Elektroniczne aspekty wyjścia audio iPhone'a 3,5 mm

Od dłuższego czasu pracuję nad małym projektem budowy zewnętrznego mikrofonu, aby iPhone mógł być podłączony równolegle do słuchawek (przez gniazdo 3,5 mm). Zasadniczo chcę zastąpić oryginalny mikrofon zestawu słuchawkowego iPhone'a innym mikrofonem, ale nadal używam słuchawek do słuchania.

Poniżej znajduje się obraz struktury prototypu (na podstawie 2 istniejących produktów, ale tak naprawdę nie działa; prawdopodobnie z powodu problemu impedancji):

Kilka wyjaśnień dotyczących obrazu:

• pozycja # 5 - punkt podziału między gniazdem mikrofonu a gniazdem słuchawek.
• pozycja # 4 - Wtyczka iPhone'a 3,5 mm
• punkt # 3 - mikrofon, który na razie NIE działa, ponieważ iPhone NIE wydaje się go identyfikować (prawdopodobnie problemy z impedancją - jego impedancja wynosi około 650 Ohm)
• pozycja # 2 - proste gniazdo słuchawkowe (można tam zaczepić dowolne słuchawki z wtyczką 3,5 mm)
• punkt # 1 - gniazdo mikrofonu podłączone do zewnętrznego mikrofonu, który mam na razie.

Na razie chciałbym skoncentrować swoje pytanie na elektrycznych aspektach mojego projektu. Znane dane, które zebrałem do tej pory (prosimy o poprawienie każdego zidentyfikowanego błędu):

1. Zasilanie iPhone'a 1,5 V na gnieździe TRRS 3,5 mm.
2. wtyczka TRRS iPhone'a jest zbudowana z 4 pinów: lewy / prawy / uziemienie / mikrofon

Pytania:

1. Jakie zużycie energii przypada na KAŻDĄ część zestawu słuchawkowego iPhone? Każda część oznacza, że ​​są 2 komponenty - słuchawki i mikrofon i potrzebuję oddzielnego zużycia energii (zwłaszcza mikrofonu!)

2. Jaki jest prąd w iPhonie na mikrofonie zestawu słuchawkowego i jaki jest prąd w słuchawkach?

3. Przeczytaj kilka innych odpowiedzi na temat impedancji, że iPhone identyfikuje mikrofon zewnętrzny (na przykład na zestawie słuchawkowym) tylko wtedy, gdy impedancja wynosi ± 1650 Ohm, ale potem przeczytałem inną odpowiedź, która twierdzi, że wymagana impedancja wynosi ± 5000 Ohm. Wszelkie pomysły, co jest poprawne?

4. Czy powinienem zaplanować, że impedancja mikrofonu (łącznie z przewodem) będzie wynosić 1650 Ohm (lub 5000 Ohm na podstawie odpowiedzi, dostanę na pytanie nr 3) LUB cały prototyp (mikrofon + przewody + zwykłe słuchawki podpinam do złącza 3,5 mm ) powinny być razem 1650 Ohm / 5000 Ohm?

5. Czy słusznie jest powiedzieć, że 1,5 V zasilane z wyjścia audio iPhone'a 3,5 mm oznacza, że ​​styki prawy / lewy / mikrofonowy są dodatnimi stykami o napięciu 1,5 V w stosunku do styku uziemiającego (oznacza, że ​​mamy 3 równoległe obwody zasilane jednym 1,5 Źródło zasilania V.).

Są to dane, którymi mogę się z tobą podzielić po przeprowadzeniu własnego zestawu eksperymentów i przeszukaniu (obszernie) w Internecie prawdziwych praktycznych testów innych ludzi. Odrzuciłem / pominąłem dane, których nie byłem w stanie odtworzyć:

1. Impedancja standardowego miniaturowego mikrofonu głośnomówiącego firmy Apple, zintegrowanego ze słuchawkami, które znajdują się w urządzeniu iPhone 4. generacji, wynosi około 1600 omów. Oznacza to, że jeśli po prostu podłączysz rezystor 1,6K między połączeniami MIC i GND złącza TRRS, iOS przełączy się na mikrofon zewnętrzny (w rzeczywistości rezystor, a nie mikrofon).

