一种通过多功能电池盖实现声音外放的移动终端及其方法与流程

本发明涉及音频技术领域，尤其涉及的是一种通过多功能电池盖实现声音外放的移动终端及其方法。

背景技术：

目前手机设计日趋于纤薄化，整机厚度从以前的12~15mm降到8~10mm，甚至是6mm以下。随着手机整机厚度越来越小，能够用于喇叭音腔设计的空间也越来越小。由于现有手机采用的动圈式喇叭体积较大（厚度3~5mm），在有限的音腔空间内不易安装和固定。另外，动圈式喇叭对音腔体积要求高，在手机音腔空间较小的情况下外放性能表现不佳，外放声音的音质普遍较差。本发明提案提供了一种利用超薄压电陶瓷喇叭多功能电池盖实现方式，提升手机外放声音品质设计方案。

因此，现有技术还有待于改进和发展。

技术实现要素：

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通过多功能电池盖实现声音外放的移动终端及其方法，旨在解决现有纤薄化移动终端达到外放声音音质较差的问题。

本发明解决技术问题所采用的技术方案如下：

一种通过多功能电池盖实现声音外放的移动终端，其包括处理模块和电池盖；

所述处理模块获取电池盖的ID信号并判断电池盖是否为设置有薄型喇叭的多功能电池盖：若是，则在播放音频时启动多功能电池盖工作，并输出音频信号至多功能电池盖播放。

所述的通过多功能电池盖实现声音外放的移动终端中，所述处理模块包括：

供电单元，用于在开机时输出供电电压对电池盖供电；

判断单元，用于判断获取的ID信号是否为低电平，是则判断电池盖为设置有薄型喇叭的多功能电池盖，否则电池盖为现有的普通电池盖，并输出对应电平的中断信号；

控制单元，用于输出音频信号，以及根据中断信号的高低电平输出对应的启动信号和关闭信号。

所述的通过多功能电池盖实现声音外放的移动终端中，所述电池盖为多功能电池盖时，包括：

检测单元，用于上电时进行ID检测中断初始化，输出ID信号；

放大器，用于接收到启动信号时开启，对输入的音频信号进行功率放大；接收到关闭信号时停止工作；

薄型喇叭，用于播放功率放大后的音频信号。

所述的通过多功能电池盖实现声音外放的移动终端中，所述薄型喇叭为超薄压电陶瓷喇叭。

所述的通过多功能电池盖实现声音外放的移动终端中，所述超薄压电陶瓷喇叭的音腔中，前腔高度设置为0.3mm，后腔高度大于0.1mm小于0.45mm。

所述的通过多功能电池盖实现声音外放的移动终端中，所述放大器采用D类放大器或G类放大器。

所述的通过多功能电池盖实现声音外放的移动终端中，所述D类放大器的输出端与薄型喇叭的正极之间设置有一电阻。

一种采用所述的通过多功能电池盖实现声音外放的移动终端的声音外放方法，其包括：

步骤A、处理模块获取电池盖的ID信号并判断电池盖是否为设置有薄型喇叭的多功能电池盖；

步骤B、若是，则在播放音频时启动多功能电池盖工作，并输出音频信号至多功能电池盖播放。

所述的声音外放方法中，所述步骤A具体包括：

步骤A1、开机时，供电单元输出供电电压对电池盖供电；

步骤A2、检测单元上电时进行ID检测中断初始化，输出ID信号；

步骤A3、判断单元判断获取的ID信号是否为低电平，并输出对应电平的中断信号。

所述的声音外放方法中，所述步骤B具体包括：

步骤B1、电池盖为设置有薄型喇叭的多功能电池盖时，控制单元输出音频信号，并输出启动信号；

步骤B2、放大器接收到启动信号时开启，对输入的音频信号进行功率放大后传输至薄型喇叭播放。

相较于现有技术，本发明提供的通过多功能电池盖实现声音外放的移动终端及其方法，通过处理模块获取电池盖的ID信号并判断电池盖是否为设置有薄型喇叭的多功能电池盖：若是，则在播放音频时启动多功能电池盖工作，并输出音频信号至多功能电池盖播放。这样对于现有移动终端的喇叭因薄型化设计要求导致音腔空间较小，外放声音音质较差的问题，通过多功能电池盖进行播放则能提升手机外放声音的品质。并且，多功能电池盖内采用的是薄型喇叭，其不会增加电池盖的厚度，满足移动终端薄型化的设计需求。

