用于数据传送的连接器的制作方法

背景技术：

许多现代电子设备具有与外部音频设备或外围音频设备连接的设施。例如，移动电话、平板计算机、膝上型计算机、mp3播放器等是可与外围音频设备(诸如头戴式受话器(headset))一起操作的电子设备的实例，所述外围音频设备例如在该电子设备外部且远离该电子设备。外围设备(诸如头戴式受话器)通常可以包括用于音频回放的单声道扬声器或立体声扬声器并且可能包括用于语音通信的麦克风。

这样的外部外围音频设备常常经由对接连接器(诸如插头(plug)和插孔(socket)布置)连接。例如，许多音频外围设备(诸如头戴式受话器)具有用于连接到主机电子设备上的合适的插座(jack)插孔的插座插头，诸如3.5mm插座插头。用于插座插头以及其相关联的插孔的众所周知的布置是trrs(头-环-环-套(tip-ring-ring-sleeve))，该布置具有用于左音频、右音频、麦克风和接地的四个触点(contact)。在一个已知布置中，头(t)和第一环(r1)被用于左(l)音频和右(r)音频(例如左扬声器和右扬声器)，其中第二环(r2)用于麦克风(m)，套(s)用于接地回路(g)。将理解，针对左音频触点和右音频触点、麦克风触点和接地触点的不同布置也是可能的。这提供了从主机设备到外围设备的两个信道的模拟音频数据传送和从外围麦克风到主机设备的单个信道的模拟音频数据传送。

一些外围设备(诸如头戴式受话器)可以包括被设置成用于噪声消除的一个或多个麦克风，所述一个或多个麦克风可以远离被设置成用于语音通信的任何麦克风并且因此对于所述任何麦克风而言是附加的。例如，头戴式受话器可以包括一个或多个附加的麦克风以用于检测环境噪声，以使得可以将补偿信号添加到回放音频从而抵消环境噪声。

典型地，在外围设备自身中执行噪声消除。因此，用于生成适当的消除信号的电子器件可以被设置在头戴式受话器自身中，例如在导线连接到多个麦克风的电缆中的软件狗(dongle)中。因为噪声消除电子器件需要电力，所以用于电子器件的壳体还需要包括电池，使得壳体相对庞大且笨重，这对于头戴式受话器可能是不期望的。

为了避免这种情况，已经提出了将噪声消除电子器件设置在主机设备(例如电话手持设备)中。然而，这将需要经由音频插座的额外连接来允许从噪声消除麦克风到主机设备的音频数据传送。

已经提出了多种解决方案，并且这些解决方案中的几个之中的一个共同主题是连接器插头在两个或更多个不同的定向上插入到连接器插孔内的能力。也就是说，该插头具有至少两重(two-fold)旋转对称性。参见例如苹果公司(appleinc.)生产的lightning(rtm)连接器，或usbtype-c连接器。为了易于使用，重要的是在任一定向上连接可操作。此想法的直接实施方式是将外围设备中的每个信号路径在连接器插头中的旋转对称位置处连接到多个针(pin)。类似地，在主机设备中，信号路径可以被耦合到连接器插孔中的多个旋转对称的针。因此，在此实施方式中，插头在插孔内的定向与主机设备无关。

然而，在许多实施方式中，可以预期的是，与可以通过简单地为每个信号路径提供多个针来处理相比，将需要主机设备和外围设备之间的更多独立信号路径(如上文讨论的)。因此，可能需要电路系统来检测插头在插孔内的定向，以使得可以适当地路由信号。

此外，存在可以连接到主机设备的许多各种不同的外围设备，每个外围设备具有不同的部件和连接要求。在一些外围设备中，例如，类似的部件可以被连接到连接器的对称针，使得难以检测连接的外围设备的类型和插头在插孔内的定向。

技术实现要素：

根据本发明的一方面，提供了一种用于控制主机设备和外围设备之间经由该主机设备的连接器的数据传送的数据控制器，该连接器包括具有n重旋转对称性的多个触点，其中n是大于1的整数。该数据控制器包括：一个发现模块，可操作以检测所述连接器的触点上的一个或多个特征阻抗的存在；以及一个路径控制器，用于启用该主机设备的电路系统和所述连接器的触点之间的信号路径，该路径控制器可操作在至少一个第一模式和多个第二模式，以启用该主机设备的电路系统和所述连接器的触点之间的信号路径。该发现模块可操作以检测所述连接器的第一触点和第二触点中的任一个触点上的第一特征阻抗和所述连接器的第三触点和第四触点中的任一个触点上的第二特征阻抗的存在，其中该第一触点、该第二触点、该第三触点和该第四触点彼此不同。该路径控制器被配置为根据所述第一特征阻抗的检测来选择所述第一模式或所述多个第二模式。该路径控制器被配置为在选择所述多个第二模式的选择之后根据所述第二特征阻抗的值来选择所述多个第二模式中的一个。

