的便携式系统的辅助设备。该辅助设备包括容纳至少一个辅助元件和AM天线的外壳。作为一个示例，所述辅助设备可以是头戴受话器，其中AM天线被包括在头戴受话器的电缆(cabling)部分中。虽然本发明的范围在这点上不受限制，但AM天线可以是微型铁氧体环形天线。

可以使用外部连接器来将所述辅助设备连接到便携式系统。在一种实施方式中，所述外部连接器包括向头戴受话器提供音频信号的一对音频触点(contact)、从AM天线向AM无线电接收机提供AM信号的天线触点、以及接地触点。

本发明的另一方面意在将被耦合在所述辅助设备与所述便携式系统之间的另一辅助设备。此第二辅助设备可以将AM天线耦合到便携式系统，同时防止到所述辅助设备的音频输出信号。这样，可以从便携式系统本身输出音频输出信号。

另一方面意在一种方法，该方法用于自动地检测位于具有AM接收机的便携式设备外部的天线的存在，如果检测到外部天线则启用AM接收机的功能，否则禁用该功能并向便携式设备的用户报告该非功能性(non-functionality)。可以使用便携式设备的控制器来自动地执行所述检测，并且如果检测到天线，则经由来自控制器的控制信号来启用AM接收机。在其它实施例中，可以经由AM接收机的输入匹配网络的调谐算法来实现自动检测。

本发明的又一方面意在一种包括便携式系统的系统，所述便携式系统包括集成在互补金属氧化物半导体(CMOS)衬底上的调幅(AM)无线电接收机和输出AM音频信号的输出设备。该系统还可以包括用于耦合到所述便携式系统的辅助设备，其中所述辅助设备包括AM天线和实现耦合的连接器。所述连接器可以具有使得能够从所述便携式系统接收AM音频信号的第一和第二音频触点和使得能够从AM天线向所述便携式系统发送AM无线电信号的天线触点。所述便携式系统可以包括输入匹配网络，该输入匹配网络被耦合在输入连接器与接收AM无线电信号的AM无线电接收机之间并将可变电容耦合到所述AM无线电信号且使用调谐算法来自动地检测天线的存在。更进一步地，可以在所述辅助设备与所述便携式系统之间耦合第二辅助设备以便将AM天线耦合到所述便携式系统并防止AM音频信号被发送到所述辅助设备。

附图说明

图1是依照本发明的实施例的多模式(multimode)组合AM/FM收发机的方框图。

图2A是依照本发明的实施例的辅助设备的视图。

图2B是依照另一实施例的辅助设备的图示。

图3是依照本发明的实施例的方法的流程图。

图4是依照本发明的实施例的连接器的方框图。

图5是依照本发明的实施例的系统的方框图。

具体实施方式

在各种实施例中，可以提供外部AM天线以供与便携式AM接收机相结合地使用。此类接收机可以存在于各种方式的便携式设备中，所述便携式设备包括但不限于便携式媒体播放器、PDA、蜂窝式手机等。根据给定实施例，此外部AM天线可以位于供与便携式设备一起使用的辅助设备或其它外部设备中。AM天线可以采取诸如铁氧体棒形天线、环式棒形天线等各种形式。

本发明的实施例可以用来自动地检测此类AM天线的存在并基于此类天线的存在或不存在来启用或禁用便携式设备中的AM功能。此自动检测可以由系统内的各种元件来执行。例如，在某些实施方式中，便携式设备的诸如微控制器单元(MCU)的主控制器可以执行自动检测，而在其它实施例中，可以采取AM/FM组合发送机和接收机(即收发机)或仅仅接收机形式的诸如COMS AM/FM收音机的无线电接收机元件可以执行自动检测并从而通知系统MCU。

虽然本发明的范围在这点上不受限制，但在某些实施例中，可以使用相当数量的数字电路来实现AM接收机，并且可以在单个集成电路(IC)上实现整个AM接收机，所述单个集成电路具有接收输入RF信号并将其向下变频的模拟前端电路以及处理基带信号以获得解调输出的诸如数字信号处理器(DSP)或其它数字电路的数字电路。此外，在某些实施方式中，可以将AM接收机在单个IC中(例如在同一单块管芯上)与FM接收机/发送机(即收发机)组合在一起。在此类实施例中，可以重复使用用于AM和FM接收模式以及用于FM发送的相当数量的电路。在某些实施方式中，为了实现此类操作，可以提供单组接收机电路，并且可以选择不同的固件图像(firmwareimage)以用于AM或FM模式下的操作。由于此类IC的相对较小的尺寸，所有可以将实施例配置为供在许多不同的便携式设备中使用。

