专利名称：受话器及受话器系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及通信领域，具体而言，涉及一种受话器及受话器系统。
背景技术：
随着第三代(3rd Generation,简称为3G)时代的到来，移动终端(尤其是手机) 得到了飞速的发展。图1是根据相关技术的受话器的示意图，如图1所示，受话器接收来自移动终端的 模拟信号，然后进行声音输出。但是，该输出信号是模拟信号，容易受到PCB板上干扰源的 干扰，从而容易产生音频信道噪声，影响用户听感。
实用新型内容针对受话器接收的模拟信号容易受到干扰，从而影响用户听感的问题而提出本实 用新型，为此，本实用新型的主要目的在于提供一种受话器及受话器系统，以解决上述问题。为了实现上述目的，根据本实用新型的一个方面，提供了 一种受话器。根据本实用新型的受话器包括主控制器，连接至移动终端，用于接收来自移动终 端的数字音频信号并转发；数字模拟转换模块，连接至主控制器，用于接收来自主控制器的 数字音频信号，将数字音频信号转换为模拟音频信号，并发送模拟音频信号；功率放大模 块，连接至数字模拟转换模块，用于接收来自数字模拟转换模块的模拟音频信号，将模拟音 频信号进行功率放大，并驱动单体受话器输出声音。进一步地，主控制器包括接收模块，连接至移动终端，用于接收来自移动终端的 数字音频信号；码率接收模块，连接至移动终端，用于接收来自移动终端的数字音频信号的 码率；发送模块，连接至接收模块和码率接收模块，用于按照码率发送数字音频信号。进一步地，主控制器还包括增益接收模块，连接至移动终端，用于接收来自移动 终端的数字音频信号的增益；增益调整模块，连接至增益接收模块，用于调整数字音频信号 的增益。进一步地，上述受话器还包括数字音频总线接口，连接至移动终端和主控制器， 用于接收来自移动终端的数字音频信号，并转发给主控制器。进一步地，数字音频总线接口还用于接收来自移动终端的数字音频信号的码率和 /或数字音频信号的增益，并转发给主控制器。 进一步地，上述受话器还包括时钟模块，连接至主控制器，用于控制主控制器的 时钟频率，其中时钟模块包括以下之一阻容振荡电路、有源晶体振荡器、无源晶体振荡器。进一步地，上述受话器还包括电源升压模块，连接至功率放大模块，用于增强功 率放大模块的功率放大能力。进一步地，上述受话器形成密闭音腔。进一步地，单体受话器包括驱动连接部和声音输出部，其中，驱动连接部位于密闭音腔内部，声音输出部位于密闭音腔外部。为了实现上述目的，根据本实用新型的另一个方面，提供了一种受话器系统。根据本实用新型的受话器系统包括移动终端和上述任一种的受话器，其中移动终 端包括发送模块，用于向受话器发送数字音频信号。通过本实用新型，采用受话器接收抗干扰能力强的数字音频信号，解决了受话器 接收的模拟信号容易受到干扰，从而影响用户听感的问题，从而可以保证用户听感，提高用 户体验。
此处所说明的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，构成本申请的一部分， 本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当 限定。在附图中图1是根据相关技术的受话器的示意图；图2是根据本实用新型实施例的受话器的结构框图；图3是根据本实用新型优选实施例一的受话器的示意图；图4是根据本实用新型优选实施例二的受话器的示意图；图5是根据本实用新型优选实施例三的受话器的示意图。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相 互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。本实用新型提供了一种受话器，图2是根据本实用新型实施例的受话器的结构框 图，包括主控制器21，数字模拟转换模块22和功率放大模块23，下面对其结构进行详细描 述。主控制器21，连接至移动终端，用于接收来自移动终端的数字音频信号并转发； 数字模拟转换模块22，连接至主控制器21，用于接收来自主控制器21的数字音频信号，将 数字音频信号转换为模拟音频信号，并发送模拟音频信号；功率放大模块23，连接至数字 模拟转换模块22，用于接收来自数字模拟转换模块22的模拟音频信号，将模拟音频信号进 行功率放大，并驱动单体受话器27输出声音。相关技术中，受话器接收的模拟信号容易受到干扰，从而影响用户听感。