一种连接装置、耳机及连接转换器的制作方法

1.本技术涉及电子芯片技术领域，具体而言，涉及一种连接装置、耳机及连接转换器。


背景技术：

2.低电压差分信号(lvds，low
‑
voltage differential signaling)是利用极低电压摆幅实现高速差动传输速率的一种信号，目前主要应用于连接线中用以实现与电子设备之间的信息传输。
3.现有技术中通常是采用标准的低电压差分信号芯片来实现上述信息传输，而由于标准的低电压差分信号芯片的差分电压并不适用于手机，并且标准的低电压差分信号芯片只能实现信号的单向传输，因此不能直接使用标准的低电压差分信号芯片。
4.目前为了实现低电压差分信号在手机中的应用，通常需要使用高速运放设计电路，要增加高速运放以及外围电路，导致电路形式相对较为复杂，使用成本较高。


技术实现要素：

5.本技术的目的在于提供一种连接装置、耳机及连接转换器，可以在实现差分信号传输的同时，降低电路结构的复杂程度，节约制作成本。
6.本技术的实施例是这样实现的：
7.本技术实施例的一方面，提供一种连接装置，包括：主控器、电阻网络模块、差分接口、音频模块；
8.主控器的输出端与电阻网络模块的输入端连接，电阻网络模块的输出端与差分接口连接，差分接口还与主控器的输入端连接，主控器的音频信号端还与音频模块连接；
9.音频模块用于生成第一音频信号，并将第一音频信号发送给主控器，主控器用于将第一音频信号转换为第一差分电压信号并通过电阻网络模块发送给差分接口，差分接口用于接收第一差分电压信号并将第一差分电压信号发送给外接设备；
10.差分接口还用于接收外接设备发送的第二差分电压信号并将第二差分电压信号发送给主控器，主控器还用于接收第二差分电压信号并将第二差分电压信号转换为第二音频信号，并将第二音频信号发送给音频模块。
11.可选地，主控器包括多个输出端口以及两个输入端口；
12.多个输出端口分别与电阻网络模块连接，两个输入端口分别与差分接口连接。
13.可选地，电阻网络模块包括：与主控器的多个输出端口一一对应的多个输入端、电阻网络、第一输出端以及第二输出端；
14.其中，各输入端分别与主控器中对应的输出端口连接；
15.电阻网络分别连接各输入端、第一输出端以及第二输出端；
16.第一输出端、第二输出端还分别连接差分接口。
17.可选地，电阻网络包括：
18.多个电阻组，每个电阻组中包括至少一个电阻，各电阻组中的各电阻与多个输入端一一对应；
19.各电阻的一端与对应的输入端连接，各电阻的另一端与所在的电阻组对应的输出端连接，电阻组对应的输出端包括：第一输出端或第二输出端。
20.可选地，电阻组包括：第一电阻组和第二电阻组，电阻网络还包括：二极管；
21.二极管的输入端与第一电阻组中各电阻的另一端以及第一输出端连接，二极管的输出端与第二电阻组中各电阻的另一端以及第二输出端连接。
22.可选地，电阻网络还包括：第一电容、第二电容；
23.第一电容的一端与第一电阻组中各电阻的另一端以及第一输出端连接，第一电容的另一端接地；
24.第二电容的一端与第二电阻组中各电阻的另一端以及第二输出端连接，第二电容的另一端接地。
25.可选地，主控器的多个输出端口包括：四个输出端口，电阻网络模块的多个输入端包括：第一输入端、第二输入端、第三输入端、第四输入端；
26.电阻网络分别连接第一输入端、第二输入端、第三输入端、第四输入端、第一输出端、第二输出端。
27.可选地，第一电阻组包括：第一电阻、第二电阻，第二电阻组包括：第三电阻、第四电阻；
28.第一电阻的一端与第一输入端连接，第一电阻的另一端与第一输出端连接；
29.第二电阻的一端与第二输入端连接，第二电阻的另一端与第一输出端连接；
30.第三电阻的一端与第三输入端连接，第三电阻的另一端与第二输出端连接；
31.第四电阻的一端与第四输入端连接，第四电阻的另一端与第二输出端连接。
32.可选地，二极管的工作状态包括：闭合状态和断开状态；
33.当二极管的工作状态为闭合状态时，第一电阻以及第三电阻的阻值分别根据第一差分电压信号、二极管的压降以及第一输出端输出的电压值确定；
34.当二极管的工作状态为断开状态时，第一电阻、第二电阻、第三电阻以及第四电阻的阻值分别根据第一差分电压信号、第一输出端输出的电压值以及第二输出端输出的电压值确定。
35.本技术实施例的另一方面，提供一种耳机，耳机包括：连接装置以及至少一个音频播放装置，音频播放装置与连接装置的音频模块连接。
36.本技术实施例的另一方面，提供一种连接转换器，连接转换器包括：连接装置以及至少一个转换接头，转换接头与连接装置连接。
37.本技术实施例的有益效果包括：
