一种蓝牙耳机控制电路及蓝牙耳机的制作方法

1.本实用新型涉及蓝牙耳机技术领域，特别涉及一种蓝牙耳机控制电路及蓝牙耳机。


背景技术：

2.蓝牙耳机因为其方便携带、不占空间的优点，被广泛应用。随着蓝牙耳机的推广使用，对蓝牙耳机的声音品质、续航时间和成本的竞争也越来越大。目前一些多功能的蓝牙耳机，可以作为普通蓝牙耳机接收蓝牙音频进行播放，也可以作为普通有线耳机接收输入音频进行播放。但现有的这种多功能蓝牙耳机存在成本较高的问题。


技术实现要素：

3.本实用新型的主要目的在于：提供一种蓝牙耳机控制电路及蓝牙耳机，旨在解决现有技术中蓝牙耳机存在成本较高的技术问题。
4.为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：
5.第一方面，本实用新型提出一种蓝牙耳机控制电路，电路包括接口模块、分别与接口模块连接的开关模块和蓝牙模块，以及分别与蓝牙模块连接的驱动模块和放大模块，蓝牙模块与开关模块连接，放大模块与驱动模块连接；
6.接口模块，用于将接收到的音频发送至蓝牙模块；
7.蓝牙模块，用于对接收到的音频进行降噪处理，并将降噪后的音频信号发送至放大模块；
8.放大模块，用于对接收到的降噪后的音频信号进行功率放大处理，并输出功率放大后的音频信号；
9.开关模块，用于切换蓝牙耳机的工作状态；
10.驱动模块，用于根据工作状态对应控制电路截止或导通。
11.可选地，上述蓝牙耳机控制电路中，驱动模块包括驱动电路，驱动电路包括电阻r1、r2和r3，场效应管q1以及三极管q2；
12.场效应管q1的漏极与电源模块连接，源极通过电阻r3与电源电压连接，栅极与三极管q2的集电极连接；
13.三极管q2的集电极通过电阻r1与场效应管q1的源极连接，基极通过电阻r2与蓝牙模块连接，发射极接地；
14.场效应管q1的源极与放大模块连接。
15.可选地，上述蓝牙耳机控制电路中，电路还包括电源模块，电源模块分别与驱动模块、开关模块和蓝牙模块连接；
16.电源模块，用于提供电路电压给驱动模块，以及提供工作电压给开关模块和蓝牙模块。
17.可选地，上述蓝牙耳机控制电路中，电源模块包括电源管理单元p1；
18.电源管理单元p1的端口1与电源电压连接，端口2与蓝牙模块连接，端口3与开关模块连接，端口4与驱动模块连接。
19.可选地，上述蓝牙耳机控制电路中，电路还包括输出模块，输出模块分别与开关模块和放大模块连接；
20.输出模块，用于对经过开关模块的接口模块接收到的音频进行播放，或对放大模块发送的功率放大后的音频信号进行播放。
21.可选地，上述蓝牙耳机控制电路中，开关模块包括开关sw1；
22.开关sw1的第一端分别与接口模块和电源模块连接，第二端与蓝牙模块连接，第三端与输出模块连接。
23.可选地，上述蓝牙耳机控制电路中，接口模块包括音频输入接口j1；
24.音频输入接口j1的一端与外部音频装置连接，另一端分别与开关模块和蓝牙模块连接，以输出音频。
25.可选地，上述蓝牙耳机控制电路中，蓝牙模块包括蓝牙芯片bt1；
26.蓝牙芯片bt1的端口1与接口模块连接，端口2和端口3均与开关模块连接，以输出开关使能信号；
27.蓝牙芯片bt1的端口4与电源模块连接，端口5和端口6均与放大模块连接，以输出双声道音频信号；
28.蓝牙芯片bt1的端口7与驱动模块连接，以输出放大使能信号。
29.可选地，上述蓝牙耳机控制电路中，放大模块包括耳机功率放大器u1；
30.耳机功率放大器u1的端口1和端口2分别与蓝牙模块的双声道输出连接，端口3与驱动模块连接，端口4和端口5均与输出模块连接。
31.第二方面，本实用新型还提出一种蓝牙耳机，蓝牙耳机包括本体和电路板，电路板上设置有如上述的蓝牙耳机控制电路。
32.本实用新型提供的上述一个或多个技术方案，可以具有如下优点或至少实现了如下技术效果：
