CN205232422U - 一种耳机 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种耳机，其中，该耳机包括：USB？type？C接口，用于接收电子设备传送的包括数字音频信号的数字信号；微控制单元，与所述USB？type？C接口连接，用于控制所述USB？type？C接口接收所述数字信号；数/模转换芯片，与所述微控制单元连接，用于将所述数字音频信号转换成模拟音频信号；喇叭单体，与所述数/模转换芯片连接，用于根据所述模拟音频信号向用户播放音频内容。本实用新型可以利用电子产品上的USB？type？C接口给耳机供电以及向耳机传输音频，并且可以利用耳机向电子产品传输控制命令。

Description

一种耳机

优先权声明

本申请要求2014年12月29日递交的、申请号为CN201410837374.9、发明名称为“耳机环境声音的调节方法和耳机”的中国发明专利的优先权，该发明专利的所有内容在此全部引入。

技术领域

本实用新型涉及一种音频设备接口，尤其涉及一种利用USBtypeC接口供电及传输音频数据的耳机。

背景技术

随着USB接口的新标准USBtypeC接口的面世，这种具有超薄、高速、强大供电能力，支持正反插，整合多种功能如供电、数据传输和视频输出，后向兼容等多种特性的新接口，虽然还处于起步阶段，但由于苹果、谷歌等跨国公司产品的广泛应用，使得该新标准接口受到越来越广泛的关注。尤其是苹果的新MacBook一口气去掉了除USBType-C接口以外的所有数据接口，这让它在美观性和便携性方面，又有了全新的提升。苹果这样下大力气推广USBType-C接口，无疑加速它的发展，从而让USBType-C接口被更多电子厂商应用到他们的手机、平板电脑、笔记本或PC机上，并取代其他接口。

耳机作为这些主机产品最常见的附件产品，是不可或缺的，甚至对于有些用户来说耳机已成为他们生活的一部分。然而，目前市面上被广泛使用的耳机基本都是3.5mm音频接口的模拟耳机，利用USB接口作为插孔的耳机，还是MicroUSB接口，即上一代USB接口标准，显然这种耳机是不能利用最新出现的USBtypeC接口，因此，装配USBtypeC接口的电子产品依然无法省去音频接口，这势必影响到电子产品的美观性和便携性。

因此，本领域技术人员亟待开发出一种耳机，通过USBtypeC接口进行供电及数据传输，从而给用户带来更好音质体验以及更智能和便捷的操作体验。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型要解决的技术问题是提供一种耳机，解决了现有技术中无法实现USBtypeC接口与耳机接口复用的问题。

为了解决上述技术问题，本实用新型具体实施方式提供一种耳机，包括：USBtypeC接口，用于接收电子设备传送的包括数字音频信号的数字信号；微控制单元，与所述USBtypeC接口连接，用于控制所述USBtypeC接口接收所述数字信号；数/模转换芯片，与所述微控制单元连接，用于将所述数字音频信号转换成模拟音频信号；喇叭单体，与所述数/模转换芯片连接，用于根据所述模拟音频信号向用户播放音频内容。

本实用新型具体实施方式提供一种耳机，其中，该耳机还包括：麦克风，用于将用户的声音转化成模拟输入信号；模/数转换芯片，与所述麦克风和所述微控制单元连接，用于将所述模拟输入信号转换成数字输入信号后传送给所述微控制单元。

本实用新型具体实施方式提供一种耳机，其中，该耳机还包括：设置于所述数/模转换芯片和所述喇叭单体之间的降噪器，与所述麦克风连接，用于通过所述麦克风采集环境噪音信号并产生与环境噪音信号幅度相等相位相反的声波从而将环境噪音抵消。

本实用新型具体实施方式提供一种耳机，其中，该耳机还包括：调节器，与所述降噪器连接，用于切换所述环境噪音信号放大或衰减级别，从而让所述降噪器产生与放大或衰减后的环境噪音信号幅度相等相位相反的声波，进而实现所述降噪器降噪量大小的调整；和/或，开关，与所述降噪器连接，用于开关所述降噪器。

