专利名称：一种4线接口多媒体线控耳机及支持该类耳机的终端的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及移动终端设备领域，尤其涉及一种4线接口多4某体线控 耳机及支持该类耳机的终端。
背景技术：
现在，音乐播放已经成为移动通讯终端设备的一项基本的附加功能。为 了使用户能够更加方便地欣赏音乐，为终端设备的耳机增加线控功能的技术， 已经4皮大量应用。移动通信终端设备上普遍使用的耳机，是2.5mm或者3.5mm圓形的4线 接口。其原理如图1所示，其中耳机的MIC (MICROPHONE,麦克风)跟 一个^^并联，L、 R分别表示左右听筒。由于MIC产生的音频信号跟M 产生的电平信号复用在一个信号线上，因此，在移动终端设备内部可以通过 检测MIC信号上的电平来判断掩睫是否被按下。由于MIC信号线上的音频 信号幅度很小，在空闲或者正常通话时，终端在MIC信号上检测到的是MIC 的偏置电压产生的高电平。一J9^"皿i皮按下，MIC信号跟GND(GRAND, 地线)短路，终端就能检测到一个低电平，从而接收到皿信息。这种耳机 的缺陷是只能实现一个拾睫， 一般只能用于通话时的"接听/挂断"和媒体播 放时的"播i^/暂停"功能。为了在线控上实现"快进"、"快退"、"音量增"、"音量减"等常 用的媒体播放掩建，部分厂商放弃了标准的4线耳机接口，转而采用自定义 的增加了信号数量的耳机接口 。但采用这种方法不但会造成额外的硬件成本， 而且兼容性差(即不能采用标准的4线接口耳机，而且各个厂商的接口也各 不相同)，造成了很大的浪费。4实用新型内容本实用新型所要解决的技术问题是提供一种4线接口多4某体线控耳机及 支持该类耳机的终端，以避免现有耳才几兼容性差的问题。为解决上述问题，本实用新型提供了一种4线接口多々某体线控耳机，其 中包括麦克风，还包括多个掩建、电源管理电路、按键控制逻辑才莫块及双 音多频DTMF合成电路；所述电源管理电路与所述麦克风并联，并利用所述麦克风的偏置电压作 为工作电源；所述各按键与所述皿控制逻辑模块的输入端相连；所述皿控制逻辑模块的输出端与所述DTMF合成电路相连，当所述按 键控制逻辑模块检测到有M被按下时，发送对应的控制信号到所述DTMF 合成电路；所述DTMF合成电路与所述麦克风并联，当接收到所述控制信息后，生 成对应的DTMF信号并发送给与所述耳机相连的终端。进一步地，上述耳机还可具有以下特征所述电源管理电路内部包括一电流源及一电容，所述电流源一端与所述 麦克风信号相连， 一端与所述电容相连。进一步地，上述耳机还可具有以下特征所述电源管理电路内部还包括一电压比较器，其一端与所述电流源相连， 一端与所述电容相连；所述电压比较器用所述电流源输出的电压Ftc跟阈值电压F 2/g/2及Wow 作比较，若P7i/g;^F"coW(w，则输出该电压；否则，相应的增大或减小电流 值，且在F7^/^rcOF/ow时输出调整后的电压。进一步地，上迷耳机还可具有以下特征所述DTMF电路内部含有一受控电流源，其一端与所述MIC信号相连， 一端接地。所述各按键与所述按鍵控制逻辑才莫块的输入端相连是指所迷^^建一 端与地相连或与一电源相连， 一端与所述拾建控制逻辑冲莫块的输入端相连。本实用新型还提供了一种支持4线接口多媒体线控耳机的终端，包括依 次相连的信号接收模块、双音多频DTMF检测模块及控制模块；所述信号接收模块在接收到DTMF信号后，发送给所述DTMF检测模块；所述DTMF检测模块检测出所述DTMF信号所对应的DTMF字符，并 发送给所述控制模块；所述控制模块根据所述DTMF字符，确定对应的操作，并控制相应的模 块进行所述操作。利用本实用新型实现的耳机，在保持传统的4线口接口的基础上，实现 了多键线控，能实现完善的媒体播放和通话控制功能。尤其是对于普通的4 线耳机接口的终端设备，无需做任何硬件改动，不增加硬件成本，只要安装 合适的软件，就能配合本方案所述的耳机，实现多键线控。
