帶音頻輸出的設備及系統的製作方法

2023-05-01 17:12:22 2

本實用新型涉及電子技術領域，具體涉及一種帶音頻輸出的設備及系統。

背景技術：

一般地，帶音頻輸出的設備(電路、手機、MP3等)具有兩個音頻輸出的埠，一個接口為line out(線性輸出)，用於外接功放音頻設備(音響、喇叭)，Line Out輸出的音頻模擬信號是沒有經過功放放大的信號，是處理器將數位訊號轉換成音頻模擬信號後最原始的信號源，不包含額外的音染；另一個接口為phone out(耳放輸出)用於外接耳機或耳塞，phone out輸出的音頻模擬信號是沒有經過功放放大的信號，是處理器將數位訊號轉換成音頻模擬信號後，再經過功率放大電路放大的信號，其功率比較大，可以直接推動耳機或耳塞。

現有技術的方案有兩種，方案一，帶音頻輸出的設備的line out輸出和phone out輸出分別使用單獨的輸出端子，分別外接功放音頻設備和耳機或耳塞；方案二，帶音頻輸出的設備的line out輸出和phone out輸出共同使用一個輸出端，但需要用戶根據外接需求手動選擇使用line out輸出還是phone out輸出。

但上述技術方案存在以下問題：

上述兩方案中的輸出端子均是當有設備插入時，就會輸出音頻信號，也就是說設備插入輸出端子時，輸出端子無法提供一個信息給帶音頻輸出的設備去識別接入設備再輸出相應的音頻信號，這樣會導致以下情況的發生：當用戶將耳機插入line out輸出端子時，或者當用戶將耳機插入輸出端子，但沒來得及選擇phone out輸出時，由於line out輸出電平比phone out輸出大(一般地line out輸出電平大於或等於2Vrms，phone out輸出電平為130mVrms～150mVrms)，且耳機的輸入阻抗比功放音頻設備的輸入阻抗大(功放音頻設備的輸入阻抗通常為10KΩ以上，耳機的輸入阻抗通常為32Ω)，則音頻信號輸入到耳機時輸入功率過大，導致耳機的輸出音量過大，損壞耳機或者損傷用戶聽力以及造成不良體驗等後果。

技術實現要素：

本實用新型的目的是，提供一種帶音頻輸出的設備和系統，能在接入設備插入輸出端子時提供電氣檢測值給音頻生成模塊，使得音頻生成模塊能根據電氣檢測來識別接入設備並輸出相應音頻信號，方便安全。

為解決以上技術問題，本實用新型實施例提供一種帶音頻輸出的設備，包括：直流電壓源、外接電阻以及用於與接入設備連接的輸出端子和音頻生成模塊；所述音頻生成模塊包括音頻輸出端和用於讀取所述輸出端子的電氣檢測值的檢測端；

所述音頻輸出端與所述輸出端子電連接；所述檢測端與所述輸出端子電連接，所述直流電壓源通過所述外接電阻與所述檢測端電連接。

進一步地，所述音頻生成模塊還包括用於讀取所述接入設備接入所述輸出端子的信號接入端，所述信號接入端與所述輸出端子相電連接。

進一步地，所述音頻輸出端用於線性音頻信號或耳放音頻信號。

進一步地，所述接入設備為功放音頻設備或耳機。

再進一步地，所述音頻生成模塊包括處理器，所述檢測端、信號接入端和音頻輸出端均集成在所述處理器上。

相應地，本實用新型還提供一種帶音頻輸出的系統，其特徵在於，包括：接入設備和帶音頻輸出的設備；

所述接入設備為功放音頻設備或耳機；

所述帶音頻輸出的設備為前述的帶音頻輸出的設備；

所述帶音頻輸出的設備通過所述帶音頻輸出的設備的輸出端子與所述接入設備連接。

相比於現有技術，本實用新型提供的一種帶音頻輸出的設備和系統的有益效果在於：通過提供直流電壓源、外接電阻以及用於與接入設備連接的輸出端子在音頻生成模塊上；該音頻生成模塊包括音頻輸出端和用於讀取所述輸出端子的電氣檢測值的檢測端；所述音頻輸出端與所述輸出端子電連接；所述檢測端與所述輸出端子電連接，所述直流電壓源通過所述外接電阻與所述檢測端電連接。上述連接可使在接入設備插入時提供一個電氣檢測值，即接入設備的輸入阻抗的電壓或輸入阻抗的電流，進而帶音頻輸出的設備內部的音頻生成模塊能根據該電氣檢測值來判斷出接入設備是功放音頻設備(音響設備)還是耳機，以輸出相應音頻信號，滿足用戶的需求，而且用戶不用通過手動操作來選擇帶帶音頻輸出的設備輸出line out輸出信號或phone out輸出信號，並能避免當插入耳機而帶帶音頻輸出的設備輸出錯誤的line out輸出信號時對人耳的損害或對耳機的損傷，使用方便、安全。

