CN105872903A - 切换装置 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提供了一种切换装置，包括：第一切换开关，所述第一切换开关与用于传输数字/模拟信号的第一传输端口、第一模拟通路以及第一数字通路连接，所述第一切换开关用于将所述第一传输端口的信号在所述第一模拟通路和所述第一数字通路之间进行切换。采用本发明实施例使具有数字和模拟两种模式的例如耳机等设备，能够灵活对数字模拟传输线路进行切换。

Description

切换装置

技术领域

本发明实施例一种切换装置，属于电子或通信技术领域。

背景技术

当下，计算机、平板电脑以及手机等终端已经得到普及，充分影响了人们的日常生活。它接口丰富：串口，并口，HDMI(High DefinitionMultimedia Interface，高清晰度多媒体接口)，SATA(Serial AdvancedTechnology Attachment，串行高级技术附件)，等等。其中应用最广泛的当属通用串行总线接口，俗称USB(Universal Serial Bus，通用串行总线)。它不仅可以连接存储设备，还可以作为通用的扩展接口。随着科技的进步USB接口的速度越来越快，兼容的设备也越来越多。

同时，USB接口的物理形态也历经变化，从TYPE-A到MINI(迷你)再到MICRO B。现如今最热门的USB物理形态当属TYPE-C。它不仅速快，传输电流大，还支持正反插。目前，可以实现在USB TYPE-C接口上兼容耳机的设计，从而使终端去掉传统音频接口成为可能。

发明人在实现本发明的过程中，发现现有技术存在如下缺陷：TYPE-C接口能够支持传输模拟音频信号和数字音频信号，因此使得具有数字和模拟两种模式的耳机等音频设备成为可能，但是现在并不存在一种能够数字和模拟两种模式下进行灵活切换的机制。

发明内容

本发明实施例提供一种切换装置，使具有数字和模拟两种模式的从设备，能够灵活对数字模拟传输通路进行切换。

为达到上述目的，本发明实施例提供了一种切换装置，包括：第一切换开关，所述第一切换开关与用于传输数字/模拟信号的第一传输端口、第一模拟通路以及第一数字通路连接，所述第一切换开关用于将所述第一传输端口的信号在所述第一模拟通路和所述第一数字通路之间进行切换。

本发明实施例的切换装置，通过设置第一切换开关，将第一传输端口的数字/模拟信号在内部的数字通路和模拟通路之间进行切换，实现了数字模拟传输通路的灵活切换。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本发明的具体实施方式。

附图说明

图1为本发明实施例提供的从设备侧的切换装置第一个实施例的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的从设备侧的切换装置第二个实施例的结构示意图；

图3为本发明实施例提供的从设备侧的切换装置第三个实施例的结构示意图；

图4为本发明实施例提供的终端侧的切换装置第一个实施例的结构示意图；

图5为本发明实施例提供的终端侧的切换装置第二个实施例的结构示意图；

图6为本发明实施例提供的基于TYPE-C接口的数模混合耳机的数据传输及控制电路的框架图之一；

图7为本发明实施例提供的基于TYPE-C接口的数模混合耳机的数据传输及控制电路的框架图之二；

图8为本发明实施例提供的MIC芯片的电路结构示意图。

附图标记说明：

1-第一切换开关；2-第一接口模块；3-模拟信号播放装置；4-第一传输端口；5-第二传输端口；6-第一开关控制模块；7-第三传输端口；8-第一模数转换模块；9-第一数模转换模块；10-第二切换开关；11-第二接口模块；12-模拟信号输出装置；13-第四传输端口、14-中央处理器；15-第五传输端口。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。

实施例一

本实施例的切换装置可以应用于与终端连接的从设备中，例如，可以设置于耳机中，耳机内设置有数字传输通路和模拟传输通路，以及通过这两条通路来接收终端侧发送的音频信号并播放的模拟信号播放装置如扬声器。在后面的描述中，本发明实施例中将以可插接在终端(如手机)上的耳机(可以具有MIC功能)中所包括的对切换装置进行举例说明，该耳机具有数字和模拟两种工作模式，在其内部同时具有数字通路和模拟通路。需要说明的是，本领域技术人员应当理解，本发明实施例并不限于耳机，例如也其他具有数字和模拟两种工作模式或者内部具有数字通路和模拟通路的从属设备。

本实施例的切换装置包括第一切换开关，第一切换开关与用于传输数字/模拟信号的第一传输端口、第一模拟通路以及第一数字通路连接，第一切换开关用于将第一传输端口的信号在第一模拟通路和第一数字通路之间进行切换。进一步地，第一切换开关还可以与用于传输第一开关控制信号的第二传输端口连接，用于根据来自第二传输端口的第一开关控制信号，进行状态切换。

具体地，可以如图1所示，其为本发明实施例提供的从设备侧的切换装置第一实施例的结构示意图，该切换装置包括第一切换开关1(如图中所示，可以采用单刀双置开关)，该第一切换开关1通过第一数字通路与第一接口模块2的第一数字信号传输端连接(这里所说的传输端可以是芯片的输出端子或者引脚等，例如，第一接口模块2可以是USB协议转换芯片，第一数字信号传输端可以是芯片输出数字差分信号的端子或引脚)，通过第一模拟通路与模拟信号播放装置3的第一模拟信号传输端连接，以及与用于传输数字/模拟信号的第一传输端口4(例如TYPE-C接口的Dp和Dn端口)连接，第一接口模块2用于进行接口通信协议的转换(例如可以是进行USB协议转换的模块)，第一切换开关1根据来自第二传输端口5的开关控制信号，进行状态切换。

