無線無源耳的制造方法
【專利摘要】本發明涉及一種無線無源耳機，該耳機包括驅動電路(1)、E類功放電路(2)、FM調制電路(3)、發送線圈(4)、接收線圈(5)、鎖相環電路(6)、FM解調電路(7)和能量接收裝置(8)；驅動電路(1)、E類功放電路(2)、FM調制電路(3)和發送線圈(4)設置在發射機一側；接收線圈(5)、鎖相環電路(6)、FM解調電路(7)和能量接收裝置(8)設置在耳機一側；實現了能量和信號的同步無線傳輸。與有線耳機相比，它無需使用信號線和電源線，它本質上區別于藍牙耳機，藍牙耳機需要使用電池進行供電，而且藍牙耳機使用藍牙通信技術實現信號的無線傳輸。
【專利說明】無線無源耳機
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種實現了能量和信號的同步無線傳輸的新型無線無源耳機，屬于無線耳機的【技術領域】。
【背景技術】
[0002]2007年，美國麻省理工學院的科學家們完成了一項實驗，他們使用兩個相距2米的銅線圈，成功地通過無線電力傳輸點亮了一個功率為60瓦的電燈泡，首先證實了利用磁場耦合技術進行無線能量傳輸的可行性。
[0003]有線耳機通過導線來傳遞能量和信號，在使用的時候容易發生牽扯，因此不方便；而且導線容易老化，磨損，因此用電不安全。
[0004]藍牙耳機需要通過內置電池來為接收電路提供能量，因此續航能力是它最大的問題。中國專利“自動開關終端應用程序的藍牙耳機”(專利號:101521398B)提出一種耳機，這種耳機通過周期性檢測感應信號來判斷藍牙耳機是否脫離，如果脫離了就關閉音頻播放器，如果沒脫離則保持開啟狀態，通過這種智能控制來實現節能的目的，從而提高藍牙耳機的續航能力。這是提高藍牙耳機續航能力的一種思路，即節約能量，另一種思路如中國專利“一種藍牙耳機充電方法及裝置”(專利號:101334689B)，這種耳機可以從數據卡與計算機的接口獲取電能，但是它仍然是需要有線連接的，總體來看，這兩種方式都沒有從根本上解決藍牙耳機續航能力的問題。
【發明內容】
[0005]技術問題:本發明的目的是為了解決有線耳機的導線拉扯問題和安全問題，以及藍牙耳機續航能力有限的問題，提供了一種無線無源耳機系統。
[0006]技術方案:本發明所述無線無源耳機系統包括驅動電路、E類功放電路、FM調制電路、發送線圈、接收線圈、鎖相環電路、FM解調電路和能量接收裝置；驅動電路、E類功放電路、FM調制電路和發送線圈設置在發射機一側；發射機一側從能量源獲取直流能量，經過驅動電路進行電壓變換，輸出直流電壓作為E類功放電路的輸入，同時為FM調制電路提供工作電壓，FM調制電路將音頻信號加載到高頻信號上，高頻信號通過E類功放電路進行功率放大，該放大后的高頻能量在發送線圈(4)中產生高頻電流，經過諧振，該高頻電流進而廣生聞頻磁場；
[0007]接收線圈、鎖相環電路、FM解調電路和能量接收裝置設置在耳機一側；發送線圈和接收線圈通過磁場耦合，在接收線圈中產生高頻電流，能量接收裝置通過整流和穩壓將高頻能量轉換為直流能量，為鎖相解調電路的鎖相環電路和FM解調電路提供直流電壓，同時，鎖相解調電路從高頻能量中提取出音頻信號，鎖相環電路負責相位鎖定，再送到FM解調電路負責解調，實現了能量和信號的同步無線傳輸。
[0008]所述的發送線圈、接收線圈使用矩形的螺旋狀線圈。
[0009]FM解調電路采用單電源供電方法。
[0010]有益效果:本發明采用E類功率放大電路進行功率放大，傳統的A類功率放大電路效率不超過50%，B類和AB類最大效率不超過78.5%，C類可以達到80%，而本發明采用的E類功率放大器最大效率可以達到100%，大大提高了電能的轉換效率。
[0011]無需導線連接耳機，不存在續航能力的問題，有信號就有能量，不存在電池污染的問題，在接收端采用鎖相環技術進行相位鎖定，保證了信號的相位不會隨著耳機的移動而變化，而且使用FM調制，大大提高了本發明的抗干擾能力。
[0012]本發明的功放電路、調制電路置于電子設備內部，所以集成性好，發送天線置于電子設備邊緣，所以天線尺寸可以做得比其他方案更大，而且美觀，不占用額外的空間。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0013]圖1是本發明所述無線無源耳機系統的矩形螺旋天線，
[0014]圖2是圓形螺旋天線，
[0015]圖3是扁平式螺旋天線；
[0016]圖4是本發明所述無線無源耳機系統的整體框圖。
【具體實施方式】
[0017]本發明采用矩形螺旋天線(如圖1)，由于矩形螺旋天線的磁場分布方向性好，和圓形的螺旋天線(如圖2)和扁平式的螺旋天線(如圖3)相比，在相同的情況下，矩形螺旋天線的傳輸距離遠很多。
