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CN111601197A - 一种结合音箱和蓝牙耳机的装置 - Google Patents

一种结合音箱和蓝牙耳机的装置 Download PDF

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CN111601197A
CN111601197A CN202010603244.4A CN202010603244A CN111601197A CN 111601197 A CN111601197 A CN 111601197A CN 202010603244 A CN202010603244 A CN 202010603244A CN 111601197 A CN111601197 A CN 111601197A
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earphone
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Abstract

本发明公开了一种结合音箱和蓝牙耳机的装置，包括耳机本体及音箱本体，所述音箱本体设置有容纳腔容纳所述耳机本体；所述耳机本体设置有蓝牙芯片，切换单元，耳机电池，第一播放单元，及第一传输连接件；所述音箱本体设置有充电调压管理单元音箱电池，充电接口及模式控制按键，第二播放单元，及第二传输连接件；所述第一传输连接件与第二传输连接件可拆卸式连接用于充电或音频数据传输；所述模式控制按键用于控制充电调压管理单元的输出电压，切换单元用于根据所述输出电压的大小选择将蓝牙芯片接收的音频数据传输至第一播放单元或第二播放单元或不输出音频数据仅充电。本发明使得产品既具有蓝牙耳机的功能，又具有蓝牙音箱的功能。

Description

一种结合音箱和蓝牙耳机的装置
技术领域
本发明涉及蓝牙播放设备技术领域，尤其涉及一种结合音箱和蓝牙耳机的装置。
背景技术
蓝牙耳机或者蓝牙音箱的工作原理大体相同，首先是手机或者播放器对音乐文件进行解码，继而通过蓝牙发送数字信号给蓝牙耳机或者蓝牙音箱，其次是蓝牙耳机或者蓝牙音箱接收了信号后，蓝牙芯片就会进行转码成模拟的信号，模拟信号在蓝牙耳机或者蓝牙音箱内需要内部的放大芯片把信号放大，最后蓝牙耳机或者蓝牙音箱的发声单元接收放大后的信号进行播放，输出我们人耳听到的音乐旋律。
现有市场上蓝牙耳机或者蓝牙音箱一般都是单独分开使用，没有将耳机和音箱集成在一起，没有使得产品既具有耳机功能，又具有音箱功能。
因此，现有技术还有待改进。
发明内容
鉴于上述现有技术的不足之处，本发明的目的在于提供一种结合音箱和蓝牙耳机的装置，旨在使得产品既具有蓝牙耳机的功能，又具有蓝牙音箱的功能。
为实现上述目的，本发明采取了以下技术方案：
本发明提出一种结合音箱和蓝牙耳机的装置，包括耳机本体及音箱本体，其中，所述音箱本体设置有容纳腔容纳所述耳机本体并为耳机本体充电；
所述耳机本体设置有蓝牙芯片，与蓝牙芯片电连接的切换单元及耳机电池，与切换单元电连接的第一播放单元，及与耳机电池和切换单元电连接的第一传输连接件；
所述音箱本体设置有充电调压管理单元，与充电调压管理单元电连接的音箱电池、充电接口及模式控制按键，第二播放单元，及与充电调压管理单元和第二播放单元电连接的第二传输连接件；
所述第一传输连接件与所述第二传输连接件可拆卸式连接用于充电或音频数据传输；
所述模式控制按键用于控制充电调压管理单元的输出电压，所述切换单元用于根据所述输出电压的大小选择将蓝牙芯片接收的音频数据传输至第一播放单元或第二播放单元或不输出音频数据仅充电。
