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藍牙電路詳解

發布時間:2022-12-18 02:20:45

⑴ 藍牙模塊的原理與結構

藍牙的原理,就不在這里細說了。因為網路搜索一下非常的多,並且異常的復雜,

這里簡單的歸類總結:藍牙是一種短距離無線通訊技術,最大的優勢就是集成在手機裡面了。同時不算大也不算小的帶寬,就能支持音樂播放,同時跳頻機制,就增加了藍牙的穩定性

藍牙模塊,串口藍牙模塊等等產品,顧名思義就是實現藍牙功能的半成品模塊產品。主要由藍牙晶元和外圍元器件組成,從而形成一個可以直接供用戶使用的產品。正因為藍牙晶元的種類繁多,所以很多工程師在選擇的時候,不知道該怎麼選

選擇合適的藍牙模塊,最重要的是選擇藍牙模塊最核心的主控晶元,因為主控晶元的性能,直接決定了藍牙模塊的功能,以及一些重要的參數,比如:藍牙版本、模塊體積、功耗、音頻、BLE速率等等核心的參數

⑵ 藍牙傳輸的原理是什麼

藍牙使用跳頻技術,將傳輸的數據分割成數據包,通過79個指定的藍牙頻道分別傳輸數據包。

每個頻道的頻寬為1 MHz。藍牙4.0使用2 MHz 間距,可容納40個頻道。第一個頻道始於2402 MHz,每1 MHz一個頻道,至2480 MHz。

有了適配跳頻(Adaptive Frequency-Hopping,簡稱AFH)功能,通常每秒跳1600次。

藍牙2.0+EDR 使得 π/4-DQPSK和 8DPSK 調制在兼容設備中的使用變為可能。運行GFSK的設備據說可以以基礎速率(Basic Rate,簡稱BR)運行,瞬時速率可達1Mbit/s。

增強數據率(Enhanced Data Rate,簡稱EDR)一詞用於描述π/4-DPSK 和 8DPSK 方案, 分別可達2 和 3Mbit/s。

在藍牙無線電技術中,兩種模式(BR和EDR) 的結合統稱為「BR/EDR射頻」。


(2)藍牙電路詳解擴展閱讀

藍牙的通訊連接:

藍牙主設備最多可與一個微微網中的七個設備通訊,當然並不是所有設備都能夠達到這一最大量。設備之間可通過協議轉換角色,從設備也可轉換為主設備。

藍牙核心規格提供兩個或以上的微微網連接以形成分布式網路,讓特定的設備在這些微微網中自動同時地分別扮演主和從的角色。

數據傳輸可隨時在主設備和其他設備之間進行(應用極少的廣播模式除外)。主設備可選擇要訪問的從設備。

主設備可以與七個從設備相連接,但是從設備卻很難與一個以上的主設備相連。規格對於散射網中的行為要求是模糊的。

許多USB藍牙適配器或「軟體狗」是可用的,其中一些還包括一個IrDA適配器。

參考資料

網路-藍牙

⑶ AS18AP16374一5c4藍牙晶元電路圖

藍牙模塊採用BC417晶元,8M的FLASH晶元39VF800A構成了模塊。

藍牙晶元可以向下相容舊版本產品,且能帶來更高速、更遠傳輸距離的優勢,藍牙晶元的傳輸距離更遠、速度更快。理論上的有效距離是300米,也就是整個家庭或整間辦公室里的移動設備都可以穩定聯結。在傳輸速率和延遲方面也有很大的提升和優化,可以讓需要傳輸更大信息量和反應更快的無線設備應用成為可能。

(3)藍牙電路詳解擴展閱讀:

注意事項:

1、當模塊工作在橋模式(透明模式)時,模塊將被激活後自動傳輸。開啟特定應用程式的手機將會探索並停靠。

2、成功後,手機可以監控模塊的協議漂移,在傳輸模式下是透明的,用戶cpu可以通過通用串列模塊和移動設備實現雙向通信。用戶還可以通過特定的命令來管理和控制串列通信的一些參數。

3、特定用戶數據的意義被自己定義為特別應用程序。移動設備能夠從應用程序寫入模塊,寫入的數據通過串列埠發送給cpu的用戶。在接收到從用戶cpu串口發送的數據包後,該模塊自動在移動設備上。

⑷ 什麼是藍牙IC

藍牙IC簡單來說就是晶元集成了藍牙功能的晶元ic,裡面主要包括接收和發射信號的射頻單元,以及處理數據的CPU單元,還有音頻解碼的dsp單元,主要也就是這幾個核心的單元就組成了神奇的藍牙晶元。

這里介紹一家藍牙晶元、5G、新能源、物聯網、車聯網等供應商。

⑸ 藍牙耳機的工作原理

耳機的工作原理是耳機左右兩磁芯分別繞上線圈,再配上兩塊小鐵片,鐵片會隨著磁性強弱而振動。由於線圈是連接到音頻輸出介面上,耳機接受到媒體播放器或接收器所發出的電訊號時,利用貼近耳朵的揚聲器將其轉化成可以聽到的音波。

