KR100717053B1

KR100717053B1 - 공용잭에 삽입되는 플러그 유형 검출 방법 및 장치

Info

Publication number: KR100717053B1
Application number: KR1020050107003A
Authority: KR
Inventors: 김용구; 김한성
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2005-11-09
Filing date: 2005-11-09
Publication date: 2007-05-10

Abstract

본 발명은 휴대용 단말기에 사용되는 이어폰 잭과 오디오/비디오 잭이 공용으로 사용되는 경우 잭에 삽입되는 플러그(plug)의 유형을 검출하기 위한 것으로서, 본 발명에 따른 플러그 유형 검출 방법은 플러그들이 공용잭에 삽입되기 전, 삽입시 및 완전히 삽입 된 후에 발생되는 전기적 신호 파형을 검출하고, 검출된 전기적 신호 파형에 기초하여 삽입되는 플러그들의 유형을 결정하도록 함으로써, 플러그 삽입을 자동으로 인식할 수 있도록 하고, 플러그 검출과 관련된 부품이 차지하는 공간을 감소시킬 수 있도록 한다.

Description

공용잭에 삽입되는 플러그 유형 검출 방법 및 장치{Method for detecting plug type inserted into common jack and apparatus therefore}

도 1은 기존의 오디오/비디오 잭 및 이어폰 잭과 주변회로를 간단하게 도시하는 도면이다.

도 2는 도 1에서의 잭 검출용 신호를 입력으로 하는 마이컴(MICOM)을 이용한 기존의 플러그 검출 방법의 블록도이다.

도 3은 도 2에서의 잭 검출 신호가 동시에 입력되는 경우에 우선 순위를 결정하는 순서도이다.

도 4a와 4b는 각각 이어폰과 오디오/비디오 케이블의 각 부위별 기능 및 잭을 도시하는 도면이다.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 하나의 잭을 공용으로 이용하는 경우에 공용잭에 삽입되는 플러그 유형 검출 장치의 블록도를 도시하는 도면이다.

도 6a내지 6c까지는 잭에 이어폰이 삽입되는 경우 잭 검출 신호의 전기적 신호 파형을 도시하는 도면이다.

도 7a와 7b는 잭에 오디오/비디오 케이블이 삽입되는 경우 잭 검출 신호의 전기적 신호 파형을 도시하는 도면이다.

도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 공용잭에 삽입되는 플러그 유형 검출 방 법의 흐름도이다.

본 발명은 플러그(plug) 검출에 관한 것이며, 보다 상세하게는 공용잭에 삽입되는 이어폰과 오디오/비디오 케이블의 특성을 이용한 플러그 유형 검출 방법 및 장치에 관한 것이다.

휴대용 단말기와 같은 최근의 가전 제품들은 기존의 독립된 제품의 기능들을 하나의 장치로 통합하여 만들어지고 있다. 이러한 통합 장치들은 외부 장치와 정보 등을 교환하기 위하여 잭(jack)과 같은 케이블을 연결시켜 주는 인터페이스 (interface)를 제공한다. 더욱 더 많은 기능들을 하나의 장치로 통합하게 됨에 따라 외부 장치와의 연결을 제공하는 인터페이스의 수가 증가하고 그 결과 이들을 통해 정보를 송/수신하고 제어하는 하드웨어의 수가 또한 증가한다. 따라서, 이들 기능들을 한정된 공간에 효율적으로 통합시키기 위하여 공용 잭을 활용하여 제어 하드웨어를 하나의 칩(chip)으로 통합시키는 방안이 요구되고 있다.

도 1을 참조하면, 각각의 잭의 삽입을 검출하기 위한 구성은 잭(120 및 140), 잭 삽입과 관련하여 발생되는 신호 파형을 디지털 레벨(digital level)에서 처리할 수 있도록 전압 레벨을 변환하는 레벨 변환부(110 및 130)을 포함한다.

도 1에서 생략되어 있지만, 상기 레벨 변환부에 잭 삽입 전과 잭 삽입 후의 신호 차이를 생성하기 위하여 잭 검출용 핀(122 및 142)에 풀업(pull-up) 저항과 플러그 접촉용 핀(124 및 144)에 풀다운(pull-down) 저항을 연결하는 것이 일반적이며 또한 그 반대로 풀업 저항을 플러그 접촉용 핀(124 및144))에 연결하고 풀다운 저항을 잭 검출용 핀(122 및 142)에 연결할 수도 있다. 상기 풀다운 저항 및 풀업 저항(118 및 138)에 의해 전원 전압이 분배되어 일정한 전압을 유지하며 이 전압은 레벨 변환부(110 및 130)내에 있는 트랜지스터(116 및 136)에 전류를 공급하게 된다. 상기 트랜지스터는 상기 공급되는 전류의 세기에 따라 온/오프(on/off)되는 스위치 역할을 하게 된다.

