CN105210384B - 检测电路 - Google Patents

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Abstract

电路检测经由多电极连接器可拆卸地连接到其上的附件的特性。该电路具有用于耦合到所述连接器的相应第一、第二和第三电极的第一、第二和第三端子，并且具有用于提供可以从其推导附件的特性的估算值的输出。在该电路中，第一电流源电路耦合到所述第一电路端子用于提供第一电流。开关网络包括第一、第二、第三和第四开关网络端子，所述第一开关网络端子耦合到参考电位，所述第二开关网络端子耦合到所述第二电路端子，并且所述第三开关网络端子耦合到所述第三电路端子。比较器电路提供比较信号，它的第一输入端子耦合到所述第一电路端子。具有耦合到所述第二比较器输入端子的监视器节点和耦合到所述第四开关网络端子的输出节点的第二电流源电路提供到所述开关网络的第二电流。所述第一电流源电路和所述第二电流源电路的至少一个响应于数字控制字码改变所述第一电流或所述第二电流。提供控制逻辑用于操作性地控制所述开关网络的互连状态，用于响应于所述比较信号调节所述数字控制字码直到在所述第一电路端子的电压等于在所述监视器节点的电压，以及用于作为估算值供应与互连状态关联的所述已调节数字控制字码到所述输出。

Description

检测电路
技术领域
本发明涉及一种检测电路并且更具体地涉及一种用于检测连接到电路的设备的特性的电路。
背景技术
提供具有附件设备例如头戴耳机的电子设备例如移动电话、平板计算机、录音音乐播放设备等是已知的。
在许多情况下，附件设备可以提供有电子设备，因此应该没有互相兼容性的问题。然而，在附件设备例如头戴耳机的情况下，用户可能希望使用具有多个电子设备的单个附件设备或具有指定电子设备的不同附件设备，并且然后需要确保每个电子设备可与当前连接的附件操作性兼容。
许多头戴耳机设置有四导体，即四电极，可以插入四导体、即四电极的插头套接在电子设备中。通常，两个插头导体将连接到在头戴耳机中的相应扬声器以便提供立体声音。另外两个导体，一个将连接到在头戴耳机中的麦克风，而另一个将连接到地线。然而，不同的头戴耳机具有带有不同极性的麦克风。也就是，麦克风和地线连接部设置在插头的不同电极上。一些头戴耳机可能不包括麦克风，在这种情况下两个插头导体可以短路在一起，或者三个导体插头可以插入四导体插座。
为了电子设备和头戴耳机成功地操作，需要电子设备识别在插头上的麦克风电极的存在和位置。
此外，扬声器的阻抗将从一个头戴耳机到另一个地改变。例如一些头戴耳机具有8Ω的扬声器，而其他头戴耳机具有16Ω或32Ω的扬声器，并且确实也已知会使用其他的阻抗。
发明内容
驱动扬声器的电子设备基于扬声器的阻抗适应驱动信号或驱动电路的操作是有利的，因此，因为这样是可能的，需要电子设备检测扬声器的阻抗。
根据本发明的第一方面，提供了电路，其用于检测经由多电极连接器可拆卸地连接到其上的附件的特性，该电路包括：
第一、第二和第三电路端子，用于耦合到所述连接器的相应第一、第二和第三电极；
输出，用于提供可以从该输出推导附件的特性的估算值；
第一电流源电路，耦合到所述第一电路端子用于提供第一电流；
开关网络，包括第一、第二、第三和第四开关网络端子，所述第一开关网络端子耦合到参考电位，所述第二开关网络端子耦合到所述第二电路端子，并且所述第三开关网络端子耦合到所述第三电路端子；
比较器电路包括第一和第二输入端子用于提供比较信号，所述第一输入端子耦合到所述第一电路端子；
第二电流源电路，具有耦合到所述第二比较器输入端子的监视器节点和耦合到所述第四开关网络端子的输出节点，用于提供第二电流到所述开关网络；
所述第一电流源电路和所述第二电流源电路的至少一个响应于数字控制字码，以改变所述第一电流或所述第二电流；以及
控制逻辑，用于操作性地控制所述开关网络的互连状态，用于响应于所述比较信号调节所述数字控制字码直到在所述第一电路端子的电压等于在所述监视器节点的电压，以及用于作为估算值供应与互连状态关联的所述已调节数字控制字码到所述输出。
根据本发明的第二方面，提供了一种电子设备，包括根据第一方面所述的电路。
根据本发明的第三方面，一种借由如第一方面所述的检测电路确定附件的特性的方法，该方法包括：
设置所述开关网络到第一开关网络状态并且调节所述数字控制字码直到它到达第一估算值，在该估算值在所述第一电路端子处的电压等于所述监视器电压；以及
随后设置所述开关网络到不同于所述第一开关网络状态的第二开关网络状态并且调节所述数字控制字码直到它到达第二估算值，在该估算值在所述第一电路端子处的电压等于所述监视器电压；以及
基于所述数字控制字码的所述第一和第二估算值确定所述附件的所述特性。
根据本发明的第四方面，提供了一种计算机程序产品，包括用于导致控制设备执行第三方面的方法的计算机可读代码。
这样具有可以由相同电路提供所需的检测输出以便于最小化用于该模拟功能的芯片的优点，尤其是集成电路在具有小型最小化特征尺寸，即W/L，以提供密集数字电路但模拟功能相对物理地保持为较大的先进流程上制造的情况。
附图说明
为了更好地理解本发明，并且为了示出它如何被实现，现在借由示例参考附图，其中：
图1图解说明根据本发明第一方面的通信设备；
图2a和图2b图解说明已知插座导体配置的示例；
图3a至图3e图解说明到在附件中的插头的各种阻抗连接；
图4图解说明根据本发明一方面的检测电路的一般形式；
图5图解说明根据本发明的第一检测电路；
图6图解说明根据本发明的第二检测电路；
图7图解说明可以使用来取代在图6的检测电路中的泄漏电阻器的可开关泄漏电阻器；
图8图解说明根据本发明的第三检测电路；
图9图解说明可以使用来取代在图8的检测电路中的限流电阻器的可开关限流电阻器；
图10a图解说明图5的检测电路的第一应用；
图10b图解说明图5的检测电路的第二应用；
图10c图解说明图5的检测电路的第三应用；
图10d图解说明图5的检测电路的第四应用；
图11a图解说明图5的检测电路的第五应用；
图11b图解说明图5的检测电路的第六应用；
图11c图解说明图5的检测电路的第七应用；
图11d图解说明图5的检测电路的第八应用；
图12a图解说明图5的检测电路的第九应用；
图12b图解说明图5的检测电路的第十应用；
图12c图解说明图5的检测电路的第十一应用；
图12d图解说明图5的检测电路的第十二应用；
图13a图解说明图6的检测电路的第一应用；
图13b图解说明图6的检测电路的第二应用；
图13c图解说明图6的检测电路的第三应用；
图13d图解说明图6的检测电路的第四应用；
图14a图解说明图6的检测电路的第五应用；
图14b图解说明图6的检测电路的第六应用；
图14c图解说明图6的检测电路的第七应用；
图14d图解说明图6的检测电路的第八应用；
图15a图解说明图6的检测电路的第九应用；
图15b图解说明图6的检测电路的第十应用；
图15c图解说明图6的检测电路的第十一应用；
图15d图解说明图6的检测电路的第十二应用；
图16图解说明根据本发明的第四检测电路；
图17图解说明根据本发明的第五检测电路；
图18图解说明根据本发明的第六检测电路；
图19图解说明根据本发明的检测电路的一般形式，以及它到电子设备的其他部件的连接部；
图20图解说明在图19的检测电路中的开关网络的一个可能形式；
图21为根据本发明的检测电路的一般视图；以及
图22为根据本发明的检测电路的另一个一般视图。
具体实施方式