耳機的阻抗大小是線圈直流電阻與線圈的感抗之和。民用耳機和專業耳機的阻抗一般都在100Ω以下;耳機的靈敏度是施加於耳機上1mW的電功率時,耳機所產生的耦合於模擬耳(假人頭)中的聲壓級,1mW的功率是以頻率1000Hz時耳機的標准阻抗為依據計算的。

(5)藍牙電路詳解擴展閱讀:

耳機是根據其驅動器類型和佩戴方式分類的。

1、動圈式

它的驅動單元基本上就是一隻小型的動圈揚聲器,由處於永磁場中的音圈驅動與之相連的振膜振動。動圈式耳機效率比較高,大多可為音響上的耳機輸出驅動,且可靠耐用。通常而言驅動單元的直徑越大,耳機的性能越出色。

2、動鐵式

動鐵式耳機由於單元體積小得多,所以可以輕易的放入耳道。這樣的做法有效地降低了入耳部分的面積可以放入更深的耳道部分。耳道的幾何結構要比耳廓簡單的多,屬於類圓形所以一個質地柔軟的硅膠套,能起到良好的隔音及防漏音效果。

3、等磁式

等磁式耳機的驅動器類似於縮小的平面揚聲器,它將平面的音圈嵌入輕薄的振膜里,像印刷電路板一樣,可以使驅動力平均分布。磁體集中在振膜的一側或兩側(推挽式),振膜在其形成的磁場中振動。等磁體耳機振膜沒有靜電耳機振膜那樣輕,但有同樣大的振動面積和相近的音質。

⑹ 藍牙耳機的原理裡面的零件能使用的范圍

1.藍牙的工作頻段:

藍牙工作於2.4GHz的全球通用ISM(工業,科學,醫學)頻段, 以保證藍牙在全世界范圍內的運用. 藍牙系統的天線發射功率符合FCC關於ISM波段的要求0dBm。系統的最大跳頻速率為1600跳/秒,在2.402GHz到2.480GHz之間,採用79個1MHz帶寬的頻點。系統設計的通信距離為10米(0db),如果增加發射功率(20db),這一距離也可以達到100米.以時分方式進行全雙工通信(TDD),傳輸速率設計為1MHz。採用前向糾錯(FEC)編碼技術,減少遠距離傳輸時的隨機雜訊影響。話音採用抗衰落能力很強的連續可變斜率調制(CVSD)編碼方式以提高話音質量,採用頻率調制方式,降低設備的復雜性。

2.藍牙硬體的模塊的組成:

藍牙主要包括兩個模塊:無線射頻單元(RF),基帶(BB)和鏈路管理(LM)單元 正是因為藍牙採用了全世界通用的頻段,來自外界的干擾信號是不可避免的,藍牙採用了快速確認和跳頻方案,把頻帶分成若乾的調頻信道(Hop Channel),在一次連接中藍牙收發信機按一定的規律發送偽隨即碼,不斷地從一個信道轉換到另一個信道,只有收發信機都按照這個規律進行通信,排除其他的干擾信號源。

BB負責跳頻和藍芽數據及信息幀的傳輸。LM負責連接的建立和拆除。它們實現的功能包括:對同步定向連接(SCO)和非同步無連接(ACL)連接方式的支持;差錯控制,可以採用多種檢糾錯方式,其中包括前向糾錯編碼(FEC);物理層的認證與加密;鏈路管理 。

藍牙的BB協議是電路交換和分組交換的結合, 在SCO連接中在信道的時隙中可以傳輸同步數據包,每個數據包以不同的頻率傳送,每一個話音通道支持64kbps的同步話音。同時藍牙支持非同步數據信道,及3個同時進行的同步話音信道,一個信道還可以同時傳送非同步數據和同步話音。ACL連接在非同步數據信道上支持一端723.2 kb/s和反響57.6kb/s的不對稱連接, 和雙向433.9Kb/s的對稱連接。

3.糾錯技術:

在BB中有三種糾錯方案:
a. 1/3比例前向糾錯(FEC)
b. 2/3比例的前向糾錯
c. 數據的自動請求重發(ARQ)

前向糾錯是為了減少數據重發的次數, 降低傳輸數據量. 在自動請求重發的機制中在時隙中傳送的數據必須在下一個時隙得到確認, 在數據的收端通過了報頭錯誤檢測和CRC校驗之後才向發端回確認的消息, 否則返回一個錯誤消息。

4.加密和鑒權

藍牙基帶部分在物理層為用戶提供加密,鑒權基於「請求-響應」運演算法則, 個人的藍牙設備可建立信任域,只有建立在統一信任域的藍牙設備才能互相通信。

1895年義大利的馬克尼利用電火花產生電磁波,先後在9M,975M和3000M的地方地方收到電磁信號,從此開辟了無線通信的新紀元,通過電磁波的輻射和傳播,經過空間傳達信息,無線通信從早期的電報傳送發展到現在傳播電話,傳真,數據,圖象等等。無線通信在初期使用的頻率較低,頻率范圍窄,主要運用長波和中波,隨著技術的進步,使用的頻率范圍逐漸擴大,現在的無線通信的頻率從超長波到亞毫米波段,直至光波。