33.本实用新型提出的一种蓝牙耳机控制电路及蓝牙耳机，通过接口模块接收音频输入，并将音频发送至蓝牙模块，蓝牙模块对音频进行降噪处理，并将降噪后的音频信号发送至放大模块，放大模块对音频信号进行功率放大，并将放大后的音频信号输出，使蓝牙耳机也可以接收音频输入进行声音播放；再通过开关模块切换蓝牙耳机的工作状态，使蓝牙耳机可以实现在开机状态下接收蓝牙音频进行声音播放和接收音频输入进行声音播放，以及在关机状态下接收音频输入进行声音播放；还通过驱动模块根据工作状态对应控制电路截止或导通，实现了在保证续航时间和克服非线性失真的情况下，降低成本的技术效果。
附图说明
34.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，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示出的结构获得其他的附图。
35.图1为本实用新型蓝牙耳机控制电路第一实施例的连接示意图；
36.图2为本实用新型蓝牙耳机控制电路第一实施例的电路原理图。
37.本实用新型目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
38.为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。
39.需要说明，在本实用新型中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的电路、装置或者系统不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种电路、装置或者系统所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括
……”
限定的要素，并不排除在包括该要素的电路、装置或者系统中还存在另外的相同要素。
40.在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“固定”等应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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，也可以是两个元件的相互作用关系。另外，在本实用新型中，使用用于表示元件的诸如“模块”、“部件”或“单元”的后缀仅为了有利于本实用新型的说明，其本身没有特定的意义。因此，“模块”、“部件”或“单元”可以混合地使用。
41.对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。另外，各个实施例的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时，应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。
42.对现有技术进行分析发现，随着蓝牙耳机的推广使用，对蓝牙耳机的声音品质、续航时间和成本的竞争也越来越大。目前一些多功能的蓝牙耳机，可以在开机状态下作为普通蓝牙耳机接收蓝牙音频进行播放，也可以在开机状态下作为普通有线耳机接收输入音频进行播放，还可以在关机状态下作为普通有线耳机接收输入音频进行播放。这种多功能蓝牙耳机现有方案中：
43.1、传统的头戴式蓝牙耳机，蓝牙芯片接收的蓝牙音频经过耳机功率放大器(耳放)放大后输出，音频接口接收的输入音频通过切换开关后输出，两路输出并联连接扬声器。这种方案中，耳放供电采用电源电压直接供电，由于耳放的效率是随着供电电源的电源电压升高而降低，导致耳放的电源效率较低，因此这就导致蓝牙耳机的续航时间减少。还由于蓝牙芯片的升级，自身已具有驱动扬声器的功能，增加的耳放就成了重复设计，这就导致既缩减了续航时间，还增加了成本。
