CN101316454A - 音频接口装置及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种音频接口装置及方法，利用单一音频插座连接器，供插入三线式模拟麦克风、或三线式数字麦克风，藉此减少使用该音频插座连接器的电子系统的尺寸大小，并降低其生产成本。该音频接口包括：音频插座连接器，具有第一至第三接点与插入其内的三线式麦克风电连接；以及，一音频处理装置，检测插入该音频插座连接器内的该三线式麦克风的型式；当为数字式麦克风时，输出时钟信号至该三线式麦克风并接收来自该三线式麦克风的数字音频信号；当为模拟式麦克风时，则接收来自该三线式麦克风的模拟音频信号。

Description

音频接口装置及方法
技术领域
本发明涉及一种音频接口，特别是涉及一种可通过单一个三线式模拟音频插座连接器而选择性地连接三线式模拟或数字麦克风的音频接口装置及方法。
背景技术
一模拟麦克风具有一个三线式(3-wire)音频插头(plug)，需配合一个三线式或三接点(3-contact)音频插座连接器(jack connector)；而一数字麦克风则具有一个四线式(4-wire)音频插头，需配合一个四线式或四接点(4-contact)音频插座连接器。传统上，三线式音频插座连接器及四线式音频插座连接器必需同时地被设置到一电子系统上，以满足模拟麦克风及数字麦克风的使用者的需求。此种同时配置模拟及数字音频插座连接器的架构，无可避免地会增加该电子系统的尺寸及其制造成本。
因此，提供一种仅需单一音频连接器而可同时供模拟及数字麦克风使用的音频接口是有其必要性的。
发明内容
本发明的一实施例指向一音频接口，适用于三线式麦克风。该音频接口包括：一音频插座连接器，具有第一至第三接点电连接插入其内的三线式麦克风；以及，一音频处理装置，检测插入该音频插座连接器内的该三线式麦克风的型式为模拟或数字；当该型式为数字时，该音频处理装置输出时钟信号至该三线式麦克风，且接收该三线式麦克风送出的数字音频信号；或当该型式为模拟时，该音频处理装置则接收该三线式麦克风送出的模拟音频信号。
本发明还提供三线式数字麦克风，供前述实施例的该音频接口使用。该三线式数字麦克风，包括：一数字麦克风电路，具有一用以接收电源信号的电源端，一用以接收来自该音频接口的该时钟信号的时钟端，一数据端，以及一接地端；以及，一转换装置，将来自该音频接口的该时钟信号，转换成供给该电源端的该电源信号。需注意该数字麦克风电路由该电源信号及该时钟信号所启动，并通过该数据端输出该数字音频信号至插入该三线式数字麦克风的该音频插座连接器中的该第二接点。
本发明也提出供三线式麦克风之用的音频接口方法。该音频接口方法包括：提供一音频插座连接器，具有第一至第三接点电连接插入其中的该三线式麦克风；检测插入该音频插座连接器中的该三线式麦克风的型式为模拟或数字；以及，当该三线式麦克风的型式为数字时，输出一时钟信号至该三线式麦克风，并接收来自该三线式麦克风的数字音频信号；或者，当该三线式麦克风为模拟时，接收来自该三线式麦克风的模拟音频信号。
下述的实施例将参考附图以对本发明作更详细的说明。
附图说明
图1和图2显示依据本发明实施例的供三线式麦克风使用的音频接口
图3显示应用本发明音频接口的音频接口方法的流程图。
附图符号说明
100～音频接口；
130～三线式数字麦克风；
150～三线式模拟麦克风；
102～音频插座连接器；
104～音频处理装置；
106～偏压装置；
102a-102c～第一至第三接点；
CLK～时钟信号；
DATA～数字音频信号；
T1-T4～第一至第四端；
L_ch～左声道信号；
R_ch～右声道信号；
C2～电容器；
152～模拟麦克风电路；
152a～麦克风单元；
152b～模拟麦克风单元；
132～麦克风单元；
134～插头单元；
132a～麦克风；
132b～数字麦克风电路；
