TWI520626B - 麥克風的接腳偵測電路與其方法 - Google Patents

麥克風的接腳偵測電路與其方法 Download PDF

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Description

麥克風的接腳偵測電路與其方法
本發明是有關於一種接腳偵測電路，且特別是有關於一種麥克風的接腳偵測電路與其接腳偵測方法。
麥克風的種類主要有動圈式麥克風、電容式麥克風、駐極體式電容麥克風、微機電麥克風、鋁帶式麥克風等。駐極體式電容麥克風與微機電麥克風都是屬於電容式麥克風，主要差別在於製程與內部電路不同。目前的消費性電子產品，如手機、個人數位助理(PDA)等，所採用的麥克風耳機大都是電容式麥克風。
3.5毫米(mm)4接頭式的麥克風耳機的規格包括開放移動終端(Open Mobile Terminal Platform,OMTP)與移動通信產業協會(Cellular Telecommunications &.Internet Association,CTIA)兩種，OMTP與CTIA這兩種規格主要的差異在於耳機連接器的信號端與接地端兩個接腳的位置相反。兩種不同標準的耳機與電話混用，會造成麥克風無法正常正常使用，一般的解決方法是透過轉接頭或跳線來克服。
快捷半導體(Fairchild)提出一種偵測晶片，可以偵測與切換接腳的解決方法，但是此偵測晶片需要外部處理器送出啟用信號，並且其內部含震盪器及計時器，架構較複雜。
本發明提供一種麥克風的接腳偵測電路與其偵測方法，其利用電容式麥克風的元件特性去偵測其麥克風的接腳態樣，並且可自動切換正確的接腳至後端的系統。
本發明實施例提供一種麥克風的接腳偵測電路，麥克風具有一第一信號輸出端與一第二信號輸出端，上述第一信號輸出端與上述第二信號輸出端之間的一電子信號對應於上述麥克風所接收到的一聲音信號，上述接腳偵測電路包括一接腳切換單元與一偵測單元。接腳偵測電路包括接腳切換單元、偵測單元與第五開關並具有一麥客風輸出端與一接地輸出端。
接腳切換單元具有一第一輸入端、一第二輸入端、一第一輸出端與一第二輸出端，上述第一輸入端用以耦接於上述第一信號輸出端，上述第二輸入端用以耦接上述第二信號輸出端，上述接腳切換單元根據一控制信號導通上述第一輸入端或上述第二輸入端至上述第一輸出端，以及導通上述第二輸入端或上述第一輸入端至上述第二輸出端。偵測單元具有一阻抗元件，上述偵測單元經由上述阻抗元件提供一測試電壓至上述第一輸出端並且根據上述第一輸出端與上述第二輸出端之間的一輸出電壓調整上述控制信號並且根據一接腳插入信號拴鎖該控制信號。
在本發明一實施例中，其中當上述接腳切換單元導通上述第一輸入端至上述第一輸出端時，上述接腳切換單元導通上述第二輸入端至上述第二輸出端；當上述接腳切換單元導通上述第一輸入端至上述第二輸出端時，上述接腳切換單元導通上述第二輸入端至上述第一輸出端。
在本發明一實施例中，其中上述偵測單元比較上述輸出電壓與一第一參考電壓，當上述輸出電壓大於上述第一參考電壓時，上述接腳切 換單元維持目前的導通狀態。當上述輸出電壓小於上述第一參考電壓時，上述接腳切換單元改變目前的導通狀態。
在本發明一實施例中，其中上述接腳切換單元包括一第一開關與一第二開關。第一開關耦接於上述第一輸出端、上述第二輸入端與上述第一輸出端，用以導通上述第一輸出端或上述第二輸入端至上述第一輸出端。第二開關耦接於上述第一輸出端、上述第二輸入端與上述第二輸出端，用以導通上述第一輸出端或上述第二輸入端至上述第二輸出端。其中上述第一開關與上述第二開關受控於上述控制信號。
在本發明一實施例中，上述偵測單元包括一第三開關、一第四開關、一比較器、一第一延遲單元、一第二延遲單元、一第一拴鎖器與一第二拴鎖器。第三開關耦接於上述第二輸出端與一接地端之間。第四開關耦接於上述阻抗元件與上述測試電壓之間；比較器具有一非反相輸入端、一反相輸入端與一輸出端，上述非反相輸入端耦接於上述第一輸出端，上述反相輸入端耦接於一第一參考電壓。第一延遲單元耦接上述比較器的上述輸出端、該第三開關與該第四開關。一第二延遲單元耦接於該第一延遲單元；第一拴鎖器耦接於該比較器的該輸出端與該接腳切換單元，該第一拴鎖器根據該接腳插入信號拴鎖與傳遞該控制信號。第二拴鎖器耦接於第二延遲單元與該第五開關，該第二拴鎖器根據該接腳插入信號拴鎖與傳遞該控制信號。其中該比較器輸出該控制信號並經由該第一拴鎖器傳遞至該接腳切換單元，該控制信號經由該第一延遲單元輸出至該第三開關與該第四開關，該控制信號經由該第二拴鎖器傳遞至該第五開關。
