一种耳机ad检测装置
阅读说明：本技术 一种耳机ad检测装置 (Earphone AD detection device ) 是由 蔡景溪 梁永治 于 2021-06-30 设计创作，主要内容包括：本发明提供一种耳机AD检测装置,包括采样电源、电压采样电路、耳机插座、检测开关、模数转换器、处理器和耳机输出开关,采样电源与电压采样电路或检测开关连接,耳机插座与检测开关连接,检测开关与电压采样电路、模数转换器连接,模数转换器与处理器连接,处理器与耳机输出开关连接,耳机输出开关与耳机插座连接。本发明检测的电平不需要变化很大,只要模数转换器精度足够高,当检测点的电平产生微小的变化时,CPU就能有效检测出耳机插头是否插入或拔出,提高了检测的有效性；上拉的电源可以用固定的直流电源,也可以用交直流电源,提高了上拉电源的应用广度；节省了产品的应用成本,同时提高了产品的品质。(The invention provides an earphone AD detection device, which comprises a sampling power supply, a voltage sampling circuit, an earphone socket, a detection switch, an analog-to-digital converter, a processor and an earphone output switch, wherein the sampling power supply is connected with the voltage sampling circuit or the detection switch, the earphone socket is connected with the detection switch, the detection switch is connected with the voltage sampling circuit and the analog-to-digital converter, the analog-to-digital converter is connected with the processor, the processor is connected with the earphone output switch, and the earphone output switch is connected with the earphone socket. The detected level does not need to change greatly, as long as the precision of the analog-digital converter is high enough, when the level of the detection point changes slightly, the CPU can effectively detect whether the earphone plug is inserted or pulled out, and the detection effectiveness is improved; the pull-up power supply can be a fixed direct-current power supply or an alternating-current and direct-current power supply, so that the application range of the pull-up power supply is improved; the application cost of the product is saved, and the quality of the product is improved.)
技术领域
本发明涉及音频类音箱产品技术领域，尤其涉及一种耳机AD检测装置。
背景技术
目前市场上有很多音响类产品的耳机插入拔出检测都采用电平(1或0)检测办法。插入耳机时，通过插头推动耳机座内的机械开关改变状态(开关开或关动作)，由于开关的开或关动作使检测点的电平出现高(1)或低(0)变化，电平高低变化的信号传输给CPU检测端口，CPU根据检测电平高或低，判断耳机插头是插入或拔出。这样的检测方法存在如下缺点：当转换控制电平(1)不足够高或者不足够低(0)时，往往存在检测失效的情况，或使用场景受到限制的情况，这种情况下电平检测电路无法使用，或使用起来造成成本增加等等。
