本實(shí)用新型涉及電子產(chǎn)品技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種用來欣賞音樂帶USB接口的數(shù)字音頻解碼無源耳機(jī)。

背景技術(shù)：

手機(jī)等移動設(shè)備正朝向輕薄化發(fā)展，傳統(tǒng)上通用的3.5mm接口無疑在很大程度上阻礙著手機(jī)等移動設(shè)備的輕薄化趨勢。對于3.5mm接頭的耳機(jī)，還會出現(xiàn)在播放音樂時因電壓供電不足而造成的音色失真甚至雜音現(xiàn)象。為了解決這些問題，在現(xiàn)有技術(shù)中出現(xiàn)了帶有USB接口的耳機(jī)，它可經(jīng)過USB接口獲得音頻信號，同時增設(shè)了外置電池，用于給耳機(jī)提供電壓。這種耳機(jī)在一定程度上改善了音質(zhì)，使音色變得豐滿寬廣。但是，外置電池需要經(jīng)常充電或更換，且會讓耳機(jī)顯得不夠小巧美觀，同時犧牲了耳機(jī)的便攜性。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

有鑒于此，本實(shí)用新型的主要目的是提供一種便攜性且音質(zhì)得到保證的帶有USB接口的數(shù)字音頻解碼無源耳機(jī)。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型為解決現(xiàn)有技術(shù)問題而采用的方案是提供一種帶USB接口的數(shù)字音頻解碼無源耳機(jī)，包括USB接口、主控電路及喇叭，USB接口接收電壓信號及獲取數(shù)字音頻信號；主控電路包括數(shù)字信號處理器、數(shù)模轉(zhuǎn)換器及至少一個穩(wěn)壓器；其中，數(shù)字信號處理器包括單片機(jī)，用于接收并解碼從移動設(shè)備中獲取的數(shù)字音頻信號；數(shù)模轉(zhuǎn)換器用于將數(shù)字信號處理電路已解碼的數(shù)字音頻信號轉(zhuǎn)換成模擬音頻信號，模擬音頻信號輸出至喇叭；穩(wěn)壓器通過USB接口獲得輸入電壓，向主控電路輸出恒定電壓。

由此可見，利用USB接口從移動設(shè)備直接獲取電壓，并設(shè)有穩(wěn)壓器以保證電壓穩(wěn)定供應(yīng)，數(shù)字信號處理器與數(shù)模轉(zhuǎn)換器是以單片機(jī)為主構(gòu)成的集成塊。本實(shí)施例中采用的此類集成塊能夠連續(xù)工作60-70小時無故障，不僅可靠性高，而且具有速度快、工作電壓低、功耗低等特點(diǎn)。利用USB接口從移動設(shè)備提取電壓，對獲得的數(shù)字音頻信號進(jìn)行解碼及DAC轉(zhuǎn)換，控制功能和環(huán)境適應(yīng)能力非常強(qiáng)，同時適合大規(guī)模生產(chǎn)。

優(yōu)選地，USB接口上的第一端子用于接收電壓信號。

由此可見，從USB接口提取電壓，免去了安裝外置電壓的麻煩，使耳機(jī)更具有便攜性，美觀性。

優(yōu)選地，USB接口上的第二端子用于引入音頻負(fù)信號；USB接口上的第三端子用于引入音頻正信號。

由此可見，從USB接口獲得音頻信號，降低了耳機(jī)成本且順應(yīng)了當(dāng)前科技的趨勢。

優(yōu)選地，穩(wěn)壓器的數(shù)量為兩個，包括第一穩(wěn)壓器和第二穩(wěn)壓器，第一穩(wěn)壓器從USB接口接收5V輸入電壓后輸出3.3V模擬電壓，經(jīng)LC濾波后輸出3.3V數(shù)字電壓；第二穩(wěn)壓器從USB接口接收5V輸入電壓后輸出1.8V模擬電壓。

由此可見，穩(wěn)壓器為整個系統(tǒng)提供了穩(wěn)定的電壓，不僅推高了功率，而且提高了輸出電流的穩(wěn)定性，同時保證了音頻信號的低失真，使用戶獲得了良好的音質(zhì)。而經(jīng)濾波后輸出脈沖信號，它隨時間不連續(xù)變化。在輸入電壓負(fù)載、環(huán)境溫度、電路參數(shù)變化時仍能保持輸出電壓恒定。

