Jak telefon wykrywa, czy obwód gniazda 3,5 mm jest zamknięty?

Mam telefon z Androidem, do którego podłączyłem słuchawki. Tak więc u góry telefonu pojawia się symbol słuchawek, który wskazuje, że słuchawki są podłączone (innymi słowy obwód w gnieździe 3,5 mm jest zamknięty).

Następnie wyciąłem z niego dwie słuchawki (przetworniki) i nadal pokazuje symbol słuchawek . Kiedy później odcinam ten kabel, poniżej jego rozgałęzienia, nawet wtedy pokazuje zakończenie obwodu.

Więc moje pytanie brzmi:

W jaki sposób telefon wykrywa zakończenie obwodu w gnieździe 3,5 mm, a tym samym wyzwala dźwięk i muzykę, które mają być kierowane przez gniazdo 3,5 mm?

W gniazdach słuchawkowych znajdują się dodatkowe kontakty, które działają jak przełączniki. Poniższy rysunek, styki 4 i 5 służą do wykrywania, że ​​wtyczka została włożona. Nie są przeznaczone do sygnału audio. Gdy wtyczka nie jest obecna, przełączniki utworzone przez 2 i 4 oraz 3 i 5 są zamknięte. Po włożeniu wtyczki przełączniki te są otwarte. Wtyczka lekko wygina 2 i 3, a one przerywają kontakt z 4 i 5. Możesz włożyć do gniazda plastikowy pręt 3,5 mm [manekin], który otworzy styki, a telefon może pomyśleć, że słuchawki są podłączone.

Źródło: karta katalogowa typowego gniazda stereo.

W telefonach z Androidem, urządzeniach z systemem iOS i komputerach HD Audio nie używa się mechanicznych przełączników w gnieździe. Zamiast tego gniazdo słuchawkowe ma 4 styki zamiast 3 i akceptuje zarówno zestawy słuchawkowe 4-stykowe, jak i słuchawki 3-stykowe. Tuleja 3-stykowego gniazda audio słuchawek łączy ze sobą dwa styki gniazdowe.

Jeden ze styków odpowiada za mikrofon i zwykle doprowadza napięcie 1,5-3,3 V przez rezystor ograniczający prąd (2-10 kOhm), który jest niezbędny do polaryzacji tranzystora JFET w kapsułce mikrofonu zestawu słuchawkowego. Pomiar rezystancji prądu stałego między stykiem mikrofonu a stykiem uziemienia gniazda może być wykorzystany do wykrycia rodzaju podłączonego urządzenia - będzie wynosił 0 Ohm dla słuchawek, nieskończenie wysoki dla braku podłączonego urządzenia i około 2 kOhm dla zestawu słuchawkowego z mikrofonem.

Rezystor ograniczający prąd stanowi część sieci dzielnika napięcia, a drugą część stanowi wspomniana powyżej oporność na prąd stały. Pomiar napięcia na sworzniu mikrofonu jest dokonywany zarówno w celu określenia ciśnienia akustycznego na mikrofonie (przez filtr górnoprzepustowy 100 Hz), a także rodzaju włożonego gniazda lub urządzenia (poprzez filtr dolnoprzepustowy lub logikę tłumienia hałasu), umożliwiając tym projektom być realizowane bez dodatkowych części, jeśli filtry są realizowane cyfrowo. Odpowiadając powyższym oporom prądu stałego, mierzysz około 0 V na styku mikrofonu, jeśli słuchawki są podłączone, pełne napięcie polaryzacji mikrofonu, jeśli nic nie jest podłączone, i coś pośredniego w przypadku podłączenia zestawu słuchawkowego.

Przełączniki w gnieździe audio, jak w powyższej odpowiedzi, były powszechne w starszych urządzeniach elektronicznych, ale są niekompatybilne z zestawami słuchawkowymi i są po prostu zbyt obszerne dla zestawu słuchawkowego high-tech.