如图1所示，它的检测方法原理为：通过上拉电阻R3一端接电源VDD，电源VDD可以与CPU同电源，也可以不与CPU同电源，但必须共地，而且电源电压必须足够高，能够使CPU认为是高电平，电阻R3另一端接于开关(K)一端(J2的6脚)，开关(K)另一端(J2的1脚)接地。当耳机插头没插入时，开关(K)不闭合，检测点输出检测信号(EAR_DET)电平输出高，CPU根据检测信号(EAR_DET)高电平来判断耳机没插入，CPU控制耳机输出开关不输出信号；当耳机插入时，开关(K)闭合，检测点输出检测信号(EAR_DET)电平输出低，CPU根据检测信号(EAR_DET)低电平判断耳机有插入，CPU控制耳机输出开关输出信号。因此，急需一种解决常规耳机电平检测方法存在电平幅度要求严格的问题的耳机电平检测装置。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种耳机AD检测装置，解决了常规耳机电平检测方法存在的电平幅度要求严格的问题。
本发明提供一种耳机AD检测装置，包括采样电源、电压采样电路、耳机插座、检测开关、模数转换器、处理器和耳机输出开关，所述采样电源与所述电压采样电路或所述检测开关连接，所述耳机插座与所述检测开关连接，所述检测开关与所述电压采样电路、所述模数转换器连接，所述模数转换器与所述处理器连接，所述处理器与所述耳机输出开关连接，所述耳机输出开关与所述耳机插座连接。
进一步地，所述电压采样电路由上拉电阻组成，所述采样电源经所述上拉电阻连接于所述检测开关的第六引脚，检测采样点为所述上拉电阻与所述检测开关的第六引脚连接处，所述模数转换器与所述检测采样点连接。
进一步地，所述检测开关的第一引脚接地，所述耳机输出开关与所述检测开关的第二引脚和第五引脚连接。
进一步地，所述采样电源的二分之一电源为所述耳机输出开关芯片的二分之一电源，并与所述检测开关的第一引脚连接，所述采样电源的另二分之一电源也与所述检测开关的第一引脚连接。
进一步地，所述电压采样电路由上拉电阻组成，所述上拉电阻的一端接地，所述上拉电阻的另一端连接于所述检测开关的第六引脚，检测采样点为所述上拉电阻与所述检测开关的第六引脚连接处，所述模数转换器与所述检测采样点连接。
进一步地，所述电压采样电路由上拉电阻和第二电阻组成，所述上拉电阻的一端与所述采样电源连接，所述上拉电阻的另一端与所述第二电阻的一端连接，所述第二电阻的另一端连接于所述检测开关的第六引脚，检测采样点为所述上拉电阻与所述第二电阻的连接处，所述模数转换器与所述检测采样点连接。
进一步地，所述检测开关的第一引脚接地，所述耳机输出开关与所述检测开关的第二引脚和第五引脚连接。
进一步地，所述采样电源采用处理器电源。
进一步地，还包括第一开关、第二电阻和第二开关，所述第二电阻与所述第二开关串联，所述第二电阻与所述第二开关的串联支路与所述第一开关并联，所述第二电阻接在所述检测采样点和所述上拉电阻之间，所述第一开关的一端接在所述第二电阻与所述上拉电阻的连接点和所述上拉电阻之间，所述第一开关的另一端接地。
进一步地，还包括第一电容、第二电容、第三电阻和第四电阻，所述检测开关的第二引脚经所述第一电容与所述耳机输出开关连接，所述检测开关的第五引脚经所述第二电容与所述耳机输出开关连接，所述检测开关的第二引脚经所述第三电阻接地，所述第三电阻接在所述检测开关的第二引脚和所述第一电容之间，所述检测开关的第五引脚经所述第四电阻接地，所述第四电阻接在所述检测开关的第五引脚和所述第二电容之间。
相比现有技术，本发明的有益效果在于：
本发明检测的电平不需要变化很大，只要模数转换器(ADC)精度足够高，当检测点的电平产生微小的变化时，CPU就能有效检测出耳机插头是否插入或拔出，提高了检测的有效性。上拉的电源可以用固定的直流电源，也可以用交直流电源，提高了上拉电源的应用广度；当采用交直流电源时，软件要求做合理的延时或加权处理。供电采样点的电源要求条件不严格，使用场景应用范围广，如供电采样点的电源电压要求不高，只要使耳机插入时，检测点的电平变化满足ADC检测的识别精度就可以，如当ADC为10Bit，ADC IC供电3.3V时，理论的识别精度变换电压约为：3.3mV，当ADC的精度更高(如24Bit/16Bit/12Bit)时，理论的识别变换电平比3.3mV更小。节省了产品的应用成本,同时提高了产品的品质。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。本发明的