图1图解说明根据本发明一方面的电子设备10。作为一个示例，电子设备10可以呈现通信设备例如智能手机的形式，但是它也可以是没有无线通信装置的便携式计算设备，或者录音音乐播放设备，游戏控制台等，或者插入在比方说头戴耳机或游戏控制器附件与通信设之间的适配器。
例如具有耳塞或具有耳内的或附在耳上的头戴听筒的头戴耳机12可以借由电线14、即多个隔离导体连接到通信设备10，电线14具有可以插入提供在通信设备10中的插座16的插头(在图1中未示出)。虽然本发明在本文中描述关于该头戴耳机的特性，但是应该认识到本发明相似地可应用来检测其他附件设备例如线路负载或对接台或喇叭扩音器适配器的特性。虽然本发明在本文中描述关于包括麦克风的附件，但是包括例如媒体播放器或摄像录像机的其他电子设备可以提供视频在插头的其中一个电极上和/或在插头的其中一个电极上接收视频，并且可以正确地检测在附件中的该视频线路阻抗。
插座16连接到检测电路18，其在下面更详细地描述。图1表示被与其他部件独立地提供的检测电路，但是检测电路18可以方便地形成为例如用于驱动附件设备12的更大集成电路的一部分。
在该图示实施例中，插座16，以及检测电路18都借由音频接线器、即音频数字信号编解码器的集成电路24与通信设备10的其他部件例如应用处理器20和基带，即通信处理器22以及未在图1中示出的其他部件例如无线调制解调器、内置扬声器，和/或一个或多个内置麦克风互连。这些其他部件的操作是常规的，因此在本文中将不详细描述，除非理解本发明所需要。
在图示实施例中，插头是3.5mm的多电极插头，并且插座16适合于接纳该插头。3.5mm的多电极插头通常设置在附件上，其包括多个变换器例如麦克风和扬声器的上，并且每个变换器的一个端子连接到插头的相应电极，而每个变换器的其他端子连接到在插头上的公共连接部，意在插入插座时接地，并且因此有时候称为插头的地电极。
当经由多电极插头将附件例如头戴耳机连接到便携式设备时，识别负载(例如扬声器)的阻抗是多少是有利的，以便可以(例如通过修改驱动电路的一个或多个参数例如偏置电流、电源电压、电荷泵或DC-DC转换器时钟频率或操作模式，或最大安全极限功率等级)优化驱动电路操作。
并且对于多电极插头具有多个各种连接即电极分配，因此识别插头的哪个电极连接到公共连接部而哪个其他电极连接到麦克风、扬声器或视频线等是重要的，以便在电子设备内可以实现恰当的接地和信号连接。
将会认识到本文公开的原理可应用于其他插头和插座，例如，该插头和插座可以具有不同数量的电极，包括4、5、6、7或8个，和/或可以具有不同的布线布置和/或各种机械构造。
如图2a和2b所示，插头通常在连结电线或电缆的端部处具有“套”导体或电极S，并且在另一个端部处具有尖锐的“尖”导体或电极T。在这两个之间可能具有一个或多个“环”电极，R,R1,R2等。图2a的插头可以称为“尖-环-套”或TRS插头。图2b的插头可以称为“尖-环-环-套”或TRRS插头。下面概括地讲，插头的电极，与它们是尖、环、或套连接无关，都标记为PP1、PP2等，认识到插头连接系统设计为具有电极顺序和功能的多种变形。
如图3a至3e所示，这些电极可以以许多不同方式布线到附件的变换器或其他部件。
图3a图解说明具有布线到阻抗ZM的麦克风52的一个端子的电极PP2、以及布线到阻抗ZL的扩音器线圈50的一个端子的电极PP1的插头，其中PP1布线到这两个变换器两者的其他端子的公共连接部。
图3b图解说明仅具有扬声器50的插头，其中一个端子布线到电极PP3，而其他端子布线到PP1和PP2两者。
图3c图解说明与图3a相似布线的插头，但其中麦克风52布线到选择为由PP1而不是PP2表示的物理电极。
图3d表示与图3c相似布线的插头，但其中附加电极PP4布线到第二扬声器50A(扬声器50、50A或许是头戴耳机的左和右扬声器)。
本领域的技术人员将会认识到，插头的电极的布置已经只不过总是设计选择或商业性能，因为关于它们如何排序，不管地电极例如是在麦克风电极与左或右扬声器电极之间或者不管麦克风电极例如是在接地电极与左或右扬声器电极之间，都没有技术效果的。
图3e图解说明与图3d相似布线的六电极插头，但其中额外两个电极PP5和PP6布线到两个附加扬声器52A，可能扬声器设计来拾取环境噪音用于环境噪音消除目的。
连接的许多其他变形是已知的，还可能包括一个或多个用于电源连接或者用于数字或视频信号的的连接器，并且具有高达至少八个的电极。
虽然下面描述的实施例涉及插头48和插座16，但是在其他实施例中连接器元件48可以是母连接器并且连接器16可以是公连接器。并且机械变形是可能的，例如具有额外突出或杯形接触端子，或者具有销而不是接触表面，特别是对于具有大量电极的连接器。
图4图解说明本发明的特征。
附件59可能包括具有阻抗ZL的扬声器50，具有ZM的麦克风52，以及公共即地线连接部COM。这些以初始未知的方式布线到多电极连接器例如插头的电极PP1、PP2和PP3。插头电极PP1、PP2和PP3在使用中与接纳连接器(通常为电子设备例如上述的设备10的插座)的相应电极SP1、SP2、SP3匹配。
这些插座电极SP1、SP2、SP3连接到也可以容纳在设备10中的检测电路18的相应端子42、44、46。检测电路18设计来产生测量数据，电路20例如处理器可以从其确定阻抗和/或识别已插入附件插头的COM连接。处理器20也可以容纳在设备10中或者可以是一些其他连接设备。处理器20和一些或全部检测电路18可以是单个集成电路的全部或一部分，或者可以是多个集成电路的全部或一部分。
检测电路18包括第一电流源电路160，其经由端子46耦合到电源电流，端子46也连接到比较器80的一个输入端子即节点。比较器80的其他输入端子耦合到第二电流源电路170的监视器节点即端子76，第二电流源电路170经由开关网络150发源电流通过电路节点74到端子42、44的一个或另一个。开关150的网络也可以可开关地将端子42、44的一个或另一个连接到地线。
在操作中，控制逻辑40数字地控制电流源电路160(或者可能电流源电路170或者两者)以调节一个或两个发源电流直到在端子76上的监视器电压VM尽可能地等于在节点46上的电压VP，如由比较器80检测。对应于该相等情况、或可能不同但相应的代码字码的控制逻辑字码或代码然后被输入到电路20，可能由软件控制的一般目的计算电路，以根据开关网络150的不同配置在一个或多个测量值的基础上推导已插入附件48的参数。
泄漏电阻器(RB)90和限流电阻器(RC)99示出为连接到第一电流源电路160。这些电阻器(RB、RC)可以不存在于一些实施例中，其中电阻器90可以由开路取代和/或电阻器99可以由短路取代。它们的使用在下面解释。
下面详细地描述特定实施例的操作。
检测电路18可以是集成电路或集成电路的一部分，在这种情况下端子42、44、46可以是销或焊盘等。替代地，电路18的一些或全部可以是例如在印刷电路板上的分立部件，在这种情况下这些端子可以是在PCB上的销或其他可连接节点或端子，或者可以是刚好对应于在PCB上的线迹或焊盘的节点或端子。为了简化，我们就将端子42、44和46称为端子。
图5更详细地表示在一个实施例中的检测电路18。
检测电路18的操作由控制逻辑模块40控制，控制逻辑模块40在该图示实施例中输送输出数据到独立处理器，独立处理器可以例如呈现在智能手机中的应用处理器20的形式。当然可以认识到，处理器可以提供为检测电路的一部分或者反之亦然。
检测电路18具有三个输入/输出端子42、44、46，它们示出为连接到插座16的相应三个电极SP1、SP2和SP3。