優(yōu)選地，還包括一個麥克風(fēng)，麥克風(fēng)接收外界聲音后，將變動壓力轉(zhuǎn)成電信號，傳至數(shù)模轉(zhuǎn)換器。

由此可見，麥克風(fēng)用于手機(jī)通話，增加了耳機(jī)的多功能用途，也降低了通話狀態(tài)下手機(jī)產(chǎn)生的電磁輻射對使用者的危害。

優(yōu)選地，還包括至少一個開關(guān)按鍵，開關(guān)按鍵向數(shù)字信號處理器輸出信號。

由此可見，通過開關(guān)鍵可不用經(jīng)過設(shè)備去控制音樂的切換、播放及暫停等操作，增強(qiáng)了耳機(jī)的控制功能。

由上述方案可見，利用USB接口從移動設(shè)備直接獲得電壓，并設(shè)有至少一個穩(wěn)壓器，由集成模塊控制的帶USB接口的數(shù)字音頻解碼無源耳機(jī)，在獲得良好音質(zhì)的情況下，免去了外加電源的麻煩，提高了耳機(jī)的便攜性。同時，在可靠的輸出電壓保障下，系統(tǒng)獲得了穩(wěn)定的輸入功率，從移動設(shè)備獲取的數(shù)字音頻信號經(jīng)集成模塊解碼及DAC轉(zhuǎn)換后，輸出的模擬音頻信號音場變寬、聲音流動感增強(qiáng)、高中低音層次分明、聲音的動態(tài)效果更好。本實(shí)施例中附設(shè)有麥克風(fēng)及控制開關(guān)，這進(jìn)一步提高了耳機(jī)的控制功能和可操作性。這樣一款音質(zhì)良好、功率穩(wěn)定、功能齊全的數(shù)字音頻解碼無源耳機(jī)必會受到市場用戶的廣泛歡迎。

附圖說明

圖1是本實(shí)用新型實(shí)施例中整體電路框圖。

圖2是本實(shí)用新型實(shí)施例中數(shù)字信號處理器電路圖。

圖3是本實(shí)用新型實(shí)施例中數(shù)模轉(zhuǎn)換器電路圖。

圖4是本實(shí)用新型實(shí)施例中輸出電壓為第一穩(wěn)壓器電路圖。

圖5是本實(shí)用新型實(shí)施例中輸出電壓為第二穩(wěn)壓器電路圖。

圖6是本實(shí)用新型實(shí)施例中USB接口電路圖。

圖7是本實(shí)用新型實(shí)施例中加入MCLK的I2S格式傳輸示意圖。

圖8是本實(shí)用新型實(shí)施例中音量控制開關(guān)及暫停開關(guān)的電路圖。

圖9是本實(shí)用新型實(shí)施例中麥克風(fēng)的電路圖。

本實(shí)用新型的功能特點(diǎn)及目的實(shí)現(xiàn)將結(jié)合實(shí)施例并參照附圖作進(jìn)一步說明。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖及具體實(shí)施例詳細(xì)說明本實(shí)用新型的技術(shù)方案。

如圖1所示，本實(shí)用新型所提供的一種帶USB接口的數(shù)字音頻解碼無源耳機(jī)，包括數(shù)字信號處理器20、數(shù)模轉(zhuǎn)換器30以及給予裝置可靠供電的第一穩(wěn)壓器40、第二穩(wěn)壓器50、USB接口60、喇叭70、音量控制開關(guān)80及麥克風(fēng)90。本實(shí)用新型相對于現(xiàn)有技術(shù)的改進(jìn)之處在于，USB接口60用于獲得數(shù)字音頻信號和電壓信號，且設(shè)第一穩(wěn)壓器40和第二穩(wěn)壓器50，可保證耳機(jī)的各用電模塊所需的恒定電壓，用電模塊是喇叭70、音量控制開關(guān)80及麥克風(fēng)90等器件。數(shù)字音頻信號經(jīng)數(shù)字信號處理器20解碼后，按照I2S音頻協(xié)議傳輸至數(shù)模轉(zhuǎn)換器30，輸出模擬電信號，通過喇叭播放出聲音。

