耳機接口電路及移動終端的製作方法

2023-07-31 11:30:31

專利名稱：：耳機接口電路及移動終端的製作方法
技術領域：
：本實用新型涉及移動通信終端
技術領域：
，尤其涉及一種耳機接口電路及移動終端。
背景技術：
：現有手機的耳機接口以2.5mm接口或者自有接口較多，3.5mm接口也逐步出現。國家信息產業部在2008年3月推出了《移動通信手持機有線耳機接口技術要求和測試方法(報批稿)》，來統一耳機的4妄口，從而實現手機產品的耳機標準化。但是普通3.5mm接口耳機一般是不帶麥克風(MIC)的，這樣在使用時就不能直接用於通話，只能用於聽音樂、視頻伴音。目前，名稱為耳機接口電路及具有所述耳機接口電路的手機的專利申請文件提出了帶有麥克風的耳機，該專利申請文件公開了一種耳機接口電路，包括3.5mm直徑的耳機插孔電路，其具有接地彈簧片、左聲道彈簧片、右聲道彈簧片、麥克風彈簧片和檢測彈簧片；其中，所述接地彈簧片、左聲道彈簧片和右聲道彈簧片在插頭耳機插入時分別與插頭的相應接點對應接觸；所述麥克風彈簧片和檢測彈簧片在插入三段式耳機時與插頭耳機的接地接點相接觸，而在插入四段式耳機時與插頭耳機的麥克風接點相接觸；所述檢測彈簧片的另一端連接處理器的輸入埠；在與所述麥克風彈簧片相連接的線路上連接有一電壓上拉支路。本實用新型同時又公開了一種具有所述耳機接口電路的手機，使得手機可以兼容3.5mm直徑插頭的耳機，並具有對接入的耳機類型進行檢測的功能。該實用新型旨在解決手機無法兼容使用3.5mm直徑插頭耳機的問題，並且可以指導手機選擇接通手機麥克的送話功能或者耳機麥克的送話功能。但是，該實用新型耳機並沒有提出利用揚聲器逆效應作為麥克風來解決通話問題。
實用新型內容本實用新型為了解決3.5mm直徑的插頭耳機通話問題，提出了一種耳機接口電路及移動終端，從而利用耳機的揚聲器(SPK)逆效應可作為MIC的特性，來實現普通3.5mm直徑插頭耳機的手機通話功能。為了解決上述問題，本實用新型提供的耳機接口電路，包括基帶晶片、接地彈簧片、左聲道彈簧片、右聲道彈簧片、麥克風彈簧片，並具有耳機插入檢測電路其特徵在於，進一步包括耳機類型檢測電路、麥克風調理電路、耳機信號切換電路，當所述耳機類型檢測電路檢測到四段式耳機插入時，所述CPU控制所述耳機信號切換電路，將耳機左聲道或右聲道輸出來自基帶晶片的信號；當所述耳機類型檢測電路檢測到三段式耳機插入時，所述CPU控制所述耳機信號切換電路，將耳機左或右聲道信號經過麥克風調理電路輸入到基帶晶片。所述的麥克風調理電路包括阻抗調整電路，對耳機揚聲器音頻通道所充當的麥克風信號進行調整，使其輸出阻抗與基帶晶片的輸入阻抗相匹配。所述的麥克風調理電路進一步包括音頻放大電路，與所述左聲道或右聲道揚聲器音頻通道相連，對揚聲器收集到的音頻進行放大。所述耳機類型檢測電路包括一個三極體，基極與所述麥克風彈簧片相連，將麥克風信號通過RC網絡濾波接入基極；發射極接地；集電極一方面通過一分壓電阻R4上拉並輸出檢測結果信號至耳機信號切換電路。所述三極體為NPN型三極體，所述檢測結果信號為高電平時，表示三段式耳機插入；檢測結果信號為低電平時，表示四段式耳機插入。