CN203734822U - 音频口连接方式自动识别电路和音频播放设备 - Google Patents

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Abstract

本实用新型公开一种音频口连接方式自动识别电路和音频播放设备，其中音频口连接方式自动识别电路包括音频输入接口、音频输出接口、微控制器、连接状态检测模块、连接方式检测模块和信号输出模块。本实用新型通过连接状态检测模块检测音频输入接口连接状态并输出检测信号，微控制器根据该检测信号检测出音频输入接口连接状态；连接方式检测模块检测音频输入接口连接方式并输出一检测值，信号输出模块根据微控制器输出的PWM信号输出与该PWM信号相位相反的脉冲信号，微控制器根据该检测值和脉冲信号识别出音频输入接口的连接方式，并控制音频播放设备工作于相应的工作模式，而且防止同一台设备的输入与输出相接时产生回音啸叫等异常现象。

Description

音频口连接方式自动识别电路和音频播放设备
技术领域
本实用新型涉及音频技术领域，尤其涉及一种音频口连接方式自动识别电路和音频播放设备。
背景技术
目前的便携式音频播放设备（扬声器产品）有音频输入接口和音频输出接口，市场上要求音频播放设备有声音链模式（Sound Chain模式）和配送音频连接线，具体要求如下：
（1）音频播放设备具有Sound Chain模式的工作模式，即第一台音频播放设备的音频输出接口连接第二台音频播放设备的音频输入接口，第二台音频播放设备的音频输出接口连接第三台音频播放设备的音频输入接口，如此依次连接若干台同种设备，第一台设备为主模式设备，其它设备为从模式设备，从模式设备的工作模式为“直通”，模式，即从模式设备没有均衡器（EQ）调节、音量控制等操作，所有操作均由第一台设备控制。
（2）配送的音频连接线接插在同一台设备的音频输入接口和音频输出接口时，不能产生回音啸叫和其它噪声等非正常现象。
因此，提出一种能够达到上述要求的方案是一亟待解决的问题。
实用新型内容
本实用新型的主要目的是提出一种音频口连接方式自动识别电路和音频播放设备，旨在自动识别音频输入接口的连接方式，使得音频播放设备能够工作于相应的工作模式，而且在同一台设备的输入与输出相接时不能产生回音啸叫等异常现象。
为了达到上述目的，本实用新型提出一种音频口连接方式自动识别电路，该音频口连接方式自动识别电路包括音频输入接口、音频输出接口、微控制器、连接于所述音频输入接口和所述微控制器之间的连接状态检测模块及连接方式检测模块，以及连接于所述微控制器和所述音频输出接口之间的信号输出模块；
所述连接状态检测模块检测所述音频输入接口连接状态，并根据检测结果输出一检测信号至所述微控制器；所述连接方式检测模块检测所述音频输入接口连接方式，并根据检测结果输出一检测值至所述微控制器；所述信号输出模块根据所述微控制器输出的PWM（Pulse Width Modulation，脉冲宽度调制）信号输出与该PWM信号相位相反的脉冲信号至所述音频输出接口，所述微控制器根据所述检测信号、所述检测值和脉冲信号识别出所述音频输入接口的连接方式，控制音频播放设备执行与所述连接方式相应的工作模式。
优选地，所述音频输入接口和所述音频输出接口均包括麦克风引脚、右声道引脚、左声道引脚、检测引脚和地引脚；
所述音频输入接口的检测引脚与所述连接状态检测模块的输入端连接，所述音频输入接口的麦克风引脚与所述连接方式检测模块的输入端连接，所述音频输入接口的地引脚接地；所述音频输出接口的麦克风引脚与所述信号输出模块的输出端连接，所述音频输出接口的检测引脚和地引脚均接地。