38.本技术实施例提供的一种连接装置、耳机及连接转换器中，主控器的输出端与电阻网络模块的输入端连接，电阻网络模块的输出端与差分接口连接，差分接口还与主控器的输入端连接，主控器的音频信号端还与音频模块连接；音频模块用于生成第一音频信号，并将第一音频信号发送给主控器，主控器用于将第一音频信号转换为第一差分电压信号并通过电阻网络模块发送给差分接口，差分接口用于接收第一差分电压信号并将第一差分电压信号发送给外接设备；差分接口还用于接收外接设备发送的第二差分电压信号并将第二
差分电压信号发送给主控器，主控器还用于接收第二差分电压信号并将第二差分电压信号转换为第二音频信号，并将第二音频信号发送给音频模块。其中，通过电阻网络模块可以将主控器输出的第一差分电压信号进行判断处理，得到差分电压信号的差分结果，从而可以将该差分结果通过差分接口发送给外接设备，而在进行差分结果时，仅仅需要该电阻网络模块即可完成，电阻网路模块的结构相对简单，可以在实现差分信号传输的同时，降低电路结构的复杂程度，节约制作成本。
附图说明
39.为了更清楚地说明本技术实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本技术的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
40.图1为本技术实施例提供的连接装置的结构示意图一；
41.图2为本技术实施例提供的连接装置的结构示意图二；
42.图3为本技术实施例提供的连接装置的结构示意图三；
43.图4为本技术实施例提供的连接装置的结构示意图四；
44.图5为本技术实施例提供的连接装置的结构示意图五；
45.图6为本技术实施例提供的电阻网络模块的等效结构示意图一；
46.图7为本技术实施例提供的电阻网络模块的等效结构示意图二；
47.图8为本技术实施例提供的耳机的结构示意图；
48.图9为本技术实施例提供的连接转换器的结构示意图。
49.图标：100
‑
主控器；200
‑
电阻网络模块；201
‑
第一输入端；202
‑
第二输入端；203
‑
第三输入端；204
‑
第四输入端；210
‑
电阻网络；211
‑
第一电阻组；212
‑
第二电阻组；213
‑
二极管；214
‑
第一电阻；215
‑
第二电阻；216
‑ꢀ
第三电阻；217
‑
第四电阻；218
‑
第一电容；219
‑
第二电容；220
‑
第一输出端；230
‑
第二输出端；300
‑
差分接口；400
‑
音频模块；10
‑
连接装置；20
‑ꢀ
音频播放装置；30
‑
转换接头。
具体实施方式
50.为使本技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本技术实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
51.因此，以下对在附图中提供的本技术的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本技术的范围，而是仅仅表示本技术的选定实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
52.应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
53.在本技术的描述中，需要说明的是，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描
述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
54.在本技术的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。
55.下面来具体解释本技术实施例中提供的连接装置的具体结构连接关系。
56.图1为本技术实施例提供的连接装置的结构示意图一，请参照图1，连接装置包括：主控器100、电阻网络模块200、差分接口300、音频模块400；主控器100的输出端与电阻网络模块200的输入端连接，电阻网络模块200的输出端与差分接口300连接，差分接口300还与主控器100 的输入端连接，主控器100的音频信号端还与音频模块400连接；音频模块400用于生成第一音频信号，并将第一音频信号发送给主控器100，主控器100用于将第一音频信号转换为第一差分电压信号并通过电阻网络模块200发送给差分接口300，差分接口300用于接收第一差分电压信号并将第一差分电压信号发送给外接设备；差分接口300还用于接收外接设备发送的第二差分电压信号并将第二差分电压信号发送给主控器100，主控器100还用于接收第二差分电压信号并将第二差分电压信号转换为第二音频信号，并将第二音频信号发送给音频模块400。