现在参照图1，依照本文所述的本发明的实施例，可以在单块半导体管芯11上制造的多模式组合AM/FM收发机10具有多种不同的信号处理操作模式，其中收发机10可以执行FM发送、AM或FM接收、模拟混频、数字混频和编解码器功能。更具体地说，可以通过不同固件图像的加载来将多模式FM收发机10配置为只作为接收机而操作；在组合接收和发送模式下操作；以及在其中收发机10起到编解码器作用的音频模式下操作。在这些操作模式中的每一个中，多模式收发机10可以执行各种模拟和/或数字混频功能。另外，依照本发明的某些实施例，多模式收发机10包括数字音频接口16，数字音频接口16允许在收发机10与在收发机10外部的电路(例如“芯片外”电路)之间传送数字音频信号。

依照本发明的某些实施例，多模式收发机10可以接收各种输入源信号：通过数字音频接口16来接收的数字音频(称为“DIN”)；从外部接收天线80接收到的输入RF信号；从数字音频接口16接收到的数字音频带信号；以及分别在输入端40和42处接收到的左通道(称为“LIN”)和右通道(称为“RIN”)模拟立体声通道信号。

请注意，虽然被示为具有单个接收天线80，但在各种实施方式中，对于AM和FM模式来说可以存在单独的天线。FM天线可以被集成在其中设置有多模式收发机10的便携式设备中。相反，可以从便携式系统外部提供AM天线以避免干扰及其它不期望的效果。如下文进一步描述的那样，多模式收发机10可以自动地确定此类外部AM天线是否存在并基于存在或不存在来启用或禁用AM功能。

根据多模式收发机10的特定配置，收发机10可以将其输入源信号中的两个或更多个混合在一起以生成各种输出信号：驱动外部发送天线60的输出FM发送信号；分别在输出端52和50处出现的左通道(称为“LOUT”)和右通道(称为“ROUT”)模拟立体声信号；以及通过数字音频接口16路由的数字输出信号(称为“DOUT”)。依照本发明的某些实施例，多模式收发机10还可以在输出端64处提供低阻抗RF发送输出信号(称为“TXB”)以驱动低阻抗负载。

多模式收发机10的数字信号处理器(DSP)20可以对收发机10执行数字FM调制(对于FM发送模式)及数字AM和FM解调(对于接收模式)。模拟-数字转换器(ADC)24和26可以对(complex)复信号(当收发机10处于FM接收模式时)和实(real)信号(当收发机10处于发送模式时)执行模拟域与数字域之间的变换。另外，出于将LIN和RIN立体声通道信号数字化的目的，可以在音频模式下使用ADC 24和26。对于接收和音频两种模式，收发机10的数字-模拟转换器(DAC)32和36可以将数字音频带信号从数字域转换到模拟域。DAC 32和36还在FM发送模式期间用来将中频(IF)带信号从数字域转换到模拟域。

现在将转到多模式收发机10的总体拓扑结构，收发机10包括将适当的模拟信号路由到ADC 24和26以供转换的复用器95。例如，复用器95可以在接收模式期间选择输入模拟IF信号并在FM发送和音频模式期间选择LIN和RIN立体声通道信号。由ADC 24和26提供的数字信号被路由到DSP 20。

在接收期间，天线80向低噪声放大器(LNA)82提供输入信号。如图1所示，可以由自动增益控制(AGC)电路84来控制LNA 82。虽然为了便于图示而未示出，但应理解的是可以在到收发机10和LNA82的输入之间耦合匹配网络。此类匹配网络可以包括可以在AM接收模式下使可变电容与天线电感配对的可变电容器电路。

对于接收模式，多模式收发机10包括被耦合到可调本机振荡器92的模拟混频器90，其频率选择收发机10被调谐到的期望无线电信道。响应于输入RF信号，混频器90产生相应的模拟IF正交信号，该模拟IF正交信号在被路由到ADC 24和26之前通过可编程增益放大器(PGA)94。因此，ADC 24和26将来自PGA 94的模拟IF正交信号转换成数字信号，该数字信号被提供给DSP 20。DSP 20将接收到的复信号解调以便在其输出端处提供相应的数字左右通道立体声信号；并且这些数字立体声信号分别被DAC 32和36转换成模拟对应信号。然后可以由分别在输出端50和52处提供ROUT和LOUT立体声信号的混频器或模拟加法器54来执行混频。还可以将数字解调立体声信号从DSP 20路由到数字音频接口16以产生DOUT数字信号。