其中，第一切换开关1可以具有如下状态：

第一状态(数字状态)：导通第一数字信号传输端和第一传输端口4，断开第一模拟信号传输端与第一传输端口4。

第二状态(模拟状态)：导通第一模拟信号传输端与第一传输端口4，断开第一数字信号传输端和第一传输端口4。

如图1所示，在开关处于第一状态时，从设备的第一数字通路与第一传输端口4导通，从设备可以与终端侧进行基于数字信号的数字传输或者通信，具体可以接收终端侧发来的各种数据在从设备侧进行进一步处理或者进行输出(例如，显示或者播放)，或者接收终端侧发送来的各种控制命令，对从设备进行控制操作等等。作为一种可选方案，也可以接收终端侧发送的用于播放的数字信号(可以是数字音频信号)，然后进行协议转换后，生成可以被从设备中的数模转换模块处理的数字信号，然后经过数模转换模块的数模转换处理后，再有模拟信号播放装置进行播放。

另一方面，在开关处于第二状态时，模拟信号播放装置3可以直接从第一传输端口4直接获取终端侧发送来的模拟信号进行播放。

具体地，模拟信号播放装置3可以为耳机侧内置的扬声器，其通过第一切换开关1控制与第一传输端口4进行模拟信号互通，形成耳机侧的模拟信号的传输通路。例如，扬声器可通过第一切换开关1直接从第一传输端口4获取手机侧输出的第一模拟信号，如模拟音频信号，并进行播放。

在这里，第一传输端口4与对接的端口如手机侧的端口之间完成物理端口插接后，其与手机端之间既可以传数字信号，又可以传输模拟信号，而在某一时刻具体传输数字信号还是模拟信号，需由第一切换开关1来控制。

具体地，第一切换开关1还可从位于耳机侧的第二传输端口5获取控制第一切换开关1状态的第一开关控制信号。该第二传输端口5与对接的端口如手机侧的端口之间完成物理端口插接后，可从手机侧获取上述第一开关控制信号。

本发明实施例提供的切换装置，其内置于终端的从设备中，例如，终端的外接耳机设备中。该切换装置通过将第一切换开关搭建在数字模拟传输通路上，通过从第二传输端口接收的第一开关控制信号来进行数字模拟传输通路的切换，从而使从设备与终端之间进行数字和模拟信号的可切换传输。

实施例二

图2为本发明实施例提供的从设备侧的切换装置第二实施例的结构示意图。本实施例中，将以具有MIC功能的耳机作为从设备的具体实例进行说明。如图2所示，在包含图1所示全部结构的基础上，该切换装置还包括：

第一开关控制模块6，该第一开关控制模块6与第一切换开关1、用于传输MIC偏置电压信号的第三传输端口7以及第二传输端口5连接；第一开关控制模块6，用于根据通过第二传输端口5接收来自终端(如手机)的第一开关控制信号和第三传输端口7的信号，对第一切换开关1的状态进行切换控制，优选地，第一开关控制模块6根据对第一开关控制信号和第三传输端口7的信号进行与操作后的结果，控制第一切换开关1在上述第一状态和第二状态之间进行切换。

通常，在耳机处于模拟状态下，即第一切换开关1切换导通耳机侧的模拟信号传输通路的状态下，耳机内部所包含的MIC芯片需要终端侧提供MIC偏置电压信号。例如，在耳机侧与手机侧通过TYPE-C接口实现物理接口连接时，耳机侧的第三传输端口7与手机侧的MICbias(MIC偏置电压)信号输出端对接，以将MICbias信号作为电源信号，耳机侧的第三传输端口7在插接到TYPE-C接口后，对应端口可以为TYPE-C接口的(SBU1)A8或(SBU2)B8端口(根据正插和反插情况而定)。

开关控制模块6根据第一开关控制信号和第三传输端口7的信号，对第一切换开关1的状态进行切换控制。具体地，当开关控制信号和第三传输端口7的信号均为高电平时，使第一切换开关1的状态处于第二状态，否则使第一切换开关1的状态处于第一状态。

在TYPE-C接口中，可以用CC1(A5)/CC2(B5)端口传输控制信号。本实施例，第二传输端口5即为连接TYPE-C接口中CC1(A5)/CC2(B5)端口对应的端口。但这两个端口为手机侧输出控制信号的复用端口，为了确认手机侧通过该端口输出的控制信号为开关控制信号，确保第一切换开关1实施正确的开关动作，第一开关控制模块6同时判断开关控制信号(第二传输端口的信号)以及MIC偏置电压信号，来进行开关控制信号。

本发明实施例提供的切换装置，其内置于终端的从设备中，通过来自第二传输端口5开关控制信号和第三传输端口7的信号，对第一切换开关的状态进行切换控制，确保控制第一切换开关1处于正确状态。

实施例三

图3为本发明实施例提供的从设备侧的切换装置第三实施例的结构示意图。如图3所示，在图1或图2所示全部结构的基础上，该切换装置还包括：

第一模数转换模块8，与MIC芯片的MIC信号输出端连接，并通过内部总线与第一接口模块2连接，用于对来自MIC信号输出端的MIC信号进行模数转换，并发送给第一接口模块2(例如USB协议转换模块)。同时，第三传输端口7输出的MIC偏置电压信号输出端还与MIC芯片的电源输入端连接，用于向MIC芯片提供MIC偏置电压信号。其中，内部总线可为IIC总线。