图1为现有技术中4线接口单键线控耳机原理图；图2为本实用新型实施例中4线接口多媒体线控耳机的硬件原理图；图3为本实用新型实施例中电源管理电路中电压比较器的工作原理示意图；图4为本实用新型实施例中终端的结构图； 图5为本实用新型实施例中终端工作原理图；图6为本实用新型实施例中以在媒体播放的过程中按下"停止"键为例， 说明耳机和终端内部的工作原理流程图。
具体实施方式
下面将结合附图及实施例对本实用新型的技术方案进行更详细的说明。DTMF (Double Tone Multi Frequency,双音多频)是用两个特定的单音 频组合信号来代表数字信号的一种编码技术。DTMF最初作为实现电话号码 快速可靠传输的一种方法被提出，它通过音频信号可以传输多达16种##:信 息，具有很强的抗干扰能力和较高的传输速度。发展到目前，DTMF技术已 经被广泛用于语音通信系统中，其中绝大部分是用作电话的音频拨号，所以 在移动终端中，都包含完整的DTMF合成和检测电路。在本实用新型中，沿用传统的4线耳机接口，在耳机侧将包含##:信息 的DTMF信号叠加在耳机的MIC信号上，根据被按下的掩建不同，产生不同 的DTMF编码信息，通过耳机接口发送给移动终端设备。在移动终端设备内 部，CPU (Central Process Unit,中央处理器)/DSP (Digital Signal Processor, 数字信号处理器)持续对耳机MIC送来的音频信号进行DTMF检测。检测到 DTMF编码信息后，根据DTMF编码信息与掩鍵功能的对应关系，判断具体 是哪个皿被按下，然后再执行该被按下的掩键所对应的操作。在该耳机中， 内部电路利用MIC的偏置电压作为工作电源，因此无需额外的外部电源，也 无需电池为其供电。如图2所示，线控耳机的硬件部分包括皿控制逻辑模块、多个M、 左右听筒、MIC、电源管理电路、DTMF合成电路及其它外围器件。其中， 听筒和MC的连接方式与传统的耳机完全相同。下面重点描述电源管理模块、 皿控制逻辑模块以及DTMF合成电路的工作原理。电源管理电路中包括相连的电源管理;f莫块及电容。电源管理模块内部包 含一个可控的电流源。该电流源一端连接MIC信号， 一端连接电容Cl,该 电流源利用MIC信号上的偏置电压给电容CI充电。电容CI上的电压Fee 是整个电路的工作电源，因此要求电源管理模块务必保证(1) Kcc只能在合适的电压范围内波动，以保证整个电路可以正常工作；(2) 通过该电流源的电流，不含20Hz以上的高频分量，以避免对音频 造成干扰。为此，电源管理冲莫块可用图3所示的状态机实现。电源管理模块内部， 含有一个电压比较器，每隔时间A/用Fcc跟固定的阈值电压PTwg/z和Wow做 比较，如Fc^F ow，则i兌明电压偏j氐，则增力o—步进电流Ai;若Fcc〉F 2/g/2， 则说明电压偏高，则减小一步进电流A/。此后，再用调整后的Kcc与F^g/z 和Wow进行比较调整，直到PTi/g/i ^ Rc 2 W(w后输出该Fcc。电压比较器的输 出结果作为实现状态机的输入条件，完成各个状态直接的转换。只要选择合 适的阈值电压、 P7ow以及合适的时间间隔A/和步进电流Ai ，就可以满 足上述2点要求。如图2所示，K1 K7分别是耳机的线控掩键，7个皿直接与皿控制 逻辑模块相连。各M对应的媒体播放的控制功能、通话功能、控制信号、 DTMT低频、DTMF高频及代表字符如表1所示。表l各线控M与各功能的对应关系驗媒体播放 功能通话功能控制 信号DTMF 低频DTMF 高频代表 字符无--000—--Kl接听/挂断001697Hz1633 HzAK2音量+音量+010770 Hz1633 HzBK3音量醫音量-011852 Hz1633 HzCK4录音录音100941 Hz1633 HzDK5停止-101697 Hz1209 Hz1K6快ii/下一首■110770 Hz1209 Hz4K7快ii/上一首■111852 Hz1209 Hz7在本实施例中，按键的一端与地相连，则这些掩键在没有被按下时，信 号默认是上拉的高电平。