本实用新 型实施例中，受话器完成从数字音频信号到模拟音频信号的转换，并完成模拟音频信号的 功率放大，最后驱动单体受话器进行声音输出，这样，由于受话器接收的是数字音频信号， 其抗干扰能力强，因此可以保证用户听感，提高用户体验。优选地，主控制器21包括接收模块211，码率接收模块212和发送模块213。下面 对其结构进行详细描述。接收模块211，连接至移动终端，用于接收来自移动终端的数字音频信号；码率接 收模块212，连接至移动终端，用于接收来自移动终端的数字音频信号的码率；发送模块 213，连接至接收模块211和码率接收模块212，用于按照码率发送数字音频信号。本优选实施例描述了主控制器21控制音频信号传输码率的过程。移动终端数字音频信号的码率(采样频率)一般为SkByte/秒或16kByte/秒，所以主控制器21接收到 的数字音频信号也有这两种码率，主控制器21获得数字音频信号的码率之后按照该码率 将该数字音频信号发送给数字模拟转换模块22，可以保证数字音频信号完整还原为模拟音 频信号，从而可以保证用户听感，提高用户体验。优选地，主控制器21还包括增益接收模块214和增益调整模块215。下面对其结 构进行详细描述。增益接收模块214，连接至移动终端，用于接收来自移动终端的数字音频信号的增 益；增益调整模块215，连接至增益接收模块214，用于调整数字音频信号的增益。本优选实施例描述了主控制器21调整音频信号增益的过程，主控制器21对功率 放大模块23的增益的调整是通过送入数字模拟转换模块22的数字音频信号的幅值大小来 确定的(即数字音频信号的绝对值大小)，这样的调整过程简单、可靠。举例说明，假如功率放大模块23的增益有5个等级节量，如果要功率放大模块23 输出2/5的功率，此时主控制器21将接收到的每一个数字音频信号乘以2/5然后取整输出 到数字模拟转换模块22 ；如果要求满功率输出，乘以系数1即可。在实际调试中根据响度大小，可以再乘以一个响度因子k，例如觉得功率还不够 大，选择10 1 ；如果觉得响度太大，需要衰减，可以选取1^< 1。优选地，上述受话器还包括数字音频总线接口 24，连接至移动终端和主控制器 21，用于接收来自移动终端的数字音频信号，并转发给主控制器21。优选地，数字音频总线接口 24还用于接收来自移动终端的数字音频信号的码率 和/或数字音频信号的增益，并转发给主控制器21。本优选实施例中，数字音频总线接口 24可以采用常用的IIC总线，IIS总线，SPI 总线等等，但又不限于这几种常用总线。该总线可以向主控制器21提供两种数据a数字 音频信号；b传送命令，例如通知主控制器数字音频信号的码率、设置数字音频信号的增益 等等。因此，本优选实施例可以保证上述两种数据传输的准确、可靠，进而保证用户听感，提 高用户体验。优选地，上述受话器还包括时钟模块25，连接至主控制器21，用于控制主控制器 21的时钟频率，其中时钟模块25包括以下之一阻容振荡电路、有源晶体振荡器、无源晶体 振荡器。相关技术中，时钟频率是主控制器21必不可少的，大部分主控制器21内部自带震 荡电路，不过这种震荡电路是RC震荡电路，频率误差比较大。在本实用新型实施例中，时钟 模块25的实现方式有两种一种是利用有源晶体振荡器或者无源晶体振荡器，如优选实施 例一所示，其可以避免对模拟音频信号的干扰；另外一种是则是由外部引入，如优选实施例 二所示，其可以节约音腔容积。优选地，上述受话器还包括电源升压模块26，连接至功率放大模块23，用于增强 功率放大模块23的功率放大能力。实际应用中，功率放大模块23的最大输出功率与供电电压和负载(受话器)阻抗 有关。由于受话器阻抗是个恒定值，因此如果功率放大模块23的输出功率不足，就需要电 源升压模块26将电源升压以提高输出功率，从而保证用户听感，提高用户体验。优选地，受话器形成密闭音腔。