其中，所述调节器为物理按键，利用所述物理按键切换所述环境噪音信号放大或衰减级别。

其中，所述物理按键为旋钮或加减键。

其中，所述调节器为电子设备显示界面上的虚拟按键，利用所述虚拟按键通过USBtypeC接口向所述微控制单元传送所述数字信号从而放大或衰减所述环境噪音信号。

其中，所述降噪器采用前馈式或反馈式降噪。

本实用新型具体实施方式提供一种耳机，其中，该耳机还包括：均衡器，设置于所述数/模转换芯片和所述喇叭单体之间，用于调整所述模拟音频信号的各个频率成份的幅度。

基于上述本实用新型的具体实施方式，可以得知本实用新型的耳机至少具有以下有益效果或特征：可以利用电子产品上的USBtypeC接口给耳机供电以及向耳机传输音频，并且可以利用耳机向电子产品传输控制命令；耳机音质好；耳机无需电池即可实现高阶功能，成本低，外观简洁小巧；支持耳机正反插，使用方便，用户体验好。

应了解的是，上述一般描述及以下具体实施方式仅为示例性及阐释性的，其并不能限制本实用新型所欲主张的范围。

附图说明

下面的所附附图是本实用新型的说明书的一部分，其绘示了本实用新型的示例实施例，所附附图与说明书的描述一起用来说明本实用新型的原理。

图1为本实用新型具体实施方式提供的一种耳机的具体实施例一的结构示意图；

图2为本实用新型具体实施方式提供的一种耳机的具体实施例二的结构示意图；

图3为本实用新型具体实施方式提供的一种耳机的具体实施例三的结构示意图；

图4为本实用新型具体实施方式提供的一种耳机的具体实施例四的结构示意图；

图5为本实用新型具体实施方式提供的一种耳机的具体实施例五的结构示意图；

图6为本实用新型具体实施方式提供的一种耳机的具体实施例六的结构示意图；

图7为本实用新型具体实施方式提供的一种耳机的USBtypeC接口的接线方式图。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面将以附图及详细叙述清楚说明本实用新型所揭示内容的精神，任何所属技术领域技术人员在了解本实用新型内容的实施例后，当可由本实用新型内容所教示的技术，加以改变及修饰，其并不脱离本实用新型内容的精神与范围。

本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，但并不作为对本实用新型的限定。另外，在附图及实施方式中所使用相同或类似标号的元件/构件是用来代表相同或类似部分。

关于本文中所使用的“第一”、“第二”、…等，并非特别指称次序或顺位的意思，也非用以限定本实用新型，其仅为了区别以相同技术用语描述的元件或操作。

关于本文中所使用的方向用语，例如：上、下、左、右、前或后等，仅是参考附图的方向。因此，使用的方向用语是用来说明并非用来限制本创作。

关于本文中所使用的“包含”、“包括”、“具有”、“含有”等等，均为开放性的用语，即意指包含但不限于。

关于本文中所使用的“及/或”，包括所述事物的任一或全部组合。

关于本文中所使用的用语“大致”、“约”等，用以修饰任何可以微变化的数量或误差，但这些微变化或误差并不会改变其本质。一般而言，此类用语所修饰的微变化或误差的范围在部分实施例中可为20％，在部分实施例中可为10％，在部分实施例中可为5％或是其他数值。本领域技术人员应当了解，前述提及的数值可依实际需求而调整，并不以此为限。

某些用以描述本申请的用词将于下或在此说明书的别处讨论，以提供本领域技术人员在有关本申请的描述上额外的引导。

图1为本实用新型具体实施方式提供的一种耳机的具体实施例一的结构示意图，如图1所示，将耳机的USBtypeC接口与电子设备连接，数/模转换芯片将所述数字信号转换成模拟音频信号后，传输给喇叭单体，从而实现音频内容的播放。

