CN208675514U

CN208675514U - 一种音频切换电路及电子设备

Info

Publication number: CN208675514U
Application number: CN201821770818.1U
Authority: CN
Inventors: 刘鲁松; 王秀芝
Original assignee: Weifang Goertek Electronics Co Ltd
Current assignee: Weifang Goertek Electronics Co Ltd
Priority date: 2018-10-30
Filing date: 2018-10-30
Publication date: 2019-03-29
Anticipated expiration: 2028-10-30

Abstract

本实用新型涉及一种音频切换电路及电子设备，包括耳机接口、切换控制电路、模拟开关电路和音频编译码器；耳机接口包括耳机信号检测端和耳机音频输出端；耳机信号检测端与切换控制电路的输入端相连，耳机音频输出端与模拟开关电路的第一输入端相连，内置麦克风的麦克风音频输出端与模拟开关电路的第二输入端相连，模拟开关电路的输出端与音频编译码器的输入端相连；切换控制电路的输出端与模拟开关电路的控制端相连，用于在检测到耳机插入耳机接口时使模拟开关电路的第一输入端与输出端连通，且未检测到耳机插入耳机接口时使模拟开关电路的第二输入端与输出端连通。实现硬件电路切换音频输入路径，且Codec为一路输入Codec，降低成本。

Description

一种音频切换电路及电子设备

技术领域

本实用新型属于电路设计技术领域，具体涉及一种音频切换电路及电子设备。

背景技术

目前，很多电子设备（例如，电脑、手机和音视频播放器等）都支持音频输入和输出，这些电子设备一般装备有内置麦克风，也可以外接带有麦克风的耳机或耳麦等。用户通过例如内置麦克风的手机进行语音通话时，通过采集电子设备的内置麦克风采集用户的音频信号并输送至音频编译码器（即Codec），完成麦克风音频信号的传递；在用户在公众场合或吵闹环境中，用户需要在电子设备上外接带有麦克风的耳机，通过耳机采集用户的音频信号并输送至音频编译码器，完成耳机音频信号的传递。因此，为了满足用户的实际需要，在电子设备检测到耳机插入或拔出动作时需要对内置麦克风和耳机进行切换，以便实现不同路径的音频输入。

如图1所示，现有技术中内置麦克风和耳机的切换方式，一般是通过检测电路对耳机的插入或拔出动作进行检测，检测电路发送耳机插入或拔出的检测信号至微控器（即MCU），MCU根据检测到的耳机插入或拔出的检测信号生成路径切换控制信号，从而控制音频编译码器切换不同的音频输入路径。这种耳机和内置麦克风的切换方式存在以下缺点：需要MCU根据耳机插入或拔出检测信号生成路径切换控制信号，而没有运用MCU的其他处理和控制功能，导致MCU资源和控制性能的浪费；且需要至少两路输入的Codec才能实现音频输入路径的切换，导致成本高。

实用新型内容

本实用新型提供一种蓝音频切换电路及电子设备，用于解决现有技术中电子设备内置麦克风和外接耳机切换音频输入路径时造成的MCU资源和控制性能的浪费以及至少两路输入的Codec带来的成本高的问题，实现硬件电路切换音频输入路径，且仅需要一路输入的Codec，降低成本。

为了解决上述技术问题，本实用新型提出如下技术方案予以解决：

一种音频切换电路，包括内置麦克风，其特征在于，还包括耳机接口、切换控制电路和模拟开关电路和音频编译码器；所述耳机接口包括耳机信号检测端和耳机音频输出端；所述耳机信号检测端与所述切换控制电路的输入端相连，所述耳机音频输出端与所述模拟开关电路的第一输入端相连，所述内置麦克风的麦克风音频输出端与所述模拟开关电路的第二输入端相连，所述模拟开关电路的输出端与所述音频编译码器的输入端相连；所述切换控制电路的输出端与所述模拟开关电路的控制端相连，用于在检测到耳机插入所述耳机接口时使所述模拟开关电路的第一输入端与输出端连通，且在未检测到耳机插入所述耳机接口时使所述模拟开关电路的第二输入端与输出端连通。