잭 검출용 핀(122 및 142)에 풀업 저항을 연결하고 플러그 접촉용 핀(124 및 144)에 풀다운 저항을 연결한 경우를 살펴보기로 한다. 설명을 위하여 풀다운 저항은 풀업 저항보다 상당히 작다고 가정한다. 잭에 플러그가 삽입되지 않은 경우에는 잭 검출용 핀(122 및 142)에서의 전압이 낮아 트랜지스터(116 및 136)에 공급되는 전류가 작으며 따라서 트랜지스터는 오프 상태로 되고 잭 검출 신호(114 및 134)는 전원 전압(high level)과 같아지게 된다. 잭에 플러그가 삽입된 경우에는 잭 검출용 핀(122 및 142)와 플러그 접촉용 핀(124 및 144)의 접촉이 떨어지게 되어 잭 검출용 핀(122 및 142)에서의 전압이 높아 트랜지스터(116 및 136)에 공급되는 전류가 크며 따라서 트랜지스터는 온 상태로 되고 잭 검출 신호(114 및 134)는 접지 전압(low level)과 같아지게 된다. 이와 같이 생성된 잭 검출 신호(114 및 134)는 아래에서 설명하는 도 2의 마이컴(210 및 220)의 입력 포트(input port)로 입력되게 된다.

도 2는 도 1에서의 잭 검출용 신호를 입력으로 하는 마이컴(MICOM)을 이용한 기존의 잭 검출 방법의 블록도이다.

마이컴(210)은 두 개의 잭에 대해 플러그의 삽입을 검출하기 위하여 두 개의 입출력 포트(I/O port)(214 및 216)을 이용하며, 플러그 삽입시 발생하는 신호 변화를 이용하여 발생된 (도 1에서 보여지지 않은) 인터럽트(interrupt) 신호를 입력으로 하고 있다.

마이컴(220)은 두 개의 잭에 대해 플러그의 삽입을 검출하기 위하여 두 개의 입출력 포트(I/O port)(222 및 224)을 이용하며, 플러그 삽입시 발생하는 신호 변화를 확인하기 위하여 주기적으로 입출력 포트를 조사한다.

위와 같이 마이컴(210 및 220)을 이용하여 음향 출력을 공통으로 하는 두 개의 잭(120 및 140)에 대해여 플러그 삽입을 검출하는 경우에는 상기 두 개의 잭(120 및 140)에 모두 플러그가 삽입될 때에 어느 플러그를 출력으로 선택해야 할지를 결정해야 한다.

도 3은 도 2에서의 잭 검출 신호가 동시에 입력되는 경우에 우선 순위를 결정하는 순서도이다. 음향 출력을 대상으로 하는 이어폰이나 오디오/비디오 케이블과 같이 동일한 기능을 공통으로 갖는 플러그가 각각의 잭에 동시에 삽입되어 있는 경우에는 어느 것을 최종 출력의 대상으로 할 지를 결정해야 한다.

입력 대기(310)은 인터럽트 신호가 발생될 때까지 또는 주기적으로 포트를 조사하는 경우에는 일정 시간 지연이 될 때까지 대기한다. 포트 입력(320)은 해당 잭 검출 신호를 읽어들인다. 판단부(330)은 우선 오디오/비디오 플러그용 잭 검출 신호(JACK_DET1)가 발생되었는지 조사하고 발생된 경우에는 오디오/비디오 출력을 내도록 하며, 그렇지 않은 경우에는 판단부(350)으로 넘어간다. 판단부(350)은 이어폰 플러그용 잭 검출용 신호(JACT_DET2)가 발생되었는지 조사하여 발생된 경우에는 이어폰 출력을 내도록 하며, 그렇지 않은 경우에는 다시 입력 대기(310) 상태로 돌아 간다. 판단부(330)에서 오디오/비디오 플러그의 삽입 여부를 우선 조사하므로 우선순위는 오디오/비디오 플러그에 있음을 알 수 있다.