该附图具体实施方式包括USBtypeC接口10、微控制单元20、数/模转换芯片30、喇叭单体40，其中，USBtypeC接口10用于接收电子设备传送的包括数字音频信号的数字信号，电子设备可以为移动终端、平板电脑、笔记本电脑、台式机等，数字信号可以为数字音频信号、控制指令、数据信息等；微控制单元20与所述USBtypeC接口10连接，微控制单元20用于控制所述USBtypeC接口10接收所述数字信号，微控制单元20可以为数字信号处理器(DSP如TiTMS320C6000系列)、微处理器(MCU如Atmel的ATSAMG55G19A-UUT)、专用集成电路(ASIC)、现场可编程逻辑陈列(FPGA如Xilinx的Spartan3E系列)等；数/模转换芯片30与所述微控制单元20连接，数/模转换芯片30用于将所述数字音频信号转换成模拟音频信号；喇叭单体40与所述数/模转换芯片30连接，喇叭单体40用于根据所述模拟音频信号向用户播放音频内容。

参见图1，数/模转换芯片30用于将所述数字音频信号转换成模拟音频信号，喇叭单体40用于向用户播放音频内容，将USBtypeC接口耳机插入电子产品后，可以利用电子产品上的USBtypeC接口给耳机供电以及向耳机传输音频，并且可以利用耳机向电子产品传输控制命令，例如，进行电话接听、电话挂断等，还可以通过电子产品上的应用程序(APP)控制耳机音量、音量均衡等；USBtypeC接口耳机音质好；耳机无需电池即可实现高阶功能，成本低，外观简洁小巧；支持耳机正反插，使用方便，用户体验好。

图2为本实用新型具体实施方式提供的一种耳机的具体实施例二的结构示意图，如图2所示，该耳机还可以具有麦克风，用于音频输入，需要利用模/数转换芯片将人的模拟信号转换成数字信号传输给电子设备。

该附图具体实施方式中，该耳机还包括麦克风50、模/数转换芯片60，其中，麦克风50用于将用户的声音转化成模拟输入信号；模/数转换芯片60与所述麦克风50和所述微控制单元20连接，模/数转换芯片60用于将所述模拟输入信号转换成数字输入信号后传送给所述微控制单元20，最终由微控制单元20将数字输入信号传送给电子设备。其中，数字输入信号可以是数字音频信息或者控制命令等。

参见图2，由于人类发出的声音是模拟信号，被麦克风拾取转变成电信号，再通过模/数转换变成数字输入信号，另外，数字输入信号可以是音频内容(例如通过耳机进行音频通话)，也可以是控制命令(例如通过耳机基于语音识别技术操作电子设备)。本实用新型具有音频输入功能，使用方便，用户体验好，扩大了本实用新型的使用范围。

图3为本实用新型具体实施方式提供的一种耳机的具体实施例三的结构示意图，参见图3，本实用新型耳机利用降噪器实现主动降噪(ANC)功能，主动降噪功能就是通过降噪系统产生与环境噪音幅度相等相位相反的反向声波，将噪音抵消，从而实现降噪。

该附图具体实施方式中，该耳机还包括设置于所述数/模转换芯片30和所述喇叭单体40之间的降噪器70，其中，降噪器70与所述麦克风50连接，降噪器70用于通过所述麦克风50采集环境噪音信号并产生与环境噪音幅度相等相位相反的声波从而将外部噪音抵消。

