CN112954537B - 蓝牙耳机输入端口扩展电路 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种蓝牙耳机输入端口扩展电路，包括上拉电阻、温度检测电路和功能扩展电路，温度检测电路和功能扩展电路连接并形成连接于蓝牙主控芯片之温度检测引脚的分压节点，分压节点连接串联电路，功能扩展电路包括第一功能扩展单元至第六功能扩展单元；第一电阻和第二电阻的串联节点通过第一功能扩展单元连接电源VCC且通过第二功能扩展单元接地；第二电阻和第三电阻的串联节点通过第三功能扩展单元连接电源VCC且通过第四功能扩展单元接地；第三电阻的非串联节点分别连接第五功能扩展单元和第六功能扩展单元，其实现共用蓝牙主控芯片的温度检测引脚可扩展多个输入端口，兼具按键、霍尔或者充电状态等功能，大大降低电路成本。

Description

蓝牙耳机输入端口扩展电路

技术领域

本发明涉及一种蓝牙耳机输入端口扩展电路技术领域，尤其是指一种蓝牙耳机输入端口扩展电路。

背景技术

随着手机取消3.5音频接口，蓝牙耳机也越来越火，竞争也越来越激烈，使得蓝牙耳机的成本一降再降。很多的蓝牙主控芯片为了降成本，也是缩减到了极限，能用的输入/输出控制接口很有限，通常在8个接口以内。在蓝牙耳机整机设计时，为了能争取成本上的优势，通常是选择最便宜的主芯片，但是软件升级、三色LED、环境温度监测、三/四第一按键、霍尔磁吸等功能已成为当前蓝牙耳机标配，按常规实现这些所有的功能最少需要10个输入/输出控制接口。与降低成本相违背，选择更多端口的蓝牙控制芯片或端口扩展芯片，也就意味着成本增加。这就需要有一个成本低廉的电路来解决端口扩展的电路来解决这个难题。

因此，本发明专利申请中，申请人精心研究了一种蓝牙耳机输入端口扩展电路来解决上述问题。

发明内容

本发明针对上述现有技术所存在不足，主要目的在于提供一种蓝牙耳机输入端口扩展电路，其实现共用蓝牙主控芯片的温度检测引脚可扩展出多个输入端口，兼具按键、霍尔或者充电状态等功能，大大降低电路成本。

为实现上述之目的，本发明采取如下技术方案：

一种蓝牙耳机输入端口扩展电路，包括有上拉电阻、温度检测电路和功能扩展电路，所述温度检测电路和功能扩展电路连接并形成有共同连接于蓝牙主控芯片之温度检测引脚的分压节点，所述上拉电阻具有第一电阻连接端以及用于连接电源VCC的第二电阻连接端，所述第二电阻连接端连接分压节点；

所述温度检测电路包括有热敏电阻NTC和滤波电容C1，所述第一电阻连接端通过热敏电阻NTC接地，分压节点通过滤波电容C1接地；

所述分压节点连接有串联电路，所述串联电路包括有依次串联的第一电阻、第二电阻以及第三电阻，所述功能扩展电路包括有第一功能扩展单元至第六功能扩展单元；

所述第一电阻和第二电阻的串联节点通过第一功能扩展单元连接第二电阻连接端，所述第一电阻和第二电阻的串联节点还通过第二功能扩展单元接地；

所述第二电阻和第三电阻的串联节点通过第三功能扩展单元连接第二电阻连接端，所述第二电阻和第三电阻的串联节点还通过第四功能扩展单元接地；

所述第一功能扩展单元至第四功能扩展单元包括有第四电阻，所述第一功能扩展单元至第四功能扩展单元均还包括有与第四电阻相串联的第一按键或第一开关管，所述第一开关管具有用于连接第一推挽电路的第一控制端；

所述第一电阻的非串联节点连接分压节点，所述第三电阻的非串联节点分别连接第五功能扩展单元和第六功能扩展单元，所述第五功能扩展单元包括有第五电阻，所述第五电阻具有第三电阻连接端以及用于连接开漏电路之高电位输出端的第四电阻连接端，所述第三电阻连接端连接第三电阻的非串联节点；

所述第六功能扩展单元包括有第六电阻，所述第六电阻具有第五电阻连接端以及用于连接开漏电路之低电位输出端的第六电阻连接端，所述第五电阻连接端连接第三电阻的非串联节点。

