CN202750144U

CN202750144U - 一种对讲手机

Info

Publication number: CN202750144U
Application number: CN201220253197.6U
Authority: CN
Inventors: 毕莉
Original assignee: Hisense Mobile Communications Technology Co Ltd
Current assignee: Hisense Mobile Communications Technology Co Ltd
Priority date: 2012-05-31
Filing date: 2012-05-31
Publication date: 2013-02-20
Anticipated expiration: 2022-05-31

Abstract

本实用新型公开了一种对讲手机，包括手机主体及设置于主体内部的主芯片，在手机主体上设置有音量/开关复用旋钮、对讲机麦克风、手机麦克风和用于插接对讲机耳机或者肩麦的耳机插座；所述音量/开关复用旋钮通过检测电路连接所述的主芯片，输出表示对讲机开关的高低电平信号和表示音量大小的模拟电压至主芯片；所述的对讲机麦克风和手机麦克风通过音频处理电路连接所述的主芯片；所述的耳机插座通过耳机电路连接所述的主芯片。本实用新型仿照对讲机的模样设计对讲手机的外观，在手机主体上增设音量/开关复用旋钮、双麦克风和双插孔耳机插座，在符合对讲机用户使用习惯的同时，可以改善嘈杂环境下的音质，并方便与市面上的对讲机耳机和肩麦兼容。

Description

一种对讲手机

技术领域

本实用新型属于移动通信技术领域，具体地说，是涉及一种具有对讲功能的手机终端。

背景技术

传统的对讲机受网络覆盖的限制，只能用于近距离的通话。而随着移动通信技术的快速发展，基于移动蜂窝网络分组域承载技术，应用PoC业务的手机终端，利用VoIP技术已经实现了半双工的语音对讲业务，可以支持一对一会话和一对多群组对话功能。PoC服务利用移动通信网络的覆盖面积大，几乎没有距离限制的特点，使得目前的对讲手机具备了简单快捷地实现会话群组创建和群呼的功能。

目前，市面上出现的对讲手机主要为应用CDMA EVDO网络的QCHAT手机，外形如同普通手机，不符合传统对讲机用户的使用习惯，而且在电池续航能力以及复杂环境下的可靠性等方面，还不能满足传统对讲机的指标要求。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种符合对讲机用户使用习惯的对讲手机，以方便用户的操作。

为解决上述技术问题，本实用新型采用以下技术方案予以实现：

一种对讲手机，包括手机主体及设置于主体内部的主芯片，在手机主体上设置有音量/开关复用旋钮、对讲机麦克风、手机麦克风和用于插接对讲机耳机或者肩麦的耳机插座；所述音量/开关复用旋钮通过检测电路连接所述的主芯片，输出表示对讲机开关的高低电平信号和表示音量大小的模拟电压至主芯片；所述的对讲机麦克风和手机麦克风通过音频处理电路连接所述的主芯片；所述的耳机插座通过耳机电路连接所述的主芯片。

进一步的，在所述音量/开关复用旋钮中包含有一开关和一电位计；所述开关串联在主芯片的一路GPIO口与地之间；所述电位计的中间滑动端子连接主芯片的ADC端口，另外两个端子各自通过一个分压电阻分别与直流电源和系统地一一对应连接。

为了起到抑制干扰和防止静电冲击的作用，在所述主芯片的GPIO口和ADC端口上各自连接有一组滤波电容和压敏电阻。

为了防止电池电压过低时，若音量/开关复用旋钮处于开机状态，导致系统进入反复开关机过程的问题，在所述检测电路中设置一低压保护电路，在所述低压保护电路中包含有一电平检测芯片和一开关电路，所述电平检测芯片接收手机电池输出的直流电压，在检测到所述的直流电压低于设定值时，输出控制信号至所述的开关电路，控制开关电路切断手机电池与后级硬件电路之间的供电通路，使系统电路断电停止运行，避免电池电量耗尽。