优选地，所述连接状态检测模块包括第一电源输入端和第一电阻；所述第一电阻的一端与所述第一电源输入端连接，所述第一电阻的另一端与所述音频输入接口的检测引脚连接，且与所述微控制器的第一检测端连接。
优选地，所述连接方式检测模块包括第二电阻和第三电阻；所述第二电阻的一端与所述音频输入接口的麦克风引脚连接，所述第二电阻的另一端与所述微控制器的第二检测端连接，且经由所述第三电阻接地。
优选地，所述信号输出模块包括三极管、第四电阻和第二电源输入端；所述三极管的基极与所述微控制器的信号输出端连接，所述三极管的集电极与所述音频输出接口的麦克风引脚连接，且经由所述第四电阻与所述第二电源输入端连接，所述三极管的发射极接地。
优选地，所述三极管为NPN三极管。
优选地，所述信号输出模块还包括第五电阻；所述第五电阻的一端与所述微控制器的信号输出端连接，所述第五电阻的另一端与所述三极管的基极连接。
本实用新型还提出一种音频播放设备，该音频播放设备包括音频口连接方式自动识别电路，该音频口连接方式自动识别电路包括音频输入接口、音频输出接口、微控制器、连接于所述音频输入接口和所述微控制器之间的连接状态检测模块及连接方式检测模块，以及连接于所述微控制器和所述音频输出接口之间的信号输出模块；
所述连接状态检测模块检测所述音频输入接口连接状态，并根据检测结果输出一检测信号至所述微控制器；所述连接方式检测模块检测所述音频输入接口连接方式，并根据检测结果输出一检测值至所述微控制器；所述信号输出模块根据所述微控制器输出的PWM信号输出与该PWM信号相位相反的脉冲信号至所述音频输出接口，所述微控制器根据所述检测信号、所述检测值和脉冲信号识别出所述音频输入接口的连接方式，控制音频播放设备执行与所述连接方式相应的工作模式。
本实用新型提出的音频口连接方式自动识别电路，通过连接状态检测模块检测音频输入接口连接状态并输出检测信号，微控制器根据该检测信号检测出音频输入接口连接状态；连接方式检测模块检测音频输入接口连接方式并输出一检测值，信号输出模块根据微控制器输出的PWM信号输出与该PWM信号相位相反的脉冲信号，微控制器根据该检测值和脉冲信号识别出音频输入接口的连接方式，即识别出音频输入接口与同一台设备或者是另一台同种设备，亦或者是另一台不同种设备的音频输出接口连接，并控制音频播放设备工作于相应的工作模式，而且防止同一台设备的输入与输出相接时产生回音啸叫等异常现象。
附图说明
图1为本实用新型音频口连接方式自动识别电路较佳实施例的原理框图；
图2为本实用新型音频口连接方式自动识别电路较佳实施例的电路结构示意图。
本实用新型的目的、功能特点及优点的实现，将结合实施例，并参照附图作进一步说明。
具体实施方式
以下结合说明书附图及具体实施例进一步说明本实用新型的技术方案。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
本实用新型提出一种音频口连接方式自动识别电路。
参照图1，图1为本实用新型音频口连接方式自动识别电路较佳实施例的原理框图。
本实用新型音频口连接方式自动识别电路应用于具有声音链模式功能的音频播放设备（如音响）。
本实用新型较佳实施例中，音频口连接方式自动识别电路包括音频输入接口10、音频输出接口20、微控制器30、连接状态检测模块40、连接方式检测模块50和信号输出模块60。连接状态检测模块40连接于音频输入接口10和微控制器30之间，连接方式检测模块50连接于音频输入接口10和微控制器30之间，信号输出模块60连接于微控制器30和音频输出接口20之间。
其中，连接状态检测模块40检测音频输入接口10连接状态，并根据检测结果输出一检测信号VDET至微控制器30；连接方式检测模块50检测音频输入接口10连接方式，并根据检测结果输出一检测值VADC至微控制器30；信号输出模块60根据微控制器30输出的PWM信号VPWM1输出与该PWM信号VPWM1相位相反的脉冲信号VPWM2至音频输出接口20，微控制器30根据上述检测信号VDET、检测值VADC和脉冲信号VPWM2识别出音频输入接口10的连接方式，控制音频播放设备执行与该连接方式相应的工作模式。
