根据麦克风端子特性检测的耳机管理制造技术

一种耳机电源管理系统在从耳机注入电流的情况下和在不从耳机注入电流的情况下通过检测各种连接状况，通过测量麦克风端子处的电压来提供稳健且低功耗的工作。电源管理电路使用麦克风端子电压检测器来控制耳机的工作状态，并可判定是否存在短路(表示连接到不具有麦克风输入的设备)、存在负极性电压(表示所述设备可使用麦克风端子来判定耳机的连接和类型)、正常连接或者是否耳机根本就未连接到设备。根据连接状态，可停用耳机电子器件中的一些或全部电子器件，直至检测到正常连接。例如，如果所述连接不支持麦克风输入，那么可停用麦克风处理电路。

Headset management based on microphone terminal characteristics detection

A headphone power management system provides robust and low-power work by measuring the voltage at the microphone terminal by measuring various connection conditions under the condition of injecting current from the headset and detecting various connection conditions without injecting current from the headset. The power management circuit uses a microphone terminal voltage detector to control the working state of the headset, and can determine whether there is a short circuit (that is connected to a device that does not have a microphone input), there is a negative voltage (indicating that the device can use a microphone terminal to determine the connection and type of the headset), normal connection or ear. The machine is not connected to the device at all. According to the connection state, some or all electronic devices in the earphone electronic devices can be discontinued until the normal connection is detected. For example, if the connection does not support microphone input, the microphone processing circuit can be disabled.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】根据麦克风端子特性检测的耳机管理
本专利技术大体上涉及个人音频设备电路，诸如无线电话机和媒体播放器，更具体地，涉及基于在可分离耳机的麦克风端子处检测到的特性来管理所述耳机内的电路的电路及方法。
技术介绍
可分离耳机经常与无线电话机、个人媒体播放器以及为耳机提供连接的其他设备一起使用。近来，耳机已经包含针对诸如周围噪声消除的应用的有源电子器件，且还包括它们自己的电源，通常是包括在耳机或沿耳机线布置的软件保护器(dongle)内的电池。和其他用电池作电源的设备一样，当实际上未使用能量时，例如，当耳机断开连接或音频设备不工作时，期望使耳机的至少一部分处于断电模式以节省电池能量。此外，电池供电式耳机通常包括增益级并具有较高输入阻抗，因此，已断开连接的耳机的开路连接或尚未与耳机连接到的设备正确配置的已连接的耳机的开路连接可能产生听得见的噪声。因此，期望提供一种耳机，该耳机在不产生听得见的干扰的情况下对耳机电子器件提供电源管理。
