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蓝牙耳机的工作原理 - 知乎
蓝牙耳机的工作原理是什么?
蓝牙耳机的工作原理大致可分为四个步骤:
手机中的解码芯片对MP3.解码音乐文件,产生数字信号,通过蓝牙发送给蓝牙耳机;
蓝牙耳机接收数字信号,并通过蓝牙耳机内部的数模转换芯片,将其转换成人耳能理解的模拟信号;
放大模拟信号,需要用耳机内部的信号放大芯片;
耳机单元接收放大信号并发出声音,耳朵听到音乐。
技术开发
NFC:在现场通信技术中,佩戴此功能的蓝牙耳机可以通过接触播放设备快速配对连接。
AAC:杜比实验室提供的技术是一种高压缩比编码算法,Apple music上有大量的AAC同码率下的音质优于音频MP3,iPhone蓝牙传输时使用AAC编码。
AptX:高通公司推广的编码技术比传统的蓝牙编码更有效,声音保留的细节也更多。大多数新的安卓机器都配备了AptX,但蓝牙耳机也需要支持AptX才能发挥作用。
LDAC:索尼自己开发的蓝牙传输技术可以传输普通蓝牙数据的三倍,在蓝牙下播放无损音乐,但只有索尼设备支持这一点
简单地说,在传输码率方面,AAC<AptX<LDAC。从音源的角度来看,如果播放无损音乐,那么实际的听觉AAC<AptX<LDAC。
蓝牙耳机电路图? - 知乎
不同的蓝牙耳机必须有不同的细节,但我可以给你一个大致的分析,以下一个TWS以蓝牙耳机为例:
受蓝牙耳机体积空间的限制,目前大部分电路都采用了集成芯片方案 不同的蓝牙耳机必须有不同的细节,但我可以给你一个大致的分析,以下一个TWS以蓝牙耳机为例:
即主控包含:MCU BLE收发器 音频CODEC 功放
主控芯片在第一张图的左上角,外围很简单,只有一个晶振。
右上角是天线部分,直接布线PCB上的。
天线下面是MIC输入部分,这款耳机比较简单,属于早期阶段TWS产品,不多用MIC平衡降噪
右下角2个LED指示灯
第二张图主要是喇叭接口、电源和控制按钮。以及充电触点
蓝牙耳机电路设计(详解两个模拟电路设计原理图) - 耳机电路图 - 电子爱好者网络
蓝牙技术正在成为移动电话,PDA、MP3player以及计算机的标准配置,蓝牙技术的主流应用之一是通过蓝牙耳机欣赏上述产品蓝牙接口发送的高质量音乐,实现免提通话。然而,技术的普及速度不仅与技术本身的先进性有关,而且与实现成本密切相关。市场上的蓝牙耳机价格从几百元到几千元不等,而移动电话本身的价格大多只有几千元。蓝牙耳机的相对高价导致其市场普及速度和广度远低于移动电话。XIAN,基于CSR蓝牙芯片BC358239A提出了低成本蓝牙耳机电路设计方案,必将对蓝牙耳机的普及起到重要作用。
图1 蓝牙耳机的结构
除了成本低、功耗低、外围电路简单外,蓝牙耳机芯片提供的软件开发工具齐全、芯片包装小也非常重要。以下是蓝牙耳机主芯片的简要介绍。
BC358239A芯片频率范围2.402~2.480Ghz,发射功率高达 4dB,内置有8比特DAC发射功率可自动调节,无需外部BALUN(平衡不平衡转换器和功率放大器可与蓝牙一致V1.2规格;0.1?R典型的接收灵敏度-85dB;全集成频率合成器可支持8~40Mhz外部时钟输入可外接CRISTAL(晶振);内部集成DSP(数字信号处理器)速度可达32MIPS,32bit指令字,24bit内置4的数据存储器K字程序存储器,两个8K字数据存储器足以支持耳机应用软件的设计需求;LDO支持低压差线性稳压器u-law和A-law语音代码转换,支持I2S又支持PCM语音接口,深度睡眠模式功耗不超过10uA;10x10mm的LFBGA只需要较小的封装PCB尺寸。BC358239A内部结构见图2。