從另一觀點來看，本發明實施例提出一種麥克風的接腳偵測方法，上述麥克風具有一第一信號輸出端與一第二信號輸出端，上述第一信號輸出端與上述第二信號輸出端之間的一電壓信號對應於上述麥克風所接收到的一聲音信號，上述接腳切換方法包括下列步驟：經由一阻 抗元件輸出一測試電壓至上述第一信號輸出端或上述第二信號輸出端；根據上述第一信號輸出端與上述第二信號輸出端之間的上述電壓信號輸出一控制信號；根據上述控制信號導通上述第一信號輸出端或上述第二信號輸出端至一麥客風輸出端；以及根據上述控制信號導通上述第一信號輸出端或上述第二信號輸出端至一接地輸出端。
其中當上述第一信號輸出端被導通至上述麥克風輸出端時，上述第二信號輸出端被導通至上述接地輸出端；當上述第二信號輸出端被導通至上述麥克風輸出端時，上述第一信號輸出端被導通至上述接地輸出端。
綜上所述，本發明根據麥克風的元件特性，利用其場效電晶體的汲極與源極的電壓差異來辨別其信號端，並且自動切換腳位的連接關係，因此可以適用於兩種規格(OMTP與CTIA規格)的麥克風耳機。
為讓本發明之上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉較佳實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下。
101、102‧‧‧電容式麥克風
105‧‧‧電容
106‧‧‧場效電晶體
200‧‧‧接腳偵測電路
201‧‧‧耳機連接器
202‧‧‧接腳切換單元
204‧‧‧偵測單元
205‧‧‧緩衝器
210‧‧‧比較器
221‧‧‧反閘
220‧‧‧第一延遲單元
222‧‧‧第一拴鎖器
223‧‧‧互斥閘
230‧‧‧第二延遲單元
231‧‧‧第二拴鎖器
250‧‧‧系統
R‧‧‧電阻
MIC‧‧‧麥克風接腳
GND‧‧‧接地
PIN3‧‧‧第三接腳
PIN4‧‧‧第四接腳
CS1、CS2‧‧‧控制信號
CS3‧‧‧接腳插入信號
PMIC‧‧‧麥克風輸出端
PGND‧‧‧接地輸出端
P21‧‧‧第一輸入端
P22‧‧‧第二輸入端
P23‧‧‧第一輸出端
P24‧‧‧第二輸出端
SW1‧‧‧第一開關
SW2‧‧‧第二開關
SW3‧‧‧第三開關
SW4‧‧‧第四開關
SW5‧‧‧第五開關
V1‧‧‧第一參考電壓
VDD‧‧‧測試電壓
VP‧‧‧輸出電壓
Q、D、E‧‧‧拴鎖器的腳位
圖1A為OMTP規格之耳機連接器示意圖。
圖1B為OMTP規格之麥克風等效電路示意圖。
圖1C為CTIA規格之耳機連接器示意圖。
圖1D為CTIA規格之麥克風等效電路示意圖。
圖2A繪示本發明第一實施例的麥克風的接腳偵測電路方塊圖。
圖2B為根據本發明第一實施例的麥克風的接腳偵測電路之電路圖。
圖3為根據本發明第二實施例的麥克風的接腳偵測方法的流程圖。
在下文中，將藉由圖式說明本發明之實施例來詳細描述本 發明，而圖式中的相同參考數字可用以表示類似的元件。
(第一實施例)
請參照圖1A與圖1B，圖1A為OMTP規格之耳機連接器示意圖，圖1B為OMTP規格的麥克風等效電路示意圖。如圖1A所示，由連接器前端至後端的接腳功能依序是左聲道L、右聲道R、麥克風接腳MIC與接地GND，其中麥克風接腳MIC為第三接腳PIN3，接地GND為第四接腳PIN4。如圖1B所示，電容式麥克風101的等效電路主要由場效電晶體106與電容105組成，電容105耦接於場效電晶電106的閘極與源極之間，而場效電晶電106的汲極則耦接於第三接腳PIN3，場效電晶電106的源極耦接於第四接腳PIN4。