优选的，所述开关电路优选采用一N沟道MOS管和一P沟道MOS管连接而成，所述N沟道MOS管的栅极接收所述的控制信号，源极接地，漏极连接P沟道MOS管的栅极；所述P沟道MOS管的栅极和源极连接所述的手机电池，漏极连接后级硬件电路的供电端子。

为了提高手机通话和对讲通话时的音频质量，优选将所述对讲机麦克风布设在手机主体后壳体的上方或者手机主体的侧面，将所述手机麦克风布设在手机主体前壳体的下方。

进一步的，在所述音频处理电路中包含有一回音抑制和噪声消除芯片，分别接收手机麦克风和对讲机麦克风拾取的本机用户语音以及传输至手机扬声器的音频信号，并与所述的主芯片相连接，对麦克风拾取的本机用户语音进行回音抑制和噪声消除处理后，输出至所述的主芯片。

再进一步的，所述耳机插座为双插孔耳机插座，其中，在用于插接耳机麦克风的插座中，音频传输端子接收麦克风信号并传输至主芯片的音频接口，喊话按键识别端子连接主芯片的IO口，所述音频传输端子和喊话按键识别端子各自通过一路压敏电阻接地；在用于插接耳机扬声器的插座中，通过主芯片输出的对方语音信号经由音频功放芯片进行放大处理后，通过隔直电容传输至音频输出端子，所述音频输出端子通过一分压电阻连接直流电源，通过另一分压电阻接地。

优选的，所述用于插接耳机麦克风的插座优选采用3.5mm的耳机插座；所述用于插接耳机扬声器的插座优选采用2.5mm的耳机插座。

更进一步的，在所述手机主体的顶部设置有外置天线，在提高射频信号收发性能的同时，使对讲手机的外观更类似于对讲机；同时，在手机主体的背面设置有背夹，以方便用户佩戴。

与现有技术相比，本实用新型的优点和积极效果是：本实用新型仿照对讲机的模样设计对讲手机的外观，在手机主体上增设音量/开关复用旋钮和外置天线，以符合对讲机用户的使用习惯。此外，通过在手机主体上采用双麦克风设计方案，可以改善嘈杂环境下的音频传输质量；通过在手机主体上设置双插孔耳机插座，可以兼容市面上的对讲机耳机和肩麦，方便了用户的日常使用。

结合附图阅读本实用新型实施方式的详细描述后，本实用新型的其他特点和优点将变得更加清楚。

附图说明

图1是本实用新型所提出的对讲手机的一种实施例的结构示意图；

图2是连接音量/开关复用旋钮的检测电路的一种实施例的电路原理图；

图3是低压保护电路的一种实施例的电路原理图；

图4是连接两个麦克风的音频处理电路的一种实施例的电路原理图；

图5是3.5mm耳机插座电路的一种实施例的电路原理图；

图6是2.5mm耳机插座电路的一种实施例的电路原理图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式进行详细地描述。

本实施例的对讲手机为了符合对讲机用户的使用习惯，将手机主体的外观造型设计成类似于对讲机的模样，如图1所示，例如：在手机主体1正面的中间位置布设触摸屏8；在手机主体1的顶部设置外置天线2和音量/开关复用旋钮3；在手机主体1的上方和下方分别布设对讲机麦克风4和手机麦克风5；在手机主体1的一侧设置耳机插座6，以用于插接对讲机耳机或者肩麦；在手机主体1上方的前壳体上设置扬声器7，以放大输出对方的语音；在手机主体1的背面增设背夹，以方便用户佩戴等。

当然，所述的音量/开关复用旋钮3、两个麦克风4、5、扬声器7以及耳机插座6也可以布设在手机主体1的其他位置，本实施例并不仅限于以上举例。

为了对音量/开关复用旋钮3的旋转位置进行有效检测，以准确地识别出用户所执行的操作，本实施例在所述音量/开关复用旋钮3和手机内部的主芯片之间增设了如图2所示的检测电路。图2中，S5001即为所述音量/开关复用旋钮3所对应的电路模块，内部集成了一个开关和一个电位计。其中，电路模块S5001的4脚和5脚为所述开关的两个端子，5脚接地，4脚通过电阻R5001连接主芯片的其中一路GPIO口PBINT，向主芯片输出用于表示旋钮打开或者关闭的高低电平信号。

