CN215420681U - 一种耳机及耳机系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种耳机及耳机系统，耳机包括：左耳机，其包括左控制单元、左载波调制解调单元；右耳机，其包括右控制单元、右载波调制解调单元；左控制单元与右控制单元通过地线连接；左载波调制解调单元与右载波调制解调单元通过电源信号线连接。本实用新型的耳机及耳机系统，通过设计左耳机的左控制单元与右耳机的右控制单元通过地线连接，左耳机的左载波调制解调单元与右耳机的右载波调制解调单元通过电源信号线连接，实现了左耳机与右耳机之间仅通过电源信号线和地线进行通信，减少了左耳机与右耳机之间连接线的数量，不仅保留了耳机的所有功能，且有效降低了耳机设计的复杂性，降低了组装工艺的复杂性，提高了耳机的组装性。

Description

一种耳机及耳机系统

技术领域

本实用新型属于耳机技术领域，具体地说，是涉及一种耳机及耳机系统。

背景技术

随着消费类电子产品的小型化设计，人们对小型的电子产品的设计需求越来越高。

但是现有头戴蓝牙耳机头戴线的设计比较复杂，若设计右耳机为主耳机，左耳机为从耳机，当设计的蓝牙耳机有4个麦克 ，2个扬声器，还有其他按键功能时，通过头戴线来进行左右耳的通信，涉及的头戴线少则七八条，多则十几二十条，不仅产线组装比较复杂，其产品外观尺寸较大，缺少美观性。

发明内容

本实用新型提供了一种耳机，减少了左耳机与右耳机之间连接线的数量。

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：

一种耳机，包括：

左耳机，其包括左控制单元、左载波调制解调单元，所述左控制单元与所述左载波调制解调单元连接；

右耳机，其包括右控制单元、右载波调制解调单元，所述右控制单元与所述右载波调制解调单元连接；

其中，所述左控制单元与所述右控制单元通过地线连接；

所述左载波调制解调单元与所述右载波调制解调单元通过电源信号线连接。

进一步的，所述左载波调制解调单元为CPLD芯片或FPGA芯片，所述右载波调制解调单元为CPLD芯片或FPGA芯片。

又进一步的，所述左耳机包括左储能单元，所述左储能单元为所述左控制单元、左载波调制解调单元供电；

所述右耳机包括右储能单元，所述右储能单元为所述右控制单元、右载波调制解调单元供电。

更进一步的，所述左耳机包括左储能单元，所述左储能单元为所述左控制单元、左载波调制解调单元供电；所述右耳机包括右滤波电路和右电压转换电路，所述右滤波电路的输入端与所述电源信号线连接，所述右滤波电路的输出端与所述右电压转换电路连接，所述右电压转换电路为所述右控制单元、右载波调制解调单元供电；

或者，

所述右耳机包括右储能单元，所述右储能单元为所述右控制单元、右载波调制解调单元供电；所述左耳机包括左滤波电路和左电压转换电路，所述左滤波电路的输入端与所述电源信号线连接，所述左滤波电路的输出端与所述左电压转换电路连接，所述左电压转换电路为所述左控制单元、左载波调制解调单元供电。