附圖說明

圖1是本實用新型提供的帶音頻輸出的設備的一個實施例的結構示意圖；

圖2是本實用新型提供的帶音頻輸出的系統的一個實施例的結構示意圖。

具體實施方式

下面將結合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型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實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本實用新型中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬於本實用新型保護的範圍。

請參閱圖2，是本實用新型提供的帶音頻輸出的系統的一個實施例的結構示意圖；該帶音頻輸出的系統，包括：接入設備B和帶音頻輸出的設備A；

參見圖1，是本實用新型提供的帶音頻輸出的設備的一個實施例的結構示意圖；

所述帶音頻輸出的設備A，包括：直流電壓源Vcc、外接電阻R以及用於與接入設備B連接的輸出端子20和音頻生成模塊10；所述音頻生成模塊10包括音頻輸出端AUDIO和用於讀取所述輸出端子20的電氣檢測值的檢測端ADC；

所述音頻輸出端AUDIO與所述輸出端子20電連接；所述檢測端ADC與所述輸出端子20電連接，所述直流電壓源Vcc通過所述外接電阻R與所述檢測端ADC電連接。

所述帶音頻輸出的設備A通過所述帶音頻輸出的設備A的輸出端子20與所述接入設備B連接。

需要說明的是，在接入設備B插入帶音頻輸出的設備A的輸出端子時，所述直流電壓源Vcc與所述外接電阻R和接入設備B形成串聯通路，此串聯通路與檢測端ADC連接的端點處的電流和電壓，即為接入設備B的輸入阻抗的電流值和電壓值，即上述電氣檢測值，從而所述檢測端ADC能通過此端點讀取接入設備B的輸入阻抗的電壓或電流值，即上述連接能在接入設備插入輸出端子時提供一個電氣檢測值給音頻生成模塊，由於音響設備的輸入阻抗通常為10KΩ以上，耳機的輸入阻抗通常為32Ω,兩者輸入阻抗相差較，因而提供的電氣檢測值可以使得音頻生成模塊通過判斷電氣檢測值的大小，即電壓值或電流值大小來識別接入設備B是音響設備30還是耳機40，或者，利用電壓值或電流值間接計算出輸入阻抗的大小來判斷接入設備B是音響設備30還是耳機40，以自動輸出相應音頻信號。

進一步地，所述音頻生成模塊10還包括用於讀取所述接入設備B接入所述輸出端子20的信號接入端GPIO，所述信號接入端GPIO與所述輸出端子20相電連接。在接入設備B插入所述輸出端子20時，所述音頻生成模塊10從所述信號接入端GPIO獲知接入設備B插入，則所述音頻生成模塊10的檢測端ADC才讀取檢測值，利於提高效率。

進一步地，所述音頻輸出端AUDIO用於線性音頻信號或耳放音頻信號。需要說明的是，線性音頻信號為line out輸出信號，耳放音頻信號為phone out輸出信號，兩信號的輸出通路共用同一輸出端子2020，可節省處理器的信號口的使用，並且使用共同的端子連接接入設備B，節省硬體使用成本，且用戶不同區分line out埠或phone out埠，使操作更簡易。

優選地，所述接入設備B為功放音頻設備30或耳機40。

再進一步地，所述音頻生成模塊10包括處理器，所述檢測端ADC、信號接入端GPIO和音頻輸出端AUDIO均集成在所述處理器上。將上述埠集成於處理器，利於電路微小化，可釋放更多的空間給帶音頻輸出的設備A。而且在本實用新型中，處理器具有根據檢測端ADC讀取的電氣檢測值進行判斷的功能，以及依據判斷結果相應輸出耳放音頻信號或線性音頻信號到音頻輸出端AUDIO的功能。

下面以接入設備B為功放音頻設備或耳機，具有處理器的帶音頻輸出的設備A為例，進行詳細地說明：

在處理器10通過檢測端(通常為I/O端品，GPIO)從輸出端子20處接收接入設備B的接入信號之後，獲知輸出端子處有接入設備插入，則由直流電源Vcc、外接電阻R和接入設備B構成的串聯通路，則外接電阻R和接入設備B的連接端點處的電壓為接入設備B的輸入阻抗電壓、電流為接入設備B的輸入阻抗電流，由於此連接端點與檢測端ADC連接，因而處理器10通過檢測端ADC在所述輸出端子20處讀取所述接入設備B的輸入阻抗電壓或輸入阻抗電流；電阻R的一端連接直流電源Vcc，電阻R的另一端連接檢測端ADC並連接輸出端子20，通過此電路連接關係提供電氣檢測值給帶音頻輸出的設備進行下一步的識別。

