具有音频接口的移动装置充电器的制作方法

文档序号:13164088阅读:147来源:国知局
本披露主要涉及用于电子装置的电源和数据互连的电气连接件,更具体地,涉及用于汽车音响装置和移动装置的电源和数据连接。
背景技术
::相关技术例如智能手机和平板电脑的多功能电子装置得到了广泛的使用。这些装置最常见的功能之一是回放音频内容,例如音乐、有声读物、播客及类似的内容。同样也有特制的装置,专门执行上述这些功能,在本领域内也称这些装置为可携带音乐播放器(portablemusicplayer)。在智能手机中,通过调用装置中已安装的多个软件应用中的一个访问音频回放功能,与之不同,可携带音乐播放器具有更直接的接口选择音频回放控制,其中一些接口可设置为硬件输入。许多智能手机包括了扬声器,可以通过该扬声器回放音频,但几乎所有智能手机和可携带媒体播放器都类似地包括耳机接口,头戴式耳机、耳塞等可以与该接口相连接。虽然安全驾驶需要相当的注意力,但实现安全驾驶的精神负担也没有达到必须没有任何干扰的程度。实际上,由于长距离驾驶时常单调的本质,很多人赞成用音乐和其他音频节目的消遣。虽然这可以通过收音机、光盘播放器/更换器实现,但很多人已经习惯于使用前述的可携带电子装置,即智能手机,以存储、分类和回放音乐/音频节目。因此,近来,将这样的装置连接到汽车中的音频系统的偏好有所增加。许多最近的汽车车型以及高端、全功能的车型具有与外部装置连接的性能,而许多仍在路上运行的车辆不具备这些性能。通常有若干种不同的连接模式可用,包括通过无线连接以及通过通用串行总线(usb)接口和尖端-环-套筒(trs)端子的有线连接。然而,无线连接不如有线连接可靠,并且可能难以管理。将蓝牙节点,例如移动装置,与安装在汽车内的基站配对是繁琐的过程,并且数据传输链路容易断开。因此,许多用户选择通过安装在汽车中的音响系统中内置的标准音频接口连接装置。典型的连接涉及汽车音响的标准音频接口,公对公音频连接线缆以及移动装置的耳机接口。然而,并非所有移动装置都具有立体声接口,并且不一定每个车辆音频系统中都包括音频接口。一些移动装置具有单个外部输出,其可以是标准数据互连,例如usb,迷你usb(miniusb),或微型usb(microusb)端口。另一些,例如苹果iphone,可能利用称作lighting连接器的专有连接,这需要匹配专有插头和端口。在数字音频的实现中,需要数字-音频转换器(dac)(应为数-模转换器digital-to-analog)以将代表声波的数据流转换为模拟信号,再由扬声器将此模拟信号转换为声音。移动装置包括这样的dac集成电路,并且上述的模拟信号即为音频接口的输出。例如,驱动一对耳机或扬声器的立体声模拟音频信号由两组电压组成,其中一组代表左声道的信号,另一组代表右声道的信号。变化电压的频率以产生音频信号。这些电压通过标准3.5mm立体声音频接头及其对应接口的尖端和环传输,地电位在接头和接口的套筒上。将对应于音频信号的数字数据直接输出或流式传输至前述数据互连(usb,以及其变种,lighting等)同样是可能的。模拟音频信号是由通过线缆或互连传输后的数字数据重组而成。专有连接器以预先确定的配置或以动态的配置使用若干引脚。例如,苹果lighting连接器使用八个引脚,且引脚的功能可以按照连接的装置而变化。连接器可以具有或者不具有模拟音频引线(breakout)至两个引脚,作为专有标准的一部分。如果专有连接器缺少模拟音频引线,那么用于从数字装置接收音频的连接装置都必须具有dac(数字-模拟转换器)集成电路。因此,在移动装置的连接方式限定于专有外部连接,且用于来自装置信号到端口不同引脚的引线布局不容纳模拟音频信号的情况下,在线缆、适配器或线缆对端装置上的数字-模拟转换器可以用来将数字信号转换为模拟音频信号。技术实现要素:本披露的实施方式针对用于转换音频信号的装置。装置可以包括壳体,该壳体由远端部和近端部限定。另外,也可以有整合在壳体远端部分的电源接口。电源接口可以从直流电源接收电源(电能)。