图5表示这样的情况，附件59的插头48插入设备10的插座16，并且插头48在该具体实施例中布线为，具有阻抗ZL的扬声器50连接到插头电极PP3并且连接到相应插座电极SP3，并且具有ZM的麦克风52连接到插头电极PP2并且连接到相应插座电极SP2，而公共连接部COM连接到插头电极PP1并且连接到相应插座电极SP1。然而，检测电路的一个目的在于识别插头48如何布线，即，它到附件电路的阻抗元件的连接性，因此该布置在使用检测电路时没有提前知道。
检测电路18包括可变电流源60，其包括从控制逻辑模块40接收控制字码并且响应于其产生电流IDAC的数模转换器(DAC)(未在图5中专门示出)。例如，电流IDAC可以以比方说每4μA1024步可控制。为了避免音频人工信号，电流源60可以由控制逻辑或由内部电路控制来确保电流IDAC足够缓慢地数字地上下爬坡，任何变化都不产生可听见效果。
可变电流源60耦合到检测电路18的端子46。
检测电路18还包括第二电流源电路，其包括产生电流IREF的固定电流源70，和连接在固定电流源70与节点74之间的具有电阻RREF的电阻器72。固定电流源70在监视器节点76处连接到电阻器72。
在端子46处的电压VP被传送到比较器80的第一输入，而在监视器节点76处的监视器电压VM被传送到比较器80的第二输入。比较器80的输出被传送到控制逻辑模块40。
端子42通过第一开关SA可开关连接到地线，并且通过第二开关SZ可开关连接到节点74。端子44通过第三开关SB可开关连接到地线，并且通过第四开关SY可开关连接到节点74。
开启和闭合开关SA和SB确定可变电流IDAC在流过连接到插座电极SP3的任何负载(例如，ZL)之后是否通过连接到插座电极SP1的任何负载或通过连接到插座电极SP2的任何负载(例如，ZM)返回到地线。
相似地，开启和闭合开关SA、SZ、SB和SY确定节点74是否直接连接到地线，或者电流IREF是否通过连接到插座电极SP1或SP2其中一个的任何负载流到地线。开关的开启和闭合可以通过从处理器20或控制逻辑模块40发送的信号控制，以便确保检测电路以期望配置操作。
更具体地，将详细描述四种开关配置，即当开关SA和SB其中一个闭合(也就是，流过电流)时，另一个开启，以及当开关SY和SZ其中一个闭合(也就是，流过电流)时，另一个开启。
在端子46处的电压VP和在节点76处的电压VM依赖于IDAC和IREF，并且依赖于这些端子连接到的电阻器网络。在所述四种可能配置每种中，检测电路的操作为，变化可变电流IDAC直到比较器80指示在(在比较器80的第一输入上的)端子46处的电压VP尽可能接近地等于在(在比较器80的第二输入上的)节点76处的电压VM。驱动在可变电流源60内的DAC的控制字码CODE然后依赖于什么样的负载阻抗耦合到销42、44和46，即，依赖于什么附件阻抗连接到电极PP1、PP2和PP3。
下面将更详细地描述这些。
图6更详细地表示在第二实施例中的检测电路18的替代形式。在一些情况中，例如如果电阻ZL相对较大，例如可以通过与头戴听筒负载(例如，4Ω－300Ω)相对的线路负载(例如，1kΩ－10kΩ)发现的，在端子46处的电压可以较大用于正确操作在驱动负载的可变电流源60内的DAC。在这种情况下，在端子46与节点72之间提供具有比方说64Ω电阻RB的附加泄漏电阻器90是有利的。在某些开关配置中，该泄漏电阻器90呈现为与负载电阻ZL并联，或者与本身与ZM串联的ZL并联，并且因此泄漏电阻器90减少由可变电流IDAC流过的电阻。
在进一步替代实施例中，泄漏电阻器90可以取决于要测量的阻抗的范围接入电路或者从电路断开。进一步地可以具有超过一个的这种泄漏电阻器，并且每个可以独立地接入电路或从电路断开以提供可控制泄漏电阻。例如，如图7所示，泄漏电阻器90可以由可经由相应开关SB1和SB2连接的电阻器RB1、RB2形成，并且具有另一个开关SB0以完全断开泄漏电阻。这样允许要改变的测量的分辨率和范围适合于不同的负载阻抗。
在如图8所示的进一步替代中，比方说660Ω的限流电阻器RC添加在可变电流源60的输出与端子46之间。如果RC大于RB，那么大多数电流IDAC将趋于流过RB而不是RC，从而减少跨过附接到节点46的负载ZL的电流并且因此压降。这样允许在较大范围的负载阻抗例如比方说10kΩ的线路负载上操作。
电阻RC可以包括可变电阻，其可以改变来适应不同范围的负载阻抗。例如电阻RC可以根据所需的测量范围包括可经由相应开关SB1和SB2连接的比方说500Ω和6kΩ的电阻器RC1、RC2，或者通过并联开关SC0短路，如图9所示。
并且，可以通过调制即改变电阻值RREF或通过调制电流IREF扩展在其上可以实现(例如负载阻抗ZL的)测量的范围，例如如果初时测量暗示负载阻抗是高阻抗设备，例如在1kΩ到50kΩ范围中的线路等级阻抗。
如上所述，在操作中电流IDAC(或可能IREF)在由控制逻辑40产生的控制字码或代码CODE的控制下可以改变，直到在比较器80的输入上的电压VP和VM基本上相等。数字代码可以被简单地爬坡，即上下计数，直到到达相等，即VP＝VM，或者可能也在到达相等之后。替代地，可以采用迭代搜索程序，其中发源的初始电流对应于控制字码的最高有效位，例如一半满量程，并且随后的选择依赖于之前如例如在已知逐次近似寄存器模数转换器(SAR ADC)中的比较的结果。
图10a表示在第一配置即模式中的图5的检测电路，其中开关SA和SZ闭合，而开关SB和SY开启。图10a还示出插头48插入插座16，并且附件59布线为，具有阻抗ZL的扬声器50连接到插头电极PP3并且因此连接到相应插座电极SP3，并且具有阻抗ZM的麦克风52连接到插头电极PP2并且因此连接到相应插座电极SP2，而公共连接部COM连接到插头电极PP1并且因此连接到相应插座电极SP1。
因此，图10a表示流过负载ZL(箭头Aa)并且通过电极SP1(箭头Ba)返回到地线的可变电流IDAC。图10a还表示流过电阻器72(箭头Ca)并且然后直接流到地线(箭头Da)的参考电流IREF。
在该示例中，当IDAC·ZL＝IREF·RREF时，在控制代码CODE实现VP和VM的相等。如果IDAC＝CODE·IUNIT，并且IREF＝NREF·IUNIT，其中IUNIT是DAC的单位或最低有效位(LSB)电流，那么CODE＝NREF·RREF/ZL。对于比方说32Ω的负载，并且其中RREF＝440Ω以及NREF＝16，然后，最终CODE将为16*440/32＝220。
图10b表示在第二配置中的图5的检测电路，其中开关SA和SY闭合，而开关SB和SZ开启。图10b表示与在图10a中相同的插入插座16的插头。
因此，图10b表示流过负载ZL(箭头Ab)并且通过电极SP1(箭头Bb)返回到地线的可变电流IDAC。图10b还表示流过电阻器72(箭头Cb)并且然后通过负载ZM(箭头Db)以及通过电极SP1(箭头Eb)流到地线的参考电流IREF。
图10c表示在第三配置中的图5的检测电路，其中开关SB和SZ闭合，而开关SA和SY开启。图10c表示与在图10a中相同的插入插座16的插头。
因此，图10c表示流过负载ZL(箭头Ac)并且通过负载ZM和电极SP2(箭头Bc)返回到地线的可变电流IDAC。图10c还表示流过电阻器72(箭头Cc)并且然后通过电极SP1(箭头Dc)以及通过负载ZM(箭头Ec)和电极SP2流到地线的参考电流IREF。
图10d表示在第四配置中的图5的检测电路，其中开关SB和SY闭合，而开关SA和SZ开启。图10d表示与在图10a中相同的插入插座16的插头。
