一种无线耳机的制作方法

1.本技术涉及耳机技术领域，具体而言，涉及一种无线耳机。


背景技术：

2.随着电子产品的发展，无线耳机的应用越来越广泛。用户可以利用无线耳机播放音乐、接听电话等。无线耳机一般具有交互功能，例如：利用电容式传感器进行触控检测，可以实现单击、双击、长按、滑动等手势识别；通过压力传感器感知压力，使得用户可以通过按压或多次按压或长时间按压等方式与耳机进行交互；通过距离传感器检测与人体的距离可以实现耳机的出入耳检测，进而控制耳机播放或暂停播放音乐，开启或关闭主动降噪，或在单耳、双耳连接之间进行切换等各种操作。
3.现有的无线耳机产品，针对电容式的触控信号、出入耳检测信号、压力传感器采集信号分别设置有对应的处理芯片进行处理，并由各处理芯片将针对各信号的检测结果通过接口传送给无线耳机的主控芯片。
4.无线耳机内空间有限，多个处理芯片增加了系统的空间紧张程度，使无线耳机不易小巧，影响了用户的体验；而且也增加了无线耳机的成本。


技术实现要素：

5.本技术实施例的目的在于提供一种无线耳机，用以降低无线耳机的成本，以及减少无线耳机的空间尺寸。
6.本技术实施例提供一种无线耳机，包括：耳机本体；设置在所述耳机本体内的单芯片模块；所述单芯片模块包括：adc(analog
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to
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digital converter，模/数转换器)模块、与所述adc模块连接的处理器；所述adc模块与多个待检测通路连接；所述多个待检测通路包括用于检测用户的触控操作或者按键操作的多个第一待检测通路，用于检测无线耳机的出入耳状态的多个第二待检测通路；所述adc模块用于对所述多个待检测通路进行分时采样，所述处理器用于根据所述adc模块的采样值确定所述无线耳机的使用状态；所述使用状态包括：所述触控操作、所述按键操作和所述出入耳状态。
7.在本技术实施例中，与现有技术相比，不再设置多个处理芯片分别检测各个待检测通路，而是通过单芯片模块上设置的adc模块实现多个待检测通路的检测，通过该adc模块，可以实现触控操作、按键操作和出入耳状态的有效检测。在不需要多个处理芯片的基础上，该无线耳机的成本降低，且空间尺寸也减小。
8.作为一种可能的实现方式，所述单芯片模块还包括：无线模块，所述无线模块用于接收智能设备发送的音频信号。
9.在本技术实施例中，将无线模块也集成到单芯片模块中，进一步降低无线耳机的成本，以及减小其尺寸空间。
10.作为一种可能的实现方式，所述无线模块为：蓝牙、低功耗蓝牙或者低功耗蓝牙音频模块。
11.在本技术实施例中，通过蓝牙、低功耗蓝牙或者低功耗蓝牙音频模块，实现音频信号的有效接收和/或发送。
12.作为一种可能的实现方式，所述单芯片模块还包括：codec模块，包括：模数转换器和数模转换器，所述模数转换器用于将模拟音频信息转换为数字音频信号，以实现音频信号的编码；所述数模转换器用于将数字音频信号转换为模拟音频信号，以实现音频信号的解码。
13.在本技术实施例中，将codec模块也集成到单芯片模块中，进一步降低无线耳机的成本，以及减小其尺寸空间。
14.作为一种可能的实现方式，所述无线耳机还包括：mic(microphone，麦克风)，用于采集语音信号。
15.在本技术实施例中，通过mic，可以实现语音信号的有效采集。
16.作为一种可能的实现方式，所述单芯片模块还包括：电容检测电路，所述电容检测电路与所述adc模块和所述多个待检测通路分别连接，以实现所述adc模块与所述多个待检测通路的连接。
17.在本技术实施例中，通过设置电容检测电路，实现adc模块与多个待检测通路的连接，进而，adc模块可以更有效对待检测通路进行采样。
18.作为一种可能的实现方式，所述多个待检测通路中均包括：待检测电容；所述电容检测电路包括：第一电容、第二电容、第三电容、第一开关、第二开关、第三开关；所述第一电容与所述第一开关并联，所述第一电容与所述待检测电容连接；所述第二开关的一端与所述待检测电容连接，所述第二开关的另一端与所述第二电容连接；所述第三开关的一端与所述待检测电容连接，所述第三开关的另一端与所述第三电容连接；所述adc模块，与所述第二电容和所述第三电容分别连接，用于采样所述第二电容的电压值和/或所述第三电容的电压值。
