智能密鑰設備及音頻信號傳輸系統的製作方法
2023-07-05 04:30:46
智能密鑰設備及音頻信號傳輸系統的製作方法
【專利摘要】本發明公開了一種智能密鑰設備及音頻信號傳輸系統，該智能密鑰設備包括：安全晶片、第一分壓單元、第二分壓單元、電壓處理電路和音頻接口，第一分壓單元的一端分別與安全晶片的輸出端以及電源相連，另一端分別與第二分壓單元以及電壓處理電路的輸入端相連；第二分壓單元的一端與第一分壓單元相連，另一端接地；電壓處理電路的兩個輸出端分別與音頻接口的麥克管腳和地線管腳相連；第一分壓單元消耗的電壓大於第二分壓單元消耗的電壓。通過分壓單元和電壓處理電路降低終端音頻接口接收的信號電壓幅值，使其不超出AD採樣範圍，避免過衝現象的發生。
【專利說明】智能密鑰設備及音頻信號傳輸系統
【技術領域】
[0001]本發明涉及電子【技術領域】，尤其涉及一種智能密鑰設備及音頻信號傳輸系統。
【背景技術】
[0002]目前，智能密鑰設備(例如，key)與手機、平板電腦等終端可以通過音頻接口進行通信。智能密鑰設備與終端通過音頻接口連接後，向終端發送音頻信號，終端需要對接收的音頻信號進行AD (Alternate-Direct)採樣。如果電壓幅值過大,超出AD採樣範圍,會出現過衝，導致採樣得到的信號與原始發送的音頻信號相比有所失真，進而終端不能得到正確的信號，數據傳輸失敗。
【發明內容】
[0003]本發明提供了一種智能密鑰設備及音頻信號傳輸系統，以至少解決智能密鑰設備向終端發送音頻信號時，電壓幅值超出AD採樣範圍導致過衝的問題。
[0004]本發明的技術方案具體是這樣實現的:
[0005]根據本發明的一個方面，提供了一種智能密鑰設備，包括:安全晶片、第一分壓單元、第二分壓單元、電壓處理電路和音頻接口，所述第一分壓單元的一端分別與所述安全晶片的輸出端以及電源相連，另一端分別與所述第二分壓單元以及所述電壓處理電路的輸入端相連；所述第二分壓單元的一端與所述第一分壓單元相連，另一端接地；所述電壓處理電路的兩個輸出端分別與所述音頻接口的麥克管腳和地線管腳相連；其中，所述第一分壓單元消耗的電壓大於所述第二分壓單元消耗的電壓。
[0006]此外，所述電壓處理電路包括:第一處理電路和第二處理電路，所述第一處理電路和所述第二處理電路互為衰減電路，所述第一處理電路的輸入端與所述第二處理電路的輸入端相連。
[0007]此外，所述第一處理電路採用濾波電路和/或分壓電路，所述第二處理電路採用濾波電路和/或分壓電路。
[0008]根據本發明的另一個方面，提供了一種智能密鑰設備，包括:安全晶片、第一分壓單元、第二分壓單元、第三分壓單元、電壓處理電路和音頻接口，所述第一分壓單元的一端與電源相連，另一端分別與所述第二分壓單元以及所述安全晶片的輸出端相連；所述第二分壓單元的一端與所述第一分壓單元相連，另一端分別與所述第三分壓單元以及所述電壓處理電路的輸入端相連；所述第三分壓單元的一端與所述第二分壓單元相連，另一端接地；所述電壓處理電路的兩個輸出端分別與所述音頻接口的麥克管腳和地線管腳相連；其中，所述第一分壓單元消耗的電壓等於所述第二分壓單元消耗的電壓與所述第三分壓單元消耗的電壓之和，且所述第二分壓單元消耗的電壓大於所述第三分壓單元消耗的電壓。
[0009]此外，所述電壓處理電路包括:第一處理電路和第二處理電路，所述第一處理電路和所述第二處理電路互為衰減電路，所述第一處理電路的輸入端與所述第二處理電路的輸入端相連。[0010]此外，所述第一處理電路採用濾波電路和/或分壓電路，所述第二處理電路採用濾波電路和/或分壓電路。
[0011]根據本發明的再一個方面，提供了一種音頻信號傳輸系統，包括上述任一種智能密鑰設備以及帶有音頻接口的終端，所述智能密鑰設備的音頻接口與所述終端的音頻接口相匹配，所述智能密鑰設備通過其音頻接口與所述終端連接並進行通信。
