CN102892067B - 音频插孔检测系统及方法 - Google Patents

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Abstract

本申请案涉及音频插孔检测系统及方法。本文件尤其论述一种经配置以使用第一及第二比较器识别四极音频插孔的极的类型的检测系统。所述检测系统可包含：偏置电路，其经配置以偏置耦合到所述极的检测输入；及第一及第二比较器，其经配置以将所述检测输入与相应的第一及第二阈值进行比较以提供所述极的所述类型的指示。

Description

音频插孔检测系统及方法
技术领域
本发明大体来说涉及音频系统，且更特定来说涉及一种音频插孔检测电路。
背景技术
许多移动装置(例如移动电话或其它便携式电子装置)均包含经配置以接纳具有音频插头的外部音频附件的音频插孔。然而，音频插头可能具有变化的配置，此可为头戴耳机制造商及最终用户产生若干问题，因为制造商可能被迫基于区域而构建特定电话配置，且最终用户可能被迫仅将特定附件与其移动装置一起使用。
图1到2大体图解说明两种实例性四极音频插孔配置。图1大体图解说明呈开放移动终端平台(OMTP)配置的四极音频插头101的实例，其包含极1处的左扬声器(LSPKR)极、极2处的右扬声器(RSPKR)极、极3处的麦克风(MIC)极及极4处的接地(GND)极。图2大体图解说明呈美国标准配置的四极音频插孔102的实例，其包含极1处的LSPKR极、极2处的RSPKR极、极3处的MIC极及极4处的GND极。在其它实例中，可实现其它配置，举例来说，在极3及极4两者处均具有GND极的三极音频插头。
发明内容
本文件尤其论述一种经配置以使用第一及第二比较器识别四极音频插孔的极的类型的检测系统。所述检测系统可包含：偏置电路，其经配置以偏置耦合到所述极的检测输入；及第一及第二比较器，其经配置以将所述检测输入与相应的第一及第二阈值进行比较以提供所述极的所述类型的指示。
此章节打算提供对本专利申请案的标的物的概述。其并非打算提供对本发明的排他性或穷尽性解释。包含详细描述以提供关于本专利申请案的其它信息。
附图说明
在未必按比例绘制的图式中，在不同视图中相似编号可描述类似组件。具有不同字母后缀的相似编号可表示类似组件的不同实例。所述图式以实例方式而非限制方式大体图解说明本文件中所论述的各种实施例。
图1到2大体图解说明实例性四极音频插孔配置。
图3大体图解说明实例性音频插孔检测开关。
图4大体图解说明实例性检测电路。
图5到6大体图解说明实例性检测流程图。
图7到8大体图解说明实例性输出波形。
具体实施方式
本发明发明人已尤其认识到一种用于三极或四极附件的音频插孔检测开关，其可检测耦合到音频插孔的音频插头上的接地(GND)极及麦克风(MIC)极的位置且自动地将GND及MIC极路由到适当连接(例如，例如编解码器的音频子系统的GND、MIC连接等)，举例来说，其不具有单独的选择输入，从而允许制造商及最终用户自由地使用具有不同极配置的附件。
在一实例中，所述音频插孔检测开关可经配置以检测并证实音频插头已耦合到音频插孔、将三极与四极音频插头区别开、检测四极音频插头上的GND及MIC极的极性(例如，使用阻抗测量等)且自动地将GND及MIC极路由到适当连接。在某些实例中，由于可能需要移动装置在有噪声环境中操作，因此音频插孔检测开关可经配置以例如在检测或测量音频插头阻抗时过滤与移动通信相关联的噪声(例如，全球移动通信系统(GSM)噪声、音频噪声等)，此可消除有噪声环境中的误差。
图3大体图解说明系统300的实例，其包含(例如，移动装置的)基带处理器105、音频子系统110(例如，编解码器)、音频插孔检测开关115及音频插孔120。在一实例中，音频插孔检测开关115可包含振荡器与逻辑116、开关启用定时117、检测电路118、及交叉点开关119或者一个或一个以上其它开关。在一实例中，音频插孔120可包含经配置以接纳三极或四极音频插头或者其它音频附件的四极音频插孔。