19.在本技术实施例中，通过上述的电容检测电路，adc模块能够有效地采样第二电容的电压值和/或第三电容的电压值，进而，处理器根据第二电容的电压值和/或第三电容的电压值作进一步的处理，有效且准确地确定无线耳机的使用状态。并且，上述的电容检测电路，在进行充/放电时，能够实现完整的充电和放电过程，有效的减少功率消耗。
20.作为一种可能的实现方式，所述待检测电容为：电容式触点或者压力传感器。
21.在本技术实施例中，待检测电容可以是电容式触点或者压力传感器，便于用户使用交互功能。
22.作为一种可能的实现方式，所述单芯片模块还包括开关模块，所述开关模块的一端与所述多个待检测通路连接，所述开关模块的另一端与所述电容检测电路连接，以实现所述电容检测电路与所述多个待检测通路的连接，并实现所述adc模块的分时采样。
23.在本技术实施例中，通过开关模块，实现adc模块的分时采样，进而提高adc模块的检测精度和检测效率。
24.作为一种可能的实现方式，所述单芯片模块还包括：处理电路，所述处理电路与所述adc模块连接，所述处理器具体用于：通过所述处理电路对所述adc模块的采样值进行处理，获得所述adc模块的采样值对应的参考值，根据所述参考值和所述adc模块的采样值确定所述无线耳机的使用状态。
25.在本技术实施例中，通过获取adc模块的采样值对应的参考值，处理器可以结合采样值确定无线耳机的使用状态，提高使用状态的准确性。
附图说明
26.为了更清楚地说明本技术实施例的技术方案，下面将对本技术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。
27.图1为本技术实施例提供的无线耳机的外部结构示意图；
28.图2为本技术实施例提供的无线耳机的内部结构的第一种实施方式的示意图；
29.图3为本技术实施例提供的无线耳机的内部结构的第二种实施方式的示意图；
30.图4为本技术实施例提供的电容检测电路的电路结构示意图；
31.图5为本技术实施例提供的无线耳机的内部结构的第三种实施方式的示意图。
32.图标：10
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无线耳机；11
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耳机本体；12
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单芯片模块；121
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adc模块；122
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处理器；123
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电容检测电路；124
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开关模块；13
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待检测通路；131
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第一待检测通路；132
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第二待检测通路。
具体实施方式
33.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描述。
34.请参照图1，为本技术实施例提供的无线耳机10的外部结构示意图，无线耳机10包括耳机本体11。
35.请参照图2，为无线耳机10的内部结构示意图，在耳机本体11内，设置有单芯片模块12，该单芯片模块12可以理解为无线耳机10的主控芯片模块。
36.单芯片模块12包括：adc模块121和与adc模块121连接的处理器122。其中，adc模块121与多个待检测通路13连接。
37.待检测通路13，包括多个第一待检测通路131和多个第二待检测通路132。第一待检测通路131用于检测用户的触控操作或者按键操作，第二待检测通路132用于检测无线耳机10的出入耳状态。
38.在本技术实施例中，与现有技术相比，不再设置多个处理芯片分别检测各个待检测通路13，而是通过单芯片模块12上设置的adc模块121实现多个待检测通路13的检测，通过该adc模块121，可以实现触控操作、按键操作和出入耳状态的有效检测。在不需要多个处理芯片的基础上，该无线耳机10的成本降低，且空间尺寸也减小。
