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

16

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?

Gautham
źródło
3
Prawdopodobnie zależy to od telefonu.
endolith
1
Zabawna rzecz - po przeczytaniu wszystkich odpowiedzi komentarz @endolith powyżej wydaje się najbardziej precyzyjny :) Mechaniczne przełączanie linii audio było wcześniej używane i prawdopodobnie gdzieś jeszcze używane. Mechaniczne przełączanie cyfrowego sygnału obecności jest nowsze, ale także przestarzałe. Elektryczne wykrywanie wstawiania TRRS i funkcji zestawu słuchawkowego jest aktualne, ale nękane jest przez wiele konkurencyjnych standardów. Pomysł detekcji chipu w starych wtyczkach słuchawek Apple to prawdopodobnie miejska legenda
Maple
Klon, od wczesnych wersji iteracji w słuchawkach Apple znajdował się identyfikator. IPod 3G miał wbudowany pilot zdalnego sterowania na słuchawkach, w którym przyciski po prostu stawiałyby opór między uziemieniem a czymś, co teraz byłoby pinem mikrofonu (słuchawki iPoda nie miały mikrofonu). Jednak funkcjonalność została wyłączona, chyba że układ scalony w zestawie słuchawkowym dał sygnał ultradźwiękowy podczas początkowego połączenia. Układ nie jest jednak podstawową metodą identyfikacji podłączonych słuchawek lub zestawu słuchawkowego, wystarczy jedynie odróżnić oryginalne słuchawki.
Siana

Odpowiedzi:

19

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.

wprowadź opis zdjęcia tutaj

Źródło: karta katalogowa typowego gniazda stereo.

Nick Alexeev
źródło
1
Tak więc zakończenie obwodu opiera się wyłącznie na obwodzie jakiegoś materiału włożonego do gniazda gniazda, a nie na jakimkolwiek obwodzie elektrycznym podłączonym do gniazda 3,5 mm?
Gautham
2
@Gautham Z pewnością tak właśnie zrobiono w starszych urządzeniach, te przełączniki w zasadzie wyciszały głośniki po podłączeniu słuchawek. Nie jestem pewien, czy inteligentniejsze urządzenia, takie jak Android, faktycznie testują rezystancję lub inne parametry w celu wykrycia słuchawek, a nie polegać na tych przełącznikach, ale z pewnością jest to możliwe. Wyszukiwanie wykazało, że w Androidzie istnieje kilka zdarzeń (programów) i właściwości wykrywających, czy zatyczki do uszu są podłączone jak szum w linii mikrofonu, ale nie mam żadnych linków sprzętowych.
alexan_e
3
@Nick Alexeev: Naszkicowałeś przełączaną wtyczkę jack, która w starszych urządzeniach miałaby podłączone głośniki wewnętrzne w 4 i 5 do 1. Podłączenie słuchawek spowodowałoby podłączenie ich do 2 i 3 podczas odłączania głośników wewnętrznych. To mogłoby być wykorzystane do elektrycznie wykryć zmianę oporu, ale może to być łatwiejsze w obsłudze ruchu 2 do uruchomienia izolowany styk przełącznika.
Tranzystor
@alexan_e Oto kilka linków sprzętowych dla Ciebie - plug and jack . Uwaga: „Powiadomienie o włożeniu wtyczki musi zostać uruchomione dopiero wtedy, gdy wszystkie styki wtyczki dotkną odpowiednich segmentów”, co oznacza coś więcej niż wykrywanie samego włożenia mechanicznego.
Klon
15

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.

Siana
źródło
nie tylko top-boxy z Androidem, ale także proste wzmacniacze również korzystają z tej metody. Służą do identyfikacji błędów w liniach głośników. Gdy linia mówienia jest odłączona, nie pozwala na włączenie głównego stopnia wyjściowego wzmacniacza. coś takiego jak BŁĄD CD jak komunikat o błędzie pojawi się na przednim panelu LCD.
Standard Sandun,
Standardowo, nie sądzę, że jest to ta sama metoda, ponieważ nie można polegać na dodatkowym pinie do sygnalizowania funkcji. Myślę, że wykrywanie prądu byłoby sposobem na wdrożenie tego we wzmacniaczu mocy. Jest to jednak bezużyteczne w zestawie słuchawkowym, ponieważ jest to uzasadniony przypadek użycia do podłączenia wyjścia słuchawkowego zestawu słuchawkowego do wejścia liniowego innego urządzenia. Wejście liniowe ma impedancję około 50 kOhm, dzięki czemu prąd jest bardzo mały, a wykrywanie prądu jest bezużyteczne.
Siana
2

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.

Juha Backman
źródło
1

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.

Joe Shupienis
źródło
1
Jeśli kontakt zapewnia tylko cyfrowy sygnał „obecności”, jaki jest powód nawiązania dwóch kontaktów?
Dmitrij Grigoryev,
Dlaczego dwa? za. Jeden to NC, a drugi NO b. Jeden obsługuje urządzenie wysokoprądowe, takie jak dioda LED stanu
Joe Shupienis
0

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

Wouter van Ooijen
źródło