   Powiedziawszy to, prawda jest taka, że ​​różne wersje iOS i urządzeń będą wykorzystywać różne algorytmy decyzyjne podczas próby „odgadnięcia”, czy do iPhone'a, iPada lub iPoda podłączony jest zewnętrzny mikrofon. W Internecie można znaleźć odniesienia (nie będę ich tutaj cytował, ponieważ uważam te informacje za mylące), wskazując różne impedancje progowe i zachowania dla algorytmów każdej wersji i urządzenia z systemem iOS.

   Moja rada jest prosta: zapomnij o krwawych szczegółach różnych wersji iOS. Wystarczy użyć rezystora 1,6K, naśladując oryginalny miniaturowy mikrofon iPhone'a. Założę się, że Apple nie zmieni zachowania iOS w najbliższej przyszłości, wykluczając miliony słuchawek bez użycia rąk!

2. IPhone oraz inne telefony komórkowe doprowadzą do mikrofonu napięcie stałe o wartości około 1,5–2,5 V. Cel jest dwojaki: służy iPhone'owi jako sposób pomiaru zewnętrznej impedancji DC mikrofonu, a także zasila przedwzmacniacz wbudowany w wiele miniaturowych mikrofonów elektretowych.

   Powyższe oznacza, że ​​należy zachować ostrożność podczas podłączania do połączenia mikrofonowego urządzenia Apple, albo przez sprzężenie prądem przemiennym AC na szczycie omówionego wcześniej rezystora 1.6K, albo przez zastosowanie dzielnika napięcia z większym rezystorem i ponownie wspomnianego opornika 1.6K . Co prowadzi do następnego tematu ...

3. Wejście mikrofonu iPhone'a nasyca się przy wartości szczytowej około 40 mV (miliwoltach). Dlatego musisz dostosować amplitudę sygnału audio do podobnego poziomu.

4. Uważaj na wtykowe złącza audio TRRS (męskie) 3,5 mm! Przed użyciem należy dokładnie sprawdzić połączenie u podstawy wtyczki (S lub „tuleja”). Niektóre złącza zakończą się okrągłym metalowym dyskiem połączonym z tuleją.

   Problem polega na tym, że wiele urządzeń Apple (na przykład iPhone 4) ma metalową obudowę wewnętrznie połączoną z uziemieniem, a tego typu złącza będą stykały się między obudową (uziemieniem) a tuleją (mikrofonem), czyniąc bezużytecznym wszystkie twoje próby wstrzyknąć sygnał audio. W przeszłości cierpiałem na ten problem, tracąc kilka godzin, próbując dowiedzieć się, dlaczego iPhone nie rozpoznaje prawidłowo podłączonego opornika 1.6K.

   Możesz znaleźć ładne zdjęcia tego problemu i tymczasowe domowe rozwiązanie tego problemu: http://martinjohnsoncommunications.blogspot.com.es/2012/04/iphone-external-mic-connection-solved.html

Nie mam iPhone'a, więc są to domysły:

Jakiego typu mikrofonu używasz? Mikrofon zestawu słuchawkowego jest prawdopodobnie mikrofonem elektretowym, a do zasilania służy 1,5 V. Elektret będzie wyglądał na wysoką impedancję na wejściu mikrofonu, w przeciwieństwie do np. Mikrofonu dynamicznego.
Domyślam się, że rezystor polaryzacji (wewnętrzny w iPhonie) ma prawdopodobnie około 1 kΩ (ten interesujący artykuł mówi 640 Ω).
Możesz być w stanie przetestować impedancję, którą wykrywa, podłączając potencjometr / rezystor zamiast mikrofonu (od przewodu mikrofonu do uziemienie) Zmieniaj wartość od 500Ω w górę, aż wykryje mikrofon, a następnie zanotuj wartość.

1,5 V jest prawdopodobnie obecne tylko na przewodzie mikrofonowym (w stosunku do przewodu uziemiającego), chyba że słuchawki zrobią coś „specjalnego”. Możesz to łatwo sprawdzić za pomocą multimetru.

Prąd dla mikrofonu prawdopodobnie będzie dość mały, mniejszy niż mA. Słuchawki będą miały prawdopodobnie około 20 - 40 mW.

Upewnij się, że podłączasz odpowiednie przewody - IIRC, osłona nie jest uziemiona w gnieździe iPhone'a.

Próbowałem odpowiedzieć na część okablowania za pomocą rezystora.