在一实例中，音频插孔120可包含用于四个极中的每一者的连接，例如左扬声器(LSPKR)连接、右扬声器(RSPKR)连接、极3连接及极4连接。
在某些实例中，音频插孔检测开关115可经配置以检测并证实音频插孔120已接纳音频插头、将三极与四极音频插头区别开并检测发送/结束键激活，例如在约翰R.特纳(John R.Turner)等人于2011年7月22日提出申请的标题为“音频插孔检测与配置(AudioJack Detection and Configuration)”的共同转让的第13/188,778号美国专利申请案中所描述，所述申请案特此以全文引用的方式并入本文中。
在一实例中，音频插孔检测开关115可经配置以检测什么极连接到了音频插孔的极3及极4连接。在一实例中，音频插孔检测开关115可在包含以下各项中的至少一者的各种音频插头配置之间进行确定：
1)三极音频插头，其中极3与极4插头被短路(例如，接地)；
2)四极音频插头，其中极3插头包含MIC极且极4插头包含GND极；
3)四极音频插头，其中极3插头包含GND极且极4插头包含MIC极；
4)极3及极4插头处的浮动或断开连接；或
5)一个或一个以上其它配置，例如视频连接。
在检测或确定完成之后，音频插孔检测开关115可经配置以自动地将所述极路由到适当连接(例如，将MIC极路由到音频子系统110的MIC输入、将GND极路由到例如音频插孔检测开关115、音频子系统110、基带处理器105处的接地连接等)。在一实例中，在自动地将所述极切换或路由到适当连接之后，音频插孔检测开关115可经配置以进入低功率模式从而减少功率消耗。
图4大体图解说明系统400的实例，其包含检测电路118，检测电路118包含一个或一个以上比较器(例如，第一比较器125及第二比较器126)、电阻器127(例如，40KΩ等)、开关128及电流源129。在一实例中，检测电路118可经配置以通过选择性地将GND/MIC1或GND/MIC2连接中的一者耦合到检测电路118来检测或测量音频插孔的极3及极4连接的阻抗。
在一实例中，第一比较器125及第二比较器126可包含不同阈值电压(例如，在图4中分别针对第一比较器125及第二比较器126图解说明为0.52*VDD及0.1*VDD，或者一个或一个以上其它阈值电压)。在某些实例中，所述阈值电压可经选择或控制以提供不同检测阶段。此外，与可使用开关128控制的电压源VDD及电流源129的组合耦合的不同阈值电压可提供可优化用于检测不同负载的电流的多个检测阶段(例如，闭合开关128并使用VDD及电流源129的组合以检测GND/MIC1或GND/MIC2连接上的阻抗)。此外，高阻抗DC测量技术可使头戴送受话器或扬声器中的噼噗与咔嗒最小化。
在一实例中，第一比较器125及第二比较器126可用于检测GSM噪声且将GSM噪声与音频噪声区别开。通常，可监视第一比较器125及第二比较器126以找出状态改变。如果状态改变3个时钟循环，那么使计数器递增。如果状态改变继续改变达一时间周期(例如，100mS)，那么可将计数器与规定的范围进行比较。在一实例中，所述范围可包含介于34与54之间，其对应于GSM噪声的频率或大约217Hz。如果确定GSM噪声，那么音频插孔检测开关可等待且再次开始检测。如果计数不在所述范围内，那么假定噪声是音频噪声且音频插孔包含其中极3作为MIC极的正向偏置四极音频插孔。
图5大体图解说明实例性检测流程图500，其包含检测音频插头极(例如，四极音频插头上的GND及MIC极、极3及极4等)的阻抗及证实所述检测(例如，使用一系列顺序检测、使用不同检测阶段等)。如果检测为无效或未知的，那么可重新检测阻抗。在一实例中，如果检测为有效的，那么音频插孔检测开关可自动地将所述极路由到恰当连接(例如，将GND极路由到GND连接、将MIC极路由到音频子系统上的MIC连接等)且进入有效低功率状态。