进一步地，如图3所示，上述模拟信号播放装置3为音频播放设备，如扬声器。该音频播放设备包括：左声道音频播放模块和右声道音频播放模块。对应的，上述第一模拟信号传输端包括：与左声道音频播放模块连接的左声道模拟音频信号输入端和与右声道音频播放模块连接的右声道模拟音频信号输入端，可分别接收耳机侧从第一传输端口获取的左声道模拟音频信号(模拟L)和右声道模拟音频信号(模拟R)。此外，需要说明的是，在本是实施例中，第一切换开关1示出为两个单刀双置开关的组合(两个单刀双置开关是联动的)，分别对应左右两个声道的模拟传输通道、第一接口模块2对应的两路数字信号传输通道(例如USB差分信号传输通路)以及第一传输端口4的两路数字/模拟传输通道(例如TYPE-C接口的Dp和Dn)。

进一步地，上述切换装置还包括：第一数模转换模块9，与左声道模拟音频信号输入端、右声道模拟音频信号输入端连接，并通过内部总线如IIC总线与第一接口模块2连接，用于对来自第一接口模块2的第二数字信号进行数模转换，并发送给左声道音频播放模块和右声道音频播放模块进行播放。

其中，第二数字信号可视为第一接口模块2对第一数字信号进行接口通信协议转换后，可被数模转换的数字信号。

另外，上述第一模数转换模块8和第一数模转换模块9由具备数模/模数转换功能的模块来实现，例如CODEC芯片(一种具有数模和模数转换功能的芯片)。

本发明实施例提供的切换装置，其内置于终端的从设备中，通过第一模数转换模块将MIC信号转换为数字信号，并通过数字传输通路传输至手机侧，同时通过第一数模转换模块将通过数字传输通路获取的第二数字信号经过数模转换后通过模拟信号播放装置播放。

实施例四

图4为本发明实施例提供的终端侧的切换装置第一个实施例的结构示意图，该切换装置可集成在从设备对应的终端中，这种终端内设置有数字传输通路和模拟传输通路，如具有数字模拟传输通路的手机。。

本实施例的切换装置可以包括：包括第二切换开关，第二切换开关与用于传输数字/模拟信号的第四传输端口、第二模拟通路以及第二数字通路连接，第二切换开关用于将第四传输端口的信号在第二模拟通路和第二数字通路之间进行切换。进一步地，第二切换开关还可以与中央处理器连接，用于根据中央处理器发出的第二开关控制信号执行切换操作。更进一步地，中央处理器还与第五传输端口连接，用于通过第五传输端口向外输出第二开关控制信号。

下面结合图4来进一步说明本实施例的切换装置的结构，如图4所示，该切换装置可以包括：位于终端中的第二切换开关10(其可以采用单刀双置开关实现)，该第二切换开关10通过第二数字通路与第二接口模块11的第二数字信号传输端、通过第二模拟通路与模拟信号输出装置12的第二模拟信号传输端，还与用于传输数字/模拟信号的第四传输端口13连接，第四传输端口13与第一传输端口4具有对应关系，在终端与从设备连接后，第四传输端口13与第一传输端口4将会对应连接，第二接口模块11用于进行接口通信协议的转换。

第二切换开关10可以具有如下状态：

第三状态(数字状态)：第二数字信号传输端和第四传输端口13接通，第二模拟信号传输端与第四传输端口13断开；

第四状态(模拟状态)：第二模拟信号传输端与第四传输端口13接通，第二数字信号传输端和第四传输端口13断开；

第二切换开关10可以根据来自终端的中央处理器14的开关控制信号，进行状态切换。

第二接口模块11可对手机侧内各功能模块输出的数字信号进行接口通信协议转换，生成符合第四传输端口13可支持传输的第二数字信号(可以包含数据、控制命令等)传输至从设备；或者从第四传输端口13接收从设备侧输出的第二数字信号，并通过接口通信协议转换后，生成手机侧可识别的数字信号，以使手机侧进行后续处理。

具体地，模拟信号输出装置12可以手机侧的数模转换芯片或者其他能够直接输出能够用于播放的模拟信号的装置。在这里，第四传输端口13与对接的端口(上述第一传输端口4)如手机侧的端口之间完成物理端口插接后，其与手机端之间既可以传数字信号，又可以传输模拟信号，而在某一时刻具体传输数字信号还是模拟信号，需由第二切换开关10来控制。

具体地，第二切换开关10还可从位于手机侧的中央处理器14获取控制第二切换开关10状态的第二开关控制信号。

本发明实施例提供的数切换装置，其内置于终端中，例如，终端中。该切换装置通过将第二切换开关搭建在数字模拟传输通路上，通过从终端的中央处理器接收的开关控制信号来进行数字模拟传输通路的切换，从而使从设备与终端之间进行数字和模拟信号的可切换传输。

实施例五

图5为本发明实施例提供的终端侧的切换装置第二个实施例的结构示意图。如图5所示，在图4所示全部结构的基础上，第二切换开关10的控制端和第五传输端口15以及中央处理器14的第二开关控制信号输出端口连接，第五传输端口15与第二传输端口5对应，在从设备与终端连接后，第五传输端口15与第二传输端口5将会对应连接，中央处理器14将第二开关控制信号发送至第二切换开关10的控制端和第五传输端口15，进而将第二开关控制信号通过第二传输端口5传输至从设备并作为第一开关控制信号对上述的第一切换开关1进行控制，在这种情况下，第二开关控制信号和第一开关控制信号实际上是相同的信号。