如图3所示，降噪器70设置于数/模转换芯片30和喇叭单体40之间，降噪器70通过所述麦克风50采集环境噪音信号，本实用新型的其它实施例中，降噪器70也可以自带环境噪音信号采集模块，此外，降噪器70可以自带喇叭(即Hi-Fi喇叭)，用于产生与环境噪音幅度相等相位相反的声波，降噪器70也可以利用喇叭单体40产生与环境噪音幅度相等相位相反的声波，从而将外部噪音抵消掉，本实用新型不以此为限，本实用新型耳机通过配置降噪器70能够让用户远离噪声的打扰，提高用户体验度。本实用新型的其它具体实施例中，麦克风50采集的音频数据可经过降噪算法的处理后再传输给电子设备，从而可以提高音频采集的保真度。

图4为本实用新型具体实施方式提供的一种耳机的具体实施例四的结构示意图，如图4所示，耳机还具有调节器和/或开关，可以调节降噪器降噪量的大小，或者直接关闭降噪器，不进行降噪，实现耳机针对不同环境使用对应的降噪量，更加人性化。

该附图具体实施方式中，耳机还包括调节器100和/或开关130，其中，调节器100与所述降噪器70连接，调节器100用于切换所述环境噪音信号放大或衰减级别从而实现所述降噪器70降噪量大小的调整。如果放大所述环境噪音信号，通过降噪器70产生与环境噪音信号幅度相同，相位相差180度的信号，从而可以精确地抵消环境噪音信号，实现高级别降噪；相反，如果衰减所述环境噪音信号，通过降噪器70产生与衰减后的环境噪音信号幅度相同，相位相差180度的信号，从而可以粗略地抵消环境噪音信号，实现低级别降噪，通过上述方法，实现降噪量大小的调节。例如，用户处于嘈杂的公交车上，可以利用调节器100实现高级别降噪，用户处于相对安静的办公室，可以使用调节器100实现低级别降噪。在公交车上，如果利用低级别降噪，去噪后，环境噪声还会对用户造成干扰，在办公室，如果使用高级别降噪，去噪后，会给用户带来一种无声实验室中的不适。开关130与所述降噪器70连接，开关130用于开关所述降噪器70。方便用户在不摘除耳机时，倾听外部环境的声音，比如，用户在不摘除耳机时，要与他人交谈，可以通过调节器100实现周围环境声音的放大，听到周围环境声音。

参见图4，环境噪声是变化的，不同地点不同时间环境噪声的能量级别及频谱分布是不同的，用户能够根据特定环境的需要任意调节降噪量的大小，不用单一选择降噪功能的开启或关闭，让耳机可以适应不同的噪声环境，例如在普通办公室内，将降噪量调整到5dB即可满足需求，在人声鼎沸的贸易市场，则需要将降噪量调整到25dB以上，才能达到较佳的降噪效果，分级降噪功能使耳机更加人性化，增强用户体验度。

本实用新型的具体实施方式中，所述调节器100可以为物理按键，利用所述物理按键切换所述环境噪音信号放大或衰减级别；物理按键可以为旋钮或加减键，如果耳机为头戴式耳机，所述调节器100可以为物理旋钮，调节器100可以设置于头戴式耳机外壳上，通过旋转调节器100，可以进行分级降噪。此外，调节器100可以为电子设备显示界面上的虚拟按键，利用所述虚拟按键放大或衰减所述环境噪音信号；虚拟按键为触摸旋钮或触摸加减键；虚拟旋钮可以为电子设备显示界面上的触摸图标，例如，通过用户触摸可以调整虚拟旋钮，从而引环境噪音信号的放大或衰减。

