一种耳机插拔检测电路的制作方法

本实用新型涉及电子技术领域，特别涉及一种耳机插拔检测电路。

背景技术：

目前手机通用的耳机插入拔出检测电路如图1或图2所示，由供电端VIO_1V8提供 1.8V的上拉电平耳机左右喇叭的阻抗分别为 ,。

对于手机内部的CPU来说，输入型GPIO口的高低阈值分别为,。也即是当插拔检测脚EAR_DET_GPIO的电平大于时，CPU读到的GPIO状态为高，当插拔检测脚EAR_DET_GPIO的电平小于时，CPU读到的GPIO状态为低。

其中，图1、图2的耳机座的结构不同。图1的耳机座为Normal open（常开）型，检测弹片未插入耳机时与左声道为非导通状态，插入耳机后与左声道为导通状态。图2的耳机座为Normal close（常闭）型，检测弹片未插入耳机的时候与左声道为接触导通状态，插入耳机后为与左声道为弹开非导通状态。

以下以MTK平台（指手机主板上的几个核心芯片用的是台湾联发科技多媒体芯片提供商的芯片），=0.9V，=0.4V为例。

当耳机座结构如图1所示的Normal open型时，未插入（或者拔出）耳机时，插拔检测脚EAR_DET_GPIO被拉高为1.8V，CPU识别GPIO状态为高电平（＞0.9V）。插入耳机时，插拔检测脚EAR_DET_GPIO的电压为。通常=32Ω，设计值为=680Ω，=470kΩ，则插拔检测脚EAR_DET_GPIO的直流分压约为0，CPU内部识别GPIO状态为低电平（＜0.4V）。手机系统定义插拔检测脚EAR_DET_GPIO为高电平时为耳机拔出状态，当插拔检测脚EAR_DET_GPIO为低电平时为耳机插入状态。

图1所示的结构中，插着耳机播放音乐时，因为插着耳机使耳机座的DET脚与左声道相连，插拔检测脚EAR_DET_GPIO上除了有近似0V的直流分量外，还会有一个随音乐变化的交流分量。这个交流分量随着音量的增大而增大，当音量够大，左声道输出的交流分量幅值超过（0.9V）时，CPU会读到GPIO值为高，这时会误检测到耳机拔出，音乐会暂停，但事实上耳机还是处于插入状态。

当耳机座结构如图2所示的Normal close型时，定义相反，即插拔检测脚EAR_DET_GPIO未高电平时为耳机插入状态，当插拔检测脚EAR_DET_GPIO为低电平时为耳机拔出状态。此时若插着耳机播放音乐，在拔出耳机的过程中，逻辑上要先有插拔检测脚EAR_DET_GPIO被拉低，CPU读到GPIO变为低才会判定为耳机拔出从而暂停音乐。但是拔出耳机的瞬间，耳机座的DET弹片会先弹回与左声道弹片短接，此时音乐还没有停止播放。当音乐音量够大，左声道输出的交流分量幅值不低于（0.4V）时，CPU不会判定GPIO拉低，因此不会判定耳机拔出，音乐仍然在播放，且手机仍然会认为是插耳机的状态，通路仍然为耳机通路，但事实上耳机已经拔出。

因此有必要对现有技术进行改进。

技术实现要素：

鉴于上述现有技术的不足之处，本实用新型的目的在于提供一种耳机插拔检测电路，以解决现有耳机插拔检测电路在音量较大时会出现误检测的问题。

为了达到上述目的，本实用新型采取了以下技术方案：

一种耳机插拔检测电路，包括耳机座、上拉电阻、第一电感和第二电感，其还包括用于滤除交流分量的低通滤波器；

所述低通滤波器的输入端连接耳机座的检测脚、还通过上拉电阻连接供电端，低通滤波器的输出端连接插拔检测脚，耳机座的R脚通过第一电感连接右声道脚，耳机座的L脚通过第二电感连接左声道脚；

所述检测脚为耳机座的DET脚、R脚、L脚之中的一个脚。

所述的耳机插拔检测电路中，所述低通滤波器包括n个电阻和n个电容，n≥2；

所述n个电阻串联为电阻串，电阻串的输入端为低通滤波器的输入端，电阻串的输出端为低通滤波器的输出端；相邻电阻的连接端按序分别通过一个电容接地，电阻串的输出端通过第n个电容接地。

