本实用新型属于音频输出设备技术领域，具体地说，是涉及一种无线耳机的电路设计。
背景技术：
无线耳机是一种以无线电波的形式接收音频信号源（主机）发射的音频数据，并处理成模拟音频信号，推动扬声器发声的音频播放设备。无线耳机相比于传统的有线耳机，其良好的便携性在日常生活中得到了广泛应用。例如，当人们正在开车、运动不方便接听电话时，可以使用无线耳机接听电话，通过解放人们的双手，使得驾车更加安全，运动更加自如。
但是，无线耳机在使用过程中，经常会遇到无线耳机因电量不足而无法使用的情况，或者因音频信号源（主机）不具备无线发射功能而导致无线耳机无法与之配对使用的问题。为了解决这一问题，需要在无线耳机上实现音频信号的有线接入功能，使其既可以作为无线耳机使用，又可以作为有线耳机使用。
为了在无线耳机上实现有线功能，需要在无线耳机上配置耳机插座，以用于外接耳机线，进而通过耳机线接收音频信号源（主机）输出的音频信号。由于现有的无线耳机，其无线音频处理芯片输出的音频信号是差分信号，因此耳机中配置的是差分输出电路。而通过耳机线传输的音频信号是单端信号，因此为了使无线耳机能够输出单端信号，需要在无线耳机中配置单端输出电路。基于此，现有的设计方案是在无线耳机中增设差分转单端电路，将无线音频处理芯片输出的差分信号转换成单端信号，发送至扬声器发声。这种电路设计，不仅会增加硬件成本，而且相比于单端输出电路，由于差分输出电路对共模信号具有很强的抑制作用，抗干扰能力强，扬声器的输出功率大，因此，采用现有的设计方案会丧失了无线耳机原本应有的差分输出的优点。
技术实现要素：
本实用新型的目的在于提供一种带有线功能的无线耳机电路，不仅可以在无线耳机上实现有线耳机的功能，而且在无线功能下，音频信号仍可以以差分信号的形式推送至扬声器，从而保留了现有无线耳机原有的差分输出的优点。
为解决上述技术问题，本实用新型采用以下技术方案予以实现：
本实用新型在一个方面，提出了一种带有线功能的无线耳机电路，包括扬声器、无线音频处理模块、耳机插座和开关模块；所述扬声器包括用于接收差分音频信号的正极和负极；所述无线音频处理模块接收无线音频信号，并处理成差分音频信号，发送至所述扬声器；所述耳机插座包括音频传输引脚，所述音频传输引脚连接所述扬声器的正极；所述开关模块连接所述扬声器的负极，控制所述扬声器的负极在耳机插座中插入耳机插头时接地。
为了对所述开关模块实现准确地通断控制，本实用新型在所述无线耳机电路中还设置有插拔检测电路，连接所述耳机插座，用于检测耳机插头在所述耳机插座中的插拔状态，并根据所述插拔状态控制所述开关模块通断。
进一步的，所述开关模块包括开关通路和控制端，所述开关通路连接在所述扬声器的负极与地之间，所述控制端连接所述插拔检测电路。
作为所述插拔检测电路的一种优选电路设计，包括依次串联的直流电源、上拉电阻和触片；所述触片在所述耳机插座中无耳机插头插入时与耳机插座中的所述音频传输引脚接触连通，而在所述耳机插座中有耳机插头插入时与所述音频传输引脚分离，所述开关模块的控制端通过导线连接所述触片，根据触片上的电平状态控制所述开关模块通断。
进一步的，所述开关模块可以选用导通压降大于所述差分音频信号中的正电压信号幅值且小于所述直流电源的电压幅值的开关元件。
优选的，所述开关元件优选采用N沟道MOS管，所述MOS管的漏极连接所述扬声器的负极，所述MOS管的源极接地，栅极通过导线连接所述触片。
对于无线耳机为无线立体耳机的情况，所述扬声器包括两个，分别为左声道扬声器和右声道扬声器，对应接收无线音频处理模块输出的左声道差分音频信号和右声道差分音频信号；所述耳机插座为四线制耳机插座，包括左声道音频传输引脚和右声道音频传输引脚，分别与左声道扬声器的正极和右声道扬声器的正极一一对应连接；所述MOS管包括两个，分别控制左声道扬声器的负极和右声道扬声器的负极在耳机插座中插入耳机插头时接地；所述触片在所述耳机插座中无耳机插头插入时与耳机插座中的左声道音频传输引脚接触连通。
为了使所述无线音频处理模块在无线耳机工作在有线模式下能够停止运行，以确保通过耳机插座接入的单端音频信号能够可靠播放，本实用新型在所述无线音频处理模块上设置能够控制其使能运行的使能端，将所述使能端连接至所述插拔检测电路，通过插拔检测电路控制所述无线音频处理模块在耳机插座中有耳机插头插入时停止运行。