[0018]本發明采用FM調制方式，由于耳機在使用過程中會發生移動，而接收到的高頻能量幅度會隨著距離變化而變化，因此FM調制技術比AM調制方式抗干擾能力強得多。
[0019]本發明采用鎖相環電路進行相位鎖定，由于耳機會隨著用戶的移動而位置發生變化，信號相位會隨著耳機的方位發生偏移，鎖相環技術可以很好地解決耳機移動導致能量信號相位偏移的問題，從而保證音質良好。
[0020]為了使本發明實施例的目的、技術方案和優點更加清楚明白，下面結合實施例和附圖，對本發明實施例做進一步詳細地說明。在此，本發明的示意性實施例及說明用于解釋本發明，但并不作為對本發明的限定。
[0021]【具體實施方式】一，下面結合圖4說明本實施方式，本實施方式所述無線無源耳機，它包括驅動電路1、E類功放電路2、FM調制電路3、發送線圈4、接收線圈5、鎖相環電路6、FM解調電路7和能量接收裝置9 ；
[0022]驅動電路1、E類功放電路2、FM調制電路3置于電子設備內部；
[0023]發送線圈4置于電子設備邊緣；
[0024]接收線圈5、鎖相環電路6、FM解調電路7和能量接收裝置8置于耳機內部；
[0025]鋰電池作為能量源，輸出電壓范圍為3.7V?4.2V，經過驅動電路I進行升壓穩壓變換，輸出12V的直流電壓作為E類功放電路2的輸入，同時為FM調制電路3提供12V直流電壓，FM調制電路3將音頻信號加載到2Mhz高頻信號上，調制的2Mhz高頻信號作為E類功放電路2的功率開關管的柵極輸入，通過E類功放電路2進行功率放大，該放大后的2Mhz高頻能量流入發送線圈4,經過諧振,在發送線圈4中產生2Mhz高頻電流,該高頻電流進而在線圈周圍產生高頻磁場，發送線圈4和接收線圈5通過磁場耦合，在接收線圈中產生2Mhz高頻電流，該高頻電流流入能量接收裝置8，能量接收裝置8通過高頻整流和穩壓將高頻能量轉換為5V直流能量，為鎖相環電路6和FM解調電路7提供直流電壓，同時，鎖相解調電路從高頻能量中提取出音頻信號，鎖相環電路6負責相位鎖定，FM解調電路7負責解調，兩者串聯連接，鎖相環電路6在前。
[0026]本實施方式一中，驅動電路I采用德州儀器公司的LM3488升壓穩壓芯片進行設計，實現3.5V?4.5V輸入，12V穩壓輸出。
[0027]發送線圈4和接收線圈5都采用矩形螺旋線圈，發送線圈4安置在電子設備的外邊框，接收線圈5安置在頭戴式耳機中。
[0028]能量接收裝置8的高頻整流部分采用全橋整流，通過電容濾波產生電壓可變的直流電壓，穩壓模塊采用南京拓微集成電路有限公司的TP8350升壓穩壓芯片進行設計，實現
0.9V?5V輸入，5V穩壓輸出。
[0029]采用德州儀器公司的⑶4046鎖相環芯片進行設計鎖相環電路6。
[0030]采用德州儀器公司的TL084CN運算放大器芯片進行設計單電源供電的FM解調電路7。
[0031]最后所應說明的是，以上實施例僅用以說明本發明的技術方案而非限制，盡管參照較佳實施例對本發明進行了詳細說明，本領域的普通技術人員應當理解，可以對本發明的技術方案進行修改或者同等替換，而不脫離本發明技術方案的精神和范圍。
【權利要求】
1.一種無線無源耳機，其特征在于該耳機包括驅動電路(1)、E類功放電路(2)、FM調制電路(3)、發送線圈(4)、接收線圈(5)、鎖相環電路(6)、FM解調電路(7)和能量接收裝置⑶；驅動電路⑴、E類功放電路(2)、FM調制電路(3)和發送線圈⑷設置在發射機一側；發射機一側從能量源獲取直流能量，經過驅動電路(I)進行電壓變換，輸出直流電壓作為E類功放電路⑵的輸入，同時為FM調制電路(3)提供工作電壓，FM調制電路(3)將音頻信號加載到高頻信號上，高頻信號通過E類功放電路(2)進行功率放大，該放大后的高頻能量在發送線圈(4)中產生高頻電流，經過諧振，該高頻電流進而產生高頻磁場； 接收線圈(5)、鎖相環電路(6)、FM解調電路(7)和能量接收裝置(8)設置在耳機一側；發送線圈(4)和接收線圈(5)通過磁場耦合，在接收線圈(5)中產生高頻電流，能量接收裝置(8)通過整流和穩壓將高頻能量轉換為直流能量，為鎖相解調電路的鎖相環電路(6)和FM解調電路(7)提供直流電壓，同時，鎖相解調電路從高頻能量中提取出音頻信號，鎖相環電路(6)負責相位鎖定，再送到FM解調電路(7)負責解調，實現了能量和信號的同步無線傳輸。
2.根據權利要求1所述的無線無源耳機，其特征在于所述的發送線圈(4)、接收線圈(5)使用矩形的螺旋狀線圈。
3.根據權利要求1所述的無線無源耳機，其特征還在于FM解調電路(7)采用單電源供電方法。
【文檔編號】H04R1/10GK104244133SQ201410467085
【公開日】2014年12月24日 申請日期:2014年9月12日 優先權日:2014年9月12日
【發明者】郭宇鋒, 林宏, 黃路, 林偉博, 倪慶勇 申請人:南京郵電大學