在多模式收发机10的FM发送模式下，将通过FM信道(例如由本机振荡器92的频率选择)发送的内容可以源自于DIN数字数据信号、LIN和RTN立体声通道信号或这些信号的组合。因此，根据模拟信号是否传送某些或全部发送内容，多模式收发机10可以使用ADC 24和26。DSP 20对将通过FM信道来发送的内容执行FM调制以产生数字正交FM信号，该数字正交FM信号被提供给DAC 32和36以产生在IF范围内的相应的模拟正交FM信号。多模式收发机10的模拟混频器68(其将模拟正交FM信号与由本机振荡器92选择的频率混合)对信号进行频率变换和组合以产生被提供给发送天线60的RF FM信号。在多模式收发机10的音频模式下，可以使用DSP 20来执行数字混频。可以使用加法器54来执行音频模式下的模拟混频。

在多模式收发机10的其它特征之中，依照本发明的某些实施例，收发机10包括接收各种信号39的控制接口38，所述各种信号控制收发机10用以操作的模式(FM发送、AM或FM接收或音频)和给定子模式配置。例如，可以基于所选的操作模式来执行存在于DSP 20中的不同固件。

依照本发明的某些实施例，多模式FM收发机10还可以包括协调收发机10的一般操作的微控制器单元(MCU)98，所述一般操作诸如为配置ADC 24和26及DAC 32和36、配置通过复用器95的数据流等等。

此外，MCU 98可以实现被耦合到其中设置有多模式收发机10的便携式设备的外部AM天线的自动检测。例如，在一种实施方式中，MCU 98可以被配置为例如在其中设置有多模式收发机10的系统加电时执行用于AM接收的调谐算法。如果不存在此类外部天线，则调谐算法可以指示不合比例(out of scale)状态。为了反映此状态和AM天线的缺失，MCU 98可以设置一个或多个状态指示符，例如，诸如在控制接口38内的控制寄存器中可以存在控制接口38内的控制标志。此标志或指示符随后可以被系统处理器读取，所述系统处理器诸如为其中设置有多模式收发机10的便携式系统的MCU或其它控制器。在其它实施方式中，可以在系统层级执行此类自动检测，因此，可以经由控制接口38来提供使能信号以便在存在附着的AM天线的情况下启用AM功能，或者，否则在未附着AM天线的情况下禁用此类功能。

现在参照图2A，示出了依照本发明的实施例的辅助设备的图示。如图2A所示，辅助设备100可以是用于耦合到便携式系统的头戴受话器。该头戴受话器可以采取头戴受话器(headphone)、小型耳机(earbud)等形式(通称为头戴受话器)。如图2A所示，头戴受话器100包括耳机105且还包括位于耳机105的远侧位置的连接器110。更进一步地，沿着一段电缆115，可以存在AM天线120。如图2A的实施例所示，AM天线120可以存在于电缆115内且更具体而言位于头戴受话器100的远侧部分处，接近于连接器110。虽然在图2A的实施例中在此特定位置处示出，但本发明的范围在这点上不受限制。在各种实施方式中，天线120可以是微型铁氧体环式棒形天线、环形天线或其它此类天线。在制造中，AM天线120可以附着于提供到耳机105的连接的导体。然后，可以在这些导体周围适配外部绝缘体。此绝缘体因此形成外壳。请注意，该外壳可以包括相对刚性的部分，AM天线可以位于该相对刚性部分内部。

虽然在图2A的实施例中被示为被包括在头戴受话器中，但在其它实施例中，AM天线可以被包括在其它辅助设备中。例如，在另一实施例中，AM天线可以被包括在外部适配器中，便携式系统可以被耦合到该外部适配器。例如，在便携式系统上可以包括通用串行总线(USB)连接器或另一类型的连接器，以便可以例如经由USB总线本身、其中设置有便携式设备的支架等由外部源对便携式系统供电。无论是支架还是连接器或其它配置的形式，此外部设备可以适合于在其外壳内包括AM天线。辅助设备的更进一步示例可以包括例如用于连接到诸如家用或汽车用立体声系统等另一系统的适配器。

