專利名稱：一種藍牙耳機和利用藍牙耳機通信的方法
技術領域：
本發明涉及聲學產品技術領域，特別涉及一種藍牙耳機和利用藍牙耳機通信的方法。
背景技術：
藍牙耳機將藍牙技術應用在免持耳機上，讓使用者可以免除惱人電線的牽絆，自在地以各種方式輕松通話。并且，使用藍牙耳機撥打和接聽電話時，由于遠離手機的天線，顯著降低了電磁波輻射對人體的影響，所以自從藍牙耳機問世以來得到了各類用戶的青睞。然而，現有的藍牙耳機僅具有無線通信能力，功能比較單一，不能滿足對一些特定 場合的需求，例如，對具有聽力障礙的用戶，或者在環境過于嘈雜的場景中，由于藍牙耳機發出的聲音較小，導致用戶無法清晰收聽到聲音，無法正常進行通話。
發明內容
本發明提供了一種藍牙耳機和利用藍牙耳機通信的方法，以解決現有藍牙耳機功能過于單一、適用范圍較窄的問題。為達到上述目的，本發明實施例采用了如下技術方案本發明一個實施例提供了一種藍牙耳機，該藍牙耳機中設置有藍牙芯片、與該藍牙芯片相連接的音頻處理芯片、麥克風和揚聲器，藍牙芯片上設置有微處理器MCU，以及與該MCU相連接的可編程輸入輸出PIO接口、I2C接口、麥克風接口和揚聲器接口，音頻處理芯片中設置有DA轉換模塊、AD轉換模塊、音頻增益調整單元和I2C接口；藍牙芯片的PIO接口上連接有控制開關；藍牙芯片的I2C接口與音頻處理芯片上的I2C接口相連接；藍牙芯片的麥克風接口與麥克風相連接，藍牙芯片的揚聲器接口通過音頻處理芯片與揚聲器相連接；當控制開關處于第一位置時，MCU通過I2C接口禁止音頻處理芯片運行；當控制開關處于第二位置時，MCU通過I2C接口啟動音頻處理芯片運行。其中，藍牙芯片的揚聲器接口連接至音頻處理芯片的AD轉換模塊，AD轉換模塊連接至DA轉換模塊，DA轉換模塊與麥克風相連接。其中，音頻增益調整單元中設置有自動增益控制器AGC和數字信號處理器DSP，音頻處理芯片的AD轉換模塊的輸出端與AGC的輸入端相連接，AGC的輸出端與DSP的輸入端相連接，DSP的輸出端連接至DA轉換模塊。其中，AGC上連接有調節開關，調節開關轉動時該AGC提供的增益值變化。其中，藍牙芯片上設置有整流器，麥克風的第一端與整流器相連接，麥克風的第二端與藍牙芯片的麥克風接口相連接，麥克風的第三端接地。
其中，藍牙芯片的電源線和音頻處理芯片的電源線相連接。本發明又一個實施例還提供了一種利用藍牙耳機通信的方法。該方法包括在藍牙耳機中設置與藍牙芯片相連接的音頻處理芯片，音頻處理芯片上具有音頻增益調整單元，當接收到藍牙模式啟動指令時，利用藍牙芯片禁止音頻處理芯片運行，使藍牙耳機工作在藍牙模式下；當接收到具有音頻增益調整功能的藍牙模式的啟動指令時，利用藍牙芯片啟動音頻處理芯片運行，使藍牙耳機工作在具有音頻增益調整功能的藍牙模式下，當需要執行通信時，確認藍牙耳機當前所處于的工作模式；當藍牙耳機處于藍牙模式時，將從藍牙耳機的麥克風接收到的信號通過藍牙芯 片的天線向外發送，以及，將從藍牙芯片的天線接收到的信號直接輸出至藍牙耳機的揚聲器；當藍牙耳機處于具有音頻增益調整功能的藍牙模式時，將從藍牙耳機的麥克風接收到的信號通過藍牙芯片的天線向外發送，以及，將從藍牙芯片的天線接收到的信號輸入至音頻處理芯片，利用音頻處理芯片中的音頻增益調整單元對該信號的音量進行調整，將調整后的信號輸出至藍牙耳機的揚聲器。其中，利用音頻增益調整單元對該信號的音量進行放大；或者，利用音頻增益調整單元對該信號的音量進行減小。其中，接收用戶發送的音量增益設置指令，根據音量增益設置指令指示的增益數值，利用音頻增益調整單元對信號的音量進行調整。本發明實施例的有益效果是本發明實施例通過在藍牙耳機中設置具有音頻增益調整模塊的音頻處理芯片，并利用藍牙芯片對該音頻處理芯片的運行狀態進行控制的技術手段，當啟動音頻處理芯片運行時，藍牙耳機處于具有音頻增益調整功能的藍牙模式，藍牙芯片接收到的數據經過音頻處理芯片調整后輸出至揚聲器，當禁止音頻處理芯片運行時，藍牙耳機處于藍牙模式，音頻處理芯片不對藍牙芯片接收到的數據進行處理。本發明實施例通過藍牙芯片和音頻處理芯片的配合，實現了藍牙耳機在藍牙模式和具有音頻增益調整功能的藍牙模式之間的切換，豐富了藍牙耳機的功能，且當藍牙耳機位于具有音頻增益調整功能的藍牙模式下時，能夠發出大音量的聲音，適用于具有聽力障礙的用戶或者聲音嘈雜的環境，擴大了藍牙耳機的應用范圍。