44.2、在传统的头戴式蓝牙耳机基础上，将耳放供电改为由集成在蓝牙芯片上电源管理单元进行供电，电源电压通过电源管理单元内部进行降压后输出给耳放。这种方案中，虽然提高了耳放的电源效率，但由于耳放的输出和自身供电之间有一个保护的二极管，在关机状态下作为普通有线耳机接收输入音频进行播放时，若接收到的音频输入幅度超过
0.6v，就会因为该二极管产生非线性失真的情况，从而导致声音品质变差，更难以让用户接受。
45.3、在传统的头戴式蓝牙耳机基础上，取消外部耳放，采用自带耳放的蓝牙芯片，并给蓝牙芯片另外连接一个切换开关，使蓝牙芯片接收的蓝牙音频通过切换开关后输出，该新增的切换开关在工作电压为0时呈断开状态。这种方案中，虽然提高了耳放的电源效率，也解决了关机状态下非线性失真的问题，但由于蓝牙耳机的音频输出有左右声道，所以实际上需要增加两个切换开关。一个切换开关的成本在0.3美金左右，两个切换开关就需要增加成本0.6美金左右，这比增加一个外部耳放还贵，因此，这种方案存在成本高的问题，不被经常采用，反而第一种方案更多被使用。
46.鉴于现有技术中的蓝牙耳机存在成本较高的技术问题，本实用新型提供了一种蓝牙耳机控制电路，总体思路如下：
47.电路包括接口模块、分别与接口模块连接的开关模块和蓝牙模块，以及分别与蓝牙模块连接的驱动模块和放大模块，蓝牙模块与开关模块连接，放大模块与驱动模块连接；
48.接口模块，用于将接收到的音频发送至蓝牙模块；
49.蓝牙模块，用于对接收到的音频进行降噪处理，并将降噪后的音频信号发送至放大模块；
50.放大模块，用于对接收到的降噪后的音频信号进行功率放大处理，并输出功率放大后的音频信号；
51.开关模块，用于切换蓝牙耳机的工作状态；
52.驱动模块，用于根据工作状态对应控制电路截止或导通。
53.通过上述技术方案，接口模块接收音频输入，并将音频发送至蓝牙模块，蓝牙模块对音频进行降噪处理，并将降噪后的音频信号发送至放大模块，放大模块对音频信号进行功率放大，并将放大后的音频信号输出，使蓝牙耳机也可以接收音频输入进行声音播放；再通过开关模块切换蓝牙耳机的工作状态，使蓝牙耳机可以实现在开机状态下接收蓝牙音频进行声音播放和接收音频输入进行声音播放，以及在关机状态下接收音频输入进行声音播放；还通过驱动模块根据工作状态对应控制电路截止或导通，实现了在保证续航时间和克服非线性失真的情况下，降低成本的技术效果。
54.实施例一
55.参照图1至图2，图1为本实用新型蓝牙耳机控制电路第一实施例的连接示意图，图2为本实用新型蓝牙耳机控制电路第一实施例的电路原理图。本实施例提出一种蓝牙耳机控制电路，应用于可接收音频输入的多功能蓝牙耳机，比如头戴式、挂脖式、入耳式等设置有音频输入接口的蓝牙耳机。
56.电路包括接口模块、分别与接口模块连接的开关模块和蓝牙模块，以及分别与蓝牙模块连接的驱动模块和放大模块，蓝牙模块与开关模块连接，放大模块与驱动模块连接；
57.接口模块，用于将接收到的音频发送至蓝牙模块；
58.蓝牙模块，用于对接收到的音频进行降噪处理，并将降噪后的音频信号发送至放大模块；
59.放大模块，用于对接收到的降噪后的音频信号进行功率放大处理，并输出功率放大后的音频信号；
60.开关模块，用于切换蓝牙耳机的工作状态；
61.驱动模块，用于根据工作状态对应控制电路截止或导通。
62.进一步地，驱动模块包括驱动电路，驱动电路包括电阻r1、r2和r3，场效应管q1以及三极管q2；
63.场效应管q1的漏极d与电源模块连接，源极s通过电阻r3与电源电压(vbat)连接，栅极g与三极管q2的集电极c连接；
64.三极管q2的集电极c通过电阻r1与场效应管q1的源极s连接，基极b通过电阻r2与蓝牙模块连接，发射极e接地；