例如，在某些实施方式中，单独的辅助设备可以包括AM天线，或者该辅助设备可以提供包括AM天线的头戴受话器与便携式设备之间的互连以实现AM天线到便携式设备的耦合以实现AM接收，该AM接收随后通过便携式系统的扬声器而不是通过相关头戴受话器来播放。现在参照图2B，示出了依照此类实施例的辅助设备的图示。具体地说，如图2B所示，辅助设备150一般可以采取具有第一和第二连接器160和165的延长电缆的形式。例如，第一连接器160可以用来将辅助设备耦合到头戴受话器100的连接器110，而第二连接器165可以提供到诸如便携式设备的相关无线电接收机的连接。在此类实施方式中，请注意，第二连接器165可以只包括接地触点和天线触点。也就是说，此第二连接器可以不包括用于音频输出数据的触点，例如将被用来向头戴受话器提供音频的左右音频触点。这样，可以独立于头戴受话器100的头戴受话器部分而使用辅助设备150来实现对设备的扬声器上的AM内容的侦听。

如上所述，在各种实施例中，可以实现检测外部AM天线的存在和控制相关接收机的操作的不同方式。现在参照图3，示出了依照本发明的实施例的方法的流程图。如图3所示，可以使用方法200来基于天线存在而执行AM操作的自动检测和控制。如图3所示，可以由便携式系统的MCU或系统内的无线电接收机元件执行的方法200可以通过确定是否检测到外部AM天线来开始(菱形210)。如果没有检测到，则不再进行进一步的动作且控制环路返回到菱形210以进行是否已检测到AM天线的可能的稍后确定(例如在不同系统启动时)。

仍参照图3，如果作为替代已检测到AM天线，则控制进行到方框220。在方框220处，可以向AM/FM接收机发送使能信号以启用AM功能。基于此使能信号，可以在AM/FM接收机元件中启用AM功能(方框230)。请注意，图3所示的实施方式可以用于由MCU执行的自动检测。可以通过在MCU中确定是否已通过在外部设备的连接器与MCU之间的桥接来连接外部设备而实现此类自动检测。

例如，可以在以下实施例中实现自动检测方案，在该实施例中连接器头戴受话器包括专用触点系统以经由天线连接来实现AM RF信号的输入，以及输出触点以接收已处理音频数据，例如左右音频通道。具体地说，如图4所示，诸如可以存在于图2的头戴受话器100中的连接器110包括一般被布置在所谓的尖环套(tip ring sleeve，TRS)连接器中的多个触点部分。具体地说，如图4所示，连接器110包括远侧部分112、中间部分114和116、以及近侧部分118。请注意，各种部分被绝缘环115分离。在图4的实施例中，可以沿着部分112和114提供例如将被提供给头戴受话器的音频输出数据。随后，可以经由天线部分116来提供将被输入到无线电接收机中的RF信号，同时近侧部分118提供接地。在本实施方式中，当向标准头戴受话器连接器中提供连接器110时可能导致短路，而当连接器110被放置在依照本发明的实施例的连接器中时存在开路(open)。

在其它实施例中，可以由AM接收机本身来执行自动检测。例如，在某些实施例中，当加电时，AM接收机可以执行调谐算法以便用可编程/可调匹配网络来调谐天线，例如使可变电容与天线配对。如果调谐算法的运算指示输入信号不合比例，则这可能是天线不存在的指示。因此，接收机可以在控制器寄存器中设置标志或指示符以指示AM接收机的缺失。便携式系统的相关MCU可以读取此寄存器并可选地向用户指示尚未检测到AM天线且请求用户附着AM天线或简单地指示AM功能不存在。

参照图5，依照本发明的某些实施例，AM/FM接收机10(诸如图1的实施例所示的实施方式)可以是多媒体便携式设备410的一部分。作为示例，便携式设备410可以是专用MP3播放器、蜂窝式电话或具有音频能力的PDA。

在其另外的功能之中，无线设备410可以将数字内容存储在存储器430上，存储器430可以是例如闪速存储器或硬盘驱动器。无线设备410一般包括应用子系统460，应用子系统460可以例如从无线设备410的小键盘462接收输入并在显示器470上显示信息。此外，应用子系统460一般可以控制来自存储器430的内容的检索和存储及例如与AM/FM接收机10的音频通信。如所示，AM/FM接收机10可以直接连接到扬声器440和450以便输出音频数据。如图5所描述的那样，AM/FM接收机10可以被匹配网络432耦合到FM接收机天线482且可以被可以是可调或可编程的匹配网络434耦合到外部AM天线504，外部AM天线504可以存在于适合于一组头戴受话器500的电缆502的外壳部分505中。请注意，为了向头戴受话器500提供音频，AM/FM接收机10的输出可以被耦合回给头戴受话器。此外，在某些实施方式中，可以提供从外部连接器到应用子系统460的线路，头戴受话器500被连接到该外部连接器。在此类实施方式中，可以在应用子系统460内执行关于相关外部AM天线的存在或缺失的自动检测。随后，如果未检测到此类天线，则可以禁用AM/FM接收机10的AM功能。此外，应用子系统460可以促使在显示器470上向用户显示指示外部天线的缺失的消息。在其它实施方式中，AM/FM接收机10内的调谐算法可以基于天线存在而启用或禁用此类AM功能并因此例如以状态标志的形式向应用子系统460提供状态信息以指示AM功能的可用性。