請參照圖1C與圖1D，圖1C為CTIA規格之耳機連接器示意圖，圖1D為OMTP規格之麥克風等效電路示意圖。如圖2A所示，由連接器前端至後端的接腳功能依序是左聲道L、右聲道R、接地GND與麥克風接腳MIC，其中麥克風接腳MIC為第四接腳PIN4，接地GND為第三接腳PIN3。如圖1B所示，電容式麥克風101的等效電路主要由場效電晶體106與電容105組成，電容105耦接於場效電晶電106的閘極與源極之間，而場效電晶電106的汲極則耦接於第四接腳PIN4，場效電晶電106的源極耦接於第四接腳PIN3。
由上述圖1A~圖1D可知，OMTP與CTIA兩種規格之差異在於第三接腳PIN3與第四接腳PIN4的功能相反，兩種不同標準的耳機與電話混用，會造成無法辨識的問題產生。
在本實施例中，第三接腳PIN3與第四接腳PIN4可以用來表示麥克風的兩個信號端，舉例來說，第三接腳PIN3表示麥克風的第一信號輸出端，第四接腳PIN4用來表示麥克風的第二信號輸出端，第一信號輸出端與第二信號輸出端之間的電子信號(如電壓)對應於麥克風所接收 到聲音信號。換言之，在OMTP規格下，第一信號輸出端與第二信號輸出端分別為麥克風接腳MIC與接地GND；在CTIA規格下，第一信號輸出端與第二信號輸出端分別為接地GND與麥克風接腳MIC。同理，第三接腳PIN3表示麥克風的第二信號輸出端，而第四接腳PIN4用來表示麥克風的第一信號輸出端，本實施例並不受限。
本實施例提供之接腳偵測電路可以用來偵測第三接腳PIN3與第四接腳PIN4所對應的腳位功能是麥克風接腳MIC或接腳GND，然後進行腳位的切換以傳遞正確的信號至後方的系統。接腳偵測電路可配置於主機端，如手機、筆記型電腦、平板電腦、桌上型電腦等，或是設置於耳機端，用來切換正確的腳位功能。本實施例以設置於主機端的電路為例說明，但本實施例不限制接腳偵測電路的設置位置。
請參照圖2A，圖2A繪示本發明第一實施例的麥克風的接腳偵測電路方塊圖，接腳偵測電路200可以透過含插入偵測腳的耳機插孔(未繪示)接收耳機連接器201的信號以判斷耳機連接器201是否插入，偵測插入結果之訊號以接腳插入信號CS3表示。接腳插入信號CS3可以經由緩衝器205延遲後再送入偵測單元204。緩衝器205可以設置於接腳偵測電路200之中或之外。接腳插入信號CS3可藉由麥克風耳機產生或是由主機端的感測電路產生，主要用於偵測麥克風耳機的連接器是否插入主機端，本實施例不限制接腳插入信號CS3的產生方式，但是利用接腳插入信號CS3來拴鎖正確的導通路徑。藉由延遲後的接腳插入信號CS3，可以在接腳偵測電路200完成接腳偵測後使接腳切換單元202維持正確的導通路徑。
在耳機連接器201插入耳機插孔後，接腳偵測電路200會偵測第三接腳PIN3與第四接腳PIN4對應的腳位功能(麥克風接腳MIC或接地GND)，然後對應切換正確的信號至後端系統250。換言之，接腳偵測電路200會先偵測第三接腳PIN3與第四接腳PIN4何者是麥克風接腳 MIC，然後將其導通至麥克風輸出端PMIC。同理，接腳偵測電路200會先偵測第三接腳PIN3與第四接腳PIN4何者是接地接腳MIC，然後將其導通至接地輸出端PGND。經過偵測與切換後，系統250可以直接由麥克風輸出端PMIC取得麥克風接腳MIC的信號，而經由接地輸出端PGND連接至麥克風的接地GND。
接腳偵測電路200包括接腳切換單元202、偵測單元204與第五開關SW5。接腳切換單元202可經由耳機插孔耦接於插入的耳機連接器201的第三接腳PIN3與第四接腳PIN4，並且可以根據偵測單元204所輸出的控制信號CS1，切換第三接腳PIN3與第四接腳PIN4其中之一(麥克風接腳MIC)至第一輸出端P23，以及另一接腳(接地GND)至第二輸出端P24。
偵測單元204耦接於接腳切換單元202的第一輸出端P23與第二輸出端P24。偵測單元204會經由阻抗元件(電阻R)輸出一測試電壓VDD至第一輸出端P23，並且根據第一輸出端P23與第二輸出端P24之間的一輸出電壓調整控制信號CS2。第一輸出端P23與第二輸出端P24是經由接腳切換單元202耦接於麥克風的第一信號輸出端與第二信號輸出端，用來輸出麥克風中的場效電晶體106的汲極與源極之間的電壓。換言之，偵測單元204會根據麥克風中的場效電晶體106的汲極與源極間的電壓差異來判斷第三接腳PIN3與第四接腳PIN4何者為麥克風接腳MIC以及何者為接地GND。然後，偵測單元204會根據偵測結果輸出控制信號CS1至接腳切換單元202以進行腳位的切換。