其中，所述切换单元设置有切换MCU，所述切换MCU型号为WD2216-QFN20。
其中，所述第一播放单元包括与切换MCU电连接的第一功放芯片，与第一功放芯片电连接的耳机喇叭；
所述第二播放单元包括与第二传输连接件电连接的第二功放芯片，与第二功放芯片电连接的音箱喇叭。
其中，所述第一传输连接件包括电源正负极传输端子及数据传输端子，对应地，所述第二传输连接件包括电源正负极传输端子及数据传输端子分别用于与第一传输连接件的电源正负极传输端子及数据传输端子电连接。
其中，所述第一传输连接件为4Pin母接头，对应地，所述第二传输连接件为4Pin公接头。
其中，所述蓝牙芯片型号为RDA5856E。
其中，所述第二功放芯片型号为CS4230E。
其中，所述充电调压管理单元包括电连接音箱电池及充电接口的充电管理芯片，电连接充电管理芯片的调压芯片，所述调压芯片电连接模式控制按键及第二传输连接件，所述模式控制按键控制调压芯片的输出电压；
所述充电管理芯片的型号为ETA4054，所述调压芯片的型号为SGM6605。
其中，所述音箱本体的容纳腔有两个用于容纳两个耳机本体，每一所述容纳腔的底部设置一所述第二传输连接件可与一耳机本体底部的第一传输连接件连接；
所述耳机本体还设置有LED灯及功能按键与蓝牙芯片电连接。
其中，所述耳机喇叭设置为动圈单元和/或动铁单元。
本发明的结合音箱和蓝牙耳机的装置，通过设置耳机本体和容纳耳机本体的音箱本体，耳机本体设置有蓝牙芯片、切换单元、第一播放单元及第一传输连接件，音箱本体设置有充电调压管理单元、模式控制按键、第二播放单元及第二传输连接件，第一传输连接件与第二传输连接件可拆卸式连接用于耳机本体与音箱本体之间的充电或音频数据传输；模式控制按键调整充电调压管理单元的输出电压，切换单元根据该输出电压的大小选择将蓝牙芯片接收的音频数据传输至第一播放单元或第二播放单元或不输出音频数据仅充电，这样本发明的装置通过同一蓝牙芯片对耳机本体或音箱本体提供音频数据，并通过切换单元选择喇叭播放或者仅为耳机本体充电，使得装置同时具有蓝牙耳机和蓝牙音箱的功能，结构简单，性价比高，既有蓝牙耳机的便携性、私密性；又有蓝牙音箱的可玩性、共享性、高音质性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。
图1为本发明结合音箱和蓝牙耳机的装置第一实施例的分解示意图；
图2为本发明结合音箱和蓝牙耳机的装置第一实施例的电路原理示意图；
图3为本发明蓝牙芯片的电路连接示意图；
图4为本发明结合音箱和蓝牙耳机的装置第二实施例的电路原理示意图；
图5为本发明切换MCU的电路连接示意图；
图6为本发明第二播放单元的电路连接示意图；
图7为本发明第一传输连接件和第二传输连接件的电路连接原理图；
图8为本发明充电接口、充电管理芯片的电路连接示意图；
图9为本发明调压芯片、模式控制按键的电路连接示意图；
附图标记说明：
100-装置，1-耳机本体，11-蓝牙芯片，12-切换单元，121-切换MCU，13-耳机电池，14-第一播放单元，141-第一功放芯片，142-耳机喇叭，15-第一传输连接件，16-LED灯，17-功能按键，2-音箱本体，21-容纳腔，22-充电调压管理单元，221-充电管理芯片，222-调压芯片，23-音箱电池，24-充电接口，25-模式控制按键，26-第二播放单元，261-第二功放芯片，262-音箱喇叭，27-第二传输连接件。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
需要说明，本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“固定”等应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
