一种话筒及音频输入接口自适应电路的操作方法与流程

本发明属于音频和话筒输入接口技术领域，具体来说是一种话筒及音频输入接口自适应电路的操作方法。

背景技术：

很多音频(音响)产品，特别是便携式音频产品，都具有音频输入接口，包括驻极体话筒输入接口，立体声音频信号输入接口，还有就是手机的可通话耳机上面的话筒也是驻极体话筒输入接口。这些接口都采用3.5mm插头对其进行连接，对应的是3.5mm的耳机插座。便携产品往往由于结构尺寸限制，可能会难以同时配备多个接口，故输入接口复用的方式是一种比较合理的解决途径。

传统的耳机接口作为输接口，也有采用自适应复用方式。利用不同接口的不同阻抗变化，来采集输入接口类别信息，交给可编程控制芯片(多为单片机等)进行处理，再产生控制信号去控制切换开关，来达到切换的目的。这类接口多是为话筒输入和立体声音频输出复用，不做立体声音频输入匹配。此外控制芯片的加入，增加了产品的材料成本。因为控制芯片一般需要编程和程序烧录工作，增加了设计难度和生产成本。而在某些场合，控制芯片的加入，无形中也增加了产品的体积。

技术实现要素：

1.发明要解决的技术问题

本发明的目的在于解决现有的自适应耳机通过可编程控制芯片进行处理成本高且适用性不好的问题。

2.技术方案

为达到上述目的，本发明提供的技术方案为：

本发明的一种话筒及音频输入接口自适应电路的操作方法，将接口模块与插头进行连接，接口模块的第一端子和第四端子与偏置电源模块内的驻极体偏置电源一正极连接，驻极体偏置电源一对第一端子和第四端子施加偏置电压进而产生逻辑控制电平，该逻辑控制电平通过控制电压滤波模块进行滤除音频交流信号后输入到集成电路模块的双四选一cmos模拟开关芯片逻辑控制引脚，集成电路模块的双四选一cmos模拟开关芯片通过对逻辑控制引脚接收到的信号进行识别判断后根据信号进行控制四组in引脚的开关进行话筒及音频输入接口的自适应。

优选的，所述双四选一cmos模拟开关芯片通过对逻辑控制引脚接收到的信号进行识别判断控制的方法为：

a、当驻极体话筒接入时，第一端子连接话筒，在第一端子上产生2v直流电压vd，该电压通过滤波后连接到逻辑开关控制引脚a，提供2v的高电平h，第四端子的对地短路连接，第四端子与逻辑开关控制引脚b连接，提供0v低电平l，此时电平逻辑为hl，控制8个in引脚中的输入端2l和2r打开接通，即驻极体话筒输入；

b、当立体声音频接入时，第一端子连接到立体声音频输出的左声道，第一端子对地电压接近0伏，该电压通过滤波后连接到逻辑开关控制引脚a，提供0v的低电平l，同时第四端子的对地短路连接，第四端子与逻辑开关控制引脚b连接提供0v低电平l，此时电平逻辑为ll，控制8个in引脚中的输入端1l和1r打开接通，即立体声音频接入；

c、当手机的耳机接入时，第一端子为耳机扬声器单元，提供给逻辑开关控制引脚a的状态为低电平l，第四端子为手机耳机的话筒，提供给逻辑开关控制引脚b的状态为高电平h，此时电平逻辑为lh，控制8个in引脚中的输入端3l和3r打开接通，即手机耳机的话筒输入；

d、当立体声话筒输入时，第一端子和第四端子为话筒端子，第二端子、第三端子同为接地，提供给逻辑开关控制引脚a和b的状态都为高电平h，此时电平逻辑为hh，控制8个in引脚中的输入端4l和4r打开接通，即立体声话筒输入。

优选的，所述自适应电路包括音频电路模块、集成电路模块、音频放大与匹配模块、电容模块、控制电压滤波模块、偏置电源模块、接口模块和话筒放大与匹配模块，所述多通道逻辑控制模拟开关为集成电路模块，所述接口模块为四脚音频输入接口，所述四脚音频输入接口包括第一端子、第二端子、第三端子和第四端子，所述电容模块为多个耦合电容，所述第一端子同时与偏置电源模块、电容模块、控制电压滤波模块连接，所述第一端子分别与电容模块内的第一电容、第三电容和第五电容连接；所述第二端子与电容模块内的第二电容连接，所述第三端子接地，所述第四端子同时与偏置电源模块、电容模块、控制电压滤波模块连接，所述第四端子分别与电容模块内的第四电容和第六电容连接，所述音频放大与匹配模块和话筒放大与匹配模块并联，所述音频放大与匹配模块设置于集成电路模块和电容模块之间，所述话筒放大与匹配模块设置于集成电路模块和电容模块之间。

