摘要：隨著(zhù)藍牙技術(shù)在移動(dòng)電話(huà)、PDA、MP3player和電腦中的迅速普及，藍牙耳機作為一種擺脫“有線(xiàn)”的優(yōu)良選擇面臨著(zhù)前所未有的發(fā)展機遇，該本文提出了一種以CSR（CambridgeSiliconRadio Ltd） BC358239A為藍牙接口芯片的低成本藍牙耳機解決方案，對藍牙耳機的普及將起到重要作用。
關(guān)鍵詞：藍牙技術(shù) 藍牙模塊 語(yǔ)音解碼
引言：
Bluetooth（藍牙技術(shù)）是由愛(ài)立信、諾基亞、摩托羅拉、英特爾、IBM和日立等信息技術(shù)公司發(fā)起的一種短距離無(wú)線(xiàn)通信協(xié)議標準。由于Bluetooth技術(shù)具有低功耗、抗干擾能力強、適用于多種通信場(chǎng)所以及集成電路相對簡(jiǎn)單，因此藍牙技術(shù)作為一種替代有線(xiàn)電纜的無(wú)線(xiàn)接口技術(shù)具有廣闊的市場(chǎng)前景.藍牙技術(shù)正成為移動(dòng)電話(huà)、PDA、MP3player和電腦中的標準配置，藍牙技術(shù)主流應用之一是通過(guò)藍牙耳機欣賞上述產(chǎn)品藍牙接口發(fā)送出來(lái)的高品質(zhì)音樂(lè )和實(shí)現免提通話(huà)，然而技術(shù)的普及速度除了與技術(shù)本身的先進(jìn)與否有關(guān)外，還與實(shí)現成本的高低密切相關(guān)，市場(chǎng)上的藍牙耳機價(jià)格少則幾百，多則上千元，而移動(dòng)電話(huà)本身價(jià)格大多也不過(guò)千元，藍牙耳機的相對高價(jià)位導致了它的市場(chǎng)普及速度和廣度遠低于移動(dòng)電話(huà)，本文正式根據這一XIAN，基于CSR藍牙芯片BC358239A提出了一種低成本藍牙耳機電路設計方案，對藍牙耳機的普及必將起到重要作用。
一．藍牙耳機架構和芯片介紹
圖一 藍牙耳機的結構
應用到藍牙耳機的芯片除了低成本、低功耗、外圍電路簡(jiǎn)單以外，提供的軟件開(kāi)發(fā)工具齊全以及芯片封裝小也很重要，下面對藍牙耳機的主要芯片作簡(jiǎn)要介紹。
1．BC358239A介紹：
BC358239A芯片頻率范圍2.402～2.480Ghz,發(fā)射功率可高達＋4dB，內置有8比特DAC（數模轉換器）可自動(dòng)調整發(fā)射功率,無(wú)需外部BALUN(平衡不平衡轉換器和功放即可符合藍牙V1.2規格；0.1%BER(比特誤碼率)時(shí)典型接收靈敏度－85dB；全集成的頻率合成器，可支持8～40Mhz外部時(shí)鐘輸入又可外接CRISTAL(晶振)；內部集成DSP(數字信號處理器)速度可達32MIPS,32bit指令字，24bit數據存儲器，內置4K字程序存儲器，兩個(gè)8K字數據存儲器，足以支持耳機應用軟件設計需要；片上LDO(低壓差線(xiàn)性穩壓器),支持u-law和A-law 語(yǔ)音代碼轉換，支持I2S又支持PCM語(yǔ)音接口， 深度睡眠模式功耗不超過(guò)10uA；10x10mm 的LFBGA封裝,只需較小的PCB尺寸。BC358239A內部結構見(jiàn)圖二。
圖二 BC358239A內部結構
此外BC358239A還有內置LDO，其輸出電壓1.8V，其最大輸出電流可達70mA，完全可滿(mǎn)足藍牙芯片自身需要。