頻段 頻率 名稱 波長
極低頻(ELF) 3-30Hz 極長波 100-10Mm
超低頻(SLF) 30-300Hz 超長波 10-1Mm
特低頻(ULF) 300-3000Hz 特長波 1000-100km
甚低頻(VLF) 3-30kHz 甚低頻 100-10

⑺ 藍牙到底是什麼原理

藍牙技術及其系統原理

UMTS「藍牙」( Bluetooth)技術是由世界著名的5家大公司——愛立信(Ericsson)、諾基亞(Nokia、東芝(TOShiba)、國際商用機器公司(IBM)和英特爾(Intel),於1998年5月聯合宣布的一種無線通信新技術。它是針對:
1藍牙技術
「藍牙」(Bluetooth)原為歐洲中世紀的丹麥皇帝HnddⅡ的名字,他為統一四分五裂的瑞典、芬蘭、丹麥有著不朽的功勞。瑞典的Ericsson公司為這種即將成為全球通用的無線技術命此名,也許大有一統天下的含義。

藍牙技術是一種無線數據與語音通信的開放性全球規范,它以低成本的近距離無線連接為基礎,為固定與移動設備通信環境建立一個特別連接的短程無線電技術。其實質內容是要建立通用的無線電空中介面(radio air interface)及其控制軟體的公開標准,使通信和算機進一步結合,使不同廠家生產的攜帶型設備在沒有電線或電纜相互連接的情況下,能在近距離范圍內具有互用、相互操作的性能(interoperability)。其程序寫在一個9mm×9mm的微晶元中。

「藍牙」技術的作用是簡化小型網路設備(如移動PC、掌上電腦、手機)之間以及這些設備與Internet之間的通信,免除在無繩電話或行動電話、數據機、頭套式送/受話器、PDAs、計算機、列印機、幻燈機、區域網等之間加裝電線、電纜和連接器。而且,這種技術可以延伸到那些完全不同的新設備和新應用中去。例如,如果把藍牙技術引人到行動電話和膝上型電腦中,就可以去掉行動電話與膝上型電腦之間的令人討厭的連接電纜而通過無線使其建立通信。列印機、PDA、桌上型電腦、傳真機、鍵盤、游戲操縱桿以及所有其它的數字設備都可以成為藍牙系統的一部分。除此之外,藍牙無線技術還為已存在的數字網路和外設提供通用介面以組建一個遠離固定網路的個人特別連接設備群。

「藍牙」技術的無線電收發器的鏈接距離可達30英尺,不限制在直線范圍內,甚至設備不在同一間房內也能相互鏈接;並且可以鏈接多個設備,最多可達7個,這就可以把用戶身邊的設備都鏈接起來,形成一個「個人領域的網路」(Personal areanetwork)。

2藍牙系統

在了解藍牙系統結構之前,先熟悉藍牙系統幾個常用的專有名詞。

*Piconet:通過藍牙技術連接在一起的所有設備被認為是一個piconet。一個piconet可以只是兩台相連的設備,比如一台攜帶型電腦和一部行動電話,也可以是8台連在一起的設備。一個piconet中,所有設備都是級別相同的單元,具有相同的許可權。但是在piconet網路初時,其中一個單元被定義為master,其它單元被定義為slave。

*Master unit:主單元,即在一個piconet中,其時鍾和跳頻順序被用來同步其它單元的設備。

*Slave units:從單元,即piconet中不是master的所有設備。

* Scatternet:幾個獨立且不同步的piconet組成一個scatternet。 * Mac address:用來區分piconet中各單元的長度為3比特的地址。

Parked units:暫停單元,即piconet中與網路保持同步但沒有Mac address的設備。

*Sniff and hold mode:呼吸與保持模式,與網路同步但進入睡眠狀態以節省能源的一種工作模式。

藍牙系統一般由以下4個功能單元組成:

* 天線單元

*鏈路控制(固件)單元

*鏈路管理(軟體)單元

*藍牙軟體(協議)單元

2.1天線單元

藍牙要求其天線部分體積十分小巧、重量輕,因此,藍牙天線屬於微帶天線。藍牙空中介面是建立在天線電平為0 dBm的基礎上的。空中介面遵循Federal communication Commission(簡稱FCC,即美國聯邦通信委員會)有關電平為 0 dBm的ISM頻段的標准。如果全球電平達 100 mw以上,可以使用擴展頻譜功能來增加一些補充業務。頻譜擴展功能是通過起始頻率為2.402GHz,終止頻率為2.480GHz,間隔為1MHz的79個跳頻頻點來實現的。出於某些本地規定的考慮,日本、法國和西班牙都縮減了帶寬。最大的跳頻速率為1660跳/s。理想的連接范圍為100mm~10m,但是通過增大發送電平可以將距離延長至100m。