在本实施例中，连接状态检测模块40检测音频输入接口10的连接状态，即检测音频输入接口10是否有音频连接线插入，当检测到音频输入接口10没有音频连接线插入时，连接状态检测模块40输出低电平的检测信号VDET至微控制器30，微控制器30检测到该低电平的检测信号VDET后，识别为音频输入接口10没有音频连接线插入；当检测到音频输入接口10有音频连接线插入时，连接状态检测模块40输出高电平的检测信号VDET至微控制器30，微控制器30检测到该高电平的检测信号VDET后，识别为音频输入接口10有音频连接线插入。
连接方式检测模块50检测音频输入接口10的连接方式，即检测音频输入接口10与同一台设备或者是另一台同种设备，亦或者是另一台不同种设备的音频输出接口连接，当连接方式检测模块50检测到音频输入接口10与另一台不同种设备的音频输出接口连接时，连接方式检测模块50输出至微控制器30的检测值VADC小于微控制器30的预设检测电压，微控制器30检测到检测值VADC小于预设检测电压后，识别为音频输入接口10与另一台不同种设备的音频输出接口连接，从而控制音频播放设备进入外部音频输入模式（即Linein模式）工作；当连接方式检测模块50检测到音频输入接口10与同一台设备或者另一台同种设备的音频输出接口20连接时，连接方式检测模块50输出至微控制器30的检测值VADC大于微控制器30的预设检测电压，微控制器30检测到检测值VADC大于预设检测电压后，初步识别为音频输入接口10与同一台设备或者另一台同种设备的音频输出接口20连接。在本实施例中，预设检测电压作为微控制器30判断音频输入接口10连接方式的标准，可根据实际情况设定，在此不作限制。
微控制器30检测到检测值VADC大于预设检测电压后，输出PWM信号VPWM1至信号输出模块60，信号输出模块60根据微控制器30输出的PWM信号VPWM1输出与该PWM信号VPWM1相位相反的脉冲信号VPWM2至音频输出接口20，即信号输出模块60也输出一完整的PWM信号。同时微控制器30检测连接方式检测模块50输出端输出信号的状态，当微控制器30检测到完整的PWM信号时，识别为音频输入接口10与同一台设备的音频输出接口20连接，从而关闭音频播放设备的音频功率放大器，控制音频播放设备不进行音频播放；当微控制器30检测到不完整的PWM信号或者没有检测到PWM信号时，识别为音频输入接口10与另一台同种设备的音频输出接口20连接，从而控制音频播放设备进入声音链模式（即Sound chain模式）工作。
相对于现有技术，本实用新型的音频口连接方式自动识别电路，通过连接状态检测模块40检测音频输入接口10连接状态并输出检测信号VDET，微控制器30根据该检测信号VDET检测出音频输入接口10连接状态；连接方式检测模块50检测音频输入接口10连接方式并输出一检测值VADC，信号输出模块60根据微控制器30输出的PWM信号VPWM1输出与该PWM信号VPWM1相位相反的脉冲信号VPWM2，微控制器30根据该检测值VADC和脉冲信号VPWM2识别出音频输入接口10的连接方式，并控制音频播放设备工作于相应的工作模式，而且防止同一台设备的输入与输出相接时产生回音啸叫等异常现象。
再参照图2，图2为本实用新型音频口连接方式自动识别电路较佳实施例的电路结构示意图。