进一步地，通过第五传输端口15与第二传输端口5将会对应连接，第一切换开关1和第二切换开关10可以具有如下联动关系：

在第一切换开关1处于第一状态时，第二切换开关10处于第三状态；在第一切换开关1处于第二状态时，第二切换开关10处于第四状态。

具体地，第五传输端口15可为TYPE-C接口的CC1(A5)和CC2(B5)端口，该端口与上述耳机侧的第二传输端口5对应，用于向耳机侧传输开关控制信号。由于中央处理器14同时向第一切换开关1和第二切换开关2发出开关信号，能够控制TYPE-C接口两端的耳机侧和终端侧内部同时接通数字传输通路进行数字信号通信，或接通模拟传输通路进行模拟信号通信，保证传输信号的类型的一致性。

进一步地，上述模拟信号输出装置12为第二数模转换模块，用于对来自终端的中央处理器14的数字信号进行数模转换，生成上述第二模拟信号，并向第四传输端口13输出。

进一步地，上述第二接口模块11还可对来自终端的中央处理器14的数字信号进行接口通信协议的转换，生成符合第四传输端口13传输的第二数字信号，并通过第四传输端口13输出执耳机侧。

进一步地，上述接口通信协议为TYPE-C接口通信协议。

进一步地，上述TYPE-C接口通信协议为USB接口通信协议。

进一步地，上述第一传输端口4为与TYPE-C接口的Dp和Dn端口对应的端口。

进一步地，上述第二传输端口5为与TYPE-C接口的CC1或CC2对应的端口。

进一步地，上述第三传输端口7为与TYPE-C接口的SBU1或SBU2对应的端口。

进一步地，上述第四传输端口13为TYPE-C接口的Dp和Dn端口。

进一步地，上述第五传输端口为TYPE-C接口的CC1和CC2端口。

本发明实施例提供的切换装置，其内置于终端中，将从终端侧中央处理器获得的开关控制信号同时传输至第一切换开关和第二切换开关，从而保证两个开关状态的联动性。

实施例六

图6为本发明实施例提供的基于TYPE-C接口的数模混合耳机的数据传输及控制电路的框架图之一，本实施例将基于TYPE-C接口连接的耳机和手机侧的较为完整的电路结构来进一步说明本发明实施例的切换装置。在详细介绍图6所示的框架结构之前，先对耳机与手机之间信号传输进行简单说明。

在本发明实施例中，耳机侧与手机侧之间传输的主要信号为需要在耳机侧播放的左右声道的音频信号、耳机侧采集的MIC信号；其中，左右声道的音频信号主要是手机侧向耳机侧传输，MIC信号主要是耳机侧向手机侧传输。另外，TYPE-C接口中，Dp、Dn端口本身可以用于传输符合USB传输协议的数字差分信号，也可以用于传输左右声道信号。下面对图6的框架结构进行进一步的说明。

图6为基于TYPE-C接口的数模混合耳机的数据传输及控制电路框架图。该图中包括TYPE-C接口、位于TYPE-C接口左侧的耳机侧电路和位于TYPE-C接口右侧的手机侧电路。下面将分别介绍各部分电路结构。

1)手机侧的结构

手机侧包括：CPU，可向内置在手机中各种控制电路或接口发送控制命令以及进行数据信号交互；USB接口模块，与CPU及TYPE-C接口连接；CPU、USB接口模块以及TYPE-C接口形成的通路构成了手机侧的数字通路，用于将CPU输出的数字信号转换成符合USB协议的USB差分信号，并通过TYPE-C接口上的Dp、Dn端口输出至耳机侧，或是，通过TYPE-C接口上的Dp、Dn端口从耳机侧接收符合USB协议的USB差分信号并输入至CPU，从而在手机侧实现数字耳机通路，在该数字耳机通路中既可传输数字声道信号，也可传输数字的MIC信号。需要说明的是，在数字状态的情况下，耳机侧与手机侧的通信主要通过USB接口模块来进行交互，手机侧向耳机侧发送的信号内容主要是数字音频信号，耳机侧进行数模转换后通过耳机扬声器播放，耳机侧向手机侧发送的信号内容主要是经过耳机侧模数转换后的MIC信号。

手机侧还包括：CODEC芯片(一种具有数模、模数转换功能的芯片)，与CPU及TYPE-C接口连接；CPU、CODEC芯片以及TYPE-C接口形成的通路构成了手机侧的模拟耳机通路，用于将CPU输出的数字信号经过CODEC芯片数模转换后变成模拟信号，并通过TYPE-C接口上的Dp、Dn端口输出至耳机侧，从而在手机侧实现模拟耳机通路，在该模拟耳机通路中可传输模拟声道信号。

手机侧的CODEC芯片还直接与TYPE-C接口的(SBU1)A8和(SBU2)B8端口连接，用于从耳机侧直接获得MIC芯片处的模拟的MIC信号以及向耳机侧的MIC芯片提供作为MIC芯片的电源的MIC偏置电压信号，其中，(SBU1)A8和(SBU2)B8哪个端口用于接收MIC信号哪个端口用于提供MCI偏置电压信号需要取决于耳机的正反插状态，即在确定了耳机的正反插情况后，便可以确定耳机中的MIC芯片的电源端和MIC信号输出端分别连接到了(SBU1)A8和(SBU2)B8中的哪个端口上，然后再控制CODEC对其自身的端口功能设置进行对应调整即可。作为一种可选的方式，也可以在耳机插入手机的TYPE-C接口后，控制CODEC向(SBU1)A8和(SBU2)B8分别发送MIC偏置电压信号，然后从另一路接收信号，从而检测MIC芯片的电源端和MIC信号输出端与(SBU1)A8和(SBU2)B8的连接状态，从而确定对应的连接通路，然后，控制CODEC对其自身的端口功能设置进行对应调整。