第五開關SW5耦接於第一輸出端P23與麥克風輸出端PMIC之間，其受控於偵測單元204所輸出的控制信號CS2。第五開關SW5會在偵測單元204進行腳位偵測時關閉，在偵測單元204完成腳位偵測導通，避免接腳偵測電路200影饗後端的系統250運作。
請同時參照圖2A與圖2B，圖2B為根據本發明第一實施例的麥克 風的接腳偵測電路之電路圖。圖2B以圖1B所繪示的OMTP規格的電容式麥克風101的等效電路為例說明。電容式麥克風101的場效電晶體106的汲極是連接至耳機連接器202的第三接腳PIN3，場效電晶體106的源極是連接至耳機連接器202的第四接腳PIN4。換言之，第三接腳PIN3為麥克風接腳MIC，而四接腳PIN4為接地GND。
接腳切換單元202具有第一輸入端P21、第二輸入端P22、第一輸出端P23與第二輸出端P24。第一輸入端P21用以耦接於麥克風的第一信號輸出端(耳機連接器201的第三接腳PIN3)，第二輸入端P22用以耦接第二信號輸出端(耳機連接器201的第四接腳PIN4)。接腳切換單元202包括第一開關SW1與第二開關SW2，其中第一開關SW1與第二開關SW2皆為三端的切換元件。第一開關SW1的第一端耦接第一輸入端P21，第二端耦接於第二輸入端P22，第三端則耦接於第一輸出端P23，根據控制信號CS1導通第一輸入端P21或第二輸入端P22至第一輸出端P23。第二開關SW2的第一端可耦接第三接腳PIN3，第二端可耦接於第四接腳PIN4，第三端則耦接於第一輸出端P23，根據控制信號CS1導通第一輸入端P21或第二輸入端P22至第二輸出端P24。
當接腳切換單元202導通第一輸入端P21至第一輸出端P23時，接腳切換單元202導通第二輸入端P22至第二輸出端P24。當接腳切換單元202導通第一輸入端P21至第二輸出端P24時，接腳切換單元202導通第二輸入端P22至第一輸出端P23。
偵測單元204包括比較器210、第一延遲單元220、第三開關SW3、第四開關SW4、電阻R、第一拴鎖器222、第二拴鎖器231與第二延遲器230。比較器210具有一非反相輸入端、一反相輸入端與一輸出端，其非反相輸入端耦接於第一輸出端P23，反相輸入端耦接於一第一參考電壓V1。第一延遲單元220包括一反閘221與一互斥閘(XOR)223，互斥閘(XOR)223的兩個輸入端分別耦接於比較器210的輸出端與反閘 221的輸出端。比較器210的輸出端耦接反閘(NOT)221之輸入端，並經由反閘221輸出反相的輸出信號至互斥閘223的其中一個輸入端。使用此電路組合目的為讓比較器210無論結果為高或低準位，皆能送出相同訊號以關閉第三開關SW3、第四開關SW4。第一延遲單元220的輸出端耦接於第三開關SW3與第四開關SW4的控制端。第二延遲單元230的輸入耦接於第一延遲單元220，用以延遲控制信號CS2以控制第五開關SW5。電阻R耦接於第五開關SW5與第一輸出端P23之間，第五開關SW5的另一端耦接於測試電壓VDD。第三開關SW3耦接於接地GND與第二輸出端P24之間。第三開關SW3、第四開關SW4與第五開關SW5皆受控於控制信號CS2。
值得注意的是，第一拴鎖器222的致能端E接收接腳插入信號CS3，第一拴鎖器222的接腳D接收控制信號CS1，第二拴鎖器231的接腳Q耦接至接腳切換單元202。第一拴鎖器222耦接於比較器210與接腳切換單元202之間，可根據延遲後的接腳插入信號CS3傳遞與拴鎖控制信號CS1以在確認麥克風腳位後維持接腳接換單元202的導通路徑。第二拴鎖器231的接腳E接收接腳插入信號CS3，第二拴鎖器231的接腳D耦接於第二緩衝器230的輸出，第二拴鎖器231的接腳Q耦接於第五開關SW5。第二拴鎖器231耦接於第二緩衝單元230與開關SW5之間，可根據延遲後的接腳插入信號CS3傳遞與拴鎖控制信號CS2，以在確認麥克風腳位後維持第五開關SW5的導通狀態。在本實施例中，第一拴鎖器222與第二拴鎖器231以D型閂實現，但本實施例不限制於D型閂。
