基於音頻接口的通信裝置製造方法
2023-04-24 08:38:26 1
基於音頻接口的通信裝置製造方法
【專利摘要】一種基於音頻接口的通信裝置，包括：數據接收通道，與音頻接口的左聲道和/或右聲道連接，接收音頻模擬信號，並對該音頻模擬信號進行轉換並解碼後，輸出第一通信數據；信號處理單元，與所述數據接收通道連接，對輸入的所述第一通信數據和作為輸出的第二通信數據進行讀寫，並設置所述解碼和轉換的參數；信號發送通道，與所述信號處理單元連接，將所述第二通信數據轉換為音頻模擬信號輸出到所述音頻接口的麥克風通道。在不對稱數據帶寬要求的場合中，能使用其中一個或兩個音頻通道傳輸通信數據，提高數據通信速率，通信數據傳輸速度快、誤碼率低。
【專利說明】基於音頻接口的通信裝置
【技術領域】
[0001]本實用新型屬於數據通信領域，尤其涉及一種基於音頻接口的通信裝置。
【背景技術】
[0002]目前，基於音頻接口的數據傳輸裝置，基本只使用一個音頻通道進行數據通信，通信速率較低；有些在數據通道兩端使用成對的硬體編解碼器，硬體成本較高；還有一些使用純軟體處理實現低成本要求，通信效果並不理想。
實用新型內容
[0003]基於此，有必要針對基於音頻接口的數據傳輸效率低、成本高的問題，提供一種傳輸效率高、成本低的基於音頻接口的通信裝置。
[0004]一種基於音頻接口的通信裝置，包括:
[0005]數據接收通道，與音頻接口的左聲道和/或右聲道連接，接收音頻模擬信號，並對該音頻模擬信號轉換並進行解碼後，輸出第一通信數據；
[0006]信號處理單元，與所述數據接收通道連接，對輸入的所述第一通信數據和作為輸出的第二通信數據進行讀寫，並設置所述解碼和轉換的參數；
[0007]信號發送通道，與所述信號處理單元連接，將所述第二通信數據轉換為音頻模擬信號輸出到所述音頻接口的麥克風通道。
[0008]進一步地，所述數據接收通道包括:
[0009]預處理電路，與音頻接口的左聲道和/或右聲道連接，接收所述音頻模擬信號進行預處理後輸出方波信號；
[0010]硬體解碼電路，與所述預處理電路連接，對所述方波信號進行解碼後輸出包括所述第一通信數據的輸入信號。
[0011]進一步地，所述信號處理單元包括:
[0012]控制寄存器，預存用於控制所述數據接收通道和所述信號發送通道的通斷的指令；
[0013]數據寄存器，用於讀寫所述第一通信數據和所述第二通信數據；
[0014]狀態寄存器，用於記錄和/或呈現所述解碼的狀態；
[0015]速率設置寄存器，預存數據通信的速率閾值；
[0016]過濾寄存器，預存雜訊信號閾值；
[0017]判定閾值寄存器，預存用於與所述輸入信號脈寬周期比較的脈寬周期閾值。
[0018]進一步地，所述信號發送通道包括；
[0019]衰減電路，與所述信號處理單元的信號輸出管腳連接，對所述信號處理單元輸出的包括所述第二通信數據的輸出信號進行衰減；
[0020]濾波電路，與所述衰減電路連接，對所述衰減後的輸出信號進行濾波後輸出所述音頻模擬信號到所述音頻接口的麥克風通道。[0021]進一步地，所述預處理電路包括隔直電容、上拉電阻、可調分壓電阻、第一限流電阻、濾波電容、第二限流電阻以及比較器，
[0022]所述隔直電容的一端與所述音頻接口的左聲道和/或右聲道連接，另一端通過所述上拉電阻接電源並通過所述可調分壓電阻接地，還與所述第一限流電阻的一端連接，所述第一限流電阻的另一端通過所述濾波電容接地並與所述第二限流電阻的一端連接，所述第二限流電阻的另一端與所述比較器的一個輸入端連接，所述比較器的另一個輸入端接入可調基準電壓源，所述比較器的輸出端用於輸出所述方波信號。
[0023]進一步地，所述衰減電路包括第一電阻和第二電阻，所述第一電阻和所述第二電阻的一端分別與所述信號處理單元的信號輸出管腳連接，所述第一電阻和所述第二電阻的
另一端相互連接。
[0024]進一步地，所述濾波電路包括第一電容和第三電阻，所述第一電容的一端與所述第一電阻和第二電阻的另一端相連，所述第一電容的另一端與所述麥克風通道連接，並通過所述第三電阻接地。