作为一种优选方案，所述串联电路还包括有与第三电阻相串联的第七电阻，所述功能扩展电路还包括有第七功能扩展单元，所述第三电阻和第七电阻的串联节点分别连接第三电阻连接端和第五电阻连接端；

所述第七电阻的非串联节点通过第七功能扩展单元连接第二电阻连接端，所述第七功能扩展单元包括有第八电阻，所述第七功能扩展单元还包括有与第八电阻相串联的第二按键或第二开关管，所述第二开关管具有用于连接第二推挽电路的第二控制端。

作为一种优选方案，所述串联电路还包括有与第三电阻相串联的第七电阻，所述功能扩展电路还包括有第八功能扩展单元，所述第三电阻和第七电阻的串联节点分别连接第三电阻连接端和第五电阻连接端；

所述第七电阻的非串联节点通过第八功能扩展单元接地，所述第八功能扩展单元包括有第九电阻，所述第八功能扩展单元还包括有与第九电阻相串联的第三按键或第三开关管，所述第三开关管具有用于连接第三推挽电路的第三控制端。

本发明与现有技术相比具有明显的优点和有益效果，具体而言：其主要是通过串联电路和多个功能扩展单元的配合，当有非温度检测的功能输入时，功能扩展单元和串联电路中相应电阻连接后与上拉电阻R7或热敏电阻NTC进行分压，继而实现共用蓝牙主控芯片的温度检测引脚可扩展出多个输入端口，兼具按键、霍尔或者充电状态等功能，大大降低电路成本；

以及，通过增加串联电路中所串联电阻以及增加多个连接电源VCC或者接地的功能扩展单元，丰富功能的扩展，最大化可实现256个功能的扩展，有利于促进企业与行业的发展。

为更清楚地阐述本发明的结构特征和功效，下面结合附图与具体实施例来对其进行详细说明。

附图说明

图1是本发明之实施例一的大致控制框图；

图2是本发明之实施例一的电路原理图；

图3是本发明之实施例二的电路原理图；

图4是本发明之实施例三的电路原理图；

图5是本发明之实施例四的电路原理图。

附图标号说明：

10、输出节点

20、串联电路

31、第一功能扩展单元 32、第二功能扩展单元

33、第三功能扩展单元 34、第四功能扩展单元

35、第五功能扩展单元 36、第六功能扩展单元

37、第七功能扩展单元 38、第八功能扩展单元

41、第一推挽电路 42、第二推挽电路。

具体实施方式

下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步描述。

如图1至图5所示，一种蓝牙耳机输入端口扩展电路，包括有上拉电阻、温度检测电路和功能扩展电路，所述温度检测电路和功能扩展电路连接并形成有共同连接于蓝牙主控芯片U1之温度检测引脚的分压节点，所述上拉电阻R9具有第一电阻连接端以及用于连接电源VCC的第二电阻连接端，所述第二电阻连接端连接分压节点10；

所述温度检测电路包括有热敏电阻NTC和滤波电容C1，所述第一电阻连接端通过热敏电阻NTC接地，分压节点10通过滤波电容C1接地；所述滤波电容C1用于滤除温度检测引脚上电源纹波和底噪。

所述分压节点10连接有串联电路20，所述串联电路20包括有依次串联的第一电阻、第二电阻以及第三电阻，所述功能扩展电路包括有第一功能扩展单元至第六功能扩展单元；

所述第一电阻和第二电阻的串联节点通过第一功能扩展单元连接第二电阻连接端，所述第一电阻和第二电阻的串联节点还通过第二功能扩展单元接地；

所述第二电阻和第三电阻的串联节点通过第三功能扩展单元连接第二电阻连接端，所述第二电阻和第三电阻的串联节点还通过第四功能扩展单元接地；

所述第一功能扩展单元至第四功能扩展单元包括有第四电阻，所述第一功能扩展单元至第四功能扩展单元均还包括有与第四电阻相串联的第一按键或第一开关管，所述第一开关管具有用于连接第一推挽电路的第一控制端；

所述第一电阻的非串联节点连接分压节点10，所述第三电阻的非串联节点分别连接第五功能扩展单元和第六功能扩展单元，所述第五功能扩展单元包括有第五电阻，所述第五电阻具有第三电阻连接端以及用于连接开漏电路之高电位输出端的第四电阻连接端，所述第三电阻连接端连接第三电阻的非串联节点；