第一拴鎖器222與第二拴鎖器231的功能在於偵測單元204完成腳位偵測後，傳遞並且拴鎖住正確的控制信號CS1、CS2的準位，使第五開關SW5與接腳切換單元202可以維持在正確的導通狀態下。第一拴鎖器222與第二拴鎖器231所接收的接腳插入信號CS3係經過適當 的延遲，以在完成麥克風腳位判斷後再將控制信號CS1、CS2傳遞至接腳切換電路202與第五開關SW5。在完成腳位切換後，控制信號CS1、CS2的變化不會影響接腳切換電路202，直到第一拴鎖器222與第二拴鎖器231再一次觸發才會更新Q端的腳位信號以重新切換接腳切換電路202的導通狀態。
當電容式麥克風101經由耳機連接器201連接至接腳偵測電路200時，接腳切換單元202會先維持目前的導通狀態，舉例來說，將第一輸入端P21導通至第一輸出端P23，將第二輸入端P22導通至第二輸出端P24。此時，第五開關SW5關閉，第三開關SW3與第四開關SW4導通。測試電壓VDD、電阻R與電容式麥克風101形成一電路迴路，其中第一輸出端P23與第二輸出端P24之間的輸出電壓VP會反應出場效電晶體106的汲極與源極之間的電壓差。
由圖2B電路可知，比較器210用以比較第一輸出端P23的輸出電壓VP與第一參考電壓V1。當輸出電壓VP大於第一參考電壓V1時，接腳切換單元202維持目前的導通狀態；當輸出電壓VP小於第一參考電壓V1時，接腳切換單元202改變目前的導通狀態。
當第一輸出端P23是正確耦接於電容式麥克風101的麥克風接腳MIC(即耳機連接器201的第三接腳PIN3)時，輸出電壓VP會大於第一參考電壓V1，使比較器210輸出邏輯高電壓的控制信號CS1至接腳切換單元202以維持目前的導通狀態。第一延遲單元220會延遲控制信號CS1以輸出控制信號CS2至第三開關SW3與第四開關SW4。第三開關SW3與第四開關SW4會對應關閉(不導通)，然後第五開關SW5會因為第二延遲單元230的延遲而稍後導通以將第一輸出端P23導通至麥克風輸出端PMIC。此時延遲適當時間的耳機孔插入偵測結果(即透過緩衝器205傳遞的接腳插入信號CS3)，作為D型閂(LATCH1與LATCH2)的控制腳(接腳E)所接收到的信號。控制信號CS1、CS2分別為LATCH1與 LATCH2的資料腳(接腳D)所接收到信號。耳機孔插入偵測結果為定值，耳機拔出前能鎖定LATCH1與LATCH2的輸出狀態。故偵測動作完成第一次後，CS1與CS2在耳機拔出前狀態皆不改變。耳機拔出後，變化的耳機孔插入偵測結果作為接腳偵測電路200所有開關(SW1-5)恢復原設定值的信號。
當第一輸出端P23是耦接於電容式麥克風101的接地GND(即耳機連接器201的第四接腳PIN4)時，輸出電壓VP會小於第一參考電壓V1，使比較器210輸出邏輯低電壓的控制信號CS1至接腳切換單元202以改變目前的導通狀態。在接腳切換單元202將第一輸出端P23切換至電容式麥克風101的麥克風接腳MIC(即耳機連接器201的第三接腳PIN3)時，偵測單元204便會輸出邏輯高電壓的控制信號CS1以使接腳切換單元202維持目前的導通狀態，並且依序關閉第三開關SW3與第四開關SW4，以及導通第五開關SW5。D型閂(LATCH1與LATCH2)，在耳機拔出前鎖定各個開關之狀態。
同理，當連接至接腳偵測電路200的耳機連接器201是屬於CTIA規格時，輸出電壓VP會在第一輸出端P23耦接至第四接腳PIN4時產生較高的電壓位準，在第一輸出端P23耦接至第三接腳PIN3時產生較低的電壓位準。藉由上述變化，接腳切換單元202會將第一輸出端P23正確地耦接至第四接腳PIN4以正確傳出麥克風的信號至系統250。
由上述電路作動可知，偵測電路204可以用來判斷第一輸出端P23與第二輸出端P24之間的電壓變化以偵測接腳切換單元202是否正確將第一輸出端P23耦接於麥克風的麥克風接腳MIC，然後控制接腳切換單元202正確導通對應的接腳至後端的系統250以完成自動偵測與切換OMTP與CTIA兩種規格麥克風連接器的效果。
值得注意的是，上述圖2B中的第一延遲單元220是以此互斥閘與反閘的組合為例說明，其可以由其他元件或邏輯電路，如緩衝器、延 遲器等組成，本實施例不限制第一延遲單元220的電路實施方式。本實施例的第二延遲單元230是由緩衝器構成，其主要功效是延遲第五開關SW5的導通時間以避免後端系統250誤判信號。然而，在本實施例中，第一延遲單元220與第二延遲單元230是可以依照設計需求選擇性設置或不設置，本實施例並不受限。