附图说明

图1是本发明提供的通过多功能电池盖实现声音外放的移动终端的结构框图。

图2是本发明提供的超薄压电陶瓷喇叭的尺寸示意图。

图3是本发明提供的多功能电池盖中超薄压电陶瓷喇叭的喇叭音腔示意图。

图4是本发明提供的多功能电池盖中放大器与薄型喇叭的电路图。

图5是本发明提供的超薄压电陶瓷喇叭的频率响应波形图。

图6是本发明提供的声音外放方法流程图。

具体实施方式

本发明提供一种通过多功能电池盖实现声音外放的移动终端及其方法，适用于手机、平板电脑等有薄型化设计需求的移动终端。通过设置有喇叭的多功能电池盖来进行声音的外放，以提高音质。为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

请参阅图1，本发明提供的通过多功能电池盖实现声音外放的移动终端包括：设置在移动终端内部的电路板上的处理模块10和盖在移动终端背面的电池盖20。开机时，所述处理模块10获取电池盖20的ID信号并判断电池盖20是否为设置有薄型喇叭的多功能电池盖：若是，则在播放音频时启动多功能电池盖工作，并输出音频信号至多功能电池盖播放；否则，将音频信号传输至移动终端内部的喇叭播放。这样对于现有移动终端的喇叭因薄型化设计要求导致音腔空间较小，外放声音音质较差的问题，通过多功能电池盖进行播放则能提升手机外放声音的品质。并且，多功能电池盖内采用的是薄型喇叭，其不会增加电池盖的厚度，满足移动终端薄型化的设计需求。

需要理解的是，现有的多功能电池盖内设置有PCB板，多功能电池盖盖在移动终端背面时，该PCB板上的接口与移动终端的电路板上的接口连接，即可在移动终端与多功能电池盖之间进行数据传输。PCB板上可集成若干个功能模块来获取移动终端的信息，实现对应的显示功能，如来电、时间、电池电量等信息的显示。本实施例在PCB板上增加了薄型喇叭，对多功能电池盖增加了播放功能，且不会增加多功能电池盖的厚度。

在具体实施时，所述处理模块10包括供电单元110、判断单元120和控制单元130。所述电池盖20为多功能电池盖时，其包括PCB板，设置在PCB板上的检测单元210、放大器220和薄型喇叭230。处理模块10与电池盖20的工作原理如下。

所述供电单元110在移动终端开机时输出供电电压Power对电池盖20供电。若电池盖20是现有的电池盖（只有盖子，无任何电路结构），则该供电无效，其也不会输出任何信号给处理模块10。若是多功能电池盖，则供电有效，检测单元210上电时进行ID检测中断初始化，输出ID信号给判断单元120。

所述判断单元120判断ID信号ID_check是否为低电平，是则判断电池盖为设置有薄型喇叭的多功能电池盖，否则电池盖为现有的普通电池盖；输出对应电平的中断信号INT给控制单元130。在具体实施时，判断单元120的ID检测脚平时通过一上拉电阻上拉为高电平，这样可避免外部信号干扰引起误判断。由于普通电池盖不会反馈信号给ID检测脚，相当于ID检测脚上的ID信号ID_check被上拉为高电平，则判断为现有的电池盖。而多功能电池盖会输出一低电平的ID信号ID_check给判断单元120，相当于将ID检测脚拉低，则判断为多功能电池盖。通常只需在开机时判断电池盖的类型，若电池盖更换则必定要关机进行，之后再开机进行判断即可。考虑电池盖脱落或接触不良导致ID检测脚被拉高的情况，所述判断单元120可一直判断ID信号是否为低电平，并输出对应电平的中断信号INT。

所述控制单元130根据中断信号INT的高低电平启闭放大器220。ID信号ID_check为低电平，则中断信号INT也为低电平（有效）；此时控制单元130标记当前连接的是多功能电池盖。当需要播放音频（如音乐、录音、广播等）时，输出启动信号ON开启放大器220，输出音频信号Signal至放大器220中进行功率放大后，再通过薄型喇叭230播放。这样即不会影响多功能电池盖的其他功能，又能实现音频外放，提高音质。

同理，D信号ID_check为高电平，则中断信号INT也为高电平，控制单元130标记当前连接的是普通电池盖。当需要播放音频时，输出关闭信号OFF关闭放大器220使其停止工作，以避免其他噪声信号被播放影响现有的音质。还输出音频信号Signal至移动终端内部的喇叭播放。

基于现有移动终端薄型化设计的需求，为了提供更好的外放音效，本实施例中，所述薄型喇叭为超薄压电陶瓷喇叭。请一并参阅图2，超薄压电陶瓷喇叭的结构简单，外形超薄（厚度1~2mm），超薄压电陶瓷喇叭本体厚度一般小于2mm， 封装紧凑，对音腔体积的要求低，有较高的电声转换效率和声压电平(SPL)，非常适合用于手机的多功能电池盖，实现超薄应用。如图2（单位为mm）所示，超薄压电陶瓷喇叭整体厚度H为1.75mm（误差±0.2），十分纤薄，并且水平占用面积也不大，只有20（W）×30 （L）mm，W和L的误差为±0.2。喇叭前盖231的厚度h1为0.6，喇叭后盖232的厚度h2为0.4，喇叭主体233的厚度h3为0.75。