进一步地，在耳机未插入所述耳机接口时，耳机信号检测端和耳机音频输出端短接，而在耳机插入所述耳机接口时，耳机信号检测端和耳机音频输出端开路；所述切换控制电路包括NMOS管、与NMOS管的源极连接的下拉电阻、连接在NMOS管的栅极和漏极之间的第一上拉电阻、和连接在所述耳机音频输出端的第二上拉电阻；所述耳机信号检测端连接在所述下拉电阻和所述源极之间；所述模拟开关电路的控制端与所述漏极相连；在所述模拟开关电路的控制端为低电平时，第一输入端与输出端连通，而在控制端为高电平时，第二输入端与输出端连通。

进一步地，所述切换控制电路还包括第一滤波电路，所述第一滤波电路的输入端与所述耳机音频输出端相连且输出端与所述第一输入端相连。

进一步地，所述音频切换电路还包括第一隔直电容，所述第一隔直流电容的一端与所述第一滤波电路的输出端相连，且另一端与所述第一输入端相连。

进一步地，所述内置麦克风包括连接在所述麦克风音频输出端和所述第二输入端之间的第三上拉电阻。

进一步地，所述内置麦克风还包括第二滤波电路，所述第二滤波电路的输入端连接在所述第三上拉电阻和麦克风音频输出端之间，且所述第二滤波电路的输出端与所述第二输出端相连。

进一步地，所述音频切换电路还包括第二隔直电容，所述第二隔直电容的一端与所述第二滤波电路的输出端相连，且另一端与所述第二输入端相连。

进一步地，连接所述第一上拉电阻的上拉电压为1.5V，且连接所述第二上拉电阻的上拉电压为2.8V，所述下拉电阻和所述二上拉电阻的阻值相等。

进一步地，所述模拟开关电路为单路模拟开关芯片SGM3157YC6。

本实用新型还涉及一种电子设备，其包括如上所述的音频切换电路。

与现有技术相比，本实用新型的优点和有益效果是：切换控制电路的输入端与耳机信号检测端相连，用于检测耳机是否插入耳机接口内，在耳机插入接口内时使模拟开关电路的第一输入端和输出端相连，即将耳机音频信号输出端输出的耳机音频信号通过第一输入端和输出端传输至音频编译码器，而在未检测到时模拟开关电路的第二输入端和输出端相连，即将麦克风音频输出端输出的麦克风音频信号通过第二输入端和输出端传输至音频编译码器，该音频切换电路通过切换控制电路和模拟开关路实现对不同音频信号的路劲切换，避免使用MCU，且音频编译码器仅需要一路输入即可，节省成本。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对本实用新型实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简要介绍，显而易见地，下面描述的附图是本实用新型的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。

图1为现有技术中音频切换电路的原理框图；

图2为本实用新型的音频切换电路的原理框图；

图3为在本实用新型的音频切换电路的实施例的电路图。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

为了解决图1示出现有技术中音频切换电路的造成的MCU资源和控制性能的浪费以及至少两路输入的音频编译码器带来的成本高的问题，如图2所示，本实施例涉及一种音频切换电路，包括耳机接口10、内置麦克风20、切换控制电路30、模拟开关电路40和音频编译码器50，耳机接口10包括耳机信号检测端DET和耳机音频输出端1st，耳机信号检测端DET与切换控制电路30的输入端相连，耳机音频输出端1st与模拟开关电路40的第一输入端相连，内置麦克风20的麦克风音频输出端与模拟开关电路40的第二输入端相连，模拟开关电路40的输出端与音频编译码器50的输入端相连；切换控制电路30的输出端与模拟开关电路40的控制端相连，用于在检测到耳机插入耳机接口10时使模拟开关电路40的第一输入端与输出端连通，且在未检测到耳机插入耳机接口10时使模拟开关电路40的第二输入端与输出端连通。

