蓝牙耳机电路设计（开题报告）

市场对蓝牙耳机的需求迅猛增长。为了确保安全，驾驶时需要使用免提装置来接听电话，新型手机的研制提供了这种可能。移动电话的体积略大，用户希望选择一种体积更小的遥控装置来拨打与接听电话。常规的耳机需要与移动电话之间使用连接线，因而其使用受到很多限制，无法在运动中方便地使用。与之相比，蓝牙耳机可以很好的解决这些问题，更具有竞争力。本论文将详细讨论短距离无线通讯技术中的蓝牙技术及其在耳机中的应用，对蓝牙耳机的设计、性能测试等进行分析与介绍，旨在通过本论文进行蓝牙技术、蓝牙耳机技术的推广以及提供蓝牙耳机设计方面的技术支持。

二、相关技术介绍

1.802.11(Wi-Fi)

Wi-Fi，正式名称是IEEE802．11b，中文名称是“行动热点”。Wi-Fi和蓝牙一样，都是短距离传输。IEEE 802.11设备已经在市场上的许多产品中被安装，比如个人电脑、MP3、打印机等，除此之外还有可以无线连接互联网的外设。

2.IRDA

1993年，IRDA成立，其性质为非营利性组织。IRDA的优势就在于它体积小、成本低、传输安全性高、功耗低、连接方便、便于移动通信等特点。IRDA的不便之处是在它不能被其他物品隔开，而蓝牙则没有这种限制，不受墙壁的阻挡。

3.ZigBee

ZigBee，又称紫蜂，其主要特点是安全可靠、低速、低功耗、低复杂度。ZigBee是蓝牙的近亲，表现出方便、高效的特点。

4.Ultea Wide Band

超宽带(Ultra broadband)可在10m内实现数据的输送工作。超宽带具有功耗低、传输功率低等优点。而且，对人体的电磁辐射也非常微弱，应用领域很广。主要用于小范围内的系统，它可以穿透墙壁、地面和物体。

蓝牙耳机主要是通过蓝牙传输原理来实现的，蓝牙耳机可以用于语言学习、听音乐、听新闻、接听电话等方面。

1.蓝牙耳机的结构组成

一只蓝牙耳机主要是由三个大部分组成的：耳机框架、蓝牙芯片和发声单元来组成的，其中发声单元的设计是最为复杂的部分，而且技术含量也是最高的。发声单元主要由磁路系统、振动系统和腔体和孔等声学结构组成。磁路系统对耳机的性能和可靠性有着直接的影响；振动系统又直接影响着频率响应和灵敏度，它性能的好与坏主要取决于材料、形状和制造工艺；腔体和孔等声学结构是影响耳机性能的一个重要部分，一般这个腔体越大越容易获得高质量的低频。蓝牙耳机主要包括指示灯、多功能按钮、音量控制按钮、扬声器、麦克风、充电端口等。

2.部分结构的作用

（1）耳机指示灯(蓝色发光二极管)：指示耳机的状态；

（2）多功能按钮(MFB)：控制耳机的各种功能；

（3）音量控制按钮：调大或调小扬声器(接收)音量；

（4）扬声器：用于输入音频；

（5）麦克风：用于输出音频的语音输入；

（6）充电端口：电池充电触点；

（7）音频连接器：插入电话以将耳机和电话连接在一起；

（8）触针开关：用于将多功能适配器和耳机“配接”在一起或调节音频质量；

（9）多功能适配器指示灯(LED）：用于显示多功能适配器的操作方式；

3.蓝牙耳机的应用模型

蓝牙应用规范里规定了四个通用的可以使其它蓝牙应用模型实现的应用模型，它们分别是：服务发现应用模型SDAP、通用访问模型GAP、通用对象交换模型 GOEP和串口仿真模型SPP。蓝牙耳机应用模型主要是基于GAP和SPP。第五章会对蓝牙耳机的应用模型 (Headset Profile)和蓝牙耳机在Windows上的实现和应用进行详细介绍。

1.研究内容

1）蓝牙耳机的结构组成及原理

蓝牙耳机主要包括指示灯、多功能按钮、音量控制按钮、扬声器、麦克风、充电端口等。

2）研究的思路与方案选择

蓝牙技术在解决数据传输问题的同时，也解决了语音同步传输的问题。数据传输可以使用ACL链路，语言传输可以使用SCO链路，也可以容许三个双工语音信道同一时间在运作。蓝牙技术在语音传输性能方面更为突出，从而设计出蓝牙耳机的整体方案。

3）蓝牙耳机语音通信的机制

是蓝牙技术传输语音，因为耳机的音量因数、功耗限制等等一些因素,繁多而琐碎的链路控制就只能放置在语音网关中。它们都可以发起ACL连接,都可以作为主设备使用,但如果ACL链路已经建立,则SCO链路只能与语音网关建立。

4）蓝牙耳机硬件部分的设计

蓝牙的硬件部分包括：无线收发器、基带控制器和链路管理器。

5）外围器件设计及选用

喇叭、麦克风、锂电池等器件选型

2.可能遇到的困难

1）软件设计问题。

2）网络内通信问题。

1.广泛查阅书籍和相关资料，多多学习新的知识和应用。

2.对难以分析理解或困惑的地方，积极向指导老师寻求帮助，在老师的指导帮助下解决问题。

六、研究手段

在前期准备阶段时搜集相关的文献资料，查阅中外文献，请教老师和与同学讨论相结合。学习掌握蓝牙耳机电路设计所需的基本知识和原理。参考一些类似的资料和实验，就本课题的内容进行酝酿和思考，确定自己的实验方案。根据所查的资料和规范要求，结合本课题具体情况进行选择，设计和实验。

七、研究步骤

1.蓝牙耳机硬件系统设计及PCB设计

2.蓝牙耳机软件单元及其开发平台

3.蓝牙耳机性能测试 (无线与声学测试内容及方法)

八、参考文献

[1] 叶晖.蓝牙耳机发展趋势的研究[A].吉林:延边大学,2020:258—259.

[2] 贺中春.蓝牙技术在耳机中的应用[D].西安:电子科技大学,2004:20.

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