优选的，所述无线音频处理模块的使能端通过导线连接所述触片。
本实用新型在另一个方面，还提出了一种无线耳机，包括扬声器、无线音频处理模块、耳机插座和开关模块；所述扬声器包括用于接收差分音频信号的正极和负极；所述无线音频处理模块接收无线音频信号，并处理成差分音频信号，发送至所述扬声器；所述耳机插座包括音频传输引脚，所述音频传输引脚连接所述扬声器的正极；所述开关模块连接所述扬声器的负极，控制所述扬声器的负极在耳机插座中插入耳机插头时接地。
与现有技术相比，本实用新型的优点和积极效果是：本实用新型的无线耳机通过控制其扬声器的负极在无线工作模式下接收无线音频处理模块输出的负电压差分音频信号，而在有线工作模式下接地，从而实现了无线和有线功能、差分和单端信号的切换，电路结构简单，成本低廉，既保留了无线功能的差分输出的优点，又实现了有线单端信号的输出，提高了无线耳机的整体性能，改善了用户的使用体验。
结合附图阅读本实用新型实施方式的详细描述后，本实用新型的其他特点和优点将变得更加清楚。
附图说明
图1是本实用新型所提出的带有线功能的无线耳机电路的一种实施例的电路原理框图；
图2是图1所示的无线耳机电路的一种实施例的具体电路原理图。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步详细地说明。
如图1所述，本实施例的无线耳机包括无线音频处理模块、耳机插座、扬声器、开关模块等主要组成部分。其中，无线音频处理模块用于与音频信号源（主机）无线通信，接收音频信号源（主机）发出的无线音频信号（通常为音频数据形式），并将接收到无线音频信号处理成差分音频信号（模拟电信号形式），传输至扬声器的正极P和负极N，进而通过扬声器中的电声换能器件发出声音。耳机插座用于外接耳机线，通过耳机线与音频信号源（主机）有线连接，以接收音频信号源（主机）提供的单端音频信号。为了使扬声器能够播放单端音频信号，本实施例将耳机插座中用于传输单端音频信号的音频传输引脚连接至扬声器的正极P，并在扬声器的负极N连接开关模块。所述开关模块在耳机插座中有耳机插头插入时，控制所述扬声器的负极N接地，以实现扬声器对单端音频信号的正常接收和播放，完成无线耳机的有线功能。而当耳机插座中无耳机插头插入时，所述开关模块控制所述扬声器的负极N与地断开，确保扬声器能够正常接收差分形式的音频信号，即，接收无线音频处理模块输出的差分音频信号，以实现耳机的无线功能。
为了对所述开关模块进行准确地通断控制，以实现无线和有线功能、差分和单端信号的准确切换，本实施例在所述无线耳机中还设置有插拔检测电路，如图1所示，以用于检测耳机插头在耳机插座中的插拔状态，进而根据插拔状态形成相应的检测信号，控制开关模块导通或者断开，实现对扬声器的负极N的接地控制。
为了在耳机插座中有耳机插头插入的期间内，无线耳机能够自动切换到有线工作模式，控制耳机内部的无线音频处理模块自动停止运行，继而保证扬声器接收到的音频信号仅为单端音频信号，确保声音准确播放，本实施例在带有线功能的无线耳机中优选采用具有使能控制功能的无线音频处理模块进行电路设计，利用插拔检测电路形成的检测信号对所述无线音频处理模块进行使能控制，使无线音频处理模块在耳机工作在无线模式时使能运行，接收音频信号源（主机）发出的无线音频信号，并转换成差分音频信号，推动扬声器发声；而在耳机工作在有线模式时，控制无线音频处理模块停止使能，进入不工作状态，进而确保传送至扬声器的音频信号仅为单端音频信号，实现无线耳机的有线功能。
下面以无线耳机为立体耳机为例，对本实施例的无线耳机的具体电路设计及其工作原理进行详细阐述。
如图2所示，本实施例的无线立体耳机包括两个扬声器SPKR_L、SPKR_R，分别用于播放左声道音频信号和右声道音频信号。当耳机工作在无线模式时，无线音频处理模块将接收到的无线音频信号处理成左声道差分音频信号SPKR_LP、SPKR_LN和右声道差分音频信号SPKR_RP、SPKR_RN，对应传输至左声道扬声器SPKR_L的正极P和负极N，以及右声道扬声器SPKR_R的正极P和负极N，通过左、右声道扬声器SPKR_L、SPKR_R播放立体声音。由于差分信号为共模信号，具有很强的干扰抑制作用，因此可以提高声音的输出质量，并可提升扬声器SPKR_L、SPKR_R的输出功率。