39.接下来对无线耳机10的详细实施方式进行介绍。
40.耳机本体11，其可以采用一些通用的设计形式，例如：入耳式、挂耳式、头戴式等，因此，耳机本体11的外观或者形状等在本技术实施例中不作限定。
41.单芯片模块12，作为无线耳机10的主芯片，除了包括上述的各个部件，还可以集成无线耳机10的更多部件，接下来分别进行介绍。
42.作为一种可选的实施方式，在单芯片模块12上，还包括：无线模块，该无线模块用于接收智能设备发送的音频信号。其中，智能设备用于与无线耳机10建立连接，以使无线耳
机10可以播放音频，可以为，手机、电脑、平板电脑、手表等智能设备。
43.无线模块可以是：蓝牙、低功耗蓝牙或者低功耗蓝牙音频模块等。可以理解，无线模块可以为这些模块中的一种，也可以包括这些模块中的多种，在本技术实施例中不作限定。
44.智能设备通过无线模块与无线耳机10建立连接之后，可以向耳机传送音乐等音频信号。
45.在单芯片模块12上，还包括语音采样模块、语音识别模块、音频处理模块、codec模块；以及无线耳机10还包括：mic、扬声器。其中，codec模块与mic连接，语音识别模块与codec模块连接、语音识别模块与音频处理模块连接、音频处理模块与codec模块连接，codec模块与扬声器连接。
46.在一些实施例中，codec模块包括模数转换器和数模转换器，所述模数转换器用于将模拟音频信息转换为数字音频信号，以实现音频信号的编码；所述数模转换器用于将数字音频信号转换为模拟音频信号，以实现音频信号的解码。
47.其中，模数转换器(即除了adc模块121外的其他adc模块)包括与mic对应的多个模数转换器，其对mic的语音信号进行采样，并将其转换后数字音频信号(即编码)之后，传输给音频处理模块和语音识别模块进行处理。
48.在一些实施方式中，音频处理模块和语音识别模块可以集成在一个模块中。音频处理模块和语音识别模块可以具有以下的一个或者多个功能：多mic降噪，语音关键字识别，语音识别，vad(voice activity detection，语音端点检测)检测，音频压缩，音频下采样及滤波等。
49.在一些实施例中，音频处理模块的音频处理包括：音频均衡、音量调节、drc(dynamic range control，动态范围控制)、音频上采样及滤波，音频sdm(simple delta modulation，简单增量调制)调制等。
50.在一些实施方式中，codec模块也可以集成在音频处理模块中。
51.在一些实施方式中，codec模块可以与无线模块连接，以获取无线模块接收到的音频信号；也可以与音频处理模块连接，从音频处理模块处获取处理后的音频信号。
52.在音频处理模块对音频信号进行处理后，将其传输给codec模块中的数模转换器，然后通过数模转换器将数字音频信号转换为模拟音频信号(即解码)，最后再将模拟音频信号传输给扬声器进行播放，实现音频信号的处理到播放。
53.上述介绍的扬声器和麦克风，在实际应用时，在单芯片模块12上对应有相应的连接引脚，扬声器和麦克风设置在耳机本体11上，通过对应的连接引脚与各个处理模块连接，进而实现将信号传输给各个处理模块。
54.同样的，对于多个待检测通路13来说，在各个待检测通路13中，包括待检测电容，待检测电容可以理解为用于感应用户的电容信号的传感器，其可以是：电容式触点或者压力传感器，对应的，用户的交互信号可以是：电容式触点的触控信号、出入耳检测信号、压力传感器采集的信号等。
55.在一些实施方式中，待检测电容也可以仅是一个电极，该电极可以设置在无线耳机10的内壳上。
56.待检测电容在单芯片模块12上设置有对应的连接引脚，因此，在本技术实施例中，
待检测通路13可以理解为：待检测电容与对应的连接引脚所构成的通路，通过连接引脚，可以实现待检测电容与adc模块121的连接，进而adc模块121可以实现信号采样。
57.在本技术实施例中，出入耳状态，包括耳机是否入耳，或者出入耳的状态改变。触控操作或者按键操作，包括：单击、双击、长按、滑动、挤压、多次挤压、短时间挤压、长时间挤压等操作。
58.作为一种可选的实施方式，请参照图3，在待检测通路13与adc模块121之间，还包括电容检测电路123，该电容检测电路123与adc模块121和多个待检测通路13分别连接，以实现adc模块121与多个待检测通路13的连接。
59.在本技术实施例中，通过设置电容检测电路123，实现adc模块121与多个待检测通路13的连接，进而，adc模块121可以更有效对待检测通路13进行采样。
