CN105187985B - 具有麦克风信号mic与gnd自动切换功能的耳机 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种具有麦克风信号MIC与GND自动切换功能的耳机，包括四通道音频插头，所述插头包括第一接点、第二接点、第三接点及第四接点、控制电路，所述第一接点、第二接点电连接左声道输出、右声道输出，第三接点、第四接点电连接控制电路的输入端，控制电路的输出端电连接MIC引脚、GND引脚，控制电路包括检测第三接点电平、第四接点电平的检测电路、MIC引脚/GND引脚切换电路，检测第三接点电平、第四接点电平的检测电路电连接所述MIC引脚/GND引脚切换电路；上述结构的具有麦克风信号MIC与GND自动切换功能的耳机根据麦克风接点和接地接点的电平不同，来识别不同标准的手机接口，从而自适应该手机接口。

Description

具有麦克风信号MIC与GND自动切换功能的耳机

技术领域

本发明涉及手机音频设备，尤其涉及一种具有麦克风信号MIC与GND自动切换功能的耳机。

背景技术

目前国际上通用的手机耳机接口标准有两个，一个是OMTP的标准(国标)，一个是CTIA的标准(国际标准)。一般来讲，国际厂商大部分使用的是CTIA标准，如美国、香港和其它国际市场的iPhone耳机，而国内的行货产品则需要支持OMTP标准。

CTIA标准的3.5毫米耳机接口：插针接法是左声道-右声道-地线-麦克风。CTIA标准是目前市场上最流行、使用量最大的接法。OMTP标准3.5毫米耳机接口：插针接法是左声道-右声道-麦克风-地线。OMTP标准在国际上是小众，但在国内是唯一发布执行的标准，因而通常被叫做国家标准或国标。因此市面上的耳机通常也有两种，以适应不同的应用需求。这样就导致一副耳机，并不是所有时候都能通用的。

为了解决一副耳机能适应着两个标准，目前市场的解决方案是在耳机上增加一个双刀双掷开关1，进行手动线控切换，原理图见图1。使用过程中，还需要进行手动切换双刀双掷开关1才能对应不同标准的手机输出MIC，使用很不方便。

本发明就是依据市场的需求，提供一种电路结构和电路，用在耳机中，代替双刀双掷开关1，自动切换麦克风MIC和地线，使得一副耳机能适应不同标准的应用需求。

发明内容

本发明的目的在于克服上述不足，提供一种具有麦克风信号MIC与GND自动切换功能的耳机，该具有麦克风信号MIC与GND自动切换功能的耳机检测时灵敏度高、准确可靠。

为了达到上述技术目的，本发明采用以下技术方案：

一种具有麦克风信号MIC与GND自动切换功能的耳机，包括四通道音频插头、控制电路，所述插头包括第一接点、第二接点、第三接点及第四接点，其第一接点为左声道信号，第二接点为右声道信号，第三接点为MIC信号或GND信号，第四接点为GND信号或MIC信号，所述第一接点电连接左声道输出，所述第二接点电连接右声道输出，所述第三接点、第四接点电连接所述控制电路的输入端，所述控制电路的输出端电连接MIC引脚、GND引脚，所述控制电路包括检测第三接点电平、第四接点电平的检测电路、MIC引脚/GND引脚切换电路，所述控制电路用于检测第三接点及第四接点电平，将检测识别出的接点信号导通至相应的MIC引脚或GND引脚。

所述控制电路包括检测第三接点电平、第四接点电平的检测电路、MIC引脚/GND引脚切换电路，所述检测第三接点电平、第四接点电平的检测电路电连接所述MIC引脚/GND引脚切换电路。也就是说，所述包括控制电路，使用所述第三接点、第四接点作为控制电路的输入，检测第三接点电平，检测第四接点电平，识别出MIC(引脚)和GND(引脚)作为输出，麦克风及其滤波电容连接于识别出的MIC引脚和GND引脚，左右声道的音频信号通过所述控制电路识别出GND引脚端形成回路。