所述第六功能扩展单元包括有第六电阻，所述第六电阻具有第五电阻连接端以及用于连接开漏电路之低电位输出端的第六电阻连接端，所述第五电阻连接端连接第三电阻的非串联节点。

在实施例一中，如图所示，所述串联电路包括有依次串联的第一电阻R1、第二电阻R2以及第三电阻R3，所述第一功能扩展单元包括有第四电阻R5与第四电阻R5相串联的第一按键S1，所述第二功能扩展单元包括有第四电阻R6与第四电阻R6相串联的第一按键S2，所述第三功能扩展单元包括有第四电阻R7与第四电阻R7相串联的第一开关管Q1，所述第四功能扩展单元包括有第四电阻R8与第四电阻R8相串联的第一开关管Q2。

所述串联电路还包括有与第三电阻相串联的第七电阻，所述功能扩展电路还包括有第七功能扩展单元，所述第三电阻和第七电阻的串联节点分别连接第三电阻连接端和第五电阻连接端；

所述第七电阻的非串联节点通过第七功能扩展单元连接第二电阻连接端，所述第七功能扩展单元包括有第八电阻，所述第七功能扩展单元还包括有与第八电阻相串联的第二按键或第二开关管，所述第二开关管具有用于连接第二推挽电路的第二控制端。

在实施例二中，如图所示，所述串联电路还包括有与第三电阻R3相串联的第七电阻R4，所述第七功能扩展单元包括有第八电阻R12以及与第八电阻R12相串联的第二按键S3。

所述功能扩展电路还包括有第八功能扩展单元，所述第七电阻的非串联节点通过第八功能扩展单元接地，所述第八功能扩展单元包括有第八电阻，所述第八功能扩展单元还包括有与第八电阻相串联的第三按键或第三开关管，所述第三开关管具有用于连接第三推挽电路的第三控制端。

在实施例三中，如图所示，所述第八功能扩展单元包括有第九电阻R13以及与第九电阻R13相串联的第三按键S4。

在实施例四中，如图所示，其是在实施例一的基础上进行扩展，具体而言：所述串联电路包括有依次串联的第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3以及第七电阻R4，所述功能扩展电路包括有第一功能扩展单元至第八功能扩展单元；

所述第一功能扩展单元31包括有第四电阻R5与第四电阻R5相串联的第一按键S1，其中，所述第一按键S1为音量+按键，其作用是增加音量。

所述第二功能扩展单元32包括有第四电阻R6与第四电阻R6相串联的第一按键S2，其中，所述第一按键S2为音量-按键，其作用是减少音量。

所述第三功能扩展单元33包括有第四电阻R7与第四电阻R7相串联的第一开关管Q1，所述第四功能扩展单元34包括有第四电阻R8与第四电阻R8相串联的第一开关管Q2。优选地，所述第二开关管以及第三功能扩展单元33的第一开关管Q1可以为PMOS管，当然，也可以为PNP三极管（PNP三极管的集电极相当于漏极，基极相当于栅极，发射极相当于源极），在此不作限定；

所述第三功能扩展单元33的PMOS管的源极连接电源VCC，所述第三功能扩展单元33的PMOS管的栅极为连接第一推挽电路41的第一控制端，所述第三功能扩展单元33的PMOS管的漏极通过第四电阻R7连接第二电阻R2和第三电阻R3的串联节点。

所述第三开关管以及第四功能扩展单元34的第一开关管Q2可以为NMOS管，当然，也可以为NPN三极管（NPN三极管的集电极相当于漏极，基极相当于栅极，发射极相当于源极），在此不作限定；

所述第四功能扩展单元34的NMOS管的源极接地，所述第四功能扩展单元34的NMOS管的栅极为连接第一推挽电路42的第一控制端，所述第四功能扩展单元34的NMOS管的漏极通过第四电阻R8连接第二电阻R2和第三电阻R3的串联节点。

所述第五功能扩展单元35包括有第五电阻R10，所述第五电阻R10具有第三电阻连接端以及用于连接开漏电路之高电位输出端的第四电阻连接端，所述第三电阻连接端连接第三电阻R3的非串联节点；优选地，所述开漏电路之高电位输出端为蓝牙耳机内过压保护芯片内部开漏电路的高电位输出端PPR。