基于上述超薄压电陶瓷喇叭的尺寸，本实施例可对多功能电池盖的喇叭音腔进行改进。如图3所示，喇叭音腔包括喇叭安装面壳31、面壳32、设置在喇叭安装面壳31中部的出音孔33。面壳32内部设置有：固定在喇叭安装面壳31两端的两个定位围骨34和两个胶圈35，超薄压电陶瓷喇叭；其结构为现有技术，此处不作详述。本申请主要是对高度进行改进，可将前腔高度h4（即喇叭前盖231到喇叭安装面壳31内侧的距离）设置为约0.3mm，后腔高度h5（即喇叭后盖232到面壳32内侧的距离）只需大于0.1mm小于0.45mm，加上超薄压电陶瓷喇叭的本体厚度(<2mm)，总体安装高度Th可小于2.5mm，满足手机纤薄多功能电池盖装配要求。

不同于移动终端内的动圈式喇叭，超薄压电陶瓷喇叭是一个容性负载，消耗在超薄压电陶瓷喇叭上的无功功率比动圈式喇叭要小很多，因此超薄压电陶瓷喇叭的电声转换效率比动圈式喇叭高。动圈式喇叭在90dB的声压下的功耗一般在120mW，但在同样条件下超薄压电陶瓷喇叭只有15mW。

但超薄压电陶瓷喇叭对放大器要求较为严格，需要放大器能够驱动大电容负载，在较高频率下输出更大的电流，同时保持高输出电压。因此，本实施例中的放大器采用D类放大器或G类放大器。如图4所示，在供电电压Power为3.6V时，采用D类放大器（型号为PAM8902）即可推动超薄压电陶瓷喇叭高达30Vpp（即10.6Vrms，有效电压值为10.6V），电流输出可高达1A，非常适合超薄压电陶瓷喇叭（以图中最右侧的喇叭图案表示）驱动。在输入信号频率较高时，超薄压电陶瓷喇叭阻抗较小，输出电流会大幅增加，因此，需要在D类放大器的输出端与超薄压电陶瓷喇叭的正极之间增加一电阻R来限制电流，以避免放大器进入限流模式。

如图5所示的超薄压电陶瓷喇叭的频率响应波形图，在PAM8902驱动下，5Vrms（有效电压值为5V）输出时在5cm测试距离下频率1Khz的声压级(SPL)约为97dB，达到较好的灵敏度。

在具体实施时，还可将超薄压电陶瓷喇叭与移动终端的单动圈式喇叭相结合，拓展为立体声功能应用。即当控制单元130标记当前连接的是多功能电池盖，输出启动信号ON开启放大器。需要播放音频时，输出音频信号Signal给多功能电池盖和移动终端内部的喇叭中同时播放，实现立体声。

基于上述的移动终端，本发明还提供一种声音外放方法，请参阅图6，其包括：

S100、处理模块获取电池盖的ID信号并判断电池盖是否为设置有薄型喇叭的多功能电池盖；

本步骤具体包括：

步骤110、开机时，供电单元输出供电电压对电池盖供电；

步骤120、检测单元上电时进行ID检测中断初始化，输出ID信号；

步骤130、判断单元判断获取的ID信号是否为低电平，是则判断电池盖为设置有薄型喇叭的多功能电池盖，否则电池盖为现有的普通电池盖，并输出对应电平的中断信号。ID信号为低，中断信号也为低。

S200、若是，则在播放音频时启动多功能电池盖工作，并输出音频信号至多功能电池盖播放。

本步骤具体包括：

步骤210、电池盖为设置有薄型喇叭的多功能电池盖时，控制单元输出音频信号，并输出启动信号；

步骤220、放大器接收到启动信号时开启，对输入的音频信号进行功率放大后传输至薄型喇叭播放。

综上所述，本发明采用多功能电池盖中的超薄压电陶瓷喇叭来播放音频信号，其不会增加电池盖的厚度，满足移动终端薄型化的设计需求；并且超薄压电陶瓷喇叭的电声转换效率比动圈式喇叭高，无功功率很小，有较好的灵敏度。在手机上实现该多功能电池盖应用，能大大提升外放声音品质；从而解决了现有移动终端的喇叭因薄型化设计要求导致音腔空间较小，外放声音音质较差的问题。

应当理解的是，本发明的应用不限于上述的举例，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。