用于檢測在音頻插頭中的地線和麥克風(fēng)輸入觸頭的系統(tǒng)和方法
【專利說明】用于檢測在音頻插頭中的地線和麥克風(fēng)輸入觸頭的系統(tǒng)和方法
[0001]相關(guān)共同待決申請的交叉引用
[0002]本申請要求于2012年7月13日提交的且標(biāo)題為“用于檢測在音頻插頭中的地線和麥克風(fēng)輸入觸頭的系統(tǒng)和方法(SYSTEM AND METHOD FOR DETECTING THE GROUND ANDMICROPHONE INPUT CONTACTS IN AN AUD1 PLUG) ” 的美國臨時申請序列號 61/671，119 的利益，該利益被共同轉(zhuǎn)讓，該臨時申請的內(nèi)容通過參考被明確地并入本文。
發(fā)明領(lǐng)域
[0003]本發(fā)明涉及用于檢測在移動通信設(shè)備的音頻插頭中的地線和麥克風(fēng)輸入觸頭的系統(tǒng)和方法。
[0004]發(fā)明背景
[0005]便攜式個人計算設(shè)備例如智能電話、個人數(shù)字助理(PDA)、便攜式計算機(jī)、平板計算機(jī)和音頻設(shè)備例如數(shù)字音樂播放器在近年來變得普及。這些設(shè)備通常具有不同的內(nèi)置物理電氣接口例如USB、火線、RS232串行端口和音頻插頭等。在幾乎所有這些設(shè)備中，且特別是在音頻設(shè)備中，音頻插頭是公共接口。設(shè)備的音頻插頭充當(dāng)用于傳輸包括音頻信號的模擬信號的音頻插孔連接器的插座。音頻插頭也可用于連接到頭戴式耳機(jī)、揚(yáng)聲器、麥克風(fēng)和免提設(shè)備等。
[0006]以前，很多移動電話通常具有其自己專用形式的音頻插頭，所述音頻插頭被配置成與配備有配套的專用音頻插孔的電纜一起使用。然而，最近移動電話的功能改變了這么多，使得大部分移動電話現(xiàn)在也是數(shù)字音樂播放器、支付設(shè)備、導(dǎo)航設(shè)備和照相機(jī)等。包括頭戴式耳機(jī)、打印機(jī)和讀卡器等的額外的附屬設(shè)備可被連接到移動電話，以便聽音樂、打印和完成支付等。因此，由于這些增加的功能和將額外的附屬設(shè)備連接到移動電話的需要，2.5mm音頻插頭和/或3.5mm音頻插頭現(xiàn)在可在大部分中端到高端的移動電話上找到。為了使附屬設(shè)備經(jīng)由音頻插孔與移動電話適當(dāng)?shù)剡B接和通信，必須建立在附屬設(shè)備和移動電話之間的公共地線。否則，從附屬設(shè)備傳輸?shù)男盘柌荒苡梢苿与娫掃m當(dāng)?shù)胤g。
[0007]大部分4極插頭包括分別連接到立體聲輸出的左通道(L-CH)、立體聲輸出的右通道(R-CH)、麥克風(fēng)輸入(MIC-1N)和移動電話的地線(GND)的四個接觸點(diǎn)。然而，在音頻插頭上的這些接觸點(diǎn)的布置還有沒被標(biāo)準(zhǔn)化。在一些移動電話中可反轉(zhuǎn)MIC-1N和GND的接觸點(diǎn)。因此，需要附屬設(shè)備的至少兩種不同的設(shè)計，來使它們與所有移動電話可兼容。這對于商人是不合意的，因?yàn)樗黾恿烁綄僭O(shè)備的庫存單位(SKU)的數(shù)量。這對于消費(fèi)者也是不合意的，因?yàn)檫@使為他們的移動電話識別并選擇適當(dāng)?shù)母綄僭O(shè)備變得困難。
[0008]因此，存在對識別在移動電話的音頻插頭中的特定GND和MUC-1N配置的方法的需要。
[0009]發(fā)明概述
[0010]通常，在本發(fā)明的一個方面中，提供了一種包括移動計算設(shè)備、外圍設(shè)備和電路的系統(tǒng)。移動計算設(shè)備包括具有第一和第二觸頭的音頻插頭。外圍設(shè)備包括音頻插孔和微處理器。電路連接音頻插孔和微處理器，并用于檢測在音頻插頭的第一和第二觸頭當(dāng)中的麥克風(fēng)輸入(MIC-1N)和地線(GND)，其中MIC-1N具有比GND更高的電壓。