当其中一皿被按下时，皿控制逻辑模块就能检 测到对应的信号上有低电平出现，然后可根据接收到的皿信息，生成对应的控制信息，并将该控制信息发送给DTMF合成电路。当然，掩建的一端还 可以与一电源相连，则这些掩睫在没有被按下时，信号默认是低电平。当其8中 一按键被按下时，按键控制逻辑模块就能检测到对应的信号上有高电平出 现。以下仅以按键与地相连为例进行说明。DTMF合成电路是电流输出型电路，内含一个受控的电流源。该电流源 与MIC并联， 一端连接MIC信号， 一端接地，以在MIC信号上叠加上额外 的DTMF电流。该DTMF合成电路的工作，受到^:控制逻辑电路输出信号 的控制。在本实施例中，M控制逻辑模块通过3bit的控制信号，控制DTMF合 成电路的工作。在没有皿按下时，输出的控制信号为000， DTMF合成电 路不产生DTMF信号。当有K1 K7中任意一M被按下之后，M控制逻辑 模块会根据表l中的对应关系，产生相应的控制信号。如表1所示，为了避免在通话过程中，耳机产生的DTMF信号干扰到对 端的利用DTMF信息进行工作的自动应答设备的使用，本实施例对通话过程 中可能会用到的功能掩建，包括接听/挂断、音量+、音量-、录音这4个M， 特别定义为在终端设备建盘上未实现的4个DTMF字符A、 B、 C和D上。 而在4某体播放过程中，因为不会有额外的影响，其它功能可以定义为任意的 DTMF字符。在本实施例中，用1、 4、 7来代表停止、快必下一首和快iE/ 上一首。下面根据电路的工作过程进一步解释本实施例。在正常的通话状态下，耳机的MIC获取音频信息，在终端的耳机MC 接口上产生音频电信号。在这种状态下，DTMF合成电路不产生DTMF信号， 只有电源管理电路在持续工作，其在耳机MIC信号线上产生的电流信号被控 制在音频范围之外，不会对音频信号产生千扰。在媒体播放状态下，MIC虽然不工作，但移动设备终端必须打开MIC的 偏置电压，给耳机线控电路供电。本实施例中，运行在移动终端上的4某体播 放软件，负责控制MIC偏置电压。无论是在通话还是在媒体播放状态下，当M控制逻辑模块检测到有按 键被按下时，会发出相应的控制信号给耳机内的DTMF合成电路。该DTMF 合成电路产生对应的DTMF电流信号，并叠加在耳机MC产生的音频信号上，通过终端设备的MIC接口送至终端设备内部。如图4所示，在终端侧，包括依次相连的信号接收模块、DTMF检测模 块及控制一莫块；信号接收模块在接收到DTMF信号后，发送给DTMF检测模块；DTMF 检测模块检测出DTMF信号所对应的DTMF字符，并发送给控制模块；控制 模块根据DTMF字符，确定对应的操作，并控制相应的模块进行上述操作。 而各模块的具体功能，参见下述终端的工作原理。本实施例中，运行在终端设备内的软件，执行如图5所示的任务，进行 耳机按键的检测和判断。在该任务中，软件首先做DTMF的检测，如果检测 到有DTMF信号，则进行更进一步的按键有效性判断。有效性判断的准则参 考表l,在通话状态下，有效的M共4个；在媒体播放状态下，有效皿 共7个。除此之外的所有DTMF信息都不是合法M信号，因此终端不做响 应。当检测到有效的功能M之后，终端根据M对应的功能(参考表l), 通知上层软件，执行相应的通话或者i某体播放控制操作。下面，参考图6，以媒体播放过程中按下停止键为例，完整的描述系统 的工作原理1、 在媒体播放过程中，电源管理电路持续工作，从MIC信号上得到Vcc 给耳机电路供电，,控制逻辑输出000， DTMF合成电路无输出；2、 当操作者按下停止键时，M控制逻辑模块检测到掩建K5被按下， 发送3bit的控制信号101给DTMF合成电路；3、 DTMF合成电路根据控制信号101,生成DTMF音频信号(fl=697Hz， ￡2=1209Hz);4、 该DTMF音频信号被耳机线传输进入移动终端设备内部；5、 移动终端设备检测到此DTMF音频信号，判断出fl=697Hz, ￡2=1209Hz，代表字符"1";6、 移动终端设备判断出来自耳机的DTMF字符"1"是有效的控制信息， 含义是"停止"，发送"停止"命令给本设备上正在运行的媒体播放器；7、媒体播放器响应"停止"命令，停止媒体播放。