上述的具有麦克风信号MIC与GND自动切换功能的耳机，所述控制电路，包括第一PMOSFET(P-channel Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor)、第二PMOSFET(P-channel Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor)，第一NMOSFET(N-channel Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor)、第二NMOSFET(N-channel Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor)，所述第一PMOSFET的栅极电连接于第三接点/第四接点、漏极电连接于第四接点/第三接点、源极电连接于MIC引脚；所述第二PMOSFET的栅极电连接于第四接点/第三接点、漏极电连接于第三接点/第四接点、源极电连接于MIC引脚，所述第一PMOSFET、第二PMOSFET所在的N阱(Bulk)电连接于MIC引脚；所述第一NMOSFET的栅极电连接于第三接点/第四接点、漏极电连接于第四接点/第三接点、源极电连接于GND引脚；所述第二NMOSFET的栅极电连接于第四接点/第三接点、漏极电连接于第三接点/第四接点、源极电连接于GND引脚，所述第一NMOSFET、第二NMOSFET所在的P阱(Bulk)连接于GND引脚。

上述的具有麦克风信号MIC与GND自动切换功能的耳机，所述控制电路，可以使用双极晶体管来实现，包括第一PNP三极管、第二PNP三极管，第一NPN三极管、第二NPN三极管、第一电阻、第二电阻、第三电阻和第四电阻，所述第一PNP三极管的发射极电连接于第三接点/第四接点、集电极电连接于识别出的MIC引脚、基极电连接于第二电阻的一端；所述第二PNP三极管的发射极电连接于第四/第三接点、集电极电连接于MIC引脚、基极电连接于第一电阻的一端；所述第一NPN三极管的发射极电连接于第三接点/第四接点、集电极电连接于GND引脚、基极电连接于第四电阻的一端；所述第二NPN三极管的发射极电连接于第四接点/第三接点、集电极电连接于GND引脚、基极电连接于第三电阻的一端；第一电阻的另外一端电连接于第三接点/第四接点(第一PNP三极管和第一NPN三极管的发射极)，第二电阻R的另外一端连接于第四接点/第三接点(第二PNP三极管和第二NPN三极管的发射极)，第三电阻的另外一端连接于第三接点/第四接点(第一PNP三极管和第一NPN三极管的发射极)，第四电阻的另外一端连接于第四接点/第三接点(第二PNP三极管和第二NPN三极管的发射极)。

上述的具有麦克风信号MIC与GND自动切换功能的耳机，其还可包括ESD保护单元，所述ESD保护单元，所述ESD保护单元的一端连接于所述控制电路的输入端，另一端连接于所述控制电路的输出端。

上述的具有麦克风信号MIC与GND自动切换功能的耳机，其还可包括限流装置，所述限流装置连接于所述控制电路的输出端。

本发明相比现有技术具有以下优点：

本发明具有麦克风信号MIC与GND自动切换功能的耳机，根据接点的电平不同识别手机接口，从而自动适应手机接口，不需手动，使用方便。

附图说明

图1为现有双刀双掷切换的耳机的电路示意图。

图2为本发明实施例1中耳机的电路示意图。

图3为本发明实施例2中的控制电路的示意图。

图4为本发明实施例3中的电路结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本发明进行进一步的说明：

本发明提供的一种具有麦克风信号MIC与GND自动切换功能的耳机，包括四通道音频插头，所述插头包括第一接点、第二接点、第三接点及第四接点，其第一接点为左声道信号，第二接点为右声道信号，第三接点为MIC信号或GND，第四接点为GND或MIC信号，所述第一接点电连接左声道输出，所述第二接点电连接右声道输出，所述包括控制电路，使用所述第三接点、第四接点作为控制电路的输入，检测第三接点电平，检测第四接点电平，根据电平的差异，识别出MIC信号或GND信号，从而将识别出的信号电连接至MIC引脚或GND引脚作为输出，麦克风及其滤波电容连接于识别出的MIC引脚和GND引脚，左右声道的音频信号通过所述控制电路识别出GND引脚端形成回路。

