CN2634768Y - 便携式信息装置中内建于集成电路的耳机与扬声器切换电路 - Google Patents

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CN2634768Y CN 03263338 CN03263338U CN2634768Y CN 2634768 Y CN2634768 Y CN 2634768Y CN 03263338 CN03263338 CN 03263338 CN 03263338 U CN03263338 U CN 03263338U CN 2634768 Y CN2634768 Y CN 2634768Y
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林伟程
李勇明
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Abstract

本实用新型提供一种便携式信息装置中内建于集成电路的耳机与扬声器切换电路，使其不需外加任何无源元件，因此电路组装时较为简易，节省电路板的面积，使成本较低，体积较小，满足便携式信息装置轻薄短小的要求。为了避免切换耳机与扬声器时可能产生的逻辑错误，本实用新型特别设计使其中的差动放大MOS晶体管之间不对称，且加上电流镜电路。

Description

便携式信息装置中内建于集成电路的耳机与扬声器切换电路
技术领域
本实用新型涉及一种便携式信息装置的耳机与扬声器切换电路，尤其是指将无源元件完全内建于集成电路的耳机与扬声器切换电路。
背景技术
一般便携式信息装置的耳机与扬声器切换电路如图1所示，当耳机插头未插入耳机座1时，音频输出Lout经过滤波器2、耳机座1中的开关11而送到一运算放大器3驱使扬声器4工作。当耳机插头插入耳机座1时，就切断开关11，使音频输出Lout不送到扬声器4，而送到耳机。
运算放大器3虽然用集成电路设计，但滤波器2中的电容器21、电阻器22以及运算放大器3的输入偏压电阻器31、32等仍然是用无源元件设计，置于运算放大器3集成电路的外面，因此电路组装时较为烦琐，而且占用电路板的面积，使成本较高，体积较大，不能满足便携式信息装置轻薄短小的要求。
实用新型内容
因此本实用新型的目的是提供一种便携式信息装置中内建于集成电路的耳机与扬声器切换电路，使其不需外加任何无源元件，因此电路组装时较为简易，节省电路板的面积，使成本较低，体积较小，满足便携式信息装置轻薄短小的要求。
附图说明
图1为一般便携式信息装置的耳机与扬声器切换电路图。
图2为本实用新型便携式信息装置的耳机与扬声器切换电路图。
图3为本实用新型中Vp电压与Vn电压的示意图。
图4为本实用新型中运算放大器内部MOS比较器的不对称设计示意图。
图5为本实用新型中运算放大器内部MOS比较器旁边加上电流间电路的示意图。
具体实施方式
参阅图2，本实用新型便携式信息装置的耳机与扬声器切换电路图中完全没有任何外加的无源元件，除了耳机座1与扬声器4外，其他电路都与运算放大器3一起设计成集成电路。
本实用新型设计的二极管33、输入偏压电阻器34、35，如图2所示。
当耳机插头未插入耳机座1时，音频输出Lout经过耳机座1中的开关11送到运算放大器3的正端Vp，音频输出Lout同时经过二极管33送到运算放大器3的负端Vn。因为二极管33有0.7伏特的电压降，所以运算放大器3的正端Vp电压高于负端Vn电压，结果运算放大器3的输出Vo为高电位(high)，使扬声器4工作。
当耳机插头插入耳机座1时，切断开关11，使音频输出Lout送到耳机。并使音讯输出Lout不送到运算放大器3的正端Vp，只经过二极管33送到运算放大器3的负端Vn。因为Vp等于接地，所以负端Vn电压高于正端Vp电压，结果运算放大器3的输出Vo为低电位(low)，使扬声器4不工作。
上述Vp电压与Vn电压的示意图请参阅图3，其中(a)图表示的是耳机插头未插入耳机座1时的示意图，此时扬声器工作；(b)图表示的是耳机插头插入耳机座1时的示意图，此时扬声器不工作。
(a)图中Vp(＝Lout)电压一直高于零电位，Vn电压比Vp电压低0.7伏特(因为二极管33的压降所致)。当Vp电压低于0.7伏特时，Vn电压即成为零电位，如图中水平部位所示，这是因为二极管33的阻断所致。因为Vp电压高于Vn电压，所以运算放大器3的输出Vo为高电位(high)，使扬声器4工作。但当Vp电压等于零电位时，Vp＝Vn，此时将造成故障，有可能使扬声器4不工作。
(b)图中Vp电压一直是零电位(因为Lout未输入正端)，Vn电压一般高于零电位，Vn电压比Lout电压低0.7伏特(因为二极管33的压降所致)。当Lout电压低于0.7伏特时，Vn电压即成为零电位，如图中水平部位所示，这是因为二极管33的阻断所致。因为Vn电压一般高于Vp电压，所以运算放大器3的输出Vo为低电位，使扬声器4不工作。但水平部位Vp＝Vn，此时将造成故障，使扬声器4可能工作了。
为了解决上述Vp＝Vn时的困境，本实用新型采取两种解决方案。
对于图(a)的困境，本实用新型的运算放大器3内部的MOS比较器36作不对称的设计。请参阅图4，运算放大器3内部的MOS比较器36原来有差动放大的PMOS晶体管M1与M2，晶体管M1的输入端Vno与前述Vn经由一些电路而相连，晶体管M2的输入端Vpo与前述Vp经由一些电路而相连。图中虽只显示一对晶体管M1与M2，但事实上是四个并联的晶体管M1与四个并联的晶体管M2。因为一般是对称设计，所以比较器36在没有任何信号输入时，Vpo＝Vno。本实用新型将其改成四个并联的晶体管M1与三个并联的晶体管M2，因此使比较器36在没有任何信号输入时，Vpo＝Vno+0.15伏。当图3的(a)图中Vp＝Vn＝零电位时，Vpo并不等于Vno，仍然有0.15伏的偏差，因此不会使扬声器4不工作。图中M0的输出即为运算放大器3的输出Vo。
对于图(b)的困境，本实用新型在运算放大器3内部的MOS比较器36旁边加上一电流镜电路37。请参阅图5，PMOS晶体管M3与M4如图所示那样地连接，晶体管M3是一个PMOS晶体管，晶体管M4是三个PMOS晶体管并联。根据电流镜电路的特性，晶体管M3的电流IM3等于晶体管M4的电流IM4的三分之一。这等于使驱动运算放大器4的输出Vo的电流比原先的设计小了三分之一，驱动电流减小可使比较器36的换态速率(slew rate)变慢。因此当处于图(b)水平部位Vp＝Vn时，原本会造成困扰，使扬声器4错误开始工作，却因为运算放大器的换态速率(slew rate)变慢，来不及转变，于是继续使扬声器4不工作。
本实用新型的精神与范围仅受限于下述权利要求，不受上述的特例的限制。