如圖2所示，數(shù)字信號處理器20由8051單片機(jī)以及外圍電路構(gòu)成，其中引腳17、18、19及引腳24連接USB接口，用以提取數(shù)字音頻信號及電壓信號；引腳14接在第一穩(wěn)壓器40上，引腳15接在第二穩(wěn)壓器50上，輸入音頻從引腳10、11通過，并接在第一穩(wěn)壓器40上，提供恒定的電壓。數(shù)字音頻信號經(jīng)解碼后從引腳31輸出，并加入了MCLK信號，按照I2S音頻協(xié)議在數(shù)字信號處理器20和數(shù)模轉(zhuǎn)換器30之間進(jìn)行傳輸。

如圖3所示，數(shù)模轉(zhuǎn)換器30由第一穩(wěn)壓器40和第二穩(wěn)壓器50供電，引腳1和引腳2接在第一穩(wěn)壓器40上，引腳8和引腳18接在第二穩(wěn)壓器50上，數(shù)字音頻信號經(jīng)過解碼后按照I2S音頻協(xié)議被傳輸至數(shù)模轉(zhuǎn)換器30，從其引腳35、引腳36輸入。其中，I2S總線，又稱集成電路內(nèi)置音頻總線，該總線專責(zé)于音頻設(shè)備之間的數(shù)據(jù)傳輸，廣泛應(yīng)用于各種多媒體系統(tǒng)。由于該總線采用了沿獨(dú)立的導(dǎo)線傳輸時鐘與數(shù)據(jù)信號的設(shè)計(jì)，通過將數(shù)據(jù)和時鐘信號分離，避免了因時差誘發(fā)的失真，為用戶節(jié)省了購買抵抗音頻抖動的專業(yè)設(shè)備的費(fèi)用。

在數(shù)字音頻信號按I2S音頻總線協(xié)議傳輸?shù)倪^程中，為了使信號在數(shù)字音頻解碼器20和數(shù)模轉(zhuǎn)換器30之間能夠更好的同步，本實(shí)施例另加有一個信號MCLK，即主時鐘，它的頻率是24MHZ，為采樣頻率的256倍，經(jīng)數(shù)模轉(zhuǎn)換器30轉(zhuǎn)換后的信號頻率是96KHZ。圖7是I2S的傳輸示意圖，其中，主時鐘信號從其引腳1進(jìn)入，電容C18接引腳4，另一端與引腳3相連且接地。

如圖4、圖5所示，第一穩(wěn)壓器40和第二穩(wěn)壓器50輸入電壓都為5V。其中第一穩(wěn)壓器40輸出模擬電壓是3.3V，加有包括電感L4的濾波電路，經(jīng)濾波作用輸出3.3V數(shù)字電壓。第二穩(wěn)壓器50從USB接口接收5V輸入電壓后，輸出1.8V模擬電壓。經(jīng)濾波后輸出脈沖信號，隨時間不連續(xù)變化。在輸入電壓負(fù)載、環(huán)境溫度、電路參數(shù)變化時仍能保持輸出電壓恒定。使用這兩個穩(wěn)壓器，為耳機(jī)內(nèi)部各個用電模塊恒定的電壓供應(yīng)提供了保障，使得音頻數(shù)據(jù)傳輸過程變得可靠，音色更佳、音域更廣。

經(jīng)數(shù)字信號處理器20解碼后的數(shù)字音頻信號經(jīng)數(shù)模轉(zhuǎn)換器30進(jìn)行數(shù)模轉(zhuǎn)換即DAC后變成模擬音頻信號。DAC格式具有以下特點(diǎn)，支持AC-3、DTS同一級別的高質(zhì)量音頻壓縮算法；支持頻率從22K-1M；支持通道數(shù)從1-32通道，包括5.1和7.1；支持16位到32位；每通道獨(dú)立編碼，無干擾、串?dāng)_問題；每通道位率為75、100、120、150kbps等。

如圖3所示，經(jīng)DAC轉(zhuǎn)換后的模擬音頻信號從數(shù)模轉(zhuǎn)換器30的引腳21和引腳23輸出。引腳21連接有極電容C11和下拉電阻R7，對應(yīng)輸出耳機(jī)右聲道；引腳23連接有極電容C9與下拉電阻R6，對應(yīng)輸出耳機(jī)左聲道，模擬音頻信號通過各設(shè)在左聲道、右聲道上的喇叭發(fā)出聲音。

