专利名称：一种提高耳机接口通用性的方法
技术领域：
本发明涉及耳机接口领域，特别是一种提高耳机接口通用性的方法。
背景技术：
目前，耳机已经变为手机等大部分便携式产品必不可少的外接设备，现在大部分手机都对耳机都采用“一个萝卜一个坑”的方法配置，即一种型号的手机必须使用厂家指定的专用型号的配套耳机，不能兼容其他型号的耳机。这样造成有可能即使是同一个厂家也必须有多种规格的耳机，不但使其产品之间的兼容性不好，而对外定制种类繁多的耳机又不利于生产的规范管理，较难保证产品质量和降低产品成本。正如某一个地区的人要求别人与其交流时，必须使用当地方言，而不能使用其他语言，这势必造成这种交流有很大的局限性，不能有效地实现沟通。
同时由于便携式产品的生产厂家繁多，每个厂家又有各种不同的产品系列，这样对于某一个用户来讲，如果他有多个手机或者其他便携设备的话，那么他很有可能要同时配有几个耳机，而且他必须清楚每个耳机的使用设备是什么，所以给使用带来不方便。其次，现在很多便携式电子产品的用户尤其是年轻人都希望他们所用产品具有新颖性设计，能够体现“个性化”，因此他们希望能够经常对所用产品的搭配进行更改，仅仅能使用专用耳机很难满足他们对于产品的新颖性和“个性化”的需求，这样将在很大程度上降低产品对于用户的吸引力。
如果我们对于便携式电子产品所用的耳机进行研究的话，我们会发现各种产品的耳机不能通用的原因有两个首先是耳机接口的种类和结构不同，也就是说接口的机械尺寸之间有差别，机械特性上不匹配；其次是接口的机械尺寸相同，但耳机接口电路的引脚的电路定义不同，例如某个耳机接口定义的2脚为麦克风(MIC)输入，而另外一个耳机的2脚定义为声音输出。对于第一种情况，由于机械特性的制约，很难做到耳机的通用，正如只会汉语的中国人不能与只会英语的美国人互相交流；对于第二种情况，在机构特性完全相同的基础上，仅仅由于电路设计时对于引脚定义的不同而造成不能共用的情况下，对于普通用户来说是很难理解，对产品的通用性也是十分可惜的，正如两个都讲汉语的中国人不能交流的原因仅仅是因为他们说的是各自家乡的方言。
因此，需要提出一种更有效地提高耳机接口通用性的方法，来解决
发明内容本发明要解决的技术问题在于提供一种提高耳机接口通用性的方法，通过增加选择、切换电路判断插入耳机的类型，对耳机接口的电路进行选择切换，以达到接口电路能够兼容多个耳机的目的，从而提高耳机接口的通用性。
为解决上述技术问题，本发明是这样实现的一种提高耳机接口通用性的方法，当耳机插入设备的耳机插孔后，因为不同耳机的引脚定义不同而造成不同耳机的引脚电气特性不同，根据这一特点设备对耳机的类型进行判别，根据判别结果，设备中的微处理器控制耳机接口电路中的选择切换电路来针对不同耳机提供不同接口电路，从而使设备能够支持多种耳机。
本发明的优点在于能够有效增加便携式电子产品的耳机接口电路的通用性，方便产品生产的同时有利于用户灵活选择所用耳机，解决了以往产品只能使用一个专用耳机所带来的弊端。
图1是本发明系统结构框图。
图中MCU为微处理器；MIC为麦克风；SPEAK为声道。
图2是本发明电路结构示意图。
图中J1是接口电路中的耳机插座；U1是fairchild公司的双路模拟开关FSA2257；U2是MAXIM公司的比较器MAX9705；
R2是上拉电阻；R4、R5是分压电阻；C1、C2是隔直电容。
图3是本发明耳机插头的引脚号码定义的示意图。
图4是本发明第一类型的耳机结构示意图。
图5是本发明第二类型的耳机结构示意图。
