一种耳机电路的制作方法

文档序号:8850614阅读:772来源:国知局
一种耳机电路的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及耳机制造领域,尤其涉及一种耳机电路。
【背景技术】
[0002]电子设备(包括移动和固定)有着广泛的应用,比如个人电脑、平板电脑、手机、MP3及MP4。外接耳机和麦克风(俗称耳麦,或带麦克风的耳机)作为电子设备中的一个不可缺少的外部设备,其传统的作用是将移动或固定电子设备内部的音频编解码器的音频信号输出并驱动进入耳麦的耳机中,产生声音或音乐传入两个耳朵,同时它可以将耳麦上的麦克风所转换的音频电信号传输进入电子设备内部的音频编解码器进行进一步处理,从而实现双向或单向音频功能。尽管电子设备的复杂度越来越高,更新换代越来越快,但是使用者对耳麦的需求多年未有太大的改变,而且此种趋势还会继续下去。
[0003]但是由于音频接口的开放性,越来越多的功能可以在音频接口上实现,但是问题是音频接口只能提供有限的供电能力,且不能耳机功能很好的结合。
【实用新型内容】
[0004]本实用新型的目的在于提供一种耳机电路,能够动态控制并优化电源模块的功率输出,实现高效率从音频线上提取能量。
[0005]为了实现上述目的,本实用新型提出了一种耳机电路,包括:音频接口、功率调节模块、电源模块及控制模块,其中,所述电源模块及功率调节模块的输入端均通过音频线与所述音频接口相连,所述控制模块通过控制所述功率调节模块实现对所述电源模块的输出功率进行调节。
[0006]进一步的,在所述的耳机电路中,所述控制模块内部预设控制电压,输出预定的控制信号。
[0007]进一步的,在所述的耳机电路中,所述控制模块通过所述音频线与所述音频接口相连,实时监测音频线上功率的变化,相应的发出控制信号。
[0008]进一步的,在所述的耳机电路中,所述功率调节模块包括放大器和MOS器件,所述放大器具有两个输入端和一个输出端,所述放大器一个输入端连接所述音频线,另一个输入端连接所述控制模块的输出端,所述放大器的输出端连接所述MOS器件的栅极,所述MOS器件与所述负载的串联连接。
[0009]进一步的,在所述的耳机电路中,所述MOS器件为NMOS管或PMOS管。
[0010]进一步的,在所述的耳机电路中,所述电源模块包括DC/DC模块。
[0011]进一步的,在所述的耳机电路中,所述功率调节模块包括整流放大器。
[0012]进一步的,在所述的耳机电路中,所述电源模块包括AC/DC模块,所述整流放大器的输出端与所述AC/DC模块相连,所述AC/DC模块包括稳压反馈回路,所述稳压反馈回路包括第一电阻和第二电阻,所述第一电阻一端接地,另一端接所述整流放大器输出端,所述第二电阻一端接所述整流放大器输出端,另一端接所述AC/DC模块输出端。
[0013]进一步的,在所述的耳机电路中,所述音频线包括MIC线、左声道耳机线和右声道耳机线。
[0014]进一步的,在所述的耳机电路中,所述电源模块及功率调节模块的输入端连接所述MIC线。
[0015]进一步的,在所述的耳机电路中,所述电源模块及功率调节模块的输入端连接所述左声道耳机线或右声道耳机线。
[0016]与现有技术相比,本实用新型的有益效果主要体现在:通过添加的功率调节模块,动态控制并优化电源模块的功率输出,实现高效地从音频线上的提取能量。控制模块可以实现预设控制或功率监测,优化算法运算,动态调节功率调节模块,使负载不但可以从音频线上提取最大功率的能量,还可以实现最优的功率转换,避免了由于主机上驱动耳机音频线的电路驱动能力有限而无法有效的提供电能。
【附图说明】
[0017]图1为本实用新型实施例一中耳机电路的原理结构框图;
[0018]图2为本实用新型实施例一中耳机电路的电路结构框图;
[0019]图3为本实用新型实施例二中耳机电路的电路结构框图。
【具体实施方式】
[0020]下面将结合示意图对本实用新型的耳机电路进行更详细的描述,其中表示了本实用新型的优选实施例,应该理解本领域技术人员可以修改在此描述的本实用新型,而仍然实现本实用新型的有利效果。因此,下列描述应当被理解为对于本领域技术人员的广泛知道,而并不作为对本实用新型的限制。
[0021]为了清楚,不描述实际实施例的全部特征。在下列描述中,不详细描述公知的功能和结构,因为它们会使本实用新型由于不必要的细节而混乱。应当认为在任何实际实施例的开发中,必须做出大量实施细节以实现开发者的特定目标,例如按照有关系统或有关商业的限制,由一个实施例改变为另一个实施例。另外,应当认为这种开发工作可能是复杂和耗费时间的,但是对于本领域技术人员来说仅仅是常规工作。