本实施例中，音频输入接口10和音频输出接口20均包括麦克风引脚、右声道引脚、左声道引脚、检测引脚和地引脚。如图2所示，音频输入接口10包括麦克风引脚MIC1、右声道引脚AUX_R1、左声道引脚AUX_L1、检测引脚DET1和地引脚GND1；音频输出接口20包括麦克风引脚MIC2、右声道引脚AUX_R2、左声道引脚AUX_L2、检测引脚DET2和地引脚GND2。
音频输入接口10的检测引脚DET1与连接状态检测模块40的输入端连接，音频输入接口10的麦克风引脚MIC1与连接方式检测模块50的输入端连接，音频输入接口10的地引脚GND1接地。音频输入接口10的右声道引脚AUX_R1和左声道引脚AUX_L1连接音频播放设备中的音频功率放大器（图未示）。音频输出接口20的麦克风引脚MIC2与信号输出模块60的输出端连接，音频输出接口20的检测引脚DET2和地引脚GND2均接地。音频输出接口20的右声道引脚AUX_R2和左声道引脚AUX_L2连接音频播放设备中的音频功率放大器。
如图2所示，连接状态检测模块40包括第一电源输入端VIN1和第一电阻R1；第一电阻R1的一端与第一电源输入端VIN1连接，第一电阻R1的另一端与音频输入接口10的检测引脚DET1连接，且与微控制器30的第一检测端MCU_DET1连接。
具体地，连接方式检测模块50包括第二电阻R2和第三电阻R3；第二电阻R2的一端与音频输入接口10的麦克风引脚MIC1连接，第二电阻R2的另一端与微控制器30的第二检测端MCU_DET2连接，且经由第三电阻R3接地。
具体地，信号输出模块60包括三极管Q1、第四电阻R4和第二电源输入端VIN2；其中，该三极管Q1为NPN三极管。三极管Q1的基极与微控制器30的信号输出端MCU_OUT连接，三极管Q1的集电极与音频输出接口20的麦克风引脚MIC2连接，且经由第四电阻R4与第二电源输入端VIN2连接，三极管Q1的发射极接地。
信号输出模块60还包括第五电阻R5；第五电阻R5的一端与微控制器30的信号输出端MCU_OUT连接，第五电阻R5的另一端与三极管Q1的基极连接。
本实用新型音频口连接方式自动识别电路的工作原理具体描述如下：
根据音频输入接口10的原有特性可知，在初始状态下，即在音频输入接口10没有音频连接线插入的情况下，音频输入接口10的检测引脚DET1通过弹片与地引脚GND1连接，即音频输入接口10的检测引脚DET1接地，音频输入接口10的检测引脚DET1为低电平；当音频输入接口10有音频连接线插入时，音频输入接口10的检测引脚DET1由接地变为开路。
当音频输入接口10没有音频连接线插入时，由于音频输入接口10的检测引脚DET1为低电平，因此微控制器30通过第一检测端MCU_DET1检测到低电平。当音频输入接口10有音频连接线插入时，由于音频输入接口10的检测引脚DET1处于开路状态，且微控制器30的第一检测端MCU_DET1经由第一电阻R1连接至第一电源输入端VIN1，从第一电源输入端VIN1输入的电压经由第一电阻R1输出至微控制器30的第一检测端MCU_DET1，因此微控制器30的第一检测端MCU_DET1为高电平。从而在微控制器30通过第一检测端MCU_DET1检测连接状态检测模块40输出的检测信号VDET时，若检测到低电平的检测信号VDET，则识别出音频输入接口10处于闲置状态，未接入音频连接线；若检测到高电平的检测信号VDET，则识别出音频输入接口10有音频连接线插入。