优选的，所述控制电压滤波模块包括第一电阻和第二电阻，所述第一电阻与集成电路模块的芯片a引脚串联，且第一电阻与集成电路模块的芯片a引脚之间对地并联有第七电容，所述第二电阻与集成电路模块的芯片b引脚串联，且上第二电阻与集成电路模块的芯片b引脚之间对地并联有第八电容，所述偏置电源模块包括驻极体偏置电源一、第三电阻和第四电阻，所述第三电阻与驻极体偏置电源一正极串联，所述第三电阻与第一电阻串联，所述第四电阻与驻极体偏置电源一正极串联，所述第四电阻与第二电阻串联。

优选的，所述音频放大与匹配模块包括运算放大器、10k欧姆电阻一、0k欧姆电阻二和一个100k欧姆电阻，所述运算放大器的同相输入端与电容模块里面的耦合电容串联，所述运算放大器的同相输入端通过100k欧姆电阻一接地，所述运算放大器的反相输入端通过10k欧姆电阻一接地，所述运算放大器的输出端与运算放大器的反相输入端串联一个10k欧姆电阻二，所述运算放大器的输出端与集成电路模块的引脚连接。

优选的，所述话筒放大与匹配模块包括驻极体偏置电源二、1k欧姆电阻、100k欧姆电阻二和三极管，所述三极管串联在集成电路模块和耦合电容之间，所述三极管的集电极c与集成电路模块的芯片引脚连接，所述三极管的集电极c与驻极体偏置电源二之间串联了一个1k欧姆电阻，所述三极管的发射极e接地，所述三极管的基极b与耦合电容相连，所述三极管的基极b与耦合电容相连，所述三极管的基极b与三极管的集电极c之间还并联有100k欧姆电阻二。

优选的，所述集成电路模块为双四选一cmos模拟开关芯片，所述双四选一cmos模拟开关芯片的四组in引脚的其中一组与音频放大与匹配模块连接，所述双四选一cmos模拟开关芯片的四组in引脚的其中三组和话筒放大与匹配模块连接。

优选的，所述接口模块采用ctia标准手机耳机的话筒部分，当所述接口模块采用omtp标准手机耳机的话筒部分时，所述第四端子接地，所述第三端子同时与偏置电源模块、电容模块、控制电压滤波模块连接，所述第三端子分别与电容模块内的第四电容和第六电容连接。

优选的，所述双四选一cmos模拟开关芯片的一组out引脚与音频电路模块连接。

优选的，所述双四选一cmos模拟开关芯片的四组in引脚分别设为1l、1r、2l、2r、3l、3r、4l、4r，所述1l引脚与音频放大与匹配模块和第一电容连接，所述1r引脚与音频放大与匹配模块和第二电容连接，所述2l引脚与话筒放大与匹配模块和第三电容连接，所述2r引脚与话筒放大与匹配模块和第三电容连接，所述3l引脚与话筒放大与匹配模块和第四电容连接，所述3r引脚与话筒放大与匹配模块和第四电容连接，所述4l引脚与话筒放大与匹配模块和第五电容连接，所述4r引脚与话筒放大与匹配模块和第六电容连接。

3.有益效果

采用本发明提供的技术方案，与现有技术相比，具有如下有益效果：

本发明的一种话筒及音频输入接口自适应电路的操作方法，一种话筒及音频输入接口自适应电路的操作方法，通过利用驻极体话筒的驻极体偏置电源一向接口模块提供偏置电压，根据不同接口类型的插头插入接口模块之后，由于第一端子、第二端子、第三端子和第四端子产生的偏置电压位置和接地状态不同而产生两个高低不同的逻辑控制电平，集成电路模块根据逻辑控制电平的高低不同去切换音频通道进行话筒及音频输入接口自适应，应用在需要音频输入的设备上，特别是需要话筒或立体声音频输入的音频设备，实现了只用一个接口即可适配多种输入设备的目的；用一个接口替代多个接口，有效减少了接口数量，对缩小产品体积，简化外观设计起到积极作用；对输入设备的自适应适配，无需对切换进行人工操控，简化了产品的操作，提高产品实用性。