5[0044]通过密闭音腔可以消除低音的“声抵消”，使得各个频段的音频信号得到良好还 原，同时，移动终端结构设计人员不必为每款移动终端都设计密闭腔体，从而可以避免重复 设计。优选地，单体受话器27包括驱动连接部271和声音输出部272，其中，驱动连接部 271位于密闭音腔内部，声音输出部272位于密闭音腔外部。由于采用密闭音腔将单体受话器27的驱动连接部271和声音输出部272隔离开， 可以避免驱动连接部271声波和声音输出部272声波产生抵消，从而保证用户听感，提高用 户体验。本实用新型实现了下述的技术效果①、输入信号是数字的音频信号，其抗干扰能力显著提高，工程人员在音频布线的 时候无需考虑信号保护问题即可获得更高质量的音频信号。②、自带密闭音腔，移动终端结构设计人员不必为每款移动终端都设计密闭腔体， 从而避免重复设计。下面将结合实例对本实用新型实施例的实现过程进行详细描述。优选实施例一本优选实施例一中采用SPI总线，并采用内部自带有源晶体震荡器或者无源晶体 震荡器为主控制器提供时钟频率。图3是根据本实用新型优选实施例一的受话器的示意图，如图1所示，采用SPI总 线，通过该总线向主控制器提供两种数据a向主控制器传送数字的音频数据。b向主控制 器传送命令，例如通知主控制器音频数据码率；设置功率放大模块的增益等等。主控制器负责解析总线送来的数据，将解析出来的音频数据按照其相应的速率送 到数字模拟转换模块。同时，主控制器解析总线送来的命令，例如设置功放增益、数字音频 码率。主控制器应能够获取音频信号的同时获知音频信号的码率，并在获得音频数据码 率之后按照该码率将数据送入数字模拟转换模块，音频信号即可完整还原为模拟信号。如 果送入数字模拟转换模块的速率和音频码率不一致时，音频还原出来就会出现快放和慢放 的效果。所以正常使用时数字模拟转换模块转换的速率必须和音频数据的码率保持一致。在实际应用中，数字音频总线接口可以和主控制器合并，因为总线其实就是靠主 控制器来模拟时序实现的。数字模拟转换模块负责将主控制器处理后的数字音频信号转换为模拟的音频信 号。数字模拟转换模块选择时要注意a转换速率。数字模拟转换模块的转换速率要足够。比如对以码率16kByte/秒的 音频数据信号，数字模拟转换模块的转换速率必须大于16kHz。否则无法真实还原音频信号。b数字模拟转换模块的位数尽量保持和数字音频数据的位数一致，这样才能最大 限度真实还原音频信号。当然也可以小于音频数据位数。比如音频数据是16位，而选用的 数字模拟转换模块是12位。这时主控制器必须将音频数据统一除以16取整，去除高4位， 将16位数据强制转换位12位数据然后送入数字模拟转换模块。这种处理将损失音频数据 的精度。目前大多数控制器都自带数字模拟转换模块，所以实际应用中该模块也可以并入
6主控制器。功率放大模块负责对数字模拟转换模块转换后的音频模拟信号进行功率放大，驱 动单体受话器。功放模块可以选择传统的AB类功放，也可以选择D类功放。前者的效率低， 发热量大，不易于节省能源。所以建议使用D内功放。功放的最大输出功率与供电电压和 负载(受话器)阻抗有关，受话器阻抗是个恒定值，所以如果输出功率不足时就需要将电源 升压以提高功率输出。图3中电源升压电路就是为此而设计，但该电路是可选的。根据对 最大输出功率的要求而定。以上这些模块可以按照如下两种方式集成a按照混合信号芯片设计方法，将上述诸模块全部集成到一块芯片当中(晶体震 荡器无法集成，外接)。这种方式制成的芯片集成度高，但制作成本也高。b按照数字电路部分和模拟电路部分加以区分。功率放大和电源部分属于模拟模 土夬，选用已有的器件。其余均为数字模块，采用片上“S0C”系统的低成本开发模式开发芯片。 然后将数字芯片和模拟芯片在一片微型PCB板上连接。优选实施例二本优选实施例二与优选实施例一的区别在于时钟模块。图4是根据本实用新型优选实施例二的受话器的示意图，如图4所示，本优选实施 例二的时钟模块是由外部引入，这样可以节约音腔容积的占用。优选实施例三图5是根据本实用新型优选实施例三的受话器的示意图，如图5所示，本实施例由 音腔体、驱动电路、单体受话器，和接口电路组成。驱动电路部分由按照本实用新型优选实施例一或者本实用新型优选实施例二集 成后的芯片电路组成。该驱动电路输出部分可以用导线引入受话器(导线要短以降低干 扰)，也可以直接做在受话器上。接口电路可以选用柔性连接器和外电路连接，也可以采用弹片式和外电路板压接 接触。音腔体采用密闭箱体将受话器的前侧和后侧隔离开，避免前侧声波和后侧声波产 生抵消。音腔可以采用塑料制成，单体受话器前侧暴露在腔体外，后侧在腔体内，整个腔体 严格密闭。因为受话器一般功率不大，腔体不特别要求容积，足以装下内部电路的前提下尽 量缩小体积，以便给移动终端结构设计留下足够的空间，也可以根据移动终端的特点设计 不同风格的音腔，比如可以设计宽而薄的腔体满足超薄移动终端应用，也可以设计窄而稍 高的腔体，以满足不同风格的移动终端应用。本实用新型实施例还提供了一种受话器系统，该受话器系统包括移动终端和受话 器，其中移动终端包括发送模块，用于向受话器发送数字音频信号，该受话器可以为本实用 新型中上述的任一受话器。