考虑到在传统的手机电路设计中，手机芯片组的电源键一般采用主芯片的所述PBINT口进行手机开关机状态的检测。即，在系统处于开机状态时，若电源键被按下，则主芯片会检测到其PBINT口由高电平变为低电平，若该低电平状态保持了一段时间以上，则系统认为要求执行关机操作，进而控制整机的软硬件系统关机。反之，在系统处于关机状态时，若电源键被按下，则主芯片会检测到其PBINT口由高电平变为低电平，且保持一段时间以上时，系统认为要求执行开机操作，进而控制整机的软硬件上电开机。而采用音量/开关复用旋钮3进行开关机控制时，由于旋钮的开关状态只有两种：开机时保持一种状态，关机时保持一种状态。传统对讲机的设计方式是用开关旋钮控制系统供电，当开机时系统上电，关机时系统掉电；而手机需要有完整的关机流程，如果直接掉电会导致数据丢失甚至系统异常。基于此，为了将音量/开关复用旋钮3应用于手机的系统电路设计中，并满足手机系统的开关机要求，本实施例将手机系统设置为上电自动开机模式，开机后，主芯片通过检测其PBINT口的电平状态来控制完成对讲功能的各硬件模块开机或者关机。具体来讲，当音量/开关复用旋钮3旋转到打开位置时，其电路模块S5001的4脚与5脚之间的开关闭合，从而使主芯片的PBINT口接地，呈低电平状态。主芯片在检查到其PBINT口为低电平时，控制硬件自动上电运行。当音量/开关复用旋钮3旋转到关闭位置时，其电路模块S5001的4脚与5脚之间的开关断开，从而使主芯片的PBINT口呈高电平状态，此时软件启动关机流程。

在本实施例中，所述音量/开关复用旋钮3优选采用带阻尼效果的开关旋钮，通过在电路模块S5001的4脚上连接滤波电容C5017，配合电阻R5009构成滤波网络，由此可以有效滤除线路中的噪波干扰，避免发生误关机问题的发生。此外，通过将电路模块S5001的4脚通过压敏电阻RV5016接地，由此可以提高系统的抗静电冲击能力，以提高系统运行的安全性。

在音量/开关复用旋钮3打开后，通过改变旋钮的转动位置即可向主芯片输出不同幅值的模拟电压，主芯片根据接收到的模拟电压的大小便可换算出与之对应的音量大小，进而对手机扬声器输出的音量进行调节。具体电路设计方式为：图2中，电路模块S5001的1-3脚为电位计的三个端子，其中，2脚为电位计的中间滑动端子，连接主芯片的ADC端口；1脚通过分压电阻R5018连接直流电源端子TD_VDDIO，3脚通过分压电阻R5019接地。当改变音量/开关复用旋钮3的旋转位置后，相应的电位计1脚与2脚之间的电阻值随之变化，从而使得输出至主芯片的ADC端口的分压值ADC_VOLUME发生改变。由此主芯片便可以根据ADC_VOLUME的幅值大小判断出需要调节的音量大小，进而改变扬声器的输出功率，实现对讲通话的音量调节功能。

为了提高信号传输的稳定性，本实施例优选在所述电路模块S5001的2脚与主芯片的ADC端口之间的连线上进一步连接并联接地的滤波电容C5003和压敏电阻RV5017，以抑制干扰信号和浪涌电压。

