低功耗无内置电池降噪耳机的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及降噪耳机，更具体地说，涉及一种低功耗无内置电池降噪耳机。
【背景技术】
[0002]现有的耳机，不管头戴式或入耳式，只要具备有源降噪功能，都必须自带供电电池，即耳机内需要设置电池，这样就会增大耳机控制部分的体积和整机重量。
[0003]另一方面，对于随身移动电子设备，由于体积和重量的原因，供电电源都很小。有源降噪耳机的电池不超过20mA，因此功耗是个大问题。现有该种耳机最低功耗平均为12mA，持续使用时间不超过2小时，因此非常有必要进行改进。
【实用新型内容】
[0004]本实用新型的目的是提供一种低功耗无内置电池降噪耳机，以解决现有有源降噪耳机体积和重量大，以及功耗大、可持续使用时间短的技术问题。
[0005]本实用新型的具体技术方案如下:
[0006]一种低功耗无内置电池降噪耳机，包括输入插头、扬声器和连接于二者之间的有源降噪单元；所述输入插头为USB接口，USB接口的数据脚经数据处理单元连接至有源降噪单元的信号通道，USB接口的电源脚与有源降噪单元及数据处理单元的供电端连接；所述有源降噪单元包括噪声通道、信号通道以及连接于所述两个通道的输出端的混音电路，所述混音电路是由两个相互独立的低压降二极管组成的旁路开关，所述两个二极管的正极对应连接所述两个通道的输出端，负极对应连接扬声器的两个接线端。
[0007]使用时，将耳机的USB接口与音源设备连接。一方面，音源设备通过USB接口的电源脚向耳机内的电路供电，实现音源设备对耳机供电。另一方面，音源设备通过USB接口的数据脚将USB音频数据传输给耳机内的数据处理单元，还原出音频信号，然后经有源降噪单元的信号通道输出至旁路开关(即混音电路)的一个输入端；同时，噪声通道采集环境噪声，经处理后生成与环境噪声相应的反向噪声信号输出至旁路开关的另一个输入端，旁路开关将两路输入信号混合后输出至同一个扬声器，在耳腔内产生含有反向噪声的声波，其中的反向噪声与从环境传入耳腔内的环境噪声相抵消，从而实现降噪。
[0008]在上述的低功耗无内置电池降噪耳机中，为了进一步减小对音频信号的影响和实现更佳的降噪效果，优选地，所述两个二极管的管压降均小于0.1V。
[0009]在上述的低功耗无内置电池降噪耳机中，为了减少延迟和进一步降低功耗，优选地，所述噪声通道包括噪声采集器、及从该噪声采集器顺次连接的模拟滤波器和自适应数字滤波器。
[0010]在上述的低功耗无内置电池降噪耳机中，优选地，所述模拟滤波器是一种具有放大及反相模块的低通滤波器。
[0011]在上述的低功耗无内置电池降噪耳机中，优选地，所述自适应数字滤波器包括陷波模块。
[0012]在上述的低功耗无内置电池降噪耳机中，为了获得更佳的降噪效果，优选地，所述扬声器的声学特征与所述噪声处理通道的特征相匹配。
[0013]上述的低功耗无内置电池降噪耳机可以是入耳式耳机，也可以是头戴式耳机。
[0014]本实用新型降噪耳机具有以下有益效果:
[0015]其由音源设备提供电能，无需在耳机内设置电池，不但有效减小了耳机控制部分的体积和整机重量，而且由于音源设备的电源持续使用时间较长，因此还有效解决了现有有源降噪耳机可持续使用时间短的技术问题。
[0016]由于采用上述旁路开关进行混音，极大地减少了降噪功耗，功耗值仅是传统降噪方式(采用功率放大器进行混音)的十分之一。而模拟滤波器与自适应数字滤波器相结合的噪声通道的应用，不但减少了延时，而且进一步降低了功耗。
【附图说明】
[0017]图1为一些实施例低功耗无内置电池降噪耳机的电路框图；
[0018]图2为其混音电路的电路图；
[0019]图3为其噪声通道的电路框图；
[0020]图4为其扬声器的声学特征图。
【具体实施方式】
[0021]下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。这些更详细的描述旨在帮助理解本实用新型，而不应被用于限制本实用新型。根据本实用新型公开的内容，本领域技术人员明白，可以不需要一些或者所有这些特定细节即可实施本实用新型。而在其它情况下，为了避免将实用新型创造淡化，未详细描述众所周知的电路、方法、操作过程等。
[0022]本实用新型一方面通过采用USB接口实现耳机与音源设备连接，使得在音源设备和耳机之间传输音频数据的同时，还将电能从音源设备传输给耳机为耳机供电，从而使得有源降噪耳机无需内置电池；另一方面通过对有源降噪单元改进，尤其是对混音电路的改进，使得耳机的功耗等性能更优。
[0023]参照图1和图2，一些实施例低功耗无内置电池降噪耳机包括:输入插头10、扬声器40以及连接于二者之间的有源降噪单元30。
[0024]输入插头10为USB接口，USB接口的数据脚(D+和D-)经数据处理单元20连接至有源降噪单元30的信号通道32，USB接口的电源脚(Vbus和GND)与有源降噪单元30及数据处理单元20的供电端连接。数据处理单元20的功能包括根据USB协议或USB OTG协议将来自音源设备50的USB音频数据还原成音频信号。
[0025]有源降噪单元30包括噪声通道31、信号通道32、以及连接于噪声通道31和信号通道32输出端的混音电路33。混音电路33是由两个相互独立的低压降二极管331、332组成的旁路开关，两个二极管331、332的正极对应连接噪声通道31和信号通道32的输出端，负极对应连接扬声器40的两个接线端。
[0026]使用时，将耳机的USB接口(输入插头10)与音源设备50连接。一方面，音源设备50通过USB接口的电源脚向耳机内的电路供电，实现音源设备50对耳机供电，因此无需在耳机内设置电池。另一方面，音源设备50通过USB接口的数据脚将USB音频数据传输给耳机内的数据处理单元20，还原出音频信号，然后经有源降噪单元30的信号通道32输出至旁路开关(即混音电路33)的一个输入端；同时，噪声通道31采集环境噪声，经处理后生成与环境噪声相应的反向噪声信号输出至旁路开关(即混音电路33)的另