[0022]在下列段落中参照附图以举例方式更具体地描述本实用新型。根据下面说明和权利要求书,本实用新型的优点和特征将更清楚。需说明的是,附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例,仅用以方便、明晰地辅助说明本实用新型实施例的目的。
[0023]实施例一
[0024]请参考图1,在本实施例中,提出了一种耳机电路,包括:音频接口、功率调节模块、电源模块及控制模块(MCU),其中,所述电源模块及功率调节模块的输入端均通过音频线与所述音频接口相连,所述控制模块通过控制所述功率调节模块实现对所述电源模块的输出功率进行调节。
[0025]其中,音频线包括MIC线、左声道耳机线(HPL)和右声道耳机线(HPR),此外,通常情况下音频线还包括地线(GND),其中耳机中的麦克风通过MIC与所述音频接口相连,左声道耳机和右声道耳机分别连接左声道耳机线和右声道耳机线,所述功率调节模块的一个输入端可以任意连接在MIC线、左声道耳机线(HPL)和右声道耳机线(HPR)上,另一个输入端接所述控制模块的输出端,所述控制模块和电源模块的输入同样可以任意连接在MIC线、左声道耳机线(HPL)和右声道耳机线(HPR)上,所述电源模块的输出端输出VDDc,为负载提供电源。
[0026]其中,所述控制模块可以在其内部预设控制电压,输出预定的控制信号Vc,但在本实施例中,控制模块通过所述音频线与所述音频接口相连,根据监测到音频线上的功率变化,实施发出控制信号Vc以控制功率调节,从而调节电源模块的输出功率,实现功率的优化。
[0027]具体的,请参考图2,在本实施例中,所述控制模块为功率探测及控制模块,其能够探测音频线上的功率变化;功率调节模块包括放大器和MOS器件,在本实施例中,所述MOS器件选用NMOS管,所述放大器具有两个输入端和一个输出端,所述放大器一个输入端连接所述音频线,另一个输入端连接所述控制模块的输出端,所述放大器的输出端连接所述NMOS管的栅极,所述NMOS管的源极接所述负载的负极,漏极接地;所述电源模块为DC/DC模块。
[0028]假设电源由麦克风上的MIC线提供,主机端用电压为VMICB的电源输出,通过一个电阻RB,来驱动MIC线,控制模块监测MIC线上的电流电压值从而算出从MIC线输进DC/DC模块的功率,同时产生控制信号Vc来控制功率调节模块,放大器将Vc与MIC线上的电压差放大后用作控制NMOS管的栅极,来改变负载所抽取的电流,从而实现一个完整的负反馈控制回路,进而达到控制和优化从MIC线上提取电能的作用。
[0029]在本实施例的另一方面,还提出了一种耳机电路的控制方法,用于控制如上文所述的耳机电路,包括步骤:
[0030]SlOO:控制模块监测音频线上的电流电压信号,并输出一控制信号,或所述控制模块预设输出一控制信号;
[0031]S200:功率调节模块根据所述控制信号及音频线上的电流电压信号调节电源模块的输出功率。
[0032]具体的,在反馈回路的稳定线性工作范围,假设控制模块的固定输出控制信号为参考电压Vc (如果在允许的线性范围内),反馈回路稳定后,NMOS管被控制工作在正常工作状态,通过调节其所能通过的电流实现对相应负载中的电流的调节。调节的理想情况为电源模块的输入功率等于输出功率。由于改变电源模块的输入电流,从而改变MIC线的电压,最终相应的MIC线的电压会最终收敛至Vc,因此控制模块可以通过设置Vc的值来控制电源模块的输出功率。
[0033]理想情况下,假设在MIC线只为电源模块供电,无其它负载时(如耳机处于非使用状态),MIC线上电压为VMIC,并假设主机的驱动电压为VMICB(由于不同的品牌手机或电脑可能驱动电压都不相同),可以推导出MIC线可提供的最大功率时所需的Vc,推导如下:
[0034]MIC 线输入电源模块的功率为 P,P = (VMICB-VMIC) /RB*VMIC,
[0035]因此很容易得出P的最大功率点在VMIC = VMICB/2,控制模块通过设置Vc =VMICB/2,反馈回路稳定后,可自动将VMIC锁定在VMICB/2。根据电源模块的输出功率=输入功率*效率,假设效率为恒定值时,则电源模块在恒定输出电压VDDc时的电流即为最大输出电流,从而实现最大功率输
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