采用本实施例所提出的系统上电自动开机模式后，可能会存在以下问题：当手机电池的电压低于设定值（例如3.3V）时，系统会由于低电而自动关机，若此时音量/开关复用旋钮3处于开机状态，则系统又会重新自动开机，软件检测电池低电再关机，不停的开关机，直到电池耗尽。为了解决这一问题，本实施例在电路设计上增加了低压保护电路，具体可以采用电平检测芯片IC2003配合开关电路设计实现，如图3所示。当手机的电池电压低于设定值时，通过电平检测芯片IC2003控制开关电路动作，进而切断手机电池VBAT向后级硬件电路的供电通路，使得系统不再开机，这样可以防止电池电压消耗殆尽。

对于所述的开关电路来说，本实施例优选采用一颗N沟道MOS管Q2001和一颗P沟道MOS管Q2002连接而成，如图3所示。将电平检测芯片IC2003的输入端VDD连接手机电池VBAT，对电池电压进行检测，输出端连接N沟道MOS管Q2001的栅极，并通过限流电阻R2009连接手机电池VBAT。将所述N沟道MOS管Q2001的源极接地，漏极连接所述P沟道MOS管Q2002的栅极。所述P沟道MOS管Q2002的栅极通过限流电阻R2010连接手机电池VBAT，源极直接与手机电池VBAT相连接，漏极连接后级硬件电路的供电端子VBAT_BB。当手机的电池电压高于设定值时，比如高于3.3V，电平检测芯片IC2003通过其输出端OUT输出高电平的控制信号，控制N沟道MOS管Q2001饱和导通，进而拉低P沟道MOS管Q2002的栅极电压。此时，P沟道MOS管Q2002由于其源极电压高于其栅极电压而进入饱和导通状态，进而使得手机电池VBAT输出的电压能够通过P沟道MOS管Q2002的源极和漏极传输至后级硬件电路的供电端子VBAT_BBA，为后级硬件电路提供工作电压。当电平检测芯片IC2003检测到手机电池VBAT输出的电压过低时，比如低于设定值3.3V，则输出低电平的控制信号，控制N沟道MOS管Q2001截止。此时，P沟道MOS管Q2002由于其源极电压等于其栅极电压而转入截止状态，进而切断了手机电池VBAT与供电端子VBAT_BBA之间的连接通路，使得后级硬件电路断电停止运行，即实现了系统的低电自动关机功能。

对于麦克风的设计，本实施例采用双麦克风的设计方案，即在手机主体1上同时设置用于对讲通话的对讲麦克风4和用于手机通话的手机麦克风5，如图1所示。为了提高通话质量，优选在手机主体1内部的音频处理电路中增加回音抑制和噪声消除电路，参见图4所示。图4中，芯片IC4003为一颗回音抑制和噪声消除芯片，至少包含有三个音频输入通道，分别与两个麦克风和手机扬声器对应连接。其中，通过手机麦克风4拾取的音频信号被转换成差分信号MIC1P、MIC1N后，经由电阻R4020、R4021和电容C4018、C4020、C4022组成的滤波电路传输至芯片C4029的第一组音频输入端MIC0_P、MIC0_N；通过对讲机麦克风5拾取的音频信号被转换成差分信号MIC2P、MIC2N后，经由电阻R4022、R4023和电容C4025-C4027组成的滤波电路传输至芯片IC4003的第二组音频输入端MIC1_P、MIC1_N；经主芯片输出给扬声器的音频信号SPEAKER+同时经由电阻R4024、R4025分压、电容C4028隔直和滤波电容C4030处理后，传输至芯片IC4003的第三路音频输入端子LINE_IN_P。

当手机工作在免提通话模式时，由于需要采用大功率的喇叭输出对方语音，音量很大，只采用手机系统的回音抑制算法不能有效的消除回音，所以需要增加本实施例的回音抑制电路。其工作原理是：主芯片通过I²C总线SDA、SCL输出控制信号至芯片IC4003，芯片IC4003打开所述的三组音频输入通道，利用对讲机麦克风拾取的音频信号消除手机麦克风信号中背景噪声，利用扬声器信号SPEAKER+消除手机麦克风信号中的回音，最终通过音频输出端子LINE_OUT输出处理后的本机用户语音，并经由隔直电容C4032隔离掉其中的直流成分后，输出至所述的主芯片。对于主芯片的音频输入端子ECH0_MICP、ECH0_MICN要求接收差分信号的情况，可以利用接地电容C4033与芯片IC4003输出的单端音频信号构成一对假差分信号，传输至主芯片的音频输入端子ECH0_MICN、ECH0_MICP，以满足主芯片的接收要求。