技术实现思路
上述对耳机电子器件提供管理以节省电池能量并避免产生听得见的噪声的目的在耳机内的电路、集成电路以及电路的工作方法中达到。该电路包括控制耳机的工作状态的电源管理控制电路和用于检测用来使耳机连接到消费类音频设备输出插孔的插头的至少麦克风端子上的电压的麦克风端子电压检测器。该电路还包括将从消费类音频设备提供给插头的至少一个音频输出信号转换为至少一个数字表示的模拟-数字转换器(ADC)和用于生成换能器输出信号的至少一个数字-模拟转换器(DAC)电路。电源管理控制电路按照该至少一个麦克风端子的检测电压来控制ADC的工作状态以及可选地DAC的工作状态。本专利技术的上述和其他目的、特征和优点从下面如附图所示对本专利技术的优选实施例的更详细说明中显而易见。附图说明图1示出连接到耳机30的个人音频设备10；图2是描绘个人音频设备10和耳机30之间的连接的方块图；图3是描绘耳机30的内部电路的简化示意图；图4是描绘图3的电源管理部32的细节的简化示意图；图5是描绘个人音频设备的工作的流程图。具体实施方式本公开包括用于连接到个人音频设备(诸如无线电话机、媒体播放器以及其他消费类个人音频回放设备)的耳机，诸如耳塞式耳机或头戴式耳机。耳机从个人音频设备中检测连接并在某些情况下检测连接类型，并基于连接和连接类型来管理功耗和噪声消隐。图1示出连接到以一对耳塞式扬声器8A和8B的形式的耳机30的个人音频设备10的示例，该对耳塞式扬声器中的一个耳塞式扬声器包括麦克风元件6。耳机30仅仅是示例，应当理解，其他类型的头戴式耳机可连接到个人音频设备10，包括头戴式耳机、耳塞、入耳式耳机和外部扬声器，其中任何一个都可包含本文中所公开的特征。标准化插头4为耳机30和个人音频设备10提供连接。当插头4是机械构造标准化时，耳机30和个人音频设备10的连接在不同类型之间可以变化。而且，根据耳机30中包括多少个换能器或期望多少个换能器连接到特定个人音频设备10，电气触点的数量在不同构造之间可以变化。例如，通过包括设置在电话型连接器的尖端子和壳(筒)端子之间的一个或更多个环端子，端子的数量可以改变，并且如下面示例所示，耳机30可判定它连接到只具有输出换能器端子而不是包括麦克风端子的个人音频设备10。图2示出个人音频设备10和耳机30内的电路示例，示出了通过插头4进行的连接。个人音频设备10包括容纳耳机30的插头4的插孔(插座)5。插头4的尖处的两个端子通常是个人音频设备10的输出连接，并被示出为从对音频编码解码器22的输出进行放大的耳机放大器HA1和HA2的输出提供，该音频编码解码器22由例如存储的音频数据或从电话网络接口电路24提供的下行链路音频生成输出音频。其他两个端子容纳形成耳机30不可分割的一部分的外部麦克风的连接。麦克风偏置发生器28为使未上电的耳机的麦克风电路工作而向麦克风端子4A提供偏置电压，并设置麦克风前置放大器PA以提升从外部麦克风接收到的音频的信号电平。示例性耳机30是用电池BATT作电源的供电式耳机，该电池BATT通过电源管理部32耦合到处理来自麦克风MIC的信号的麦克风电路34和生成由换能器SP1和SP2再现的输出音频信号的输出电路36。电源管理部32还耦合到插头4的麦克风端子并检测麦克风端子4A上的电压电平。电源管理部32还在一定条件下将电流注入到麦克风端子4A中，以判定由个人音频设备的插座5提供的连接类型以及判定插头4究竟是否连接到设备的插座。图3示出耳机30内的电路细节。耳机集成电路(IC)40包含电源管理部32、麦克风电路34和输出电路36。在耳机IC40的外部，电容器C1-C4对从个人音频设备10通过插头4到输出电路36的输入的输出信号提供交流耦合，该输出电路36对接收到的由换能器SP1和SP2再现的信号进行处理并放大。输出电路包括将接收到的信号转换为数字域的模拟-数字转换器(ADC)ADC1和ADC2。