若帶音頻輸出的設備的處理器通過檢測端ADC讀取接入設備的輸入阻抗電壓，則處理器直接將獲取到的輸入阻抗電壓與預設電壓比較；其中，所述預設電壓可預設為U，U＝Ri*Vcc/(Ri+R)；其中，Ri為輸入阻抗閾值，Vcc為所述直流電源的電壓，R為所述外接電阻；優選地，所述輸入阻抗閾值Ri為500Ω；當所述輸入阻抗電壓大於所述預設電壓時，判定所述接入設備為功放音頻設備(音響設備30)，並通過AUDIO信號線將line out輸出信號輸出至所述輸出端子20，以使所述接入設備接收line out輸出信號。當所述輸入阻抗電壓小於所述預設電壓時，判定所述接入設備為耳機40，並通過AUDIO信號線將phone out輸出信號輸出至所述輸出端子20，以使所述接入設備接收phone out輸出信號。

或者，處理器根據獲取到的輸入阻抗電壓依據公式Ri＝R*U*(Vcc-U)計算所述插入設備的輸入阻抗；其中，Ri為所述插入設備的輸入阻抗，U為所述輸入阻抗電壓，Vcc為所述直流電源的電壓，R為所述外接電阻。進而處理器判斷所述輸入阻抗是否大於輸入阻抗閾值；優選地，所述輸入阻抗閾值為500Ω。當所述輸入阻抗大於所述輸入阻抗閾值(例如500Ω)時，判定所述接入設備為功放音頻設備(音響設備30)，並通過AUDIO信號線將line out輸出信號輸出至所述輸出端子20，以使所述接入設備接收line out輸出信號；當所述輸入阻抗小於所述輸入阻抗閾值時，判定所述接入設備為耳機40，並通過AUDIO信號線將phone out輸出信號輸出至所述輸出端子20，以使所述接入設備接收phone out輸出信號。

若帶音頻輸出的設備的處理器通過檢測端ADC讀取接入設備的輸入阻抗電流，則處理器直接將獲取到的輸入阻抗電流與預設電流比較，其中，所述預設電流為I，I＝Vcc/(Ri+R)；其中，Ri為輸入阻抗閾值，Vcc為所述直流電源的電壓，R為所述外接電阻；優選地，所述輸入阻抗閾值Ri為500Ω。當所述輸入阻抗電流小於所述預設電流時，判定所述接入設備為功放音頻設備(音響設備30)，並通過AUDIO信號線將line out輸出信號輸出至所述輸出端子20，以使所述接入設備接收line out輸出信號；當所述輸入阻抗電流大於所述預設電流時，判定所述接入設備為耳機40，並通過AUDIO信號線將phone out輸出信號輸出至所述輸出端子20，以使所述接入設備接收phone out輸出信號。還或者，根據獲取到的輸入阻抗電壓計算出輸入阻抗，並將輸入阻抗與輸入阻抗閾值進行比較，根據比較結果判斷所述接入設備B是耳機還是功放音頻設備(音響設備)，當判斷為功放音頻設備時，通過音頻輸出端AUDIO將line out輸出信號輸出至所述輸出端子20，以使所述接入設備B接收line out輸出信號，當判斷為耳機，通過音頻輸出端AUDIO將phone out輸出信號輸出至所述輸出端子20，以使所述接入設備B接收phone out輸出信號。

本實用新型提供的一種帶音頻輸出的設備和系統的有益效果在於：通過提供直流電壓源、外接電阻以及用於與接入設備連接的輸出端子在音頻生成模塊上；該音頻生成模塊包括音頻輸出端和用於讀取所述輸出端子的電氣檢測值的檢測端；所述音頻輸出端與所述輸出端子電連接；所述檢測端與所述輸出端子電連接，所述直流電壓源通過所述外接電阻與所述檢測端電連接。上述連接可使在接入設備插入時提供一個電氣檢測值，即接入設備的輸入阻抗的電壓或輸入阻抗的電流，進而帶音頻輸出的設備內部的音頻生成模塊能根據該電氣檢測值來判斷出接入設備是功放音頻設備(音響設備)還是耳機，以輸出相應音頻信號，滿足用戶的需求，而且用戶不用通過手動操作來選擇帶帶音頻輸出的設備輸出line out輸出信號或phone out輸出信號，並能避免當插入耳機而帶帶音頻輸出的設備輸出錯誤的line out輸出信號時對人耳的損害或對耳機的損傷，使用方便、安全。

以上所述是本實用新型的優選實施方式，應當指出，對於本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本實用新型原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也視為本實用新型的保護範圍。