利用耳機接口實現發射、接收超聲波的方法和系統的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及移動終端技術領域，特別涉及一種利用耳機接口實現發射、接收超聲波的方法和系統。
【背景技術】
[0002]當前，手機的耳機接口作為標配僅僅被用作耳機音頻功能，耳機接口具有統一而簡單的接口標準、全雙工傳輸能力和易插拔的特性使其具備良好的通信能力，耳機接口可充當其它外設與手機的接口，擴展手機的功能，使更多可選非標配功能模塊連接到手機上，而不占用手機自身的空間，可開發成滿足用戶的個性化需求的附件產品。
[0003]由于人耳聽覺限制，傳統的手機幾乎不關注超聲波頻段的聲音，超聲波在手機上的應用幾乎空白。實際上，超聲波作為一種人耳聽不到的聲音，自身擁有眾多優點，在我們日常生活中應用非常廣泛。
[0004]超聲波具有波長短、能量高、定向性好、穿透能力強、可用于測距、測速、切割、清洗、殺菌、驅蟲害等，廣泛應用于醫學、軍事、工農業等領域。如果能將超聲波收發運用至移動終端上，將是移動終端領域的一大進步。
【發明內容】
[0005]鑒于上述現有技術的不足之處，本發明的目的在于提供一種利用耳機接口實現發射、接收超聲波的方法和系統，能利用移動終端的耳機接口配合外部超聲波收發裝置實現超聲波收發功能。
[0006]為了達到上述目的，本發明采取了以下技術方案:
一種利用移動終端的耳機接口實現超聲波收發的系統，包括移動終端和超聲波收發裝置，所述移動終端上設置有耳機接口和處理器，所述耳機接口包括左聲道端口、右聲道端口、麥克風端口和接地端口 ；所述處理器將超聲波電信號輸出給左聲道端口或右聲道端口，由左聲道端口或右聲道端口輸出給超聲波收發裝置，所述超聲波收發裝置將超聲波電信號轉換為超聲波信號向外發射;所述超聲波收發裝置將接收的超聲波信號轉換為超聲波電信號輸出給麥克風端口，由麥克風端口輸出給處理器。
[0007]所述的利用移動終端的耳機接口實現超聲波收發的系統中，所述處理器包括ADC處理單元和DAC處理單元，所述ADC處理單元用于將超聲波模擬電信號轉換為超聲波數字電信號，所述DAC處理單元用于將超聲波數字電信號轉換為超聲波模擬電信號。
[0008]所述的利用移動終端的耳機接口實現超聲波收發的系統中，所述超聲波收發裝置包括超聲波發生器和第一放大模塊;所述第一放大模塊用于將左聲道端口或右聲道端口輸出的超聲波電信號放大，所述超聲波發生器用于將放大后的超聲波電信號轉換為超聲波信號向外發射。
[0009]所述的利用移動終端的耳機接口實現超聲波收發的系統中，所述第一放大模塊包括:第一反相器、第二反相器、第三反相器、第四反相器、第五反相器、第一電阻和第二電阻；所述第一反相器的輸入端、第二反相器的輸入端、第三反相器的輸入端與左聲道端口或右聲道端口電連接，第一反相器的輸出端連接第四反相器的輸入端和第五反相器的輸入端，所述第二反相器的輸出端連接第三反相器的輸出端和超聲波發生器的第2端、也通過第二電阻連接VCC供電端，所述第四反相器的輸出端連接第五反相器的輸出端和超聲波發生器的第I端、也通過第一電阻連接VCC供電端。
[0010]所述的利用移動終端的耳機接口實現超聲波收發的系統中，所述超聲波收發裝置包括超聲波接收器和第二放大模塊;所述超聲波接收器用于將接收的超聲波信號轉換為超聲波電信號輸出給第二放大模塊，所述第二放大模塊用于將超聲波電信號放大輸出麥克風端口。
[0011]所述的利用移動終端的耳機接口實現超聲波收發的系統中，所述第二放大模塊包括:運算放大器、第三電阻、第四電阻、第五電阻、第六電阻、第一電容和第二電容;所述運算放大器的負輸入端通過第三電阻連接第一電容的一端、也通過第二電阻連接運算放大器的輸出端，第一電容的另一端連接超聲波接收器的第I端，超聲波接收器的第2端接地，所述運算放大器的正輸入端連接第五電阻的一端和第六電阻的一端、也通過第二電容接地，第五電阻的另一端，第六電阻的另一端連接VCC供電端。
[0012]所述的利用移動終端的耳機接口實現超聲波收發的系統中，所述移動終端還包括濾波模塊和整形模塊，所述濾波模塊用于將放大的超聲波電信號進行濾波處理，所述整形模塊用于對超聲波電信號進行整形，降低超聲波信號失真。
[0013]—種利用移動終端的耳機接口實現發射超聲波的方法，超聲波收發裝置與移動終端的耳機接口電連接，其包括如下步驟:
移動終端的處理器將超聲波電信號輸出給耳機接口的左聲道端口或右聲道端口；
由左聲道端口或右聲道端口輸出給超聲波收發裝置；
由所述超聲波收發裝置將超聲波電信號轉換為超聲波信號向外發射。
[0014]—種利用移動終端的耳機接口實現接收超聲波的方法，超聲波收發裝置與移動終端的耳機接口電連接，其包括如下步驟:
所述超聲波收發裝置將接收的超聲波信號轉換為超聲波電信號輸出給麥克風端口； 由麥克風端口輸出給處理器。
[0015]相較于現有技術，本發明提供的利用耳機接口實現發射、接收超聲波的方法和系統，由處理器將超聲波電信號輸出給左聲道端口或右聲道端口，由左聲道端口或右聲道端口輸出給超聲波收發裝置，由所述超聲波收發裝置將超聲波電信號轉換為超聲波信號向外發射;所述超聲波收發裝置將接收的超聲波信號轉換為超聲波電信號輸出給麥克風端口，由麥克風端口輸出給處理器，從而利用了耳機接口的麥克風端口和左聲道端口或右聲道端口實現了超聲波收發的功能，在不改變移動終端硬件的前提下增加了移動終端的功能，提高了市場競爭力。
【附圖說明】
[0016]圖1為本發明提供的利用移動終端的耳機接口實現超聲波收發的系統的結構框圖。
[0017]圖2為本發明提供的利用移動終端的耳機接口實現超聲波收發的系統的收發超聲波的示意圖。
[0018]圖3為本發明提供的利用移動終端的耳機接口實現超聲波收發的系統中超聲波收發裝置的超聲波發射部分的電路圖。
[0019]圖4為本發明提供的利用移動終端的耳機接口實現超聲波收發的系統中超聲波收發裝置的超聲波接收部分的電路圖。
[0020]圖5為本發明提供的利用移動終端的耳機接口實現發射超聲波的方法的流程圖。
[0021]圖6為本發明提供的利用移動終端的耳機接口實現接收超聲波的方法的流程圖。
【具體實施方式】
[0022]本發明提供一種利用耳機接口實現發射、接收超聲波的方法和系統，為使本發明的目的、技術方案及效果更加清楚、明確，以下參照附圖并舉實施例對本發明進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅用以解釋本發明，并不用于限定本發明。
[0023]請參閱圖1和圖2，本發明提供的利用移動終端10的耳機接口實現超聲波收發的系統，包括移動終端10和超聲波收發裝置，所述移動終端10上設置有耳機接口和處理器11，以手機為例，手機上廣泛使用3.5mm四段耳機接口，其接口簡單，包括左聲道端口 L、右聲道端口R、麥克風端口M和接地端口G。其中，左聲道端口L、右聲道端口R為輸出聲道，麥克風端口M為輸入聲道。
[0024]雖然耳機接口傳輸的是聲音媒介，但從本質上來看，其為一定頻率范圍的電信號，與普通的電信號沒有本質上的差異，因此只要滿足接口標準，其也可作為相關電信號的傳輸接口使用。人耳的聽覺頻率范圍通常為20HZ?20KHZ，處于該頻率范圍內的聲波為可聞聲，低于20HZ的聲波為次聲波，高于20KHZ的聲波為超聲波，次聲波和超聲波均不可被人耳覺察。
[0025]本發明利用移動終端10自帶的耳機接口配合外部的超聲波收發裝置實現超聲波接收與發射。所述的超聲波收發裝置通過音頻線與耳機接口插接，也可直接與耳機接口插接，所述處理器11可以是移動終端10的電源管理芯片等。
[0026]在進行超聲波發射時，由所述處理器11將超聲波電信號輸出給左聲道端口L或右聲道端口 R，由左聲道端口 L或右聲道端口 R輸出給超聲波收發裝置，由所述超聲波收發裝置將超聲波電信號轉換為超聲波信號向外發射。在接收超聲波信號時，由所述超聲波收發裝置將接收的超聲波信號轉換為超聲波電信號輸出給麥克風端口M，由麥克風端口M輸出給處理器11。
[0027]請繼續參閱圖1和圖2，所述處理器11包括ADC處理單元101和DAC處理單元102，所述ADC處理單元101用于將超聲波模擬電信號轉換為超聲波數字電信號，所述DAC處理單元102用于將超聲波電數字信號轉換為超聲波模擬電信號。具體地，所述ADC處理單元101和DAC處理單元102的最大采樣率均為48KHZ，其能無失真保留和還原原始信號的頻率范圍為〈24KHZ，其能處理的超聲波信號頻率為20KHz-24KHz，滿足超聲波信號采樣要求。
[0028]如圖1、圖2所示，手機端上行硬件電路雖然能直接輸出超聲波電信號，但是該電信號較弱，要使超聲波發送得更遠，需