65.场效应管q1的源极s与放大模块连接。
66.相比较传统方案，本实用新型新增了驱动电路，可以解决关机状态下音频播放失真的问题。并且，该驱动电路中仅仅是电阻、场效应管和三极管这些少量器件，在实际生产中，可以任意集成到蓝牙模块、电源模块或放大模块中，可以实现零成本增加，相比现有技术，本实用新型在解决关机状态下音频播放失真问题的同时，可以减少成本。
67.进一步地，电路还包括电源模块，电源模块分别与驱动模块、开关模块和蓝牙模块连接；
68.电源模块，用于提供电路电压给驱动模块，以及提供工作电压给开关模块和蓝牙模块。
69.更进一步地，电源模块包括电源管理单元p1(pmu，power management unit)，电源管理单元p1包括降压式变换电路(buck)；
70.电源管理单元p1的端口1与电源电压(vbat)连接，端口2与蓝牙模块连接，端口3与开关模块连接，端口4与驱动模块连接。
71.vbat经过buck降压后供电，提高了放大模块的电源效率，从而可以提升蓝牙耳机的续航时间。
72.进一步地，电路还包括输出模块，输出模块分别与开关模块和放大模块连接；
73.输出模块，用于对经过开关模块的接口模块接收到的音频进行播放，或对放大模块发送的功率放大后的音频信号进行播放。
74.具体的，输出模块包括扬声器s1，扬声器s1分别与开关模块和放大模块连接。
75.进一步地，开关模块包括开关sw1；
76.开关sw1包括双极单向开关；开关sw1的第一端分别与接口模块和电源模块连接，第二端与蓝牙模块连接，第三端与输出模块连接。
77.进一步地，接口模块包括音频输入接口j1(jack，jack audio connection kit)；
78.音频输入接口j1的一端与外部音频装置连接，另一端分别与开关模块和蓝牙模块连接，以输出音频。
79.进一步地，蓝牙模块包括蓝牙芯片bt1；
80.蓝牙芯片bt1的端口1与接口模块连接，端口2和端口3均与开关模块连接，以输出开关使能信号；
81.蓝牙芯片bt1的端口4与电源模块连接，端口5和端口6均与放大模块连接，以输出双声道音频信号；
82.蓝牙芯片bt1的端口7与驱动模块连接，以输出放大使能信号。
83.进一步地，放大模块包括耳机功率放大器u1；
84.耳机功率放大器u1的端口1和端口2分别与蓝牙模块的双声道输出连接，端口3与驱动模块连接，端口4和端口5均与输出模块连接。
85.耳机功率放大器u1不直接由电源电压供电，通过驱动模块控制，解决了耳机功率放大器u1放大效率低和电源效率低的问题，增加了蓝牙耳机续航。耳机功率放大器u1可以集成到蓝牙模块中，即采用具有驱动扬声器的功能的蓝牙芯片。
86.本实施例的蓝牙耳机具有三种工作状态，对应的工作原理如下：
87.1.在开机状态下接收蓝牙音频进行声音播放
88.电源电压vbat给电源管理单元p1供电，p1检测到开机，开始供电，给蓝牙芯片bt1和开关sw1提供工作电压，给驱动电路提供电路电压，此时，sw1处于断开状态；bt1启动bt1与p1通信，设置p1的各路输出电压和使能，p1中的buck也开启，bt1接收到p1的反馈信号，控制en_amp为高电平，en_amp经过r2驱动q2导通，q2导通后，q1的g极被拉低，从而q1完全导通，从而实现vbat经过buck降压后给u1供电；bt1接收外部设备的蓝牙模块发出的蓝牙音频，蓝牙音频经过蓝牙芯片bt1内部处理后，输出差分信号进入u1，再由u1进行功率放大后，驱动扬声器s1播放声音。
89.2.在开机状态下接收音频输入进行声音播放
90.电源电压vbat给电源管理单元p1供电，p1检测到开机，开始供电，给蓝牙芯片bt1和开关sw1提供工作电压，给驱动电路提供电路电压，此时，sw1处于断开状态；bt1启动bt1与p1通信，设置p1的各路输出电压和使能，p1中的buck也开启，bt1接收到p1的反馈信号，控制en_amp为高电平，en_amp经过r2驱动q2导通，q2导通后，q1的g极被拉低，使得g极和s极的电压达到v
