CN104700513B - 音频接口自适应电路、手机刷卡器及音频接口自适应方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种音频接口自适应电路、手机刷卡器及音频接口自适应方法，音频接口自适应电路为：在第一信号传输端A到接地端C之间的第一线路上设置第一信号处理电路，在第二信号传输端B到接地端C之间的第二线路上设置第二信号处理电路；其中，第一信号处理电路和第二信号处理电路相对于接地端C为对称结构；第一信号处理电路包括偏置电阻R1、电容C1以及MOS管Q1；MOS管Q1的基极与电容C1的输入端连接，MOS管Q1的发射极与电容C1的输出端连接，MOS管Q1的集电极连接到第二信号传输端B。具有结构简单的优点，方便手机刷卡器匹配不同类型的手机接口。还配置电源管理电路，智能管理手机刷卡器通断电情况。

Description

音频接口自适应电路、手机刷卡器及音频接口自适应方法

技术领域

本发明属于手机刷卡器技术领域，具体涉及一种音频接口自适应电路、手机刷卡器及音频接口自适应方法。

背景技术

随着互联网的不断发展，通过手机进行支付的需求越来越大，因此，现有技术中出现了手机刷卡器，通过手机刷卡器使手机具有便携支付功能。

具体的，手机刷卡器配置有音频接头，将该音频接头插入到手机的音频口中，通过音频通信使手机刷卡器和手机进行信息交互。

目前，主流的手机音频口主要包括两种：CTIA接口和OMTP接口，这两种音频口的线序不同。其中，CTIA接口为满足国际标准的3.5毫米接口，采用该种接口的手机包括：苹果全部机型、小米全部机型、魅族全部机型、索尼全部机型、LG全部机型、HTC官方产品、三星、摩托罗拉部分机型、联想W101、诺基亚Lumia和WP7系列、华为C8812／U9200、亿通T900等。CTIA接口具有第1-1引脚、第2-1引脚、第3-1引脚和第4-1引脚；其中，第1-1引脚连接左声道、第2-1引脚连接右声道、第3-1引脚连接地线、第4-1引脚连接麦克风。OMTP接口为满足国家标准的3.5毫米接口，采用该种接口的手机包括：诺基亚、索尼爱立信全部机型、中兴全部机型、步步高全部机型、酷派全部机型、HTC、三星部分旧产品、摩托罗拉、联想、OPPO等国产系列手机。OMTP接口具有第1-2引脚、第2-2引脚、第3-2引脚和第4-2引脚；其中，第1-2引脚连接左声道、第2-2引脚连接右声道、第3-2引脚连接麦克风、第4-2引脚连接地线。

由此可见，CTIA接口和OMTP接口的线序不同，所以对手机刷卡器音频接头具有不同线序要求，用户在使用中，需要根据所使用的手机音频口类型，选择匹配的手机刷卡器。即：现有手机刷卡器难以同时匹配CTIA接口和OMTP接口，具有一定的使用局限性，不方便用户使用。

发明内容

针对现有技术存在的缺陷，本发明提供一种音频接口自适应电路、手机刷卡器及音频接口自适应方法，其中，音频接口自适应电路具有结构简单的优点，方便手机刷卡器匹配不同类型的手机接口，从而方便用户使用。

本发明采用的技术方案如下：

本发明提供一种音频接口自适应电路，包括：第一信号传输端A、第二信号传输端B以及接地端C，在第一信号传输端A到接地端C之间的第一线路上设置第一信号处理电路，在第二信号传输端B到接地端C之间的第二线路上设置第二信号处理电路；其中，所述第一信号处理电路和所述第二信号处理电路相对于所述接地端C为对称结构；

所述第一信号处理电路包括偏置电阻R1、电容C1以及MOS管Q1；所述偏置电阻R1的输入端与所述第一信号传输端A连接，所述偏置电阻R1的输出端与所述电容C1的输入端连接，所述电容C1的输出端连接到所述接地端C；所述MOS管Q1的基极与所述电容C1的输入端连接，所述MOS管Q1的发射极与所述电容C1的输出端连接，所述MOS管Q1的集电极连接到所述第二信号传输端B；