위와 같은 우선 순위를 결정하는 방법은 소프트웨어 또는 하드웨어로 구현할 수 있으며, 하드웨어로 구현하는 경우에는 잭의 수가 많아짐에 따라 구현이 복잡해 진다.

이와 같이 각각 별도의 잭을 이용하는 경우 주변회로의 구성시에 부품의 비용이 증가하며 이들 부품이 실장되는 면적이 증가하여 휴대용 단말기 같이 소형 기기에서는 다수의 기능들을 통합하는데 많은 장애가 된다. 특히, 잭은 정해진 규격의 크기를 가지고 있으며, 일반 소비자들이 가진 케이블 등이 이들 규격에 맞춰 정해진 것이므로 잭의 크기를 소형화하는 경우 기존의 소비자들이 가진 케이블 등을 활용할 수 없게 된다는 문제가 발생하게 된다. 잭 검출과 관련된 주변회로는 단일 칩으로 집적하여 소형화가 가능하지만, 필수 부품인 잭은 정형화된 크기 및 소비자(고객)들이 가지고 있는 이어폰이나 오디오/비디오 케이블과의 호환성 때문에 그 크기를 줄이는데에는 한계가 있다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 휴대용 단말기가 소형화되고 있는 추세에 맞추어 이어폰 및 오디오/비디오 케이블과 같이 공통된 기능(출력)을 갖는 외부 출력 장치들이 하나의 잭을 공통으로 이용할 수 있도록 하는 공용잭에 삽입되는 플러그 유형 검출 방법 및 장치를 제공하는 것이다.

상기 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 공용잭에 삽입되는 플러그 유형 검출 방법 및 장치는 플러그들이 상기 공용잭에 삽입되기 전, 삽입시 및 완전히 삽입 된 후에 발생되는 전기적 신호 파형을 검출하는 단계; 및 상기 검출된 전기적 신호 파형에 기초하여 상기 삽입되는 플러그들의 유형을 결정하는 단계를 포함한다.

이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세히 설명한다.

본 발명의 이해를 위하여 우선 일반적으로 쓰이는 이어폰과 오디오/비디오 케이블의 구조 및 잭의 구조와 기능을 설명한다.

도 4a와 도 4b는 각각 이어폰 플러그와 오디오/비디오 케이블(플러그)의 각 부위별 기능 및 공용잭을 도시하는 도면이다.

오디오/비디오 케이블(420)은 잭의 각 핀(pin)들과 접촉하는 네 부분으로 구성되어 있으며, R(422)는 오른쪽 오디오 신호선을 나타내며, L(428)은 왼쪽 오디오 신호선을 나타내며, V(426)는 비디오 신호선을 나타내며, G(424)는 기준 전압을 제공하는 신호선을 나타낸다.

이어폰 플러그(410)은 잭의 각 핀들과 접촉하는 세 부분으로 구성되어 있으며(상기 오디오/비디오 케이블(420)에 대응되도록 가상적으로 네 부분으로 나누어져 있다), R(422)는 오른쪽 오디오 신호선을 나타내며, L(428)은 왼쪽 오디오 신호선을 나타내며, G(424)는 기준 전압을 제공하는 신호선을 나타낸다.

잭(440)은 5개의 핀들로 구성되어 있으며, 상기 이어폰 플러그 또는 오디오 비디오 케이블의 각 네 부분과 접촉하는 핀들(441, 442, 443 및 445)와 잭 검출용 핀(444)로 구분된다.

잭 검출용 핀(444)는 잭에 플러그가 삽입되어 있는지를 조사하기 위한 것으로서, 플러그가 잭에 완전히 삽입되는 경우 상기 이어폰 플러그의 L(416) 또는 오디오/비디오 케이블의 L(428)이 잭 접촉용 핀(445)을 밀어 내면서 잭 접촉용 핀(445)와 잭 검출용 핀(444)는 접촉이 떨어지게 된다.

본 발명의 일 실시예에 따른 플러그 유형 검출 장치는 공용잭(501)과 그 주변회로(503,504), 입력부(510), 판단부(520), 제어부(530), 출력부(540)를 포함한다.

공용잭(501)과 그 주변회로(503,504)는 공용잭에 플러그가 삽입되는 경우에 아날로그 전기적 신호가 생성되도록 한다. 이를 위하여 다른 구성도 가능하지만 설명을 단순화하기 위하여 풀업(pull-up) 저항(503)과 풀다운(pull-down) 저항(504)를 포함하고 있다.

