通讯范围可变的蓝牙装置和蓝牙扬声器的制作方法

本实用新型涉及通信技术领域，尤其涉及一种通讯范围可变的蓝牙装置和一种蓝牙扬声器。

背景技术：

随着蓝牙技术的发展，人们生活中所使用到的蓝牙设备越来越多。例如，随着智能手机的普及，人们习惯于通过手机播放音乐和视频等，同时通过外接蓝牙音箱进行声音扩大。

通常，蓝牙音箱是指的是内置蓝牙芯片，以蓝牙连接取代传统线材连接的音响设备，通过与手机、平板电脑或笔记本等蓝牙播放设备连接，达到方便快捷使用的目的。目前，蓝牙音箱以便携音箱为主，外形一般较为小巧，通常为单声道音箱，为了实现立体声播放或者多音箱同步播放，可以将多个蓝牙音箱连接起来。

但是，现有蓝牙音箱的通讯范围有限，不适用于远距离的传输。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种通讯范围可变的蓝牙装置，可以根据蓝牙信号的强弱切换通讯范围。

本实用新型实施例提供了一种通讯范围可变的蓝牙装置，包括：蓝牙模块；第一传输路径；第二传输路径，所述第二传输路径包括放大电路；天线单元；控制单元，适于检测所述蓝牙模块的接收信号强度，并基于所述接收信号强度控制所述蓝牙模块通过所述第一传输路径或者所述第二传输路径从所述天线单元接收信号。

可选地，当所述接收信号强度小于预设阈值时，所述控制单元控制所述蓝牙模块通过所述第一传输路径向所述天线单元发送信号，通过所述第二传输路径从所述天线单元接收信号；当所述接收信号强度大于所述预设阈值时，所述控制单元控制所述蓝牙模块通过所述第一传输路径接收和发送信号。

可选地，所述蓝牙装置还包括：第一开关和第二开关，所述控制单元通过控制所述第一开关和第二开关来控制所述蓝牙模块和天线单元在第一传输路径和第二传输路径之间切换。

可选地，所述第一开关和所述第二开关为单刀双掷开关，其中，所述第一开关的不动端与所述天线单元电连接，第一动端与所述第一传输路径的第一端电连接，第二动端与所述第二传输路径的第一端电连接；所述第二开关的不动端与所述蓝牙模块电连接，第一动端与所述第一传输路径的第二端电连接，第二动端与所述第二传输路径的第二端电连接。

可选地，所述放大电路为低噪声放大器，所述控制单元包括第一接口和第二接口，通过所述第一接口和第二接口控制所述第一开关和所述第二开关。

可选地，当所述第一接口发送第一电平信号，且所述第二接口发送第二电平信号时，所述第一开关通过不动端和第一动端将所述天线单元与所述第一传输路径的第一端电连接，所述第二开关通过不动端和第一动端将所述蓝牙模块与所述第一传输路径的第二端电连接；当所述第一接口发送第二电平信号，且所述第二接口发送第一电平信号时，所述第一开关通过不动端和第二动端将所述天线单元与所述第二传输路径的第一端电连接，所述第二开关通过不动端和第二动端将所述蓝牙模块与所述第二传输路径的第二端电连接。