所述的耳机插拔检测电路中，所述低通滤波器包括n个电阻、n个电容和电压跟随器，n≥1；

所述n个电阻串联为电阻串，电阻串的输入端为低通滤波器的输入端，电阻串的输出端连接电压跟随器的同相输入端，电压跟随器的反相输入端连接电压跟随器的输出端，电压跟随器的输出端为低通滤波器的输出端；相邻电阻的连接端按序分别通过一个电容接地，电阻串的输出端通过第n个电容接地。

所述的耳机插拔检测电路中，所述n个电阻的阻值相等，n个电容的容值相等。

所述的耳机插拔检测电路中，所述n等于2，所述低通滤波器包括第一电阻、第二电阻、第一电容和第二电容；所述耳机座的检测脚为DET脚；

所述第一电阻的一端连接耳机座的DET脚，第一电阻的一端还通过上拉电阻连接供电端，第一电阻的另一端连接第二电阻的一端和第一电容的一端，第二电阻的另一端连接第二电容的一端和插拔检测脚，第一电容的另一端连接第二电容的另一端和地。

所述的耳机插拔检测电路中，所述第一电阻和第二电阻的阻值为47K，所述第一电容和第二电容的容值为1uF。

所述的耳机插拔检测电路中，所述n等于1，所述低通滤波器包括第一电阻、第一电容和电压跟随器；所述耳机座的检测脚为DET脚；

所述第一电阻的一端连接耳机座的DET脚，第一电阻的一端还通过上拉电阻连接供电端，第一电阻的另一端连接电压跟随器的同相输入端和第一电容的一端，电压跟随器的反相输入端连接电压跟随器的输出端和插拔检测脚，第一电容的另一端接地。

相较于现有技术，本实用新型提供的一种耳机插拔检测电路，包括耳机座、上拉电阻、第一电感、第二电感和用于滤除交流分量的低通滤波器；所述低通滤波器的输入端连接耳机座的检测脚、还通过上拉电阻连接供电端，低通滤波器的输出端连接插拔检测脚，耳机座的R脚通过第一电感连接右声道脚，耳机座的L脚通过第二电感连接左声道脚；所述检测脚为耳机座的DET脚、R脚、L脚之中的一个脚。通过低通滤波器通直流阻交流，能尽量衰减交流分量但是不对直流分量产生衰减，使目前存在大音量播放时的误检测问题得以避免，且此低通滤波器不会对声道本身的声音产生影响。

附图说明

图1为现有Normal open型耳机插拔检测电路的示意图。

图2为现有Normal close型耳机插拔检测电路的示意图。

图3为本实用新型实施例提供的耳机插拔检测电路实施例一的示意图。

图4为本实用新型实施例提供的耳机插拔检测电路实施例二的示意图。

图5为本实用新型实施例提供的耳机插拔检测电路实施例三的示意图。

图6为本实用新型实施例提供的耳机插拔检测电路实施例四的示意图。

图7为本实用新型实施例提供的耳机插拔检测电路实施例五的示意图。

图8为本实用新型实施例提供的耳机插拔检测电路实施例六的示意图。

图9为本实用新型实施例提供的耳机插拔检测电路中低通滤波器为n阶RC无源滤波器的电路图。

图10为本实用新型实施例提供的耳机插拔检测电路中低通滤波器为n阶RC有源滤波器的电路图。

图11为本实用新型实施例提供的耳机插拔检测电路中低通滤波器为二阶RC无源滤波器实施例一的电路图。

图12为本实用新型实施例提供的耳机插拔检测电路中低通滤波器为二阶RC无源滤波器实施例二的电路图。

图13为本实用新型实施例提供的耳机插拔检测电路中低通滤波器为二阶RC无源滤波器实施例一的简图。

图14为本实用新型实施例提供的耳机插拔检测电路中低通滤波器为二阶RC无源滤波器实施例一的幅频特性图。

图15为本实用新型实施例提供的耳机插拔检测电路中低通滤波器为一阶RC有源滤波器的电路图。

具体实施方式

本实用新型提供一种耳机插拔检测电路，在插拔检测脚EAR_DET_GPIO的检测通路上增加一个尽量衰减交流分量但又不会对直流分量产生衰减的器件，使目前存在大音量播放时的误检测问题得以避免，且此模块不会对左声道本身的声音产生影响。为使本实用新型的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本实用新型进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