[0012]由本發明提供的上述技術方案可以看出，本發明提供了一種智能密鑰設備及音頻信號傳輸系統，智能密鑰設備通過分壓單元對待發送的音頻上行信號進行分壓，並進一步通過電壓處理電路降低輸入到智能密鑰設備音頻接口的麥克管腳上的電壓幅值，也就是降低了終端音頻接口的麥克管腳接收的信號的電壓幅值，使其不會超出AD採樣範圍，避免了過衝現象的出現。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0013]為了更清楚地說明本發明實施例的技術方案，下面將對實施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對於本領域的普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他附圖。
[0014]圖1是本發明實施例一提供的智能密鑰設備的示意圖；
[0015]圖2是本發明實施例一提供的智能密鑰設備的結構示意圖；
[0016]圖3是本發明實施例一提供的電壓處理電路的結構示意圖一；
[0017]圖4是本發明實施例一提供的電壓處理電路的結構示意圖二 ；
[0018]圖5是本發明實施例二提供的智能密鑰設備的示意圖；
[0019]圖6是本發明實施例二提供的智能密鑰設備的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0020]下面結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本發明的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬於本發明的保護範圍。
[0021]在本發明的描述中，需要理解的是，術語「中心」、「縱向」、「橫向」、「上」、「下」、「前」、「後」、「左」、「右」、「豎直」、「水平」、「頂」、「底」、「內」、「外」等指示的方位或位置關係為基於
附圖所示的方位或位置關係，僅是為了便於描述本發明和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構造和操作，因此不能理解為對本發明的限制。此外，術語「第一」、「第二」僅用於描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性或數量或位置。
[0022]在本發明的描述中，需要說明的是，除非另有明確的規定和限定，術語「安裝」、「相連」、「連接」應做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是機械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個元件內部的連通。對於本領域的普通技術人員而言，可以具體情況理解上述術語在本發明中的具體含義。[0023]下面將結合附圖對本發明實施例作進一步地詳細描述。
[0024]實施例一
[0025]本實施例提供了一種智能密鑰設備，如圖1所示，該智能密鑰設備包括:安全晶片、第一分壓單元、第二分壓單元、電壓處理電路和音頻接口(可以是音頻插頭)。
[0026]第一分壓單元的一端分別與安全晶片的輸出端以及電源(VCC)相連，另一端分別與第二分壓單元以及電壓處理電路的輸入端相連；第二分壓單元的一端與第一分壓單元相連，另一端接地；電壓處理電路的兩個輸出端分別與音頻接口的麥克管腳(MIC)和地線管腳(GND)相連(圖1中未示出音頻接口的左聲道管腳和右聲道管腳)。第一分壓單元消耗的電壓大於第二分壓單元消耗的電壓。
[0027]需要說明的是，第二分壓單元接地的那一端可以與音頻接口的地線管腳相連，SP第二分壓單元接地的那一端與音頻接口的地線管腳共地，這樣可以減少焊點，減小電路板的體積。智能密鑰設備的音頻接口可以是智能密鑰設備本身自帶的，智能密鑰設備還可以包括USB接口，通過轉接線連接音頻接口。