可选地，所述第一接口和第二接口为通用输入输出接口。

可选地，所述第一传输路径为互连导线。

可选地，所述放大电路为低噪声放大器，所述低噪声放大器的输入端作为所述第二传输路径的第一端，输出端作为所述第二传输路径的第二端。

可选地，所述预设阈值为-20dB～-40dB。

可选地，所述控制单元集成于所述蓝牙模块内。

此外，本实用新型实施例还提供了一种蓝牙扬声器，所述蓝牙扬声器包括上述的通讯范围可变的蓝牙装置。

与现有技术相比，本实用新型实施例的蓝牙装置和蓝牙扬声器，可以根据蓝牙信号的强弱切换通讯范围，适用于多种不同应用场景。

附图说明

图1示出了本实用新型一实施例的通讯范围可变的蓝牙装置的逻辑框图；

图2为图1所示的通讯范围可变的蓝牙装置在不同工作条件下的逻辑框图；

图3为本实用新型一实施例的通讯范围可变的蓝牙装置的电路结构图。

具体实施方式

本实用新型实施例提供一种通讯范围可变的无线连接装置，如蓝牙装置，以在接收信号强度较弱时，提供更大的通讯范围。

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本实用新型的具体实施例做详细的说明。

需要说明的是，提供这些附图的目的是有助于理解本实用新型的实施例，而不应解释为对本实用新型的不当的限制。为了更清楚起见，图中所示部件可能会做放大、缩小或其他改变。

还需要说明的是，在下面实施例中，以蓝牙装置为例对本实用新型的无线连接装置进行说明，但本实用新型不限于此。在其他一些实施例中，本实用新型的无线连接装置还可以为无线保真(WIFI)装置、红外装置或者ZigBee装置等其他无线连接装置，使用支持相应通信协议的WIFI模块、红外模块或者ZigBee模块等无线通信模块替换下述实施例中蓝牙模块即可实施。

参考图1，图1示出了本实用新型一实施例的通讯范围可变的蓝牙装置，包括：蓝牙模块10、第一传输路径20、第二传输路径30、天线单元40和控制单元50，其中，所述第二传输路径30包括放大电路31，所述控制单元50适于检测所述蓝牙模块10的接收信号强度，并基于所述接收信号强度控制所述蓝牙模块10通过所述第一传输路径20或者所述第二传输路径30从所述天线单元40接收信号。具体地，当所述接收信号强度小于预设阈值时，所述控制单元50控制所述蓝牙模块10通过所述第一传输路径20向所述天线单元40发送信号，通过所述第二传输路径30从所述天线单元40接收信号；当所述接收信号强度大于所述预设阈值时，所述控制单元控制所述蓝牙模块10通过所述第一传输路径20接收和发送信号。

所述蓝牙模块10是指集成蓝牙功能的芯片或者电路板，包括了射频信号收发单元和控制管理单元等，用于短距离无线通信。所述蓝牙模块10可以采用现有技术中已有蓝牙芯片或电路板，例如，BC8670蓝牙模块或者BC8675模块等。

在一些实施例中，所述第一传输路径20为连接导线，用于在所述蓝牙模块10的接收信号强度较强时，接收和发送蓝牙信号；或者用于在所述蓝牙模块10的接收信号强度较弱时，发送蓝牙信号。所述第二传输路径30包括了放大电路31，用于在所述蓝牙模块10的接收信号强度较弱时，接收蓝牙信号并进行放大，从而提高蓝牙装置的接收灵敏度。在一些实施例中，所述放大电路31为低噪声放大器(LNA：Low Noise Amplifier)，所述低噪声放大器的输入端作为所述第二传输路径30的第一端，输出端作为所述第二传输路径30的第二端。低噪声放大器由于噪声系数较低，利于对微弱信号的放大。当然，在其他一些实施例中，也可以采用其他类型的功率放大器作为所述放大电路31。

所述天线单元40为蓝牙天线，用于射频信号的发射和接收，可以根据本实用新型蓝牙装置的应用场景，选择不同的天线设计方法和制作材料，本实用新型对此不作限定。

参考图1，所述蓝牙装置还包括了第一开关60和第二开关70。所述控制单元50包括第一接口和第二接口，通过第一接口和第二接口控制所述第一开关60和所述第二开关70，从而控制所述蓝牙模块10和天线单元40之间的传输路径的切换。在一实施例中，所述控制单元50的第一接口和第二接口为通用输入输出接口(GPIO：General Purpose Input Output)，所述GPIO接口常用于嵌入式系统中，结构简单，可以提供一位控制码，“1”或者“0”，表示“开”和“关”两种状态。当然，在其他实施例中，也可以根据具体应用，采用其他的接口类型。

在一些实施例中，所述第一开关60和所述第二开关70为单刀双掷开关(SPDT：Single Pole Double Throw)，分别包括一个不动端和两个动端，起到控制两个设备的目的。具体地，参考图1，所述第一开关60的不动端与所述天线单元40电连接，第一动端与所述第一传输路径20的第一端电连接，第二动端与所述第二传输路径30的第一端电连接；所述第二开关70的不动端与所述蓝牙模块10电连接，第一动端与所述第一传输路径20的第二端电连接，第二动端与所述第二传输路径30的第二端电连接。控制所述第一开关60和第二开关70分别在两个动端之间的切换，就可以实现控制所述蓝牙模块10和天线单元40在第一传输路径20和第二传输路径30之间切换的目的。