藍牙工作在全球通用的2.4GHzISM(即工業、科學、醫學)頻段。藍牙的數據速率為1Mb/s。 ISM頻帶是對所有無線電系統都開放的頻帶,因此使用其中的某個頻段都會遇到不可預測的干擾源。例如某些家電、無繩電話、汽車房開門器、微波爐等等,都可能是干擾。為此,藍牙特別設計了快速確認和跳頻方案以確保鍵路穩定。跳頻技術是把頻帶分成若干個跳頻信道(hop channel),在一次連接中,無線電收發器按一定的碼序列(即一定的規律,技術上叫做「偽隨機碼」,就是「假」的隨機碼)不斷地從一個信道「跳」到另一個信道,只有收發雙方是按這個規律進行通信的,而其它的干擾不可能按同樣的規律進行干擾;跳額的瞬時帶寬是很窄的,但通過擴展頻譜技術使這個窄帶成百倍地擴展成寬頻帶,使干擾可能造成的影響變得很小。時分雙工(Time Division Duplex,簡稱TDD)方案被用來實現全雙工傳輸。

與其它工作在相同頻段的系統相比,藍牙跳頻更快,數據包更短,這使藍牙比其它系統都更穩定。FEC(ForwardErrorCorrection,前向糾錯)的使用抑制了長距離鏈路的隨機噪音;應用了二進制調頻(FM)技術的跳頻收發器被用來抑制干擾和防止衰落。

2.2鏈路控制(固件)單元 在目前藍牙產品中,人們使用了3個IC分別作為聯接控制器、基帶處理器以及射頻傳輸/接收器,此外還使用了30~50個單獨調諧元件。

基帶鏈路控制器負責處理基帶協議和其它一些低層常規協議。

基帶控制器有3種糾錯方案:

*1/3比例前向糾錯(FEC)碼;

*2/3比例前向糾錯碼;

*數據的自動請求重發方案。

採用FEC(前向糾錯)方案的目的是為了減少數據重發的次數,降低數據傳輸負載。但是,要實現數據的無差錯傳輸,FEC就必然要生成一些不必要的開銷比特而降低數據的傳送率。這是因為數據包對於是否使用FEC是彈性定義的。報頭總有佔1/3比例的FEC碼起保護作用,其中包含了有用的鍵路信息。

在無編號的ARQ方案中,在一個時隙中傳送的數據必須在下一個時隙得到收到的確認。只有數據在收端通過了報頭錯誤檢測和循環冗餘檢測後認為無錯才向發端發回確認消息,否則返回一個錯誤消息。比如藍牙的話音信道採用Continuous VariableSlope Dalta Molation(簡稱CVSD,即連續可變斜率增量調制技術)話音編碼方案,獲得高質量傳輸的音頻編碼。CVSD編碼擅長處理丟失和被損壞的語音采樣,即使比特錯誤率達到4%,CVSD編碼的語音還是可聽的。

而Cambridge Consultants公司Cambridge Silicon Radio。就提出了他們的看法。這個公司的人門產品是一個單晶元傳輸器和聯接控制器。公司稱之為BlueCore和BlueStack。這是一個完整的藍牙,不需要外部的SAW濾波器、陶瓷電容或感應器,產品集成度非常高,使用了0.18或0.15pm技術,能夠在幾乎不增加成本的情況下把基帶電路加到晶元中。

2.3鍵路管理(軟體)單元

鏈路管理(LM)軟體模塊攜帶了鏈路的數據設置、鑒權、鏈路硬體配置和其它一些協議。LM能夠發現其它遠端LM並通過LMP(鍵路管理協議)與之通信。LM模塊提供如下服務:

(1)發送和接收數據。

(2)請求名稱。

(3)鏈路地址查詢。

(4)建立連接。

(5)鑒權。

(6)鏈路模式協商和建立。

(7)決定幀的類型。

(8)將設備設為sniff模式。master只能有規律地在特定的時隙發送數據。

(9)將設備設為hold模式。工作在hold模式的設備為了節能在一個較長的周期內停止接收數據,平均每激活一次鏈路,這由LM定義,LC(鏈路控制器)具體操作。

(10)當設備不需要傳送或接收數據但仍需保持同步時將設備設為暫停模式。處於暫停模式的設備周期性地激活並跟蹤同步,同時檢查page消息。

(11)建立網路連接。在piconet內的連接被建立之前,所有的設備都處於standby(待命)狀態。在這種模式下,未連接單元每隔1.28s周期性地「監聽」信息。每當一個設備被激活,它就監聽規劃給該單元的32個跳頻頻點。跳頻頻點的數目因地理區域的不同而異,32這個數字適用於除日本、法國和西班牙之外的大多數國家。作為master的設備首先初始化連接程序,如果地址已知,則通過尋呼(page)消息建立連接,如果地址未知,則通過一個後接page消息的inquiry(查詢)消息建立連接。?在最初的尋呼狀態,master單元將在分配給被尋呼單元的16個跳頻頻點上發送一串16個相同的page消處。如果沒有應答,master則按照激活次序在剩餘6個頻點上繼續尋呼。Slave收到從master發來的消息的最大的延遲時間為激活周期的2倍(2.56s),平均處遲時間是激活周期的一半(0.6s)。Iqnuiry消?息主要用來尋找藍牙設備,如共熟列印機、傳真機和其它一些地址未知的類似設備,Inquiry消息和page消息很相像,但是Inquriy消息需要一個額外的數據串周期來收集所有的響應。