另外，在本发明中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。
请参考图1和图2，本发明提出一种结合音箱和蓝牙耳机的装置100，包括耳机本体1及音箱本体2，所述音箱本体2设置有容纳腔21容纳所述耳机本体1并为耳机本体1充电。耳机本体1和音箱本体2均包括壳体及设置在壳体内的电路及电子元件。
具体地，所述耳机本体1设置有蓝牙芯片11，与蓝牙芯片11电连接的切换单元12及耳机电池13，与切换单元12电连接的第一播放单元14，及与耳机电池13和切换单元12电连接的第一传输连接件15。蓝牙芯片11用于无线接收智能手机等电子设备通过蓝牙发送的音频数据并进行数据的编解码模数转换。耳机电池13为蓝牙芯片11、切换单元12及第一播放单元14提供电源。
所述音箱本体2设置有充电调压管理单元22，与充电调压管理单元22电连接的音箱电池23、充电接口24及模式控制按键25，第二播放单元26，及与充电调压管理单元22和第二播放单元26电连接的第二传输连接件27。
所述第一传输连接件15与所述第二传输连接件27可拆卸式连接用于充电或音频数据传输。
充电调压管理单元22通过充电接口24连接外部电源对音箱电池23进行充电，音箱电池23为第二播放单元26提供电源，同时通过第一传输连接件15与第二传输连接件27的连接为耳机电池13充电。
所述模式控制按键25用于控制充电调压管理单元22的输出电压，所述切换单元12用于根据所述输出电压的大小选择将蓝牙芯片11接收的音频数据传输至第一播放单元14或第二播放单元26或不输出音频数据仅充电。充电调压管理单元22不仅对音箱电池23的充电进行管理，同时对音箱电池23输出至第二传输连接件27、第一传输连接件15、耳机电池13的输出电压进行调整。而输出电压的调整是通过模式控制按键25触发。即按压模式控制按键25后，充电调压管理单元22的输出电压会发生改变。
而切换单元12则检测充电调压管理单元22输出电压的大小来选择将蓝牙芯片11的音频数据输出至耳机本体1的第一播放单元14进行播放还是输出至音箱本体2的第二播放单元26进行播放，还是选择不输出音频数据仅单纯地为耳机电池13充电。
由于第一传输连接件15与所述第二传输连接件27可拆卸式连接，作为一种实施方式，切换单元12可以检测耳机本体1上第一传输连接件15的输入电压，即获得了充电调压管理单元22输出电压的大小。
如当检测到第一传输连接件15的输入电压为0V，则表明第一传输连接件15与第二传输连接件27断开，耳机本体1从音箱本体2内取出，此时切换单元12将蓝牙芯片11的音频数据发送至耳机本体1的第一播放单元14进行播放。
当检测到第一传输连接件15的输入电压为3.6V～4.2V范围时，则表明此时第一传输连接件15与第二传输连接件27是连接的，耳机本体1放置于音箱本体2内，且此时的电压是蓝牙芯片11的正常工作电压，此时切换单元12将蓝牙芯片11的音频数据发送至音箱本体2的第二播放单元26进行播放。
当检测到第一传输连接件15的输入电压为5V时，则表明此时第一传输连接件15与第二传输连接件27是连接的，耳机本体1放置于音箱本体2内，且此时的电压是耳机电池13的充电电压，此时切换单元12不输出蓝牙芯片11的音频数据，仅将音箱电池23的电能通过第二传输连接件27、第一传输连接件15输出至耳机本体1的耳机电池13进行充电。
本发明的装置100通过耳机本体1上的蓝牙芯片11及切换单元12来实现对音频数据播放的控制及充电控制，则音箱本体2上不再需要设置蓝牙芯片及控制芯片。相对于单独的蓝牙耳机及蓝牙音箱，其节省电路配置，性价比更高。同时由于本发明的装置100由于在耳机本体1上及音箱本体2上分别设置有第一播放单元14和第二播放单元26，这样使得本装置既具有蓝牙耳机的功能，又具有蓝牙音箱的功能，扩展了产品的功能，提高了产品的适用范围。