如圖6所示，圖6是USB接口示意圖，本實(shí)施例的USB接口是一個micro usb接口，是使用安卓系統(tǒng)的移動設(shè)備通用接口，它比部分手機(jī)的mini usb接口更小，支持OTG，針腳是5pin。USB接口包括第一端子TP1、第二端子TP2、第三端子TP3和第四端子TP4。第一端子TP1接上電感L2與L3，電感L2接在G6530N的引腳24上，電感L3接在G6530模塊的引腳17上，用于從移動設(shè)備提取電壓信號；第二端子TP2串接電阻R10后與G6530上的引腳18相連，用于引入音頻負(fù)信號；第三端子TP3串接電阻R11后與G6530上的引腳19相連，用于引入音頻正信號；第四端子TP4接地。按此連接后，micro usb接口可從音頻設(shè)備中獲得音頻信號，同時獲得5V電壓。5V電壓通過穩(wěn)壓器可向系統(tǒng)提供恒定的1.7V、3.3V電壓，為良好的音質(zhì)提供了保障。

此外，如圖8所示，本實(shí)施例中的耳機(jī)還設(shè)有控制耳機(jī)音量增減的開關(guān)及播放或暫停音樂的開關(guān)，上述開關(guān)由CM6530N集成模塊控制。其中開關(guān)SW1接在引腳3上用于控制增大音量；開關(guān)SW2接在引腳2上用于控制減小音量；開關(guān)SW3接在引腳1上，用于控制音樂的暫停和播放；在錄音狀態(tài)下用于進(jìn)行接聽和掛斷。通過上述開關(guān)，可不通過移動設(shè)備即可控制音樂播放，操作簡單、使用便捷。

本實(shí)施例中的數(shù)字音頻耳機(jī)還設(shè)有通話及錄音狀態(tài)下使用的麥克風(fēng)。如圖9所示，麥克風(fēng)由數(shù)模轉(zhuǎn)換器30控制，接在數(shù)模轉(zhuǎn)換器引腳2和引腳7上，當(dāng)接收外界聲音后，將變動壓力轉(zhuǎn)成電信號，傳輸至數(shù)模轉(zhuǎn)換器30。而要接通電話也無需打開手機(jī)，既可通過所述開關(guān)SW3進(jìn)行接聽，也可通過開關(guān)SW3進(jìn)行掛斷通話的操作。在錄音狀態(tài)下，麥克風(fēng)也可替代移動設(shè)備內(nèi)的麥克風(fēng)進(jìn)行使用。

需要說明的是，本實(shí)用新型的micro usb接口，可通配所有安卓設(shè)備及其它帶micro usb接口的設(shè)備。對于蘋果公司的產(chǎn)品，可將耳機(jī)搭配轉(zhuǎn)換器后再與之進(jìn)行連接，可從音頻設(shè)備中獲得音頻信號，同時能獲得電壓，電壓通過穩(wěn)壓器輸出后可向系統(tǒng)提供穩(wěn)定可靠的電壓。

綜上所述，本實(shí)用新型通過對USB接口的多功能使用，既可提取音頻，還可提取電壓以滿足系統(tǒng)利用。在系統(tǒng)中加入的穩(wěn)壓模塊使得電壓供應(yīng)更為可靠，系統(tǒng)運(yùn)行變得更加穩(wěn)定。獲取的數(shù)字音頻信號經(jīng)由8051單片機(jī)構(gòu)成的集成模塊進(jìn)行解碼及數(shù)模轉(zhuǎn)換，在加有MCLK主時鐘信號的I2S音頻協(xié)議下進(jìn)行傳輸，數(shù)字音頻的傳輸速度變快、效率提高，音頻損耗變小，音場加寬，高中低音層次分明，聲音流動感強(qiáng)，播放時聲音的動態(tài)效果變好。且本實(shí)用新型所使用的8051單片機(jī)成本低廉，集成塊功能強(qiáng)大，不僅具有數(shù)字解碼和數(shù)模轉(zhuǎn)換功能，而且兼具通話及錄音功能。

以上所述僅為本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例，并非因此限制本實(shí)用新型的專利范圍，凡利用本實(shí)用新型說明書及附圖內(nèi)容所作的等效結(jié)構(gòu)或等效變換，或直接或間接運(yùn)用在其它相關(guān)的技術(shù)領(lǐng)域，均等同包含在本實(shí)用新型的專利保護(hù)范圍內(nèi)。