所述第二信号处理电路包括偏置电阻R3、电容C3以及MOS管Q2；所述偏置电阻R3的输入端与所述第二信号传输端B连接，所述偏置电阻R3的输出端与所述电容C3的输入端连接，所述电容C3的输出端连接到所述接地端C；所述MOS管Q2的基极与所述电容C3的输入端连接，所述MOS管Q2的发射极与所述电容C3的输出端连接，所述MOS管Q2的集电极连接到所述第一信号传输端A。

优选的，还包括：信号调理电路RC，所述信号调理电路RC的两端分别接在所述第一线路和所述第二线路上。

优选的，还包括：信号单向控制电路；所述信号单向控制电路包括第一二极管D1和第二二极管D2；所述第一二极管D1的负极和所述第二二极管D2的负极均连接到单片机的I／O口，所述第一二极管D1的正极与所述第一信号传输端A到所述偏置电阻R1的线路连接，所述第二二极管D2的正极与所述第二信号传输端B到所述偏置电阻R3的线路连接。

优选的，还包括：电源管理电路；

所述电源管理电路包括：第三信号处理电路、第四信号处理电路和开关电路；并联的所述第三信号处理电路与所述第四信号处理电路再与所述开关电路串联；其中，所述第三信号处理电路的输入端连接到所述第一线路上，所述第四信号处理电路的输入端连接到所述第二线路上，所述第三信号处理电路与所述第四信号处理电路结构相同；所述开关电路与供电电源连接。

优选的，所述第三信号处理电路包括：MOS管Q4和电容C4；所述MOS管Q4的基极与所述电容C4的输入端连接，所述MOS管Q4的发射极与所述电容C4的输出端连接，所述MOS管Q4的集电极连接到所述开关电路的输入端；

所述第四信号处理电路包括：MOS管Q5和电容C6；所述MOS管Q5的基极与所述电容C6的输入端连接，所述MOS管Q5的发射极与所述电容C6的输出端连接，所述MOS管Q5的集电极连接到所述开关电路的输入端。

优选的，所述开关电路包括偏置电阻R4和MOS管Q3；所述MOS管Q3的基极通过电容C5接地，还连接到所述偏置电阻R4的输入端，所述MOS管Q3的发射极连接到电池输出端，所述MOS管Q3的集电极连接到刷卡器电源输入端。

本发明还提供一种手机刷卡器，包括上述的音频接口自适应电路及音频接头；所述音频接头的第3引脚与所述音频接口自适应电路的第一信号传输端A连接，所述音频接头的第4引脚与所述音频接口自适应电路的第二信号传输端B连接。

本发明还提供一种应用上述手机刷卡器的音频接口自适应方法，包括以下步骤：

S1，当将所述音频接头插入手机音频接口时，其中，手机音频接口的第3引脚与所述音频接头的第3引脚连接，音频接头的第3引脚与第一信号传输端A连接；所述手机音频接口的第4引脚与所述音频接头的第4引脚连接，音频接头的第4引脚与第二信号传输端B连接；

S2，如果所述音频接头的第3引脚检测到电压信号，同时，所述音频接头的第4引脚没有检测到电压时，则所述音频接头的第3引脚所检测到的电压信号传输到音频接口自适应电路的第一信号传输端A，然后，该电压信号经过偏置电阻R1后向电容C1充电，当电容C1端电压达到MOS管Q1导通电压时，MOS管Q1导通，由于MOS管Q1的集电极连接到第二信号传输端B，进而使手机音频接口与手机刷卡器导通；同时，判断得出所述手机音频接口的第3引脚为连接MIC的引脚，手机音频接口的第4引脚为接地引脚；

