無線無源耳的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種無線無源耳機(jī)，該耳機(jī)包括驅(qū)動(dòng)電路(1)、E類功放電路(2)、FM調(diào)制電路(3)、發(fā)送線圈(4)、接收線圈(5)、鎖相環(huán)電路(6)、FM解調(diào)電路(7)和能量接收裝置(8)；驅(qū)動(dòng)電路(1)、E類功放電路(2)、FM調(diào)制電路(3)和發(fā)送線圈(4)設(shè)置在發(fā)射機(jī)一側(cè)；接收線圈(5)、鎖相環(huán)電路(6)、FM解調(diào)電路(7)和能量接收裝置(8)設(shè)置在耳機(jī)一側(cè)；實(shí)現(xiàn)了能量和信號(hào)的同步無線傳輸。與有線耳機(jī)相比，它無需使用信號(hào)線和電源線，它本質(zhì)上區(qū)別于藍(lán)牙耳機(jī)，藍(lán)牙耳機(jī)需要使用電池進(jìn)行供電，而且藍(lán)牙耳機(jī)使用藍(lán)牙通信技術(shù)實(shí)現(xiàn)信號(hào)的無線傳輸。
【專利說明】無線無源耳機(jī)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種實(shí)現(xiàn)了能量和信號(hào)的同步無線傳輸?shù)男滦蜔o線無源耳機(jī)，屬于無線耳機(jī)的【技術(shù)領(lǐng)域】。

【背景技術(shù)】
[0002]2007年，美國(guó)麻省理工學(xué)院的科學(xué)家們完成了一項(xiàng)實(shí)驗(yàn)，他們使用兩個(gè)相距2米的銅線圈，成功地通過無線電力傳輸點(diǎn)亮了一個(gè)功率為60瓦的電燈泡，首先證實(shí)了利用磁場(chǎng)耦合技術(shù)進(jìn)行無線能量傳輸?shù)目尚行浴?br> [0003]有線耳機(jī)通過導(dǎo)線來傳遞能量和信號(hào)，在使用的時(shí)候容易發(fā)生牽扯，因此不方便；而且導(dǎo)線容易老化，磨損，因此用電不安全。
[0004]藍(lán)牙耳機(jī)需要通過內(nèi)置電池來為接收電路提供能量，因此續(xù)航能力是它最大的問題。中國(guó)專利“自動(dòng)開關(guān)終端應(yīng)用程序的藍(lán)牙耳機(jī)”(專利號(hào):101521398B)提出一種耳機(jī)，這種耳機(jī)通過周期性檢測(cè)感應(yīng)信號(hào)來判斷藍(lán)牙耳機(jī)是否脫離，如果脫離了就關(guān)閉音頻播放器，如果沒脫離則保持開啟狀態(tài)，通過這種智能控制來實(shí)現(xiàn)節(jié)能的目的，從而提高藍(lán)牙耳機(jī)的續(xù)航能力。這是提高藍(lán)牙耳機(jī)續(xù)航能力的一種思路，即節(jié)約能量，另一種思路如中國(guó)專利“一種藍(lán)牙耳機(jī)充電方法及裝置”(專利號(hào):101334689B)，這種耳機(jī)可以從數(shù)據(jù)卡與計(jì)算機(jī)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(lán)牙耳機(jī)續(xù)航能力的問題。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]技術(shù)問題:本發(fā)明的目的是為了解決有線耳機(jī)的導(dǎo)線拉扯問題和安全問題，以及藍(lán)牙耳機(jī)續(xù)航能力有限的問題，提供了一種無線無源耳機(jī)系統(tǒng)。
[0006]技術(shù)方案:本發(fā)明所述無線無源耳機(jī)系統(tǒng)包括驅(qū)動(dòng)電路、E類功放電路、FM調(diào)制電路、發(fā)送線圈、接收線圈、鎖相環(huán)電路、FM解調(diào)電路和能量接收裝置；驅(qū)動(dòng)電路、E類功放電路、FM調(diào)制電路和發(fā)送線圈設(shè)置在發(fā)射機(jī)一側(cè)；發(fā)射機(jī)一側(cè)從能量源獲取直流能量，經(jīng)過驅(qū)動(dòng)電路進(jìn)行電壓變換，輸出直流電壓作為E類功放電路的輸入，同時(shí)為FM調(diào)制電路提供工作電壓，F(xiàn)M調(diào)制電路將音頻信號(hào)加載到高頻信號(hào)上，高頻信號(hào)通過E類功放電路進(jìn)行功率放大，該放大后的高頻能量在發(fā)送線圈(4)中產(chǎn)生高頻電流，經(jīng)過諧振，該高頻電流進(jìn)而廣生聞?lì)l磁場(chǎng)；
[0007]接收線圈、鎖相環(huán)電路、FM解調(diào)電路和能量接收裝置設(shè)置在耳機(jī)一側(cè)；發(fā)送線圈和接收線圈通過磁場(chǎng)耦合，在接收線圈中產(chǎn)生高頻電流，能量接收裝置通過整流和穩(wěn)壓將高頻能量轉(zhuǎn)換為直流能量，為鎖相解調(diào)電路的鎖相環(huán)電路和FM解調(diào)電路提供直流電壓，同時(shí)，鎖相解調(diào)電路從高頻能量中提取出音頻信號(hào)，鎖相環(huán)電路負(fù)責(zé)相位鎖定，再送到FM解調(diào)電路負(fù)責(zé)解調(diào)，實(shí)現(xiàn)了能量和信號(hào)的同步無線傳輸。