在501处，基带处理器(例如，基带处理器105)可将启用(EN)信号提供到音频插孔检测开关(例如，音频插孔检测开关115)，且在502处，可接通检测电路(例如，检测电路118)。在一实例中，可通过检测到音频插孔已接纳音频插头来触发所述检测电路。
在503处，可断开及闭合检测电路中的开关(例如，开关128)。在504处，当所述检测完成时，可查询比较器(例如，第一比较器125及第二比较器126)的状态。
在504处，如果连接的状态为已知的，那么在505处，音频插孔检测开关可(例如)通过使用交叉点开关而自动地将音频插头极两者路由到适当连接(例如，GND、MIC等)。在506处，可启用有效低功率状态。在507处，如果启用信号保持低达特定时间周期，那么可进入经停用低功率状态，且过程流程可返回到步骤501。
在504处，如果连接的状态为未知的，那么可在509处使计数器递增。在510处，如果计数小于第一数目(例如，2等)，那么过程可返回到步骤503。在510处，如果计数等于第一数目(例如，2等)，那么音频插孔检测开关可默认到三极音频插头且自动地将极3及极4连接两者路由到GND。
图6大体图解说明实例性检测流程图600，其包含检测音频插头极的阻抗。通常，将电流源耦合到检测电路的开关可断开而检测不到连接或确定极3及极4是否为浮动的。为了检测MIC极性或短路，可闭合开关。
在601处，可接通检测电路。在602处，可断开开关，且音频插孔检测开关可经配置以检测浮动，其中进行1mS的去抖动。在603处，在取样周期内预定次数(例如，三次)地进行取样(例如，tSAMPLE*0.5、tSAMPLE*0.75、tSAMPLE*1.0等)。在604处，如果将预定数目个样本中的每一者检测为浮动，那么可在618处进入有效低功率状态，且过程流程可返回到步骤602。
通常，当检测到浮动时，检测电路可进入低功率模式达规定的时间周期(例如，tPOLE)。在所述规定的时间周期之后，检测电路可再次进行检测。如果再次检测到浮动，那么低功率模式循环可继续。如果检测并非浮动，那么检测装置可继续前进到测试以找出短路或MIC极性。如果在任何时候检测到浮动，那么检测装置可默认回到低功率状态达规定的时间周期。
在604处，如果在605处在一时间周期之后并非预定数目个样本中的每一者都被检测为浮动，那么可在606处将音频插孔检测为四极音频插孔且可闭合开关。
在607处，将变量“A”及“B”设定为初始值且接着在608处将其与第一及第二比较器的值进行比较。在610处，如果第一及第二比较器的值不存在改变，那么可将高频计数复位。在611处，如果第一及第二比较器的值仍有效，那么在612处检测完成。如果第一及第二比较器的值无效，那么过程流程可返回到步骤607。
在608处，如果第一及第二比较器的值改变，那么在609处，可使高频计数递增。在613处，如果高频计数小于规定的数目(例如，3等)，那么过程流程可返回到步骤607。如果高频计数等于规定的数目，那么可在614处更新变量“A”及“B”的值且可在615处使GSM计数递增。在616处，过程流程返回到步骤607直到达到一时间周期为止。在此周期期间，如果第一及第二比较器的值继续改变，那么GSM计数的数目(表示GSM噪声)可继续增加。
在617处，一旦定时器已达到最大值，那么可将GSM计数与在图6中图解说明为大于34但小于54的范围进行比较。在一实例中，此范围可对应于在步骤616的时间周期期间由GSM噪声引起的故障的近似数目或大约217Hz。如果GSM计数不在所述范围内，那么在618处比较器输出处的噪声一定为音频噪声，此指示四极音频插孔具有经正向偏置麦克风及对应于MIC极的极3。在619处，退出检测。在617处，如果GSM计数在所述范围内，那么GSM噪声正引起误差，且过程流程返回到步骤618。