如果所述音频接头的第4引脚检测到电压信号，同时，所述音频接头的第3引脚没有检测到电压时，则所述音频接头的第4引脚所检测到的电压信号传输到音频接口自适应电路的第二信号传输端B，然后，该电压信号经过偏置电阻R3后向电容C3充电，当电容C3端电压达到MOS管Q2导通电压时，MOS管Q2导通，由于MOS管Q2的集电极连接到第一信号传输端A，进而使手机音频接口与手机刷卡器导通；同时，判断得出所述手机音频接口的第3引脚为接地引脚，连接MIC的引脚，手机音频接口的第4引脚为连接MIC的引脚。

优选的，S2之后，还包括：设置于刷卡器内的单片机向手机音频接口单向传输数据；具体为：

如果为S2中所述音频接头的第3引脚检测到电压信号的情况，则单片机输出的数据经第一二极管D1单向处理后，再经信号调理后发送到第一信号传输端A，进而传送到手机音频接口的第3引脚；

如果为S2中所述音频接头的第4引脚检测到电压信号的情况，则单片机输出的数据经第二二极管D2单向处理后，再经信号调理后发送到第二信号传输端B，进而传送到手机音频接口的第4引脚。

优选的，S2之后，还包括：

只有当所述音频接口自适应电路检测到手机音频接口传输的电压信号时，电源管理电路中的开关电路才处于导通状态，进而使供电电源向手机刷卡器供电；否则，电源管理电路中的开关电路处于截止状态，供电电源不向手机刷卡器供电。

本发明的有益效果如下：

(1)音频接口自适应电路具有结构简单的优点，方便手机刷卡器匹配不同类型的手机接口，从而方便用户使用。

(2)音频接口自适应电路还配置有电源管理电路，通过电源管理电路，智能管理手机刷卡器通断电情况，具有结构简单的优点。

附图说明

图1为本发明提供的音频接口自适应电路的结构示意图；

图2为本发明提供的电源管理电路的结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明进行详细说明：

如图1所示，本发明提供一种音频接口自适应电路，包括：第一信号传输端A、第二信号传输端B以及接地端C，在第一信号传输端A到接地端C之间的第一线路上设置第一信号处理电路，在第二信号传输端B到接地端C之间的第二线路上设置第二信号处理电路；其中，所述第一信号处理电路和所述第二信号处理电路相对于所述接地端C为对称结构；

所述第一信号处理电路包括偏置电阻R1、电容C1以及MOS管Q1；所述偏置电阻R1的输入端与所述第一信号传输端A连接，所述偏置电阻R1的输出端与所述电容C1的输入端连接，所述电容C1的输出端连接到所述接地端C；所述MOS管Q1的基极与所述电容C1的输入端连接，所述MOS管Q1的发射极与所述电容C1的输出端连接，所述MOS管Q1的集电极连接到所述第二信号传输端B；

所述第二信号处理电路包括偏置电阻R3、电容C3以及MOS管Q2；所述偏置电阻R3的输入端与所述第二信号传输端B连接，所述偏置电阻R3的输出端与所述电容C3的输入端连接，所述电容C3的输出端连接到所述接地端C；所述MOS管Q2的基极与所述电容C3的输入端连接，所述MOS管Q2的发射极与所述电容C3的输出端连接，所述MOS管Q2的集电极连接到所述第一信号传输端A。

本发明还提供一种手机刷卡器，包括上述的音频接口自适应电路及音频接头；音频接头的第3引脚与音频接口自适应电路的第一信号传输端A连接，音频接头的第4引脚与所述音频接口自适应电路的第二信号传输端B连接。

手机刷卡器一般将左右声道输出作为手机向刷卡器发送数据的信号线，将麦克风与地线作为刷卡器向手机传输数据的信号线。因此，为保证刷卡器向手机传输的信号波形稳定，平滑，还在音频接口自适应电路中配置了信号调理电路RC，所述信号调理电路RC的两端分别接在所述第一线路和所述第二线路上。