57.可选地，主控器100具体可以是微控制单元(microcontroller unit， mcu)或者是其他类型的控制芯片，在此不作具体限制，凡是能实现本实施例中所需要完成的信号解析功能以及信号传输功能即可。
58.可选地，电阻网络模块200可以是由多个电子器件组成的网络模块，使用的电子器件可以是电阻、电容、导线等，为相对简单的电子器件网络结构。
59.可选地，差分接口300可以是用于接入外接设备的接头，其中，外接设备可以是电子设备，例如：手机、电脑、平板电脑等，在此不作具体限制，本技术实施例中可以以手机为外接设备为例。差分接口300具体可以是用于接入电子设备中母座的电子插头，例如：耳机插头、闪电接口插头或者安卓接口插头等，凡是可以传输差分信号的电子插头即可。
60.可选地，音频模块400可以是codec芯片(音频编码解码芯片)，具体可以用于对芯片信号进行编码和译码，例如：可以将主控器100发送的信号进行译码得到对应格式的其他音频信号，或者可以将其他格式的音频信号进行编码得到主控器100可以识别格式的音频信号，在此不作具体限制。
61.可选地，当该连接装置与外接设备连接后，可以接收外接设备发送的信号，也可以给外接设备发送信号，下面分别来解释上述两个过程。
62.当给外接设备传输信号时，音频模块400可以生成上述第一音频信号，该第一音频信号可以是音频模块400进行编码后得到的主控器100可以识别的音频信号，将第一音频信号发送给主控器100之后，主控器100 可以将第一音频信号转换为第一差分电压信号并通过电阻网络模块200 发送给差分接口300，其中，具体可以是主控器100将第一音频信号转换为可以多路输出的第一差分电压信号，这多路差分电压信号经过电阻网络模块200之后可以得到对应的差分结果，也即是两路差分信号，一路为 d+信号，另一路为d
‑
信号，电阻网络模块200可以将这两路信号传输给差分接口300，差分接口300接收第一差分电压信号的
差分结果后，可以将该差分结果发送给外接设备，从而实现上述过程。
63.当接收外接设备的信号时，差分接口300可以接收外接设备发送的第二差分电压信号，其中，第二差分电压信号即为两路差分信号，分别是上述d+信号和d
‑
信号，差分接口300接收到之后可以将第二差分电压信号发送给主控器100，主控器100接收到第二差分电压信号之后，可以将第二差分电压信号转换为第二音频信号，并将第二音频信号发送给音频模块 400，音频模块400接收到第二音频信号之后，可以进行译码处理，得到对应需求格式的音频信号，在此不作具体限制。
64.本技术实施例提供的一种连接装置中，主控器的输出端与电阻网络模块的输入端连接，电阻网络模块的输出端与差分接口连接，差分接口还与主控器的输入端连接，主控器的音频信号端还与音频模块连接；音频模块用于生成第一音频信号，并将第一音频信号发送给主控器，主控器用于将第一音频信号转换为第一差分电压信号并通过电阻网络模块发送给差分接口，差分接口用于接收第一差分电压信号并将第一差分电压信号发送给外接设备；差分接口还用于接收外接设备发送的第二差分电压信号并将第二差分电压信号发送给主控器，主控器还用于接收第二差分电压信号并将第二差分电压信号转换为第二音频信号，并将第二音频信号发送给音频模块。其中，通过电阻网络模块可以将主控器输出的第一差分电压信号进行判断处理，得到差分电压信号的差分结果，从而可以将该差分结果通过差分接口发送给外接设备，而在进行差分结果时，仅仅需要该电阻网络模块即可完成，电阻网路模块的结构相对简单，可以在实现差分信号传输的同时，降低电路结构的复杂程度，节约制作成本。
65.下面来具体解释本技术实施例中连接装置中主控器的具体结构以及主控器与其他结构之间的连接关系。
66.图2为本技术实施例提供的连接装置的结构示意图二，请参照图2，主控器100包括多个输出端口以及两个输入端口；多个输出端口分别与电阻网络模块200连接，两个输入端口分别与差分接口300连接。
67.可选地，多个输出端口可以是连接主控器100与电阻网络模块200的端口，其中，信号的流向是单向的，可以由主控器100传输给电阻网络模块200。具体传输的可以是上述第一差分信号，可以通过电阻网络模块200 得到对应的差分结果。
68.可选地，两个输入端口可以是连接差分接口300与主控器100的端口，其中，信号的流向也是单向的，可以由差分接口300传输给主控器100。具体传输的可以是上述第二差分电压信号，可以由主控器100进行对应的信号转换。