图7大体图解说明实例性比较器输出700，其包含：多个GSM噪声出现705，其处于大约217Hz；710处的GSM传输的突发速率，举例来说，其致使比较器的输出改变值。在某些实例中，可对比较器改变进行计数，且可通过在规定的时间周期期间出现的数目将GSM噪声与音频噪声区别开。
图8大体图解说明实例性麦克风音频输出800，其包含麦克风输出805。当麦克风经正向偏置时，JFET型麦克风可随着音频噪声改变阻抗。在检测期间，这些阻抗改变可致使比较器改变状态。此状态改变可传递比较器电压参考，且音频滤波器将识别何时存在音频。通常，音频插孔检测开关可通过规定的时间周期内噪声的频率或总出现而从GSM噪声中识别音频噪声。
额外注释
在实例1中，一种检测系统包含：偏置电路，其经配置以偏置选择性地耦合到四极音频插孔的极的检测输入；及第一及第二比较器，其经配置以将所述检测输入与相应的第一及第二阈值进行比较且使用所述比较提供所述极的类型的指示。
在实例2中，实例1的四极音频插孔任选地包含接地(GND)极及麦克风(MIC)极，其中所述极的类型包含MIC极或GND极。
在实例3中，实例1到2中的任何一者或一者以上任选地包含开关，所述开关经配置以使用来自所述第一及第二比较器的信息自动地将所述极耦合到处理器的MIC连接或自动地将所述极耦合到GND连接，其中所述第一阈值高于所述第二阈值且所述第二阈值高于GND，且其中所述开关经配置以在所述检测输入介于所述第一与第二阈值之间时将所述极耦合到所述处理器的MIC连接。
在实例4中，实例1、3中的任何一者或一者以上任选地包含开关，所述开关经配置以使用来自所述第一及第二比较器的信息自动地将所述极耦合到处理器的MIC连接或自动地将所述极耦合到GND连接，其中所述第一阈值高于所述第二阈值且所述第二阈值高于GND，且其中所述开关经配置以在所述检测输入高于或低于所述第一及第二阈值时将所述极耦合到所述处理器的GND连接。
在实例5中，一种检测方法包含：选择性地将四极音频插孔的极耦合到检测电路的检测输入；使用偏置电路偏置所述检测输入；使用相应的第一及第二比较器将所述检测输入与第一及第二阈值进行比较；及使用所述检测输入与所述第一及第二阈值的所述比较识别所述极的类型。
在实例6中，实例1到5中的任何一者或一者以上的四极音频插孔任选地包含接地(GND)极及麦克风(MIC)极，其中实例1到5中的任何一者或一者以上的识别所述极的类型任选地包含将所述极识别为MIC极或GND极。
在实例7中，一种检测系统包含：偏置电路，其经配置以偏置选择性地耦合到四极音频插孔的极的检测输入，所述四极音频插孔包含接地(GND)极及麦克风(MIC)极；及第一及第二比较器，其经配置以将所述检测输入与相应的第一及第二阈值进行比较且提供所述极的阻抗的指示以将所述极识别为MIC极或GND极。
在实例8中，实例1到7中的任何一者或一者以上的检测系统任选地包含：音频插孔检测开关，其经配置以耦合到所述四极音频插孔；及开关，其经配置以使用来自所述第一及第二比较器的信息自动地将所述极耦合到处理器的MIC连接或自动地将所述极耦合到GND连接。
在实例9中，实例1到8中的任何一者或一者以上的第一阈值任选地高于所述第二阈值，且实例1到2中的任何一者或一者以上的第二阈值任选地高于GND。
在实例10中，实例1到9中的任何一者或一者以上的开关任选地经配置以在所述检测输入介于所述第一与第二阈值之间时将所述极耦合到所述处理器的所述MIC连接。
在实例11中，实例1到10中的任何一者或一者以上的开关任选地经配置以在所述检测输入高于所述第一及第二阈值时将所述极耦合到所述处理器的所述GND连接。
在实例12中，实例1到11中的任何一者或一者以上的开关任选地经配置以在所述检测输入低于所述第一及第二阈值时将所述极耦合到所述处理器的所述GND连接。