[0011 ] 本發(fā)明的這個方面的實(shí)現(xiàn)可包括一個或多個下面的特征。電路包括連接到第一開關(guān)的第一比較器和連接到第二開關(guān)的第二比較器。第一比較器連接到音頻插頭的第一和第二觸頭，并測量在第一和第二觸頭之間的第一電壓，且第二比較器以反向方式連接到音頻插頭的第一和第二觸頭，并測量在第一和第二觸頭之間的第二電壓。電路還比較在第一和第二觸頭之間的第一和第二電壓，從而識別在音頻插頭的第一和第二觸頭當(dāng)中的Mic-1N和GND。電路還包括連接在第一比較器的第一和第二輸入之間的電阻器，且第一比較器的第一和第二輸入被連接到音頻插頭的第一和第二觸頭，且電阻器用于建立在第一比較器的第一和第二輸入之間以及在音頻插頭的第一和第二觸頭之間的第一電壓。電阻器還被連接在第二比較器的第一和第二輸入之間，且第二比較器的第一和第二輸入被連接到音頻插頭的第二和第一觸頭，且電阻器用于建立在第二比較器的第一和第二輸入之間以及在音頻插頭的第二和第一觸頭之間的第二電壓。如果第一電壓低而第二電壓高，則電路使第一開關(guān)接通，并使第二開關(guān)斷開。如果第一電壓高而第二電壓低，則電路使第二開關(guān)接通，并使第一開關(guān)斷開。第一和第二比較器包括運(yùn)算放大器。第一和第二開關(guān)包括N-MOS晶體管。電路包括連接到第一開關(guān)的比較器和從比較器接收輸入并被連接到第二開關(guān)的逆變器。第一比較器連接到音頻插頭的第一和第二觸頭，并測量在第一和第二觸頭之間的第一電壓，且逆變器從比較器接收第一電壓，并反轉(zhuǎn)第一電壓的符號，從而產(chǎn)生第二電壓，以及電路還比較第一和第二電壓，并從而識別在音頻插頭的第一和第二觸頭當(dāng)中的MIC-1N和GND。如果第一電壓是高而第二電壓是低，則電路使第一開關(guān)接通，并使第二開關(guān)斷開。如果第一電壓是低而第二電壓是高，則電路使第二開關(guān)接通，并使第一開關(guān)斷開。電路包括第一開關(guān)和第二開關(guān)，且第一和第二開關(guān)中的每一個包括N-MOS晶體管。第一開關(guān)連接到音頻插頭的第一和第二觸頭，而第二開關(guān)以反向方式連接到音頻插頭的第一和第二觸頭。音頻插孔連接器包括地線(GND)觸頭、麥克風(fēng)輸入(MIC-1N)觸頭和一個或多個耳機(jī)通道觸頭。音頻插孔可以是4觸頭芯-環(huán)-環(huán)-套筒(TRRS)連接器、3觸頭芯-環(huán)-套筒(TRS)連接器、3.5mm音頻插孔、6.35mm音頻插孔、2.5mm音頻插孔、RCA連接器、XLR連接器、香蕉式連接器、其單聲道或立體聲變化形式。音頻插頭還包括被配置成分別連接到音頻插孔的一個或多個耳機(jī)通道觸頭的一個或多個耳機(jī)通道觸頭。移動計算設(shè)備可以是移動電話、個人數(shù)字助理(PDA)、上網(wǎng)本、平板計算機(jī)、筆記本計算機(jī)、游戲控制臺、電子書閱讀器、便攜式視頻播放器或數(shù)字音頻播放器。外圍設(shè)備可以是支付讀卡器、磁性讀卡器、打印機(jī)、頭戴式耳機(jī)、揚(yáng)聲器、麥克風(fēng)、或其免提變化形式。
[0012]通常，在本發(fā)明的一個方面中，提供用于檢測在移動計算設(shè)備中的麥克風(fēng)輸入(MIC-1N)和地線(GND)的方法。該方法包括提供移動計算設(shè)備，所述移動計算設(shè)備包括音頻插頭。音頻插頭包括第一和第二觸頭。接著提供包括音頻插孔和微處理器的外圍設(shè)備，并接著提供電路，所述電路連接音頻插孔和微處理器，并用于檢測在音頻插頭的第一和第二觸頭當(dāng)中的麥克風(fēng)輸入(MIC-1N)和地線(GND)，其中MIC-1N具有比GND更高的電壓。
[0013]附圖的簡要說明
[0014]圖1示出被配置成經(jīng)由音頻插孔連接器連接到移動電話的附屬設(shè)備；
[0015]圖2是所述附屬設(shè)備的示意圖；
[0016]圖3描繪根據(jù)本發(fā)明的電路的第一實(shí)施例，其用于檢測移動電話的音頻端口的MIC-1N 和 GND ；