因此，图10d表示流过负载ZL(箭头Ad)并且通过负载ZM和电极SP2(箭头Bd)返回到地线的可变电流IDAC。图10d还表示流过电阻器72(箭头Cd)并且然后直接流到地线(箭头Dd)的参考电流IREF。
下表表示通过对上面描述的四种配置每种进行检测导出的在端子46上的电压VP和在节点76上的电压VM的等式。如之前描述，可变电流IDAC控制为，电压VP和VM基本上相等。因此，在表中的最后一栏，表头CODE，包含然后输出的CODE值，基于已知NREF和RREF，从CODE的一个或多个测量值可以计算未知负载阻抗ZL或ZM。
SA SB SZ SY VP VM CODE
√ √ IDAC·ZL IREF·RREF NREF·RREF/ZL
√ √ IDAC·ZL IREF·(RREF+ZM) NREF·(RREF+ZM)/ZL
√ √ IDAC·ZL IREF·RREF NREF·RREF/ZL
+(IDAC+IREF)·ZM +(IDAC+IREF)·ZM
√ √ IDAC·(ZL+ZM) IREF·RREF NREF·RREF/(ZL+ZM)
图11a表示在第一配置即模式中的图5的检测电路，其中开关SA和SZ闭合，而开关SB和SY开启。图11a还示出插头48插入插座16，并且附件59布线为，具有阻抗ZL的扬声器50连接到插头电极PP3并且因此连接到相应插座电极SP3，而插头电极PP1和PP2都连接到公共连接部(其通常在插头48是三电极插头时出现)并且因此连接到相应插座电极SP2和SP1。
因此，图11a表示流过负载ZL(箭头Ae)并且通过电极SP1(箭头Be)返回到地线的可变电流IDAC。图11a还表示流过电阻器72(箭头Ce)并且然后直接流到地线(箭头De)的参考电流IREF。
图11b表示在第二配置中的图5的检测电路，其中开关SA和SY闭合，而开关SB和SZ开启。图11b表示与在图11a中相同的插入插座16的插头。
因此，图11b表示流过负载ZL(箭头Af)并且通过电极SP1(箭头Bf)返回到地线的可变电流IDAC。图11b还表示流过电阻器72(箭头Cf)并且然后通过电极SP2(箭头Df)以及通过电极SP1(箭头Ef)流到地线的参考电流IREF。
图11c表示在第三配置中的图5的检测电路，其中开关SB和SZ闭合，而开关SA和SY开启。图11c表示与在图11a中相同的插入插座16的插头。
因此，图11c表示流过负载ZL(箭头Ag)并且通过电极SP2(箭头Bg)返回到地线的可变电流IDAC。图11c还表示流过电阻器72(箭头Cg)并且然后通过电极SP1(箭头Dc)以及通过电极SP1(箭头Dg)和电极SP2(箭头Eg)流到地线的参考电流IREF。
图11d表示在第四配置中的图5的检测电路，其中开关SB和SY闭合，而开关SA和SZ开启。图11d表示与在图11a中相同的插入插座16的插头。
因此，图11d表示流过负载ZL(箭头Ah)并且通过电极SP2(箭头Bh)返回到地线的可变电流IDAC。图11d还表示流过电阻器72(箭头Ch)并且然后直接流到地线(箭头Dh)的参考电流IREF。
下表表示在上述四种配置每种中在端子46上的电压VP和在节点76上的电压VM。如之前描述，可变电流IDAC控制为，电压VP和VM基本上相等。因此，在表中的最后一栏，表头CODE，是控制DAC以提供该相等关系所需要的代码。将会注意到所有四种开关配置给出相同的电压和输出CODE。从该代码，以及已知NREF和RREF，可以计算ZL。
SA SB SZ SY VP VM CODE
√ √ IDAC·ZL IREF·RREF NREF·RREF/ZL
√ √ IDAC·ZL IREF·RREF NREF·RREF/ZL
√ √ IDAC·ZL IREF·RREF NREF·RREF/ZL
√ √ IDAC·ZL IREF·RREF NREF·RREF/ZL
图12a表示在第一配置即模式中的图5的检测电路，其中开关SA和SZ闭合，而开关SB和SY开启。图12a还示出插头48插入插座16，并且附件59布线为，具有阻抗ZL的扬声器50连接到插头电极PP3并且因此连接到相应插座电极SP3。在这种情况下，插头48布线为，具有阻抗ZM的麦克风52连接到插头电极PP1并且因此连接到相应插座电极SP1，而公共连接部COM连接到插头电极PP2并且因此连接到相应插座电极SP2。
因此，图12a表示流过负载ZL(箭头Aj)并且通过负载ZM和电极SP1(箭头Bj)返回到地线的可变电流IDAC。图12a还表示流过电阻器72(箭头Cj)并且然后直接流到地线(箭头Dj)的参考电流IREF。
图12b表示在第二配置中的图5的检测电路，其中开关SA和SY闭合，而开关SB和SZ开启。图12b表示与在图12a中相同的插入插座16的插头。
因此，图12b表示流过负载ZL(箭头Ak)并且通过负载ZM和电极SP1(箭头Bk)返回到地线的可变电流IDAC。图12b还表示流过电阻器72(箭头Ck)并且然后通过电极SP2(箭头Dk)以及通过负载ZM和电极SP1(箭头Ek)流到地线的参考电流IREF。
图12c表示在第三配置中的图5的检测电路，其中开关SB和SZ闭合，而开关SA和SY开启。图12c表示与在图12a中相同的插入插座16的插头。
因此，图12c表示流过负载ZL(箭头Am)并且通过电极SP2(箭头Bm)返回到地线的可变电流IDAC。图12c还表示流过电阻器72(箭头Cm)并且然后通过电极SP1以及通过负载ZM(箭头Dm)和电极SP2(箭头Em)流到地线的参考电流IREF。
图12d表示在第四配置中的图5的检测电路，其中开关SB和SY闭合，而开关SA和SZ开启。图12d表示与在图12a中相同的插入插座16的插头。
因此，图12d表示流过负载ZL(箭头An)并且通过电极SP2(箭头Bn)返回到地线的可变电流IDAC。图12d还表示流过电阻器72(箭头Cn)并且然后直接流到地线(箭头Dn)的参考电流IREF。
下表表示在上述四种配置每种中在端子46上的电压VP和在节点76上的电压VM。如之前描述，可变电流IDAC控制为，电压VP和VM基本上相等。在表中的最后一栏，表头CODE，是控制DAC以提供该相等关系所需要的代码。从这些代码的一个或多个，以及已知NREF和RREF，可以计算ZL和ZM。
概述上面的结果，可以发现每种组合可以提供代码的三种结果的其中一个，如在下面表中所示。
四个测量的每个中至少两个产生代码值NREF·RREF/ZL，而另一个测量可以产生大代码值NREF·(RREF+ZM)/ZL或小代码值NREF·RREF/(ZL+ZM)。因此，通过执行可能四个测量的至少两个测量，可以通过例如在处理器中简单的计算容易地识别扬声器和麦克风阻抗和公共连接电极。基于特定附件和它们的相应配置的应用方案，测量可以替代地与之前已经确定的值进行比较，并且它的代码值存储在查找表(LUT)中。
对于所描述的全部实施例，处理电路20还可以对小幅度信号电压应用需要的任何去抖动、噪声或尖峰滤波。例如可以应用简单平均或中值滤波，或者处理器20可以等待特定量的稳定读数。
在一些情况下，所需CODE可能超过可获得的范围，即，输出代码可以被限制在零或在最大代码。虽然获得的阻抗值当时可能是不精确的，但是比较结果仍然可以是有效的并且例如使用来确定COM连接电极。
因此，可以基于扬声器50的所检测阻抗值优化驱动电路操作(例如，优化一个或多个参数例如偏置电流，电源电压，电荷泵或DC-DC转换器时钟频率或操作模式，或最大安全功率等级等)。并且，基于确定关于插头的哪个电极连接到公共连接部COM并且哪个其他电极连接到麦克风或其他变换器的非零阻抗ZM，可以在便携式设置中实现恰当的接地和信号连接。