在上述过程中，因DTMF信号自身抗千扰性强，在普通的音乐、语音和 噪声中极难出现，从而保证了在本实施例中终端不会将其它音频信息误判为^:信息。当然，本实用新型还可有其他多种实施例，在不背离本实用新型精神及 其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本实用新型作出各种相应 的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本实用新型所附的权利要 求的保护范围。
权利要求1、一种4线接口多媒体线控耳机，其中包括麦克风，其特征在于，还包括多个按键、电源管理电路、按键控制逻辑模块及双音多频DTMF合成电路；所述电源管理电路与所述麦克风并联，并利用所述麦克风的偏置电压作为工作电源；所述各按键与所述按键控制逻辑模块的输入端相连；所述按键控制逻辑模块的输出端与所述DTMF合成电路相连，当所述按键控制逻辑模块检测到有按键被按下时，发送对应的控制信号到所述DTMF合成电路；所述DTMF合成电路与所述麦克风并联，当接收到所述控制信息后，生成对应的DTMF信号并发送给与所述耳机相连的终端。
2、 如权利要求1所述的耳机，其特征在于，所述电源管理电路内部包括一电流源及一电容，所述电流源一端与所述 麦克风信号相连， 一端与所述电容相连。
3、 如权利要求2所述的耳机，其特征在于，所述电源管理电路内部还包括一电压比较器，其一端与所述电流源相连， 一端与所述电容相连；所述电压比较器用所述电流源输出的电压Fcc跟阈值电压F^g/j及F7ow 作比较，若P7^/^ro^Ffow,则输出该电压；否则，相应的增大或减小电流 值，且在P7i/g/^rcoF/ow时输出调整后的电压。
4、 如权利要求l所述的耳机，其特征在于，所述DTMF电路内部含有一受控电流源，其一端与所述MIC信号相连， 一端接地。
5、 如权利要求1所述的耳机，其特征在于，所述各按键与所述按键控制逻辑模块的输入端相连是指所述M键一端与地相连或与一电源相连， 一端与所述,控制逻辑才莫块的输入端相连。
6、 一种支持4线接口多媒体线控耳机的终端，包括依次相连的信号接收奴吝容艏TYnUT7給、:BliW富iiL7J始在il:^iiL iL4i^,TA +所述信号接收模块在接收到DTMF信号后，发送给所述DTMF检测模块；所述DTMF检测模块检测出所述DTMF信号所对应的DTMF字符，并 发送给所述控制模块；所述控制模块根据所述DTMF字符，确定对应的操作，并控制相应的才莫 块进行所述操作。
专利摘要一种4线接口多媒体线控耳机，其中包括麦克风、多个按键、电源管理电路、按键控制逻辑模块及双音多频DTMF合成电路；电源管理电路与麦克风并联，并利用麦克风的偏置电压作为工作电源；按键控制逻辑模块的输入端与各按键相连，输出端与DTMF合成电路相连，当检测到有按键被按下时，发送对应的控制信号到DTMF合成电路；DTMF合成电路与麦克风并联，当接收到控制信息后，生成对应的DTMF信号并发送给与耳机相连的终端。支持上述耳机的终端中包括依次相连的信号接收模块、双音多频DTMF检测模块及控制模块。利用本实用新型实现的耳机，终端无需做任何硬件改动，只要安装合适的软件，就能配合本方案所述的耳机，实现多键线控。
文档编号H04M1/72GK201360281SQ20092000032
公开日2009年12月9日 申请日期2009年1月8日 优先权日2009年1月8日
发明者韩正渭 申请人:中兴通讯股份有限公司