[0017]圖4描繪根據(jù)本發(fā)明的電路的第二實(shí)施例，其用于檢測移動電話的音頻端口的MIC-1N 和 GND ；以及
[0018]圖5描繪根據(jù)本發(fā)明的電路的第三實(shí)施例，其用于檢測移動電話的音頻端口的MIC-1N 和 GND。
[0019]本發(fā)明的詳細(xì)描述
[0020]本發(fā)明提供用于檢測在移動電話的音頻插頭上的信號MIC-1N和GND的位置的電路。電路包括兩個比較器和兩個開關(guān)。比較器比較在代表移動電話的音頻插頭的MIC-1N和GND的兩個接觸點(diǎn)之間的電壓差，且通過這個比較，移動電話的接地信號被識別出。然后通過啟動適當(dāng)?shù)拈_關(guān)，電路適當(dāng)?shù)剡B接附件的地線和移動電話。本發(fā)明使附件的單個設(shè)計可兼容到移動電話上的音頻插頭的兩種不同的配置。
[0021]本發(fā)明適用3極布置，其中只有單聲道音頻信號而不是兩個立體聲左和右音頻通道(L-CH、R-CH)。本發(fā)明還可應(yīng)用于具有MIC-1N和GND信號的其它可能的插孔和插頭配置。
[0022]本發(fā)明適用于不同類型的計算設(shè)備，包括但不限于移動電話、個人數(shù)字助理(PDA)、上網(wǎng)本、平板計算機(jī)、筆記本計算機(jī)、電子閱讀器、數(shù)字音樂播放器和數(shù)字視頻播放器以及游戲控制臺等。
[0023]參考圖1，附屬設(shè)備101包括音頻插孔102，并通過將音頻插孔連接器102插入移動電話的音頻插頭104中來連接到移動電話103。音頻插頭104包括四個接觸點(diǎn)106、107、108和109。在正常情況下，接觸點(diǎn)108和109分別被連接到移動電話的立體聲音頻輸出的R-CH和L-CH。如上面提到的，在移動電話的一些模型中，接觸點(diǎn)107被連接到GND，而接觸點(diǎn)106被連接到移動電話的MIC-1N。在移動電話的其它模型中，接觸點(diǎn)107被連接到MIC-1N，而接觸點(diǎn)106被連接到GND。因此，存在移動電話的音頻插頭的MIC-1N和GND的接觸點(diǎn)的兩種可能的布置。
[0024]參考圖2，在示例實(shí)現(xiàn)方式中，附屬設(shè)備101除了音頻插孔102以外，還包括微處理器或微控制器單元(MCU) 205、MCU輸出203、地線(GND) 204和用于檢測移動電話的音頻插頭配置的電路206。如上面提到的，為了使附屬設(shè)備的微處理器或微控制器(MCU)205能夠與移動電話適當(dāng)?shù)赝ㄐ?，附屬設(shè)備的GND 204必須連接到移動電話的GND，且來自MCU的輸出203必須連接到移動電話的MIC-1N。電路206被放置在MCU 205和音頻插孔102之間，并檢測移動電話的音頻插頭的配置，且然后建立在附屬設(shè)備和移動電話之間的公共GND。在一個例子中，音頻插孔連接器102具有如圖2所示的3觸頭芯-環(huán)-套筒(TRS)連接器或4觸頭芯-環(huán)-環(huán)-套筒(TRRS)連接器的形式。音頻插孔102包括MIC-1N觸頭110、GND觸頭111、R-CH觸頭112、L-CH觸頭113和絕緣環(huán)114。
[0025]參考圖3，其為包括接觸點(diǎn)301、302、308、比較器304、305和開關(guān)306、307的電路206的一個實(shí)施例。接觸點(diǎn)308是電路的GND和附件的GND。接觸點(diǎn)301和302以反向方式連接到兩個比較器304和305。在一個例子中，比較器304、305由運(yùn)算放大器(OpAmp)實(shí)現(xiàn)。每個比較器304、305分別連接到開關(guān)306、307。在一個例子中，開關(guān)306、307由N-MOSFET(NMOS)晶體管實(shí)現(xiàn)。電阻器303連接在接觸點(diǎn)301和302之間，以建立在這兩個點(diǎn)之間的電壓差。附件101的音頻插孔102的接觸點(diǎn)110和111被分別連接到電路的接觸點(diǎn) 301 和 302