车用型音频插孔开关设计 想要完美不容易

2015-07-06 09:21 来源:电子信息网 作者:柚子

伴随着智能电子技术的不断进步和发展,车载式音频插孔也开始逐渐出现在汽车、高铁等交通运输工具之中。音频插孔在汽车使用过程中可以被用来后座娱乐,可拆卸式导航装置或汽车级平板电脑也是同样可以使用这一插孔进行语音查询的,这一发明与头戴式耳机一起,成为了保护个人隐私和驾驶员安全的有力辅助工具。不过,想要将车用型的音频插孔开关设计成一款完美的大众型产品,对于不少工程师来说仍然是一个不小的挑战。

由于此前国际上所使用的有线头戴式耳机的音频插孔都是标准的3.5mm连接器,然而伴随着该行业的发展,更多的高级音频娱乐环境系统逐步实现了需要一个传声器输入的按键和话音命令功能。这样一来,工程师所设计的音频插孔开关系统就必需支持具有一个尖端、两个环和套筒销的四芯插孔。如何解决音频插孔开关与头戴式耳机、话筒兼容的问题,就成为了众多企业所棘手的问题。

所以问题来了:如果选择采用目前市面上所销售的解决方案,设计人员就必需以硬连线的方式把地连接至连接器的插脚之一,这样做会致使自己所设计的插孔开关无法支持其他的头戴式耳机配置。这就给系统的潜在终端用户留下了不兼容的头戴式耳机和一种不愉快的认识,就是他们将无法聆听其自有的音频内容。

除了以上问题之外,目前用户们对于车载头戴式耳机的使用体验表明,很多用户非常期望在车载式音频插孔的旁边拥有一个带按钮的小键盘,这样能够兼容所有的头戴式耳机。这种小型的按钮键盘需具备常见的选项,如提高音量、调低音量和一个静音键。指望支持这些按键的系统设计人员有两种选项:找一款具有适当的检测方法和按键“存储桶”的编解码器,或者使用一个具有用于电阻分压器和电压网络的所有相关手工计算功能的合适外部 ADC。

目前已经通过测验的一种方案,可以帮助工程师同时解决以上两种问题。其解决原理是自动检测音频头戴式耳机的任何配置,并把接地和传声器线路排布至适当的插脚。通过观察由头戴式耳机的扬声器和麦克风(或者没有麦克风)形成的电阻网络,开关系列就能确定接地线和传声器的布设位置。一旦确定了位置,从编解码器引出的传声器连接线将自动排布至适当的插脚,从而使得系统能够支持市面上每一种头戴式耳机。

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图为高性能音频插孔开关工作示意图

这种高性能的车用型音频插孔开关设计方案,主要的设计原理与客机座椅的插孔设计基本一致,不同之处在于该方案在车用基础上进行了能耗控制和布线修改,使之更适合汽车运行能耗要求。

总结

尽管目前国际上所适用的车载式音频插孔设计方案,在某些方面仍然存在一些问题,但可以确定的一点事,随着用户体验效果逐渐被重视,音频插孔开关设计的智能化、集成化、小型化的趋势将会越来越明显。

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