圖1為本發明一個實施例提供的一種藍牙耳機的結構示意圖；圖2為本發明又一個實施例提供的一種藍牙耳機的結構示意圖；圖3為本發明又一個實施例提供的一種利用藍牙耳機通信的方法流程圖。
具體實施例方式為使本發明的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合附圖對本發明實施方式作進一步地詳細描述。
本發明一個實施例提供了一種藍牙耳機，參見圖1，該藍牙耳機100中設置有藍牙芯片200、與該藍牙芯片200相連接的音頻處理芯片300、麥克風111和揚聲器112，藍牙芯片200上設置有微處理器(Micro Controller Unit, MCU) 214，以及與該MCU214相連接的可編程輸入輸出(Programming Input/Output,ΡΙ0)接口、I2C(內部整合電路，Inter-1ntegrated Circuit)接口、麥克風(MIC)接口 212 和揚聲器(SPK)接口 211，音頻處理芯片300中設置有DA (Digital-Analog，數模)轉換模塊312、AD (Analog-Digital,模數)轉換模塊310、音頻增益調整單元311和I2C接口 313。藍牙芯片200上的各模塊通過藍牙芯片200上的走線相連接，音頻處理芯片300上的單元和各模塊通過音頻處理芯片300上的走線相連接。藍牙芯片200的PIO接口 210上連接有控制開關110，藍牙芯片200的I2C接口213與音頻處理芯片300上的I2C接口相連接，藍牙芯片200的麥克風接口與麥克風相連接，藍牙芯片的揚聲器接口通過音頻處理芯片與揚聲器相連接。 當控制開關110處于第一位置時，如控制開關110處于開啟位置時，MCU214通過I2C接口 213向音頻處理芯片300發送低電平信號，禁止音頻處理芯片300運行，這時，音頻處理芯片300僅作為信號或數據的傳輸通路使用。當控制開關110處于第二位置時，如控制開關110處于閉合位置時，MCU通過I2C接口向音頻處理芯片300發送高電平信號，啟動音頻處理芯片運行。藍牙芯片200上還設置有射頻(RF)模塊，用于通過天線利用藍牙通信收發信號。本發明又一實施例提供的一種藍牙耳機，參見圖2，藍牙耳機中設置有藍牙芯片200、音頻處理芯片300、麥克風111和揚聲器112。本實施例中的音頻處理芯片300由助聽器芯片實現。為了增強藍牙耳機的功能，圖2中示出的場景中，該耳機中還設置有用于近距離無線通信的NFC (近距離通信，Near Field Communication)模塊、用于指示藍牙耳機工作狀態的LED顯示燈、多個存儲器(Memory )、閃存(FLASH)、電源適配器(Charger )以及與該適配器相連接的線性穩壓(Low Dropout Regulator, LD0)模塊。藍牙耳機中還可以設置26MHZ的晶振(Crystal )，射頻模塊和天線之間還可以設置有平衡不平衡轉換器(BULUN)、射頻開關(Switch)、功率放大器(PA)、低噪聲放大器(LNA)和帶通濾波器(BPF)，這些器件可以對需要收發的信號進行進一步的處理。