依照本发明的某些实施例，无线设备410具有通过诸如蜂窝式网络的通信网络进行通信的能力。对于这些实施例，无线设备410可以包括被耦合到应用子系统460以便将用于此无线网络的基带信号编码和解码的基带子系统475。基带子系统475可以被耦合到连接到相应发送和接收天线477和478的收发机476。

虽然已相对于有限数目的实施例描述了本发明，但本领域的技术人员将由此认识到许多修改和变更。意图在于随附权利要求涵盖落在本发明的真实精神和范围内的所有此类修改和变更。

Claims (13)

1.一种供在便携式应用中使用的装置，其特征在于包括：

辅助设备，用于耦合到包括调幅(AM)无线电接收机的便携式系统，所述辅助设备具有容纳至少一个辅助元件的外壳，所述辅助设备还包括AM天线，其中，所述AM天线被包括在所述外壳中。

2.如权利要求1所述的装置，其中，所述辅助设备包括头戴受话器，该头戴受话器包括耳机，并且其中，所述AM天线被包括在所述头戴受话器的电缆部分中。

3.如权利要求2所述的装置，其中，所述AM天线位于所述头戴受话器的相对于所述耳机的远侧部分处。

4.如权利要求1所述的装置，其中，所述AM天线包括微型铁氧体环形天线棒。

5.如权利要求1所述的装置，其中，所述辅助设备包括外部连接器以将所述便携式系统耦合到第二系统。

6.如权利要求1所述的装置，其中，所述便携式系统不包括AM天线。

7.如权利要求2所述的装置，还包括将所述辅助设备连接到所述便携式系统的外部连接器，其中，所述外部连接器包括向所述头戴受话器提供音频信号的一对音频触点、从所述AM天线向所述AM无线电接收机提供AM信号的天线触点、以及接地触点。

8.如权利要求2所述的装置，还包括将被耦合在所述辅助设备与所述便携式系统之间的第二辅助设备，其中，所述第二辅助设备将把所述AM天线耦合到所述便携式系统并防止到所述头戴受话器的音频输出信号，其中，所述便携式设备包括输出音频输出信号的扬声器。

9.一种供在便携式应用中使用的装置，其特征在于包括：

控制器，用以检测用于耦合到便携式设备的辅助设备的天线的存在，所述辅助设备具有容纳至少一个辅助元件的外壳，并且所述天线位于便携式设备外部，所述便携式设备包括调幅(AM)接收机，其中，所述便携式设备不包括AM天线，以及如果检测到所述外部天线，则启用所述AM接收机的功能，否则禁用该功能并向所述便携式设备的用户报告该非功能性。

10.一种供在便携式应用中使用的系统，其特征在于包括：

便携式系统，包括被集成在互补金属氧化物半导体(CMOS)衬底上的调幅(AM)无线电接收机和输出AM音频信号的输出设备；

用于耦合到所述便携式系统的辅助设备，该辅助设备具有容纳至少一个辅助元件和AM天线的外壳及实现耦合的连接器，该连接器包括使得能够从所述便携式系统接收AM音频信号的第一和第二音频触点及使得能够从所述AM天线向所述便携式系统发送AM无线电信号的天线触点；以及

其中，所述便携式系统不包括AM天线，并且其中，所述便携式系统将在所述辅助设备被耦合到所述便携式系统时自动地检测所述辅助设备中的AM天线的存在。

11.如权利要求10所述的系统，其中，所述便携式系统还包括被耦合在输入连接器与接收AM无线电信号的AM无线电接收机之间的输入匹配网络，所述输入匹配网络将可变电容耦合到所述AM无线电信号并使用调谐算法来自动地检测所述存在。

12.如权利要求10所述的系统，其中，所述辅助设备还包括经由所述第一和第二音频触点从所述便携式系统接收AM音频信号的头戴受话器，其中，所述AM天线被包括在所述头戴受话器的电缆部分中。

13.如权利要求12所述的系统，还包括将被耦合在所述辅助设备与所述便携式系统之间的第二辅助设备，其中，所述第二辅助设备将把所述AM天线耦合到所述便携式系统并在所述便携式系统的输出设备被启用的情况下防止AM音频信号被发送到头戴受话器。

Images