装置也可以包括整合在壳体的数字音频端口,其与电源接口之间有电气连接。此外,可以有连接到数据音频端口的,具有输入以及输出的数字-模拟转换器。数字-模拟转换器可以从数字音频端口接收数字信号。装置可以进一步包括模拟音频接口,其整合在壳体中,并与数字-模拟转换器的输出相连接。模拟音频接口可以接收来自数字-模拟转换器的模拟信号。当数字装置连接到数字音频端口时,来自电源接口的电源(电能)通过数字音频端口传递到数字装置,并且同时,数字音频端口从数字装置上接收到的数字信号传递到数字-模拟转换器的输入。另外披露了一种形成用于在模拟音响中播放数字音频文件的适配器的方法,其包括形成壳体,该壳体具有大致柱状远端部,并将电源接口与壳体整合,电源接口包括至少一个触点和引脚,电源接口配置为提供电源。然后,在壳体中构成数字音频端口,将数字音频端口连接至数字-模拟转换器,该数字-模拟转换器位于壳体内,以及将数字-模拟转换器连接至形成在壳体内的模拟音频接口。电源接口为数字音频端口提供电源。附图说明参照下述的说明和附图,本文披露的多种实施方式的这些特性和优点可以得到更好的理解。下述说明和附图中,相同的数字始终指示相同的部分,其中:图1a示出适配器装置的示例实施方式的轴测图;图1b示出适配器装置远端部的侧视图;图2示出示例模拟音频线缆的轴测图;图3示出示例数字线缆的平面图;以及图4示出适配器装置示例实施方式的示意性框图。具体实施方式下面参照附图具体描述的意图是,描述多插头适配器的当前优选实施方式,而不是代表本披露的唯一开发或应用形式。本说明结合示出的实施方式,阐述了用于适配器开发和操作的功能。然而应当理解,相同或等价的功能可以由不同的实施方式实现,这些实施方式也包含在本披露的范围当中。另外应当理解,关系术语的使用,例如第一、第二、远端、近端及类似术语,仅用于将一个实体与另一个实体区分,而不一定要求或暗示实体之间的这种实际关系或实际顺序。图1a和图1b示出了适配器装置10的一种实施方式,按照本披露的考虑结合了数字音频端口12和模拟音频接口14。数字音频端口和模拟音频接口安装在壳体16中,壳体16包括远端部24和近端部26。适配器装置10进一步包括电源接口18用于提供电源。电源接口18包括触点对20和触针22,用于连接到汽车电源(未示出),例如点烟器插座或专用12v直流电源插座。壳体的远端部24大致为柱状,以与点烟器插座或直流电源插座相对应。触点20安装在壳体圆柱壁28上相对的点上,并纵向沿圆柱壁延伸。通过给予触点弯曲或弓形,触点20从圆柱壁向外偏置,从而触点的两个相对端30、31和32、33分别与壳体相连接,且触点的剩余部分从壳体径向向外扩展。触点在其中点的位置离壳体最远。在一些实施方式中,触点20由螺旋弹簧34额外偏置。螺旋弹簧的一端偏置抵住触点中点的内侧,并且螺旋弹簧的对端偏置抵住圆柱壁28的外表面。另外,触针22也可以由一偏置部件偏置使触针位于其最远的伸展位置。触针这样的偏置产生了触针和点烟器或直流电源插座之间更好的电气连接。在图1a所示的实施方式中,壳体的近端26基本呈平行六面体的形状,然而这是为了示例而不是限制。在一种实施方式中,当其取向为应用取向,平行四面体的顶边36和底边38是弯曲的。在其他实施方式中,壳体16的近端26可以为任何形状,该形状能容纳数字音频端口12和模拟音频接口14以及其他可能的部分,例如下文将详细讨论的,安装在近端部上和/或近端部内的指示灯发光二极管。壳体可以由任何模塑材料制成,其提供用于安装数字音频端口12、模拟音频接口14以及形成电源接口18的结构强度。数字音频端口12和模拟音频接口14可以置于壳体的单侧、对侧或相邻侧。下文将继续详细讨论,适配器的内部包括另外的组件,以允许音频正确地从数字音频连接通至模拟音频连接。壳体也可以包括其他特性,例如发光二极管(led)40。led40可以用于示意用户多种条件或功能。例如,led40可以连接至壳体内部电路的电源部分。此led40会在电源连接至适配器时点亮,并提示用户此条件。