附图说明

图1为本发明的一种话筒及音频输入接口自适应电路的操作方法的系统结构示意图；

图2为本发明的音频放大与匹配模块的结构示意图；

图3为本发明的话筒放大与匹配模块的结构示意图；

图4为本发明的集成电路模块的逻辑开关图。

示意图中的标号说明：

100、音频电路模块；200、集成电路模块；300、音频放大与匹配模块；400、电容模块；410、第一电容；420、第二电容；430、第三电容；440、第四电容；450、第五电容；460、第六电容；500、控制电压滤波模块；510、第一电阻；520、第二电阻；530、第七电容；540、第八电容；600、偏置电源模块；610、第三电阻；620、第四电阻；700、接口模块；710、第一端子；720、第二端子；730、第三端子；740、第四端子；800、话筒放大与匹配模块。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述，附图中给出了本发明的若干实施例，但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例，相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容更加透彻全面。

需要说明的是，当元件被称为“固设于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件；当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件；本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同；本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明；本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

实施例1

参照附图1-附图4，本实施例的一种话筒及音频输入接口自适应电路的操作方法，将接口模块700与插头进行连接，接口模块700的第一端子710和第四端子740与偏置电源模块600内的驻极体偏置电源一正极连接，驻极体偏置电源一对第一端子710和第四端子740施加偏置电压进而产生逻辑控制电平，该逻辑控制电平通过控制电压滤波模块500进行滤除音频交流信号后输入到集成电路模块200的双四选一cmos模拟开关芯片逻辑控制引脚，集成电路模块200的双四选一cmos模拟开关芯片通过对逻辑控制引脚接收到的信号进行识别判断后根据信号进行控制四组in引脚的开关进行话筒及音频输入接口的自适应。

双四选一cmos模拟开关芯片通过对逻辑控制引脚接收到的信号进行识别判断控制的方法为：

a、当驻极体话筒接入时，第一端子710连接话筒，在第一端子710上产生2v直流电压vd，该电压通过滤波后连接到逻辑开关控制引脚a，提供2v的高电平h，第四端子740的对地短路连接，第四端子740与逻辑开关控制引脚b连接，提供0v低电平l，此时电平逻辑为hl，控制8个in引脚中的输入端2l和2r打开接通，即驻极体话筒输入；

b、当立体声音频接入时，第一端子710连接到立体声音频输出的左声道，第一端子710对地电压接近0伏，该电压通过滤波后连接到逻辑开关控制引脚a，提供0v的低电平l，同时第四端子740的对地短路连接，第四端子740与逻辑开关控制引脚b连接提供0v低电平l，此时电平逻辑为ll，控制8个in引脚中的输入端1l和1r打开接通，即立体声音频接入；

c、当手机的耳机接入时，第一端子710为耳机扬声器单元，提供给逻辑开关控制引脚a的状态为低电平l，第四端子740为手机耳机的话筒，提供给逻辑开关控制引脚b的状态为高电平h，此时电平逻辑为lh，控制8个in引脚中的输入端3l和3r打开接通，即手机耳机的话筒输入；

d、当立体声话筒输入时，第一端子710和第四端子740为话筒端子，第二端子、第三端子同为接地，提供给逻辑开关控制引脚a和b的状态都为高电平h，此时电平逻辑为hh，控制8个in引脚中的输入端4l和4r打开接通，即立体声话筒输入。

本实施例采用的自适应电路包括音频电路模块100、集成电路模块200、音频放大与匹配模块300、电容模块400、控制电压滤波模块500、偏置电源模块600、接口模块700和话筒放大与匹配模块800，所述多通道逻辑控制模拟开关为集成电路模块200，所述接口模块700为四脚音频输入接口，所述四脚音频输入接口包括第一端子710、第二端子720、第三端子730和第四端子740，所述电容模块400为多个耦合电容，所述第一端子710同时与偏置电源模块600、电容模块400、控制电压滤波模块500连接，所述第一端子710分别与电容模块400内的第一电容410、第三电容430和第五电容450连接；所述第二端子720与电容模块400内的第二电容420连接，所述第三端子730接地，所述第四端子740同时与偏置电源模块600、电容模块400、控制电压滤波模块500连接，所述第四端子740分别与电容模块400内的第四电容440和第六电容460连接，所述音频放大与匹配模块300和话筒放大与匹配模块800并联，所述音频放大与匹配模块300设置于集成电路模块200和电容模块400之间，所述话筒放大与匹配模块800设置于集成电路模块200和电容模块400之间。