[0008]所述的發(fā)送線圈、接收線圈使用矩形的螺旋狀線圈。
[0009]FM解調(diào)電路采用單電源供電方法。
[0010]有益效果:本發(fā)明采用E類功率放大電路進(jìn)行功率放大，傳統(tǒng)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(dá)到80%，而本發(fā)明采用的E類功率放大器最大效率可以達(dá)到100%，大大提高了電能的轉(zhuǎn)換效率。
[0011]無需導(dǎo)線連接耳機(jī)，不存在續(xù)航能力的問題，有信號(hào)就有能量，不存在電池污染的問題，在接收端采用鎖相環(huán)技術(shù)進(jìn)行相位鎖定，保證了信號(hào)的相位不會(huì)隨著耳機(jī)的移動(dòng)而變化，而且使用FM調(diào)制，大大提高了本發(fā)明的抗干擾能力。
[0012]本發(fā)明的功放電路、調(diào)制電路置于電子設(shè)備內(nèi)部，所以集成性好，發(fā)送天線置于電子設(shè)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(fā)明所述無線無源耳機(jī)系統(tǒng)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(fā)明所述無線無源耳機(jī)系統(tǒng)的整體框圖。

【具體實(shí)施方式】
[0017]本發(fā)明采用矩形螺旋天線(如圖1)，由于矩形螺旋天線的磁場(chǎng)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(yuǎn)很多。
[0018]本發(fā)明采用FM調(diào)制方式，由于耳機(jī)在使用過程中會(huì)發(fā)生移動(dòng)，而接收到的高頻能量幅度會(huì)隨著距離變化而變化，因此FM調(diào)制技術(shù)比AM調(diào)制方式抗干擾能力強(qiáng)得多。
[0019]本發(fā)明采用鎖相環(huán)電路進(jìn)行相位鎖定，由于耳機(jī)會(huì)隨著用戶的移動(dòng)而位置發(fā)生變化，信號(hào)相位會(huì)隨著耳機(jī)的方位發(fā)生偏移，鎖相環(huán)技術(shù)可以很好地解決耳機(jī)移動(dòng)導(dǎo)致能量信號(hào)相位偏移的問題，從而保證音質(zhì)良好。
[0020]為了使本發(fā)明實(shí)施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，下面結(jié)合實(shí)施例和附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例做進(jìn)一步詳細(xì)地說明。在此，本發(fā)明的示意性實(shí)施例及說明用于解釋本發(fā)明，但并不作為對(duì)本發(fā)明的限定。
[0021]【具體實(shí)施方式】一，下面結(jié)合圖4說明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式所述無線無源耳機(jī)，它包括驅(qū)動(dòng)電路1、E類功放電路2、FM調(diào)制電路3、發(fā)送線圈4、接收線圈5、鎖相環(huán)電路6、FM解調(diào)電路7和能量接收裝置9 ；
[0022]驅(qū)動(dòng)電路1、E類功放電路2、FM調(diào)制電路3置于電子設(shè)備內(nèi)部；
[0023]發(fā)送線圈4置于電子設(shè)備邊緣；
[0024]接收線圈5、鎖相環(huán)電路6、FM解調(diào)電路7和能量接收裝置8置于耳機(jī)內(nèi)部；
[0025]鋰電池作為能量源，輸出電壓范圍為3.7V?4.2V，經(jīng)過驅(qū)動(dòng)電路I進(jìn)行升壓穩(wěn)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(shí)為FM調(diào)制電路3提供12V直流電壓，F(xiàn)M調(diào)制電路3將音頻信號(hào)加載到2Mhz高頻信號(hào)上，調(diào)制的2Mhz高頻信號(hào)作為E類功放電路2的功率開關(guān)管的柵極輸入，通過E類功放電路2進(jìn)行功率放大，該放大后的2Mhz高頻能量流入發(fā)送線圈4,經(jīng)過諧振,在發(fā)送線圈4中產(chǎn)生2Mhz高頻電流,該高頻電流進(jìn)而在線圈周圍產(chǎn)生高頻磁場(chǎng)，發(fā)送線圈4和接收線圈5通過磁場(chǎng)耦合，在接收線圈中產(chǎn)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(wěn)壓將高頻能量轉(zhuǎn)換為5V直流能量，為鎖相環(huán)電路6和FM解調(diào)電路7提供直流電壓，同時(shí)，鎖相解調(diào)電路從高頻能量中提取出音頻信號(hào)，鎖相環(huán)電路6負(fù)責(zé)相位鎖定，F(xiàn)M解調(diào)電路7負(fù)責(zé)解調(diào)，兩者串聯(lián)連接，鎖相環(huán)電路6在前。