在实例13中，实例1到12中的任何一者或一者以上的偏置电路任选地包含经配置以接收供应电压的偏置电阻器。
在实例14中，实例1到13中的任何一者或一者以上的偏置电路任选地包含：偏置电阻器，其经配置以接收供应电压；电流源；及偏置开关，其经配置以选择性地将所述电流源耦合到所述检测输入。
在实例15中，一种检测方法包含：选择性地将包含接地(GND)极及麦克风(MIC)极的四极音频插孔的极耦合到检测电路的检测输入；使用偏置电路偏置所述检测输入；使用相应的第一及第二比较器将所述检测输入与第一及第二阈值进行比较；及使用所述检测输入与所述第一及第二阈值的所述比较将所述极识别为MIC极或GND极。
在实例16中，实例1到15中的任何一者或一者以上的第一阈值任选地高于所述第二阈值，且实例1到9中的任何一者或一者以上的第二阈值任选地高于GND。
在实例17中，实例1到14中的任何一者或一者以上的识别所述极任选地包含在所述检测输入介于所述第一与第二阈值之间时将所述极识别为所述MIC极。
在实例18中，实例1到17中的任何一者或一者以上的识别所述极任选地包含在所述检测输入高于所述第一及第二阈值时将所述极识别为所述GND极。
在实例19中，实例1到18中的任何一者或一者以上的识别所述极任选地包含在所述检测输入低于所述第一及第二阈值时将所述极识别为所述GND极。
在实例20中，一种系统或设备可包含或者可任选地与实例1到19中的任何一者或一者以上的任一部分或任何部分的组合而组合以包含：用于执行实例1到19的功能中的任何一者或一者以上的构件或包含指令的机器可读媒体，在由机器执行时，所述指令致使所述机器执行实例1到19的功能中的任何一者或一者以上。
以上详细描述包含对形成详细描述的一部分的附图的参考。所述图式以说明的方式展示其中可实践本发明的特定实施例。这些实施例在本文中还称为“实例”。除了所展示或所描述的那些元素以外，此些实例还可包含若干元素。然而，本发明发明人还预期其中仅提供所展示或所描述的那些元素的实例。此外，本发明发明人还预期使用关于特定实例(或者其一个或一个以上方面)或关于本文中所展示或所描述的其它实例(或者其一个或一个以上方面)所展示或所描述的那些元素的任何组合或排列的实例(或者其一个或一个以上方面)。
本文件中提到的所有公开案、专利及专利文件均以全文引用方式并入本文中，就像以引用方式个别地并入一样。倘若本文件与那些以引用方式并入的文件之间的使用不一致，则应将所并入的参考中的使用视为对本文件的使用的补充；对于不可调和的不一致性，以本文件中的使用为准。
在本文件中，如在专利文件中常见，使用术语“一(a或an)”以包含一个或一个以上，其与“至少一个”或“一个或一个以上”的任何其它实例或者使用无关。在本文件中，使用术语“或”来指代非排他性“或”，使得“A或B”包含“A而非B”、“B而非A”以及“A及B”，除非另有指示。在本文件中，术语“包含(including)”及“其中(in which)”用作相应术语“包括(comprising)”及“其中(其中)”的通俗英语等效形式。此外，在以上权利要求书中，术语“包含”及“包括”为开端型，也就是说，在此术语之后的除了所列的那些元素以外还包含若干元素的系统、装置、物件或过程仍认为归属于所述权利要求书的范围。此外，在以上权利要求书中，术语“第一”、“第二”及“第三”等仅用作标示且并非打算对其对象强加数值要求。