在本实施例的无线立体耳机上设置四线制耳机插座J1，包括左声道音频传输引脚L、右声道音频传输引脚R、麦克风引脚MIC和接地引脚GND。其中，左声道音频传输引脚L用于传输左声道单端音频信号，连接左声道耳机SPKR_L的正极P，左声道耳机SPKR_L的负极N通过开关模块Q2的开关通路接地；右声道音频传输引脚R用于传输右声道单端音频信号，连接右声道耳机SPKR_R的正极P，右声道耳机SPKR_R的负极N通过另一开关模块Q1的开关通路接地；麦克风引脚MIC传输麦克风信号MIC_SIGNAL，连接耳机上的麦克风，拾取用户语音；接地引脚GND连接耳机的系统地，实现耳机电路与主机电路的共地。在耳机插座J1中设置一个金属触片DE，设计所述金属触片DE在耳机插座J1中无耳机插头插入时，与耳机插座J1中的音频传输引脚（以左声道音频传输引脚L为例）接触连通；而在耳机插座J1中有耳机插头插入时，利用耳机插头对音频传输引脚弹片的挤压，而使音频传输引脚与所述金属触片DE分离。将所述金属触片DE通过导线连接至两个开关模块Q1、Q2的控制端，并通过上拉电阻R1连接耳机电路中的直流电源VCC，配置开关模块Q1、Q2的导通压降大于通过无线音频处理模块输出的差分音频信号中的正电压信号SPKR_LP、SPKR_RP的幅值，并小于直流电源VCC的电压幅值，从而在耳机插座J1中有耳机插头插入时，由于金属触片DE悬置，而使得两个开关模块Q1、Q2的控制端的电压等于直流电源VCC的电压幅值。此时，两个开关模块Q1、Q2控制其开关通路闭合，将左、右声道扬声器SPKR_L、SPKR_R的负极N接地，仅通过左、右声道扬声器SPKR_L、SPKR_R的正极P接收左、右声道单端音频信号，满足扬声器SPKR_L、SPKR_R对单端音频信号的接收要求，实现无线耳机的有线功能。同时，将无线音频处理模块的使能端EN通过导线连通所述金属触片DE，并配置无线音频处理模块低电平使能。当耳机插座J1中有耳机插头插入时，直流电源VCC通过上拉电阻R1施加到无线音频处理模块的使能端EN，此时使能端EN为高电平的无效状态，无线音频处理模块停止运行，无差分音频信号输出。
当耳机插座J1中无耳机插头插入时，金属触片DE通过左声道音频传输引脚L与左声道扬声器SPKR_L的正极P连通。当无线音频处理模块不输出差分音频信号时，金属触片DE上的电压为低电平，无线音频处理模块因其使能端EN上的电压为低电平的有效状态，而控制无线音频处理模块使能运行，即便无线音频处理模块输出差分音频信号，只要配置无线音频处理模块的使能端EN对进入无效状态所需的高电平大于差分音频信号中的正电压，即可维持无线音频处理模块的使能运行状态。与此同时，两个开关模块Q1、Q2由于其控制端电压低于其导通压降而进入关断状态，由此便可保证左、右声道扬声器SPKR_L、SPKR_R正常接收差分音频信号，实现耳机的无线功能。
作为本实施例的一种优选设计方案，所述开关模块Q1、Q2可以选用三极管、MOS管或者可控硅等开关元件。本实施例以选用两个N沟道MOS管为例进行说明。如图2所示，将MOS管Q1的漏极连接至右声道扬声器SPKR_R的负极N，源极接地，栅极通过导线连接金属触片DE，通过控制MOS管Q1导通，来控制右声道扬声器SPKR_R的负极N接地。同理，将MOS管Q2的漏极连接至左声道扬声器SPKR_L的负极N，源极接地，栅极通过导线连接金属触片DE，通过控制MOS管Q2导通，来控制左声道扬声器SPKR_L的负极N接地。
本实施例的无线耳机通过采用简单的开关元件实现了有线和无线、差分和单端信号的切换，成本低廉，既保留了无线功能的差分输出优点，又实现了单端信号的输出，提高了产品性能。
当然，上述说明并非是对本实用新型的限制，本实用新型也并不仅限于上述举例，本技术领域的普通技术人员在本实用新型的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也应属于本实用新型的保护范围。