[0028]安全晶片、第一分壓單元和第二分壓單元構成音頻上行信號發生裝置，電壓處理電路用於對音頻上行信號發生裝置發送的上行信號進行衰減，音頻上行信號經過第一分壓單元、第二分壓單元和電壓處理電路後，得到合適的信號幅值發送至終端，實現音頻信號的上行傳輸。
[0029]第一分壓單元和第二分壓單元是耗電元件，例如電阻和/或二極體等，下面以圖2所示電路為例進行說明。
[0030]圖2是本發明實施例一提供的智能密鑰設備的結構示意圖，如圖2所示，以電阻作為分壓單元為例進行說明，第一分壓單元為電阻R1，第二分壓單元為電阻R2。電阻Rl的一端分別與安全晶片的輸出端以及電源相連，另一端分別與電阻R2以及電壓處理電路的輸入端相連；電阻R2的一端與電阻Rl相連，另一端接地。電阻Rl的阻值大於電阻R2的阻值，即Rl消耗的電壓大於R2消耗的電壓，電阻Rl與電阻R2的比值並不做具體限定。
[0031]通過電阻進行分壓，降低了輸入到電壓處理電路的信號電壓幅值，進而通過電壓處理電路進一步降低輸入到音頻接口的麥克管腳上的電壓幅值，當智能密鑰設備的音頻插頭插入終端的音頻插口時，音頻插頭的麥克管腳與音頻插口的麥克管腳相連，也就是降低了終端音頻插口的麥克管腳接收的信號的電壓幅值，從而保證不會超過AD採樣範圍，避免出現過衝現象。
[0032]當然，本實施例中第一分壓單元和第二分壓單元並不局限於圖2所示的電路，只要通過耗電元件能實現分壓目的的電路均作為本發明保護的範圍，例如，第一分壓單元與第二分壓單元分別為電阻和二極體。
[0033]電壓處理電路包括:第一處理電路和第二處理電路，第一處理電路和第二處理電路互為衰減電路，第一處理電路的輸入端與第二處理電路的輸入端相連(即第一處理電路和第二處理電路共輸入端),第一處理電路的輸出端與第二處理電路的輸出端則分別與音頻接口的麥克管腳和地線管腳相連。
[0034]第一處理電路可以採用濾波電路和/或分壓電路，第二處理電路可以採用濾波電路和/或分壓電路，下面結合圖3和圖4分別進行說明。
[0035]如圖3所示，電壓處理電路可以採用分壓電路實現，包括電容Cl、電容C2和電容C3。由安全晶片、第一分壓單元和第二分壓單元構成的音頻上行信號發生裝置通過電容Cl和電容C2連接至音頻接口的麥克管腳，通過電容Cl和電容C3連接至音頻接口的地線管腳。在圖3中，第一處理電路包括Cl和C2，第二處理電路包括Cl和C3。經過第一分壓單元和第二分壓單元分壓後的音頻信號(即智能密鑰設備向終端發送的音頻上行信號)進一步通過Cl和C2的分壓，信號幅值變小，發送至麥克管腳，進而保證終端接收的音頻信號的幅值不會超出AD採樣範圍。
[0036]電壓處理電路可以為對稱電路，即C2和C3的電容等效；也可以為非對稱電路，即C2和C3的電容不等。當然，還可以採用電阻實現分壓電路，同樣的，採用電阻實現的分壓電路可以是對稱電路，也可以是非對稱電路，此處不再贅述。
[0037]如圖4所示，電壓處理電路採用濾波電路實現，包括電容C4、電阻R3和電阻R4。由安全晶片、第一分壓單元和第二分壓單元構成的音頻上行信號發生裝置通過電容C4和電阻R3連接至麥克管腳，通過電容C4和電阻R4連接至地線管腳。在圖4中，第一處理電路包括C4和R3，第二處理電路包括C4和R4。經過第一分壓單元和第二分壓單元分壓後的音頻信號(即智能密鑰設備向終端發送的音頻上行信號)進一步通過C4和R3的濾波，信號幅值變小，發送至麥克管腳，進而保證終端接收的音頻信號的幅值不會超出AD採樣範圍。電壓處理電路可以為對稱電路，也可以為非對稱電路。
[0038]當然，電壓處理電路並不局限於本實施例中圖3和圖4所示的電路，只要能實現衰減目的的電路均作為本發明保護的範圍。另外，電壓處理電路也可以採用濾波電路和分壓電路結合的方式實現。