综上所述，根据本实用新型的上述实施例，提供了 一种受话器及受话器系统。通过 本实用新型，采用受话器接收抗干扰能力强的数字音频信号，解决了受话器接收的模拟信 号容易受到干扰，从而影响用户听感的问题，从而可以保证用户听感，提高用户体验。显然，本领域的技术人员应该明白，上述的本实用新型的各模块或各步骤可以用通用的计算装置来实现，它们可以集中在单个的计算装置上，或者分布在多个计算装置所 组成的网络上，可选地，它们可以用计算装置可执行的程序代码来实现，从而，可以将它们 存储在存储装置中由计算装置来执行，或者将它们分别制作成各个集成电路模块，或者将 它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。这样，本实用新型不限制于任 何特定的硬件和软件结合。 以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本 领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则 之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
权利要求1.一种受话器，其特征在于，包括主控制器，连接至移动终端，用于接收来自所述移动终端的数字音频信号并转发； 数字模拟转换模块，连接至所述主控制器，用于接收来自所述主控制器的所述数字音 频信号，将所述数字音频信号转换为模拟音频信号，并发送所述模拟音频信号；功率放大模块，连接至所述数字模拟转换模块，用于接收来自所述数字模拟转换模块 的所述模拟音频信号，将所述模拟音频信号进行功率放大，并驱动单体受话器输出声音。
2.根据权利要求1所述的受话器，其特征在于，所述主控制器包括接收模块，连接至所述移动终端，用于接收来自所述移动终端的所述数字音频信号； 码率接收模块，连接至所述移动终端，用于接收来自所述移动终端的所述数字音频信 号的码率；发送模块，连接至所述接收模块和所述码率接收模块，用于按照所述码率发送所述数字音频信号。
3.根据权利要求2所述的受话器，其特征在于，所述主控制器还包括增益接收模块，连接至所述移动终端，用于接收来自所述移动终端的所述数字音频信 号的增益；增益调整模块，连接至所述增益接收模块，用于调整所述数字音频信号的增益。
4.根据权利要求1所述的受话器，其特征在于，还包括数字音频总线接口，连接至所述移动终端和所述主控制器，用于接收来自所述移动终 端的所述数字音频信号，并转发给所述主控制器。
5.根据权利要求4所述的受话器，其特征在于，所述数字音频总线接口还用于接收来 自所述移动终端的所述数字音频信号的码率和/或所述数字音频信号的增益，并转发给所 述主控制器。
6.根据权利要求1所述的受话器，其特征在于，还包括时钟模块，连接至所述主控制器，用于控制所述主控制器的时钟频率，其中所述时钟模 块包括以下之一阻容振荡电路、有源晶体振荡器、无源晶体振荡器。
7.根据权利要求1所述的受话器，其特征在于，还包括电源升压模块，连接至所述功率放大模块，用于增强所述功率放大模块的功率放大能力。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的受话器，其特征在于，所述受话器形成密闭音腔。
9.根据权利要求8所述的受话器，其特征在于，所述单体受话器包括驱动连接部和声 音输出部，其中，所述驱动连接部位于所述密闭音腔内部，所述声音输出部位于所述密闭音 腔外部。
10.一种受话器系统，其特征在于，包括移动终端和上述权利要求1至9中任一项所述 的受话器，其中所述移动终端包括发送模块，用于向所述受话器发送数字音频信号。
专利摘要本实用新型公开了一种受话器及受话器系统，该受话器包括主控制器，连接至移动终端，用于接收来自移动终端的数字音频信号并转发；数字模拟转换模块，连接至主控制器，用于接收来自主控制器的数字音频信号，将数字音频信号转换为模拟音频信号，并发送模拟音频信号；功率放大模块，连接至数字模拟转换模块，用于接收来自数字模拟转换模块的模拟音频信号，将模拟音频信号进行功率放大，并驱动单体受话器输出声音。本实用新型可以保证用户听感，提高用户体验。
文档编号H04M1/03GK201789541SQ201020541958
公开日2011年4月6日 申请日期2010年9月21日 优先权日2010年9月21日
发明者张俊彪 申请人:中兴通讯股份有限公司