為了解決上述問題，本實用新型還提供了一種移動終端包括耳機接口電路，包括基帶晶片、接地彈簧片、左聲道彈簧片、右聲道彈簧片、麥克風彈簧片，並具有耳機插入檢測電路，進一步包括耳機類型檢測電路、麥克風調理電路、耳機信號切換電路，當所述耳機類型檢測電路檢測到四段式耳機插入時，將耳機左聲道或右聲道輸出來自基帶晶片的信號；當耳機左或右聲道5信號經過麥克風調理電路輸入到基帶晶片。因此，本實用新型利用耳機的SPK逆效應可作為MIC的特性，來實現普通3.5mm直徑插頭耳機的手機通話功能。使用時，把耳機左聲道仍作為揚聲器用，而把右聲道的揚聲器拿下靠近嘴邊作為麥克風使用。圖1為本實用新型一種耳機接口電路的框圖。圖2為3.5mm直徑插頭耳機的4段示意圖。圖3為耳機插入檢測電路圖。圖4為本實用新型耳機類型檢測電路的電路圖。圖5為本實用新型耳機信號切換電路和麥克風調理電路組合的電路圖。。圖6為3.5mm直徑4段式耳機插頭外形尺寸圖。具體實施方式如圖1所示，為本實用新型一種耳機接口電路的框圖，該耳機接口電路尤其用於直徑為3.5mm的插頭耳機，該耳機接口電路包括CPU10和基帶晶片20,接地彈片11、左聲道彈片12、右聲道彈片13、麥克風彈片14，並具有耳機插入檢測電路15，還包括耳機類型檢測電路16、麥克風(MIC)調理電路17,耳機信號切換電路18，當所述耳機類型檢測電路16檢測到四段式耳機(如3.5mm直徑的四段式耳機)插入時(即CPU4企測到耳機類型檢測電路的HFJTYPE信號表示低電平時)，CPU控制耳機信號切換電路，將耳機左聲道或右聲道輸出來自基帶晶片20的信號；當所述耳機類型檢測電路16檢測到三段式耳才幾(如3.5mm直徑三段式耳機)插入時(即CPU糹企測到耳機類型檢測電路的HF一TYPE信號表示高電平時)，CPU控制耳機信號切換電路，將耳機左或右聲道信號經過麥克風調理電路17輸入到基帶晶片20。在本實用新型圖中示出了將耳機右聲道信號作為麥克風信號使用。本實用新型的工作原理是當有耳機插入耳才幾插孔時，耳才幾接口電路中的耳機插入檢測電路15的HANDER信號輸出為高電平至CPU,CPU根據該HANDER信號將基帶晶片解碼的音頻信號從手機的揚聲器切換到耳機上；而相反當撥出耳機時，HANDER信號為低電平，CPU根據該信號將基帶晶片解碼的音頻信號從耳機切換到手機的揚聲器。同時，當插入耳機時，耳機類型檢測電路16輸出HF—TYPE信號給CPU。由CPU根據該HF—TYPE信號控制音頻模擬開關即耳機信號切換電路18:當HF—TYPE信號為低電平(即當插入3.5mm直徑的四段式耳機時)時，輸出至CPU,CPU根據該HF一TYPE信號為低電平輸出R/M—SEL信號，控制音頻模擬開關，此時將來自基帶晶片的右聲道信號CODEC_R信號與!^MIC信號相連，即使耳機右聲道輸出來自基帶晶片的CODEC^R信號。當HFJTYPE信號為高電平(即當插入三段式耳機時)時，輸出至CPU,CPU根據該HF—TYPE信號為高電平，輸出R/M一SEL信號，控制音頻模擬開關，此時將耳機右聲道R一MIC信號與發往基帶晶片的MIC—BACKUP信號相連，即耳機右聲道R—MIC信號經麥克風調理電路輸入到基帶晶片20。首先參見圖2，為3.5mm直徑插頭耳機的4段示意圖，當採用無MIC耳機時，M和G同為接地。