本實用新型涉及一種自動識別各種標準手機耳機接口的麥克風線路的電路。

背景技術：

現(xiàn)在市面上已經(jīng)有許多透過智能移動設備的3.5毫米耳機接口進行數(shù)據(jù)傳輸?shù)脑O備，比如手機接口血糖儀，手機接口刷卡器等等，適用于iOS、Android、WindowPhone等智能移動操作系統(tǒng)的手機、平板等等。技術原理如下，由于智能移動設備的3.5毫米耳機接口已經(jīng)被設計成只能傳輸音頻信號，左右聲道用于播放聲音，麥克風用于錄制聲音，因此支持耳機接口的設備(后面簡稱耳機接口設備)需要把設備這邊的耳機電路做成與帶麥克風的耳機相似，便于插入手機耳機孔時被手機識別成一個真正的耳機，把智能移動設備的音頻播放和錄制通道都切換到耳機上。然后耳機接口設備發(fā)送數(shù)據(jù)時需要把要數(shù)據(jù)調(diào)制成音頻信號，透過耳機接口的麥克風線路傳輸，智能移動設備上面的應用程序通過錄音采集下來聲音進行解調(diào)還原。智能移動設備上面的應用程序發(fā)送數(shù)據(jù)時要把數(shù)據(jù)調(diào)制成音頻數(shù)據(jù)，透過聲音播放結果傳輸?shù)蕉鷻C接口設備，耳機接口設備的電路需要把音頻數(shù)據(jù)解調(diào)還原出數(shù)據(jù)。

如圖1a和圖1b所示，目前國際上通用的3.5毫米帶麥克風耳機接口標準有兩個，一個是CTIA的標準，一個是OMTP的標準。CTIA標準的四段式耳機接頭定義，從最頂部到根部分別是：左聲道SPKL、右聲道SPKR、地線GND、麥克風MIC；OMTP標準的四段式耳機接頭定義，從最頂部到根部分別是：左聲道SPKL、右聲道SPKR、麥克風MIC、地線GND。兩種標準的區(qū)別就是麥克風和地線是相反的。

一般來講，國際廠商大部分使用的是CTIA標準，如蘋果公司的iPhone/iPad，而國內(nèi)的行貨手機則大多使用OMTP標準，不過近幾年還新出現(xiàn)了部分手機型號，能夠自適應支持兩種標準的耳機制式。

單獨的CTIA或者OMTP標準的耳機接口，識別到耳機插入后，會在麥克風MIC線路上給出一個麥克風偏壓，一般是1v多或者2v多。而自適應CTIA標準和OMTP標準的，它會通過判斷左聲道SPKL或者右聲道SPKR與麥克風MIC和地GND的阻抗區(qū)別來識別出耳機接口設備的麥克風MIC和地GND，以左聲道SPKL為例，左聲道SPKL與麥克風MIC的阻抗等于左聲道SPKL與地GND的阻抗加上麥克風MIC與地GND的阻抗之和。

市面上的耳機接口設備，存在著無法同時支持上述三種標準(僅支持CTIA標準的，僅支持OMTP標準的，自適應CTIA標準和OMTP標準的)情況的問題。

有鑒于上述現(xiàn)有技術的各種缺陷和不足，本實用新型的實用新型人經(jīng)過不斷努力，最用采用一套簡易檢測電路自動識別出手機耳機接口的麥克風和地線，能有效提高耳機接口設備跟智能移動設備的耳機接口兼容性。

技術實現(xiàn)要素：

本實用新型的目的在于提供一種采用檢測電路自動識別出手機耳機接口的麥克風和地線、便于音頻接口設備通過麥克風線路發(fā)送數(shù)據(jù)的自動識別各種標準手機耳機接口的麥克風線路的電路。

為實現(xiàn)上述目的，本實用新型采用的技術方案如下：

一種自動識別各種標準手機耳機接口的麥克風線路的電路，包括：耳機接口設備A與手機B，所述的耳機接口設備A包括：耳機接口設備的微控制單元1、信號輸入單元2、信號輸出單元3以及耳機插頭5，所述的手機B包括：耳機孔6、手機微控制單元7，在耳機接口設備A端設置有用于識別耳機的麥克風MIC和地GND的耳機接口識別單元4；所述的微控制單元1與耳機接口識別單元4之間設置有信號輸入單元2和信號輸出單元3，所述的耳機接口設備A通過耳機插頭5與耳機孔6連接，所述的耳機孔6與手機微控制單元7相連，所述的手機微控制單元7處理耳機上的音頻模擬信號，跟手機的應用軟件進行交互。