[0039]本實施例提供的智能密鑰設備通過第一分壓單元和第二分壓單元對待發送的音頻上行信號進行分壓，並進一步通過電壓處理電路降低輸入到智能密鑰設備音頻接口的麥克管腳上的電壓幅值，也就是降低了終端音頻接口的麥克管腳接收的信號的電壓幅值，從而保證不會超過AD採樣範圍，避免出現過衝現象。
[0040]實施例二
[0041 ] 本實施例與實施例一的區別在於，本實施例的智能密鑰設備包括三個分壓單元，同樣的，分壓單元是耗電元件，例如電阻和/或二極體等。
[0042]如圖5所示，本實施例的智能密鑰設備包括:安全晶片、第一分壓單元、第二分壓單元、第三分壓單元、電壓處理電路和音頻接口。第一分壓單元的一端與電源(VCC)相連，另一端分別與第二分壓單元以及安全晶片的輸出端相連；第二分壓單元的一端與第一分壓單元相連，另一端分別與第三分壓單元以及電壓處理電路的輸入端相連；第三分壓單元的一端與第二分壓單元相連，另一端接地；電壓處理電路的兩個輸出端分別與音頻接口的麥克管腳和地線管腳相連。第一分壓單元消耗的電壓等於第二分壓單元消耗的電壓與第三分壓單元消耗的電壓之和，且第二分壓單元消耗的電壓大於第三分壓單元消耗的電壓。
[0043]需要說明的是，第三分壓單元接地的那一端可以與音頻接口的地線管腳相連，SP第三分壓單元接地的那一端與音頻接口的地線管腳共地，這樣可以減少焊點，減小電路板的體積。
[0044]下面以圖6所示電路為例進行說明。
[0045]圖6是本發明實施例二提供的智能密鑰設備的結構示意圖，如圖6所示，以電阻作為分壓單元為例進行說明，第一分壓單元為電阻R1，第二分壓單元為電阻R2，第三分壓單元為電阻R3。Rl的一端與電源(VCC)相連，另一端分別與R2以及安全晶片的輸出端相連；R2的一端與Rl相連，另一端分別與R3以及電壓處理電路的輸入端相連；R3的一端與R2相連，另一端接地。Rl的阻值等於R2與R3阻值之和，且R2的阻值大於R3的阻值，即Rl消耗的電壓等於R2消耗的電壓與R3消耗的電壓之和，且R2消耗的電壓大於R3消耗的電壓，R2與R3的比值並不做具體限定。
[0046]當然，本實施例中第一分壓單元、第二分壓單元和第三分壓單元並不局限於圖6所示的電路，只要通過耗電元件能實現分壓目的的電路均作為本發明保護的範圍。
[0047]電壓處理電路與實施例一中相同，此處不再贅述。
[0048]本實施例提供的智能密鑰設備通過第一分壓單元、第二分壓單元和第三分壓單元對待發送的音頻上行信號進行分壓，並進一步通過電壓處理電路降低輸入到智能密鑰設備音頻接口的麥克管腳上的電壓幅值，也就是降低了終端音頻接口的麥克管腳接收的信號的電壓幅值，從而保證不會超過AD採樣範圍，避免出現過衝現象。另外，第一分壓單元消耗的電壓等於第二分壓單元消耗的電壓與第三分壓單元消耗的電壓之和，使得第一分壓單元與安全晶片的輸出端的連接處的電壓值為0.5VCC，從而可以避免電壓抬升，出現直流抖動。
[0049]實施例三
[0050]本實施例提供了一種音頻信號傳輸系統，該系統包括智能密鑰設備和帶有音頻接口的終端，其中，智能密鑰設備是實施例一或實施例二描述的智能密鑰設備。智能密鑰設備的音頻接口與終端的音頻接口相匹配，智能密鑰設備通過其音頻接口與終端連接並進行通信，具體的，智能密鑰設備的音頻接口(可以是音頻插頭)的各個管腳(左聲道管腳、右聲道管腳、麥克管腳和地線管腳)分別與終端的音頻接口(可以是音頻插口)的對應管腳連接，以實現正常的數據傳輸。並且，音頻信號通過該智能密鑰設備中的電路處理後，可以保證終端接收的音頻信號的電壓幅值不會超過AD採樣範圍，避免出現過衝現象。
[0051]終端可以是筆記本電腦、平板電腦、手機、智能手錶、智能眼鏡等帶有音頻接口的設備。