69.示例地，图2中的所示的主控器100的多个输出端口可以以4个为例，输入端口可以以2个为例。
70.下面来具体解释本技术实施例中连接装置的电阻网络模块的具体结构以及电阻网络模块与其他连接。
71.图3为本技术实施例提供的连接装置的结构示意图三，请参照图3，电阻网络模块200包括：与主控器100的多个输出端口一一对应的多个输入端、电阻网络210、第一输出端220以及第二输出端230；其中，各输入端分别与主控器100中对应的输出端口连接；电阻网络210分别连接各输入端、第一输出端220以及第二输出端230；第一输出端220、第二输出端230还分别连接差分接口300。
72.可选地，电阻网络模块200中的输入端的数量可以与主控器100输出端的数量相同，主控器100的每个输出端对应一个电阻网络模块200的输入端，例如：若主控器100设置有四个输出端，则电阻网络模块200具有四个输入端。
73.可选地，电阻网络210可以是用于连接电阻网络模块200中的多个输入端和两个输出端的网络结构，可以由多个电阻、电容等电子器件组成。
74.可选地，第一输出端220、第二输出端230分别连接差分接口300，具体可以分别传输d+和d
‑
信号也即是第一差分信号的差分结果。
75.示例地，图3中以具有四个输入端为例，四个输入端分别依次连接主控器100的四个输出端口。
76.可选地，主控器100的多个输出端口包括：四个输出端口，电阻网络模块200的多个输入端包括：第一输入端201、第二输入端202、第三输入端203、第四输入端204；电阻网络210分别连接第一输入端201、第二输入端202、第三输入端203、第四输入端204、第一输出端220、第二输出端230。
77.下面来具体解释本技术实施例中提供的电阻网络模块中的电阻网络的具体结构。
78.图4为本技术实施例提供的连接装置的结构示意图四，请参照图4，电阻网络210包括：多个电阻组，每个电阻组中包括至少一个电阻，各电阻组中的各电阻与多个输入端一一对应；各电阻的一端与对应的输入端连接，各电阻的另一端与所在的电阻组对应的输出端连接，电阻组对应的输出端包括：第一输出端220或第二输出端230。
79.可选地，电阻网络210中的可以包括多个电阻组，每个电阻组中可以包括多个电阻，这些电阻可以是串联、并联等方式连接，凡是可以得到对应需求的阻值的电阻组即可，在此不作具体限制。
80.示例地，图4中所示的电阻网络中可以包括两个电阻组，也即是上述第一电阻组211和第二电阻组212。
81.可选地，电阻组包括：第一电阻组211和第二电阻组212，电阻网络 210还包括：二极管213；二极管213的输入端与第一电阻组211中各电阻的另一端以及第一输出端220连接，二极管213的输出端与第二电阻组 212中各电阻的另一端以及第二输出端230连接。
82.可选地，二极管213可以为具有一定压降的二极管，该压降即为第一输出端220和第二输出端230的电压之差，当二极管213输入端的电压大于输出端的电压时，二极管213处于导通状态；当二极管213输入端的电压小于输出端电压时，二极管213处于断开的状态。
83.示例地，每个电阻组可以包括两个电阻，这些电阻之间可以相互并联，图4中所示的每个电阻组中包括两个电阻。
84.可选地，第一电阻组211包括：第一电阻214、第二电阻215，第二电阻组212包括：第三电阻216、第四电阻217；第一电阻214的一端与第一输入端201连接，第一电阻214的另一端与第一输出端220连接；第二电阻215的一端与第二输入端202连接，第二电阻215的另一端与第一输出端220连接；第三电阻216的一端与第三输入端203连接，第三电阻 216的另一端与第二输出端230连接；第四电阻217的一端与第四输入端 204连接，第四电阻217的另一端与第二输出端230连接。
85.可选地，上述多个电阻的阻值可以根据实际需求进行设置，在此不作具体设置。
86.可选地，第一电阻214、第二电阻215、第三电阻216以及第四电阻 217可以分别连
接前述第一输入端201、第二输入端202、第三输入端203 以及第四输入端204，也即是分别与主控器100的四个输出端连接。
87.下面来具体解释本技术实施例中提供的电阻网络模块中电阻网络的另一具体结构以及具体连接关系。
88.图5为本技术实施例提供的连接装置的结构示意图五，请参照图5，电阻网络210还包括：第一电容218、第二电容219；第一电容218的一端与第一电阻组211中各电阻的另一端以及第一输出端220连接，第一电容218的另一端接地；第二电容219的一端与第二电阻组212中各电阻的另一端以及第二输出端230连接，第二电容219的另一端接地。