所述第六功能扩展单元36包括有第六电阻R11，所述第六电阻R11具有第五电阻连接端以及用于连接开漏电路之低电位输出端的第六电阻连接端，所述第五电阻连接端连接第三电阻R3的非串联节点；优选地，所述开漏电路之低电位输出端为蓝牙耳机内过压保护芯片内部开漏电路的低电位输出端CHGb。

所述第七功能扩展单元37包括有第八电阻R12以及与第八电阻R12相串联的第二按键S3；第二按键S3为播放/暂停按键，其作用是播放音乐或者暂停播放音乐。

所述第八功能扩展单元38包括有第九电阻R13以及与第九电阻R13相串联的第三按键S4；所述第三按键S4为收藏按键，其作用是收藏当前音乐。

实施例一至实施例四均是对现有的电池温度检测电路进行改进，其主要是在原有蓝牙主控芯片U1的AD采样引脚上通过串联和并联的方式增加相应电阻。实施例一至实施例四虽然增加了电阻和第一开关管，但是其相对于使用具有较多端口的蓝牙芯片或端口扩展芯片来说，其成本较低廉。实施例一至实施例四可以将温度、按键、霍尔以及充电状态等原本需要多个输入/输出控制接口来实现的，现在只需要共用一个输入/输出控制接口（温度检测引脚）即可实现，而且，如果按照8位A/D来计算，本实施例可以最多扩展256个功能输入。

在有功能输入时，相应电阻都会与上拉电阻R7或热敏电阻NTC进行分压，在蓝牙主控芯片之温度检测引脚得到对应的电压，以此实现的功能输入。

具体而言，以实施例四为例，进行相应大致原理说明：

对于只有接通或断开的这种普通开关（如第一按键S1、第一按键S2、第二按键S3以及第三按键S4），直接将串联和并联的相应电阻通过相应开关拉到地或电源VCC就可以实现音量+、音量-、播放/暂停以及收藏当前音乐等功能。

例如，当按下第一按键S1后，第四电阻R5串联第一电阻R1后与热敏电阻NTC进行分压；

当按下第一按键S2后，第四电阻R6串联第一电阻R1后与上拉电阻R9进行分压；

当按下第二按键S3后，第八电阻R12依次通过第七电阻R4、第三电阻R3、第二电阻R2连接第一电阻R1后与热敏电阻NTC进行分压；

当按下第三按键S4后，第八电阻R13依次通过第七电阻R4、第三电阻R3、第二电阻R2连接第一电阻R1后与上拉电阻R9进行分压；

对于蓝牙耳机内相应功能芯片的内部电路的输出为高阻或者开漏电路之高电位输出 (如过压保护芯片内部电路的高电位输出端PPR)、高阻或者开漏电路之低电位输出(如过压保护芯片内部电路的低电位输出端CHG)的这两种电路，也可以直接将串联和并联的电阻接到这些输出。

当有开漏电路之高电位输出时，第五电阻R10依次通过第三电阻R3和第二电阻R2连接第一电阻R1后与热敏电阻NTC进行分压；

当有开漏电路之低电位输出时，第六电阻R11依次通过第三电阻R3和第二电阻R2连接第一电阻R1后与上拉电阻R9进行分压。

对于推挽电路(如耳机的霍尔输出电路）这种电路则需要增加相应开关管到地或电源VCC (如第一开关管Q1和第一开关管Q2)才能实现；

当第三功能扩展单元的第一开关管Q1的第一控制端接收到第一推挽电路所输出的信号时，第四电阻R7通过第二电阻R2连接第一电阻R1后与热敏电阻NTC进行分压；

当第四功能扩展单元的第一开关管Q2的第一控制端接收到第一推挽电路所输出的信号时，第四电阻R8通过第二电阻R2连接第一电阻R1后与上拉电阻R9进行分压。

由于热敏电阻NTC的阻值变化是线性的，并且蓝牙耳机的正常使用都是在-5℃至55℃的范围内，对于热敏电阻NTC所允许的-40℃至125℃只是中间一小段，增加功能扩展电路30是还有可操作的空间。

在没有功能输入时，蓝牙主控芯片通过温度检测引脚采集到的电压则是当前温度值。

当有功能输入且拉到地时，会有一个瞬间的电压下跌，蓝牙主控芯片识别到这个下跌情况，则认为是有功能输入，此时将温度检测引脚所读取到的电压值减去当前温度值后再与预先设定的电压值相比对，在比对后最接近的电压值就是所要执行的功能。