也可将led40编程为闪烁,以指示数字音频端口和模拟音频接口之一或二者都未连接至对应的连接器。可选地,led40可以变换颜色以指示不同的状态。例如,当适配器连接至电源,而数字音频端口和模拟音频接口之一或二者未连接至对应的连接器时,led40可以为红色。当数字音频端口和模拟音频接口其中之一连接到到对应连接器时,led40可以变为绿色。此处给出的颜色只作为示例,也可以选择任何颜色。在另外的实施方式中,可以以相同形式使用具有相同或不同颜色的多个led40。例如,可以分别有独立的led40指示连接至电源、数字音频端口内有连接器、模拟音频接口内有连接器,或仅用于指示数字音频端口和模拟音频接口内的活动连接。此外,举例来说,这两个led40可以都在适配器有电源而没有连接时显示红色,并且可以当对应于端口或接口的连接器连接时变化为绿色。可选或附加地,在一些实施方式中,数字音频端口12装配有光源。在这些实施方式中,可以将光导向数字音频端口的内部表面,从而使数字音频端口看上去在发光。在数字音频端口12中的光使得在弱光情况下更容易被找到,例如在夜晚操作车辆时。图2示出了模拟音频连接器线缆42的一种实施方式。连接器44在模拟音频连接器线缆的两端。一种实施方式中,连接器是3.5mm立体声插头。在另外的实施方式中,连接器可以为多种尺寸和配置。在3.5mm立体声接头中,信号经过连接器的尖端(tip)46、环(ring)48和套筒(sleeve)50传递。因此,这种连接器通常叫做trs连接器。3.5mm连接器也被称作1/8英寸连接器。连接器可以为多种尺寸,例如3.5mm或1/8英寸连接器以外的1/4英寸或2.5mm。这些组件分别由电绝缘材料带52相互分离。第一连接器54是直连接器,以及第二连接器56是直角连接器。在其他实施方式中,两个连接器可以都为直连接器或直角连接器,或可以为45度连接器,或者任何其他形状的连接器。在连接器和线缆之间有应力消除部件58,其减小可能在线缆中由于较大角度的弯曲而产生的应力,以容纳线缆对端或过渡线缆的路径放置。导线本身由非导体材料的外部护套60绝缘隔离,称作“扁平”线缆,其具有宽度远大于高度的矩形横截面。在其他实施方式中,线缆可具有圆形截面,或具有任何形状的截面以容纳所需类型和品级的导线。在一些实施方式中,模拟音频连接器线缆的一端可以与适配器整合,而非适配器具有用于连接可拆离的电缆的模拟音频接口。在这些实施方式中,从适配器中伸出的模拟音频线缆可以在线缆与壳体的连接点处包括应力消除部件。图3示出了数字音频线缆62的示例实施方式。在这个例子中,线缆的一端64具有通用串行总线(usb)连接器66,用于连接至usb端口。在另一端70的数字装置连接器68可以为专有连接器或可以包括符合业界承认标准的连接器。如图所示,数字装置连接器是苹果的专有连接器在其他实施方式中,数字装置连接器可以为迷你usb连接器或标准usb连接器,或者20脚三星手机连接器或18脚手机连接器,或者18脚连接器,或者12脚索尼爱立信连接器,或任何其他播放音频文件的电子装置使用的连接器。连接两个连接器的导线72通过加入非导体护套74而绝缘隔离,并且线缆导线具有的品级和种类足以从一个连接器到另一个连接器传递无噪声(clean)或信噪比足够高的信号。在一些实施方式中,数字音频连接器线缆的一端可以与适配器整合,而非适配器具有用于连接可拆离线缆的数字音频端口。在这些实施方式中,在这些实施方式中,从适配器中伸出的数字音频线缆可以在线缆与壳体的连接点处包括应力消除部件。线缆可以进一步在对端包括通用安装件,多种适配器的接头可以独立地安装在此处,以容纳多种专有连接和工业标准连接。参照图4,示出了适配器装置的框图。披露的数字音频线缆输送来自数字装置(未显示)的数字音频信号。线缆的一端终止于usb连接器,该usb连接器与适配器上的数字音频端口412相连。适配器的数字音频端口412符合通用串行总线标准,并包括附有数据+、数据-、识别符、电源(vcc)和地线以及以上的连接器。