所述的自動識別各種標準手機耳機接口的麥克風線路的電路，所述的耳機接口識別單元4包括：耳機接口的左聲道SPKL和耳機接口的右聲道SPKR通過第一阻抗接地，耳機接口的左聲道SPKL這一路接到微控制單元1的接收音頻信號的管腳SPK_IO上；第一路耳機接口的麥克風或地MIC1和第二路耳機接口的麥克風或地MIC2的一端通過第二阻抗與識別出來的接口的麥克風MIC相連，第一路耳機接口的麥克風或地MIC1的另一端接第一控制開關，第二路耳機接口的麥克風或地MIC2的另一端接第二控制開關，所述的第一控制開關與第二控制開關之間并聯(lián)第三阻抗；微控制單元1的控制第二路耳機接口的麥克風或地MIC2的管腳MIC_IO接第三控制開關。

所述的自動識別各種標準手機耳機接口的麥克風線路的電路，所述的第一阻抗采用兩個并聯(lián)的電阻R3和電阻R4，所述的第二阻抗采用兩個并聯(lián)的二極管D1和二極管D2，所述的第三阻抗為電阻R2。

所述的自動識別各種標準手機耳機接口的麥克風線路的電路，所述的第一控制開關為第一NMOS管Q1，第二控制開關第二NMOS管Q2，第三控制開關第三NMOS管Q3；第一NMOS管Q1的柵極G接第二路耳機接口的麥克風或地MIC2和第二NMOS管Q2的漏極D，第一NMOS管Q1的源極S接地；第二NMOS管Q2的柵極G接第一路耳機接口的麥克風或地MIC1和第一NMOS管Q1的漏極D，第二NMOS管Q2的漏極D接第一NMOS管Q1的柵極G和第三NMOS管Q3的漏極D，第二NMOS管Q2的源極S接地；第三NMOS管Q3的柵極G接微控制單元1的控制第二路耳機接口的麥克風或地MIC2的管腳MIC_IO，第三NMOS管Q3的源極S接地。

使用本實用新型的有益效果在于：自動識別多種耳機接口標準，提高耳機接口設備跟手機的匹配成功率。

附圖說明

圖1a為耳機接口CTIA標準示意圖；

圖1b為耳機接口OMTP標準示意圖；

圖2本實用新型涉及的耳機接口設備跟手機之間的連接示意圖；

圖3為本實用新型的電路原理示意圖；

圖4為本實用新型工作模式示意圖；

圖5為本實用新型接口檢測方法流程圖；

1～耳機接口設備的微控制單元

2～耳機接口設備的信號輸入單元

3～耳機接口設備的信號輸出單元

4～耳機接口設備的耳機接口識別單元

5～耳機接口設備的耳機插頭

6～手機的耳機孔

7～手機微控制單元

8～手機的應用軟件

Q1/Q2/Q3～NMOS管

D1/D2～二極管

R2/R3/R4～電阻

R2～默認的麥克風阻抗

SPKL～耳機接口的左聲道

SPKR～耳機接口的右聲道

MIC1～第一路耳機接口的麥克風MIC或者地GND

MIC2～第二路耳機接口的麥克風MIC或者地GND

MIC～識別出來的接口的麥克風MIC

SPK_IO～微控制單元上接收音頻信號的管腳

MIC_IO～微控制單元上控制麥克風線路MIC2接地的管腳

MCU～微控制單元

具體實施方式

為了對實用新型的技術特征、目的和效果有更加清楚的理解，現(xiàn)對照附圖說明本實用新型的具體實施方式。

如附圖1a所示，CTIA標準的四段式耳機接頭定義，從最頂部到根部分別是：左聲道SPKL、右聲道SPKR、地線GND、麥克風MIC；如圖1b所示，OMTP標準的四段式耳機接頭定義，從最頂部到根部分別是：左聲道SPKL、右聲道SPKR、麥克風MIC、地線GND。兩種標準的區(qū)別就是麥克風和地線是相反的。

如圖2所示，耳機接口設備設計如下：耳機接口設備通過耳機插頭5跟手機的耳機孔6連接，耳機接口設備這邊通過耳機接口識別單元4來識別耳機的麥克風MIC和地GND，然后耳機接口設備的微控制單元1就可以通過信號輸入單元2和信號輸出單元3進行數(shù)據(jù)傳輸。手機的微控制單元7處理耳機上的音頻模擬信號，跟手機的應用軟件8進行交互。本實用新型的重點在耳機接口識別單元4，只有正確識別出耳機接口的麥克風MIC和地GND，才能進行后續(xù)的數(shù)據(jù)傳輸。