132c～转换装置；
SP～电源信号；
C～时钟端；
D～数据端；
G～接地端；
134a～顶部；
134b～环部；
134c～套部；
M1-M2～晶体管；
R1-R2～电阻器；
SC～逻辑控制信号；
Vb～偏压电压。
具体实施方式
以下对本发明实施方式的描述，均基于本发明的可能最佳实施样态，仅用以阐明本发明的通用原则，且并非用以限制本发明。本发明的专利范围当以本发明的权利要求来界定。
图1和图2显示依据本发明实施例的供三线式麦克风使用的音频接口100。图1中，三线式麦克风130为数字麦克风。图2中，三线式麦克风150为模拟麦克风。
该音频接口100包括一音频插座连接器102，一音频处理装置104及一偏压装置106。该音频插座连接器102，具有第一至第三接点(contact)102a、102b及102c，电连接插入其内的该三线式麦克风(130或150)，该第三接点102c连接至一参考接地。该音频插座连接器102可以是三线式(或三接点)模拟音频插座连接器。
除了接收来自该三线式麦克风(130或150)的信号，该音频处理装置104也检测插入该音频插座连接器102内的该三线式麦克风的型式，并依据麦克风的型式为模拟或数字而进行对应的操作。参考图1，当该三线式麦克风为数字时，该音频处理装置104输出一时钟信号CLK至该三线式数字麦克风130，然后接收来自该三线式数字麦克风130的数字音频信号DATA。参考图2，当该三线式麦克风为模拟时，该音频处理装置104接收来自该三线式模拟麦克风150的模拟音频信号，并驱动该偏压装置106对该第一接点102a及第二接点102b进行偏置。
该音频处理装置104至少包括一连接至该第一接点102a的第一端T1，以输出该时钟信号CLK；一连接至该第二接点102b的第二端T2，以接收该数字音频信号DATA；一通过电容器C1耦接至该第一接点102a的第三端T3，以接收该模拟音频信号的左声道信号L_ch；以及一通过电容器C2耦接至该第二接点102b的第四端T4，以接收该模拟音频信号的右声道信号R_ch。
当该三线式数字麦克风130插入该音频插座连接器102时，该音频处理装置104从该第一端T1输出一时钟信号CLK，以启动该三线式数字麦克风130，之后通过该第二接点102b，从该三线式数字麦克风130接收一数字音频信号DATA至该第二端T2。该音频处理装置104还驱使该偏压装置106失能(disable)。
图2中，该三线式模拟麦克风150可包括一模拟麦克风电路152。该模拟麦克风电路152包括一麦克风单元152a；以及，一用以将来自该麦克风单元152a的该模拟音频信号转换成该左声道信号L_ch及右声道信号R_ch的模拟麦克风单元152b。当该三线式模拟麦克风150插入该音频插座连接器102时，该音频处理装置104，通过该第一接点102a及第二接点102b，仅将该左声道信号L_ch及右声道信号R_ch(模拟音频信号)，分别接收到该第三端T3及第四端T4。该音频处理装置104还驱动该偏压装置106，对该第一及第二接点(102a、102b)进行偏置。该音频处理装置104也驱使该第一端T1及该第二端T2失能，例如将第一及第二端(T1、T2)设定成为高阻抗(highimpedance)状态。
可应用于前述披露的音频接口的三线式数字麦克风，也详述于下文中。参考图1，该三线式数字麦克风130包括一麦克风单元132及一插头单元134。该麦克风单元132包括一麦克风132a；一数字麦克风电路132b，用以将来自该麦克风132a的模拟音频信号转换成该数字音频信号DATA；以及，一转换装置132c，用以将来自该音频接口100的该时钟信号CLK转换成供给该数字麦克风电路132b的电源信号SP。
该转换装置132c，例如为整流器，接收并整流该时钟信号CLK而产生作为该电源信号SP的直流电压。该整流器可由半桥式整流器、全桥式整流器、及其它可将交流信号转换成直流信号的类似电路来据以实施。