再进一步的，所述左控制单元具有左数据接口，所述左数据接口与所述左载波调制解调单元连接；

所述右控制单元具有右数据接口，所述右数据接口与所述右载波调制解调单元连接。

进一步的，所述左耳机包括左功率放大器、左扬声器，所述左控制单元具有左SPK接口，所述左SPK接口与所述左功率放大器连接，所述左功率放大器与所述左扬声器连接；

所述右耳机包括右功率放大器、右扬声器，所述右控制单元具有右SPK接口，所述右SPK接口与所述右功率放大器连接，所述右功率放大器与所述右扬声器连接；

所述左耳机包括左麦克风，所述左控制单元具有左MIC接口，所述左MIC接口与所述左麦克风连接；

所述右耳机包括右麦克风，所述右控制单元具有右MIC接口，所述右MIC接口与所述右麦克风连接。

又进一步的，所述左耳机或/和右耳机包括按键，所述按键与所述左控制单元或/和右控制单元连接；

所述左耳机或/和右耳机包括指示灯，所述指示灯与所述左控制单元或/和右控制单元连接。

更进一步的，所述左耳机为主耳机，所述右耳机为从耳机，所述左控制单元为蓝牙芯片，所述右控制单元为MCU芯片；

或者，

所述左耳机为从耳机，所述右耳机为主耳机，所述左控制单元为MCU芯片，所述右控制单元为蓝牙芯片。

再进一步的，所述耳机为头戴耳机，所述地线和所述电源信号线为头戴线。

基于上述耳机的设计，本实用新型还提出了一种耳机系统，包括终端设备以及所述的耳机，所述终端设备与所述耳机进行通信。

与现有技术相比，本实用新型的优点和积极效果是：本实用新型的耳机及耳机系统，通过设计左耳机的左控制单元与右耳机的右控制单元通过地线连接，左耳机的左载波调制解调单元与右耳机的右载波调制解调单元通过电源信号线连接，实现了左耳机与右耳机之间仅通过电源信号线和地线进行通信，减少了左耳机与右耳机之间连接线的数量，不仅保留了耳机的所有功能，且有效降低了耳机设计的复杂性，降低了组装工艺的复杂性，提高了耳机的组装性。

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耳机的一个实施例的结构示意图；

图2是本实用新型所提出的耳机的一个实施例的电路原理图；

图3是载波通信信号的波形图；

图4是通信信号的波形图。

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作进一步详细地说明。

本实施例的耳机包括左耳机和右耳机，左耳机和右耳机之间通过两根连接线连接通信，一根是电源信号线，另一根是地线，参见图1、图2所示。

左耳机，其包括左控制单元和左载波调制解调单元，左控制单元与左载波调制解调单元连接通信。为了便于左控制单元与左载波调制解调单元之间的连接通信，左控制单元具有左数据接口（包括数据接口D+和数据接口D-），左数据接口与左载波调制解调单元连接，左控制单元通过左数据接口与左载波调制解调单元连接通信。

右耳机，其包括右控制单元和右载波调制解调单元，右控制单元与右载波调制解调单元连接通信。为了便于右控制单元与右载波调制解调单元之间的连接通信，右控制单元具有右数据接口（包括数据接口D+和数据接口D-），右数据接口与右载波调制解调单元连接，右控制单元通过右数据接口与右载波调制解调单元连接通信。

其中，左控制单元与右控制单元通过地线连接；左载波调制解调单元与右载波调制解调单元通过电源信号线连接。

左耳机向右耳机发送信号的过程为：左控制单元发送通信信号至左载波调制解调单元，左载波调制解调单元将接收到的通信信号进行调制（即编码），生成载波通信信号，通过电源信号线发送至右载波调制解调单元；右载波调制解调单元将接收到的载波通信信号进行解调（即解码），得到通信信号，并发送至右控制单元，实现左耳机向右耳机发送信号。

右耳机向左耳机发送信号的过程为：右控制单元发送通信信号至右载波调制解调单元，右载波调制解调单元将接收到的通信信号进行调制（即编码），生成载波通信信号，通过电源信号线发送至左载波调制解调单元；左载波调制解调单元将接收到的载波通信信号进行解调（即解码），得到通信信号，并发送至左控制单元，实现右耳机向左耳机发送信号。

本实施例的耳机，通过设计左耳机的左控制单元与右耳机的右控制单元通过地线连接，左耳机的左载波调制解调单元与右耳机的右载波调制解调单元通过电源信号线连接，实现了左耳机与右耳机之间仅通过电源信号线和地线进行通信，减少了左耳机与右耳机之间连接线的数量，不仅保留了耳机的所有功能，且有效降低了耳机设计的复杂性，降低了组装工艺的复杂性，提高了耳机的组装性。

本实施例的耳机，由于仅仅保留了两条连接线，其外观结构设计可以进行大量的简化，能够有效减小产品外观件的尺寸，达到产品设计精巧的目的，进而可以设计出更加美观的产品；而且，结构简单、成本低，便于实现。

在本实施例中，左载波调制解调单元可以选为CPLD芯片或FPGA芯片，右载波调制解调单元可以选为CPLD芯片或FPGA芯片。

CPLD（Complex Programmable Logic Device），采用CMOS EPROM、EEPROM、快闪存储器和SRAM等技术，从而构成了高密度、高速度和低功耗的可编程逻辑器件，可以简单方便快速地实现载波调制解调功能。