具体地，如图3所示，在本实施例中，在耳机未插入时，耳机信号检测端DET和耳机音频输出端1st短接，而在耳机插入时，耳机信号检测端DET和耳机音频输出端1st开路。本实施例耳机接口10采用的型号为JACK AUDIO ST-3537-5R。在耳机未插入时，切换控制电路30输出高电平至模拟开关电路40的控制端，模拟开关电路40的第二输入端接收内置麦克风20采集的麦克风音频信号，在耳机未插入时，切换控制电路30输出低电平至模拟开关电路40的控制端，模拟开关电路40的第一输入端接收耳机的耳机音频信号。在本实施例中，切换控制电路30包括NMOS管Q1、与NMOS管Q1的源极S连接的下拉电阻R1、连接在NMOS管Q1的栅极G和漏极D之间的第一上拉电阻R2、和连接在耳机音频输出端的第二上拉电阻R3；耳机信号检测端DET连接在下拉电阻R1和源极S之间；模拟开关电路40的控制端与漏极D相连，第一输入端与耳机音频输出端相连，第二输入端与内置麦克风20的麦克风音频输出端相连，输出端与音频编译码器40的输入端相连；在模拟开关电路40的控制端为低电平时，第一输入端与输出端连通，而在控制端为高电平时，第二输入端与输出端连通。本实施例模拟开管电路40选择为模拟开关芯片U1，该芯片U1可以为单路模拟开关芯片SGM3157YC6，该开关芯片包括地端、电源端、控制端IN、第一输入端、第二输入端和输出端，该第一输入端为常开端NO而第二输入端为常闭端NC，输出端为公共端COM，在控制端IN接收到高电平时，常闭端NC和公共端COM连通，而在控制端IN接收到低电平时，常开端NO和公共端COM连通。在本实施例中，连接在第一上拉电阻R1一端的电压VCC为1.5V，用于为NMOS管Q1供电，且连接第二上拉电阻R2一端的电压VCCA为2.8V，用于为耳机供电，其中下拉电阻R1的阻值与第二上拉电阻R3的阻值相等且均为2.2KΩ，当然阻值也可以为其他数值。

在耳机未插入耳机接口10时，耳机信号检测端DET和耳机音频输出端1st短接，第二上拉电阻R3的上拉电压VCCA通过第二上拉电阻R3为NMOS管Q1的源极S供电，与第一上拉电阻R2连接的上拉电压VCC为栅极G供电，计算栅极G和源极S之间的电压V_GS= VCC-VCCA*R1/(R1+R3)=0.1V，该V_GS值达不到NMOS管Q1的开启电压，Q1不导通。由于第一上拉电阻R3的存在，控制端IN的输入电平为高电平，此时常闭端NC和公共端COM连通，内置麦克风20采集的麦克风音频信号输出至公共端COM并进而输出至音频编译码器50的输入端。在耳机插入耳机接口10时，耳机信号检测端DET和耳机音频输出端1st开路，由于存在下拉电阻R1，使得源极S处的电压为零，且栅极G和漏极D之间连接有第一上拉电阻R2，并且连接有第一上拉电阻R2的电压为VCC，因此，栅极G由VCC供电，因此，V_GS=1.5V，NMOS管Q1导通，由于源极S与下拉电阻R1相连，因此，芯片U1的控制端IN的输入电平为低电平，此时常开端NO和公共端COM连通，耳机采集的耳机音频信号输出至音频编译码器50的输入端。如上述所述，仅仅通过硬件电路实现不同音频信号路径切换，且本实施例音频编译码器50为一路输入的Codec，相比现有技术中所需的至少两路输入的Codec而言，节省了成本投入。

在本实施例中，为了实现对耳机音频信号的滤波，设置有第一滤波电路，第一滤波电路的输入端与耳机音频输出端相连且输出端与第一输入端NO相连，本实施例第一滤波电路为并联的接地电容C1和C2。此外，在第一滤波电路的输出端和第一输入端NO之间设置有第一隔直电容C3，电容C3的一端与耳机音频输出端相连，且另一端与第一输入端NO相连，用于对耳机音频信号的隔直。

本实施例内置麦克风20采用麦克风芯片，该麦克风芯片为全指向驻极体电容咪头，型号可选择为GMI6027，其引脚包括麦克风音频输出端，该麦克风音频输出端通过第三上拉电阻R4连接至模拟开关芯片U1的常闭端NC，连接在第三上拉电阻R4的一端的上拉电压VCCA（例如2.8V）可用于为内置麦克风20供电。此外，为了对麦克风音频输出端输出的麦克风音频信号进行滤波，在麦克风音频输出端和第二输入端NC之间设置有第二滤波电路，本实施第二滤波电路为接地电容C4。此外，第二滤波电路的输入端和第二输入端NC之间设置有第二隔直电容C5，电容C5的一端与麦克风音频输出端相连，且另一端与第二输入端NC相连，用于对麦克风音频信号的隔直。