因為帶MIC的耳機的位置是4段插頭的第3段，位置等同於3端插頭的第3端的前半部分，而這部分是GND，由此，根據插入耳機在該點的阻抗不同，就可以判斷插入的耳才幾是帶MIC還是不帶MIC。Earphone—L表示耳機左聲道信號，Earphone—R表示耳機右聲道信號。HF—MIC1表示麥克風信號。下面參見圖3、4和5來詳細描述耳機插入檢測電路、耳機類型檢測電路、耳機信號切換電路以及麥克風調理電路。如圖3所示，為耳機插入檢測電路圖，該電路核心部分為一隻NPN型三極體Q2，其射極2接地，集電極3接100K電阻R3上拉並輸出HANDER信號(至CPU),來自耳機的左聲道信號EARPHONEJ^經過現有技術的耳機信號濾波器來進行電磁幹擾保護後，輸出EARPHONE—L—DET被10K電阻R5上拉A接入三極體的基級(進入基極前經RC網絡(如圖上R7=10K和C6-luf組成)進行濾波)。由於耳機的揚聲器本身具有32歐姆的對地阻抗，耳機插入和未插入會引起三極體基極電壓的變化，從而導致三極體在截止到導通狀態間切換，HANDER輸出電平因此改變，進而引起CPU進行相應的動作，例如插入耳機時，音頻信號要從手機揚聲器切換到耳機上，耳機取出時，音頻信號又切回。在本例中，耳機左聲道的32歐阻抗是耳機揚聲器的固有屬性，與耳機裡面的線圏有關，使用這個屬性作為耳機插入判斷的依據，並不影響耳機本身發音的功能。在此，也可以選擇了右聲道來作為插入判斷依據。參見圖4，為本實用新型耳機類型檢測電路圖，該電路也是一隻NPN型三極體，如圖3所示，其發射極2接地，集電極3接1M電阻R4上拉並輸出HFJTYPE信號(至CPU),來自耳機的MIC信號(HF—MIC-)經RC網絡(R6-100K和C5=0.1uf)濾波並接入此三^L管的基級1。由於插入三段式和四段式的耳機時，麥克風信號HF一MIC-的對地阻抗不同，例如當插入三段式耳機時HF—MIC-為直接接地，插入四段式耳機時HF—MIC-經麥克風內阻到地，在經麥克風偏置(MIC—BIAS)電源上拉後的電壓就會有變化，即引起三極體基極電壓變化，從而導致三極體在截止與導通狀態之間切換，HF一TYPE輸出電平因此改變，並引起CPU進行相應的動作(控制耳機信號切換電路中的模擬開關通道等)。所述檢測結果信號HFJTYPE為高電平時，表示3.5mm直徑三段式耳機插入；檢測結果信號為低電平時，表示3.5mm直徑四段式耳機插入。圖中HF—MIC-是耳機的麥克風信號HF-MIC1經過現有的耳機信號濾波器進行電磁幹擾保護後，輸出的信號再經MIC—BIAS電源上拉。例如，當插入3.5mm直徑四段式耳機(如圖6所示的四段式耳機)時，本實用新型中耳機接口電路的四個彈片與對應的耳機觸點相連接。由於左聲道信號經過耳機32歐揚聲器接地，因而EARPHONE_L_DET信號被接低，耳機插入檢測三極體Q2截止，HANDER信號被拉為高電平，進而引起CPU進行相應動作。同時，由於此時麥克風信號HF一MIC-存在對地阻抗，此信號因MIC_BIAS電源的上拉而呈現高電平，耳機類型檢測電路的三極體Ql導通，發送到CPU的HF—TYPE信號為低電平，CPU據此輸出R/M—SEL信號，控制模擬開關，使耳機右聲道輸出來自基帶晶片的CODEC—R信號。