微控制器30识别出音频输入接口10有音频连接线插入后，检测连接方式检测模块50输出的检测值VADC，将连接方式检测模块50输出的检测值VADC与预设检测电压（如1V）比较。当连接方式检测模块50输出的检测值VADC小于预设检测电压时，微控制器30识别为音频输入接口10通过音频连接线连接的是外部输出设备的音频输出接口，该外部输出设备与该音频输入接口10所属的音频播放设备不是同一种设备，即识别为音频输入接口10通过音频连接线连接的是另一台不同种设备，例如，音响的音频输入接口10通过音频连接线连接电脑的音频输出接口。当连接方式检测模块50输出的检测值VADC大于预设检测电压时，微控制器30初步识别为音频输入接口10通过音频连接线连接的是同一台设备的音频输出接口20，或者是另一台同种设备的音频输出接口20，例如，音响的音频输入接口10通过音频连接线连接自身的音频输出接口20，或者音响的音频输入接口10通过音频连接线连接另一台音响的音频输出接口20。
如图2所示，若音频输入接口10通过音频连接线连接的是另一台不同种设备的音频输出接口的情况，则连接方式检测模块50输出的检测值VADC=VAUX/(R2+R3)*R3，其中VAUX为外部输出设备输出至音频输入接口10的麦克风引脚MIC1上的电压（通常为2.4V），在本实施例中，VAUX=2.4V，R2为第二电阻R2的阻值，R3为第三电阻R3的阻值。此时微控制器30通过第二检测端MCU_DET2检测到的检测值VADC小于微控制器30的预设检测电压，微控制器30识别为音频输入接口10通过音频连接线连接的是另一台不同种设备的音频输出接口，识别为外部音频输入，从而控制音频播放设备进入外部音频输入模式（即Line in模式）工作。
若音频输入接口10通过音频连接线连接的是同一台设备的音频输出接口20，或者是另一台同种设备的音频输出接口20的情况，则连接方式检测模块50输出的检测值VADC=VDD/(R2+R3+R4)*R3，其中VDD为第二电源输入端VIN2输入的电压，在本实施例中，VDD=5V，R2为第二电阻R2的阻值，R3为第三电阻R3的阻值，R4为第四电阻R4的阻值。此时微控制器30通过第二检测端MCU_DET2检测到的检测值VADC大于微控制器30的预设检测电压，微控制器30识别为音频输入接口10通过音频连接线连接的是同一台设备的音频输出接口20，或者是另一台同种设备的音频输出接口20。
微控制器30检测到的检测值VADC大于预设检测电压后，微控制器30通过信号输出端MCU_OUT输出PWM信号VPWM1，该PWM信号VPWM1经由第五电阻R5输出至三极管Q1的基极，当PWM信号VPWM1为高电平时，三极管Q1导通，相当于三极管Q1的集电极接到地，从而音频输出接口20的麦克风引脚MIC2被拉低，音频输出接口20的麦克风引脚MIC2为低电平；当PWM信号VPWM1为低电平时，三极管Q1截止，此时由于第四电阻R4的上拉作用，音频输出接口20的麦克风引脚MIC2为高电平。从而微控制器30通过信号输出端MCU_OUT输出PWM信号VPWM1时，音频输出接口20的麦克风引脚MIC2输出一与该PWM信号VPWM1相位相反的脉冲信号VPWM2，而且该脉冲信号VPWM2也是一完整的PWM信号。
若音频输入接口10通过音频连接线连接的是同一台设备的音频输出接口20，则音频输出接口20的麦克风引脚MIC2输出的脉冲信号VPWM2输出至音频输入接口10的麦克风引脚MIC1，此时微控制器30通过第二检测端MCU_DET2检测到的信号是一完整的PWM信号。因此当微控制器30通过第二检测端MCU_DET2检测到的检测值VADC大于预设检测电压，而且检测到的信号为完整的PWM信号时，微控制器30识别为音频输入接口10通过音频连接线连接的是同一台设备的音频输出接口20，从而关闭音频播放设备的音频功率放大器，使得音频功率放大器停止输出音频信号，音频播放设备不进行音频播放，防止由于同一台设备的音频输出接口20和音频输入接口10相接而产生回音啸叫等异常现象。