在一些情况下，在VP或VM产生的电压可能不利地较大或较小。这可以通过选择四个开关配置的交替配置来减轻。
如上所述，图6表示替代实施例，其中具有电阻RB的附加电阻器90提供来减少施加到比较器80的第一输入的电压的最大值。并且，具有开关SA、SZ、SB和SY的四种可能配置，并进行的测量可以使用来确定负载阻抗ZL以及识别插头48的布线。
图13a表示在第一配置即模式中的图6的检测电路，其中开关SA和SZ闭合，而开关SB和SY开启。图13a还示出插头48插入插座16，并且附件59布线为，具有阻抗ZL的扬声器50连接到插头电极PP3并且因此连接到相应插座电极SP3，并且具有阻抗ZM的麦克风52连接到插头电极PP2并且因此连接到相应插座电极SP2，而公共连接部COM连接到插头电极PP1并且因此连接到相应插座电极SP1。
因此，图13a表示在流过负载ZL(箭头Ap)并且通过电极SP1(箭头Bp)返回到地线的第一路径与流过电阻RB(箭头Cp)到地线(箭头Dp)的第二路径之间分流的可变电流IDAC。图13a还表示流过电阻器72(箭头Ep)并且然后直接流到地线(箭头Dp)的参考电流IREF。
图13b表示在第二配置中的图6的检测电路，其中开关SA和SY闭合，而开关SB和SZ开启。图13b表示与在图16中相同的插入插座16的插头。
因此，图13b表示在流过负载ZL(箭头Aq)并且通过电极SP1(箭头Bq)返回到地线的第一路径与流过电阻RB(箭头Cq)、电极SP2和负载ZM(箭头Dq)到地线(箭头Bq)的第二路径之间分流的可变电流IDAC。图13b还表示流过电阻器72(箭头Eq)并且然后通过负载ZM(箭头Dq)以及通过电极SP1(箭头Bq)流到地线的参考电流IREF。
图13c表示在第三配置中的图6的检测电路，其中开关SB和SZ闭合，而开关SA和SY开启。图13c表示与在图13a中相同的插入插座16的插头。
因此，图13c表示在流过负载ZL(箭头Ar)并且通过负载ZM和电极SP2(箭头Br)返回到地线的第一路径与流过电阻RB(箭头Cr)、电极SP1(箭头Dr)和负载ZM(箭头Br)到地线的第二路径之间分流的可变电流IDAC。图13c还表示流过电阻器72(箭头Ec)并且然后通过电极SP1(箭头Dr)以及通过负载ZM(箭头Br)和电极SP2流到地线的参考电流IREF。
图13d表示在第四配置中的图6的检测电路，其中开关SB和SY闭合，而开关SA和SZ开启。图13d表示与在图13a中相同的插入插座16的插头。
因此，图13d表示在流过负载ZL(箭头As)并且通过负载ZM和电极SP2(箭头Bs)返回到地线的第一路径与流过电阻RB(箭头Cs)到地线(箭头Ds)的第二路径之间分流的可变电流IDAC。图13d还表示流过电阻器72(箭头Es)并且然后直接流到地线(箭头Ds)的参考电流IREF。
下表表示在端子46上的电压VP和在节点76上的电压VM，以及上面关于图13a－图13d描述的四种配置中的三种的VP和VM相等关系的最终输出代码，其中在第二配置中获得的结果太复杂难以使用在大多数情况中。(如常规的，符号ZL//RB，或相似物，指示ZL和RB并联组合的阻抗。)因此，基于已知RREF，RB，和NREF，可以从这些测量的一个或多个计算未知负载阻抗ZL或ZM。
图14a表示在第一配置即模式中的图6的检测电路，其中开关SA和SZ闭合，而开关SB和SY开启。图14a还示出插头48插入插座16，并且附件59布线为，具有阻抗ZL的扬声器50连接到插头电极PP3并且因此连接到相应插座电极SP3，而插头电极PP1和PP2都连接到公共连接部(其通常在插头48是三电极插头时出现)并且因此连接到相应插座电极SP2和SP1。
因此，图14a表示在流过负载ZL(箭头At)并且通过电极SP1(箭头Bt)返回到地线的第一路径与流过电阻RB(箭头Ct)到地线(箭头Dt)的第二路径之间分流的可变电流IDAC。图14a还表示流过电阻器72(箭头Et)并且然后直接流到地线(箭头Dt)的参考电流IREF。
图14b表示在第二配置中的图6的检测电路，其中开关SA和SY闭合，而开关SB和SZ开启。图14b表示与在图14a中相同的插入插座16的插头。
因此，图14b表示在流过负载ZL(箭头Au)并且通过电极SP1(箭头Bu)返回到地线的第一路径与流过电阻RB(箭头Cu)、电极SP2(箭头Du)到地线(箭头Bu)的第二路径之间分流的可变电流IDAC。图14b还表示流过电阻器72(箭头Eu)并且然后通过电极SP2(箭头Du)以及通过电极SP1(箭头Bu)流到地线的参考电流IREF。
图14c表示在第三配置中的图6的检测电路，其中开关SB和SZ闭合，而开关SA和SY开启。图14c表示与在图20中相同的插入插座16的插头。
因此，图14c表示在流过负载ZL(箭头Av)并且通过电极SP2(箭头Bv)返回到地线的第一路径与流过电阻RB(箭头Cv)、电极SP1(箭头Dv)和电极SP2(箭头Bv)到地线的第二路径之间分流的可变电流IDAC。图14c还表示流过电阻器72(箭头Ev)并且然后通过电极SP1(箭头Dv)以及电极SP2(箭头Bv)流到地线的参考电流IREF。
图14d表示在第四配置中的图6的检测电路，其中开关SB和SY闭合，而开关SA和SZ开启。图14d表示与在图14a中相同的插入插座16的插头。
因此，图14d表示在流过负载ZL(箭头Aw)并且通过电极SP2(箭头Bw)返回到地线的第一路径与流过电阻RB(箭头Cw)到地线的第二路径之间分流的可变电流IDAC。图14d还表示流过电阻器72(箭头Ew)并且然后直接流到地线(箭头Dw)的参考电流IREF。
下表表示在关于图14a－图14d描述的四种配置每种中的在端子46上的电压VP和在节点76上的电压VM。如上所述，可变电流IDAC控制为，电压VP和VM基本上相等。在表中的最后一栏，表头CODE，是控制DAC以提供该相等关系所需要的代码。将会注意到所有四种开关配置给出相同的电压和输出CODE。从该代码，以及已知RREF，RB，和NREF，可以确定即计算ZL。
SA SB SZ SY VP VM CODE
√ √ IDAC·(ZL//RB) IREF·RREF NREF·RREF/(ZL//RB)
√ √ IDAC·(ZL//RB) IREF·RREF NREF·RREF/(ZL//RB)
√ √ IDAC·(ZL//RB) IREF·RREF NREF·RREF/(ZL//RB)
√ √ IDAC·(ZL//RB) IREF·RREF NREF·RREF/(ZL//RB)
图15a表示在第一配置中的图6的检测电路，其中开关SA和SZ闭合，而开关SB和SY开启。图15a还示出插头48插入插座16，并且附件59布线为，具有阻抗ZL的扬声器50连接到插头电极PP3并且因此连接到相应插座电极SP3。在这种情况下，插头48布线为，具有阻抗ZM的麦克风52连接到插头电极PP1并且因此连接到相应插座电极SP1，而公共连接部COM连接到插头电极PP2并且因此连接到相应插座电极SP2。
因此，图15a表示在流过负载ZL(箭头Ax)并且通过负载ZM和电极SP1(箭头Bx)返回到地线的第一路径与流过电阻RB(箭头Cx)到地线(箭头Dx)的第二路径之间分流的可变电流IDAC。图15a还表示流过电阻器72(箭头Ex)并且然后直接流到地线(箭头Dx)的参考电流IREF。
图15b表示在第二配置中的图6的检测电路，其中开关SA和SY闭合，而开关SB和SZ开启。图15b表示与在图15a中相同的插入插座16的插头。