具体地，如图3所示，本发明实施例的蓝牙芯片11型号为RDA5856E。蓝牙芯片RDA5856E具有24个引脚，是一个高性能高集成多媒体蓝牙芯片,整合包括基带,蓝牙收发器,电源管理集成在一个系统芯片，专业应用于蓝牙音乐和音频应用程序。适用于蓝牙扬声器、蓝牙音乐盒、蓝牙耳机等。
优选地，如图4和图5所示，本发明实施例的切换单元12设置有切换MCU121，所述切换MCU121型号为WD2216-QFN20。即本实施例的切换单元12采用单片机进行准确控制，切换MCU121一方面检测充电调压管理单元22输出至第一传输连接件15上的电压，另一方面通过不同的输出引脚选择性地输出蓝牙芯片11发送的音频数据至耳机本体1的第一播放单元14或音箱本体2的第二播放单元26。在为耳机电池13充电时，则切换MCU121的输出引脚不输出音频。
WD2216-QFN20芯片及RDA5856E芯片均由耳机电池13供电，耳机电池13的电能输出端连接WD2216-QFN20芯片及RDA5856E芯片的VBAT引脚。
进一步地，如图4所示，所述第一播放单元14包括与切换MCU121电连接的第一功放芯片141，与第一功放芯片141电连接的耳机喇叭142。
所述第二播放单元26包括与第二传输连接件27电连接的第二功放芯片261，与第二功放芯片261电连接的音箱喇叭262。
第一功放芯片141和第二功放芯片261分别对蓝牙芯片11发送至切换MCU121的音频数据进行功率放大，以驱动耳机喇叭142、音箱喇叭262进行播放，耳机本体1及音箱本体2均采用独立的功放芯片以使得本发明的装置100无论通过耳机喇叭还是音箱喇叭来播放音频均能获得良好地音质。
优选地，本发明实施例的第二功放芯片261型号为CS4230E。如图6所示为本发明实施例的第二播放单元26的电路，该电路中第二功放芯片CS4230E的INN(10)和INP(9)引脚连接第二传输连接件27的数据传输端子，以接收来自切换MCU输出的DAC_N和DAC_P差分音频信号。CS4230E的OUTN(15)和OUTP(12)引脚连接音箱喇叭262。
优选地，本发明实施例的耳机喇叭142设置为动圈单元和/或动铁单元。这样使得耳机本体1能进一步提供高品质的音质。
如图7所示，本发明实施例的第一传输连接件15包括电源正负极传输端子及数据传输端子，对应地，所述第二传输连接件27包括电源正负极传输端子及数据传输端子分别用于与第一传输连接件15的电源正负极传输端子及数据传输端子电连接。电源正负极传输端子用于传输电能进行充电，而数据传输端子则进行音频数据的传输。第一传输连接件15、第二传输连接件27可以采用插接头，接口、导电针等结构形式。
作为一种实施方式，结合图1和图7，本发明实施例的第一传输连接件15为4Pin母接头，对应地，所述第二传输连接件27为4Pin公接头。当耳机本体1放置于音箱本体2的容纳腔21时，耳机本体1的4Pin母接头与音箱本体2的4Pin公接头接触连通，用于充电及数据传输。
如图8和图9所示，本发明的充电调压管理单元22包括电连接音箱电池23及充电接口24的充电管理芯片221，电连接充电管理芯片221的调压芯片222，所述调压芯片222电连接模式控制按键25及第二传输连接件27，所述模式控制按键25控制调压芯片222的输出电压；所述充电管理芯片221的型号为ETA4054，所述调压芯片222的型号为SGM6605。