Claims (3)

1.一种便携式信息装置中内建于集成电路的耳机与扬声器切换电路，包含一耳机座、一二极管、二输入偏压电阻器、一运算放大器；
该二输入偏压电阻器的一端分别与该运算放大器的正端与负端连接，该二输入偏压电阻器的另一端则分别连地；
该运算放大器的输出则驱动一扬声器；
除了该耳机座与该扬声器外，该二极管、该二输入偏压电阻器、该运算放大器均以集成电路的型态整合设计；
当一耳机插头未插入该耳机座时，一音频输出经过该耳机座中的一开关送到该运算放大器的正端，该音频输出同时经过该二极管送到该运算放大器的负端；
当该耳机插头插入该耳机座时，切断该开关，使音频输出送到耳机，并使音讯输出不送到该运算放大器的正端，只经过该二极管送到运算放大器的负端。
2.如权利要求1的电路，其特征在于该运算放大器内部有一比较器，该比较器有数个并联的晶体管MOS1，其输入端与该运算放大器的正端经由一些中间电路相连，另有数个并联的晶体管MOS2其输入端与该运算放大器的负端经由一些中间电路相连，所述MOS1晶体管的数目与所述MOS2晶体管的数目不相等。
3.如权利要求1的电路，其特征在于该运算放大器内部有一比较器，旁边加上一电流镜电路，以一个MOS晶体管与另二个以上并联的MOS晶体管相对成为电流镜，于是所述一个MOS晶体管的电流小于所述另二个以上并联MOS晶体管的电流，以所述较小的电流驱动该运算放大器的输出。
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