若音频输入接口10通过音频连接线连接的是另一台同种设备的音频输出接口20，则由于两台设备之间的信号传输在时间上存在误差，此时微控制器30通过第二检测端MCU_DET2检测到的信号不是完整的PWM信号，或者没有检测到PWM信号。因此当微控制器30通过第二检测端MCU_DET2检测到的检测值VADC大于预设检测电压，而且检测到的信号不是完整的PWM信号，或者没有检测到PWM信号时，微控制器30识别为同种设备之间的声音链方式连接，即多个同种设备级联的方式：第一台设备的音频输出接口20与第二台设备的音频输入接口10连接，第二台设备的音频输出接口20与第三台设备的音频输入接口10连接，如此依次连接若干台同种设备。从而控制音频播放设备进入声音链模式（即Sound chain模式）工作。
本实用新型还提出一种音频播放设备，该音频播放设备具有音频口连接方式自动识别电路，该音频口连接方式自动识别电路的结构、工作原理以及所带来的有益效果均参照上述实施例，此处不再赘述。
以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (8)

1.一种音频口连接方式自动识别电路，其特征在于，包括音频输入接口、音频输出接口、微控制器、连接于所述音频输入接口和所述微控制器之间的连接状态检测模块及连接方式检测模块，以及连接于所述微控制器和所述音频输出接口之间的信号输出模块；
所述连接状态检测模块检测所述音频输入接口连接状态，并根据检测结果输出一检测信号至所述微控制器；所述连接方式检测模块检测所述音频输入接口连接方式，并根据检测结果输出一检测值至所述微控制器；所述信号输出模块根据所述微控制器输出的PWM信号输出与该PWM信号相位相反的脉冲信号至所述音频输出接口，所述微控制器根据所述检测信号、所述检测值和脉冲信号识别出所述音频输入接口的连接方式，控制音频播放设备执行与所述连接方式相应的工作模式。
2.如权利要求1所述的音频口连接方式自动识别电路，其特征在于，所述音频输入接口和所述音频输出接口均包括麦克风引脚、右声道引脚、左声道引脚、检测引脚和地引脚；
所述音频输入接口的检测引脚与所述连接状态检测模块的输入端连接，所述音频输入接口的麦克风引脚与所述连接方式检测模块的输入端连接，所述音频输入接口的地引脚接地；
所述音频输出接口的麦克风引脚与所述信号输出模块的输出端连接，所述音频输出接口的检测引脚和地引脚均接地。
3.如权利要求2所述的音频口连接方式自动识别电路，其特征在于，所述连接状态检测模块包括第一电源输入端和第一电阻；
所述第一电阻的一端与所述第一电源输入端连接，所述第一电阻的另一端与所述音频输入接口的检测引脚连接，且与所述微控制器的第一检测端连接。
4.如权利要求3所述的音频口连接方式自动识别电路，其特征在于，所述连接方式检测模块包括第二电阻和第三电阻；
所述第二电阻的一端与所述音频输入接口的麦克风引脚连接，所述第二电阻的另一端与所述微控制器的第二检测端连接，且经由所述第三电阻接地。
5.如权利要求2至4中任意一项所述的音频口连接方式自动识别电路，其特征在于，所述信号输出模块包括三极管、第四电阻和第二电源输入端；
所述三极管的基极与所述微控制器的信号输出端连接，所述三极管的集电极与所述音频输出接口的麦克风引脚连接，且经由所述第四电阻与所述第二电源输入端连接，所述三极管的发射极接地。
6.如权利要求5所述的音频口连接方式自动识别电路，其特征在于，所述三极管为NPN三极管。
7.如权利要求5所述的音频口连接方式自动识别电路，其特征在于，所述信号输出模块还包括第五电阻；
所述第五电阻的一端与所述微控制器的信号输出端连接，所述第五电阻的另一端与所述三极管的基极连接。
8.一种音频播放设备，其特征在于，包括权利要求1至7中任意一项所述的音频口连接方式自动识别电路。
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