[0026]本實(shí)施方式一中，驅(qū)動(dòng)電路I采用德州儀器公司的LM3488升壓穩(wěn)壓芯片進(jìn)行設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)3.5V?4.5V輸入，12V穩(wěn)壓輸出。
[0027]發(fā)送線圈4和接收線圈5都采用矩形螺旋線圈，發(fā)送線圈4安置在電子設(shè)備的外邊框，接收線圈5安置在頭戴式耳機(jī)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(chǎn)生電壓可變的直流電壓，穩(wěn)壓模塊采用南京拓微集成電路有限公司的TP8350升壓穩(wěn)壓芯片進(jìn)行設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)
0.9V?5V輸入，5V穩(wěn)壓輸出。
[0029]采用德州儀器公司的⑶4046鎖相環(huán)芯片進(jìn)行設(shè)計(jì)鎖相環(huán)電路6。
[0030]采用德州儀器公司的TL084CN運(yùn)算放大器芯片進(jìn)行設(shè)計(jì)單電源供電的FM解調(diào)電路7。
[0031]最后所應(yīng)說明的是，以上實(shí)施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非限制，盡管參照較佳實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行修改或者同等替換，而不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的精神和范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種無線無源耳機(jī)，其特征在于該耳機(jī)包括驅(qū)動(dòng)電路(1)、E類功放電路(2)、FM調(diào)制電路(3)、發(fā)送線圈(4)、接收線圈(5)、鎖相環(huán)電路(6)、FM解調(diào)電路(7)和能量接收裝置⑶；驅(qū)動(dòng)電路⑴、E類功放電路(2)、FM調(diào)制電路(3)和發(fā)送線圈⑷設(shè)置在發(fā)射機(jī)一側(cè)；發(fā)射機(jī)一側(cè)從能量源獲取直流能量，經(jīng)過驅(qū)動(dòng)電路(I)進(jìn)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(shí)為FM調(diào)制電路(3)提供工作電壓，F(xiàn)M調(diào)制電路(3)將音頻信號(hào)加載到高頻信號(hào)上，高頻信號(hào)通過E類功放電路(2)進(jìn)行功率放大，該放大后的高頻能量在發(fā)送線圈(4)中產(chǎn)生高頻電流，經(jīng)過諧振，該高頻電流進(jìn)而產(chǎn)生高頻磁場(chǎng)； 接收線圈(5)、鎖相環(huán)電路(6)、FM解調(diào)電路(7)和能量接收裝置(8)設(shè)置在耳機(jī)一側(cè)；發(fā)送線圈(4)和接收線圈(5)通過磁場(chǎng)耦合，在接收線圈(5)中產(chǎn)生高頻電流，能量接收裝置(8)通過整流和穩(wěn)壓將高頻能量轉(zhuǎn)換為直流能量，為鎖相解調(diào)電路的鎖相環(huán)電路(6)和FM解調(diào)電路(7)提供直流電壓，同時(shí)，鎖相解調(diào)電路從高頻能量中提取出音頻信號(hào)，鎖相環(huán)電路(6)負(fù)責(zé)相位鎖定，再送到FM解調(diào)電路(7)負(fù)責(zé)解調(diào)，實(shí)現(xiàn)了能量和信號(hào)的同步無線傳輸。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無線無源耳機(jī)，其特征在于所述的發(fā)送線圈(4)、接收線圈(5)使用矩形的螺旋狀線圈。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無線無源耳機(jī)，其特征還在于FM解調(diào)電路(7)采用單電源供電方法。
【文檔編號(hào)】H04R1/10GK104244133SQ201410467085
【公開日】2014年12月24日 申請(qǐng)日期:2014年9月12日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月12日
【發(fā)明者】郭宇鋒, 林宏, 黃路, 林偉博, 倪慶勇 申請(qǐng)人:南京郵電大學(xué)