如果piconet中已經處於連接的設備在較長一段時間內沒有數據傳輸,藍牙還支持節能工作模式。aster可以把salve置為hold(保持)模式,在這種模式下,只有一個內部計數器在工作。slave也可以主動要求被置為hold模式。一旦處於hold模式一般被用於連接好幾個piconet的情況下或者耗能低的設備,如溫度感測器。除hold模式外,藍牙還支持另外兩種節能工作模式:sniff(呼吸)模式和park(暫停)模式。在sniff模式下,slave降低了從piconet「收聽」消息的速率,「呼吸」間隔可以依應用要求做適當的調整。在park模式下,設備依然與piconet同步但沒有數據傳送。工作在park模式下的設備放棄了mac地址,偶爾收聽master的消息並恢復同步、檢查廣播消息。如果我們把這幾種工作模式按照節能效率以升序排一隊,那麼依次是:呼吸模式、保持模式和暫停模式。

(12)連接類型和數據包類型。連接類型定義了哪種類型的數據包能在特別連接中使用。藍牙基帶技術支持兩種連接類型:同步定向連接(Synchronous Connection Oriented,簡稱SCO)類型,主要用於傳送話音;非同步無連接(Asynchronous Connectionless,簡稱ACL)類型,主要用於傳送數據包。

同一個piconet中不同的主從對可以使用不同的連接類型,而且在一個階段內還可以任意改變連接類型。每個連接類型最多可以支持16種不同類型的數據包,其中包括4個控制分組,這一點對SCO和ACL來說都是相同的。兩種連接類型都使用TDD(時分雙工傳輸方案)實現全雙工傳輸。

SCO連接為對稱連接,利用保留時隙傳送數據包。連接建立後,master和slave可以不被選中就發送SCO數據。SCO數據包既可以傳送話音,也可以傳送數據,但在傳送數據時,只用於重發被損壞的那部分的數據。

ACL鏈路就是定向發送數據包,它既支持對稱連接,也支持不對稱連接。master負責控制鏈路帶寬,並決定piconet中的每個slave可以佔用多少帶寬和連接的對稱性。slave只有被選中時才能傳送據。ACL鏈路也支持接收master發給piconet中所有slave的廣播消息。

(13)鑒權和保密。藍牙基帶部分在物理層為用戶提供保護和信息保密機制。

鑒權基於「請求一響應」運演算法則。鑒權是藍牙系統中的關鍵部分,它允許用戶為個人的藍牙設備建立一個信任域,比如只允許主人自己的筆記本電腦通過主人自己的行動電話通信。加密被用來保護連接的個人信息。密鑰由程序的高層來管理。網路傳送協議和應用程序可以為用戶提供一個較強的安全機制。

2.4軟體(協議)單元

Bluetooth基帶協議結合電路開關和分組交換機,適用於語音和數據傳輸。每個聲道支持64 kb/s同步(語音)鏈接。而非同步信道支持任一方向上高達721kb/s和回程方向57.6kb/s的非對稱鏈接,也可以支持43.2kb/s的對稱連接。因此,它可以足夠快地應付蜂窩系統上的非常大的數據比率。一般來說,它的鏈接范圍為100mm~10m;如果增加傳輸功率的話,其鏈接范圍可以擴展到100m。Bluetooth軟體構架規范要求與Bluetooth相順從的設備支持基本水平的互操作性。這種順從水平由不同的應用來決定。

藍牙設備需要支持一些基本互操作特性要求。對某些設備,這種要求涉及到無線模塊、空中協議以及應用層協議和對像交換格式。Bluetooth1.0標准由兩個文件組成。一個叫FoundationCore,它規定的是設計標准。另一個叫FoundationProfile,它規定的是相互運作性准則。但對另外一些設備,比如耳機,這種要求就簡單得多。藍牙設備必須能夠彼此識別並裝載與之相應的軟體以支持設備更高層次的性能。

藍牙對不同級別的設備(如PC、手持機、行動電話、耳機等)有不同的要求,例如,你無法期望一個藍牙耳機提供地址簿。但是行動電話、手持機、筆記本電腦就需要有更多的功能特性。

軟體(協議)結構需有如下功能:

·設置及故障診斷工具;

·能自動識別其它設備;

·取代電纜連接;

·與外設通信;

·音頻通信與呼叫控制;

·商用卡的交易與號簿網路協議。

藍牙的軟體(協議)單元是一個獨立的操作系統,不與任何操作系統捆綁。適用於幾種不同商用操作系統的藍牙規范正在完善中。

3結束語

近年來移動通信發展迅速,攜帶型計算機如膝上型電腦(Laptop)、筆記本電腦(Notebook)、手持式電腦(HPC)以及個人數字輔助器(PDA)等也迅速發展,還有網際網路的迅速發展,使人們對電話通信以外的各種數據信息傳遞的需求日益增長。