具体实施方式
由以下实施例及其附图详细给出。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1为本发明背景技术中的常规方法检测工作原理示意图；
图2为本发明的耳机AD检测装置工作原理框图；
图3为本发明实施例一的耳机AD检测装置电路图；
图4为本发明实施例二的耳机AD检测装置电路图；
图5为本发明实施例三的耳机AD检测装置电路图。
具体实施方式
下面，结合附图以及具体实施方式，对本发明做进一步描述，需要说明的是，在不相冲突的前提下，以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例。
一种耳机AD检测装置，如图2所示，包括采样电源、电压采样电路、耳机插座、检测开关、模数转换器、处理器和耳机输出开关，采样电源与电压采样电路或检测开关连接，耳机插座与检测开关连接，检测开关与电压采样电路、模数转换器连接，模数转换器与处理器连接，处理器与耳机输出开关连接，耳机输出开关与耳机插座连接。采样电源提供电源给电压采样电路，电压采样电路受到耳机插座的检测开关控制，耳机插头插入或拔出时，检测开关控制检测采样点对地开路或短路或者采样电源与电压采样电路断开，使检测采样点输出合适电压或输出对地0V给处理器(ADC)，处理器将输入电压转换为数字信号，处理器(CPU)读取ADC的转换结果，将数字信号与预设置的参数比较，判断耳机插座是否有耳机插头插入。当有耳机插头插入时，CPU控制耳机输出开关输出信号，当耳机插头没插入时，CPU控制耳机输出开关关闭输出信号。
如图3所示，电压采样电路由上拉电阻R6组成，采样电源VDD经上拉电阻R6连接于耳机座(J1)的检测开关(K)的第六引脚，检测采样点为上拉电阻R6与检测开关(K)的第六引脚连接处，输出信号EAR_DET,模数转换器与检测采样点连接，检测开关(K)的第一引脚接地。如图3所示，还包括第一电容C3、第二电容C4、第三电阻R4和第四电阻R5，检测开关(K)的第二引脚经第一电容C3与耳机输出开关连接，检测开关(K)的第五引脚经第二电容C4与耳机输出开关连接，检测开关(K)的第二引脚经第三电阻R4接地，第三电阻R4接在检测开关(K)的第二引脚和第一电容C3之间，检测开关(K)的第五引脚经第四电阻R5接地，第四电阻R5接在检测开关(K)的第五引脚和第二电容C3之间。
当耳机插头没插入时，检测开关(K)处于断开状态，电路处于开路模式，这时检测信号(EAR_DET)为VDD电源电压输出，ADC采集EAR_DET信号，转换为数字信号。本实施例中，ADC为CPU内部器件，也可以采用CPU外部的ADC。CPU读取ADC转换后的数字信号与预设置的参数进行比较判断，识别耳机插头没插入，再控制耳机输出开关不输出耳机信号；当耳机插头插入时，检测开关(K)处于闭合状态，电路处于短路模式，这时检测信号(EAR_DET)为输出为零电平，ADC采集EAR_DET信号，转换为数字信号。CPU读取ADC转换后的数字信号与预设置的参数进行比较判断，识别判断耳机插头插入，再控制耳机输出开关输出耳机信号。
本实施例的特点是采样电源VDD电压要求不严格，很多场所到可以满足条件。如当ADC为10Bit，AD IC供电3.3V时，理论的识别变换电压约为：3.3mV，如ADC的精度更高(24Bit/16Bit/12Bit)时，理论的识别变换电平精度比3.3mV更小。这样的电源条件，在电路应用中很容易得到满足。采样电源VDD必须与CPU电源共地，为了提高电路的有效性与可靠性，采样电源VDD必须大于ADC的识别精度变换电压的2倍以上。
如图4所示，采样电源的二分之一电源VDD/2来自于耳机输出开关芯片的二分之一电源VDD(耳机音乐输出信号参考输出0电平)，并与耳机插座J3的检测开关(K)的公共点的第一引脚连接，采样电源的另二分之一电源VDD/2也与耳机插座J3的检测开关(K)的第一引脚连接。电压采样电路由上拉电阻R9组成，上拉电阻R9的一端接地，上拉电阻R9的另一端连接于检测开关的第六引脚，检测采样点为上拉电阻R9与检测开关的第六引脚连接处，输出检测信号EAR_DET，模数转换器与检测采样点连接，检测信号EAR_DET输入到ADC的输入端。当耳机插头没插入时，检测开关(K)处于断开状态，电阻供电源与上拉电阻R9处于开路模，这时检测信号(EAR_DET)由于下拉R9对地，使检测回路接地，检测信号(EAR_DET)输出电压为0V电平到ADC，ADC采集EAR_DET信号，转换为数字信号。本实施例中，ADC为CPU内部器件，也可以采用CPU外部的ADC。CPU读取ADC转换后的数字信号与预设置的参数进行比较判断，CPU识别耳机插头没插入，再控制耳机输出开关不输出耳机信号。当耳机插头插入时，检测开关(K)处于闭合状态，电路处于短路模式，检测信号(EAR_DET)为输出为VDD/2电平，ADC采集EAR_DET信号，转换为数字信号，CPU读取ADC转换后的数字信号与预设置的参数进行比较判断，CPU识别耳机插头插入，再控制耳机输出开关输出信号。