本发明提供的MIC和GND自动切换电路的原理是利用半导体元件(NMOSFET、PMOSFET或NPN、PNP管)的开关特性，结合在耳机接口中MIC信号和GND的直流电平存在的差异，进行推挽驱动的方式，识别出MIC信号和GND信号。控制电路的详细说明分别见实施实例1和实施实例2。

实施例1：具体来说，如图2所示，所述控制电路1’包括第一PMOSFET P1、第二PMOSFET P2，第一NMOSFET N1、第二NMOSFET N2，所述第一PMOSFET P1的栅极电连接于第三接点/第四接点、漏极电连接于第四接点/第三接点、源极电连接于识别出的MIC引脚；所述第二PMOSFET P2的栅极电连接于第四接点/第三接点、漏极电连接于第三接点/第四接点、源极电连接于识别出的MIC引脚，所述所有PMOSFET所在的N阱(Bulk)电连接于识别出MIC引脚；所述第一NMOSFET N1的栅极电连接于第三接点/第四接点、漏极电连接于第四接点/第三接点、源极电连接于识别出的GND引脚；所述第二NMOSFET N2的栅极电连接于第四接点/第三接点、漏极电连接于第三接点/第四接点、源极电连接于识别出的GND引脚，所述所有NMOSFET所在的P阱(Bulk)电连接于识别出GND引脚。

上述结构的控制电路，其基本工作原理是，由于MIC信号和GND信号的直流电平存在差异，如果第一PMOSFET P1和第一NMOSFET N1的栅极GND/MIC端(即第三接点)是MIC信号，则MIC/GND端(即第四接点)是GND信号，只要MIC信号的电平比NMOSFET的开启电压高，则第一NMOSFET N1导通，第一NMOSFET N1的漏极接了MIC/GND端(即第四接点)，此时是GND信号，第二PMOSFET P2和第二NMOSFET N2的栅极也接在了MIC/GND端，使得第二NMOSFET N2截止，同时，第一PMOSFET P1截止，第二PMOSFET P2导通，这样，作为GND/MIC端的MIC信号通过第二PMOSFET P2传递至MIC引脚上，MIC/GND端的GND信号通过第一NMOSFET N1传递到GND引脚上。当然，如果反过来第一PMOSFET P1和第一NMOSFET N1的栅极GND/MIC端(即第三接点)是GND信号，而MIC/GND端(即第四接点)是MIC信号，其工作原理也是如此，在此不再赘述。

实施例2：控制电路的另一种结构，如图3所示，所述控制电路包括第一PNP三极管、第二PNP三极管，第一NPN三极管、第二NPN三极管、第一电阻R1、第二电阻R2。所述第一PNP三极管的发射极电连接于第三接点/第四接点、集电极电连接于识别出的MIC、基极电连接于第二电阻R2的一端；所述第二PNP三极管的发射极电连接于第四接点/第三接点、集电极电连接于识别出的MIC、基极电连接于第一电阻R1的一端；所述第一NPN三极管的发射极电连接于第三接点/第四接点、集电极电连接于识别出的GND、基极电连接于第四电阻R4的一端；所述第二NPN三极管的发射极电连接于第四接点/第三接点、集电极电连接于识别出的GND、基极电连接于第三电阻R3的一端；第一电阻R1的另外一端电连接于第三接点/第四接点(第一PNP三极管和第一NPN三极管的发射极)，第二电阻R2的另外一端电连接于第四接点/第三接点(第二PNP三极管和第二NPN三极管的发射极)，第三电阻R3的另外一端电连接于第三接点/第四接点(第一PNP三极管和第一NPN三极管的发射极)，第四电阻R4的另外一端电连接于第四接点/第三接点(第二PNP三极管和第二NPN三极管的发射极)。