「藍牙」技術把各種攜帶型電腦與蜂窩行動電話用無線電鍍路連接起來,使計算機與通信更加密切結合起來,使人們能隨時隨地進行數據信息的交換與傳輸。因此計算機行業、移動通信行業都對「藍牙」技術很重視,認為將對未來的無線移動數據通信業務有巨大的促進作用,預計在最近幾年內無線數據通信業務將迅速增長。「藍牙」技術被認為是無線數據通信最為重大的進展之一。

⑻ 藍牙音箱工作原理是什麼

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原理分析普通攜帶型音箱是通過3.5mm音頻插頭直接獲得音頻信號源,然後通過內部放大電路對音頻信號進行放大處理再推動揚聲器發聲。現在把藍牙耳機的音頻輸出端並聯在攜帶型音箱的3.5mm插頭上,這樣手機便可通過藍牙將音頻信息發送至藍牙耳機,音箱便可放大由藍牙耳機發出的音頻信號,達到擴音的目的。材料工具攜帶型音箱、藍牙耳機、電烙鐵、熱熔膠等。

步驟一拆解藍牙耳機,獲得音頻接收模塊首先我們需要拆解藍牙耳機獲得接受模塊,選擇了棄置以久的諾基亞BH-N95藍牙耳機。由於藍牙耳機外殼沒有螺絲固定,直接用指甲插入耳機外殼縫隙向外輕掰便可拆開。如果耳機已經廢棄,且塑料外殼結合緊密,拆卸時可使用暴力手段獲得藍牙耳機電路板。步驟二拆解音箱接下來我們需要將被改造的攜帶型音箱拆開安放藍牙接收模塊,以現代H25音箱為例進行拆解。先將美工刀刀片插入現代H25右側按鍵邊框處,輕輕向上撬起,當撬出一定的空間後再用手捏住向上輕拽,這樣一來便可看見隱藏在下方的兩顆螺絲。用同樣的方法拆掉音箱面罩,擰下面罩下方的八顆螺絲後整個音箱就完全拆開。步驟三將藍牙耳機連接在音箱的輸入端現在我們需要把藍牙耳機接收模塊的音頻輸出端焊接在音箱的音頻輸入插頭上,具體做法是用較細的漆包線分別連接藍牙耳機輸出端與便攜音箱音頻輸入端的左右聲道線與地線(注意音頻線不要接錯,紅色和綠色分別為左右聲道線,黃色為地線)。再用導線把藍牙耳機電源線接在便攜音箱的鋰電池上,這樣藍牙耳機的電源便由音箱的電池提供。步驟四固定藍牙模塊,組裝音箱通過觀察發現音箱揚聲器旁邊有一處空位剛好可以放下藍牙模塊,所以用熱熔膠將其固定在音箱內壁上。為了增強藍牙模塊的信號接收,要將紅外接收頭對著音箱外側。最後按照相反的步驟組裝好音箱。打開電源,此時藍牙耳機與便攜音箱的電源指示燈同時亮起,先按H25的MODE鍵調為音頻輸入模式。打開手機的藍牙搜索與藍牙模塊進行配對,藍牙配對完成後在手機處於藍牙模式時播放音樂,便可享受自己特製的藍牙便攜音箱效果。

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⑼ 藍牙技術的原理是什麼

藍牙技術的工作原理:藍牙設備使用無線電波(而非電線或電纜)連接手機和電腦。當藍牙設備之間想要相互交流時,它們需要進行配對,當網路環境創建成功,一台設備作為主設備,而所有其它設備作為從設備。微微網在藍牙設備加入和離開無線電短程感測時動態、自動建立。

藍牙用於在不同的設備之間進行無線連接,例如連接計算機和外圍設備,如:列印機、鍵盤等,又或讓個人數碼助理(PDA)與其它附近的PDA或計算機進行通信。

市面上具備藍牙技術的手機選擇非常豐富,可以連接到計算機、PDA甚至連接到免提聽筒。

事實上,根據已訂立的標准,藍牙可以支持功能更強的長距離通訊,用以構成無線區域網。每個Bluetooth設備可同時維護7個連接。可以將每個設備配置為不斷向附近的設備聲明其存在以便建立連接。另外也可以對二個設備之間的連接進行密碼保護,以防止被其他設備接收。

(9)藍牙電路詳解擴展閱讀

藍牙存在的問題主要有以下幾個:

(1)藍牙的功耗問題。藍牙傳輸數據的頻率不高,在傳輸數據的過程中耗能較少,但是,為了及時響應連接請求,在等待過程中的輪詢訪問卻是十分耗能的。

(2)藍牙的連接過程煩瑣。藍牙的連接過程中涉及多次的信息傳遞與驗證過程,表面上來看似乎並不能讓使用者感受到復雜的連接程序,但是,反復的數據加解密過程和每次連接都需進行的身份驗證過程卻是對於設備計算資源的一種極大的浪費。