(第二實施例)
經由上述第一實施例，本發明可歸納出一種麥克風的接腳偵測方法，適用於偵測以及主動切換OMTP與CTIA兩種規格的麥克風連接器。請同時參考上述第一實施例與圖3，圖3為根據本發明第二實施例的麥克風的接腳偵測方法的流程圖。麥克風具有兩個信號輸出端(MIC與GND)，首先測試單元204經由阻抗元件輸出一測試電壓VDD至第一信號輸出端或第二信號輸出端(步驟S310)。然後，測試單元204會根據第一信號輸出端與第二信號輸出端之間的電壓信號(即輸出電壓VP的電壓準位)輸出一控制信號CS1(步驟S320)。接著，根據控制信號CS1導通第一信號輸出端或第二信號輸出端至一麥客風輸出端PMIC，以及根據控制信號CS1導通第一信號輸出端或第二信號輸出端至一接地輸出端PGND。
其中當第一信號輸出端被導通至麥克風輸出端PMIC時，第二信號輸出端被導通至接地輸出端PGND。當第二信號輸出端被導通至麥克風輸出端PMIC時，第一信號輸出端被導通至接地輸出端PGND。
本實施例的麥克風的接腳偵測方法主要是利用電容式麥克風中的場效電晶體的汲極與源極在正接(電源耦接至麥克風接腳MIC)與反接(電源耦接至接地GND)時，其兩端的電壓差不同的電路特性來判斷其接腳為麥克風接腳MIC與接地GND。然後，對應其接腳功能，將其切換至正確的後端輸出接腳上以達到自動偵測與切換的功效。
經由上述實施例的說明，本技術領域具有通常知識者應當可以輕 易推知其麥克風的接腳偵測方法的操作細節，在此不加贅述。
綜上所述，本發明之麥克風的接腳偵測電路與方法是利用電容式麥克風的電路特性，主動偵測其接腳態樣並且切換其導通路徑以達到自動偵測與切換OMTP與CTIA兩種規格連接器的功效。
雖然本發明之實施例已揭露如上，然本發明並不受限於上述實施例，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明所揭露之範圍內，當可作些許之更動與調整，因此本發明之保護範圍應當以後附之申請專利範圍所界定者為準。
200‧‧‧接腳偵測電路
201‧‧‧耳機連接器
202‧‧‧接腳切換單元
204‧‧‧偵測單元
205‧‧‧緩衝器
250‧‧‧系統
R‧‧‧電阻
PIN3‧‧‧第三接腳
PIN4‧‧‧第四接腳
CS1、CS2‧‧‧控制信號
CS3‧‧‧接腳插入信號
PMIC‧‧‧麥克風輸出端
PGND‧‧‧接地輸出端
P21‧‧‧第一輸入端
P22‧‧‧第二輸入端
P23‧‧‧第一輸出端
P24‧‧‧第二輸出端
SW1‧‧‧第一開關
SW2‧‧‧第二開關
SW3‧‧‧第三開關
SW5‧‧‧第五開關
VDD‧‧‧測試電壓
VP‧‧‧輸出電壓
GND‧‧‧接腳

Claims (9)

  1. 一種麥克風的接腳偵測電路，該麥克風具有一第一信號輸出端與一第二信號輸出端，該第一信號輸出端與該第二信號輸出端之間的一電子信號對應於該麥克風所接收到的一聲音信號，該接腳偵測電路包括：一接腳切換單元，具有一第一輸入端、一第二輸入端、一第一輸出端與一第二輸出端，該第一輸入端用以耦接於該第一信號輸出端，該第二輸入端用以耦接該第二信號輸出端，該接腳切換單元根據一控制信號導通該第一輸入端或該第二輸入端至該第一輸出端，以及導通該第二輸入端或該第一輸入端至該第二輸出端；一偵測單元，具有一阻抗元件，該偵測單元經由該阻抗元件提供一測試電壓至該第一輸出端並且根據該第一輸出端與該第二輸出端之間的一輸出電壓調整該控制信號並且根據一接腳插入信號拴鎖該控制信號，其中該偵測單元包括：一第一開關，耦接於該第二輸出端與一接地端之間；一第二開關，耦接於該阻抗元件與該測試電壓之間；一比較器，具有一非反相輸入端、一反相輸入端與一輸出端，該非反相輸入端耦接於該第一輸出端，該反相輸入端耦接於一第一參考電壓；一第一延遲單元，耦接該比較器的該輸出端、該第一開關與該第二開關；一第二延遲單元，耦接於該第一延遲單元；一第一拴鎖器，耦接於該比較器的該輸出端與該接腳切換單元，該第一拴鎖器根據該接腳插入信號拴鎖與傳遞該控制信號；一第二拴鎖器，耦接於第二延遲單元與一第三開關，該第二拴鎖器根據該接腳插入信號拴鎖與傳遞該控制信號； 其中該比較器輸出該控制信號並經由該第一拴鎖器傳遞至該接腳切換單元，該控制信號經由該第一延遲單元輸出至該第一開關與該第二開關，該控制信號經由該第二拴鎖器傳遞至該第三開關。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的接腳偵測電路，其中當該接腳切換單元導通該第一輸入端至該第一輸出端時，該接腳切換單元導通該第二輸入端至該第二輸出端；當該接腳切換單元導通該第一輸入端至該第二輸出端時，該接腳切換單元導通該第二輸入端至該第一輸出端。