如圖5中所示，R/M一SEL信號低電平，將U1的引腳3和4導通，即引腳輸出R—MIC信號，其中該R一MIC信號經過現有技術耳機信號濾波器經過電磁幹擾(EMI)保護後輸出為耳機右聲道信號。當插入三段式耳才幾時，耳機衝企測部分與以上四段式的情況相同，但此時麥克風信號為低電平，耳機類型檢測電路的三極體Ql截止，HF—TYPE信號變為高電平。這種情況下，根據用戶的需要，CPU輸出R/M一SEL信號控制模擬開關，當用戶需要使用備用麥克風時，使耳機的右聲道信號(該耳機的右聲道信號是經過現有技術耳機信號濾波器進行電磁幹擾保護後輸出的信號R一MIC)經MIC調理電路輸入到基帶晶片；當用戶不需要使用備用麥克風時，使基帶晶片的CODEC—R信號被切換到耳機右聲道(即同現有技術)。參見圖5，為本實用新型耳機信號切換電路和麥克風調理電路組合的電路圖。如圖中，Ul是音頻模擬開關，當引腳6為高電平時(CPU根據HF一TYPE信號高電平輸出R/M一SEL為高電平)，引腳1與引腳4導通，將R—MIC信號與發往基帶晶片的MIC—BACKUP信號相連，(其中R_MIC信號是耳機右聲道信號經過現有技術耳機信號濾波器後的輸出)即實現了利用揚聲器逆效應，使得右聲道耳機充當麥克風使用。當引腳6為低電平時(CPU根據HF一TYPE信號及用戶指令控制R/M一SEL輸出低電平)，引腳3與引腳4導通，即在來自CPU的R/M—SEL信號控制下，可以將來自基帶晶片的右聲道信號CODEC一R與R-MIC相連。上述R一MIC信號與發往基帶晶片的MIC一BACKUP信號相連還經過使用MIC調理電路，如圖5中的U2，當選擇備用麥克風通道時(即MIC_BACKUP信號與R一MIC相連的情況)，U2起到阻抗匹配、信號放大和濾波的作用。MIC調理電路對來自右聲道的MIC信號(HF—M)進行阻抗匹配和放大後(如圖中從U2的1口進入，從U2的2口輸出)，發送到基帶處理器的音頻電路中，在基帶處理器中再進行放大等處理，以便於真正通話之用。由於耳機揚聲器的阻抗一般為32歐姆，麥克風的阻抗為2.2K,所以要利用麥克風調理電路的阻抗調整電路進行調整。麥克風調理電路就包括阻抗匹配、濾波和放大的功能。此外該耳機接口電路還包括耳機信號濾波器，同現有的耳機信號濾波電路相同，這兩個濾波器主要是進行EMI和ESD保護。麥克風調理電路17包括阻抗調整電路，對耳機揚聲器音頻通道所充當的麥克風信號(HF_M)進行調整，使其輸出阻抗與基帶晶片的輸入阻抗相匹配。還具有音頻放大功能，與所述左聲道或右聲道揚聲器音頻通道相連，對揚聲器收集到的音頻進行放大。因此，增加了音頻放大電路19後使耳機揚聲器(如將右聲道揚聲器音頻通道)作為麥克風時，其靈敏度在-55dB士7dB範圍內，這樣容易獲取用戶的通話。麥克風調理電路17中的阻抗調整電路和音頻放大電路利用現有的可以起到阻抗調整和音頻放大的電路即可，如麥克風調理電路可使用分立元件及放大器實現。其中插頭耳機可以釆用直徑為3.5mm的4段插頭，其外形尺寸如圖6所示，圖中A寬約為0.15mm,B處無毛刺、飛邊。圖中標號l表示插頭尖端，其為導電材料，2為絕緣環套，3為中環套1其為導電材料，4為中環套2，其為導電材料，5為插頭末端環套，其為導電材料，並且6為插頭末端手柄部分。