(3)藍牙的安全性問題。藍牙的首次配對需要用戶通過PIN碼驗證,PIN碼一般僅由數字構成,且位數很少,一般為4~6位。

PIN碼在生成之後,設備會自動使用藍牙自帶的E2或者E3加密演算法來對PIN碼進行加密,然後傳輸進行身份認證。在這個過程中,黑客很有可能通過攔截數據包,偽裝成目標藍牙設備進行連接或者採用「暴力攻擊」的方式來破解PIN碼。

⑽ 藍牙的工作原理是什麼

藍牙"( Bluetooth)技術是由世界著名的5家大公司--愛立信(Ericsson)、諾基亞(Nokia、東芝(Toshiba)、國際商用機器公司(IBM)和英特爾(Intel),於1998年5月聯合宣布的一種無線通信新技術,借用了一千多年前一位丹麥皇帝哈拉德·布魯斯(Harald Bluetooth)的名字命名的。它是針對目前相距很近的攜帶型器件之間的鏈接主要是用紅外線鏈路(infraredlink,簡稱IrDA)進行而提出的。應用紅外線收發器鏈接雖然能免去電線或電纜的連接,但是使用起來有許多不便,不僅距離只限於1~2m,而且必須在視線上直接對准,中間不能有任何阻擋,同時只限於在兩個設備之間進行鏈接,不能同時鏈接更多的設備。另一方面,人們對無線電通信技術很熟悉,無線電技術能實現遠距離的通信,可以實現衛星通信以至宇宙太空的通信。"藍牙"技術的目的是利用短距離、低成本的無線多媒體通訊技術在小范圍內將各種移動通訊設備、固定通訊設備、計算機及其終端設備、各種數字系統(包括數字照相機、數字攝影機等)甚至家用電器連接起來,實現無縫的資源共享。1999年7月,藍牙正式公布了藍牙技術規范Bluetooth Version1.0。藍牙已成為通訊領域目前的一個新熱點,極有可能在不遠的將來成為小范圍無線多媒體通訊的國際標准。
2 藍牙的技術特點
藍牙技術利用短距離、低成本的無線連接替代了電纜連接,從而為現存的數據網路和小型的外圍設備介面提供了統一的連接。它具有許多優越的技術性能,以下介紹一些主要的技術特點。
2.1 射頻特性
藍牙設備的工作頻段選在全世界范圍內都可以自由使用的2.4GHz的ISM(工業、科學、醫學)頻段,這樣用戶不必經過申請便可以在2400~2500MHz范圍內選用適當的藍牙無線電收發器頻段。頻道採用23個或79個,頻道間隔均為1MHz,採用時分雙工方式。調制方式為BT= 0.5的GFSK,調制指數為0.28~ 0.35。藍牙的無線發射機採用FM調制方式,從而能降低設備的復雜性。最大發射功率分為三個等級,100mW(20dBm),2.5mW(4dBm),1mW(0dBm),在4~20dBm范圍內要求採用功率控制,因此,藍牙設備之間的有效通訊距離大約為10~100m。
2.2 TDMA結構
藍牙的數據傳輸率為1Mb/s,採用數據包的形式按時隙傳送每時隙0.625μs 。藍牙系統支持實時的同步定向聯接和非實時的非同步不定向聯接,藍牙技術支持一個非同步數據通道,3個並發的同步語音通道或一個同時傳送非同步數據和同步語音通道。每一個語音通道支持64KB/S 的同步語音,非同步通道支持最大速率為721KB/S,反向應答速度為57.6KB/s的非對稱連接,或者是速率為432.6KB/S的對稱連接。
2.3 使用跳頻技術
跳頻是藍牙使用的關鍵技術之一。對應單時隙包,藍牙的跳頻速率為1600跳/秒;對於多時隙包,跳頻速率有所降低;但在建鏈時則提高為3200跳/秒。使用這樣高的調頻速率,藍牙系統具有足夠高的抗干擾能力,且硬體設備簡單、性能優越。
2.4 藍牙設備的組網
藍牙根據網路的概念提供點對點和點對多點的無線連接,在任意一個有效通訊范圍內,所有的設備都是平等的,並且遵循相同的工作方式。基於TDMA原理和藍牙設備的平等性,任一藍牙設備在主從網路(Piconet)和分散網路(Scatternet)中,既可作主設備(Master),又可作從設備(Slaver),還可同時既是主設備(Master),又是從設備(Slaver)。因此在藍牙系統中沒有從站的概念,另外所有的設備都是可移動的,組網十分方便。
2.5 軟體的層次結構
和許多通訊系統一樣,藍牙的通訊協議採用層次式結構,其程序寫在一個9mm× 9mm的微晶元中。其底層為各類應用所通用,高層則視具體應用而有所不同,大體分為計算機背景和非計算機背景兩種方式,前者通過主機控制介面HCI(Host Control Interface)實現高、低層的連接。後者則不需要HCI。層次結構使其設備具有最大的通用性和靈活性。根據通訊協議,各種藍牙設備無論在任何地方,都可以通過人工或自動查詢來發現其它藍牙設備,從而構成主從網和分散網,實現系統提供的各種功能,使用起來十分方便。