本实用新型的另一具体实施方式中，无论头戴式耳机或入耳式耳机，所述降噪器70均可采用前馈式(FF，Feed-Forward)和/或反馈式降噪(FB，Feedback)。在前馈式降噪系统中，采样麦克风位于耳机外部或耳机罩开口处，以直接采集耳机外部的噪音信号，经过主动降噪电路(ANC)处理电路后，从喇叭中播放出适当幅度的反相噪声，用以抵消进入到耳罩内的噪音，其最主要的特点是噪音的消除回路是开环的。而在反馈式降噪系统中，麦克风位于耳机内部喇叭的前面或附近，麦克风采集耳罩内部的噪音信号，再经过ANC电路组成的闭环负反馈回路，推动喇叭产生反向噪声信号以抵消耳罩内部的噪声，由于反馈式主动降噪系统的噪音检测麦克风在耳罩的内部，通过闭环回路反馈自动调节，因此这种方式更加精确反馈耳朵附近的噪声，降噪的效果也相对要比前馈式的更好，但结构、电路及调试工作相对要复杂些。因此本申请对体积要求高的小耳塞(入耳式耳机)以及对体积要求不是太高的耳罩式耳机均可采用前馈式和/或反馈式降噪系统，方便耳机生产，降低生产成本。

图5为本实用新型具体实施方式提供的一种耳机的具体实施例五的结构示意图，如图5所示，耳机还具有均衡器(EQ)，可以进行EQ调整，即可以分别调节各种频率成分电信号的幅度，满足用户的个性化需求。

该附图具体实施方式中，该耳机还包括均衡器80，均衡器80设置于所述数/模转换芯片30和所述喇叭单体40之间，均衡器80用于调整所述模拟音频信号的各个频率成份的幅度。均衡器80也可集成在数/模转换芯片30内部。

参见图5，人的听力频率段范围为20HZ～20000HZ，将人的听力频率段划分成超低音、低音、中音、中高音、高音、超高音，根据音频播放的内容，放大或缩小相应频率的音量，满足用户的特定需求，例如用户在听乐器演奏，由于乐器发音集中在中音和中高音，此时均衡器80放大中音、中高音频段的音量，降低其它频率段的音量，突出乐器特征，让用户尽享天籁之音，利用均衡器不但可以减小码间干扰的影响，而且让用户根据自身需要，调整各种频率成分电信号放大量，满足个性化调音，进一步提高了用户体验度。本实用新型的其它具体实施例中，模/数转换芯片60输出的音频数据信号和麦克风采集的音频信号可以进行混音后再传输给喇叭单体40，增强音质效果，从而提高用户体验。

图6为本实用新型具体实施方式提供的一种耳机的具体实施例六的结构示意图，如图6所示，耳机还具有供电模块，可以利用USBtypeC接口供电，即可以通过USBtypeC接口取得5V的电源输入。

该附图具体实施方式中，该耳机还包括供电模块90，供电模块90设置于所述USBtypeC接口10和所述微控制单元20之间，供电模块90用于给所述数/模转换芯片30和所述喇叭单体40供电。本实用新型的一个具体实施例中，所述供电模块90可以为DC-DC(直流-直流变换)供电模块和/或LDO(低压差线性稳压器)供电模块。

参见图6，通过供电模块90可以利用USBtypeC接口给耳机的内部电子元器件供电，耳机不用额外安装电池，不会产生电池污染源，对环境影响小，使用方便，扩大了耳机的使用范围。

图7为本实用新型具体实施方式提供的一种耳机的USBtypeC接口的接线方式图，如图7所示，所述供电模块90与所述USBtypeC接口10的四个VBUS管脚连接，即A4管脚、A9管脚、B4管脚、B9管脚；所述微控制单元20与所述USBtypeC接口10的A6管脚和A7管脚连接；所述USBtypeC接口10的A5管脚与接地管脚之间连接有一电阻R。本实用新型的一具体实施例中，所述电阻R的阻值可以为5100欧姆，本实用新型不以此为限。

参见图7，USBtypeC接口接线方式主要使用USB2.0typeC的数字接口DP(A6管脚)和DN(A7管脚)传输数据；CC1(A5管脚)用来配置该耳机作为USB从设备；USB主设备通过VBUS(即HOST/HUB向USB设备供电的电源线)给USB从设备提供5V电源。通过上述配置可以让USB2.0typeC接口直接兼容模拟音频信号输入输出模式。