本实施例的特点是：采样电源采用VDD/2耳机输出开关芯片的电源电压(耳机音乐输出参考0电平),电源连接方便，不需要另外引用电源，方便电路设计。电源充分满足了CPU读取ADC数据有效判断插座是否有耳机插头插入。如当ADC为10Bit，ADC IC供电3.3V时，理论的识别变换电压约为：3.3mV，而耳机IC的工作电压一般都大于等于3.3V。有效的节省了成本，简化电路设计：本实施例与上一实施例比较，节省了器件C3、C4、R4与R5，因C3/C4是大电解电容，一般用100uF以上高品质电容，价格不便宜。有效提高了耳机输出音频信号频率的下延特性与声音品质，从而有效提高了耳机的声音效果。因电容C3/C4容值与质量都会影响到耳机音频信号品质，节省了耦合电容C3/C4，耳机音频信号品质得到提到。
如图5所示，采样电源VDD来自于处理器电源。电压采样电路由上拉电阻R10和第二电阻R11组成，上拉电阻R10的一端与采样电源VDD连接，上拉电阻R10的另一端与第二电阻R11的一端连接，第二电阻R11的另一端连接于耳机插座(J4)的检测开关(K)的第六引脚，检测采样点为上拉电阻R10与第二电阻R11的连接处，输出信号EAR_DET，检测开关(K)的第一引脚接地，模数转换器与检测采样点连接。如图5所示，还包括第一电容C5、第二电容C6、第三电阻R7和第四电阻R8，检测开关(K)的第二引脚经第一电容C5与耳机输出开关连接，检测开关(K)的第五引脚经第二电容C6与耳机输出开关连接，检测开关(K)的第二引脚经第三电阻R7接地，第三电阻R7接在检测开关(K)的第二引脚和第一电容C5之间，检测开关(K)的第五引脚经第四电阻R8接地，第四电阻R8接在检测开关(K)的第五引脚和第二电容C6之间。如图5所示，还包括第一开关S1、第二电阻R12和第二开关S2，第二电阻R12与第二开关S2串联，第二电阻R12与第二开关S2的串联支路与第一开关S1并联，第二电阻R12接在检测采样点和上拉电阻R10之间，第一开关S1的一端接在第二电阻R12与上拉电阻R10的连接点和上拉电阻R10之间，第一开关S1的另一端接地。
当耳机插头没插入时，检测开关(K)处于断开状态，电路处于开路模式，检测信号(EAR_DET)输出电压为VDD电压输出(假设其它按键没有按下)，ADC采集EAR_DET信号，转换为数字信号。本实施例中，ADC为CPU内部器件，也可以采用CPU外部的ADC。CPU读取ADC转换后的数字信号与预设置的参数进行比较判断，CPU识别耳机插头没插入，再控制耳机输出开关不输出耳机信号；当耳机插头插入时，检测开关(K)处于闭合状态，电路处于短路模式，这时检测信号(EAR_DET)为输出为合理的电平(假设其它按键没有按下)，ADC采集EAR_DET信号，转换为数字信号，CPU读取ADC转换后的数字信号与预设置的参数比较判断，识别判断耳机插头插入，再控制耳机输出开关输出耳机信号。
本实施例的特点是节省了CPU的一个I/O端口，把检测连接于ADC按键功能线中，当I/O资源有限时，提供了一种有效解决耳机插头检测办法，但也增加了软件的复杂性，同时要求电阻R11比R12大10倍以上，使检测开关(K)处于常闭合或常开路时，对ADC按键的影响在可控的范围内。
以上，仅为本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制；凡本行业的普通技术人员均可按说明书附图所示和以上而顺畅地实施本发明；但是,凡熟悉本专业的技术人员在不脱离本发明技术方案范围内，利用以上所揭示的技术内容而做出的些许更动、修饰与演变的等同变化，均为本发明的等效实施例；同时,凡依据本发明的实质技术对以上实施例所作的任何等同变化的更动、修饰与演变等，均仍属于本发明的技术方案的保护范围之内。
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