例如，BULUN將藍牙芯片輸出的差分信號轉為單端輸出，射頻開關將藍牙芯片在射頻信號的發送端和射頻信號的接收端之間進行切換，PA用于天線發射端增益放大，LNA用于天線接收端增益放大，BPF使預定藍牙頻段(如2402MHz 2480MHz)的信號通過。可以理解，上述NFC模塊、LED顯示燈、存儲器等并不是藍牙耳機中必要的模塊，在一些場景中可以刪除。當開關SWl閉合，藍牙芯片200開始工作，建立藍牙連接。藍牙芯片200中的MCU檢測控制開關110的狀態，當控制開關110處于第一位置，確認藍牙芯片工作在藍牙模式。當控制開關Iio處于第二位置，確認藍牙芯片200工作在具有音頻增益調整功能的藍牙模式。控制開關110用于使藍牙耳機在不同工作模式下進行切換。藍牙模式在本模式下，若音頻處理芯片300處于工作狀態需要MCU通過I2C接口禁止音頻處理芯片運行，若音頻處理芯片300已經被禁止運行，則保持該音頻處理芯片300的狀態不變。射頻模塊通過天線接收到數據后，將數據解調成語音信號后，通過SPK接口 211發送至AD轉換模塊310，并通過AD轉換模塊310和DA轉換模塊312將SPK接口 211輸出的語音信號傳輸至揚聲器112,揚聲器112輸出語音信號。在語音信號傳輸過程中，音頻處理芯片300不對該語音信號進行處理。這時，AD轉換模塊310和DA轉換模塊312以及兩者之間的連接僅用作語音信號的傳輸線路。麥克風111在本地接收到語音信號后，將語音信號通過MIC接口 212輸入至藍牙芯片，藍牙芯片將語音信號轉換為數字信號，對該數字信號進行編碼調制后，發送至射頻模塊，由射頻模塊在藍牙鏈路上通過天線將該數字信號發送出去。 其中，麥克風111為三端的器件，藍牙芯片200還設置有整流器215，麥克風的第一端與整流器215相連接，由整流器215向麥克風提供偏置電壓，麥克風的第二端與麥克風接口 212相連接，麥克風的第三端接地。具有音頻增益調整功能的藍牙模式在本模式下，若音頻處理芯片300處于被禁止工作狀態需要MCU通過I2C接口啟動音頻處理芯片300運行，若音頻處理芯片300已經啟動運行，則保持該音頻處理芯片300的狀態不變。本模式為一種兼容模式，藍牙耳機在保證藍牙通信的同時，還能夠語音的音量進行調整，例如，對語音的音量進行放大，此模式適合于有聽力障礙的用戶使用或其他需要音量放大的場景。射頻模塊通過天線接收到數據后，將數據解調成語音信號后，通過SPK接口 211發送至AD轉換模塊310。AD轉換模塊310將語音信號轉換為數字信號，然后將數字信號送入音頻增益調整單元311，音頻增益調整單元311對數字信號處理完畢后，將數字信號送入DA轉換模塊312，DA轉換模塊312將數字信號轉換為語音信號并送入揚聲器112輸出。其中，音頻增益調整單元311可以由自動增益控制器(AGC)和數字信號處理器(DSP)實現，AD轉換模塊310的輸出端連接至AGC的輸入端，AGC的輸出端與DSP的輸入端相連接，DSP的輸出端連接至DA轉換模塊312。語音信號從AD轉換模塊310將語音信號先送入AGC，AGC控制語音信號的增益，并進行自動調整，可以增加語音信號的增益，也可以減小語音信號的增益。AGC對增益調整后，將語音信號送入DSP，由DSP完成對語音信號音量的調節。進一步的，本實施例中，還為AGC連接了調節開關SW2，調節開關SW2轉動時該AGC提供的增益值變化。通過撥動SW2可以調整語音信號增益的大小，找到所需的增益數值(可以為一定范圍內的增益數值)。并且，本實施中，當根據SW2選取了增益數值的范圍時，然后AGC還會根據語音信號的變化在一定程度內對語音進行微調，從而保證了藍牙耳機的音效能夠與通信時的需求保持一致。麥克風111在本地接收到語音信號后，將語音信號通過MIC接口 212輸入至藍牙芯片，藍牙芯片將語音信號轉換為數字信號，對該數字信號進行編碼調制后，發送至射頻模塊，由射頻模塊在藍牙鏈路上通過天線將該數字信號發送出去。