공용잭(501)에 플러그가 삽입되기 전에는 상기 풀업 저항(503)과 풀다운 저항(504)에 의해 분배되는 전압(502)을 형성한다. 바람직하게는 전원 전압(예들 들면, 3볼트(V))의 중간 정도로 상기 플러그 삽입되기 전의 상태를 나타낼 수 있다.

플러그가 공용잭에 삽입되는 중간에, 예를 들면 도 4에서의 이어폰의 L(416) 또는 오디오 비디오 케이블의 L(428)이 잭 접촉용 핀(445)와 접촉하는 순간에는 상기 풀다운 저항에 병렬로 접속되는 저항(또는 임피던스)에 의해 잭 검출용 신호(502)의 전압이 변하게 된다. 변화되는 값은 병렬로 접속되는 저항값에 따라 달라지게 되며, 이는 공용잭에 삽입되는 플러그의 유형에 따라 달라진다.

플러그가 공용잭에 완전히 삽입된 경우에는, 잭 접촉용 핀(506)이 플러그에 의해 밀리면서 잭 검출용 핀(505)와 접촉이 떨어지게 된다. 이때 잭 검출 신호(502)는 전원 전압에 풀업 저항(503)이 연결된 형태가 되므로 전원 전압과 동일한 전압을 가지게 된다. 이를 확인함으로써 잭이 완전히 삽입되었음을 알 수 있다.

입력부(510)은 공용잭에 플러그가 삽입되는 과정에서 발생되는 아날로그 전기적 신호를 디지털 신호로 바꾸는 역할을 한다. 아날로그 신호를 입력으로 함으로써 다수의 플러그에 대해 공용잭을 이용하더라도 플러그의 특성(예를 들면 저항값)이 다르면 각각의 플러그 유형을 아날로그 전기적 신호의 차이로부터 구별할 수 있으며, 이를 디지털 신호로 바꿈으로써 마이컴(MICOM)과 같은 디지털 처리 장치로 하여금 판단하도록 할 수 있다. 입력부의 출력을 판독함으로써 현재 공용잭에 플러그가 삽입되고 있는지 및 완전히 삽입되어 있는지를 알 수 있다.

판단부(520)은 상기 디지털화된 전기적 신호 파형에 기초하여 공용잭에 삽입된 플러그의 유형을 판단한다. 이를 위하여 입력부에서의 디지털 신호를 주기적으로 판독하여 파형의 변화를 감지하고 이를 기초로 공용잭에 삽입된 플러그의 유형을 판단한다.

제어부(530)은 상기 판단부(520)에서 판단되어진 공용잭에 삽입된 플러그의 유형에 기초하여 상기 공용잭을 출력 대상으로 할지를 결정하며, 이에 따라 제어 신호를 출력한다.

출력부(540)은 공용잭에 삽입되는 플러그의 유형에 따라 출력 신호를 내보내며, 상기 제어 신호에 기초하여 출력 대상을 선택한다. 또한 출력부(540)는 공용잭에 삽입되는 플러그의 각 부위별 용도가 다를 수 있으므로 출력 신호들을 적절히 스위칭(switching)해주는 역할을 한다.

이하에서는 이어폰 플러그가 잭에 삽입되는 경우에 발생되는 전기적 파형에 대해 설명한다.

위에서 설명한 바와 같이, 공용잭에 이어폰이 삽입되기 전에는 잭 검출 신호(502)는 기본적으로 1.4~1.5V의 전압 레벨을 가지고 있다. 이어폰은 낮은 입력 저항을 가지고 있으므로 잭 접촉용 핀과 이어폰의 L(416)이 접촉하는 경우에 풀다운 저항(504)와 병렬로 연결된 합성 저항이 매우 낮아지게 되어 거의 접지 전압(low level)에 근접하게 된다. 공용잭에 플러그가 완전히 삽입된 경우에는 위 에서 설명한 것과 같이 전원 전압(예를 들면 3V)를 출력하게 된다.

도 6b와 도 6c는 상기 입력부(510)에서 잭 검출 신호(502)를 조사하는 타이밍(timing)을 표시하고 있다. 보여지는 바와 같이 대략 40usec 간격으로 잭 검출 신호(502)를 조사하며, 이는 공용잭에 플러그를 빠르게 삽입하는 경우에 이어폰 플러그의 L(416)이 잭 접촉용 핀(445) 및 잭 검출용 핀(444)와 접촉하는 최소 시간 간격이다. 따라서, 기본적으로 최소 40usec 이상 동안은 낮은 전압 레벨을 유지한다.