通过上述电路结构，实现用于传输模拟MIC信号和MIC偏置电压信号的模拟信号通路。

从图中可以得出，由于手机侧传输数字声道信号以及数字的MIC信号的通路与传输模拟声道信号通路共用了TYPE-C接口上的Dp、Dn端口，因此，在手机侧增加了模拟数字切换开关，可实现对两个信号通路的切换。

2)耳机侧的框架结构：

耳机侧包括：MIC芯片、扬声器、CODEC芯片(一种具有数模和模数转换功能的芯片)和USB接口模块；其中，CODEC芯片(数模或模数转换芯片)、USB接口模块以及TYPE-C接口顺次连接，MIC芯片、扬声器，以构成耳机侧的数字信号通路。在该数字信号通路上，USB接口模块通过TYPE-C接口上的Dp、Dn端口从手机侧获取数字音频信号并经过CODEC芯片转换为模拟音频信号，最后通过扬声器的左右声道端口进行播放；另外，MIC信号经过CODEC芯片转换为数字信号后，依次通过USB接口模块和TYPE-C接口上的Dp、Dn端口输出至手机侧。

扬声器还与TYPE-C接口上的Dp、Dn端口直接连接，从而构成耳机侧的模拟信号通路，即扬声器从TYPE-C接口上的Dp、Dn端口直接获取手机侧输出的模拟音频信号，并进行播放。

在耳机与手机插接后，MIC信号输出端和MIC芯片的电源端还与TYPE-C接口上的(SBU1)A8或(SBU2)B8连接(具体连接方式，取决于正反插的情况)，用于在模拟耳机状态下，将模拟的MIC信号直接输出至手机侧以及从手机侧获取作为电源信号的MIC偏置电压信号。

从图中可以得出，由于耳机侧接收数字声道信号以及输出数字的MIC信号通路与接收模拟声道信号通路共用了TYPE-C接口上的Dp、Dn端口，因此，在耳机侧增加了模拟数字切换开关，可实现对两个信号通路的切换。需要说明的是，耳机侧的模拟数字切换与手机侧的模拟切换开始是同步进行切换的，以保证模拟或数字同路的对接。耳机侧的模拟数字切换开关可以通过TYPE-C接口的端口直接接收手机侧的控制信号来执行切换动作，例如，可以通过TYPE-C接口的CC1或CC2端口来传输控制信号。

本实施例示出的切换装置在图6所示实施例的耳机侧和手机侧，其中，需要说明的是，在手机侧，TYPE-C接口的各个端口均与手机中的芯片或者CPU连接，而作为耳机等从设备，仅用到TYPE-C接口中的部分端口，因此，耳机上的连接接口实际上可以认为并不是完整的，只需要满足在物理结构上与手机上的TYPE-C接口能够插接即可。例如，可以在设计上，只保留几个用到的连接端口(或者物理引脚)，而其他用不到的端口可以去除掉。当然，也可以采用完整的TYPE-C接口的物理形态，其中有部分端口处于未被使用状态，在这种情况下，手机侧的TYPE-C接口可以做成母口形态，而耳机侧的TYPE-C接口可以做成公口形态。

鉴于上述情况，在本发明实施例中，在描述的过程中，将完整的TYPE-C接口描述为结合于手机侧的部件，而针对耳机侧的端口只是描述了该端口的功能以及和手机侧的TYPE-C接口中的各个端口的对应关系，即不限制耳机等从设备的具体接口形态。

具体地，第一切换开关1对应于耳机侧的模拟数字切换开关；第一接口模块2对应于耳机侧的USB接口模块；模拟信号播放装置3对应于耳机侧的扬声器；第一传输端口4对应于TYPE-C接口上的Dp、Dn端口；第二传输端口5对应于耳机侧与TYPE-C接口上的CC1、CC2端口对应连接的端口；第一开关控制模块6对应于耳机侧的开关控制器；第三传输端口7对应于TYPE-C接口上的(SBU1)A8或(SBU2)B8端口(具体对应于传输MIC偏置电压信号的端口)；第一模数转换模块8和第一数模转换模块9的功能在耳机侧的CODEC芯片中完成；第二切换开关10对应于手机侧的模拟数字切换开关；第二接口模块11对应于手机侧的USB接口模块；模拟信号输出装置12的功能在手机侧的CODEC芯片中完成；第四传输端口13对应于手机侧的TYPE-C接口上的Dp、Dn端口、中央处理器14对应于CPU；第五传输端口15对应于手机侧TYPE-C接口上的CC1、CC2端口。

接下来，将分别说明数字状态、模拟状态下耳机的数据传输过程。

在数字状态下，通过TYPE-C接口两侧的上述数字信号通路从手机侧接收数字音频信号，并通过耳机侧的CODEC芯片转换成模拟音频信号后，通过扬声器进行播放；同时，MIC芯片输出的MIC信号通过该数字信号通路被CODEC芯片转换成数字信号后，再通过USB接口模块进行USB协议转换后，通过TYPE-C接口的Dp和Dn端口传输至手机侧。