本实施例还还涉及一种电子设备，其包括音频切换电路，该音频切换电路为如上所述的音频切换电路，其具体结构和音频切换方式参考图2和图3及其上述的描述，在此不做赘述。

本实施例的音频切换电路及电子设备，在耳机未插入耳机接口10时，耳机信号检测端DET和耳机音频输出端1st短接，NMOS管Q1不导通，模拟开关电路40的控制端IN连接在漏极D和第一上拉电阻R1之间，使得控制端IN为高电平，模拟开关电路40的输出端COM与第二输入端NC连通，由于第二输入端NC与内置麦克风20的麦克风音频输出端相连，因此将麦克风音频信号输入至音频编译码器50的输入端，在耳机插入耳机接口10时，耳机信号检测端DET和耳机音频输出端1st开路，NMOS管Q1导通，模拟开关电路40的控制端IN为低电平，模拟开关电路40的输出端COM与第一输入端NO连通，由于第一输入端NO与耳机音频输出端相连，因此将耳机音频信号输入至音频编译码器50的输入端，该音频切换电路通过硬件电路实现对不同音频信号的路劲切换，避免使用MCU，且音频编译码器50仅需要一路输入即可，节省成本。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，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实用新型各实施例技术方案的精神和范围。

Claims

1.一种音频切换电路，包括内置麦克风，其特征在于，还包括耳机接口、切换控制电路、模拟开关电路和音频编译码器；所述耳机接口包括耳机信号检测端和耳机音频输出端；所述耳机信号检测端与所述切换控制电路的输入端相连，所述耳机音频输出端与所述模拟开关电路的第一输入端相连，所述内置麦克风的麦克风音频输出端与所述模拟开关电路的第二输入端相连，所述模拟开关电路的输出端与所述音频编译码器的输入端相连；所述切换控制电路的输出端与所述模拟开关电路的控制端相连，用于在检测到耳机插入所述耳机接口时使所述模拟开关电路的第一输入端与输出端连通，且在未检测到耳机插入所述耳机接口时使所述模拟开关电路的第二输入端与输出端连通。

2.根据权利要求1所述的音频切换电路，其特征在于，在耳机未插入所述耳机接口时，耳机信号检测端和耳机音频输出端短接，而在耳机插入所述耳机接口时，耳机信号检测端和耳机音频输出端开路；所述切换控制电路包括NMOS管、与NMOS管的源极连接的下拉电阻、连接在NMOS管的栅极和漏极之间的第一上拉电阻、和连接在所述耳机音频输出端的第二上拉电阻；所述耳机信号检测端连接在所述下拉电阻和所述源极之间；所述模拟开关电路的控制端与所述漏极相连；在所述模拟开关电路的控制端为低电平时，第一输入端与输出端连通，而在控制端为高电平时，第二输入端与输出端连通。

3.根据权利要求2所述的音频切换电路，其特征在于，所述切换控制电路还包括第一滤波电路，所述第一滤波电路的输入端与所述耳机音频输出端相连，且输出端与所述第一输入端相连。

4.根据权利要求3所述的音频切换电路，其特征在于，还包括第一隔直电容，所述第一隔直流电容的一端与所述第一滤波电路的输出端相连，且另一端与所述第一输入端相连。

5.根据权利要求1-4中任一项所述的音频切换电路，其特征在于，所述内置麦克风包括连接在所述麦克风音频输出端和所述第二输入端之间的第三上拉电阻。

6.根据权利要求5所述的音频切换电路，其特征在于，所述内置麦克风还包括第二滤波电路，所述第二滤波电路的输入端连接在所述第三上拉电阻和麦克风音频输出端之间，且所述第二滤波电路的输出端与所述第二输出端相连。

7.根据权利要求6所述的音频切换电路，其特征在于，还包括第二隔直电容，所述第二隔直电容的一端与所述第二滤波电路的输出端相连，且另一端与所述第二输入端相连。

8.根据权利要求1-4中任一项所述的音频切换电路，其特征在于，连接所述第一上拉电阻的上拉电压为1.5V，且连接所述第二上拉电阻的上拉电压为2.8V，所述下拉电阻和所述二上拉电阻的阻值相等。

9.根据权利要求1-4中任一项所述的音频切换电路，其特征在于，所述模拟开关电路为单路模拟开关芯片SGM3157YC6。

10.一种电子设备，其包括如权利要求1-9中所述的音频切换电路。