利用低功耗比較器自動(dòng)檢測(cè)插入附件，控制系統(tǒng)的整體功耗
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如圖所示，假設(shè)微控制器的基準(zhǔn)電壓(VMIC-REF)為3V，32Ω耳機(jī)負(fù)載將產(chǎn)生43mV的VDETECT電壓。而500µA固定電流的麥克風(fēng)負(fù)載將產(chǎn)生1.9V的電壓。注意，大多數(shù)應(yīng)用中，直接連接VDETECT會(huì)出現(xiàn)問題。假設(shè)典型的微控制器端口的CMOS輸入要求邏輯電平高于0.7 × VCC和低于0.3 × VCC，那么采用3.3V供電的微控制器的輸入邏輯電平應(yīng)該高于2.3V、低于1V。
500µA麥克風(fēng)負(fù)載產(chǎn)生的1.9V電平不是有效的邏輯“1”電平。100µA至800µA的麥克風(fēng)偏置電流將產(chǎn)生2.78V至1.24V的VDETECT，任何低于2.3V的電壓都不滿足控制器的VIH (輸入高電平，假設(shè)RBIAS為2.2kΩ)要求。為了得到2.3V或更高的電壓，麥克風(fēng)偏置電流必須為318µA或更小。否則就必須改變2.2kΩ偏置電阻，從而改變麥克風(fēng)的檢測(cè)門限。由于具有32Ω典型負(fù)載的耳機(jī)能夠輕松地將電平拉至地電位附近，所以產(chǎn)生1V甚至更低的邏輯低電平很容易實(shí)現(xiàn)。
為了檢測(cè)耳機(jī)類型，需要將VDETECT連接到比較器的一個(gè)輸入端，將基準(zhǔn)電壓連接到另一個(gè)輸入。比較器輸出即代表了耳機(jī)類型。
這種便攜式耳機(jī)檢測(cè)應(yīng)用的比較器應(yīng)具有小尺寸，并且消耗很低的功率。圖4所示比較器尺寸只有1mm × 1mm，最大電源電流損耗僅為1µA。它對(duì)手機(jī)頻率具有很強(qiáng)的抗干擾能力，提供極高的可靠性。比較器還具有內(nèi)部滯回和低輸入偏置電流等特性。這些特性使其成為對(duì)空間、功耗極為敏感的電池供電產(chǎn)品(例如：手機(jī)、便攜式媒體播放器和筆記本電腦)中耳機(jī)檢測(cè)電路的理想選擇。
本文引用地址：http://butianyuan.cn/article/162210.htm
壓簧開關(guān)檢測(cè)
大多數(shù)免提耳機(jī)都有一個(gè)開關(guān)，通常稱為壓簧開關(guān)，該開關(guān)用來接聽、掛斷電話，具有靜音/保持功能，并且在接聽另一個(gè)電話時(shí)保持當(dāng)前通話?？刂贫鷻C(jī)的微控制器需要檢測(cè)壓簧開關(guān)的狀態(tài)以及耳機(jī)的連接狀態(tài)，自動(dòng)檢測(cè)插孔是否插入附件(這里指耳機(jī)) (圖1)。同時(shí)還產(chǎn)生一個(gè)信號(hào)，用于表示壓簧開關(guān)的狀態(tài)。壓簧開關(guān)狀態(tài)檢測(cè)電路包括一個(gè)4芯立體聲耳機(jī)(帶麥克風(fēng))和并聯(lián)的壓簧開關(guān)(圖5) (單聲道耳麥與其類似，但為3芯)。兩種不同類型的耳機(jī)中，插頭連接到與壓簧開關(guān)并聯(lián)的麥克風(fēng)上，如圖所示，壓簧開關(guān)按下時(shí)呈現(xiàn)為低阻，釋放時(shí)麥克風(fēng)呈現(xiàn)為高阻。如上述耳麥檢測(cè)中介紹的內(nèi)容，對(duì)于麥克風(fēng)/壓簧開關(guān)檢測(cè)，麥克風(fēng)檢測(cè)電壓與微控制器的CMOS輸入之間的接口電路設(shè)計(jì)比較復(fù)雜。
圖5. 采用MAX9063比較器的壓簧開關(guān)檢測(cè)電路
當(dāng)壓簧開關(guān)按下時(shí)，電壓VDETECT (圖5)下拉至地電位附近，微控制器判斷為邏輯“0”；當(dāng)壓簧開關(guān)釋放時(shí)，VDETECT可能超出CMOS輸入的VIH電壓規(guī)格。根據(jù)RMIC-BIAS (本例中為2.2kΩ)和耳機(jī)中麥克風(fēng)類型的不同，VDETECT會(huì)在1.24V至2.78V之間變化。
所以，對(duì)于不同類型的微控制器，壓簧開關(guān)無法直接與控制器連接。因此，圖5采用了低功耗比較器。根據(jù)實(shí)際檢測(cè)的麥克風(fēng)類型設(shè)置基準(zhǔn)電壓，指示壓簧開關(guān)的狀態(tài)。當(dāng)壓簧開關(guān)按下時(shí)，比較器輸出拉至高電平；釋放開關(guān)時(shí)，拉至低電平。MAX9060系列比較器同樣可以提供低功耗設(shè)計(jì)，用于壓簧開關(guān)檢測(cè)。
圖6所示示波器截屏圖是按下單聲道耳機(jī)的壓簧開關(guān)時(shí)獲得的。設(shè)置與圖5電路完全相同，只是采用了一個(gè)用于手機(jī)的2.5mm通用耳機(jī)進(jìn)行測(cè)試。耳機(jī)插頭帶一個(gè)駐極體麥克風(fēng)(帶壓簧開關(guān))，32Ω揚(yáng)聲器連接到“金屬環(huán)”處。采用3V電源供電，通過2.2kΩ電阻提供偏置時(shí)，麥克風(fēng)吸收212µA的固定偏置電流。
圖6. 這些波形由帶壓簧開關(guān)的駐極體麥克風(fēng)產(chǎn)生，受單聲道耳機(jī)及其內(nèi)部電路控制。當(dāng)單聲道耳機(jī)的壓簧開關(guān)按下時(shí)，比較器檢測(cè)到麥克風(fēng)短路，從而將輸出上拉到邏輯高電平。
檢測(cè)到的VDETECT直流電壓為2.52V (圖6)，MAX9063輸出為低電平狀態(tài)。按下壓簧開關(guān)即將VDETECT接地，比較器輸出通過一個(gè)外部10kΩ上拉電阻拉至高電平。由此可見，1mm × 1mm CSP封裝的MAX9063比較器非常適合檢測(cè)壓簧開關(guān)和附件。MAX9028系列比較器同樣適合此類應(yīng)用。
結(jié)論
在便攜應(yīng)用中常常需要檢測(cè)插孔、耳機(jī)和壓簧開關(guān)。MAX9063、MAX9028系列專用比較器非常適合這類應(yīng)用，這些器件所占用的空間非常小，所消耗的功率可以忽略不計(jì)。這些比較器為便攜應(yīng)用中的附件檢測(cè)提供了一種經(jīng)濟(jì)的解決方案。
評(píng)論