在模拟状态下，通过TYPE-C接口两侧的上述模拟信号通路从手机侧接收模拟音频信号，并通过扬声器直接播放；同时，MIC芯片输出的MIC信号直接通过TYPE-C接口的(SBU1)A8或(SBU2)B8中的一个端口传送至手机侧，而另一端口可以用作在模拟状态下从手机侧向MIC芯片传输MICbias信号，该信号将会作为MIC芯片的MIC电源传输至MIC芯片的电源端口，而在数字状态下，由耳机侧的CODEC芯片向MIC芯片提供MICbias信号。

关于上述数字状态和模拟状态的切换，手机侧的模拟数字切换开关可以直接由CPU控制，具体地，手机侧的模拟数字切换开关通过GPIO(General Purpose Input Output，通用输入/输出)与CPU连接，接收控制信号。手机侧的CPU还可以与TYPCEC接口的CC1、CC2端口连接，从而向耳机侧的模拟数字切换开关发送控制信号。相应地，耳机侧的开关控制器可以通过CC1、CC2端口接收控制信号，并且也会获取(SBU1)A8和(SBU2)B8端口的信号(与MIC芯片电源端连接的端口)的信号，根据这里两路信号来决定耳机侧的模拟数字切换开关的状态，以实现对耳机侧模拟数字切换开关的状态控制。

此外，手机侧的CPU可以使得向CC1、CC2端口发出的控制信号与向手机侧的模拟数字切换开关发出的控制信号保持同步状态，从而保证其与手机侧模拟数字切换开关的状态一致，即同时接通数字信号通路或模拟信号通路。作为一种可选方式，也可以通过从CPU引出的一路GPIO分别连接CC1、CC2端口以及手机侧的模拟数字切换开关，从而实现手机侧和耳机侧的模拟数字切换开关的状态一致。

实施例七

图7为本发明提供的基于TYPE-C接口的数模混合耳机的数据传输及控制电路的框架图之二。如图7所示，与上述实施例六所描述的框架不同之处在于，采用了MIC信号输出和MIC电源输入共用一个MIC芯片的端口的电路结构，具体地，可以将MIC信号叠加的MIC芯片的电源端上进行输出。这样，对于MIC芯片而言，只有MIC芯片的电源端和MCI芯片的接地端需要和TYPE-C接口连接。在耳机插入手机上的TYPE-C接口后，MIC芯片的电源端与(SBU1)A8和(SBU2)B8之一对应连接，用于在模拟状态下传输MIC信号和MICbias信号。MIC芯片的接地端与(SBU1)A8和(SBU2)B8中的另一个对应连接。

相对应地，手机侧的CODEC芯片周围的电路结构也有所变化，CODEC芯片使用三个端口用作MIC信号的处理，其中一个端口用于输出MICbias信号，另外两个端口(图中标识为MIC+和MIC-)与(SBU1)A8和(SBU2)B8分别连接，用于接收MIC信号。用于输出MICbias信号的端口通过电阻也分别与(SBU1)A8和(SBU2)B8连接，并通过(SBU1)A8或(SBU2)B8向耳机侧传输MICbias信号。

基于上述电路结构，无论耳机是正插还是反插，手机侧的CODEC芯片的MIC+和MIC-必然会检测到一路为地，一路为混合了MICbias信号的MIC信号，CODEC芯片只需要进行差分处理就可以获得MIC信号，而无需理会哪路连接的地，哪路连接的MIC信号输出端。并且由于MICbias信号本身为稳定的电平信号，也不会对CODEC芯片读取MIC信号所承载的信息造成影响。

此外，图7中还增加了对CC1和CC2的端口状态进行逻辑判断的CClogic模块，该模块可以通过读取CC1和CC2的端口的电阻值的状态来判断从设备的性质，并上报给CPU。例如，通过CClogic模块可以判断出耳机是具有数字功能的设备还是纯模拟设备。

此外，对于上述的MIC信号输出和MIC电源输入共用一个MIC芯片的端口的电路结构可以如图8所示，其中，图8中的VDD端为MIC芯片的直流电源输入端，OUT1为MIC信号输出端，通过在OUT1端增设如图8中的电路结构(第三电阻和电容元件构成的滤波电路，用于滤除声音频率以外的信号，并能够形成交流通路)，能够在OUT1端形成交流通路，从而利用MIC芯片中的运算放大器的虚短的特性，将MIC信号叠加到VDD端输出。其中，第一电阻相当于图7中CODEC芯片用于MICbias输出端口与MIC+和MIC-之间连接的电阻，OUT2则与图7中手机侧CODEC芯片的MIC+和MIC-连接，图8中的直流电源对应于CODEC芯片输出的MICbias信号。图8中的第三电阻主要用于调节叠加的MIC芯片的直流电源输入端上的交流信号的直流工作点。

实施例八

本实施例涉及一种切换系统，该切换系统包括设置在第一设备中的第一切换开关和设置在第二设备中的第二切换开关，其中，这里的第一设备可以为上述各实施例中的从设备(例如数字/模拟混合耳机)，第二设备可以为上述各实施例中的终端(例如手机)。

第一设备和第二设备上分别设置有用于传输数字/模拟信号的第一传输端口和第四传输端口，其中，第一传输端口和第四传输端口对应连接。

第一切换开关用于将第一传输端口的信号在第一设备中的第一模拟通路和第一数字通路之间进行切换。

第二切换开关用于将第四传输端口的信号在第二设备中的第二模拟通路和第二数字通路之间进行切换。

在上述切换系统中，通过第一设备和第二设备中的第一切换开关和第二切换开关的配合操作，可以在第一设备和第二设备之间建立数字或者模拟的信号通路，从而可以实现第一设备和第二设备的之间的模拟和通路的切换，从而可以灵活地切换第一设备和第二设备的工作状态，即模拟工作状态和数字工作状态。