3 藍牙系統的功能模塊
藍牙系統的基本功能模塊如圖1所示。它的功能模塊包括天線單元、鏈路控制器、鏈路管理、軟體功能。
3.1 無線技術規范
藍牙天線屬於微帶天線,藍牙無線介面是基於常規無線發射功率0dbm設計的,符合美國聯通訊委員會(FCC)的ISM頻段的規定。擴展頻譜技術的應用使得功率可增至100dbm,可滿足不同國家的需要。在日本、西班牙、法國,由於當地規定的頻段相對較窄,可用內部軟體來轉換實現。
3.2 基帶技術規范
基帶描述了設備的數字信號處理部分,即藍牙鏈路控制器,它完成基帶協議和其它底層的鏈路規程。主要包括以下幾個方面:
(1)網路連接的建立。
(2)鏈路類型和分組類型。
鏈路類型決定了哪種分組模式能在特定的鏈路上使用,藍牙基帶技術支持兩種鏈路類型:即同步面向連接類型SCO(主要用於語音)和非同步非連接類型ACL(主要用於分組數據)。
(3)糾錯
基帶控制器採用3種糾錯方式:1/3速率前向糾錯編碼(FEC)、2/3速率前向糾錯編碼(FEC)、對數據的自動請求重傳(ACL)。
(4)鑒權和加密
藍牙基帶部分在物理層為用戶提供保護和信息保密機制。鑒權基於"請求一響應"運演算法則。鑒權是藍牙系統中的關鍵部分,它允許用戶為個人的藍牙設備建立一個信任域,比如只允許主人自己的筆記本電腦通過主人自己的行動電話通信。加密被用來保護連接的個人信息。密鑰由程序的高層來管理。網路傳送協議和應用程序可以為用戶提供一個較強的安全機制。
3.3 鏈路管理協議
鏈路管理(LM)軟體模塊攜帶了鏈路的數據設置、鑒權、鏈路硬體配置和其它一些協議。LM能夠發現其它遠端LM並通過LMP(鍵路管理協議)與之通信。LM模塊提供如下服務:
(1)發送和接收數據。
(2)請求名稱。
(3)鏈路地址查詢。
(4)建立連接。
(5)鑒權。
(6)鏈路模式協商和建立。
(7)決定幀的類型。
(8)將設備設為sniff模式。master只能有規律地在特定的時隙發送數據。
(9)將設備設為hold模式。工作在hold模式的設備為了節能在一個較長的周期內停止接收數據,平均每激活一次鏈路,這由LM定義,LC(鏈路控制器)具體操作。
(10)當設備不需要傳送或接收數據但仍需保持同步時將設備設為暫停模式。處於暫停模式的設備周期性地激活並跟蹤同步,同時檢查page消息。
(11)建立網路連接。
3.4 軟體(協議)單元
藍牙基帶協議結合電路開關和分組交換機,適用於語音和數據傳輸。Bluetooth軟體構架規范要求與Bluetooth相順從的設備支持基本水平的互操作性。這種順從水平由不同的應用來決定。
藍牙設備需要支持一些基本互操作特性要求。對某些設備,這種要求涉及到無線模塊、空中協議以及應用層協議和對像交換格式。Bluetooth1.0標准由兩個文件組成。一個叫FoundationCore,它規定的是設計標准。另一個叫FoundationProfile,它規定的是相互運作性准則。藍牙設備必須能夠彼此識別並裝載與之相應的軟體以支持設備更高層次的性能。
藍牙的軟體(協議)單元是一個獨立的操作系統,不與任何操作系統捆綁,軟體(協議)結構需有如下功能:
(1)設置及故障診斷工具;
(2)能自動識別其它設備;
(3)取代電纜連接;
(4)與外設通信;
(5)音頻通信與呼叫控制;
(6)商用卡的交易與號簿網路協議。
4 藍牙系統的應用
藍牙技術廣泛應用於各種電話系統、無線電纜、無線公文包、各類數字電子設備、電子商務等領域。
跳線和TDMA等技術的應用使得藍牙的射頻電路較為簡單,通訊協議的大部分內容可以用專用集成電路和軟體來實現,因此從技術上保證了藍牙設備的高性能和低成本。
以摩托羅拉藍牙解決方案為例,摩托羅拉在先進射頻技術方面素有經驗。摩托羅拉藍牙解決方案可利用UART、RS-232、USB或SPI連接主處理器,而主處理器可通過這些介面處理藍牙協議上的堆棧及主控制器的介面等功能;而這個藍牙解決方案則負責執行下堆棧(主控制器介面、鏈路管理程序協議、基帶及射頻)其餘的功能。並採用摩托羅拉的MCORETM32位精簡指令集運算(SISC)處理器內核,內含一個高度靈活的外圍設備集,適用於多種不同的嵌入式藍牙應用方案。
圖2為一個採用摩托羅拉解決方案用於蜂窩式電話的例子。通用非同步收發器是連接蜂窩式電話基帶處理器與摩托羅拉解決方案的介面,而SSI則為語音通訊提供支持。

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