因此，图15b表示在流过负载ZL(箭头Ay)并且通过负载ZM和电极SP1(箭头By)返回到地线的第一路径与流过电阻RB(箭头Cy)、电极SP2(箭头Dy)和负载ZM(箭头By)到地线的第二路径之间分流的可变电流IDAC。图15b还表示流过电阻器72(箭头Ey)并且然后通过电极SP2(箭头Dy)以及通过负载ZM和电极SP1(箭头By)流到地线的参考电流IREF。
图15c表示在第三配置中的图6的检测电路，其中开关SB和SZ闭合，而开关SA和SY开启。图15c表示与在图15a中相同的插入插座16的插头。
因此，图15c表示在流过负载ZL(箭头Az)并且通过电极SP2(箭头Bz)返回到地线的第一路径与流过电阻RB(箭头Cz)、电极SP1和负载ZM(箭头Dz)、以及电极SP2(箭头Bz)到地线的第二路径之间分流的可变电流IDAC。图15c还表示流过电阻器72(箭头Ez)并且然后通过电极SP1和负载ZM(箭头Dz)以及电极SP2(箭头Bz)流到地线的参考电流IREF。
图15d表示在第四配置中的图6的检测电路，其中开关SB和SY闭合，而开关SA和SZ开启。图15d表示与在图15a中相同的插入插座16的插头。
因此，图15d表示在流过负载ZL(箭头Aα)并且通过电极SP2(箭头Bα)返回到地线的第一路径与流过电阻RB(箭头Cα7)到地线的第二路径之间分流的可变电流IDAC。图15d还表示流过电阻器72(箭头Eα)并且然后直接流到地线(箭头Dα)的参考电流IREF。
下表表示对于上面关于图15a－图15d描述的四种配置中的三种,在端子46上的电压VP和在节点76上的电压VM，以及对于VP和VM相等关系的最终输出代码，其中在第三配置中获得的结果太复杂难以使用在大多数情况中。基于已知RREF，RB，和NREF，从这些代码的一个或多个，可以计算未知负载阻抗ZL或ZM。
因此，可以在如下所示表中概述关于图13－图15的上述结果，从其可以发现每种组合可以提供代码的三种结果的其中一个。所以，通过执行可能四种测量的至少两种测量，例如通过在处理器中的简单计算可以识别扬声器和麦克风阻抗以及公共连接电极。
图16图解说明检测电路18的替代形式。图16的检测电路总体上相似于图5的检测电路，并且相似部件由相同参考标记指示，除非如下面更详细描述。
具体地，检测电路18的操作由控制逻辑40控制，其在该图示实施例中传送输出数据到外部处理器20。
检测电路18具有三个输入/输出端子42、44、46，它们示出为连接到插座16的相应三个电极SP1、SP2和SP3。
图16还示出插头48插入插座16的情况。
检测电路18包括可控电流源60，可控电流源60包括数模转换器(DAC)，其从控制逻辑模块40接收控制字码，并且响应于此产生电流IDAC。可变电流源60连接到检测电路18的端子46。
检测电路18还包括连接在电压源93与节点74之间的电阻器98，其具有电阻值RP。控制逻辑模块40控制电刷的位置，电刷将电阻器98分隔成具有电阻β·RP的第一部分和具有电阻(1－β)·RP的第二部分。
在端子46处的电压VP被传送到比较器80的第一输入，而在电刷92处的电压VM被传送到比较器80的第二输入。比较器80的输出被传送到控制逻辑模块40。
端子42通过第一开关SA可开关连接到地线，并且通过第二开关SZ可开关连接到节点74。端子42通过第三开关SB可开关连接到地线，并且通过第四开关SY可开关连接到节点74。
开启和闭合开关SA和SB确定可变电流IDAC在流过连接到插座电极SP3的任何负载之后是否通过连接到插座电极SP1的任何负载或通过连接到插座电极SP3的任何负载返回到地线。
相似地，开启和闭合开关SA、SZ、SB和SY确定节点74是否直接连接到地线，或者电流IREF是否通过连接到插座电极SP1或SP3其中一个的任何负载流到地线。
更具体地，四种开关配置是可能的，即当开关SA和SB其中一个闭合(也就是，流过电流)时，另一个开启，以及当开关SY和SZ其中一个闭合(也就是，流过电流)时，另一个开启。
在四种可能组合的每种中，检测电路的操作为，改变电刷92的位置直到比较器80指示在(在比较器80的第一输入上的)端子46处的电压VP尽可能接近地等于在(在比较器80的第二输入上的)电刷92处的电压VM。在端子46处的电压等于在那时的可变电流IDAC与在端子46与地线之间的电阻的乘积。在电刷92处的电压取决于β的值并且取决于连接在电阻器98与地线之间的电阻由电压源93产生的电压的分压。
通过利用在不同配置中的开关进行测量，可以获得负载ZL的阻抗并且确定插头48如何布线到它的相关变换器和地电势。
相似地，如图17所示，利用连接到已知参考电压以发源由数字代码控制的可变电流的可变电阻器97，关联利用如图所示作为电势分压器的电阻器RP，或如上所述作为在电路的另一个分支中的电流源电路的固定电阻器RP或电流源IREF，电流源DAC 60可以由电流源电路取代。
在上述实施例中，第一电流源电路160经由端子46发源电流到插座电极SP3。在进一步实施例中，进一步开关电路可以插入来将该电流传送到布线到插座的其他电极的其他端子，尤其是对于具有超过三个电极的实施例。
图18图解说明检测器电路18的变形，其中存在四个端子46A并且布线到插座16的第四电极并且因此布线到第四附件阻抗50A。检测器电路18包括附加开关网络150'，其包括相应连接到端子46、46A和44的开关Sα、Sβ、和Sγ。这些开关的其他电极在节点100连接在一起并且可能经由上面讨论的限流电阻RC耦合到第一电流源60。
第一比较器输入，即电压VP，也可以连接到节点100，如由虚线所示。然而，优选地比较器输入节点还经由开关网络150'的相应附加开关Sαα、Sββ、和Sγγ连接到端子46、46A和44，并且这些附加开关以与相应开关Sα、Sβ、和Sγ相似的方式被开关，即控制。
当开关Sα和Sαα闭合时，电路可以操作在上面所述的测量模式中。
通过经由开关路径Sαα而不是节点100将VP连接到端子46，开关Sα的电阻在由比较器感测之前不再呈现为与ZL串联，增加了测量精度，特别是具有较低的ZL值例如4Ω，并且允许开关Sα为较大电阻，并且因此占据较小的硅面积。
当Sβ和Sββ闭合时，电路可以操作在非常相似的模式中，除了其中电极SP4和PP4取代电极SP3和PP3的位置。
本领域的技术人员将会认识到，根据使用情况开关网络150'(Sα，Sβ，Sγ，Sαα，Sββ，Sγγ)可以考虑为开关网络150(SA，SB，SY，SZ)的一部分，即，开关网络150也可以包括开关网络150'。
这样对于处理各种各样的附件插头布线配置会是有用的，或者在PP3连接到高阻抗负载或甚至开路的情况下或者在比方说第四电极PP4布线到低阻抗的情况下，允许通过该电极进行更精确的测量。在一些情况下，在经由第三电极的之前测量的基础上，第四电极可以被调动。
在一些情况下，该进一步开关电路可以配置来将第一电流源电路电流传送到电极SP1或SP2。作为示例，为了处理一些可能发生的事，并且为了允许识别各种各样的阻抗，还可以有利地允许其他测量模式，在其中端子44也可以经由开关Sγ耦合到电流源60，其中VP然后经由开关路径Sγγ连接到端子44。
最终电路网络可以由如上的标准电路分析方法来分析，并且恰当地解释最终CODE字码。
图19图解说明与图18关联的附加电路，其例如提供在与检测电路18独立的电子设备10中，或者提供在与检测电路相同的集成电路上。
图19还表示音频放大器AA和AM，DC-DC电源180和来自处理电路20的多个控制信号输出。
音频放大器示出为包括两组放大器。