FPGA（Field Programmable Gate Array），由逻辑单元、RAM、乘法器等硬件资源组成，通过将这些硬件资源合理组织，可实现乘法器、寄存器、地址发生器等硬件电路，可以简单方便快速地实现载波调制解调功能。

作为本实施例的一种优选设计方案，左耳机包括左储能单元，左储能单元为左控制单元、左载波调制解调单元以及左耳机的其他用电器件供电；右耳机包括右储能单元，右储能单元为右控制单元、右载波调制解调单元以及右耳机的其他用电器件供电。因此，左耳机和右耳机各自独立供电，供电方便。左储能单元、右储能单元均是指充电电池。

作为本实施例的另一种优选设计方案，左耳机具有储能单元，右耳机没有储能单元，左耳机为右耳机供电。具体来说，左耳机包括左储能单元，左储能单元为左控制单元、左载波调制解调单元以及左耳机的其他用电器件供电；右耳机包括右滤波电路和右电压转换电路，右滤波电路的输入端与电源信号线连接，右滤波电路的输出端与右电压转换电路的输入端连接，右电压转换电路的输出端输出合适的工作电压，为右控制单元、右载波调制解调单元以及右耳机的其他用电器件供电。电源信号线上的载波通信信号不能直接为右耳机供电，因此需要右耳机的右滤波电路将电源信号线上的通信信号滤除，只剩下电源信号，然后发送至右电压转换单元，右电压转换单元进行电压转换后，输出工作电压，为右控制单元、右载波调制解调单元以及右耳机的其他用电器件供电。由于只在左耳机上设计储能单元，简化了右耳机的设计，降低了右耳机的成本。

作为本实施例的又一种优选设计方案，右耳机具有储能单元，左耳机没有储能单元，右耳机为左耳机供电。具体来说，右耳机包括右储能单元，右储能单元为右控制单元、右载波调制解调单元以及右耳机的其他用电器件供电；左耳机包括左滤波电路和左电压转换电路，左滤波电路的输入端与电源信号线连接，左滤波电路的输出端与左电压转换电路的输入端连接，左电压转换电路的输出端输出合适的工作电压，为左控制单元、左载波调制解调单元以及左耳机的其他用电器件供电。电源信号线上的载波通信信号不能直接为左耳机供电，因此需要左耳机的左滤波电路将电源信号线上的通信信号滤除，只剩下电源信号，然后发送至左电压转换单元，左电压转换单元进行电压转换后，输出工作电压，为左控制单元、左载波调制解调单元以及左耳机的其他用电器件供电。由于只在右耳机上设计储能单元，简化了左耳机的设计，降低了左耳机的成本。

在本实施例中，

左耳机包括左功率放大器、左扬声器，左功率放大器与左扬声器连接；为了便于左控制单元与左功率放大器之间的通信，左控制单元具有左SPK接口（包括接口SPKL_P和接口SPKL_N），左SPK接口与左功率放大器连接，左功率放大器与左扬声器连接。左控制单元将需要播放的音频信号通过左SPK接口传送至左功率放大器（如AP功率放大器），经左功率放大器放大后传输至左扬声器，经左扬声器进行音频的播放。

右耳机包括右功率放大器、右扬声器，右功率放大器与右扬声器连接；为了便于右控制单元与右功率放大器之间的通信，右控制单元具有右SPK接口（包括接口SPKR_P和接口SPKR_N），右SPK接口与右功率放大器连接，右功率放大器与右扬声器连接。右控制单元将需要播放的音频信号通过右SPK接口传送至右功率放大器（如AP功率放大器），经右功率放大器放大后传输至右扬声器，经右扬声器进行音频的播放。

在本实施例中，

左耳机包括左麦克风，为了便于左控制单元与左麦克风之间的通信，左控制单元具有左MIC接口（包括接口MicL_CLK和接口MicL_DAT），左MIC接口与左麦克风连接，左控制单元通过左MIC接口与左麦克风通信。左麦克风收集声音信号，并将收集到的声音信号发送至左控制单元。

右耳机包括右麦克风，为了便于右控制单元与右麦克风之间的通信，右控制单元具有右MIC接口（包括接口MicR_CLK和接口MicR_DAT），右MIC接口与右麦克风连接，右控制单元通过右MIC接口与右麦克风通信。右麦克风收集声音信号，并将收集到的声音信号发送至右控制单元。