所述控制单元50可以检测所述蓝牙模块10的接收信号强度，判断蓝牙信号的强弱。如果接收信号强度高于预先设定的阈值，说明信号较强，所述控制单元50控制所述蓝牙模块10通过所述第一传输路径20向所述天线单元40发送信号或从所述天线单元40接收信号；如果接收信号强度低于所述预先设定的阈值，则说明可能由于传输距离较远、信号干扰或者障碍物阻挡等原因导致了蓝牙信号较弱，需要提高所述蓝牙装置的接收灵敏度，则所述控制单元50控制所述蓝牙模块10通过所述第一传输路径20向所述天线单元40发送信号，通过所述第二传输路径30从所述天线单元40接收信号。所述预先设定的阈值可以为-20dB～-30dB，可以根据具体的应用环境设定，例如，可以为-25dB、-30dB或者-35dB。在一些实施例中，所述控制单元50可以集成于所述蓝牙模块10内，方便对所述蓝牙模块10的接收信号强度的检测。

在一实施例中，如图1所示，所述控制单元50集成于所述蓝牙模块10内，方便对所述蓝牙模块10的接收信号强度的检测。所述控制单元50通过第一GPIO接口控制所述第一开关60，通过第二GPIO接口控制所述第二开关70。当所述第一GPIO接口发送第一电平信号，且所述第二GPIO接口发送第二电平信号时，如图1所示，所述第一开关60通过不动端和第一动端将所述天线单元40与所述第一传输路径20的第一端电连接，所述第二开关70通过不动端和第一动端将所述蓝牙模块10与所述第一传输路径20的第二端电连接，用于当所述蓝牙模块10的接收信号强度大于预设阈值时发送和接收信号，或者用于当所述蓝牙模块10的接收信号强度大于预设阈值时所述蓝牙模块10向所述天线40发送信号。当所述第一GPIO接口发送第二电平信号，且所述第二GPIO接口发送第一电平信号时，如图2所示，所述第一开关60通过不动端和第二动端将所述天线单元40与所述第二传输路径30的第一端电连接，所述第二开关70通过不动端和第二动端将所述蓝牙模块10与所述第二传输路径30的第二端电连接，用于当所述蓝牙模块10的接收信号强度小于预设阈值，所述放大电路31将从所述天线单元40接收的信号放大后传输至所述蓝牙模块10。在一些实施例中，所述第一电平信号为逻辑高电平“1”，所述第二电平信号为逻辑低电平“0”。在另外一些实施例中，所述第一电平信号也可以为逻辑低电平“0”，而所述第二电平信号为逻辑高电平“1”。

需要说明的是，上述实施例中，在蓝牙模块10和天线单元40之间加入了第一开关60、第二开关70和放大电路31，信号传输过程中负载阻抗和信号源内阻抗之间可能存在失配，因此，本实用新型实施例的蓝牙装置还包括了用于提供阻抗匹配的电阻单元和用于隔离直流信号的电容单元。所述电阻单元和电容单元的大小以及连接方式可以根据所采用第一开关60、第二开关70和放大电路31的具体类型来确定。

上述实施例中，通过所述控制单元50检测所述蓝牙模块10的接收信号强度，可以判断蓝牙信号的强弱状况，当信号强时，采用第一传输路径20接收和发送信号，当信号弱时，采用包括了放大电路31的第二传输路径接收信号，提高了接收灵敏度，增大了通讯范围。

下面通过一具体实施例进一步对本实用新型的蓝牙装置进行说明，参考图3，所述蓝牙模块10采用BC8675芯片；所述第一传输路径20为互连导线；所述第二传输路径30中的放大电路31采用低噪声放大器RTC6610芯片；所述第一开关60采用RTC6603芯片，所述第二开关70采用RTC6607芯片。

所述BC8675芯片具有RF端口用于接收和发送射频信号；所述BC8675芯片包括了控制单元50，通过检测接收信号强度指示(RSSI：Received Signal Strength Indication)数值，即可以判断蓝牙信号的强弱，所述控制单元50包括两个GPIO接口，分别用于输出第一电平信号BT_Switch_V1和第二电平信号BT_Switch_V2，用于控制所述天线单元40和所述蓝牙模块10之间的传输路径在第一传输路径20和第二传输路径30之间的切换。

