专利名称：具有usb接口的5.1声道耳机的制作方法
技术领域：
本发明涉及电子产品技术领域，特指一种具有USB接口的5.1声道耳机。
背景技术：
随着电脑技术的不断发展，电脑功能的多样化发展，多媒体应用越来越广泛，在个人电脑上搭建家庭影院已经成为流行的配置。在欣赏音乐、观看影片时，耳机作为重要的多媒体音频输出设备，带给人们很大的精神享受，这就要求可以处理和重视复杂的多声道声音效果之音频系统。而传统的电脑音频输出必须借助声卡设备，其将数字信号转化为音频信号输出至喇叭，产生声音。而声卡通常必须处于电脑机箱内，这就使得其难免受到机箱内众多电子器件的电磁干扰，而使其产生的音频信号失真。而同时，目前电脑使用的软件、硬件已经具备5.1声道播放条件；USB接口也已经在电脑中普及，故追求音响效果的音乐爱好者及电脑游戏玩家，期待一种集声场定位、声源距离、声道分离及声音移动等具有多声道、效果好的可直接通过USB接口用于电脑之5.1声道环绕声耳机及时问世。
发明内容
本发明的目的在于提供一种可增强耳机的抗电磁波干扰能力，使声音变得纯净，实现高频的声音，并且具有即插即用、操作简单、使用方便的具有USB接口的5.1声道耳机。
本发明所述的具有USB接口的5.1声道耳机，其有一对外连接的输入接口、线控器和5.1声道耳机，三者电性连接，输入接口为一USB插头，线控器内设有数字与模拟信号转换电路，线控器上设有增加音量钮、电源开关钮、减小音量钮和麦克风静音钮；耳机的左右耳壳中分别设置有前置左、右喇叭，后置左、右喇叭，中央左、右喇叭以及重低音左、右震动器，并且于左、右耳壳中的一个上设置有麦克风。
线控器上还设有分别显示工作状态和麦克风状态的指示灯，指示灯采用寿命较长的发光二极管。
输入接口之USB插头的电源接脚经过电源开关钮连接至电容C21、C22并联组成的电源滤波电路，并通过电感L10连接至集成电路IC1中的电源输入脚，集成电路IC1的两电源输入脚同样并联有滤波电容C9、C10、C11、C12；USB插头另一接脚通过电感L11、L12分别接到线控器内电路板上的电源地线和信号地线；USB插头中的数字信号接脚通过电阻R14、R15接入集成电路IC1中相对应的数字信号脚；集成电路IC1内的数/模(D/A)转换和功率放大电路输出脚分别连接至耳机中的各个声道的喇叭或震动器。
麦克风经电阻R9、电容C16、电阻R10、电感L9与集成电路IC1中的偏置电压输出脚连接；电容C17经电容C14、C15耦合到集成电路IC1的音频输入脚，由集成电路IC1数字信号输出脚并经电阻R14、R15连接至USB插头。
本发明是在USB接口与5.1声道耳机之间增加了一个数模转换的电路，将原来由声卡来完成的数模转换工作，移到了耳机上。USB接口以数字形式进行信号传输，输出过程时绝对不会受外界电磁杂波的干扰，免去了声卡输出的模拟信号受到源于机箱内的电磁干扰而可以使声音变得绝对纯净，能达到高频之声音。而本发明采用了USB接口，其使得本耳机具有即插即用之功能，且整个产品仅具有单一结构，简化连接方式。另外，本发明整合了高品质声音的5.1声道输出与立体声麦克风音效输入，由于麦克风信号以数字音效传输，所以能提升语音品质，增加语音辨识成功率，适应3D游戏与在线网络游戏，除了可用语音操控，更可与同伴用语音直接沟通联合游戏。同时，本发明提供的耳机与麦克风结合的解决方案，可确保在线网络的远距离教学的信号品质，并将电源插头、3.5mm音频插头直接通过USB插头整合，因而操作简单，使用方便。
本发明的声音动态效果和高中低音方面比声卡出色，音乐悦耳，流动感强，输出的声音质量明显的好。对于一些影片、音乐及游戏中极其细微的声音都能很好的表现出来。比如游戏中战士在沙漠上行走的声音，在草丛中和和草接触的声音；拉枪栓、远处流弹的声音，能听得非常清晰、感觉鲜明清楚。较之于普通声卡配置的多声道音频系统表现更加出色，并可替代传统之声卡设备。
图1是本发明的原理方框图；图2是本发明的线控器按钮分布图；图3是本发明一较佳实施例之电路图。