转换后的值通过数字信号处理器(DSP)DSP1-DSP2进行处理，例如，以提供均衡化、自适应消噪以及其他形式的信号处理。处理过的音频通过数字-模拟转换器(DAC)DAC1-DAC2转换回模拟域并通过放大器A1和A2进行放大以提供用于激励换能器SP1和SP2的输出信号。来自插头4的音频输入信号的返回电流路径包括电阻器RISO，该电阻器RISO连接在插头4的公共端子4B与电池BATT的负极端子之间。麦克风MIC还通过一对电容器C5和C6交流耦合到耳机IC40，但经由电阻器RB直流耦合到为耳机30提供工作电源的电池BATT的基准(接地)端子和麦克风偏置电路35，以为麦克风MIC提供工作电压，该麦克风MIC通常是驻极体式电容式麦克风。麦克风电路34在模拟-数字转换器ADC3的输入处接收来自麦克风MIC的输出信号，该模拟-数字转换器ADC3将麦克风信号转换为数字域并将转换后的音频信息提供给另一个数字信号处理器DSP3，该数字信号处理器DSP3对麦克风信号进行处理并将数字输出提供给数字-模拟转换器DAC3。数字-模拟转换器DAC3的输出通过放大器A3进行缓冲并经由电阻器RO提供给插头4的麦克风端子4A。放大器A3经由与放大器A3的连接来以插头4的端子4B为基准。如上所述，麦克风端子4A耦合到电源管理部32，该电源管理部32测量和/或比较在连接检测器38处麦克风端子4A的电压Vmic，该连接检测器38提供输出给供电控制部39。供电控制部39通过分别启用和停用电源电压VS1和VS2来控制提供给麦克风电路34和输出电路36的电力。通常，电源电压VS2用来向模拟-数字转换器ADC1-ADC2供电，而数字信号处理器DSP1-DSP2、数字-模拟转换器DAC1-DAC2和放大器A1-A2通过当耳机接通时工作的主电源VDD来供电，使得不浪费电力并通过停用模拟-数字转换器ADC1-ADC2来防止噪声，但主动消噪工作可由输出电路36继续。设置二极管D1以防止施加于麦克风端子4A的外部信号变得比二极管D1的正向偏置电压降(≈0.7V)负得更多。可替换地，控制信号可从供电控制部39发送到麦克风电路34和输出电路36，即代替电源电压VS1和VS2，以使麦克风电路34和输出电路36中的一个或两个设定为低功耗或断电状态。在这种实施方案中本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于连接到消费类音频设备输出插孔的耳机，所述耳机包括：用于连接到所述消费类音频设备输出插孔的插头，所述插头包括用于接收至少一个音频输出信号的至少一个输出端子和用于耦合到所述消费类音频设备输出插孔的音频输入端子的至少一个麦克风端子；用于由至少一个音频换能器输出信号生成声学输出的至少一个输出换能器；音频输出电路，该音频输出电路包括用于将所述至少一个音频输出信号转换为至少一个数字表示的至少一个模拟‑数字转换器和用于生成所述至少一个换能器输出信号的至少一个数字‑模拟转换器电路；用于检测所述至少一个麦克风端子处的电压的麦克风端子电压检测器；用于控制所述耳机的工作状态且具有耦合到所述麦克风端子电压检测器的输出的输入的电源管理控制电路，其中所述电源管理控制电路按照所述至少一个麦克风端子的检测电压来控制所述至少一个模拟‑数字转换器的电源管理状态。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.07.17 US 62/193,750;2016.05.13 US 15/154,3501.一种用于连接到消费类音频设备输出插孔的耳机，所述耳机包括：用于连接到所述消费类音频设备输出插孔的插头，所述插头包括用于接收至少一个音频输出信号的至少一个输出端子和用于耦合到所述消费类音频设备输出插孔的音频输入端子的至少一个麦克风端子；用于由至少一个音频换能器输出信号生成声学输出的至少一个输出换能器；音频输出电路，该音频输出电路包括用于将所述至少一个音频输出信号转换为至少一个数字表示的至少一个模拟-数字转换器和用于生成所述至少一个换能器输出信号的至少一个数字-模拟转换器电路；用于检测所述至少一个麦克风端子处的电压的麦克风端子电压检测器；用于控制所述耳机的工作状态且具有耦合到所述麦克风端子电压检测器的输出的输入的电源管理控制电路，其中所述电源管理控制电路按照所述至少一个麦克风端子的检测电压来控制所述至少一个模拟-数字转换器的电源管理状态。