[0025]上述基於音頻接口的通信裝置在不對稱數據帶寬要求的場合中，能使用其中一個或兩個音頻通道傳輸通信數據，提高數據通信速率，通信數據傳輸速度快、誤碼率低。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0026]圖1是基於音頻接口的通信裝置模塊圖
[0027]圖2是配置脈寬比較參考值Lx、Ly的示意圖；
[0028]圖3是預處理電路的原理圖；
[0029]圖4是信號發送通道的原理圖；
[0030]圖5是包含第一通信數據的輸入信號的波形示意圖；
【具體實施方式】
[0031]為了使本實用新型要解決的技術問題、技術方案及有益效果更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本實用新型進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本實用新型，並不用於限定本實用新型。
[0032]如圖1所示，一種基於音頻接口的通信裝置200，適合與具有音頻接口 100的電子設備進行數據通信，該通信裝置200包括數據接收通道210、信號處理單元220和信號發送通道230。
[0033]數據接收通道210與音頻接口 100的左聲道L和/或右聲道R連接，接收音頻模擬信號，並對該音頻模擬信號進行轉換並解碼後，輸出第一通信數據；信號處理單元220與數據接收通道210連接，對輸入的第一通信數據和作為輸出的第二通信數據進行讀寫，信號處理單元220可以設置數據接收通道210的解碼和轉換的參數，如此可以調節對第一通信數據的解碼機制，如校驗、糾錯、通信速率、雜訊過濾等參數設置；信號發送通道230與所述信號處理單元220連接，將所述第二通信數據轉換為音頻模擬信號輸出到所述音頻接口100的麥克風通道。
[0034]可以理解的是，對於通信裝置200而言，第一通信數據為輸入的通信數據，第二通信數據為輸入到電子設備的通信數據。[0035]另外，本實施例中，包含第二通訊數據的輸出信號通過音頻接口 100發送到電子設備內部進行數據識別和處理，輸出信號產生於一個或多個信號處理單元220的信號輸出管腳，信號處理單元220依據所連接音頻接口 100匹配要求控制其中一個或多個信號輸出管腳為輸出狀態，其它信號輸出管腳為高阻狀態，實現寬範圍的參數匹配。
[0036]在一個實施例中，數據接收通道210包括預處理電路212和硬體解碼電路214。預處理電路212與音頻接口 100的左聲道L和/或右聲道R連接，接收所述音頻模擬信號進行預處理後輸出方波信號，即將音頻模擬信號轉換成方波信號。硬體解碼電路214與所述預處理電路212連接，對所述方波信號進行解碼後輸出包括所述第一通信數據的輸入信號。
[0037]在一個實施例中，參考圖3，預處理電路212包括隔直電容C2、上拉電阻R4、可調分壓電阻R5、第一限流電阻R6、濾波電容C3、第二限流電阻R7以及比較器VI。隔直電容C2的一端與所述音頻接口 100的左聲道L和/或右聲道R連接，隔直電容C2的另一端通過所述上拉電阻R4接電源Vcc並通過所述可調分壓電阻R5接地，隔直電容C2的另一端還與所述第一限流電阻R6的一端連接，所述第一限流電阻R6的另一端通過所述濾波電容C3接地並與所述第二限流電阻R7的一端連接，所述第二限流電阻R7的另一端與所述比較器Vl的一個輸入端連接，所述比較器Vl的另一個輸入端接入可調基準電壓源，所述比較器Vl的輸出端用於輸出所述方波信號。
[0038]預處理電路212中，可通過調節可調分壓電阻R5的阻值調節靜態工作點，提高數據通信準確率；另外，可依據信號特性動態調節可調基準電壓源Vref。該調節是通過信號處理單元220進行調節的。在其他實施例中，可以通過外部進行調節。
[0039]另外，在進一步的實施例中，對該音頻模擬信號的解碼包括:
[0040]對轉換後的所述音頻模擬信號(即方波信號)進行檢錯，可配置脈寬比較參考值Lx, Ly (參考圖2)，檢測到的信號變化間隔時長與參考值比較後解碼出所接收到數據，或是判定為一位非正常數據，實現檢錯功能；
[0041]配設轉換後的所述音頻模擬信號(即方波信號)的通信速率，數據通信中通信速率越高相應誤碼率也會越高，通過配置合適的通信速率令應用達到速率與誤碼率的合理折衷；
[0042]以及，對所述轉換後的所述音頻模擬信號(即方波信號)進行雜訊信號過濾，配置數字雜訊過濾功能，解碼電路將明顯高於通信速率的突變信號作為雜訊進行濾除。
[0043]所述信號處理單元220包括:控制寄存器、數據寄存器、狀態寄存器、速率設置寄存器、過濾寄存器、判定閾值寄存器。
[0044]控制寄存器預存用於控制所述數據接收通道210和所述信號發送通道230的通斷的指令，具體地，控制寄存器使用4個控制位:BASE_0N:載波輸出控制。為I時輸出通道上送出載波；RECV_EN:啟用接收功能；IE_SEND:使能發送中斷。發送緩衝區為空則保持中斷有效；IE_RECV:使能接收中斷。有未讀取數據在接收緩衝區中則保持中斷有效。
[0045]數據寄存器，用於讀寫所述第一通信數據和所述第二通信數據，具體地，數據寄存器讀操作時稱其為RBUF，寫操作時稱為SBUF，讀RBUF時讀入接收到的數據，寫SBUF時通過音頻通道發送出所寫入的數據。
[0046]狀態寄存器，用於記錄和/或呈現所述解碼的狀態，具體地，狀態寄存器使用2個狀態位表示當前解碼器對方波信號進行解碼的工作狀態=SEMPTY:發送數據緩衝區為空。此標誌為I時可向SBUF中寫入數據=RFULL:接收數據緩衝區有數據待讀。此標誌為I時應儘快讀取RBUF，防止RBUF中數據被新收到數據覆蓋。
[0047]速率設置(BASE)寄存器預存數據通信的速率閾值，具體地，BASE寄存器預存輸出信號變化最快間隔時鐘周期數。
[0048]過濾(FILT)寄存器預存雜訊信號閾值，具體地，FILT寄存器預存:雜訊信號的最大閾值Lmin，有效輸入信號變化最小間隔時鐘周期數小於此值的信號被當作雜訊信號濾除。
[0049]判定閾值(THLD)寄存器預存用於與所述輸入信號脈寬周期比較的脈寬周期閾值。THLD寄存器預存脈寬周期閾值Lx和Ly:接收信號脈寬周期數與此值比較，判定所接收信號為邏輯I或是邏輯0，參考圖5。
[0050]在一個實施例中，參考圖4，所述信號發送通道230包括衰減電路232、濾波電路234。衰減電路232與所述信號處理單元220的信號輸出管腳1、2連接，對信號處理單元220輸出的包括所述第二通信數據的輸出信號進行衰減；濾波電路234與衰減電路232連接，對衰減後的輸出信號進行濾波後輸出所述音頻模擬信號到所述音頻接口 100的麥克風通道MIC。本實施例中，衰減電路232包括第一電阻Rl和第二電阻R2，該第一電阻Rl和第二電阻R2的一端分別與信號處理單元220的信號輸出管腳1、2連接，該第一電阻Rl和第二電阻R2的另一端相互連接。濾波電路234包括第一電容Cl和第三電阻R3,第一電容Cl的一端與第一電阻Rl和第二電阻R2的另一端相連，第一電容Cl的另一端與音頻接口 100的麥克風通道MIC連接，並通過第三電阻接地。
[0051]對外部具有音頻接口 100的電子設備來說，音頻接口 100定義包括了三根信號線和一根地線，三根信號線分別是左聲道L，右聲道R，麥克風通道MIC，其中左聲道L，右聲道R的一個實現通信數據波形發送功能，另外一個用於通信裝置200內的鋰電池充電輸入端或者也作為通信數據波形發送功能，麥克風通道MIC道實現通信數據波形接收功能，音頻接口 100按照專用通信協議和糾錯算法在終端設備和通信裝置200之間進行通信。