具体实施方式如图1所示，针对现有技术的不足，本发明提出一种通过增加选择、切换电路使耳机接口能够兼容多种具有相同机械结构的耳机，从而增加耳机接口通用性的方法及其具体实现电路。
本实例以便携式电子产品中常见的接口插头为4pole类型的立体声耳机为例，该接口电路实现了可以兼容两种引脚定义不同的4pole类型的耳机。
如图2所示，图2中J1是接口电路中的耳机插座，U1是fairchild公司的双路模拟开关FSA2257，该模拟开关实现通道切换功能；U2是MAXIM公司的比较器MAX9705，U2和上拉电阻R2以及分压电阻R4、R5组成的电路可以实现对耳机是否插入以及耳机类型的判断；电容C1、C2是耳机左右声道输出声音信号所需的隔直电容。电源VCC是系统的工作电压为3.0V，电源MIC_BIAS通过电阻R1提供给耳机中的麦克风作为其工作所需的偏置电压，为3.0V。
信号MIC_IN是耳机上的麦克风输入系统语音处理电路的声音信号；信号SPEAK_L是系统语音处理电路输出到耳机左声道的声音信号；信号SPEAK_R是系统语音处理电路输出到耳机右声道的声音信号；信号HP_SELECT是由微处理器输出给U1的通道切换控制信号；信号HP_DETECT是输入到微处理器的耳机插入检测信号；信号HP_TYPE是输入微处理的耳机类型判定信号；信号HOOK_KEY是输入微处理器的电话接听按键中断信号。
对应耳机接口电路中的插座J1的1～4引脚，4pole耳机插头的引脚号码定义如图3所示。
本实例中所能兼容使用的两种类型的4pole式耳机如图4(第一类型)和图5(第二类型)所示。
为了方便对比这两个类型的耳机的接口定义，我们用表1分别表示第一类型和第二类型耳机的插头接口定义。
表1两种类型耳机的插头接口定义
从表1中可以看出，对于这两种耳机1脚均是接地引脚(对于大部分4pole型耳机均是如此)，同时3脚都是右声道输出；不同在于MIC输入和左声道输出对于类型1分别为2、4脚，对于类型2则为相反的4、2脚。
参见所有视图，下面介绍本设计电路兼容第一类型和第二类型两种耳机的整个工作流程1、没有耳机插入时此时由于接口插座J1的3脚和5脚相连，4脚和6脚相连，而且J1的5脚通过上拉电阻R2连接到高电平，此时微处理判定没有耳机插入，不提供MIC的工作偏置电压MIC_BIAS，同时控制系统语音处理电路不工作。
微处理器将U1的通道切换控制信号HP_SELECT输出高电平，即J1的2脚连接到语音处理电路的左声道输出，而将4脚连接到MIC输入。
2、当插入类型1的耳机时由于插耳机后，J1的3脚和5脚分开，4脚和6脚分开。此时J1的3脚与1脚之间为耳机的右声道输出SPEAKER，耳机SPEAKER的典型阻值为32欧姆，这个电阻与微处理器上耳机插入检测引脚的大阻值上拉电阻(几十K欧姆)分压，使J1的3脚变为低电平，从而使微处理器判定有耳机插入，此时提供耳机的MIC的工作偏置电压MIC_BIAS。
同时J1的4脚与1脚之间为耳机的左声道输出SPEAKER，因此J1的4脚与1脚之间的阻值为32欧姆，这个电阻与电阻R1对MIC_BIAS的3V电压进行分压，因此此时J1的4脚(即U2的正相输入—第3脚)上的电压VIN＝MIC_BIAS/(R1+RSPEAK)*RSPEAK＝3/(2.2K+32)*32＝0.04V其中RSPEAK就是耳机的SPEAKER的典型阻值，32欧姆。
由于VCC经过R4和R5的分压，比较器U2的反相输入—第4脚的电压VREF＝VCC/(R4+R5)*R5＝3/(250K+50K)*50K＝0.5V因此比较器U2的引脚1输出为低电平，微处理器根据这个低电平，判定插入的耳机是类型1的耳机。因此微处理器将U1的通道切换控制信号HP_SELECT输出低电平，控制模拟开关切换为J1的2脚为MIC输入，4脚为左声道SPEAKER输出。
