采用MAX9060比較器設(shè)計(jì)的插孔自動(dòng)檢測(cè)電路

便攜式電子設(shè)備大多采用3芯或4芯插孔，它可以作為立體聲耳機(jī)插孔，帶麥克風(fēng)輸入和壓簧開(kāi)關(guān)的單聲道耳機(jī)插孔，也可以作為帶有麥克風(fēng)/壓簧開(kāi)關(guān)組合的立體聲耳機(jī)插孔。利用MAX9060系列超小尺寸、微功耗比較器，通過(guò)不同的配置方式對(duì)外部附件進(jìn)行檢測(cè)，不僅把功耗控制在可以忽略的等級(jí)，還為產(chǎn)品提供了一種小巧、簡(jiǎn)單、具有極高性?xún)r(jià)比的檢測(cè)方案。

　　目前，絕大多數(shù)電子設(shè)備(手機(jī)、PDA、筆記本電腦、手持式媒體播放器、游戲機(jī)等產(chǎn)品)通常需要連接外部附件。因此，這些設(shè)備需要專(zhuān)用的邏輯電路，用于自動(dòng)檢測(cè)附件的連接并識(shí)別其類(lèi)型，從而使內(nèi)部控制電路進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整。

　　增加電路實(shí)現(xiàn)自動(dòng)檢測(cè)/選擇功能會(huì)提高系統(tǒng)功耗，這就帶來(lái)了問(wèn)題。作為設(shè)計(jì)人員，應(yīng)該盡可能降低功耗，確保系統(tǒng)以最小的空間滿(mǎn)足“綠色”環(huán)保的設(shè)計(jì)目標(biāo)。為達(dá)到這一目的，超小尺寸、微功耗比較器，例如MAX9060系列，成為當(dāng)前市場(chǎng)的最佳選擇。這些比較器是幫助設(shè)計(jì)人員控制功耗的關(guān)鍵所在。

　　硬件電路檢測(cè)插孔的連接

　　我們首先簡(jiǎn)單回顧自動(dòng)檢測(cè)插孔的基本原理。

　　以典型的耳機(jī)插孔電路(圖1)為例。如圖所示，在檢測(cè)引腳連接一個(gè)上拉電阻，這樣即可產(chǎn)生一個(gè)信號(hào)，表示耳機(jī)或其它外部裝置是否插入插孔。典型連接中，如果有某個(gè)外部裝置插入，檢測(cè)引腳將斷開(kāi)。

　　圖1.插孔自動(dòng)檢測(cè)電路

　　沒(méi)有附件插入插孔時(shí)，輸出信號(hào)被拉高;有附件插入插孔時(shí)，信號(hào)被拉低。該檢測(cè)信號(hào)連接到一個(gè)微控制器端口，它能夠在揚(yáng)聲器(無(wú)耳機(jī)時(shí))和耳機(jī)揚(yáng)聲器(有耳機(jī)時(shí))之間自動(dòng)切換音頻信號(hào)。

　　在微控制器輸入之前，可以通過(guò)一個(gè)簡(jiǎn)單的晶體管對(duì)檢測(cè)信號(hào)進(jìn)行緩沖。該晶體管還可提供必要的電平轉(zhuǎn)換，以便與控制器連接。在手機(jī)、PDA等空間受限應(yīng)用中，需要選擇封裝尺寸不大于幾個(gè)毫米的晶體管。也可以利用低成本、低功耗的超小尺寸比較器提供緩沖和電平轉(zhuǎn)換功能。例如MAX9060系列，采用1mm × 1mm晶片級(jí)封裝，僅消耗1µA電流。

　　耳機(jī)檢測(cè)

　　圖1所示的音頻插孔設(shè)計(jì)用于處理常見(jiàn)的3芯音頻插頭。該插頭連接到立體聲耳機(jī)或帶有麥克風(fēng)的單聲道耳機(jī)。利用下述電路，可以輕松地區(qū)分出立體聲和單聲道+麥克風(fēng)耳機(jī)。電路設(shè)計(jì)依據(jù)為：耳機(jī)電阻很低(通常為8Ω、16Ω或32Ω)，而麥克風(fēng)電阻很高(600Ω至10kΩ)。

　　這里簡(jiǎn)單介紹一下常見(jiàn)音頻插孔和駐極體麥克風(fēng)，有助于理解這些電路。在一個(gè)3芯音頻插孔(圖2)中，“插頭”前端在立體聲耳機(jī)承載左聲道音頻信號(hào)，在帶麥克風(fēng)的單聲道耳機(jī)中承載麥克風(fēng)信號(hào)。對(duì)于立體聲耳機(jī)，“金屬環(huán)”位置連接右聲道信號(hào)，“套筒”接地;對(duì)于帶麥克風(fēng)的單聲道耳機(jī)，“金屬環(huán)”連接單聲道麥克風(fēng)的輸入音頻通道，“套筒”接地。

　　圖2. 三芯音頻插孔

　　駐極體麥克風(fēng)

　　典型的駐極體麥克風(fēng)(圖3)有一個(gè)電容元件，其電容隨機(jī)械振動(dòng)發(fā)生變化，從而產(chǎn)生與聲波成比例的變化電壓。駐極體麥克風(fēng)始終具有內(nèi)部靜態(tài)電荷，無(wú)需外部電源。不過(guò)，仍然需要幾個(gè)伏特的電壓來(lái)為內(nèi)部前置放大器FET供電。