  3. 如申請專利範圍第1項所述的接腳偵測電路，其中該偵測單元比較該輸出電壓與一第一參考電壓，當該輸出電壓大於該第一參考電壓時，該接腳切換單元維持目前的導通狀態；當該輸出電壓小於該第一參考電壓時，該接腳切換單元改變目前的導通狀態。
  4. 如申請專利範圍第1項所述的接腳偵測電路，其中該接腳切換單元包括：一第四開關，耦接於該第一輸出端、該第二輸入端與該第一輸出端，用以導通該第一輸出端或該第二輸入端至該第一輸出端；以及一第五開關，耦接於該第一輸出端、該第二輸入端與該第二輸出端，用以導通該第一輸出端或該第二輸入端至該第二輸出端；其中該第四開關與該第五開關受控於該控制信號。
  5. 如申請專利範圍第1項所述的接腳偵測電路，其中該第一延遲單元包括：一互斥閘，具有一第一輸入端耦接於該比較器的該輸出端；以及一反閘，耦接該比較器的該輸出端與該互斥閘的一第二輸入端之間。
  6. 如申請專利範圍第1項所述的接腳偵測電路，更包括： 該第三開關，耦接於一麥克風輸出端與該第一輸出端之間；以及一接地輸出端，耦接於該第二輸出端；其中該第三開關受控於該控制信號。
  7. 如申請專利範圍第1項所述的接腳偵測電路，其中該阻抗元件為一電阻，該電阻的一端耦接於該第一輸出端，該電阻的另一端經由該第二開關耦接於該測試電壓。
  8. 如申請專利範圍第1項所述的接腳偵測電路，其中該麥克風為一電容式麥克風。
  9. 一種麥克風的接腳偵測方法，透過該麥克風的一接腳偵測電路來執行，該麥克風具有一第一信號輸出端與一第二信號輸出端，該第一信號輸出端與該第二信號輸出端之間的一電壓信號對應於該麥克風所接收到的一聲音信號，該接腳切換方法包括：經由一阻抗元件輸出一測試電壓至該第一信號輸出端或該第二信號輸出端；根據該第一信號輸出端與該第二信號輸出端之間的該電壓信號輸出一控制信號；根據該控制信號導通該第一信號輸出端或該第二信號輸出端至一麥客風輸出端；以及根據該控制信號導通該第一信號輸出端或該第二信號輸出端至一接地輸出端；其中當該第一信號輸出端被導通至該麥克風輸出端時，該第二信號輸出端被導通至該接地輸出端；當該第二信號輸出端被導通至該麥克風輸出端時，該第一信號輸出端被導通至該接地輸出端；其中該接腳偵測電路包括：一接腳切換單元，具有一第一輸入端、一第二輸入端、一第一輸出端與一第二輸出端，該第一輸入端用以耦接於該第一信號輸出 端，該第二輸入端用以耦接該第二信號輸出端，該接腳切換單元根據一控制信號導通該第一輸入端或該第二輸入端至該第一輸出端，以及導通該第二輸入端或該第一輸入端至該第二輸出端；一偵測單元，具有該阻抗元件，該偵測單元經由該阻抗元件提供該測試電壓至該第一輸出端並且根據該第一輸出端與該第二輸出端之間的一輸出電壓調整該控制信號並且根據一接腳插入信號拴鎖該控制信號，其中該偵測單元包括：一第一開關，耦接於該第二輸出端與一接地端之間；一第二開關，耦接於該阻抗元件與該測試電壓之間；一比較器，具有一非反相輸入端、一反相輸入端與一輸出端，該非反相輸入端耦接於該第一輸出端，該反相輸入端耦接於一第一參考電壓；一第一延遲單元，耦接該比較器的該輸出端、該第一開關與該第二開關；一第二延遲單元，耦接於該第一延遲單元；一第一拴鎖器，耦接於該比較器的該輸出端與該接腳切換單元，該第一拴鎖器根據該接腳插入信號拴鎖與傳遞該控制信號；一第二拴鎖器，耦接於第二延遲單元與一第三開關，該第二拴鎖器根據該接腳插入信號拴鎖與傳遞該控制信號；其中該比較器輸出該控制信號並經由該第一拴鎖器傳遞至該接腳切換單元，該控制信號經由該第一延遲單元輸出至該第一開關與該第二開關，該控制信號經由該第二拴鎖器傳遞至該第三開關。