所述第一开关60，即RTC6603芯片包括了端口RF1、GND、RF2、V1，RFC和V2，其中，所述V1端口与第一GPIO接口连接用于接收第一电平信号BT_Switch_V1，所述V2端口与第二GPIO接口连接用于接收第二电平信号BT_Switch_V2，所述RF2端口作为所述第一开关60的第一动端与所述第一传输路径的第一端连接，所述RF1端口作为所述第一开关60的第二动端与所述第二传输路径的第一端连接，所述RFC端口作为所述第一开关60的不动端与所述天线单元40连接。所述第二开关70，即RTC6607芯片包括了端口Vcont1、Input、Vcout2、Output1、GND和Output2，其中，所述Vcont1端口与第一GPIO接口连接用于接收第一电平信号BT_Switch_V1，所述Vcont2端口与第二GPIO接口连接用于接收第二电平信号BT_Switch_V2，所述Output1端口作为所述第二开关70的第一动端与所述第一传输路径的第二端连接，所述Output2端口作为所述第二开关70的第二动端与所述第二传输路径的第二端连接，所述Input端口作为所述第二开关70的不动端与所述天线单元40连接。所述放大电路31，即RTC6610芯片包括端口VCC、RFOUT和RFIN，所述RFIN端口作为所述第二传输路径的第一端，所述RFOUT端口作为所述第二传输路径的第二端。在图3所示的实施例中，所述蓝牙装置还包括与所述BC8675芯片、RTC6607芯片、RTC6607芯片和RTC6610相匹配的电容单元和电阻单元，用于隔离直流信号和阻抗匹配，其具体数值和连接方式在此不再赘述。

当所述控制单元50检测到所述蓝牙模块10的接收信号强度大于预设阈值时，例如-30dB时，所述控制单元50控制所述第一GPIO接口的第一电平信号BT_Switch_V1＝1，所述第二GPIO接口的第二电平信号BT_Switch_V2＝0，使得所述RTC6607芯片的Output1端口与所述RTC6603芯片的RF2端口连通，所述蓝牙模块10通过所述第一传输路径20接收和发送信号。当所述控制单元50检测到所述蓝牙模块10的接收信号强度小于预设阈值，且在发送信号时，控制所述第一GPIO接口的第一电平信号BT_Switch_V1＝1，所述第二GPIO接口的第二电平信号BT_Switch_V2＝0，使得所述RTC6607芯片的Output1端口与所述RTC6603芯片的RF2端口连通，向所述天线40发送信号；在接收信号时，控制所述第一GPIO接口的第一电平信号BT_Switch_V1＝0，所述第二GPIO接口的第二电平信号BT_Switch_V2＝1，使得所述RTC6607芯片的Output2端口与所述RTC6610芯片的RFOUT端口连通，所述RTC6610芯片的RFIN端口与所述RTC6603芯片的RF1端口连通，从所述天线单元40接收信号。

本实用新型的发明人还通过实验测试了上述实施例中的蓝牙装置与单独的BC8675芯片的通讯范围，所述BC8675芯片的接收灵敏度为-88dBm，在不同天线角度下的通讯范围约为50米左右；而本实用新型实施例的蓝牙装置的接收灵敏度可以达到-92.8dBm，在不同天线角度下的通讯范围约为100米左右，大大提高了通讯范围。

需要说明的是，上述实施例中所述蓝牙模块10、放大电路31、第一开关60和第二开关70所采用的芯片型号仅作为示例，并不用于限制本实用新型的保护范围。在其他实施例中，所述蓝牙模块10、放大电路31、第一开关60和第二开关70还可以采用其他型号的芯片，可以根据具体应用确定。

对应地，本实用新型实施例还提供了一种蓝牙扬声器，包括了上述实施例中描述的通讯范围可变的蓝牙装置，以及驱动单元和发声单元等。所述蓝牙扬声器通过所述通讯范围可变的蓝牙装置接收声音信号源，因此也具有可调的通讯范围，以应对不同的应用环境。所述蓝牙扬声器可以为音箱或者耳机等。

虽然本实用新型披露如上，但本实用新型并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本实用新型的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本实用新型的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。