图二 BC358239A内部结构
此外BC358239A还有内置LDO,其输出电压1.8V,最大输出电流可达700mA,完全可以满足蓝牙芯片本身的需求。
BC358239A蓝牙的软件架构相当灵活,蓝牙应用程序可以运行BC358239A外部,也可以由内部RISC处理器处理。
WM8731是WOLFSON适合语音应用的公司推出的一款CODEC(编码解码器),它可以是自己的MIC(麦克风)输入提供两组偏置电压ADC和DAC抽样频率为8KHz到96KHz.串行控制接口可选择为两线制和三线制。其音频接口可通过编程设置为I2S或PCM接口形式。28Pin5x5x0.9mm的QFN特别适合封装PCB应用面积有限。功耗极低,应用PCM接口通信时电流自由20mA寄存器的正确设置可使待机功耗保持在15uA以下。
图三 WM8731内部框图
SEMTECH公司的SC805是一款功能强大的CCCV(恒流恒压)充电芯片,可编程预充、快速充电和停止充电电流,使其能够和谐PMU(电源管理)芯片组合成充电管理电路,也可单独作为锂电池充电控制芯片。热保护、过流保护、电池充电电压精度可达1%使得它安全可靠;输入电压范围从3V到6V,最大充电电流可达1A,3x3mmMLP适用于消费电子。
RT9169-3.3是RICHTECH公司生产的100mA低噪声3.3VLDO,静态电流较低(低达4)uA),符合蓝牙耳机的高纹波抑制比WM蓝牙芯片内部8731LDO对电源的要求。
为了适应功能的集成和设计的小型化,蓝牙耳机的核心是射频和基带处理,CSR、Broadcom公司已将射频和基带处理功能集成在一起,如CSR BlueCore4高集成蓝牙芯片,最小封装6×6mm。整个耳机的电源管理设计要求外围部件少,集成度高,满足蓝牙芯片对负载响应和噪声抑制的要求。
图1:TC蓝牙耳机应用电路1303
基于上述系统电源的需求,Microchip引入了包括 在内的高度集成、小尺寸的电源管理方案TC1303和MCP73855。其中,TC1303是高集成电源转换芯片,MCP73855是高集成线性锂电池充电芯片。TC1303在3×3mm 10引脚DFN5000包装集成mA同步降压转换器和300mA低压差LDO,并且有正常的电压指示(Power-Good)。其标准固定电压输出组合,如1.8V/2.7V,恰好满足BlueCore2对电源的要求。TC蓝牙耳机上的应用电路1303。
图2:MCP73855在蓝牙耳机设计中的应用电路
TC1303提供的正常电压指示引脚可连接到蓝牙芯片I/O,监测供电电压状态。正常电压指示引脚可检测DC/DC输出电压(TC1303A)或LDO输出电压(TC1303B),甚至可分别检测这两路输出,实现顺序上电,满足不同蓝牙芯片对供电的要求。MCP73855 可提供锂电池充电管理功能,集成在电影中MOSFET、电流检测电阻和反向阻断二极管可提供最大400mA充电电流可通过外部电阻或直接通过I/O输出设置所需的充电电流。MCP锂电池预充、恒流、恒压充电控制可自动完成,并把充电状态输出到LED或蓝牙芯片。配合适当的外围电路,充电状态指示引脚可以驱动双色LED,实现充电过程及充电结束的分别显示。图2为MCP73855在蓝牙耳机设计中的应用电路。
TC1303 和MCP73855的小尺寸封装(3×3mm)以及简单的外围电路,构成了一个低成本、高性能、高度集成的蓝牙耳机电源管理方案,这个方案也可适用于最新播放MP3的立体声蓝牙耳机设计。工程师利用它和蓝牙芯片,可以设计更加舒适、时尚、易用,同时重量轻巧的蓝牙立体声耳机,使用户能够在移动时欣赏音乐, 又永远不会漏接电话。