Odpowiedzi na to pytanie było sporo, ale pomocne mogą być dodatkowe wyjaśnienia:

• tak, całkiem sporo gniazd słuchawkowych zawiera przełącznik wykrywania włożenia, który może być również przełącznikiem sygnału dla prostych zestawów słuchawkowych (mono).

• gdy wstawienie zostanie wykryte w jakiś sposób, wzmacniacz słuchawkowy może wejść w tryb wykrywania (patrz np. zgłoszenie patentowe WO 2006045617 A3), w którym urządzenie hosta wykrywa, co jest podłączone (słuchawki stereo, słuchawki mono z mikrofonem, słuchawki stereo z mikrofonem, złącze wideo itd.) oraz w jakiej kolejności są przewody uziemienia i mikrofonu. Jest to uwzględnione w najnowszej wersji standardu zestawu słuchawkowego OMTP. Tego rodzaju wykrycie nie dałoby się zwieść niepołączonej wtyczce w pierwotnym pytaniu.

• W gniazdach Apple 3,5 mm zastosowano zastrzeżony układ identyfikacji urządzenia podłączony do linii mikrofonu. Powoduje to uścisk dłoni po włożeniu akcesorium i użyciu elementów sterujących zestawu słuchawkowego do sterowania. Jeśli urządzenie Apple nie znajdzie tego układu w słuchawkach, zakłada się, że są to podstawowe słuchawki stereo bez mikrofonu i żadnych elementów sterujących.

Jest na pewno dodatkowy styk (aw niektórych gniazd, dwa !), Który jest podłączony do ziemi, gdy gniazdo jest puste, i jest podnoszony mechanicznie z ziemi jak tylko wtyczkę odpowiedniej średnicy jest włożona. Ten dodatkowy obwód niebędący dźwiękiem jest otwierany, gdy tylko czubek wtyczki działa na mechanizm kontaktowy i pozostaje włączony do momentu całkowitego wyciągnięcia wtyczki.

To, co właśnie opisałem, nazywa się przełącznikiem „normalnie zamkniętym” . Niektóre gniazda zawierają zamiast tego przełącznik „normalnie otwarty” , co jest przeciwieństwem tego, co właśnie opisałem, ponieważ łączy się z uziemieniem tylko wtedy, gdy wtyczka znajduje się w gnieździe.

W obu przypadkach dodatkowy przełącznik mechaniczny nie ma nic wspólnego z sygnałami audio i nie ma żadnego kontaktu z okablowaniem podłączonym do wtyczki. Ten dodatkowy przełącznik mechaniczny jest bardzo dobrze izolowany od wszystkich przewodów i styków, które są podłączone do obwodów audio, ponieważ mogłoby to naprawdę popsuć rzeczy, gdyby nie było! Ten dodatkowy przełącznik mechaniczny po prostu wysyła sygnał do urządzenia, aby umożliwić mu wykrycie, kiedy coś zostało włożone do gniazda, a następnie podjąć odpowiednie działania.

To stosunkowo nowy rozwój, powiedzmy nie więcej niż 20 lat temu. Na „włożony” sygnał muszą reagować układy cyfrowe, takie jak komputery i karty dźwiękowe, więc nie jest to bardzo skuteczne w oldschoolowym urządzeniu czysto analogowym.

W czasach przed komputerem / smartfonem niektóre gniazda zawierały mechaniczne przełączanie, aby odłączyć przepływ sygnału od jego normalnego miejsca docelowego i zamiast tego skierować go do tego, co było podłączone. Zwykle służyło to do odłączenia głośników po podłączeniu słuchawek, ale z nowoczesnym , wzmacniacze dużej mocy, jest to więcej niż trochę niebezpieczne, ponieważ może to wysadzić słuchawki, wzmacniacze i błony bębenkowe. Poprzedni komentarz zawierał schemat tego rodzaju gniazda.

Większość gniazdek zawiera przełącznik, który otwiera się po włożeniu wtyczki.