基于MAX9060比較器的插孔自動檢測電路設計
如圖所示,假設微控制器的基準電壓(VMIC-REF)為3V,32Ω耳機負載將產生43mV的VDETECT電壓。而500µA固定電流的麥克風負載將產生1.9V的電壓。注意,大多數應用中,直接連接VDETECT會出現問題。假設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該高于2.3V、低于1V。
500µA麥克風負載產生的1.9V電平不是有效的邏輯“1”電平。100µA至800µA的麥克風偏置電流將產生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RBIAS為2.2kΩ)要求。為了得到2.3V或更高的電壓,麥克風偏置電流必須為318µA或更小。否則就必須改變2.2kΩ偏置電阻,從而改變麥克風的檢測門限。由于具有32Ω典型負載的耳機能夠輕松地將電平拉至地電位附近,所以產生1V甚至更低的邏輯低電平很容易實現。
為了檢測耳機類型,需要將VDETECT連接到比較器的一個輸入端,將基準電壓連接到另一個輸入。比較器輸出即代表了耳機類型。
這種便攜式耳機檢測應用的比較器應具有小尺寸,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。它對手機頻率具有很強的抗干擾能力,提供極高的可靠性。比較器還具有內部滯回和低輸入偏置電流等特性。這些特性使其成為對空間、功耗極為敏感的電池供電產品(例如:手機、便攜式媒體播放器和筆記本電腦)中耳機檢測電路的理想選擇。
壓簧開關檢測
大多數免提耳機都有一個開關,通常稱為壓簧開關,該開關用來接聽、掛斷電話,具有靜音/保持功能,并且在接聽另一個電話時保持當前通話??刂贫鷻C的微控制器需要檢測壓簧開關的狀態(tài)以及耳機的連接狀態(tài),自動檢測插孔是否插入附件(這里指耳機) (圖1)。同時還產生一個信號,用于表示壓簧開關的狀態(tài)。壓簧開關狀態(tài)檢測電路包括一個4芯立體聲耳機(帶麥克風)和并聯的壓簧開關(圖5) (單聲道耳麥與其類似,但為3芯)。兩種不同類型的耳機中,插頭連接到與壓簧開關并聯的麥克風上,如圖所示,壓簧開關按下時呈現為低阻,釋放時麥克風呈現為高阻。如上述耳麥檢測中介紹的內容,對于麥克風/壓簧開關檢測,麥克風檢測電壓與微控制器的CMOS輸入之間的接口電路設計比較復雜。
圖5. 采用MAX9063比較器的壓簧開關檢測電路
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