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Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10043535B2 (en) 2013-01-15 2018-08-07 Staton Techiya, Llc Method and device for spectral expansion for an audio signal
US10045135B2 (en) * 2013-10-24 2018-08-07 Staton Techiya, Llc Method and device for recognition and arbitration of an input connection
US10043534B2 (en) 2013-12-23 2018-08-07 Staton Techiya, Llc Method and device for spectral expansion for an audio signal
US9525928B2 (en) * 2014-10-01 2016-12-20 Michael G. Lannon Exercise system with headphone detection circuitry
CN105100991B (zh) * 2015-06-15 2018-05-08 科泰乐讯（北京）通信设备有限公司 耳机的兼容方法及装置
US10573291B2 (en) 2016-12-09 2020-02-25 The Research Foundation For The State University Of New York Acoustic metamaterial
CN109786361B (zh) * 2019-01-22 2020-08-11 深圳忆联信息系统有限公司 一种克服芯片在不同工艺角下时序偏差的延迟链结构
CN110944279A (zh) * 2019-11-07 2020-03-31 歌尔股份有限公司 麦克风fr、vdc和电流性能的测试系统及方法
KR20220016710A (ko) * 2020-08-03 2022-02-10 삼성전자주식회사 외부 장치의 연결 유무를 판단하는 방법 및 이를 지원하는 전자 장치
KR20220139606A (ko) * 2021-04-08 2022-10-17 삼성전자주식회사 액세서리를 인식하는 전자 장치

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN2819226Y (zh) * 2005-07-22 2006-09-20 华为技术有限公司 一种耳机插入检测装置
US8150046B2 (en) * 2009-02-26 2012-04-03 Research In Motion Limited Audio jack for a portable electronic device
CN101719610A (zh) * 2009-12-30 2010-06-02 华为终端有限公司 一种有线耳机兼容方法和装置
TWI505582B (zh) * 2010-10-29 2015-10-21 Fih Hong Kong Ltd 耳機介面電路及具有該耳機介面電路之行動電話
CN103563396B (zh) 2011-05-30 2016-12-28 索尼移动通信株式会社 用于减小对信号路径的干扰的方法、电路和设备
CN103379420B (zh) * 2012-04-18 2016-10-05 华为终端有限公司 一种确定耳机线序的方法及电子设备
US9210500B2 (en) * 2012-08-17 2015-12-08 Cirrus Logic, Inc. Headset type detection and configuration techniques

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