60.作为一种可选的实施方式，请参照图4，为电容检测电路123的电路结构示意图，在图4中，待检测电容为cs，电容检测电路123包括：第一电容cref，第二电容cdacp，第三电容cdacn，第一开关s1，第二开关s2，以及第三开关s3。
61.其中，第一电容cref与第一开关s1并联，第一电容cref与待检测电容cs连接；第二开关s2的一端与待检测电容cs连接，第二开关s2的另一端与第二电容cdacp连接；第三开关s3的一端与待检测电容cs连接，第三开关s3的另一端与第三电容cdacn连接；所述adc模块121，与第二电容cdacp和第三电容cdacn分别连接，用于采样第二电容cdacp的电压值和/或第三电容cdacn的电压值。
62.此外，待检测电容cs、第二电容cdacp，第三电容cdacn的一端还分别接地。以及，在第一电容cref的一端，有时为0，代表接地，有时为1，代表接电压源，可以通过开关控制，来切换来0或者1的状态。
63.以及，第二电容cdacp的电压值可以表示为vp，第三电容cdacn的电压值可以表示为vn。
64.在增加电容检测电路123的基础上，adc模块121不再是对各个待检测通路13进行直接采样，而是通过采样电容检测电路123的电压值，来确定待检测电容cs对应的采样值。
65.为了实现电容的有效检测，作为一种可选的实施方式，电容检测电路123的检测流程包括：
66.phase1:第一开关s1闭合，第一电容cref放电。
67.phase2:第一开关s1打开，待检测电容cs上的电荷部分转移到第一电容cref上。
68.phase3:第一开关s1闭合，第二开关s2打开，使第二电容cdacp上的电荷保持不变，从而使得vp(即第二电容cdacp的电压)保持不变。
69.phase4:第一开关s1闭合，第一电容cref放电。
70.phase5:第一开关s1打开，待检测电容cs上的电荷部分转移到第一电容cref上。
71.phase6:第一开关s1闭合，第三开关s3打开，使第三电容cdacn上的电荷保持不变，从而使得vn(即第三电容cdacn的电压)保持不变。
72.在phase6后，adc模块121可以将第二电容cdacp/第三电容cdacn上的电压进行量化。根据adc模块121测得的电压，可以进一步确定对应的电容采样值，或者直接根据电压进行使用状态的判断。
73.在上述检测流程中，可以执行完全部的步骤；也可以仅执行前三个步骤，或者仅执
行后三个步骤，adc模块121均可以实现对应的采样，在本技术实施例中不作限定。
74.从上述的检测流程可以看出，对于该电容检测电路123来说，phase1到phase3阶段电源(vref)通入的电流并未直接流到地上，而是存储在待检测电容cs及第一电容cref上；最终在phase3时把待检测电容cs电流充到电源上，第一电容cref上没有电荷，这样可以有效地减少功率消耗。
75.同理，phase4到phase6阶段电源上的电流并未直接流到地上，而是将存储在待检测电容cs及第一电容cref上的电荷释放到地；最终在phase6时把待检测电容cs上的电荷放完，同时第一电容cref上没有电荷，这样可以有效地减少功率消耗。
76.因此，一次完整的转换过程可以理解为对待检测电容cs进行充电和放电的过程，假设phase切换的频率是60khz，那么一个完整过程的频率就是10khz，则最终充放电消耗的电流为：i＝cs*vref*10k。假设cs＝50pf，vref＝1.5v，那么充放电消耗的电流便为0.75ua。可以看出，通过上述的电容检测电路123，可以有效地减少功率消耗。
77.进一步地，vp上的电压值可以表示为：vn上的电压值可以表示为：假设最终adc采样的是vp和vn，则adc最终采样的电压值表示为：
78.作为一种可选的实施方式，请参照图5，在待检测通路13与电容检测电路123之间，还包括：开关模块124，开关模块124的一端与多个待检测通路13连接，开关模块124的另一端与电容检测电路123连接，以实现电容检测电路123与多个待检测通路13的连接，并实现adc模块121的对各待检测通路13对应信号的分时采样。
79.在一些实施方式中，开关模块124也可以设置在待检测通路13与adc模块121之间，即在单芯片模块12中不包括电容检测模块的情况下，通过开关模块124，实现待检测通路13与adc模块121的连接。
80.可以理解，在开关模块124中，可以包括用于控制各个待检测通路13与电容检测电路123之间的通断的开关，在开关闭合时，adc模块121对其进行采样；在开关断开时，adc模块121停止对其采样。