具体实施例方式如图1，本发明包括对外连接的输入接口1、线控器2和5.1声道耳机3三大部分。其中线控器2有四个按钮，分别为增加音量钮21，电源开关钮22，减小音量钮23和麦克风静音钮24；另外还有工作指示灯25和麦克风指示灯26。5.1声道信号和麦克风信号的数字与模拟转换由线控器2内的电路完成。
线控器2一端由导线与带麦克风5.1声道耳机3相连接，5.1声道环绕声的重放由它完成。线控器2另一端通过导线与采用USB插头的输入接口1相连接，电源输入与信号输入由单一的USB插头完成，通过USB接口可实现与电脑连接。线控器2上同时设有增加音量钮21，电源开关钮22，减小音量钮23和麦克风静音钮24，这样不仅结构紧凑，操作方便，而且控制良好，实用。设置有电源开关钮22可暂时性切断电源和声音，不需要拔出输入接口1，方便使用，减少插拔次数，延长输入接口1(即USB插头)的使用寿命，也有效地节省电源。
见图1、2所示，输入接口1之USB插头与电脑USB接口配接后，接通电源开关钮22，线控器2上工作指示灯25会常亮，电脑与耳机3之间的电路有信号传输时，工作指示灯25会闪亮。输入接口1通过USB插头接入线控器2内的数字/模拟信号转换电路，将电脑USB接口传输的音频数字信号转换成多声道模拟音频信号，该音频信号包括有前置声道信号、后置声音信号、中央声道/重低音声道信号。这些通道的声音信号通过导线与5.1声道耳机3相连接，传送到5.1声道耳机上对应声道的喇叭和震动器上，完成声音重放。通道声音的总音量大小，可由线控器2上的增加音量钮21和减小音量钮23调节，以满足个人需要，而由电源开关钮22可立即关闭电源和声音，操作方便，且控制良好。
上述耳机3输出多声道耳机的通道数，由相应软件支持依需要可以设定的六通道输出，分别有前置声道、后置声音、中央声道/重低音声道，设定为每个通道输出时设定为分别连通至耳机3左、右耳壳31、32中的有左、右声道。
耳机3上麦克风33把接受的声音信号转换成音频电压信号，通过导线传回线控器2内的模拟/数字信号转换电路，再由线控器2通过导线及USB插头，把麦克风33输入的数字信号送进电脑进行处理。线控器2上的麦克风静音钮24可立即关闭麦克风33的信号，同时麦克风指示灯26会常亮。通过相应的软件支持，在电脑上可以把麦克风接收的声音作特殊处理，可变换成男人、女人、老人或小孩的声音再送回耳机3，输出处理过的声音，同时可由电脑传送到网络上。
见图3，这是本发明一具体实施例，其中接口1之USB插头CT1由电脑USB接口输入的5V电源从1、4脚取出，经过电源开关钮22连接至电容C21、C22并联组成的电源滤波电路，由C21、C22两种不同介质材料的电容并联组成电源滤波电路把电磁杂波滤除掉，+5V电源通过电感L10送到集成电脑IC1的27和37脚，此集成电脑IC1的27、37脚同样并联有滤波电容C9、C10、C11、C12，以将线路感应的杂波进一步除掉。USB插头CT1的4脚通过电感L11、L12分别接到线控器2内电路板上的电源地线和信号地线。USB插头的2、3脚的数字信号由电阻R14、R15分别送到集成电脑IC1的8、19脚相对应的数字信号脚。从USB插头CT1外接输入的音频数字信号，由IC1集成电路内的数/模(D/A)转换和功率放大后，由IC1的35脚输出前置左声道信号，经电容C30电感L16耦合到耳机3上左耳壳31中的前置左声道喇叭311。
由IC1的36脚输出前置右声道信号，经电容C29电感L5耦合到耳机3上的右耳壳32中的前置右声道喇叭321。
由IC1的38脚输出后置左声道信号，经电容C28电感L4耦合到耳机3上左耳壳31中的后置左声道喇叭312。
由IC1的39脚输出后置右声道信号，经电容C27电感L3耦合到耳机3上右耳壳32中后置右声道喇叭322。
由IC1的40脚输出中央声道信号，经电容C26电感L2耦合到耳机3上左、右耳壳31中相互并联的中央声道喇叭314、324。
由IC41的41脚输出重低音声道信号，经电脑C25电感L1耦合到耳机3上左耳壳31中左、右耳壳31、32中串联的重低音声道震动器315、324。