当手机工作在手持通话模式时，由于通过听筒输出的音量很小，不会被麦克风拾取到，因此无需进行回音抑制。此时，芯片IC4003可以仅接收两个麦克风拾取的音频信号，利用对讲机麦克风拾取的音频信号消除手机麦克风信号中的背景噪声，进而通过音频输出端子LINE_OUT向主芯片输出处理后的本机用户语音。

当手机工作在对讲通话模式时，由于对讲通话是工作在半双工模式下的，一方发言时，其他用户只能接听，不能发言，所以基本不存在回音问题。可以通过芯片IC4003接收来自两个麦克风的音频信号，经由芯片IC4003进行ADC转换、DSP处理、DAC转换和增益控制处理后，利用手机麦克风拾取的音频信号消除对讲机麦克风信号中的背景噪声，进而通过音频输出端子LINE_OUT向主芯片输出处理后的音频信号，以适应对讲机用户嘈杂的使用环境，确保对方能够清楚地接听到本机用户的语音。

为了避免两路麦克风拾取的语音信号一致，误判为背景噪声而被消除，本实施例优选将对讲麦克风4布设在手机主体1的上方，最好布设在手机主体1的侧面或者后壳体上；将手机麦克风5布设在手机主体1下方的前壳体上，如图1所示，以符合对讲机用户的使用习惯。

在手机平台的设计中，耳机通路的驱动能力一般为20~30mW，无法驱动对讲机耳机。本实施例通过在耳机电路中增加音频功放芯片，并采用2.5mm和3.5mm的双插孔耳机插座6，进而在满足对讲机耳机驱动要求的前提下，可以兼容市面上的对讲机耳机和肩麦。

图5中，CN4001为3.5mm的耳机插座，用于插接对讲机耳机的麦克风插头。其中，耳机插座CN4001的3脚为音频传输端子，将耳机麦克风拾取的单端音频信号首先通过电阻R4008、R4011和耳机麦克风的内阻形成的分压电路进行幅值限制后，再经由电容C4008、C4012、C4015-C4017转换成差分音频信号传送至主芯片的音频接口AUXMICP、AUXMICN。耳机插座CN4001的5脚为喊话按键识别端子，根据设置在对讲机耳机上的喊话按键是否被按下，进而向主芯片的一路IO口输出高电平或者低电平的识别信号POC_ON。当耳机上的喊话按键按下时，识别信号POC_ON变为低电平，主芯片控制系统工作在本机用户发言的模式。

为了防止静电冲击，优选在耳机插座CN4001的3脚和5脚上分别连接一路压敏电阻RV4001、RV4002，以抑制浪涌电压对手机系统电路造成损坏。

图6中，CN4002为2.5mm的耳机插座，用于插接对讲机耳机的扬声器插头。其中，耳机插座CN4002的1脚为音频输出端子，通过由电感L4002和电容C4019、C4021组成的滤波网络以及隔直电容C4031连接音频功放芯片IC4001的输出端Vo2，分别用于抑制射频干扰以及提高耳机输出的低频效果。主芯片输出的耳机信号TD_HPHR通过隔直电容C4011隔离掉其中的直流成分后，传送至音频功放芯片IC4001的输入端，经由音频功放芯片IC4001进行功率放大处理后，通过耳机插座CN4002的1脚驱动对讲耳机上的扬声器输出对方语音。在所述耳机插座CN4002的1脚上还连接有由电阻R4031、R4032以及直流电源VBATT组成分压电路，以用于抑制耳机插入的POP音。