上述结构的控制电路，其基本工作原理是，利用耳机接口中，由于MIC信号和GND信号的直流电平存在的差异，如果GND/MIC端(即第三接点)是MIC信号，则MIC/GND端(即第四接点)是GND信号，GND/MIC端通过第二电阻R2电连接在第一PNP三极管的发射极和通过第四电阻R4电连接于第一NPN三极管的基极上，只要MIC信号的电平能比第一NPN三极管导通电压高，则第一NPN三极管导通；第一NPN三极管的发射极电连接的是MIC/GND端(即第四接点)，此时是GND信号，该信号也通过第一电阻R1接在了第二PNP三极管发射极和通过第三电阻R3电连接于第二NPN三极管的基极，使得第二NPN三极管截止；同时，第一PNP三极管截止，第二PNP三极管导通，这样，GND/MIC端的MIC信号的通过第二PNP三极管传递至MIC引脚上，MIC/GND端的GND信号通过第一NPN三极管传递到GND引脚上，由于PNP和NPN这种双极晶体管是电流驱动型元件，第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3和第四电阻R4的作用是限制基极电流，减少基极电流对MIC信号的影响。当然，如果反过来GND/MIC端(即第三接点)是GND信号，而MIC/GND端(即第四接点)是MIC信号，其工作原理也是如此，在此不再赘述。

上述结构的具有麦克风信号MIC与GND自动切换功能的耳机，在检测第三接点、第四接点电平的同时就完成了对应的MIC引脚或GND引脚的切换，能够自动适应不同标准的手机接口。

实施例3：如图4所示，上述的具有麦克风信号MIC与GND自动切换功能的耳机除了上述控制结构之外，还可以根据需要包括ESD保护单元、限流装置，其中数个ESD保护单元的一端连接于所述GND/MIC端与控制电路之间的线路上，另一端连接于控制电路的输出端，保护回路。所述限流装置连接于所述控制电路的输出端，限制回路电流，防止电流过大。当然ESD单元、限流单元并不是必须的，其是根据实际需要设置的。

Claims (3)

1.一种具有麦克风信号MIC与GND自动切换功能的耳机，包括四通道音频插头，所述插头包括第一接点、第二接点、第三接点及第四接点，其第一接点为左声道信号，第二接点为右声道信号，第三接点为MIC信号或GND信号，第四接点为GND信号或MIC信号，所述第一接点电连接左声道输出，所述第二接点电连接右声道输出，其特征在于：还包括控制电路，所述第三接点、第四接点电连接所述控制电路的输入端，所述控制电路的输出端电连接MIC引脚、GND引脚，所述控制电路用于检测第三接点及第四接点电平，将检测识别出的接点信号导通至相应的MIC引脚或GND引脚；

所述控制电路包括第一PNP三极管、第二PNP三极管，第一NPN三极管、第二NPN三极管、第一电阻、第二电阻、第三电阻和第四电阻，所述第一PNP三极管的发射极电连接于第三接点/第四接点、集电极电连接于MIC引脚、基极电连接于第二电阻的一端；所述第二PNP三极管的发射极电连接于第四/第三接点、集电极电连接于MIC引脚、基极电连接于第一电阻的一端；所述第一NPN三极管的发射极电连接于第三接点/第四接点、集电极电连接于GND引脚、基极电连接于第四电阻的一端；所述第二NPN三极管的发射极电连接于第四接点/第三接点、集电极电连接于GND引脚、基极电连接于第三电阻的一端；第一电阻的另外一端电连接于第三接点/第四接点，第二电阻的另外一端连接于第四接点/第三接点，第三电阻的另外一端连接于第三接点/第四接点，第四电阻的另外一端连接于第四接点/第三接点。

2.根据权利要求1所述的具有麦克风信号MIC与GND自动切换功能的耳机，其特征在于：还可包括ESD保护单元，所述ESD保护单元，所述ESD保护单元的一端连接于所述控制电路的输入端，另一端连接于所述控制电路的输出端。

3.根据权利要求1所述的具有麦克风信号MIC与GND自动切换功能的耳机，其特征在于：还可包括限流装置，所述限流装置连接于所述控制电路的输出端。