还包括：信号单向控制电路；所述信号单向控制电路包括第一二极管D1和第二二极管D2；所述第一二极管D1的负极和所述第二二极管D2的负极均连接到单片机的I／O口，所述第一二极管D1的正极与所述第一信号传输端A到所述偏置电阻R1的线路连接，所述第二二极管D2的正极与所述第二信号传输端B到所述偏置电阻R3的线路连接。通过信号单向控制电路，实现了刷卡器向手机传输信号的功能。

应用上述手机刷卡器的音频接口自适应方法，包括以下步骤：

S1，当将所述音频接头插入手机音频接口时，其中，手机音频接口的第3引脚与所述音频接头的第3引脚连接，音频接头的第3引脚与第一信号传输端A连接；所述手机音频接口的第4引脚与所述音频接头的第4引脚连接，音频接头的第4引脚与第二信号传输端B连接；

S2，如果所述音频接头的第3引脚检测到电压信号，同时，所述音频接头的第4引脚没有检测到电压时，则所述音频接头的第3引脚所检测到的电压信号传输到音频接口自适应电路的第一信号传输端A，然后，该电压信号经过偏置电阻R1后向电容C1充电，当电容C1端电压达到MOS管Q1导通电压时，MOS管Q1导通，由于MOS管Q1的集电极连接到第二信号传输端B，进而使手机音频接口与手机刷卡器导通；同时，判断得出所述手机音频接口的第3引脚为连接MIC的引脚，手机音频接口的第4引脚为接地引脚；

如果所述音频接头的第4引脚检测到电压信号，同时，所述音频接头的第3引脚没有检测到电压时，则所述音频接头的第4引脚所检测到的电压信号传输到音频接口自适应电路的第二信号传输端B，然后，该电压信号经过偏置电阻R3后向电容C3充电，当电容C3端电压达到MOS管Q2导通电压时，MOS管Q2导通，由于MOS管Q2的集电极连接到第一信号传输端A，进而使手机音频接口与手机刷卡器导通；同时，判断得出所述手机音频接口的第3引脚为接地引脚，连接MIC的引脚，手机音频接口的第4引脚为连接MIC的引脚。

S2之后，还包括：设置于刷卡器内的单片机向手机音频接口单向传输数据；具体为：

如果为S2中所述音频接头的第3引脚检测到电压信号的情况，则单片机输出的数据经第一二极管D1单向处理后，再经信号调理后发送到第一信号传输端A，进而传送到手机音频接口的第3引脚；

如果为S2中所述音频接头的第4引脚检测到电压信号的情况，则单片机输出的数据经第二二极管D2单向处理后，再经信号调理后发送到第二信号传输端B，进而传送到手机音频接口的第4引脚。

如图2所示，音频接口自适应电路还可以配置电源管理电路；所述电源管理电路包括：第三信号处理电路、第四信号处理电路和开关电路；并联的所述第三信号处理电路与所述第四信号处理电路再与所述开关电路串联；其中，所述第三信号处理电路的输入端连接到所述第一线路上，所述第四信号处理电路的输入端连接到所述第二线路上，所述第三信号处理电路与所述第四信号处理电路结构相同；所述开关电路与供电电源连接。具体的，第三信号处理电路包括：MOS管Q4和电容C4；所述MOS管Q4的基极与所述电容C4的输入端连接，所述MOS管Q4的发射极与所述电容C4的输出端连接，所述MOS管Q4的集电极连接到所述开关电路的输入端；第四信号处理电路包括：MOS管Q5和电容C6；所述MOS管Q5的基极与所述电容C6的输入端连接，所述MOS管Q5的发射极与所述电容C6的输出端连接，所述MOS管Q5的集电极连接到所述开关电路的输入端。开关电路包括偏置电阻R4和MOS管Q3；所述MOS管Q3的基极通过电容C5接地，还连接到所述偏置电阻R4的输入端，所述MOS管Q3的发射极连接到电池输出端，所述MOS管Q3的集电极连接到刷卡器电源输入端。