另外,在一些实施方式中,数字音频端口与适配器装置中的电源供给486相连接,为通过数字音频端口与适配器装置连接的数字装置提供贯通的电源。数字音频端口连接至数字-模拟转换器476。数字-模拟转换器(dac)是一种接收数字信号的电路,该数字信号尽可能地接近于二进制数据。如本领域众所周知的,如果给予信号适当的位检查和其他的完整性协议,该数字数据可以无劣化地传递、修改和储存。然而,为了驱动耳机或扬声器放大器,例如在典型的模拟音响系统中可见的那种,必须将数字信号转换为模拟信号。模拟信号改变电流、电荷量或电压的频率以产生驱动耳机需要的信号或产生可以继续放大的信号。本领域内已知有若干种dac结构。特定结构特定用途的适用性由多个参数确定,其中一些主要参数包括物理尺寸、能量消耗、分辨率、速度、准确率和成本。由于精确匹配组件的需要及其复杂性,除了最专业的dac以外的dac都实现为集成电路。对于音频dac,速度和分辨率是主要因素,以及一般将速度较低且分辨率较高的dac用于音频应用。dac接收提供的数字信号,并以均匀采样间隔更新电压。然后,通过重建滤波器,对采样的电压进行插值,以产生连续变化的电平。对于模拟音响应用,两个频道的连续变化电平为dac的输出,其对应于左声道信号和右声道信号。在一些实施方式中,dac的输出特性要求在输出模拟信号输出至模拟音频接口前,应将其一定量地放大,并且因此,模拟信号输出到放大电路或前置放大器478。接近于输入的信号的放大,例如上述这种情况,一般称作前置放大。前置放大器478用于提高信号强度,以使信号驱动至主放大器的电缆,而不明显地降低信噪比。前置放大器电路可以为集成电路,例如运算放大器或晶体管集成电路。在另外的一些实施方式中,前置放大器可以集成到dac中。dac或前置放大输出连接至模拟音频接口414。模拟音频接口接纳带有前述的尖端、环和套筒配置的模拟音频连接器。对于模拟音频连接器的尖端、环和套筒,模拟音频接口分别具有对应的连接器。这些尖端、环和套筒模拟音频连接器共同传递不平衡的立体声信号。右声道和左声道信号基本上是可以互换传递的,一个声道的信号经由尖端传递,另一个声道的信号经由环传递。一般来说,套筒传递地电位。在一些实施方式中,模拟音频接口是板装模拟音频接口。一般地,板装版本的模拟音频接口,壳体具有五个引脚的连接器。一个引脚连接器专门用于尖端、一个专门用于环、一个专门用于套筒,其余的两个引脚为非专用引脚。当接口内没有插连接器时,将尖端和环引脚与相邻的非专用引脚相连的内部开关允许连接器插入检测。因此,板装模拟音频接口414整合有传感器480。板装模拟音频接口可以由此连接至led440,如此处所述,以提供给用户模拟音频接口连接至模拟音频连接器的指示。可选地,传感器480可以为独立的电路。传感器可以与集成电路482相连,集成电路482包括以本文所述用于led40的方式操作led440的逻辑。数字音频端口412同样可以连接到与连接或集成到模拟音频接口的传感器类似的传感器484。传感器484同样操作发送插入检测和非检测信号到集成电路482。集成电路由此可以控制至少一个led,使之与数字音频端口处的连接状态有关。模拟音频线缆的对端连接至音频系统对应的输入接口。所述音频系统可以为,例如,载运工具诸如汽车、船或飞机(未示出)的一部分。各组件所分别需要的电源接收自来自电源供给486的电源,反过来,电源供给486连接至电源接口418,电源接口通过与车辆的连接接收电源。前文的描述以示例的方式给出而并非限定。给出前文的披露,本领域技术人员可以设计在本文披露的发明范围和精神内变化,包括多种提示用户信号径路已完全连接的方式。另外,本文所披露实施方式的多种特性可以单独使用,或者变化地相互组合,而不是意在限制于本文披露的特定组合。因此,权利要求的范围不受描述的实施例的限制。相关申请的交叉引用不适用。联邦赞助研究或开发声明不适用。当前第1页12当前第1页12
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