BC358239A的藍牙的軟件架構具備相當的靈活性，藍牙應用程序可以運行于BC358239A外部，也可由內部RISC處理器處理。
2．WM8731介紹
WM8731是WOLFSON公司推出的一款適合于語(yǔ)音應用的CODEC（編碼解碼器），它能為自身的MIC(麥克風(fēng))輸入提供偏置電壓，內部有兩組ADC（模數轉換器）和DAC（數模轉換器），其抽樣頻率從8KHz到96KHz.串行控制接口可選擇為兩線(xiàn)制和三線(xiàn)制。其音頻接口可通過(guò)編程設置為I2S或PCM接口形式。28Pin5x5x0.9mm的QFN封裝，特別適合對PCB面積有限制的應用。功耗極低，應用PCM接口通信時(shí)電流自由20mA左右，寄存器的正確設置可使待機功耗保持在15uA以下。
圖三 WM8731內部框圖
3．充電芯片SC805和LDO RT9169-3.3
SEMTECH公司的SC805是一款功能強大的CCCV(恒流恒壓)充電芯片，可編程的預充、快充和中止充電電流，使得它既可和PMU（電源管理）芯片組合成充電管理電路，也可單獨作為鋰電池充電控制芯片。熱保護、過(guò)流保護、電池充電電壓精度可達1％使得它安全可靠；輸入電壓范圍從3V到6V，充電電流最大可達1A，3x3mmMLP封裝，適合消費類(lèi)電子使用。
RT9169-3.3是RICHTECH公司生產(chǎn)的100mA低噪聲3.3VLDO,它具有較低靜態(tài)電流（低達4uA），較高的紋波抑制比，符合藍牙耳機WM8731和藍牙芯片內部LDO對電源的要求。
二．電路設計和軟件設計要點(diǎn)。
耳機電源的開(kāi)關(guān)和音量調節可利用藍牙芯片BC358239A的PIO口；從RT9169輸出的3.3V電源送到藍牙內置LDO輸入端時(shí)注意在輸入端加適當的去偶電容，藍牙芯片的VDD_ANA（內置LDO1.8V輸出端）須加上去偶電容，以防止送到藍牙芯片的電源引入干擾導致藍牙RF頻偏過(guò)大，與此同時(shí)藍牙外接的Cristial(晶振)精度要求至少10PPM,否則也會(huì )影響藍牙RF指標。
WM8731的電源輸入端HPVDD、DCVDD、DBVDD和AVDD都可用LDORT9169的3.3V
輸出，在WM8731的電源端加上適當去偶可以改善WM8731輸出的音頻品質(zhì)；WM8731時(shí)鐘可利用藍牙芯片的AIO3引腳的可編程時(shí)鐘輸出。WM8731與BC358239A的PCM接口相連時(shí)WM8731的ADCLRC和DACLRC同時(shí)連接藍牙PCM_SYNC。
BCHS(BluecoreHostSoftware)是CSR為客戶(hù)提供藍牙產(chǎn)品設計提供的開(kāi)發(fā)軟件，BCHS和藍牙的協(xié)議棧共同組成了藍牙產(chǎn)品的軟件解決方案。藍牙耳機的軟件架構可參考圖四
圖四 藍牙耳機軟件架構
圖四中VMApplicationsoftware（虛擬機器應用軟件）包括TCS（電話(huà)控制協(xié)議），它定義了藍牙耳機建立語(yǔ)音和數據呼叫的控制信令，定義了處理藍牙TCS設備群的移動(dòng)管理進(jìn)程；應用程序功能包括通過(guò)I2C總線(xiàn)寫(xiě)WM8731寄存器控制耳機音量，電池低電壓報警等功能。
結論藍牙耳機的低成本解決方案總是與藍牙和語(yǔ)音解碼芯片的價(jià)格降低相伴而生，隨著(zhù)藍牙接口在移動(dòng)電話(huà)、PDA、MP3player和電腦中的迅速普及，藍牙耳機取代有線(xiàn)耳機已成為技術(shù)發(fā)展的必然趨勢。 |