[0052]另外，信號處理單元220為集成了專用音頻接口數據處理單元的集成電路晶片。結合圖2和圖5，信號處理單元220將圖6上LI?L5及後面更多時間信息與配置值(Lmin、Lx、Ly)比較，判斷當前傳輸信號內容:若Ln〈Lmin或是Ln>Ly,表示當前傳輸為幹擾(雜訊)信號，丟棄處理；非數據傳輸狀態下Lmin〈Ln〈Lx表示當前傳輸的是載波信號，數據傳輸狀態下則表示當前傳輸的數據位與之前一位數據的值相同；非數據傳輸狀態下Lx〈Ln〈Ly表示當前為數據傳輸起始位，並切換為數據傳輸狀態，數據傳輸狀態下則表示當前傳輸的數據位與之前一位數據的值相異。按照此規則，當接收完一定位數的數據且隨後的校驗值正確，則將這些位數據組合為有效數據字，並切換為非數據傳輸狀態，同時產生中斷信號通知處理器進行下一步的處理。
[0053]上述基於音頻接口的通信裝置200在不對稱數據帶寬要求的場合中，能使用其中一個或兩個音頻通道傳輸通信數據，提高數據通信速率，通信數據傳輸速度快、誤碼率低。
[0054]以上所述僅為本實用新型的較佳實施例而已，並不用以限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本實用新型的保護範圍之內。
【權利要求】
1.一種基於音頻接口的通信裝置，其特徵在於，包括: 數據接收通道，與音頻接口的左聲道和/或右聲道連接，接收音頻模擬信號，並對該音頻模擬信號轉換並進行解碼後，輸出第一通信數據； 信號處理單元，與所述數據接收通道連接，對輸入的所述第一通信數據和作為輸出的第二通信數據進行讀寫，並設置所述解碼和轉換的參數； 信號發送通道，與所述信號處理單元連接，將所述第二通信數據轉換為音頻模擬信號輸出到所述音頻接口的麥克風通道。
2.根據權利要求1所述的基於音頻接口的通信裝置，其特徵在於，所述數據接收通道包括: 預處理電路，與音頻接口的左聲道和/或右聲道連接，接收所述音頻模擬信號進行預處理後輸出方波信號； 硬體解碼電路，與所述預處理電路連接，對所述方波信號進行解碼後輸出包括所述第一通信數據的輸入信號。
3.根據權利要求2所述的基於音頻接口的通信裝置，其特徵在於，所述信號處理單元包括: 控制寄存器，預存用於控制所述數據接收通道和所述信號發送通道的通斷的指令； 數據寄存器，用於讀寫所述第一通信數據和所述第二通信數據； 狀態寄存器，用於記錄和/或呈現所述解碼的狀態； 速率設置寄存器，預存數據通信的速率閾值； 過濾寄存器，預存雜訊信號閾值； 判定閾值寄存器，預存用於與所述輸入信號脈寬周期比較的脈寬周期閾值。
4.根據權利要求1、2或3所述的基於音頻接口的通信裝置，其特徵在於，所述信號發送通道包括； 衰減電路，與所述信號處理單元的信號輸出管腳連接，對所述信號處理單元輸出的包括所述第二通信數據的輸出信號進行衰減； 濾波電路，與所述衰減電路連接，對所述衰減後的輸出信號進行濾波後輸出所述音頻模擬信號到所述音頻接口的麥克風通道。
5.根據權利要求2所述的基於音頻接口的通信裝置，其特徵在於，所述預處理電路包括隔直電容、上拉電阻、可調分壓電阻、第一限流電阻、濾波電容、第二限流電阻以及比較器， 所述隔直電容的一端與所述音頻接口的左聲道和/或右聲道連接，另一端通過所述上拉電阻接電源並通過所述可調分壓電阻接地，還與所述第一限流電阻的一端連接，所述第一限流電阻的另一端通過所述濾波電容接地並與所述第二限流電阻的一端連接，所述第二限流電阻的另一端與所述比較器的一個輸入端連接，所述比較器的另一個輸入端接入可調基準電壓源，所述比較器的輸出端用於輸出所述方波信號。
6.根據權利要求4所述的基於音頻接口的通信裝置，其特徵在於，所述衰減電路包括第一電阻和第二電阻，所述第一電阻和所述第二電阻的一端分別與所述信號處理單元的信號輸出管腳連接，所述第一電阻和所述第二電阻的另一端相互連接。
7.根據權利要求6所述的基於音頻接口的通信裝置，其特徵在於，所述濾波電路包括第一電容和第三電阻，所述第一電容的一端與所述第一電阻和第二電阻的另一端相連，所述第一電容的另一端 與所述麥克風通道連接，並通過所述第三電阻接地。
【文檔編號】H04L1/00GK203761413SQ201420045222
【公開日】2014年8月6日 申請日期:2014年1月23日 優先權日:2014年1月23日
【發明者】李勇, 周小果 申請人:深圳市吉芯微半導體有限公司