89.可选地，第一电容218和第二电容219具体可以用作对信号进行滤波处理。第一电容218和第二电容219的具体容值可以根据实际需求进行对应设置，在此不作具体限制。两个电容与前述多个电阻形成低通滤波器，可以有效过滤高频噪声，保证差分电压信号的差分结果的质量。
90.下面来分别通过两个具体的实施例来解释当前述二极管处于闭合和断开时等效电路的具体结构。
91.图6为本技术实施例提供的电阻网络模块的等效结构示意图一，请参照图6，图6中以二极管处于闭合状态为例。
92.其中，第一电阻214、第三电阻216所在的电路配置为接收高阻态第二电阻215、第四电阻217所在的电路配置为输出态，此时具体电路条件如下：
93.(vdd
‑
vc)/{r3/(r1+r3)}+vc＝(d+)；
94.其中，vdd为第一差分电压信号的电压大小，也即是主控器100输出的电压大小，vc为二极管的压降，r1为第一电阻214的阻值，r3为第三电阻216的阻值，d+为第一输出端220所输出的电压值的大小。
95.其中，(d+)
‑
(d
‑
)＝vc；d
‑
为第二输出端230所输出的电压值的大小。
96.例如，当d+为500mv时，若vc为200mv，则d
‑
为300mv。
97.此时，第一输出端220的输出为高，第二输出端230的输出为低，二极管213正向导通，同时产生压降vc，差分结果对外表现为tx_h(也即是d+大于d
‑
的表现形式)。
98.在tx_h状态下，电阻网络的功耗的电流为(vdd
‑
vc)/(r1+r3)。
99.图7为本技术实施例提供的电阻网络模块的等效结构示意图二，请参照图7，图7中以二极管处于断开状态为例。
100.其中，第一电阻214、第二电阻215、第三电阻216、第四电阻217 均配置为输出态，此时具体电路条件如下：
101.vdd*r1/(r1+r2)＝d+；
102.vdd*r3/(r3+r4)＝d
‑
；
103.其中，r2为第二电阻215的阻值，r4为第四电阻217的阻值。
104.此时，第一输出端220的输出为低，第二输出端230的输出为高，二极管213为反向截止状态，差分结果对外表现为tx_l(也即是d+小于 d
‑
的表现形式)。
105.在tx_l状态下，电阻网络的功耗的电流为vdd/(r1+r2)+vdd/ (r3+r4)。
106.根据上述相关计算公式可以得到，电阻设置的值越小功耗越高，但是阻抗越小驱动能力同时也增大，配置时需要评估功耗与驱动能力的平衡点，从而对应设置每个电阻的
阻值。
107.可选地，本技术实施例中的电阻网络的共模电压可以是0
‑
2v，差模电压可以是0～800mv，双向差分传输可以是专用的lvds接口，也即是前述差分接口300。
108.下面来具体解释本技术实施例中所提供的连接装置应用于耳机时，具体的连接关系。
109.图8为本技术实施例提供的耳机的结构示意图，请参照图8，耳机包括：连接装置10以及至少一个音频播放装置20，音频播放装置20与连接装置10的音频模块连接。
110.可选地，音频播放装置20可以是任意类型的耳机头或者扬声器等用于进行音频播放的装置，具体可以通过相关连接线与上述连接装置连接，可以是分开设置连接的，也可以是一体化设置的，在此不作具体限制。
111.下面来具体解释本技术实施例中所提供的连接装置应用于连接转换器时，具体的连接关系。
112.图9为本技术实施例提供的连接转换器的结构示意图，请参照图9，连接转换器包括：连接装置10以及至少一个转换接头30，转换接头30 与连接装置10连接。
113.可选地，连接转换器具体可以是用于进行音频转接的，例如可以将某一中类型的音频接口转换为其他类型的音频接口，其中，转换接头30可以是任意类型的接头，例如：3.5mm的标准耳机接头、闪电接口的耳机接头、安卓格式的耳机接头、带mic功能的边听边充普充模组的接头等，在此不作具体限制，具体可以是根据实际需要设置的一个或者多个转换接头30。
114.上仅为本技术的具体实施方式，但本技术的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本技术揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本技术的保护范围之内。因此，本技术的保护范围应以权利要求的保护范围为准。
115.以上所述仅为本技术的优选实施例而已，并不用于限制本技术，对于本领域的技术人员来说，本技术可以有各种更改和变化。凡在本技术的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本技术的保护范围之内。