2.根据权利要求1所述的耳机，其中所述麦克风端子电压检测器检测所述至少一个麦克风端子处的偏置电压的存在，其中响应于检测到所述偏置电压的所述存在，所述电源管理控制电路将所述至少一个模拟-数字转换器的电源管理状态设定为工作状态。3.根据权利要求1所述的耳机，其中所述麦克风端子电压检测器检测所述至少一个麦克风端子处的错误偏置电压的存在，其中响应于检测到所述错误偏置电压的所述存在，所述电源管理控制电路将所述至少一个模拟-数字转换器的电源管理状态设定为断电状态。4.根据权利要求3所述的耳机，还包括：用于生成麦克风信号的麦克风元件；用于对所述麦克风信号进行放大并将放大后的麦克风信号提供给所述至少一个麦克风端子的音频输入电路，其中响应于检测到所述错误偏置电压的存在，所述电源管理控制电路还将所述音频输入电路的电源管理状态设定为断电状态，其中如果所述麦克风端子电压检测器检测到所述至少一个麦克风端子处的正确偏置电压的存在，那么所述电源管理控制电路将所述音频输入电路的电源管理状态设定为工作状态并将所述至少一个模拟-数字转换器的电源管理状态设定为工作状态。5.根据权利要求1所述的耳机，其中所述麦克风端子电压检测器包括：可控电流源，用于将测试电流注入到所述至少一个麦克风端子中；电压比较器，用于将所述至少一个麦克风端子处的电压与第一阈值进行比较以判定所述至少一个麦克风端子处的电压是否小于所述第一阈值并将所述至少一个模拟-数字转换器的电源管理状态设定为工作状态，并且响应于判定所述至少一个麦克风端子处的电压大于所述第一阈值，将所述至少一个模拟-数字转换器的电源管理状态设定为断电状态。6.根据权利要求5所述的耳机，还包括：用于生成麦克风信号的麦克风元件；用于对所述麦克风信号进行放大并将放大后的麦克风信号提供给所述至少一个麦克风端子的音频输入电路，其中所述电压比较器还将所述至少一个麦克风端子处的电压与小于所述第一阈值的第二阈值进行比较，该第二阈值表示所述消费类音频设备输出插孔中与所述至少一个麦克风端子对应的端子短接到所述消费类音频设备输出插孔的返回端子，其中响应于所述麦克风端子电压检测器检测到所述至少一个麦克风端子短接到所述返回端子，所述电源管理控制电路将所述音频输入电路设定为断电状态并将所述模拟-数字转换器设定为工作状态。7.一种用于使可连接到消费类音频设备输出插孔的耳机工作的方法，所述方法包括：检测所述耳机的至少一个麦克风端子上的电压，其中所述耳机包括用于连接到所述消费类音频设备输出插孔的插头，所述插头包括用于接收至少一个音频输出信号的至少一个输出端子，其中所述至少一个麦克风端子是用于耦合到所述消费类音频设备输出插孔的音频输入端子的端子；按照检测结果来控制所述耳机的工作状态，其中所述控制控制至少一个模拟-数字转换器的电源管理状态，该至少一个模拟-数字转换器将在所述消费类音频设备输出插孔处由所述消费类音频设备提供的至少一个输出信号转换为所述至少一个输出信号的数字表示。8.根据权利要求7所述的方法，还包括：检测所述至少一个麦克风端子处的偏置电压的存在；响应于检测到所述偏置电压的存在，将所述至少一个模拟-数字转换器的电源管理状态设定为工作状态。9.根据权利要求7所述的方法，还包括：检测所述至少一个麦克风端子处的错误偏置电压的存在；响应于检测到所述错误偏置电压的存在，将所述至少一个模拟-数字转换器的电源管理状态设定为断电状态。10.根据权利要求9所述的方法，还包括：用麦克风元件生成麦克风信号；用音频输入电路对所述麦克风信号进行放大并将放大后的麦克风信号提供给所述至少一个麦克风端子；响...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵欣，布拉德·兰伯特，费晓凡，艾力克·J·斯万森，
申请(专利权)人：思睿逻辑国际半导体有限公司，
类型：发明
国别省市：英国,GB