本實施例中采用電源VB在1. 4V左右的助聽器芯片，而一般的藍牙芯片200的電源VCC在1. 35左右，并將藍牙芯片200的電源線VCC和助聽器芯片的電源線連接在一起，即采用同一電源VBAT對藍牙芯片和助聽器芯片進行供電，相比于采用兩個電源分別對藍牙芯片和助聽器芯片的場景，本實施例的方案簡化了藍牙耳機的結構。本發明又一個實施例還提供了一種利用藍牙耳機通信的方法。該方法包括在藍牙耳機中設置與藍牙芯片相連接的音頻處理芯片，音頻處理芯片上具有音頻增益調整單元，當接收到藍牙模式啟動指令時，利用藍牙芯片禁止音頻處理芯片運行，使藍牙耳機工作在藍牙模式下；當接收到具有音頻增益調整功能的藍牙模式的啟動指令時，利用藍牙芯片啟動音頻處理芯片運行，使藍牙耳機工作在具有音頻增益調整功能的藍牙模式下，參見圖3，本方法包括S300 :當需要執行通信時，確認藍牙耳機當前所處于的工作模式；S301 :當藍牙耳機處于藍牙模式時，將從藍牙耳機的麥克風接收到的信號通過藍牙芯片的天線向外發送，以及，將從藍牙芯片的天線接收到的信 號直接輸出至藍牙耳機的揚聲器;S302 :當藍牙耳機處于具有音頻增益調整功能的藍牙模式時，將從藍牙耳機的麥克風接收到的信號通過藍牙芯片的天線向外發送，以及，將從藍牙芯片的天線接收到的信號輸入至音頻處理芯片，利用音頻處理芯片中的音頻增益調整單元對該信號的音量進行調整，將調整后的信號輸出至藍牙耳機的揚聲器。其中，在步驟S302中，可以利用音頻增益調整單元對該信號的音量進行放大；或者，利用音頻增益調整單元對該信號的音量進行減小。其中，在步驟S302中，接收用戶發送的音量增益設置指令，根據音量增益設置指令指示的增益數值，利用音頻增益調整單元對信號的音量進行調整。利用接收用戶通過與調節開關發送的指令，該指令指示了需要的增益數值的范圍，則利用音頻增益調整單元在選取的增益數值范圍內對信號的音量進行調整。本發明方法實施例中各步驟的具體工作方式可以參見本發明的產品實施例。由上所述，本發明實施例通過在藍牙耳機中設置具有音頻增益調整模塊的音頻處理芯片，并利用藍牙芯片對該音頻處理芯片的運行狀態進行控制的技術手段，當啟動音頻處理芯片運行時，藍牙耳機處于具有音頻增益調整功能的藍牙模式，藍牙芯片接收到的數據經過音頻處理芯片調整后輸出至揚聲器，當禁止音頻處理芯片運行時，藍牙耳機處于藍牙模式，音頻處理芯片不對藍牙芯片接收到的數據進行處理。本發明實施例通過藍牙芯片和音頻處理芯片的配合，實現了藍牙耳機在藍牙模式和具有音頻增益調整功能的藍牙模式之間的切換，豐富了藍牙耳機的功能，且當藍牙耳機位于具有音頻增益調整功能的藍牙模式下時，能夠發出大音量的聲音，適用于具有聽力障礙的用戶或者聲音嘈雜的環境，擴大了藍牙耳機的應用范圍。以上所述僅為本發明的較佳實施例而已，并非用于限定本發明的保護范圍。凡在本發明的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換、改進等，均包含在本發明的保護范圍內。
權利要求
1.一種藍牙耳機，其特征在于，所述藍牙耳機中設置有藍牙芯片、與該藍牙芯片相連接的音頻處理芯片、麥克風和揚聲器，所述藍牙芯片上設置有微處理器MCU，以及與該MCU相連接的可編程輸入輸出PIO接口、I2C接口、麥克風接口和揚聲器接口，所述音頻處理芯片中設置有數模DA轉換模塊、模數AD轉換模塊、音頻增益調整單元和I2C接口；所述藍牙芯片的PIO接口上連接有控制開關；所述藍牙芯片的I2C接口與所述音頻處理芯片上的I2C接口相連接；所述藍牙芯片的麥克風接口與所述麥克風相連接，所述藍牙芯片的揚聲器接口通過所述音頻處理芯片與所述揚聲器相連接；當所述控制開關處于第一位置時，所述MCU通過I2C接口禁止所述音頻處理芯片運當所述控制開關處于第二位置時，所述MCU通過I2C接口啟動所述音頻處理芯片運行。