进一步地，在第一设备中，第一切换开关与用于传输第一开关控制信号的第二传输端口连接，第一切换开关根据来自第二传输端口的第一开关控制信号，执行切换操作。相对应地，在第二设备中，第二切换开关与第二设备的中央处理器连接，第二切换开关用于根据中央处理器发出的第二开关控制信号执行切换操作。

上述的第一开关控制信号和第二开关控制信号可以为两路独立的开关控制信号，不过，较为优选地，设置在第一设备上的第二传输端口可以与设置在第二设备上的第五传输端口连接，第五传输端口与中央处理器连接，用于向第一设备输出第二开关控制信号，第一开关控制信号和第二开关控制信号为相同的信号。即，第一切换开关与第二切换开关通过同一个开关控制信号进行控制，从而能够保持第一切换开关与第二切换开关之间的同步切换和联动。

此外，本实施例的切换系统还可以包括设置在第一设备上的第一开关控制模块，第一开关控制模块与第一切换开关、用于传输MIC偏置电压信号的第三传输端口以及第二传输端口连接，第一开关控制模块，用于根据第一开关控制信号和第三传输端口的信号，对第一切换开关的进行切换操作。

进一步地，该切换操作可以包括：

当第一开关控制信号和第三传输端口的信号均为高电平时，使第一模拟通路与第一传输端口导通、第二模拟通路与第四传输端口，否则，使第一数字通路与第一传输端口导通、第二数字通路与第四传输端口。

另外，在第一设备中，第一切换开关可以通过第一数字通路与设置在第一设备上的第一接口模块连接，第一切换开关通过第一模拟通路与设置在第一设备上的模拟信号播放装置连接，第一接口模块用于进行接口通信协议的转换。其中，该模拟信号播放装置可以为音频播放设备，例如耳机。

相应地，在第二设备中，第二切换开关可以通过第二数字通路与设置在第二设备上的第二接口模块的第二数字信号传输端连接，第二切换开关通过第二模拟通路与模拟信号输出装置的第二模拟信号传输端连接，第二接口模块进行接口通信协议的转换。其中，模拟信号输出装置可以为第二数模转换模块，用于对数字音频信号进行数模转换生成模拟音频信号，并通过第四传输端口输出。

另外，上述第一设备和第二设备可以通过TYPE-C接口连接，相应地，上述的接口通信协议为TYPE-C接口通信协议，具体可以为USB接口通信协议。在第一设备中，上述第一传输端口可以具体为与TYPE-C接口的Dp和Dn端口对应的端口，相应地，在第二设备中，第四传输端口可以具体为TYPE-C接口的Dp和Dn端口。在第一设备中，第二传输端口可以具体为与TYPE-C接口的CC1或CC2对应的端口。在第二设备中，第五传输端口可以为TYPE-C接口的CC1和CC2端口。此外，在第一设备中，第三传输端口可以具体为与TYPE-C接口的SBU1或SBU2对应的端口。

综上所述，通过上述各个实施例的切换装置或者切换系统，能够通过第一切换开关和第二切换开关的联动配合，灵活的切换数字通路和模拟通路，从而为终端以及与终端连接从设备提供了多种工作模式的选择，为终端和从设备的应用扩展提供了硬件基础。

例如，对于能够支持数字模式和模拟模式的数模混合耳机来说，可以在有通话进入或者呼出时，将耳机和手机均切换为模拟工作状态，建立模拟通路，从而能够获得更好的通话状况，而在听音乐时，可以切换为数字工作模式，建立数字通路，从而提供更好的播放效果。此外，也可以从省电节能角度进行应用，对于一般的数字耳机，由于手机会将耳机识别为USB的从属设备，因此，会定期唤醒该耳机，从而导致手机耗电量较大，而基于本发明实施例的方案，可以在适当的时候切换为模拟工作状态，例如，在用户将耳机插入手机中后，默认可以为数字工作状态，不过当用户一段时间内不使用耳机时，可以自动切换为模拟工作状态，从而能够更加节省手机的电量。

本领域普通技术人员可以理解：实现上述各方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成。前述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中。该程序在执行时，执行包括上述各方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (22)

1.一种切换装置，其特征在于，包括：第一切换开关(1)，

所述第一切换开关(1)与用于传输数字/模拟信号的第一传输端口(4)、第一模拟通路以及第一数字通路连接，所述第一切换开关(1)用于将所述第一传输端口(4)的信号在所述第一模拟通路和所述第一数字通路之间进行切换。

2.根据权利要求1所述的切换装置，其特征在于，所述第一切换开关还与用于传输第一开关控制信号的第二传输端口(5)连接，所述第一切换开关根据来自所述第二传输端口(5)的第一开关控制信号，进行状态切换。

3.根据权利要求2所述的切换装置，其特征在于，

所述第一切换开关(1)通过所述第一数字通路与第一接口模块(2)的第一数字信号传输端连接，所述第一切换开关通过所述第一模拟通路与模拟信号播放装置(3)的第一模拟信号传输端连接，所述第一接口模块(2)用于进行接口通信协议的转换。

4.根据权利要求3所述的切换装置，其特征在于，所述第一切换开关(1)具有如下状态：

第一状态：导通所述第一数字信号传输端和所述第一传输端口(4)，断开所述第一模拟信号传输端与所述第一传输端口(4)；

第二状态：导通所述第一模拟信号传输端与所述第一传输端口(4)，断开所述第一数字信号传输端和所述第一传输端口(4)，

所述第一切换开关(1)根据来自所述第二传输端口(5)的第一开关控制信号，在所述第一状态和所述第二状态之间进行切换。

5.根据权利要求3所述的切换装置，其特征在于，还包括第一开关控制模块(6)，所述第一开关控制模块(6)与所述第一切换开关(1)、用于传输MIC偏置电压信号的第三传输端口(7)以及所述第二传输端口(5)连接，