而一般手機與不同形式的耳機的連接情況如下表tableseeoriginaldocumentpage10其中，帶MIC的耳機(包括立體聲耳機和單聲道耳機)可採用現有傳統電路，而不帶MIC的3端觸點的立體聲耳機採用本實用新型提出的耳機接口電路。由於一般規範規定插頭第l段都是作為音頻輸出用，是立體聲耳機的左聲道，而且一般左聲道的耳機線短於右聲道，所以這個左聲道仍保留原功能，而只能將右聲道揚聲器音頻通道切換至麥克風調理電路。因此，使用時，把耳機左聲道仍作為揚聲器用，而把右聲道的揚聲器拿下靠近嘴邊作為麥克風使用。其中來自基帶晶片的左聲道耳機輸出信號同現有技術相同經過耳機信號濾波器EMI處理後，連接至耳機接口電路的左聲道。本實用新型僅為示例性的將右聲道的揚聲器作為麥克風使用。因此本實用新型利用耳機的揚聲器(SPK)逆效應可作為MIC的特性，來實現普通3.5mm直徑插頭耳機的手機通話功能。相應地，本實用新型還提供了一種包括耳機接口電路的移動終端，包括基帶晶片、接地彈簧片、左聲道彈簧片、右聲道彈簧片、麥克風彈簧片，耳機插入檢測電路，進一步包括耳機類型檢測電路、麥克風調理電路、耳機信號切換電路，當所述耳機類型檢測電路檢測到四段式耳機插入時，所述CPU控制所述耳機信號切換電路，將耳機左聲道或右聲道輸出來自基帶晶片的信號；當所述耳機類型檢測電路檢測到三段式耳機插入時，所述CPU控制所述耳機信號切換電路，將耳機左或右聲道信號經過麥克風調理電路輸入到基帶晶片。其中該移動終端所採用的耳機接口電路是專用於3.5mm直徑插頭耳機的接口電路。且四段式耳機或者三段式耳機均為3.5mm直徑的插頭耳機。所述麥克風調理電路包括阻抗調整電路，對耳機揚聲器音頻通道所充當的麥克風信號進行調整，使其輸出阻抗與基帶晶片的輸入阻抗相匹配。所述麥克風調理電路包括音頻放大電路，與所述左聲道或右聲道揚聲器音頻通道相連，對揚聲器收集到的音頻信號進行放大。所述耳機類型檢測電路包括一個三極體，基極與所述麥克風彈簧片相連，將麥克風信號通過RC網絡濾波並接入基極；發射極接地；集電極通過一分壓電阻上拉並輸出檢測結果信號至音頻切換電路。所述三極體為NPN型三極體，所述檢測結果信號為高電平時，表示三段式耳機插入；檢測結果信號為低電平時，表示四段式耳機插入。本實用新型耳機接口電路同現有技術相比，麥克風信號可用於進行耳機類型檢測，以區分三段式、或四段式耳機，而此信號也可以接收麥克風的音頻輸入；右聲道信號可在耳機右聲道音頻輸出和備用麥克風輸入之間進行切換；右聲道信號切換為備用麥克風輸入時，要經過一個麥克風調理電路，此電路內部包含麥克風阻抗匹配、信號放大及信號濾波的功能，這三個功能是必須具備才能實現備用麥克風的功能的。最後所應說明的是，以上實施例僅用以說明本實用新型的技術方案而非限制，儘管參照較佳實施例對本實用新型進行了詳細說明，本領域的普通技ii術人員應當理解，可以對本實用新型進行修改或者等同替換，而不脫離本實用新型技術方案和權利要求的精神和範圍。權利要求1、一種耳機接口電路，包括CPU、基帶晶片、接地彈簧片、左聲道彈簧片、右聲道彈簧片、麥克風彈簧片，和耳機插入檢測電路，其特徵在於，進一步包括耳機類型檢測電路、麥克風調理電路、耳機信號切換電路，當所述耳機類型檢測電路檢測到四段式耳機插入時，所述CPU控制所述耳機信號切換電路，將耳機左聲道或右聲道輸出來自基帶晶片的信號；當所述耳機類型檢測電路檢測到三段式耳機插入時，所述CPU控制所述耳機信號切換電路，將耳機左或右聲道信號經過所述麥克風調理電路輸入到基帶晶片。