请一并参阅图3至图8，本实用新型提供一种耳机插拔检测电路，包括耳机座（不同结构的耳机座用J1~J6区分），上拉电阻R1、第一电感L1、第二电感L2和用于滤除交流分量的低通滤波器10。所述低通滤波器10的输入端IN连接耳机座J1的检测脚（DET脚、R脚、L脚之中的一个脚，哪个脚作为检测脚，就连接哪个脚），低通滤波器10的输入端IN还通过上拉电阻R1连接供电端VIO_1V8，低通滤波器10的输出端OUT连接插拔检测脚EAR_DET_GPIO，耳机座J1的R脚通过第一电感L1连接右声道脚HPR_OUT，耳机座J1的L脚通过第二电感L2连接左声道脚HPL_OUT。

需要理解的是，图3至图8显示了不同耳机座（J1~J6）的耳机插拔检测电路的电路图。任何段式耳机（两段式耳机、三段式耳机、四段式耳机等）的插拔检测电路均可设置低通滤波器10。所述耳机座有DET脚时，低通滤波器10的输入端IN优先连接DET脚。若无DET脚，以左声道或右声道为检测脚时，低通滤波器10的输入端IN可连接对应的L脚或R脚。所述低通滤波器10能通直流阻交流，这样就能尽量衰减交流分量但是不对直流分量产生衰减。电感与左右声道脚之间是否连接电阻由具体实施例决定，其不应作为对本实施例耳机插拔检测电路的结构限制。

本实施例中，所述低通滤波器10采用二阶或高阶无源低通滤波方式、或各阶有源滤波方式。在所有耳机插拔检测通路上使用的通直流阻交流的二阶以及高阶无源低通滤波方式或各阶有源低通滤波方式均包括本实用新型的范畴内。

请一并参阅图9，所述低通滤波器10为n阶RC无源滤波器时，包括n个电阻（Ra1~Ran）和n个电容（C1~Cn），n≥2。所述n个电阻串联为电阻串，电阻串的输入端（即第一个电阻Ra1未连接的一端）为低通滤波器10的输入端IN，电阻串的输出端（即最后一个电阻Ran未连接的一端）为低通滤波器10的输出端OUT；相邻电阻的连接端（有1~（n-1）个）按序分别通过一个电容（即1~（n-1）个电容）接地，即从电阻串的输入端开始，第一个连接端（第一个电阻Ra1与第二个电阻Ra2的连接端）通过第一个电容C1接地，第二个连接端（第二个电阻Ra2与第三个电阻Ra3的连接端）通过第二个电容C2接地，以此类推，直至第n-1个连接端（第n-1个电阻Ra（n-1））与第n个电阻Ran的连接端）通过第n-1个电容C(n-1)接地；电阻串的输出端通过第n个电容接地。这样一个电阻和一个电容就组成一个RC电路。n越大，滤波器阶数越高，阻带衰减越快。也可以理解为：相邻电阻的连接端按序分别连接1~（n-1）个电容的一端，电阻串的输出端连接第n个电容的一端，n个电容的另一端均相连且接地。

进一步实施例中，所述低通滤波器10还可设置为n阶RC有源滤波器，其包括n个电阻（Ra1~Ran）、n个电容（C1~Cn）和电压跟随器U，n≥1。所述n个电阻串联为电阻串，电阻串的输入端（即第一个电阻Ra1未连接的一端）为低通滤波器10的输入端IN，电阻串的输出端（即最后一个电阻Ran未连接的一端）连接电压跟随器U的同相输入端，电压跟随器U的反相输入端连接电压跟随器U的输出端，电压跟随器U的输出端为低通滤波器10的输出端OUT；相邻电阻的连接端（有1~（n-1）个）按序分别通过一个电容（即1~（n-1）个电容）接地，与图9相同，即从电阻串的输入端开始，第一个连接端（第一个电阻Ra1与第二个电阻Ra2的连接端）通过第一个电容C1接地，第二个连接端（第二个电阻Ra2与第三个电阻Ra3的连接端）通过第二个电容C2接地，以此类推，直至第n-1个连接端（第n-1个电阻Ra（n-1））与第n个电阻Ran的连接端）通过第n-1个电容C(n-1)接地；电阻串的输出端通过第n个电容接地。这样一个电阻和一个电容就组成一个RC电路。n越大，滤波器阶数越高，阻带衰减越快。跟图9的无源滤波器相比，增加了电压跟随器，其具有输入阻抗高、输出阻抗低的特点，能很好地隔离输入级与输出级，对输入级的影响更小。