3、当插入类型2的耳机时此时如同插入类型1的时，J1的3脚变为低电平，从而使微处理器判定有耳机插入，并提供MIC_BIAS电压。
此时J1的4脚与1脚之间为MIC，因为MIC的典型阻值为1.2K左右，这个电阻与电阻R1对MIC_BIAS的3V电压进行分压，因此此时J1的4脚(即U2的3脚)上的电压为VIN＝MIC_BIAS/(R1+RMIC)*RMIC＝3/(2.2K+1.2K)*1.2K＝1.05V其中RMIC就是耳机的MIC的典型阻值，1.2K欧姆。
由上面计算得到此时U2的4脚的电压VREF仍然为0.5V，因此比较器U2的引脚1输出为高电平，微处理器根据这个高电平，判定插入的耳机是类型2的耳机。因此微处理器将U1的通道切换控制信号HP_SELECT输出高电平，控制模拟开关切换为J1的2脚为左声道SPEAKER输出，4脚为MIC输入。
因此，本发明实现了可以兼容两种引脚定义不同的4pole类型的耳机的接口电路。在本实例中所采用的耳机插入及类型判断模块和通道切换模块的电路设计都是一般的应用方式，在实际使用中，可以选择其它的电路形式来满足具体要求。同时根据具体的实际应用中的耳机，用来作为耳机插入及类型判断的信号量以及通道切换的输入可能来自于耳机插座的其他引脚。
本发明根据具有相同机械结构的耳机的差异仅仅是其引脚定义的不同，通过判断插入耳机的类型，对耳机接口的电路进行选择切换，以达到接口电路能够兼容多个耳机的目的。采用这种办法能够有效增加便携式电子产品的耳机接口电路的通用性，方便产品生产的同时有利于用户灵活选择所用耳机，解决了以往产品只能使用一个专用耳机所带来的弊端。
综上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并非用来限定本发明的实施范围。即凡依本发明申请专利范围的内容所作的等效变化与修饰，都应为本发明的技术范畴。
权利要求
1.一种提高耳机接口通用性的方法，其特征在于当耳机插入设备的耳机插孔后，因为不同耳机的引脚定义不同而造成不同耳机的引脚电气特性不同，根据这一特点设备对耳机的类型进行判别，根据判别结果，设备中的微处理器控制耳机接口电路中的选择切换电路来针对不同耳机提供不同接口电路，从而使设备能够支持多种耳机。
2.根据权利要求1所述的提高耳机接口通用性的方法，其特征在于所述耳机引脚电气特性的不同是依据耳机的声道和麦克风的电阻值不同来区分的。
3.根据权利要求2所述的提高耳机接口通用性的方法，其特征在于所述耳机类型的不同是依据引脚上的电气特性不同通过电压比较器来实现的。
4.根据权利要求1至3任意一项所述的提高耳机接口通用性的方法，其特征在于所述选择切换电路是通过模拟开关来实现针对不同耳机提供不同接口电路的。
全文摘要
本发明提供一种提高耳机接口通用性的方法，当耳机插入设备的耳机插孔后，因为不同耳机的引脚定义不同而造成不同耳机的引脚电气特性不同，根据这一特点设备对耳机的类型进行判别，根据判别结果，设备中的微处理器控制耳机接口电路中的选择切换电路来针对不同耳机提供不同接口电路，从而使设备能够支持多种耳机。
文档编号G06F3/16GK1728082SQ20051002828
公开日2006年2月1日 申请日期2005年7月29日 优先权日2005年7月29日
发明者邱亮 申请人:上海贝豪通讯电子有限公司