本文中所描述的方法实例可至少部分地是机器或计算机实施的。一些实例可包含编码有指令的计算机可读媒体或机器可读媒体，所述指令可操作以将电子装置配置为执行如在以上实例中所描述的方法。此些方法的实施方案可包含代码，例如微代码、汇编语言代码、高级语言代码等。此代码可包含用于执行各种方法的计算机可读指令。所述代码可形成计算机程序产品的部分。此外，在一实例中，例如在执行期间或在其它时间，所述代码可有形地存储于一个或一个以上易失性、非暂时性或非易失性有形计算机可读媒体上。这些有形计算机可读媒体的实例可包含但不限于：硬磁盘、装卸式磁盘、装卸式光盘(例如，压缩磁盘及数字视盘)、盒式磁带、存储器卡或棒、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)等。
以上描述打算为说明性而非限制性。举例来说，上述实例(或者其一个或一个以上方面)可彼此组合使用。例如所属领域的技术人员在审阅以上描述之后可使用其它实施例。提供本摘要以符合37C.F.R.§1.72(b)，以允许读者快速获知本技术揭示内容的本质。提交本摘要是基于以下理解：其并非将用于解释或限制权利要求书的范围或含义。此外，在以上详细描述中，各种特征可聚集在一起以使本揭示内容简单。此不应解释为打算使未主张的所揭示特征对任一权利要求来说必不可少。而是，发明性标的物可在于少于特定所揭示实施例的所有特征。因此，以上权利要求书特此并入详细描述中，其中每一权利要求独立地作为单独实施例，且预期可将此些实施例彼此组合成各种组合或排列。本发明的范围应参考所附权利要求书连同此权利要求书所授权的等效物的全部范围来确定。

Claims (8)

1.一种检测系统，其包括：
四极音频插孔，其包含：
接地GND极；及
麦克风MIC极；且
偏置电路，其经配置以偏置选择性地耦合到所述四极音频插孔的所述GND极或所述MIC极中的一个极的检测输入；及
第一及第二比较器，其经配置以将所述检测输入与相应的第一及第二阈值进行比较且提供所述极的类型的指示，
其中所述极的类型包含MIC极或GND极。
2.根据权利要求1所述的检测系统，其包含：
开关，其经配置以使用来自所述第一及第二比较器的信息自动地将所述极耦合到处理器的MIC连接或自动地将所述极耦合到GND连接；
其中所述第一阈值高于所述第二阈值且所述第二阈值高于GND；且
其中所述开关经配置以在所述检测输入介于所述第一与第二阈值之间时将所述极耦合到所述处理器的所述MIC连接。
3.根据权利要求1所述的检测系统，其包含：
开关，其经配置以使用来自所述第一及第二比较器的信息自动地将所述极耦合到处理器的MIC连接或自动地将所述极耦合到GND连接；
其中所述第一阈值高于所述第二阈值且所述第二阈值高于GND；且
其中所述开关经配置以在所述检测输入高于或低于所述第一及第二阈值时将所述极耦合到所述处理器的所述GND连接。
4.根据权利要求1所述的检测系统，其中所述偏置电路包含：
偏置电阻器，其经配置以接收供应电压。
5.根据权利要求1所述的检测系统，其中所述偏置电路包含：
偏置电阻器，其经配置以接收供应电压；
电流源；及
偏置开关，其经配置以选择性地将所述电流源耦合到所述检测输入。
6.一种检测方法，其包括：
选择性地将四极音频插孔的极耦合到检测电路的检测输入，其中所述四极音频插孔包括接地GND极及麦克风MIC极，且其中所述四极音频插孔的所述极是所述GND极及所述MIC极中的一个极；
使用偏置电路偏置所述检测输入；
使用相应的第一及第二比较器将所述检测输入与第一及第二阈值进行比较；及
使用所述检测输入与所述第一及第二阈值的所述比较将所述极识别为MIC极或GND极。
7.根据权利要求6所述的检测方法，其中所述第一阈值高于所述第二阈值且所述第二阈值高于GND；且
其中所述识别所述极包含：在所述检测输入介于所述第一与第二阈值之间时将所述极识别为所述MIC极。
8.根据权利要求6所述的检测方法，其中所述第一阈值高于所述第二阈值且所述第二阈值高于GND；且
其中所述识别所述极包含：在所述检测输入高于所述第一及第二阈值或低于所述第一及第二阈值时将所述极识别为所述GND极。
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