gs
的开启电压，从而q1完全导通，从而实现vbat经过buck降压后给u1供电；音频输入接口j1检测引脚电平跳变，bt1检测到j1连接外部音频输出装置后，切换音源接收为接收aux_l输入；j1接收到的输入音频进入bt1，bt1内部处理后，输出差分信号进入u1，再由u1进行功率放大后，驱动扬声器s1播放声音。
91.3.在关机状态下接收音频输入进行声音播放
92.关机后，p1关闭，p1没有输出，sw_vdd电压为0v，sw1处于闭合状态，同时，p1中的buck也关闭；en_amp输出电压为0v，q2由于不满足v
be
＞0.7v而截止；q1反向截止，vbat经过r3给q1的s极供电，同时也给u1供电，实现直接提供vbat给u1；由于q1截止，r1的偏置，q1的g极电压与s极电压相等，不满足v
gs
的开启电压而截止，从而vbat不会经过r3和q1漏电给p1；音频输入接口j1连接外部音频输出装置后，音频输出装置的输入幅度＜1vrms，根据正弦波的关系，音频的最高电压为1.141v，要使得这么大的信号不会因为u1而造成非线性失真，需要u1内部的保护二极管不导通，此时，u1的供电电压需满足
93.(1.414-0.7)v《
u1
，
94.即
[0095]vu1
＞0.714；
[0096]
u1在关机状态下，耗电电流一般都是小于1ua，考虑到设计留足余量，假设耗电为2ua，那么vbat经过r3后的电压是
[0097]vu
′1＝v
bat-3*2ua，
[0098]
对于聚合物锂电池来说，电池电量从0％～100％对应的电压是3.0v～4.2v，若r3
电阻选择1mω，那么
[0099]vu
′1≥3v-1mω*2ua＝3v-2v＝1v，
[0100]
此时，vu′1＝1v＞0.714，u1内部的保护二极管无法导通，从而接收的外部音频输出装置的音频输入不会产生非线性失真。
[0101]
在具体实施过程中，可以将电源模块、电路模块、蓝牙模块和放大模块中的一个或多个集成为一个芯片，减少蓝牙耳机体积占用，以及进一步减少成本消耗。
[0102]
本实施例的蓝牙耳机控制电路，通过接口模块接收音频输入，并将音频发送至蓝牙模块，蓝牙模块对音频进行降噪处理，并将降噪后的音频信号发送至放大模块，放大模块对音频信号进行功率放大，并将放大后的音频信号输出，使蓝牙耳机也可以接收音频输入进行声音播放；再通过开关模块切换蓝牙耳机的工作状态，使蓝牙耳机可以实现在开机状态下接收蓝牙音频进行声音播放和接收音频输入进行声音播放，以及在关机状态下接收音频输入进行声音播放；还通过驱动模块根据工作状态对应控制电路截止或导通，实现了在保证续航时间和克服非线性失真的情况下，降低成本的技术效果。
[0103]
实施例二
[0104]
本实施例提出一种蓝牙耳机，该蓝牙耳机包括本体和电路板，电路板上设置有如上述的蓝牙耳机控制电路，其中，该蓝牙耳机控制电路的具体连接方式参照上述实施例，由于本实施例采用了上述所有实施例的全部技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，为了说明书的简洁，此处不再赘述。
[0105]
本实施例的蓝牙耳机，可以提升续航时间、低成本地解决关机状态下蓝牙耳机音频播放失真的问题，实现了在保证续航时间和克服非线性失真的情况下，降低成本的技术效果。
[0106]
上述仅为本实用新型的可选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是在本实用新型的发明构思下，利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均包括在本实用新型的专利保护范围内。