所述第一开关控制模块(6)，用于根据所述第一开关控制信号和所述第三传输端口(7)的信号，对所述第一切换开关(1)的状态进行切换控制。

6.根据权利要求5所述的切换装置，其特征在于，所述根据所述第一开关控制信号和所述第三传输端口(7)的信号，对所述第一切换开关(1)的状态进行切换控制包括：

当所述第一开关控制信号和所述第三传输端口(7)的信号均为高电平时，使所述第一切换开关(1)的状态处于第二状态，否则使所述第一切换开关(1)的状态处于第一状态。

7.根据权利要求5所述的切换装置，其特征在于，还包括：第一模数转换模块(8)，与所述MIC芯片的MIC信号输出端连接，并通过内部总线与所述第一接口模块(2)连接，用于对来自MIC信号输出端的MIC信号进行模数转换，并发送给所述第一接口模块(2)。

8.根据权利要求3所述的切换装置，其特征在于，所述模拟信号播放装置(3)为音频播放设备。

9.根据权利要求8所述的切换装置，其特征在于，

所述音频播放设备包括：左声道音频播放模块和右声道音频播放模块，所述第一模拟信号传输端包括：左声道模拟音频信号输入端和右声道模拟音频信号输入端，所述左声道音频播放模块与所述左声道模拟音频信号输入端连接，所述右声道音频播放模块与所述右声道模拟音频信号输入端连接。

10.根据权利要求9所述的切换装置，其特征在于，

所述切换装置还包括第一数模转换模块(9)，与所述左声道模拟音频信号输入端、所述右声道模拟音频信号输入端连接，并通过内部总线与所述第一接口模块(2)连接，用于对来自所述第一接口模块(2)的第二数字信号进行数模转换，并发送给左声道音频播放模块和右声道音频播放模块进行播放。

11.根据权利要求3所述的切换装置，其特征在于，所述第一切换开关位于终端的从属设备中，

所述切换装置还包括位于终端中的第二切换开关(10)，所述第二切换开关(10)与所述终端中的用于传输数字/模拟信号的第四传输端口(13)连接，并通过第二数字通路与所述终端中的第二接口模块(11)的第二数字信号传输端连接、通过第二模拟通路与所述终端中的模拟信号输出装置(12)的第二模拟信号传输端连接，所述第四传输端口(13)与所述第一传输端口(4)连接，所述第二接口模块(11)用于进行接口通信协议的转换，所述第二切换开关(10)用于将所述第四传输端口(13)的信号在所述第二模拟通路和所述第二数字通路之间进行切换。

12.根据权利要求11所述的切换装置，其特征在于，

所述第二切换开关(10)具有如下状态：

第三状态：导通所述第二数字信号传输端和所述第四传输端口(13)，断开所述第二模拟信号传输端与所述第四传输端口(13)；

第四状态：导通所述第二模拟信号传输端与所述第四传输端口(13)，断开所述第二数字信号传输端和所述第四传输端口(13)；

所述第二切换开关(10)根据来自所述终端的中央处理器(14)的第二开关控制信号，进行状态切换。

13.根据权利要求12所述的切换装置，其特征在于，

所述第二切换开关(10)的控制端和所述第五传输端口(15)以及所述中央处理器(14)的第二开关控制信号输出端口连接，所述第五传输端口(15)与所述第二传输端口(5)连接，所述中央处理器(14)将所述第二开关控制信号发送至所述第二切换开关(10)的控制端和所述第五传输端口(15)，所述第二开关控制信号和所述第一开关控制信号为相同的信号。

14.根据权利要求13所述的切换装置，其特征在于，

所述第一切换开关(1)和所述第二切换开关(10)具有如下联动控制关系：在所述第一切换开关(1)处于所述第一状态时，所述第二切换开关(10)处于所述第三状态；在所述第一切换开关(1)处于所述第二状态时，所述第二切换开关(10)处于所述第四状态。

15.根据权利要求11所述的切换装置，其特征在于，所述模拟信号输出装置(12)为第二数模转换模块，用于对来自所述终端的中央处理器(14)的数字音频信号进行数模转换生成模拟音频信号，并通过所述第四传输端口(13)输出。

16.根据权利要求3或13所述的切换装置，其特征在于，

所述接口通信协议为TYPE-C接口通信协议。

17.根据权利要求16所述的切换装置，其特征在于，

所述TYPE-C接口通信协议为USB接口通信协议。

18.根据权利要求1所述的切换装置，其特征在于，

所述第一传输端口(4)为与TYPE-C接口的Dp和Dn端口对应的端口。

19.根据权利要求2所述的切换装置，其特征在于，

所述第二传输端口(5)为与所述TYPE-C接口的CC1或CC2对应的端口。

20.根据权利要求5所述的切换装置，其特征在于，

所述第三传输端口(7)为与所述TYPE-C接口的SBU1或SBU2对应的端口。

21.根据权利要求11所述的切换装置，其特征在于，

所述第四传输端口(13)为TYPE-C接口的Dp和Dn端口。

22.根据权利要求13所述的切换装置，其特征在于，

所述第五传输端口(15)为TYPE-C接口的CC1和CC2端口。