[0052]應當理解，本發明的各部分可以用硬體、軟體、固件或它們的組合來實現。在上述實施方式中，多個步驟或方法可以用存儲在存儲器中且由合適的指令執行系統執行的軟體或固件來實現。例如，如果用硬體來實現，和在另一實施方式中一樣，可用本領域公知的下列技術中的任一項或他們的組合來實現:具有用於對數據信號實現邏輯功能的邏輯門電路的離散邏輯電路，具有合適的組合邏輯門電路的專用集成電路，可編程門陣列(PGA)，現場可編程門陣列(FPGA)等。
[0053]在本說明書的描述中，參考術語「一個實施例」、「一些實施例」、「示例」、「具體示例」、或「一些示例」等的描述意指結合該實施例或示例描述的具體特徵、結構、材料或者特點包含於本發明的至少一個實施例或示例中。在本說明書中，對上述術語的示意性表述不一定指的是相同的實施例或示例。而且，描述的具體特徵、結構、材料或者特點可以在任何的一個或多個實施例或示例中以合適的方式結合。
[0054]儘管上面已經示出和描述了本發明的實施例，可以理解的是，上述實施例是示例性的，不能理解為對本發明的限制，本領域的普通技術人員在不脫離本發明的原理和宗旨的情況下在本發明的範圍內可以對上述實施例進行變化、修改、替換和變型。本發明的範圍由所附權利要求及其等同限定。
【權利要求】
1.一種智能密鑰設備，其特徵在於，包括:安全晶片、第一分壓單元、第二分壓單元、電壓處理電路和音頻接口， 所述第一分壓單元的一端分別與所述安全晶片的輸出端以及電源相連，另一端分別與所述第二分壓單元以及所述電壓處理電路的輸入端相連； 所述第二分壓單元的一端與所述第一分壓單元相連，另一端接地； 所述電壓處理電路的兩個輸出端分別與所述音頻接口的麥克管腳和地線管腳相連； 其中，所述第一分壓單元消耗的電壓大於所述第二分壓單元消耗的電壓。
2.根據權利要求1所述的智能密鑰設備，其特徵在於，所述電壓處理電路包括:第一處理電路和第二處理電路，所述第一處理電路和所述第二處理電路互為衰減電路，所述第一處理電路的輸入端與所述第二處理電路的輸入端相連。
3.根據權利要求2所述的智能密鑰設備，其特徵在於，所述第一處理電路採用濾波電路和/或分壓電路，所述第二處理電路採用濾波電路和/或分壓電路。
4.一種智能密鑰設備，其特徵在於，包括:安全晶片、第一分壓單元、第二分壓單元、第三分壓單元、電壓處理電路和音頻接口， 所述第一分壓單元的一端與電源相連，另一端分別與所述第二分壓單元以及所述安全晶片的輸出端相連； 所述第二分壓單元的一端與所述第一分壓單元相連，另一端分別與所述第三分壓單元以及所述電壓處理電路的輸入端相連； 所述第三分壓單元的一端與所述第二分壓單元相連，另一端接地； 所述電壓處理電路的兩個輸出端分別與所述音頻接口的麥克管腳和地線管腳相連； 其中，所述第一分壓單元消耗的電壓等於所述第二分壓單元消耗的電壓與所述第三分壓單元消耗的電壓之和，且所述第二分壓單元消耗的電壓大於所述第三分壓單元消耗的電壓。
5.根據權利要求4所述的智能密鑰設備，其特徵在於，所述電壓處理電路包括:第一處理電路和第二處理電路，所述第一處理電路和所述第二處理電路互為衰減電路，所述第一處理電路的輸入端與所述第二處理電路的輸入端相連。
6.根據權利要求5所述的智能密鑰設備，其特徵在於，所述第一處理電路採用濾波電路和/或分壓電路，所述第二處理電路採用濾波電路和/或分壓電路。
7.一種音頻信號傳輸系統，其特徵在於，包括權利要求1至6任一項所述的智能密鑰設備以及帶有音頻接口的終端，所述智能密鑰設備的音頻接口與所述終端的音頻接口相匹配，所述智能密鑰設備通過其音頻接口與所述終端連接並進行通信。
【文檔編號】H04R3/00GK103763661SQ201410042213
【公開日】2014年4月30日 申請日期:2014年1月28日 優先權日:2014年1月28日
【發明者】李東聲 申請人:天地融科技股份有限公司