同样的，为了防止静电冲击，优选在耳机插座CN4002的1脚和4脚上分别连接一路压敏电阻RV4003、RV4004，以提高系统工作的安全性。

本实施例所提出的对讲手机设计方案与普通对讲手机相比，外形更接近于传统的对讲机，因此能够更好地符合对讲机用户的使用习惯。而且，该对讲手机可以应用TD-SCDMA和GSM移动网络，因此没有通话距离的限制。

当然，以上所述仅是本实用新型的一种优选实施方式，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims

1.一种对讲手机，包括手机主体及设置于主体内部的主芯片，其特征在于：在手机主体上设置有音量/开关复用旋钮、对讲机麦克风、手机麦克风和用于插接对讲机耳机或者肩麦的耳机插座；所述音量/开关复用旋钮通过检测电路连接所述的主芯片，输出表示对讲机开关的高低电平信号和表示音量大小的模拟电压至主芯片；所述的对讲机麦克风和手机麦克风通过音频处理电路连接所述的主芯片；所述的耳机插座通过耳机电路连接所述的主芯片。

2.根据权利要求1所述的对讲手机，其特征在于：在所述音量/开关复用旋钮中包含有一开关和一电位计；所述开关串联在主芯片的一路GPIO口与地之间；所述电位计的中间滑动端子连接主芯片的ADC端口，另外两个端子各自通过一个分压电阻分别与直流电源和系统地一一对应连接。

3.根据权利要求2所述的对讲手机，其特征在于：在所述主芯片的GPIO口和ADC端口上各自连接有一组滤波电容和压敏电阻。

4.根据权利要求2所述的对讲手机，其特征在于：在所述检测电路中包含有一低压保护电路，在所述低压保护电路中包含有一电平检测芯片和一开关电路，所述电平检测芯片接收手机电池输出的直流电压，在检测到所述的直流电压低于设定值时，输出控制信号至所述的开关电路，控制开关电路切断手机电池与后级硬件电路之间的供电通路。

5.根据权利要求4所述的对讲手机，其特征在于：在所述开关电路中包含有一N沟道MOS管和一P沟道MOS管，所述N沟道MOS管的栅极接收所述的控制信号，源极接地，漏极连接P沟道MOS管的栅极；所述P沟道MOS管的栅极和源极连接所述的手机电池，漏极连接后级硬件电路的供电端子。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的对讲手机，其特征在于：所述对讲机麦克风布设在手机主体后壳体的上方或者手机主体的侧面，所述手机麦克风布设在手机主体前壳体的下方。

7.根据权利要求6所述的对讲手机，其特征在于：在所述音频处理电路中包含有一回音抑制和噪声消除芯片，分别接收手机麦克风和对讲机麦克风拾取的本机用户语音以及传输至手机扬声器的音频信号，并与所述的主芯片相连接，对麦克风拾取的本机用户语音进行回音抑制和噪声消除处理后，输出至所述的主芯片。

8.根据权利要求1至5中任一项所述的对讲手机，其特征在于：所述耳机插座为双插孔耳机插座，其中，在用于插接耳机麦克风的插座中，音频传输端子接收麦克风信号并传输至主芯片的音频接口，喊话按键识别端子连接主芯片的IO口，所述音频传输端子和喊话按键识别端子各自通过一路压敏电阻接地；在用于插接耳机扬声器的插座中，通过主芯片输出的对方语音信号经由音频功放芯片进行放大处理后，通过隔直电容传输至音频输出端子，所述音频输出端子通过一分压电阻连接直流电源，通过另一分压电阻接地。

9.根据权利要求8所述的对讲手机，其特征在于：所述用于插接耳机麦克风的插座为3.5mm的耳机插座；所述用于插接耳机扬声器的插座为2.5mm的耳机插座。

10.根据权利要求1至5中任一项所述的对讲手机，其特征在于：在所述手机主体的顶部设置有外置天线；在手机主体的背面设置有背夹。