本实施例的控制电压滤波模块500包括第一电阻510和第二电阻520，所述第一电阻510与集成电路模块200的芯片a引脚串联，且第一电阻510与集成电路模块200的芯片a引脚之间对地并联有第七电容530，所述第二电阻520与集成电路模块200的芯片b引脚串联，且上第二电阻520与集成电路模块200的芯片b引脚之间对地并联有第八电容540，所述偏置电源模块600包括驻极体偏置电源一、第三电阻610和第四电阻620，所述第三电阻610与驻极体偏置电源一正极串联，所述第三电阻610与第一电阻510串联，所述第四电阻620与驻极体偏置电源一正极串联，所述第四电阻620与第二电阻520串联。

本实施例的音频放大与匹配模块300包括运算放大器、10k欧姆电阻一、0k欧姆电阻二和一个100k欧姆电阻，所述运算放大器的同相输入端与电容模块400里面的耦合电容串联，所述运算放大器的同相输入端通过100k欧姆电阻一接地，所述运算放大器的反相输入端通过10k欧姆电阻一接地，所述运算放大器的输出端与运算放大器的反相输入端串联一个10k欧姆电阻二，所述运算放大器的输出端与集成电路模块200的引脚连接。

本实施例的话筒放大与匹配模块800包括驻极体偏置电源二、1k欧姆电阻、100k欧姆电阻二和三极管，所述三极管串联在集成电路模块200和耦合电容之间，所述三极管的集电极c与集成电路模块200的芯片引脚连接，所述三极管的集电极c与驻极体偏置电源二之间串联了一个1k欧姆电阻，所述三极管的发射极e接地，所述三极管的基极b与耦合电容相连，所述三极管的基极b与耦合电容相连，所述三极管的基极b与三极管的集电极c之间还并联有100k欧姆电阻二。

本实施例的集成电路模块200为双四选一cmos模拟开关芯片，所述双四选一cmos模拟开关芯片的四组in引脚的其中一组与音频放大与匹配模块300连接，所述双四选一cmos模拟开关芯片的四组in引脚的其中三组和话筒放大与匹配模块800连接。

本实施例的接口模块700采用ctia标准手机耳机的话筒部分，当所述接口模块700采用omtp标准手机耳机的话筒部分时，所述第四端子740接地，所述第三端子730同时与偏置电源模块600、电容模块400、控制电压滤波模块500连接，所述第三端子730分别与电容模块400内的第四电容440和第六电容460连接。

本实施例的双四选一cmos模拟开关芯片的一组out引脚与音频电路模块100连接。

本实施例的双四选一cmos模拟开关芯片的四组in引脚分别设为1l、1r、2l、2r、3l、3r、4l、4r，所述1l引脚与音频放大与匹配模块300和第一电容410连接，所述1r引脚与音频放大与匹配模块300和第二电容420连接，所述2l引脚与话筒放大与匹配模块800和第三电容430连接，所述2r引脚与话筒放大与匹配模块800和第三电容430连接，所述3l引脚与话筒放大与匹配模块800和第四电容440连接，所述3r引脚与话筒放大与匹配模块800和第四电容440连接，所述4l引脚与话筒放大与匹配模块800和第五电容450连接，所述4r引脚与话筒放大与匹配模块800和第六电容460连接。

本实施例通过利用驻极体话筒的驻极体偏置电源一向接口模块700提供偏置电压，根据不同接口类型的插头插入接口模块700之后，由于第一端子710、第二端子720、第三端子730和第四端子740产生的偏置电压位置和接地状态不同而产生两个高低不同的逻辑控制电平，集成电路模块200根据逻辑控制电平的高低不同去切换音频通道进行话筒及音频输入接口自适应，应用在需要音频输入的设备上，特别是需要话筒或立体声音频输入的音频设备，实现了只用一个接口即可适配多种输入设备的目的；用一个接口替代多个接口，有效减少了接口数量，对缩小产品体积，简化外观设计起到积极作用；对输入设备的自适应适配，无需对切换进行人工操控，简化了产品的操作，提高产品实用性。

以上所述实施例仅表达了本发明的某种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制；应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围；因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。