2、如權利要求l所述的電路，其特徵在於，所述麥克風調理電路包括對耳機揚聲器音頻通道所充當的麥克風信號進行調整，使其輸出阻抗與所述基帶晶片的輸入阻抗相匹配的阻抗調整電路。3、如權利要求l所述的電路，其特徵在於，所述麥克風調理電路包括對所述左聲道或右聲道揚聲器收集到的音頻信號進行放大的音頻放大電路，與所述左聲道或右聲道揚聲器音頻通道相連。4、如權利要求l所述的電路，其特徵在於，所述耳機類型檢測電路包括一個三極體，基極與所述麥克風彈簧片相連，將麥克風信號通過RC網絡濾波並接入基極；發射極接地；集電極通過一分壓電阻上拉並輸出檢測結果信號至音頻切換電路。5、如權利要求4所述的電路，其特徵在於，所述三極體為NPN型三極體，所述檢測結果信號為高電平時，表示三段式耳機插入；檢測結果信號為低電平時，表示四段式耳機插入。6、一種移動終端，包括耳機接口電路，包括基帶晶片、接地彈簧片、左聲道彈簧片、右聲道彈簧片、麥克風彈簧片，耳機插入檢測電路，其特徵在於，進一步包括耳機類型檢測電路、麥克風調理電路、耳機信號切換電路，當所述耳機類型檢測電路衝企測到四段式耳機插入時，所述CPU控制所述耳機信號切換電路，將耳機左聲道或右聲道輸出來自基帶晶片的信號；當所述耳機類型檢測電路檢測到三段式耳機插入時，所述CPU控制所述耳機信號切換電路，將耳機左或右聲道信號經過麥克風調理電路輸入到基帶晶片。7、如權利要求6所述的移動終端，其特徵在於，所述麥克風調理電路包括對耳機揚聲器音頻通道所充當的麥克風信號進行調整，使其輸出阻抗與基帶晶片的輸入阻抗相匹配的阻抗調整電路。8、如權利要求6所述的移動終端，其特徵在於，所述麥克風調理電路包括對揚聲器收集到的音頻信號進行放大的音頻放大電路，與所述左聲道或右聲道揚聲器音頻通道相連。9、如權利要求6所述的移動終端，其特徵在於，所述耳機類型檢測電路包括一個三極體，基極與所述麥克風彈簧片相連，將麥克風信號通過RC網絡濾波並接入基極；發射極接地；集電極通過一分壓電阻上拉並輸出檢測結果信號至音頻切換電路。10、如權利要求9所述的移動終端，其特徵在於，所述三極體為NPN型三極體，所述檢測結果信號為高電平時，表示三段式耳機插入；檢測結果信號為低電平時，表示四段式耳機插入。專利摘要本實用新型涉及一種耳機接口電路，包括CPU、基帶晶片、接地彈簧片、左聲道彈簧片、右聲道彈簧片、麥克風彈簧片、耳機插入檢測電路、耳機類型檢測電路、麥克風調理電路和耳機信號切換電路，當耳機類型檢測電路檢測到四段式耳機插入時，CPU控制耳機信號切換電路，將耳機左聲道或右聲道輸出來自基帶晶片的信號；當耳機類型檢測電路檢測到三段式耳機插入時，CPU控制所述耳機信號切換電路，將耳機左或右聲道信號經過麥克風調理電路輸入到基帶晶片。本實用新型還涉及一種包括上述耳機接口電路的移動終端。因此，本實用新型利用耳機的SPK逆效應可作為MIC的特性，實現普通3.5mm直徑插頭耳機的手機通話功能。文檔編號H04M1/725GK201349247SQ20082018359公開日2009年11月18日申請日期2008年12月22日優先權日2008年12月22日發明者巍孫,王志梁申請人:宇龍計算機通信科技(深圳)有限公司