外部电源通过充电接口24输入电能至充电管理芯片ETA4054的VCC引脚，芯片ETA4054对输入的电能进行过载，短路等充电保护，并通过BAT引脚输出3.6V～4.2V电能至BAT1+端，BAT1+端连接音箱电池23，同时BAT1+端连接调压芯片SGM6605的VCC引脚及SW引脚。调压芯片SGM6605将BAT1+端输入的3.6V～4.2V电压升压至5V并从VOUT引脚经过二极管D4输出至OUT+输出端，OUT+输出端连接第二传输连接件27的电源正极传输端子，电容C10及C22起滤波作用。调压芯片SGM6605的VCC引脚在接入BAT1+端的位置还并联有模式控制按键S5，S5串联电阻R26、二极管D5后直接连接至OUT+输出端，这样当按压模式控制按键S5导通时，音箱电池23的3.6V～4.2V电能直接经过BAT1+，S5，R26，D5，OUT+输出至第二传输连接件27，其不经过调压芯片SGM6605的升压处理。此时第一传输连接件15如果与第二传输连接件27连接，则切换MCU121在第一传输连接件15检测到的输入电压则为3.6V～4.2V，切换MCU121则将蓝牙芯片11的音频传输至音箱本体2进行播放。
当模式控制按键S5抬起，即S5不导通时，音箱电池23的3.6V～4.2V电能经过BAT1+，进入调压芯片SGM6605S5的VCC引脚，并经过调压芯片SGM6605S5升压至5V后，经过D4，OUT+输出至第二传输连接件27，此时第一传输连接件15如果与第二传输连接件27连接，则切换MCU121在第一传输连接件15检测到的输入电压则为5V，切换MCU121则不输出将蓝牙芯片11的音频，直接为耳机电池13充电。
优选地，本发明实施例的音箱本体2的容纳腔21有两个用于容纳两个耳机本体1，每一所述容纳腔21的底部设置一所述第二传输连接件27可与一耳机本体1底部的第一传输连接件15连接。这样本实施例的耳机本体1可设置为TWS耳机，进一步提高耳机本体1所播放的音质。
本发明实施例的耳机本体1还设置有LED灯16及功能按键17与蓝牙芯片11电连接。LED灯16发送提示信号，功能按键17则用于控制耳机本体1，如耳机本体的开关，音量调节等。
本发明的装置100分为三种模式：
1、耳机模式：
此时耳机本体从音箱本体中取出，第一传输连接件与第二传输连接件断开，第一传输连接件从第二传输连接件获取的输入电压为零，即充电调压管理单元向第一传输连接件输出的电压为零，此时则为耳机模式，音频传输至耳机喇叭进行播放。
耳机模式跟普通的蓝牙耳机功能相同，可以进行正常的听歌、打电话等操作。
2、音箱模式：
耳机本体放入音箱本体内，第一传输连接件与第二传输连接件导通，按下音箱本体上的模式控制按键，第二传输连接件输出至第一传输连接件的输出为3.6～4.2V，此时则为音箱模式，音频传输至音箱喇叭进行播放。此模式下，蓝牙芯片调用音箱本体中的电池，保证电源充足，调用音箱本体中高质量的音箱喇叭，保证了音箱本体播放时的音质效果。
3、充电模式：
耳机本体放入音箱本体内，第一传输连接件与第二传输连接件导通，抬起音箱本体上的模式控制按键，第二传输连接件输出至第一传输连接件的输出为5V，此时则为充电模式，蓝牙芯片不输出音频。此模式下，耳机本体的耳机电池进入充电模式，使得音箱本体的音箱电池给耳机本体的耳机电池充电，增加耳机电池的续航能力。
本发明的装置100结合了蓝牙耳机和蓝牙音箱，使得装置100同时具有蓝牙耳机和蓝牙音箱的功能，既有蓝牙耳机的便携性、私密性；又有蓝牙音箱的可玩性、共享性、高音质性。