当有功能输入且拉到正时，会有一个瞬间的电压上升，蓝牙主控芯片识别到这个上升情况，则认为是有功能输入，此时将温度检测引脚所读取到的电压值减去当前温度值后再与预先设定的电压值相比对，在比对后最接近的电压值就是所要执行的功能。

本发明设计要点在于，其主要是通过串联电路和多个功能扩展单元的配合，当有非温度检测的功能输入时，功能扩展单元和串联电路中相应电阻连接后与上拉电阻R7或热敏电阻NTC进行分压，继而实现共用蓝牙主控芯片的温度检测引脚可扩展出多个输入端口，兼具按键、霍尔或者充电状态等功能，大大降低电路成本；

以及，通过增加串联电路中所串联电阻以及增加多个连接电源VCC或者接地的功能扩展单元，丰富功能的扩展，最大化可实现256个功能的扩展，有利于促进企业与行业的发展。

以上所述，仅是本发明较佳实施例而已，并非对本发明的技术范围作任何限制，故凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何细微修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (3)

1.一种蓝牙耳机输入端口扩展电路，其特征在于：包括有上拉电阻、温度检测电路、功能扩展电路和连接于蓝牙主控芯片的温度检测引脚的分压节点，所述温度检测电路连接分压节点，所述上拉电阻具有第一电阻连接端以及用于连接电源VCC的第二电阻连接端，所述第一电阻连接端连接分压节点；

所述温度检测电路包括有热敏电阻NTC和滤波电容C1，所述第一电阻连接端通过热敏电阻NTC接地，分压节点通过滤波电容C1接地；

所述分压节点连接有串联电路，所述串联电路包括有依次串联的第一电阻、第二电阻以及第三电阻，所述功能扩展电路包括有第一功能扩展单元至第六功能扩展单元；

所述第一电阻和第二电阻的串联节点通过第一功能扩展单元连接第二电阻连接端，所述第一电阻和第二电阻的串联节点还通过第二功能扩展单元接地；

所述第二电阻和第三电阻的串联节点通过第三功能扩展单元连接第二电阻连接端，所述第二电阻和第三电阻的串联节点还通过第四功能扩展单元接地；

所述第一功能扩展单元至第四功能扩展单元均包括有第四电阻，所述第一功能扩展单元至第四功能扩展单元均还包括有与第四电阻相串联的第一按键或第一开关管，所述第一开关管具有用于连接第一推挽电路的第一控制端；

所述第一电阻的非串联节点连接分压节点，所述第三电阻的非串联节点分别连接第五功能扩展单元和第六功能扩展单元，所述第五功能扩展单元包括有第五电阻，所述第五电阻具有第三电阻连接端以及用于连接开漏电路的高电位输出端的第四电阻连接端，所述第三电阻连接端连接第三电阻的非串联节点；

所述第六功能扩展单元包括有第六电阻，所述第六电阻具有第五电阻连接端以及用于连接开漏电路的低电位输出端的第六电阻连接端，所述第五电阻连接端连接第三电阻的非串联节点。

2.根据权利要求1所述的蓝牙耳机输入端口扩展电路，其特征在于：所述串联电路还包括有与第三电阻相串联的第七电阻，所述功能扩展电路还包括有第七功能扩展单元，所述第三电阻和第七电阻的串联节点分别连接第三电阻连接端和第五电阻连接端；

所述第七电阻的非串联节点通过第七功能扩展单元连接第二电阻连接端，所述第七功能扩展单元包括有第八电阻，所述第七功能扩展单元还包括有与第八电阻相串联的第二按键或第二开关管，所述第二开关管具有用于连接第二推挽电路的第二控制端。

3.根据权利要求1所述的蓝牙耳机输入端口扩展电路，其特征在于：所述串联电路还包括有与第三电阻相串联的第七电阻，所述功能扩展电路还包括有第八功能扩展单元，所述第三电阻和第七电阻的串联节点分别连接第三电阻连接端和第五电阻连接端；

所述第七电阻的非串联节点通过第八功能扩展单元接地，所述第八功能扩展单元包括有第九电阻，所述第八功能扩展单元还包括有与第九电阻相串联的第三按键或第三开关管，所述第三开关管具有用于连接第三推挽电路的第三控制端。

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