低功耗电源管理电路与音频接口自适应电路的工作原理基本相同，麦克风电压由N1或者N2输入，使对应的Q4或者Q5处于导通状态，导通后将R4端拉低，使Q3导通，并将电池电压VBT端连通到系统的3V3电源端，最终使电源导通，为整个手机刷卡器供电。即：只有当所述音频接口自适应电路检测到手机音频接口传输的电压信号时，电源管理电路中的开关电路才处于导通状态，进而使供电电源向手机刷卡器供电；否则，电源管理电路中的开关电路处于截止状态，供电电源不向手机刷卡器供电。

因此，电源控制是由手机刷卡器是否插入手机决定的，如果手机刷卡器插入手机，电源导通，系统正常工作。反之，如果手机刷卡器未插入手机，电源管理电路不会识别到麦克风端电压，因此，整个系统电源未开启，系统不工作，功耗为零。

本发明的有益效果如下：

(1)音频接口自适应电路具有结构简单的优点，仅使用极少的电子器件即完成极性的相关切换，方便手机刷卡器匹配不同类型的手机接口，从而方便用户使用。

(2)音频接口自适应电路还配置有电源管理电路，通过电源管理电路，智能管理手机刷卡器通断电情况，具有结构简单的优点。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种音频接口自适应电路，其特征在于，包括：第一信号传输端A、第二信号传输端B以及接地端C，在第一信号传输端A到接地端C之间的第一线路上设置第一信号处理电路，在第二信号传输端B到接地端C之间的第二线路上设置第二信号处理电路；其中，所述第一信号处理电路和所述第二信号处理电路相对于所述接地端C为对称结构；

所述第一信号处理电路包括偏置电阻R1、电容C1以及MOS管Q1；所述偏置电阻R1的输入端与所述第一信号传输端A连接，所述偏置电阻R1的输出端与所述电容C1的输入端连接，所述电容C1的输出端连接到所述接地端C；所述MOS管Q1的基极与所述电容C1的输入端连接，所述MOS管Q1的发射极与所述电容C1的输出端连接，所述MOS管Q1的集电极连接到所述第二信号传输端B；

所述第二信号处理电路包括偏置电阻R3、电容C3以及MOS管Q2；所述偏置电阻R3的输入端与所述第二信号传输端B连接，所述偏置电阻R3的输出端与所述电容C3的输入端连接，所述电容C3的输出端连接到所述接地端C；所述MOS管Q2的基极与所述电容C3的输入端连接，所述MOS管Q2的发射极与所述电容C3的输出端连接，所述MOS管Q2的集电极连接到所述第一信号传输端A。

2.根据权利要求1所述的音频接口自适应电路，其特征在于，还包括：信号调理电路RC，所述信号调理电路RC的两端分别接在所述第一线路和所述第二线路上。

3.根据权利要求1所述的音频接口自适应电路，其特征在于，还包括：信号单向控制电路；所述信号单向控制电路包括第一二极管D1和第二二极管D2；所述第一二极管D1的负极和所述第二二极管D2的负极均连接到单片机的I／O口，所述第一二极管D1的正极与所述第一信号传输端A到所述偏置电阻R1的线路连接，所述第二二极管D2的正极与所述第二信号传输端B到所述偏置电阻R3的线路连接。

4.根据权利要求1所述的音频接口自适应电路，其特征在于，还包括：电源管理电路；

所述电源管理电路包括：第三信号处理电路、第四信号处理电路和开关电路；并联的所述第三信号处理电路与所述第四信号处理电路再与所述开关电路串联；其中，所述第三信号处理电路的输入端连接到所述第一线路上，所述第四信号处理电路的输入端连接到所述第二线路上，所述第三信号处理电路与所述第四信号处理电路结构相同；所述开关电路与供电电源连接。