需要理解的是，图9所示的无源低通滤波器中，至少需要两个电阻和两个电容。图10所示的有源低通滤波器中，由于增加了电压跟随器，则至少需要一个电阻和一个电容。在无源低通滤波器中增加一个电压跟随器即可变成有源低通滤波器。

以n=2为例，请一并参阅图11和图12（图11和图12仅耳机座的结构不同，其他电路相同），所述低通滤波器10^/（加上标以区别内部结构）为无源二阶RC低通滤波器，其包括第一电阻Ra1、第二电阻Ra2、第一电容C1和第二电容C2，所述第一电阻Ra1的一端还连接耳机座J1的DET脚，第一电阻Ra1的一端还通过上拉电阻R1连接供电端VIO_1V8，第一电阻Ra1的另一端连接第二电阻Ra2的一端和第一电容C1的一端，第二电阻Ra2的另一端连接第二电容C2的一端和插拔检测脚EAR_DET_GPIO，第一电容C1的另一端连接第二电容C2的另一端和地。

第一电阻Ra1，第一电容C1，第二电阻Ra2，第二电容C2一起构成二阶RC无源低通滤波器，使得其截止频率足够低即可。

基于音乐的频率范围一般为20Hz~20kHz，即使是HIFI（高保真）耳机播放系统，低频的可播放范围更广，将这个截止频率值设定在5Hz以下，对于大部分的手机应用也已经足够。

本实施提供的低通滤波器的截止频率如图13的简图和图14的幅频特性值所示。当频率（f）很小时，信号不受衰减的通过。当频率（f）很大时，A(f)=0，信号完全被衰减，A为幅度。可以理解为直流信号为频率无限小的信号，直流可以完全通过。而交流信号频率越高，会被衰减的越厉害，处于截止频率的信号会被衰减倍（-3dB），比截止频率越高，其衰减越厉害。这样即使播放大音量的音乐，音乐的交流分量经过低通滤波器之后到达插拔检测脚EAR_DET_GPIO、高于截止频率的部分会被极大衰减。由于截止频率可以设计得足够低，那么在手机应用中即可避免出现现有技术误检测的问题。

为了尽量减少对左声道的声音产生影响，本实施例中，低通滤波器10中电阻的阻值较佳设定为几十k级别，如Ra1=Ra2=47K，C1=C2=1uF。那么低通的截止频率约为1.27Hz，且相比较一阶低通滤波器而言，高于截止频率的频率幅度衰减会快很多，更加可靠地避免了大音量播放时误检测的发生。

请一并参阅图15，以n=1为例，所述低通滤波器为有源一阶RC低通滤波器，其包括第一电阻Ra1、第一电容C1和电压跟随器U，所述第一电阻Ra1的一端连接耳机座J1的DET脚，第一电阻Ra1的一端还通过上拉电阻R1连接供电端VIO_1V8，第一电阻Ra1的另一端连接电压跟随器U的同相输入端和第一电容C1的一端，电压跟随器U的反相输入端连接电压跟随器U的输出端和插拔检测脚EAR_DET_GPIO，第一电容C1的另一端接地。

综上所述，本实用新型提供的耳机插拔检测电路，通过设置低通滤波器（二阶或高阶无源低通滤波、或各阶有源滤波器）来对交流分量进行衰减，确保直流分量的正常输出，从而解决了现有技术耳机检测在大音量状态下可能出现的误检测的问题，且不会对耳机左右声道声音的输出产生影响。并且，低通滤波器的电路结构非常简单，仅在原有电路上增加了两颗电容和一颗电阻（均为常用器件），成本低廉，且不会增加额外的布板空间，可实施性和量产性很高，且有性能保证。

可以理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据本实用新型的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变，而所有这些改变或替换都应属于本实用新型所附的权利要求的保护范围。