本发明实施例提出的结合音箱和蓝牙耳机的装置100，通过设置耳机本体1和容纳耳机本体1的音箱本体2，耳机本体1设置有蓝牙芯片11、切换单元12、第一播放单元14及第一传输连接件15，音箱本体2设置有充电调压管理单元22、模式控制按键25、第二播放单元26及第二传输连接件27，第一传输连接件15与第二传输连接件27可拆卸式连接用于耳机本体1与音箱本体2之间的充电或音频数据传输；模式控制按键25调整充电调压管理单元22的输出电压，切换单元12根据该输出电压的大小选择将蓝牙芯片11接收的音频数据传输至第一播放单元14或第二播放单元26或不输出音频数据仅充电，这样本发明的装置100通过同一蓝牙芯片11对耳机本体1或音箱本体2提供音频数据，并通过切换单元12选择用耳机本体1播放音频或者音箱本体2播放音箱或者仅为耳机本体充电，使得装置100同时具有蓝牙耳机和蓝牙音箱的功能，结构简单，性价比高。
以上所述仅为清楚地说明本发明所作的举例，并非因此限制本发明的专利范围，这里无法对所有的实施方式予以穷举，凡是在本发明的构思下，利用本发明技术方案中的内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种结合音箱和蓝牙耳机的装置，包括耳机本体及音箱本体，其特征在于，所述音箱本体设置有容纳腔容纳所述耳机本体并为耳机本体充电；
所述耳机本体设置有蓝牙芯片，与蓝牙芯片电连接的切换单元及耳机电池，与切换单元电连接的第一播放单元，及与耳机电池和切换单元电连接的第一传输连接件；
所述音箱本体设置有充电调压管理单元，与充电调压管理单元电连接的音箱电池、充电接口及模式控制按键，第二播放单元，及与充电调压管理单元和第二播放单元电连接的第二传输连接件；
所述第一传输连接件与所述第二传输连接件可拆卸式连接用于充电或音频数据传输；
所述模式控制按键用于控制充电调压管理单元的输出电压，所述切换单元用于根据所述输出电压的大小选择将蓝牙芯片接收的音频数据传输至第一播放单元或第二播放单元或不输出音频数据仅充电。
2.根据权利要求1所述的种结合音箱和蓝牙耳机的装置，其特征在于，所述切换单元设置有切换MCU，所述切换MCU型号为WD2216-QFN20。
3.根据权利要求2所述的种结合音箱和蓝牙耳机的装置，其特征在于，所述第一播放单元包括与切换MCU电连接的第一功放芯片，与第一功放芯片电连接的耳机喇叭；
所述第二播放单元包括与第二传输连接件电连接的第二功放芯片，与第二功放芯片电连接的音箱喇叭。
4.根据权利要求1所述的种结合音箱和蓝牙耳机的装置，其特征在于，所述第一传输连接件包括电源正负极传输端子及数据传输端子，对应地，所述第二传输连接件包括电源正负极传输端子及数据传输端子分别用于与第一传输连接件的电源正负极传输端子及数据传输端子电连接。
5.根据权利要求4所述的种结合音箱和蓝牙耳机的装置，其特征在于，所述第一传输连接件为4Pin母接头，对应地，所述第二传输连接件为4Pin公接头。
6.根据权利要求1所述的种结合音箱和蓝牙耳机的装置，其特征在于，所述蓝牙芯片型号为RDA5856E。
7.根据权利要求1所述的种结合音箱和蓝牙耳机的装置，其特征在于，所述第二功放芯片型号为CS4230E。
8.根据权利要求1所述的种结合音箱和蓝牙耳机的装置，其特征在于，所述充电调压管理单元包括电连接音箱电池及充电接口的充电管理芯片，电连接充电管理芯片的调压芯片，所述调压芯片电连接模式控制按键及第二传输连接件，所述模式控制按键控制调压芯片的输出电压；
所述充电管理芯片的型号为ETA4054，所述调压芯片的型号为SGM6605。
9.根据权利要求1所述的种结合音箱和蓝牙耳机的装置，其特征在于，所述音箱本体的容纳腔有两个用于容纳两个耳机本体，每一所述容纳腔的底部设置一所述第二传输连接件可与一耳机本体底部的第一传输连接件连接；
所述耳机本体还设置有LED灯及功能按键与蓝牙芯片电连接。
10.根据权利要求3所述的种结合音箱和蓝牙耳机的装置，其特征在于，所述耳机喇叭设置为动圈单元和/或动铁单元。
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