如附圖3所示，耳機接口的SPKL和SPKR通過R3和R4接地，這樣確保智能移動設備能識別出耳機，SPRL這一路接到微控制單元1的SPK_IO上。

如圖2、圖3所示，一種自動識別各種標準手機耳機接口的麥克風線路的電路，包括：耳機接口設備A與手機B，所述的耳機接口設備A包括：耳機接口設備的微控制單元1、信號輸入單元2、信號輸出單元3以及耳機插頭5，所述的手機B包括：耳機孔6、手機微控制單元7，在耳機接口設備A端設置有用于識別耳機的麥克風MIC和地GND的耳機接口識別單元4；所述的微控制單元1與耳機接口識別單元4之間設置有信號輸入單元2和信號輸出單元3，所述的耳機接口設備A通過耳機插頭5與耳機孔6連接，所述的耳機孔6與手機微控制單元7相連，所述的手機微控制單元7處理耳機上的音頻模擬信號，跟手機的應用軟件進行交互；所述的耳機接口識別單元4包括：耳機接口的左聲道SPKL和耳機接口的右聲道SPKR通過第一阻抗接地，耳機接口的左聲道SPKL這一路接到微控制單元1的接收音頻信號的管腳SPK_IO上；第一路耳機接口的麥克風或地MIC1和第二路耳機接口的麥克風或地MIC2的一端通過第二阻抗與識別出來的接口的麥克風MIC相連，第一路耳機接口的麥克風或地MIC1的另一端接第一控制開關，第二路耳機接口的麥克風或地MIC2的另一端接第二控制開關，所述的第一控制開關與第二控制開關之間并聯(lián)第三阻抗；微控制單元1的控制第二路耳機接口的麥克風或地MIC2的管腳MIC_IO接第三控制開關；所述的第一阻抗采用兩個并聯(lián)的電阻R3和電阻R4，所述的第二阻抗采用兩個并聯(lián)的二極管D1和二極管D2，所述的第三阻抗為電阻R2；所述的第一控制開關為第一NMOS管Q1，第二控制開關第二NMOS管Q2，第三控制開關第三NMOS管Q3；第一NMOS管Q1的柵極G接第二路耳機接口的麥克風或地MIC2和第二NMOS管Q2的漏極D，第一NMOS管Q1的源極S接地；第二NMOS管Q2的柵極G接第一路耳機接口的麥克風或地MIC1和第一NMOS管Q1的漏極D，第二NMOS管Q2的漏極D接第一NMOS管Q1的柵極G和第三NMOS管Q3的漏極D，第二NMOS管Q2的源極S接地；第三NMOS管Q3的柵極G接微控制單元1的控制第二路耳機接口的麥克風或地MIC2的管腳MIC_IO，第三NMOS管Q3的源極S接地。

如圖4所示，工作原理如下：

一開始還不能識別出耳機是否帶麥克風MIC，耳機接口的MIC和GND是不確定的，因此電路上用MIC1和MIC2來標識，R2是麥克風MIC的阻抗。微控制單元1的MIC_IO接到NMOS管Q3的柵極G上控制Q3的開關。模式一，Q3關閉，MIC2和MIC2跟SPKL、SPKR均不導通。模式二，Q3導通，MIC2會跟耳機接口設備的主地導通，跟SPKL、SPKR均形成回路。

模式一：支持單獨的CTIA或者OMTP標準的這兩類智能移動設備，工作原理如下：

1.單一標準CTIA或者OMTP的，如果MIC1是MIC、MIC2是GND，那么MIC1會有偏壓，這樣Q1關閉，Q2導通，MIC2會接到設備的主地上。D1導通，D2關閉，MIC等于MIC1偏壓。

2.單一標準CTIA或者OMTP的，如果MIC1是GND、MIC2是MIC，那么MIC2會有偏壓，這樣Q1導通，Q2關閉，MIC1會接到設備的主地上。D1關閉，D2導通，MIC等于MIC2偏壓。

模式二：支持自適應CTIA標準和OMTP標準的這一類智能移動設備，工作原理如下：

1.MIC2跟耳機接口設備的主地導通，插入到智能移動設備后，會在MIC1上輸出偏壓，然后Q1關閉，Q2導通。D1導通，D2關閉，MIC等于MIC1偏壓。

NMOS管選型注意它的導通電壓要低于麥克風的偏壓，這里選用羅姆(Rohm)公司生產(chǎn)的RE1C002UNTL。

二極管注意它的導通電壓要低于麥克風的偏壓，這里選用羅姆(Rohm)公司生產(chǎn)的RB520S-30FJTE61。

耳機接口設備的微控制單元1和手機微控制單位7的選型沒有特殊要求，由于信號頻率比較低，一般的就能處理。這里選用飛思卡爾(Freescale)公司生產(chǎn)的MKL05Z16VFM4。

如圖5所示，為本實用新型的結構檢測方法流程圖，首先開始，檢測到耳機接口有耳機插入，判斷是否為帶麥克風的耳機，如果是，那么耳機接口識別成功，可以進行雙向通信，如果不是，那么播放一段特定特定格式的聲音，以讓耳機接口設備進行模式切換，在進行下一步驟，界面提示用戶重新插拔設備，用戶插拔耳機后，會讓系統(tǒng)再次檢測到耳機插入，那么程序又回到了開始的步驟。

以上所述僅為本實用新型示意性的具體實施方式，并非用以限定本實用新型的范圍。任何本領域的技術人員，在不脫離本實用新型的構思和原則的前提下所作出的等同變化與修改，均應屬于本實用新型保護的范圍。