도 6b에서 보여지는 바와 같이, 잭이 완전히 삽입 되었음을 인식한 후에 다시 한번 (또는 그 이상) 조사함으로써 플러그의 완전 삽입을 보장하도록 할 수 있다.

도 6c에서 보여지는 바와 같이, 이어폰 삽입 시간이 길어서 잭 검출 신호(JACT_DET1)의 낮은 전압 레벨을 유지하는 구간이 넓은 경우에 낮은 전압 레벨을 계속 인식하다가 높은 전압으로 변경되는 순간(DET n)을 확인하고 이어폰이 삽입되었음을 인식할 수도 있다.

이하에서는 오디오/비디오 케이블(플러그)이 잭에 삽입되는 경우에 발생되는 전기적 파형에 대해 설명한다.

위에서 설명한 이어폰 삽입의 경우와의 차이점은 오디오/비디오 케이블의 L(428)이 잭 접촉용 핀(506) 및 잭 검출용 핀(505)과 접촉시에도 오디오/비디오 케 이블 삽입전과 동일한 전압을 유지함을 알 수 있다. 이는 일반적으로 전압 신호를 입력으로 하는 시스템의 입력 임피던스가 무한대라는 것 또는 오디오/비디오 케이블의 반대편이 개방되어 있는(즉, 아직 연결되어 있지 않은) 것으로부터 알 수 있다. 그외 나머지 동작은 이어폰 플러그의 삽입에서와 동일하다.

도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 공용잭에 삽입되는 플러그 유형 검출 방법의 흐름도이다.

도 8의 흐름도(800)은 (1) 플러그들이 상기 공용잭에 삽입되기 전, 삽입시 및 완전히 삽입 된 후에 발생되는 전기적 신호 파형을 검출하는 단계(810); (2) 상기 검출된 전기적 신호 파형에 기초하여 상기 삽입되는 플러그들의 유형을 결정하는 단계(820)로 이루어져 있다.

단계(810)은 아날로그 전기적 신호 파형을 디지털적으로 처리하기 위하여 아날로그-디지털 변화기 등을 이용하여 디지털 신호로 변환한다. 변환 주기는 플르그가 빠르게 삽입되는 경우를 고려하여 위에서 설명한 바와 같이 최대 40usec를 넘지 않아야 한다.

이제까지 본 발명에 대하여 그 바람직한 실시예들을 중심으로 살펴보았다. 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 실시예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석해야 할 것이다.

본 발명에 따른 공용잭에 삽입되는 플러그 유형 검출 방법 및 장치에 의하면 소형 휴대용 단말기에서 이어폰과 오디오/비디오 케이블과 관련한 회로가 간소화됨으로써 PCB상에 부품이 차지하는 면적을 보다 효율적으로 사용 가능하고 비용을 절감할 수 있다.

Claims

공용잭에 삽입되는 플러그의 유형 검출 방법에 있어서,

상기 플러그가 상기 공용잭에 삽입되기 전, 삽입시 및 완전히 삽입 된 후에 발생되는 전기적 신호 파형을 검출하는 단계; 및

상기 검출된 전기적 신호 파형에 기초하여 상기 삽입되는 플러그의 유형을 결정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 플러그 유형 검출 방법.
제 1항에 있어서,

상기 플러그가 상기 공용잭에 삽입되는 동안 잭 검출 신호를 주기적으로 조사하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 플러그 유형 검출 방법.
제 1항에 있어서,

상기 공용잭에 삽입되는 상기 플러그가 오디오/비디오 케이블(A/V cable)이거나 이어폰(earphone)인 것을 특징으로 하는 플러그 유형 검출 방법
공용잭에 삽입되는 플러그의 유형 검출 장치에 있어서,

상기 플러그가 상기 공용잭에 삽입되기 전, 삽입시 및 완전히 삽인 된 후에 발생되는 전기적 신호 파형에 기초하여 상기 삽입되는 플러그의 유형을 결정하는 판단부를 포함하는 것을 특징으로 하는 플러그 유형 검출 장치.
제 4항에 있어서,

상기 플러그가 상기 공용잭에 삽입되는 동안 잭 검출 신호를 주기적으로 조사하는 입력부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 플러그 유형 검출 장치.