一组放大器AM经由收开关网络150”'从已经在外部设备59即附件中检测的麦克风52接收输入信号MIN。麦克风放大器AM输出输入信号MIN的放大版本MOUT，其可以施加到基带处理器(未示出)用于在无线通信网络上传输。
另一个组放大器AA接收输入信号AIN，其可以是在无线通信网络上接收的语音信号或可以是被放大并且施加到在附件59中的扬声器50、50A的立体音乐。扬声器放大器AA的相应输出通常硬件布线到端子46、46A用于连接到在附件59中的左和右扬声器。
在图19图示的音频扬声器放大器可以包含在它们相应信号路径中的刚好多于一个的放大器。例如，假设正在处理立体输入信号AIN，两个扬声器放大器每个可以包括定时数模转换器(DAC)以从输入音频信号AIN抽取左(L)和右(R)音频信号，并且施加已抽取L/R模拟音频信号到相应前置放大器，其然后相应驱动功率放大器。相似地，麦克风放大器可以包括模数转换器(ADC)以将麦克风输入信号MIN转换成已放大数字麦克风输出信号MOUT用于施加到前置放大器。音频放大器的该布置和变形是本领域公知的。
处理器20可以输出控制信号AC，其响应于所接收代码CODE控制放大器的操作。例如，如果检测到麦克风，然后处理器20可以禁止麦克风放大器AM以节省功率并且打开在开关矩阵150”'中的信号路径。
处理器20还可以响应于所接收代码CODE输出控制信号VC，控制信号VC控制电荷泵或电感线圈DC-DC电源的操作，电荷泵或电感线圈DC-DC电源通常给在放大器中的一个或多个部件供应单极性和/或双极性电源电压。
因此，基于扬声器50、50A的已检测阻抗值，可以优化放大器的操作的许多不同参数，参数包括例如：偏置电流；电源电压；DC-DC转换器时钟频率或操作模式或最大安全功率等级等。并且，基于确定关于插头的哪个电极连接到公共连接部COM并且哪个其他电极连接到麦克风或其他变换器的非零阻抗ZM，可以在便携式设置中实现恰当的接地和信号连接。
图20图解说明图19的开关矩阵150”'的替代实施例。
图20还包括开关SP和SQ。开关SP连接在麦克风放大器AM的输入端子与端子42之间，而开关SQ连接在麦克风放大器AM的输入端子与端子44之间。
开关SP和SQ与开关SA和SB关联地由处理器控制，以便于基于确定关于插头的哪个电极连接到公共连接部COM并且哪个其他电极连接到麦克风或其他变换器的非零阻抗ZM，有效地交换如由确定电路18的剩余部分从开关网络150”'接收的插头等级PP1和PP2的顺序。
再者本领域的技术人员将会认识到，根据使用情况开关网络150”(SP，SQ)可以考虑为开关网络150(SA，SB，SY，SZ)的一部分，即，开关网络150”也可以包括开关网络150。
图21为与如图18所示的检测电路18相似的检测电路18的替代视图。如图18所示，存在四个端子46A。在这种情况下，插座具有用于连接到在插头上的相应电极PP1、PP2、PP3和PP4的四个电极SP1、SP2、SP3和SP4，插头的电极连接到相应负载阻抗L1、L2、L3和L4。
检测电路18包括附加开关网络150”'，其包括开关S1a，S2a，S3a，和S4a，它们相应连接到端子42、44、46和46A。这些开关的其他电极一起连接在节点100并且可能经由限流电阻RC耦合到第一电流源60，例如IDAC，如上所述。
第一比较器输入，即电压VP，也可以连接到节点100，如由虚线所示。比较器输出节点也可以经由开关网络150”'的相应附加开关S1b，S2b，S3b和S4b连接到端子42、44、46和46A。并且这些附加开关以与相应开关S1a，S2a，S3a，和S4a相似的方式被开关，即控制。
参考电流IREF可以通过在开关模块150”中的开关对S1ca、S1cb，S2ca、S2cb，S3ca、S3cb和/或S4ca、S4cb的任意一对连接到地线。开关S1ca、S1cb的连接点连接到端子42。开关S2ca、S2cb的连接点连接到端子44。开关S3ca、S3cb的连接点连接到端子46。开关S4ca、S4cb的连接点连接到端子46A。
通过顺序闭合各个开关，电路可以操作在上面所述的测量模式中。
最终电路网络可以由如上的标准电路分析方法来分析，并且恰当地解释最终CODE字码，以便处理器20产生输出指示负载L1、L2、L3和L4的值的信号。
图22图解说明在图21所示的检测器电路18的进一步普遍性。在图22中，存在超过四个的端子42、44、46、…、46A。相似地，在这种情况下，插座具有用于连接到在插头上的相应电极PP1、PP2、PP3、…、PPN的N个电极SP1、SP2、SP3、…、SPN，插头的电极连接到相应负载阻抗L1、L2、L3、…、LN。
检测电路18包括附加开关网络150”'，其包括开关S1a，S2a，S3a，、…、SNa，它们相应连接到端子42、44、46、…、46A。这些开关的其他电极一起连接在节点100并且可能经由限流电阻RC耦合到第一电流源60，例如IDAC，如上所述。
第一比较器输入，即电压VP，也可以连接到节点100，如由虚线所示。比较器输出节点也可以经由开关网络150”'的相应附加开关S1b，S2b，S3b、…、SNb连接到端子42、44、46、…、46A。并且这些附加开关以与相应开关S1a，S2a，S3a、…、SNa相似的方式被开关，即控制。
参考电流IREF可以通过在开关模块150”中的开关对S1ca、S1cb，S2ca、S2cb，S3ca、S3cb、…、SNca、SNcb的任意一对连接到地线。开关S1ca、S1cb的连接点连接到端子42。开关S2ca、S2cb的连接点连接到端子44。开关S3ca、S3cb的连接点连接到端子46,等等，其中开关SNca、SNcb的连接点连接到端子46A。
再次，通过顺序闭合各个开关，电路可以操作在上面所述的测量模式中。
最终电路网络可以由如上的标准电路分析方法来分析，并且恰当地解释最终CODE字码，以便处理器20产生输出指示负载L1、L2、L3、…、LN的值的信号。
在上面所述所有实施例中，所测量阻抗是相对于已知电阻器的值的。这些可以是片上电阻器，在这种情况下，可能会有比方说+/20％的宽制造公差。这些可以在制造期间调整到已知值。优选地处理器包括乘法器，其将输出代码乘以校正因子γ。该校正因子可以在电路或完整设备的制造测试期间可能基于利用在一个或多个端子上的已知负载阻抗初始获得的代码来获得。该校正因子可以芯片级地存储在非易失性存储器中，或者可以存储在处理器或者在主电子设备中的一些其他存储器中。
因此提供了一种检测连接到电子设备的附件的特性的检测电路，并且从而允许电子设备与具有不同数量变换器和/或不同布线到那些变换器和布线到地电势的插头电极的附件一起使用。
本领域普通技术人员可以看到，上述装置和方法可以实现为处理器控制代码，所述代码例如在载体介质(诸如盘、CD或DVD-ROM)上，或者在诸如只读存储器的可编程存储器(固件)上，或诸如光或电信号载波的数据载波上。本发明的许多应用实施方式可被应用于DSP(数字信号处理器)、ASIC(专用集成电路)或者FPGA(现场可编程门阵列)。因此，所述代码可能包括传统的编程代码或微代码，或者例如用于建立或控制ASIC或FPGA的代码。所述代码也可能包括用于动态配置可重构装置(例如可重复编程的逻辑门阵列)的代码。类似地，所述代码可能包括用于硬件描述语言(诸如VerilogTM)或超高速集成电路硬件描述语言VHDL的代码。本领域普通技术人员可以看出，所述代码可以分布在相互通信的多个关联部件之间。可行的是，还可以利用现场可编程模拟阵列或类似设备上运行代码，以配置模拟硬件。