该数字麦克风电路132b，例如为模拟至数字转换器(analog-to-digitalconverter；ADC)，具有一用以接收该电源信号SP的电源端P，一用以接收来自该音频接口100的该时钟信号CLK的时钟端C，一用以输出该数字音频信号DATA的数据端D，以及一连接至参考接地的接地端G。该数字麦克风电路132b由该电源信号SP与该时钟信号CLK所启动，以通过该数据端D输出该数字音频信号DATA至该音频插座连接器102的该第二接点102b。
该插头单元134为三线式插头，具有一连接至该时钟端C的顶(tip)部134a，一连接至该数据端D的环(ring)部134b，及一连接至该接地端G的套(sleeve)部134c。当该三线式数字麦克风130插入该音频接口时，该顶部134a、该环部134b、及该套部134c，分别电连接至该音频插座连接器102的该第一、第二及第三接点(102a～102c)。
如图1、2所示，该偏压装置106可利用晶体管M1、M2及电阻器R1、R2加以实施，但是并非限定于此。该音频处理装置104可输出一逻辑控制信号SC，控制该偏压装置106。例如，当插入该音频接口100的该三线式麦克风为模拟型式时，该音频处理装置104可输出具逻辑“高”的该控制信号SC将晶体管M1、M2导通(ON)，亦即致能(enable)该偏压装置106，使偏压电压Vb被供至该第一、第二接点102a、102b。否则，当插入该音频接口100的该三线式麦克风为数字型式时，该音频处理装置104可输出具逻辑“低”的该控制信号SC将晶体管M1、M2截止(OFF)，以令该偏压装置106失能(disable)。
为检测插入该音频接口100的该三线式麦克风的型式为数字或模拟，该音频处理装置104首先假设该三线式麦克风为数字型式，再输出该时钟信号CLK至该三线式麦克风、且使该偏压装置106失能。接着，该音频处理装置104等待来自该三线式麦克风的数字音频信号(DATA)的响应。倘若该三线式麦克风为数字型式，该音频处理装置104会接到该数字音频信号(DATA)的响应，并正常处理该数字音频信号。倘若该三线式麦克风为模拟型式，该音频处理装置104，不会接到该数字音频信号的适当响应，则会致能该偏压电路106并将该第一及第二端T1、T2设定成为高阻抗状态，藉以能够接收及处理从该三线式模拟麦克风送来的模拟音频信号。需注意前述关于麦克风型式的检测方式，仅是例示之用并非用以限定本发明。
图3显示应用本发明音频接口的音频接口方法的流程图。该音频接口方法包括：首先，提供一音频插座连接器，与插入其内的三线式麦克风电连接，以及还将一三线式数字麦克风设置成具有一数字麦克风电路、及一转换装置(步骤S1)。接着，检测并决定插入该音频插座连接器内的三线式麦克风的型式(步骤S2)。最后，当该三线式麦克风为数字型式时，由该音频接口输出一时钟信号至该三线式麦克风，并接收该三线式麦克风送出的数字音频信号；或当该三线式麦克风为模拟型式时，则接收该三线式麦克风送出的模拟音频信号(步骤S3)。
在步骤S1，该三线式数字麦克风的该数字麦克风电路包括：一用以接收电源信号的电源端，一用以接收来自该音频接口的该时钟信号的时钟端，一数据端，及一接地端。该数字麦克风电路由该电源信号及该时钟信号所启动，通过该数据端输出该数字音频信号，至内部插入有该三线式数字麦克风的该音频插座连接器的该第二接点。该三线式数字麦克风，也被配置成包括三线式插头，该三线式插头具有一用以连接至该时钟端的顶部，一用以连接至该数据端的环部，及一用以连接该接地端的套部。此外，该转换装置则将来自该音频接口的该时钟信号转换成供给该电源端的该电源信号。
本发明披露的音频接口，可利用单一共享音频插座连接器，满足插入三线式模拟麦克风、或三线式数字麦克风的需求。因此，诸如笔记型计算机、移动电话、手持装置、便携式通信装置...等的电子系统，均可利用此音频接口，达到降低尺寸大小及生产成本的目的。根据前述披露的该三线式数字麦克风，也具有较传统四线式数字麦克风较为简单的架构。