81.进而，为了实现分时采样，可以设置各个待检测通路13对应的采样周期，然后依据该采样周期控制各个开关的断开与闭合，进而实现各个待检测通路13的分时采样。
82.对于各个待检测通路13对应的采样周期，可以结合实际的应用场景进行设置，在本技术实施例中不对其进行限定。
83.处理器122，与adc模块121连接，用于实现adc模块121所输出的信号的处理。处理器122可以是通用处理器，包括cpu(central processing unit，中央处理器)、np(network processor，网络处理器)等；还可以是数字信号处理器、专用集成电路、现成可编程门阵列或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。通用处理器可以是微处理器或者该处理器122也可以是任何常规的处理器等。
84.对于处理器122来说，结合不同的采样值，可以采用不同的使用状态的确定方式。
85.作为一种可选的实施方式，如果adc模块121的采样值为待检测电容的电容值，则
当用户有交互操作时，待检测电容的电容值相较于没有交互操作时的电容值会发生变化。
86.因此，如果处理器122确定待检测通路13的电容值大于预设的电容值，或者确定电容值的变化大于预设的电容变化值，可确定当前有交互操作。对应的，假设当前电容值对应的是用于检测触控操作的待检测通路13，则，确定当前有对应的触控操作。
87.在一些实施方式中，adc模块121的采样值也可以是待检测电容对应的电压值，处理器122的处理方式可参照电容值的处理方式，在此不再重复介绍。
88.作为另一种可选的实施方式，单芯片模块12还包括：处理电路，处理电路与adc模块121连接。该处理电路可以是单独的处理模块，也可以是集成在处理器122中的处理模块，可以是硬件处理电路，也可以是软件处理电路，在本技术实施例中不作限定。
89.在一些实施例中，处理电路可以是低通滤波器。
90.通过该处理电路，可以对adc模块121的采样值进行处理，获得adc模块121的采样值对应的参考值，进而，处理器122根据参考值和采样值确定无线耳机10的使用状态。
91.在这种实施方式中，假设将使用状态分为使用状态1(例如未被触摸或者未被按压)和使用状态2(例如被触摸或者被按压)，各个时刻的采样值均对应有参考值。若当前时刻为使用状态1，由处理电路对待检测通路13的adc采样值进行处理，获得对应的参考值；若当前时刻为使用状态2,保持参考值(前一时刻的参考值)。
92.进一步地，将当前时刻的采样值和处理电路确定出的参考值进行比较，如果当前时刻的采样值与参考值之间的差异超过预设值，则可判断当前的使用状态为被使用状态(例如被触摸或者被按压)。
93.作为一种可选的实施方式，当前时刻的参考值表示为：yout1_i＝yout1_i_1*(1
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alpha)+xout1_i*alpha。其中，yout1_i为当前时刻的参考值，yout1_i_1为当前时刻的前一时刻的参考值，alpha为一个大于0且小于1的数，且一般接近于0，比如1/8，1/16，1/32，1/64，1/256，1/1024等。xout1_i为当前时刻的采样值。
94.作为另一种可选的实施方式，当前时刻的参考值还可以为：当前时刻的前n个时刻的采样值的平均值或者加权平均值，其中，n为大于1的整数，例如：100，200，400等。
95.需要注意的是，上述两种参考值的确定方式，应用于当前时刻的使用状态为使用状态1的情况；如果使用状态为使用状态2，则参考值，采用前一时刻的参考值即可。
96.通过上述结合参考值的方式，可以使参考值跟踪温度、湿度等变化引起的待检测电容的缓慢变化，使得最终的检测信号可以抗温漂以及其它漂移引起的被测电容变化。
97.结合前述实施例的介绍，一方面，通过在无线耳机10的主控芯片(即单芯片模块12)中集成对应多通道的adc模块121，可以实现分时采集各通道的信号，包括：触控信号、出入耳检测信号、压力传感器采集信号等，降低无线耳机10的成本同时，减少无线耳机10的空间尺寸。另一方面，通过集成在主控芯片内的电容检测电路123，实现低功耗且高精度的电容检测。以及，通过基于参考值对使用状态进行更新的方式，实现抗温漂的信号检测。
98.在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。
99.以上所述仅为本技术的实施例而已，并不用于限制本技术的保护范围，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。