5.根据权利要求4所述的音频接口自适应电路，其特征在于，所述第三信号处理电路包括：MOS管Q4和电容C4；所述MOS管Q4的基极与所述电容C4的输入端连接，所述MOS管Q4的发射极与所述电容C4的输出端连接，所述MOS管Q4的集电极连接到所述开关电路的输入端；

所述第四信号处理电路包括：MOS管Q5和电容C6；所述MOS管Q5的基极与所述电容C6的输入端连接，所述MOS管Q5的发射极与所述电容C6的输出端连接，所述MOS管Q5的集电极连接到所述开关电路的输入端。

6.根据权利要求4所述的音频接口自适应电路，其特征在于，所述开关电路包括偏置电阻R4和MOS管Q3；所述MOS管Q3的基极通过电容C5接地，还连接到所述偏置电阻R4的输入端，所述MOS管Q3的发射极连接到电池输出端，所述MOS管Q3的集电极连接到刷卡器电源输入端。

7.一种手机刷卡器，其特征在于，包括权利要求1-6任一项所述的音频接口自适应电路及音频接头；所述音频接头的第3引脚与所述音频接口自适应电路的第一信号传输端A连接，所述音频接头的第4引脚与所述音频接口自适应电路的第二信号传输端B连接。

8.一种应用权利要求7所述手机刷卡器的音频接口自适应方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1，当将所述音频接头插入手机音频接口时，其中，手机音频接口的第3引脚与所述音频接头的第3引脚连接，音频接头的第3引脚与第一信号传输端A连接；所述手机音频接口的第4引脚与所述音频接头的第4引脚连接，音频接头的第4引脚与第二信号传输端B连接；

S2，如果所述音频接头的第3引脚检测到电压信号，同时，所述音频接头的第4引脚没有检测到电压时，则所述音频接头的第3引脚所检测到的电压信号传输到音频接口自适应电路的第一信号传输端A，然后，该电压信号经过偏置电阻R1后向电容C1充电，当电容C1端电压达到MOS管Q1导通电压时，MOS管Q1导通，由于MOS管Q1的集电极连接到第二信号传输端B，进而使手机音频接口与手机刷卡器导通；同时，判断得出所述手机音频接口的第3引脚为连接MIC的引脚，手机音频接口的第4引脚为接地引脚；

如果所述音频接头的第4引脚检测到电压信号，同时，所述音频接头的第3引脚没有检测到电压时，则所述音频接头的第4引脚所检测到的电压信号传输到音频接口自适应电路的第二信号传输端B，然后，该电压信号经过偏置电阻R3后向电容C3充电，当电容C3端电压达到MOS管Q2导通电压时，MOS管Q2导通，由于MOS管Q2的集电极连接到第一信号传输端A，进而使手机音频接口与手机刷卡器导通；同时，判断得出所述手机音频接口的第3引脚为接地引脚，连接MIC的引脚，手机音频接口的第4引脚为连接MIC的引脚。

9.根据权利要求8所述的音频接口自适应方法，其特征在于，S2之后，还包括：设置于刷卡器内的单片机向手机音频接口单向传输数据；具体为：

如果为S2中所述音频接头的第3引脚检测到电压信号的情况，则单片机输出的数据经第一二极管D1单向处理后，再经信号调理后发送到第一信号传输端A，进而传送到手机音频接口的第3引脚；

如果为S2中所述音频接头的第4引脚检测到电压信号的情况，则单片机输出的数据经第二二极管D2单向处理后，再经信号调理后发送到第二信号传输端B，进而传送到手机音频接口的第4引脚。

10.根据权利要求8所述的音频接口自适应方法，其特征在于，S2之后，还包括：

只有当所述音频接口自适应电路检测到手机音频接口传输的电压信号时，电源管理电路中的开关电路才处于导通状态，进而使供电电源向手机刷卡器供电；否则，电源管理电路中的开关电路处于截止状态，供电电源不向手机刷卡器供电。