本实用新型提供一种USBtypeC接口耳机，可以利用电子产品上的USBtypeC接口直接给耳机供电以及向耳机传输音频数据，并且可以利用耳机向电子产品传输控制命令及音频数据；耳机音质好；耳机无需电池即可实现高阶功能，成本低，耳机外观简洁小巧；本实用新型支持耳机正反插，用户使用方便，用户体验好。

上述的本实用新型实施例可在各种硬件、软件编码或两者组合中进行实施。例如，本实用新型的实施例也可为在数字信号处理器(DigitalSignalProcessor，DSP)中执行的上述程序的程序代码。本实用新型也可涉及计算机处理器、数字信号处理器、微处理器或现场可编程门阵列(FieldProgrammableGateArray，FPGA)执行的多种功能。可根据本实用新型配置上述处理器执行特定任务，其通过执行定义了本实用新型揭示的特定方法的机器可读软件代码或固件代码来完成。可将软件代码或固件代码发展为不同的程序语言与不同的格式或形式。也可为不同的目标平台编译软件代码。然而，根据本实用新型执行任务的软件代码与其他类型配置代码的不同代码样式、类型与语言不脱离本实用新型的精神与范围。

以上所述仅为本实用新型示意性的具体实施方式，在不脱离本实用新型的构思和原则的前提下，任何本领域的技术人员所做出的等同变化与修改，均应属于本实用新型保护的范围。

Claims (9)

1.一种耳机，其特征在于，该耳机包括：

USBtypeC接口(10)，用于接收电子设备传送的包括数字音频信号的数字信号；

微控制单元(20)，与所述USBtypeC接口(10)连接，用于控制所述USBtypeC接口(10)接收所述数字信号；

数/模转换芯片(30)，与所述微控制单元(20)连接，用于将所述数字音频信号转换成模拟音频信号；以及

喇叭单体(40)，与所述数/模转换芯片(30)连接，用于根据所述模拟音频信号向用户播放音频内容。

2.如权利要求1所述的耳机，其特征在于，该耳机还包括：

麦克风(50)，用于将用户的声音转化成模拟输入信号；以及

模/数转换芯片(60)，与所述麦克风(50)和所述微控制单元(20)连接，用于将所述模拟输入信号转换成数字输入信号后传送给所述微控制单元(20)。

3.如权利要求2所述的耳机，其特征在于，该耳机还包括：

设置于所述数/模转换芯片(30)和所述喇叭单体(40)之间的降噪器(70)，与所述麦克风(50)连接，用于通过所述麦克风(50)采集环境噪音信号并产生与环境噪音信号幅度相等相位相反的声波从而将环境噪音抵消。

4.如权利要求3所述的耳机，其特征在于，该耳机还包括：

调节器(100)，与所述降噪器(70)连接，用于切换所述环境噪音信号放大或衰减级别，从而让所述降噪器(70)产生与放大或衰减后的环境噪音信号幅度相等相位相反的声波，进而实现所述降噪器(70)降噪量大小的调整；和/或

开关(130)，与所述降噪器(70)连接，用于开关所述降噪器(70)。

5.如权利要求4所述的耳机，其特征在于，所述调节器(100)为物理按键，利用所述物理按键切换所述环境噪音信号放大或衰减级别。

6.如权利要求5所述的耳机，其特征在于，所述物理按键为旋钮或加减键。

7.如权利要求4所述的耳机，其特征在于，所述调节器(100)为电子设备显示界面上的虚拟按键，利用所述虚拟按键通过USBtypeC接口(10)向所述微控制单元(20)传送所述数字信号从而放大或衰减所述环境噪音信号。

8.如权利要求3所述的耳机，其特征在于，所述降噪器(70)采用前馈式或反馈式降噪。

9.如权利要求1所述的耳机，其特征在于，该耳机还包括：

均衡器(80)，设置于所述数/模转换芯片(30)和所述喇叭单体(40)之间，用于调整所述模拟音频信号的各个频率成份的幅度。