由集成电脑IC1的29脚输出供麦克风33工作之偏置电压，经电阻R9及电容C16组成的麦克风偏置电源隔离滤波电容，消除麦克风33自激及交流声。再由麦克风偏置电阻R10电感L9提供麦克风33正常工作的偏置电压。麦克风33接收的声音转换成音频电压信号，由C17旁路滤除高频成分后，经电容C14、C15耦合到集成电路IC1的23、24脚，将麦克风33左右声道输入放大电路，再经IC1内的模拟/数字信号转换电路转换成数字信号，从IC1的18、19脚经电阻R14、R15由USB插头CT1送回电脑上进行处理。
集成电路IC的43脚与电源地之间接有增加音量钮21，实现增加音量调节。
集成电路IC1的44脚与电源地之间接有减小音量钮23，实现减小音量调节。
集成电路IC1的46脚与电源地之间接有麦克风静音钮24，实现耳机3中麦克风33的静音控制。
集成电路IC1的11、12脚为指示灯25、26电流输出端，经过R12、R13降压限流通过作为指示灯25、26的发光二极管，使其发光，作为工作指示灯25或麦克风静音指示灯26。
本实施例所用集成电路IC采用的是规格为CM106(48个引脚)的集成芯片，当然，也可采用规格为CM106(100个引脚)的芯片或者其它同类芯片。
除上述实施例中在耳机上的设置单个麦克风作单声道外，还可以采用两个麦克风作立体声用途。
以上所述仅为本发明之较佳实施例，并不因此而限定本发明之保护范围，凡依本创作之精神所作等效修改和变化，均应涵盖于本申请专利范围内。
权利要求
1.具有USB接口的5.1声道耳机，其包括输入接口(1)、线控器(2)和5.1声道耳机(3)，三者电性连接，其特征在于输入接口(1)为一USB插头，线控器(2)内设有数字与模拟信号转换电路，线控器(2)上设有增加音量钮(21)、电源开关钮(22)、减小音量钮(23)和麦克风静音钮(24)；耳机(3)的左右耳壳(31、32)中分别设置有前置左、右喇叭(311、321)、后置左、右喇叭(312、322)、中央左、右喇叭(314、324)以及重低音左、右震动器(315、325)，并且于左、右耳壳(31、32)中的一个上设置有麦克风(33)。
2.根据权利要求1所述的具有USB接口的5.1声道耳机，其特征在于线控器(2)上还设有分别显示工作状态和麦克风状态的指示灯(25、26)。
3.根据权利要求1所述的具有USB接口的5.1声道耳机，其特征在于输入接口(1)之USB插头的电源接脚经过电源开关钮(22)连接至电容C21、C22并联组成的电源滤波电路，并通过电感L10连接至集成电路IC1中的电源输入脚，集成电路IC1的两电源输入脚同样并联有滤波电容C9、C10、C11、C12；USB插头另一接脚通过电感L11、L12分别接到线控器(2)内电路板上的电源地线和信号地线；USB插头中的数字信号接脚通过电阻R14、R15接入集成电路IC1中相对应的数字信号脚；集成电路IC1内的数/模(D/A)转换和功率放大电路输出脚分别连接至耳机(3)中的各个声道的喇叭或震动器。
4.根据权利要求1所述的具有USB接口的5.1声道耳机，其特征在于麦克风(33)经电阻R9、电容C16、电阻R10、电感L9与集成电路IC1中的偏置电压输出脚连接；电容C17经电容C14、C15耦合到集成电路IC1的音频输入脚，由集成电路IC1数字信号输出脚并经电阻R14、R15连接至USB插头。
全文摘要
本发明涉及电子产品技术领域，特指一种具有USB接口的5.1声道耳机。包括输入接口、线控器和5.1声道耳机，三者电性连接，输入接口为一USB插头，线控器内设有数字与模拟信号转换电路，线控器上设有增加音量钮、电源开关钮、减小音量钮和麦克风静音钮；耳机的左右耳壳中分别设置有前置左、右喇叭、后置左、右喇叭、中央左、右喇叭以及重低音左、右震动器，并且于左、右耳壳中的一个上设置有麦克风。本发明采用了USB接口，其使得本耳机具有即插即用之功能，简化连接方式，本发明整合了高品质声音的5.1声道输出与立体声麦克风音效输入，语音品质好，适应3D游戏与在线网络游戏使用，并可与同伴用语音直接沟通联合游戏。
文档编号H04R5/04GK101014211SQ20071002634
公开日2007年8月8日 申请日期2007年1月12日 优先权日2007年1月12日
发明者颜聪裕 申请人:颜聪裕