本发明已揭示若干较佳实施例如上，仅用于帮助了解本发明的实施，非用以限定本发明的精神，其专利保护范围应以本发明的权利要求为准，本领域技术人员在领悟本发明的精神后，所作的更改修饰及等同的变化替换，仍不脱离本发明的技术范围。

Claims (11)

1.一种音频接口，用于三线式麦克风，该接口包括：
一音频插座连接器，具有第一至第三接点电连接插入其内的该三线式麦克风；以及
一音频处理装置，检测插入该音频插座连接器内的该三线式麦克风的型式为模拟或数字；当该型式为数字时，该音频处理装置输出时钟信号至该三线式麦克风，且接收该三线式麦克风送出的数字音频信号；或当该型式为模拟时，该音频处理装置则接收该三线式麦克风送出的模拟音频信号。
2.如权利要求1所述的音频接口，其中该音频处理装置包括：一连接至该第一接点的第一端，用以输出该时钟信号；一连接至该第二接点的第二端，用以接收该数字音频信号；一耦接该第一接点的第三端，用以接收该模拟音频信号的左声道信号；以及，一耦接该第二接点的第四端，用以接收该模拟音频信号的右声道信号；其中该第三接点连接至参考接地。
3.如权利要求2所述的音频接口，还包括一偏压装置，当插入该音频插座连接器内的该三线式麦克风的型式为模拟时，用以偏置该第一及第二接点。
4.如权利要求3所述的音频接口，其中当插入该音频插座连接器内的该三线式麦克风的型式为模拟时，该音频处理装置驱动该偏压装置，以偏置该第一及第二接点并且使该音频处理装置的该第一及第二端失能。
5.如权利要求4所述的音频接口，还包括一第一电容器连接于该第三端与该第一接点之间，以及一第二电容器连接于该第四端与该第二接点之间。
6.一种供如权利要求1所述音频接口使用的三线式数字麦克风，包括：
一数字麦克风电路，具有一用以接收电源信号的电源端，一用以接收来自该音频接口的该时钟信号的时钟端，一数据端，以及一接地端；其中，该数字麦克风电路由该电源信号及该时钟信号所启动，并通过该数据端输出该数字音频信号至插入该三线式数字麦克风的该音频插座连接器中的该第二接点；以及
一转换装置，将来自该音频接口的该时钟信号，转换成供给该电源端的该电源信号。
7.如权利要求6所述的三线式数字麦克风，其中该转换装置包括一整流装置，将该时钟信号整流成作为该电源信号的一直流电压。
8.如权利要求6所述的三线式数字麦克风，还包括一个三线式插头，该插头具有一连接至该时钟端的顶部，一连接至该数据端的环部，以及一连接至该接地端的套部。
9.一种音频接口方法，用于三线式麦克风，包括：
提供一音频插座连接器，具有第一至第三接点电连接插入其中的该三线式麦克风；
检测插入该音频插座连接器中的该三线式麦克风的型式为模拟或数字；以及
当该三线式麦克风的型式为数字时，输出一时钟信号至该三线式麦克风，并接收来自该三线式麦克的数字音频信号；或者，当该三线式麦克风为模拟时，接收来自该三线式麦克的模拟音频信号。
10.如权利要求9所述的音频接口方法，还包括配设一具有一数字麦克风电路、及一转换装置的三线式数字麦克风；其中该数字麦克风电路包括一用以接收一电源信号的电源端，一用以接收来自该音频接口的该时钟信号的时钟端，一数据端及一接地端；该三线式麦克风由该电源信号及该时钟信号启动，通过该数据端输出该数字音频信号至插入有该三线式数字麦克风的该音频插座连接器的该第二接点，该转换装置将来自该音频接口的该时钟信号转换成供给该电源端的该电源信号。
11.如权利要求10所述的音频接口方法，还包括配设该三线式数字麦克风，使该三线式数字麦克风包括一个三线式插头，该三线式插头具有一连接至该时钟端的顶部、一连接至该数据端的环部、以及一连接至该接地端的套部。
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