2.根據權利要求1所述的藍牙耳機，其特征在于，所述藍牙芯片的揚聲器接口通過所述音頻處理芯片與所述揚聲器相連接包括所述藍牙芯片的揚聲器接口連接至音頻處理芯片的所述AD轉換模塊，所述AD轉換模塊連接至所述DA轉換模塊，所述DA轉換模塊與麥克風相連接。
3.根據權利要求1所述的藍牙耳機，其特征在于，所述音頻增益調整單元中設置有自動增益控制器AGC和數字信號處理器DSP，所述音頻處理芯片的AD轉換模塊的輸出端與所述AGC的輸入端相連接，所述AGC的輸出端與DSP的輸入端相連接，所述DSP的輸出端連接至所述DA轉換模塊。
4.根據權利要求3所述的藍牙耳機，其特征在于，所述AGC上連接有調節開關，調節開關轉動時該AGC提供的增益值變化。
5.根據權利要求1所述的藍牙耳機，其特征在于，所述藍牙芯片的麥克風接口與所述麥克風相連接包括所述藍牙芯片上設置有整流器，所述麥克風的第一端與所述整流器相連接，所述麥克風的第二端與所述藍牙芯片的麥克風接口相連接，所述麥克風的第三端接地。
6.根據權利要求1所述的藍牙耳機，其特征在于，所述藍牙芯片的電源線和所述音頻處理芯片的電源線相連接。
7.—種利用藍牙耳機通信的方法，其特征在于，在藍牙耳機中設置與藍牙芯片相連接的音頻處理芯片，所述音頻處理芯片上具有音頻增益調整單元，當接收到藍牙模式啟動指令時，利用藍牙芯片禁止所述音頻處理芯片運行，使藍牙耳機工作在藍牙模式下；當接收到具有音頻增益調整功能的藍牙模式的啟動指令時，利用藍牙芯片啟動所述音頻處理芯片運行，使藍牙耳機工作在具有音頻增益調整功能的藍牙模式下，所述方法包括當需要執行通信時，確認所述藍牙耳機當前所處于的工作模式；當所述藍牙耳機處于藍牙模式時，將從藍牙耳機的麥克風接收到的信號通過藍牙芯片的天線向外發送，以及，將從藍牙芯片的天線接收到的信號直接輸出至藍牙耳機的揚聲器；當所述藍牙耳機處于具有音頻增益調整功能的藍牙模式時，將從藍牙耳機的麥克風接收到的信號通過藍牙芯片的天線向外發送，以及，將從藍牙芯片的天線接收到的信號輸入至音頻處理芯片，利用音頻處理芯片中的音頻增益調整單元對該信號的音量進行調整，將調整后的信號輸出至藍牙耳機的揚聲器。
8.根據權利要求7所述的方法，其特征在于，所述利用音頻處理芯片中的音頻增益調整單元對該信號的音量進行調整包括利用所述音頻增益調整單元對該信號的音量進行放大；或者，利用所述音頻增益調整單元對該信號的音量進行減小。
9.根據權利要求7所述的方法，其特征在于，所述利用音頻處理芯片中的音頻增益調整單元對該信號的音量進行調整，將調整后的信號輸出至藍牙耳機的揚聲器包括接收用戶發送的音量增益設置指令；根據所述音量增益設置指令指示的增益數值，利用音頻增益調整單元對信號的音量進行調整。
全文摘要
本發明公開了一種藍牙耳機和利用藍牙耳機通信的方法。本發明實施例提供的藍牙耳機中設置有藍牙芯片、音頻處理芯片、麥克風和揚聲器。藍牙芯片上設置有MCU、PIO接口、I2C接口、麥克風接口和揚聲器接口，音頻處理芯片中設置有DA轉換模塊、AD轉換模塊、音頻增益調整單元和I2C接口，PIO接口上連接有控制開關；藍牙芯片的I2C接口與音頻處理芯片上的I2C接口相連接；藍牙芯片的麥克風接口與麥克風相連接，藍牙芯片的揚聲器接口通過音頻處理芯片與揚聲器相連接；當控制開關處于第一位置時，MCU通過I2C接口禁止音頻處理芯片運行，當控制開關處于第二位置時，MCU通過I2C接口啟動音頻處理芯片運行。
文檔編號H04R1/10GK103024621SQ201210466239
公開日2013年4月3日 申請日期2012年11月16日 優先權日2012年11月16日
發明者鄭勇, 夏曉劍, 孫一鑌 申請人:青島歌爾聲學科技有限公司