在本实施例中，为了便于用户操作耳机，以实现耳机的不同功能，左耳机或/和右耳机包括按键，按键与左控制单元或/和右控制单元连接。用户操作按键，按键输出的按键信号传输至左控制单元或/和右控制单元，以实现耳机相应的功能。具体来说，只在左耳机上设置左按键，左按键与左控制单元连接；或者只在右耳机上设置右按键，右按键与右控制单元连接；或者在左耳机上设置左按键，同时在右耳机上设置右按键，左按键与左控制单元连接，右按键与右控制单元连接。

在本实施例中，为了便于用户获知耳机的工作状态，左耳机或/和右耳机包括指示灯，指示灯与左控制单元或/和右控制单元连接。左控制单元或/和右控制单元控制指示灯的亮灭，以便于用户获知耳机的不同工作状态。具体来说，只在左耳机上设置左指示灯，左指示灯与左控制单元连接；或者只在右耳机上设置右指示灯，右指示灯与右控制单元连接；或者在左耳机上设置左指示灯，同时在右耳机上设置右指示灯，左指示灯与左控制单元连接，右指示灯与右控制单元连接。

为了便于控制整个耳机的运行，需要选定主耳机和从耳机，在本实施例中，可以选定左耳机为主耳机，右耳机为从耳机，左控制单元为蓝牙芯片，右控制单元为MCU芯片；或者，可以选定左耳机为从耳机，右耳机为主耳机，左控制单元为MCU芯片，右控制单元为蓝牙芯片。

假设选定左耳机为从耳机，右耳机为主耳机，左控制单元为MCU芯片，右控制单元为蓝牙芯片。蓝牙芯片是整个耳机的主控单元，负责与终端设备（如具有蓝牙通信功能的手机、PAD、PC等）进行通信。

当使用耳机播放音频时，终端设备发送音频信号至蓝牙芯片，蓝牙芯片接收到音频信号后，蓝牙芯片通过接口SPKR_P与SPKR_N传送给右功率放大器，经右功率放大器传输至右扬声器，进而使用右扬声器进行音频信号的播放。同时，蓝牙芯片把接收到音频信号传输至右载波调制解调单元，经右载波调制解调单元调制后生成载波通信信号，然后通过电源信号线传输至左载波调制解调单元，左载波调制解调单元将接收到的载波通信信号进行解调后得到通信信号，然后传输至左控制单元（即MCU芯片），左控制单元通过接口SPKL_P与SPKL_N传送给左功率放大器，经左功率放大器传输至左扬声器，进而使用左扬声器进行音频信号的播放。

当使用耳机拨打电话时，左麦克风和右麦克风可以单独工作，当然也可以同时工作。当左麦克风和右麦克风同时工作时，左麦克风收集的声音信号传输至左控制单元，左控制单元将接收到的声音信号发送至左载波调制解调单元，经左载波调制解调单元调制后生成载波通信信号，然后通过电源信号线传输至右载波调制解调单元，右载波调制解调单元将接收到的载波通信信号进行解调后得到通信信号（即左麦克风采集的声音信号），传输至蓝牙芯片，蓝牙芯片将左麦克风采集的声音信号与右麦克风采集的声音信号合成，进而实现通话功能。

在左耳机上设计按键以及LED指示灯等功能模块，当用户使用按键功能时，按键信号发送至MCU芯片，通过MCU芯片发送给左载波调制解调单元，经左载波调制解调单元调制后生成载波通信信号，然后通过电源信号线传输至右载波调制解调单元，右载波调制解调单元将接收到的载波通信信号进行解调后得到通信信号（即按键信号），传输给蓝牙芯片，进而实现按键的功能，如音乐暂停、播放、上一曲、下一曲、挂断电话等功能。

当然，随着耳机功能的不断完善，会在耳机上添加很多的传感器，无论任何信号，只要设计好CPLD的规则，通过CPLD的调制解调，都可以实现新添加的功能。例如，图3是载波通信信号，即载波信号（即电源信号）和通信信号叠加后的信号；图4是通信信号。图3中的载波通信信号，经过解调后，会成为图4的通信信号；当然，图4的通信信号，经过调制后，会成为图3中的载波通信信号，可以进行传输。