应该注意，上述提及实施例图解说明而不是限制本发明，并且在不脱离附属权利要求的范围的情况下，本领域的技术人员可以设计许多替代实施例。术语“包括”不排除除了在权利要求中列出的那些之外的元件或步骤的存在，“一”不排除多个，并且单个特征或其他单元可以满足在权利要求中叙述的多个单元的功能。术语“放大”也可以表示含义“衰减”，即减少，以及增加并且反之亦然，并且术语“加”也可以表示含义“减”，即减少，以及增加并且反之亦然。在权利要求中的任何参考标记或标签不应该解释为限制它们的范围。

Claims (32)

1.一种检测电路，用于检测经由多电极连接器可拆卸地连接到该电路上的附件的特性，该电路包括：
第一、第二和第三电路端子，用于耦合到所述连接器的相应第一、第二和第三电极；
输出，用于提供可以从其推导附件的特性的估算值；
第一电流源电路，耦合到所述第一电路端子用于提供第一电流；
开关网络，包括第一、第二、第三和第四开关网络端子，所述第一开关网络端子耦合到参考电位，所述第二开关网络端子耦合到所述第二电路端子，并且所述第三开关网络端子耦合到所述第三电路端子；
比较器电路，包括第一和第二输入端子，用于提供比较信号，所述第一输入端子耦合到所述第一电路端子；
第二电流源电路，具有耦合到所述比较器电路的所述第二输入端子的监视节点和耦合到所述第四开关网络端子的输出节点，用于提供第二电流到所述开关网络；
所述第一电流源电路和所述第二电流源电路的至少一个响应于数字控制字码，以改变所述第一电流或所述第二电流；以及
控制逻辑，用于操作性地控制所述开关网络的互连状态，用于响应于所述比较信号调节所述数字控制字码直到在所述第一电路端子的电压等于在所述监视器节点的电压，以及用于作为估算值供应与互连状态关联的由于调节所述数字控制字码产生的已调节数字控制字码到所述输出。
2.根据权利要求1所述的检测电路，其中所述第一电流源电路包括电流源。
3.根据权利要求1或2所述的检测电路，其中所述第一电流源电路响应于所述数字控制字码用于提供可变第一电流。
4.根据权利要求3所述的检测电路，其中所述第一电流源电路包括数模转换器。
5.根据权利要求3所述的检测电路，其中所述第一电流源电路包括可变电阻器。
6.根据权利要求5所述的检测电路，其中所述第一电流源电路包括具有可控制分流器点的电阻分流器。
7.根据权利要求1所述的检测电路，其中所述第二电流源电路包括电流源。
8.根据权利要求7所述的检测电路，其中所述第二电流源电路包括与串联电阻器串联的电流源，并且所述监视节点是所述电流源与所述串联电阻器的公共节点。
9.根据权利要求1所述的检测电路，其中所述第二电流源电路响应于所述数字控制字码用于提供可变第二电流。
10.根据权利要求9所述的检测电路，其中所述第一电流源电路包括数模转换器。
11.根据权利要求9所述的检测电路，其中所述第二电流源电路包括可变电阻器。
12.根据权利要求11所述的检测电路，其中所述第二电流源电路包括具有可控制分流器点的电阻分流器。
13.根据权利要求1所述的检测电路，还包括连接在所述第一电流源电路与所述第四开关网络端子之间的泄漏电阻器。
14.根据权利要求13所述的检测电路，其中所述泄漏电阻器具有可变电阻值。
15.根据权利要求13或14所述的检测电路，其中所述泄漏电阻器可以接入电路或与电路断开。
16.根据权利要求1所述的检测电路，还包括连接在所述第一电流源电路与所述第一电路端子之间的限流电阻器。
17.根据权利要求16所述的检测电路，其中所述限流电阻器具有可变电阻值。
18.根据权利要求16或17所述的检测电路，其中所述限流电阻器可以接入电路或与电路断开。
19.根据权利要求1所述的检测电路，其中所述开关网络包括：
连接所述第一和第三开关网络端子的第一开关(SA)；
连接所述第一和第二开关网络端子的第二开关(SB)；
连接所述第二和第四开关网络端子的第三开关(SY)；以及
连接所述第三和第四开关网络端子的第四开关(SZ)。
20.根据权利要求19所述的检测电路，其中所述控制逻辑配置为控制所述开关网络以便在任何时间闭合所述第一和第二开关的其中一个并且仅仅一个，以及所述第三和第四开关的其中一个并且仅仅一个。
21.根据权利要求19所述的检测电路，其中所述开关网络还包括：
将所述第二开关网络端子连接到电路输出的第五开关；
将所述第三开关网络端子连接到所述电路输出的第六开关；
所述第五开关和第六开关可控制以便在任何时间闭合所述第五和第六开关的其中一个并且仅仅一个。
22.根据权利要求19、20或21所述的检测电路，其中所述开关网络还包括：
第一开关对，包括将所述第一电流源电路连接到所述第一电路端子的第七开关和将所述比较器电路的所述第一输入端子连接到所述第一电路端子的第八开关；
第二开关对，包括将所述第一电流源电路连接到除了所述第一电路端子之外的电路端子的第九开关和将所述比较器电路的所述第一输入端子连接到其他电路端子的第十开关；
所述第一和第二开关对可控制以便在任何时间闭合所述第一和第二开关对的其中一个并且仅仅一个的开关。
23.根据权利要求1所述的检测电路，其中所述控制逻辑被调适来提供所述数字控制字码作为到所述输出用于确定所述附件的所述特性。
24.一种电子设备，包括根据前述权利要求任意一项所述的检测电路。
25.根据权利要求24所述的电子设备，当所述检测电路是权利要求19-21之一所述的检测电路时，还包括：
处理器，被编程来接收第一数字控制字码，该第一数字控制字码利用在第一开关和第二开关的其中一个以及第三和第四开关的其中一个闭合时的所述开关网络导致在所述第一电路端子处的电压等于所述监视器电压，以及接收第二数字控制字码，该第二数字控制字码利用在所述第一开关和第二开关中的另外一个以及所述第三和第四开关中的另外一个闭合时的所述开关网络导致在所述第一电路端子处的电压等于所述监视器电压，并且被编程来基于所述第一和第二数字控制字码确定所述附件的所述特性。
26.根据权利要求25所述的电子设备，还包括麦克风放大器，其中所述处理器被调适来在它确定所述附件没有麦克风时禁止所述麦克风放大器。
27.根据权利要求26所述的电子设备，还包括用于连接到所述附件的至少一个放大器，其中所述处理器被调适来基于所述附件的所确定特性控制所述放大器的电源。
28.根据权利要求27所述的电子设备，其中所述处理器被调适来基于所述附件的所确定特性控制所述放大器的电源电压。
29.根据权利要求27所述的电子设备，其中所述处理器被调适来基于所述附件的所确定特性控制在所述放大器的电源中的DC-DC转换器时钟频率。
30.根据权利要求25所述的电子设备，其中，当可移动地连接到所述电路的附件包括具有非零阻抗的变换器时，所述处理器被调适来实现在所述电子设备中的恰当接地和信号连接，基于判定所述连接器的电极连接到到公共连接部并且其他电极连接到在所述附件中的变换器的所述非零阻抗。
31.根据权利要求25所述的电子设备，还包括用于接收3.5mm的4电极TRRS插头的插座。
32.一种使用如权利要求1-23其中一项所述的电路来确定附件的特性的方法，该方法包括：
设置所述开关网络到第一开关网络状态并且调节所述数字控制字码直到它到达第一估算值，在该估算值在所述第一电路端子处的电压等于所述监视器电压；以及
随后设置所述开关网络到不同于所述第一开关网络状态的第二开关网络状态并且调节所述数字控制字码直到它到达第二估算值，在该估算值在所述第一电路端子处的电压等于所述监视器电压；以及
基于所述数字控制字码的所述第一和第二估算值确定所述附件的所述特性。
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