在本实施例中，耳机为头戴耳机，地线和电源信号线为头戴耳机的两根头戴线。头戴耳机的左耳机与右耳机之间仅通过两根头戴线进行通信，不仅保留了头戴耳机的所有功能，且有效降低了产品设计的复杂性，提高了产品的组装性，而且仅仅保留了两条头戴线，其外观结构设计可以进行大量的简化，可以设计出更加美观的产品。本实施例的头戴耳机，通过两条头戴线来实现耳机上的所有功能，包括扬声器、麦克、按键、LED指示灯等功能。

基于上述耳机的设计，本实施例还提出了一种耳机系统，包括终端设备以及所述的耳机，终端设备与耳机进行通信。终端设备为具备蓝牙功能的手机、PAD、PC等设备。

通过在耳机系统中设计所述的耳机，有效降低了耳机设计的复杂性，降低了成本。

当然，上述说明并非是对本实用新型的限制，本实用新型也并不仅限于上述举例，本技术领域的普通技术人员在本实用新型的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也应属于本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种耳机，其特征在于：包括：

左耳机，其包括左控制单元、左载波调制解调单元，所述左控制单元与所述左载波调制解调单元连接；

右耳机，其包括右控制单元、右载波调制解调单元，所述右控制单元与所述右载波调制解调单元连接；

其中，所述左控制单元与所述右控制单元通过地线连接；

所述左载波调制解调单元与所述右载波调制解调单元通过电源信号线连接。

2.根据权利要求1所述的耳机，其特征在于：所述左载波调制解调单元为CPLD芯片或FPGA芯片，所述右载波调制解调单元为CPLD芯片或FPGA芯片。

3.根据权利要求1所述的耳机，其特征在于：

所述左耳机包括左储能单元，所述左储能单元为所述左控制单元、左载波调制解调单元供电；

所述右耳机包括右储能单元，所述右储能单元为所述右控制单元、右载波调制解调单元供电。

4.根据权利要求1所述的耳机，其特征在于：

所述左耳机包括左储能单元，所述左储能单元为所述左控制单元、左载波调制解调单元供电；所述右耳机包括右滤波电路和右电压转换电路，所述右滤波电路的输入端与所述电源信号线连接，所述右滤波电路的输出端与所述右电压转换电路连接，所述右电压转换电路为所述右控制单元、右载波调制解调单元供电；

或者，

所述右耳机包括右储能单元，所述右储能单元为所述右控制单元、右载波调制解调单元供电；所述左耳机包括左滤波电路和左电压转换电路，所述左滤波电路的输入端与所述电源信号线连接，所述左滤波电路的输出端与所述左电压转换电路连接，所述左电压转换电路为所述左控制单元、左载波调制解调单元供电。

5.根据权利要求1所述的耳机，其特征在于：

所述左控制单元具有左数据接口，所述左数据接口与所述左载波调制解调单元连接；

所述右控制单元具有右数据接口，所述右数据接口与所述右载波调制解调单元连接。

6.根据权利要求1所述的耳机，其特征在于：

所述左耳机包括左功率放大器、左扬声器，所述左控制单元具有左SPK接口，所述左SPK接口与所述左功率放大器连接，所述左功率放大器与所述左扬声器连接；

所述右耳机包括右功率放大器、右扬声器，所述右控制单元具有右SPK接口，所述右SPK接口与所述右功率放大器连接，所述右功率放大器与所述右扬声器连接；

所述左耳机包括左麦克风，所述左控制单元具有左MIC接口，所述左MIC接口与所述左麦克风连接；

所述右耳机包括右麦克风，所述右控制单元具有右MIC接口，所述右MIC接口与所述右麦克风连接。

7.根据权利要求1所述的耳机，其特征在于：

所述左耳机或/和右耳机包括按键，所述按键与所述左控制单元或/和右控制单元连接；

所述左耳机或/和右耳机包括指示灯，所述指示灯与所述左控制单元或/和右控制单元连接。

8.根据权利要求1所述的耳机，其特征在于：

所述左耳机为主耳机，所述右耳机为从耳机，所述左控制单元为蓝牙芯片，所述右控制单元为MCU芯片；

或者，

所述左耳机为从耳机，所述右耳机为主耳机，所述左控制单元为MCU芯片，所述右控制单元为蓝牙芯片。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的耳机，其特征在于：所述耳机为头戴耳机，所述地线和所述电源信号线为头戴线。

10.一种耳机系统，其特征在于：包括终端设备以及如权利要求1至9中任一项所述的耳机，所述终端设备与所述耳机进行通信。

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