根据另一方面，提供了一种用于经由其连接器连接到主机电子设备的外围电子设备，该连接器具有以具有n重旋转对称性的型式布置的多个触点，其中n是大于1的整数。该外围电子设备包括：一对第一特征阻抗，被耦合到所述连接器的第一触点和第二触点，对所述一对第一特征阻抗的检测导致该主机设备被置于第一模式；一个或多个操作部件，被耦合到所述连接器的至少第三触点，被配置用于将数据传送到该主机设备和从该主机设备接收数据中的至少一个；以及一个第二特征阻抗，与所述一个或多个操作部件分离，被直接耦合到所述连接器的一对旋转对称触点中的一个，使得该主机设备能够确定该连接器的定向。

根据又一方面，提供了一种控制主机设备和外围设备之间经由该主机设备的连接器的数据传送的方法，该连接器包括具有n重旋转对称性的多个触点，其中n是大于1的整数。该方法包括：检测所述连接器的第一触点和第二触点中的任一个触点上的第一特征阻抗的存在，并且根据所述第一特征阻抗的检测来选择第一数据传送模式或多个第二数据传送模式；检测所述连接器的第三触点和第四触点中的任一个触点上的第二特征阻抗的存在，其中该第一触点、第二触点、第三触点和第四触点彼此不同；以及根据所述第二特征阻抗的值来选择所述多个第二模式中的一个，其中所述多个第二模式中的每个对应于该主机设备和该外围设备之间的信号路径的一个相应配置。

根据又一方面，提供了一种用于控制主机设备和外围设备之间经由该主机设备的连接器的数据传送的数据控制器，该连接器包括具有n重旋转对称性的多个触点，其中n是大于1的整数。该数据控制器包括：一个路径控制器，用于启用该主机设备的电路系统和该连接器的触点之间的信号路径。该路径控制器可操作以启用到该连接器的至少第一触点、第二触点、第三触点和第四触点中的每个的单独的信号路径，其中到所述第一触点和第二触点的信号路径用于传送用于该外围设备的第一扬声器的相应的正音频信号和负音频信号，并且其中到所述第三触点和第四触点的信号路径用于传送用于该外围设备的第二扬声器的相应的正音频信号和负音频信号。

另一方面提供了一种电子设备，包括：一个连接器，包括具有n重旋转对称性的多个触点，其中n是大于1的整数；以及如上文所阐述的数据控制器。

又一方面提供了一种用于经由其连接器连接到主机电子设备的电子附件设备，该连接器包括具有n重旋转对称性的多个触点，其中n是大于1的整数。该电子附件设备还包括：一个换能器，仅被耦合到所述连接器的第一触点和第二触点，其中该第一触点和第二触点被定位在该连接器上的旋转对称位置。

一方面提供了一种装置，包括：一个音频编解码器，用于向外围设备提供音频信号；一个路径控制器，用于启用该音频编解码器和主机设备的连接器的触点之间的信号路径，该连接器包括具有n重旋转对称性的多个触点，其中n是大于1的整数，该路径控制器可操作以启用所述音频编解码器的第一放大器和所述连接器的至少一个第一触点之间以及所述音频编解码器的第二放大器和所述连接器的至少一个第二触点之间的单独的信号路径，所述至少一个第一触点和所述至少一个第二触点被定位在所述连接器上的旋转对称位置；以及一个发现模块，可操作以检测所述连接器的至少一个触点上的特征阻抗的存在，因此确定该外围设备的连接器相对于该主机设备的连接器的定向。该音频编解码器可操作在第一操作模式以经由第一放大器提供音频信号，并且可操作在第二操作模式以经由第二放大器提供音频信号。该路径控制器可操作以根据该连接器的定向在第一操作模式和第二操作模式之间选择。

又一方面提供了一种电子设备，包括：一个连接器，具有n重旋转对称性，其中n是大于1的整数；以及如上文记载的装置。

另一方面提供了一种电子设备，包括：一个应用处理器；一个无线调制解调器；一个连接器，用于将该电子设备连接到附件设备；一个音频编解码器，被耦合到该应用处理器、该无线调制解调器和该连接器，用于向该连接器提供音频信号和从该连接器接收音频信号中的至少一个；以及第一数字接口，可配置为向该应用处理器和该连接器之间的信号提供第一信号路径。该音频编解码器包括第二数字接口，该第二数字接口可配置为向该无线调制解调器和该连接器之间的信号提供经由该音频编解码器的第二信号路径。

附图说明

为了更好地理解本公开内容的实施例，并且为了更清楚地示出如何有效实施所述实施例，现在将仅通过实施例的方式参考下面的附图，在附图中：

图1例示了usbtype-c连接器布置；

图2例示了usbtype-c音频插座适配器；

图3例示了具有根据一个实施方案的连接器布置的外围设备和主机设备；

图4例示了根据一个实施方案的数据控制器；

图5例示了具有根据另一个实施方案的连接器布置的外围设备和主机设备；

图6a和图6b例示了用于一组平衡耳机的连接器布置；

图7a和图7b例示了用于检测连接器的定向和连接到主机设备的外围设备的类型的机制；

图8a和图8b例示了用于一组平衡耳机的替代连接器布置；

图9a和图9b例示了用于又一个外围设备的连接器布置；

图9c例示了用于又一个外围设备的连接器布置；

图10例示了具有根据又一个实施方案的连接器布置的外围设备和主机设备；

图11例示了根据一个实施方案的设备发现和配置的方法的流程图；以及

图12例示了主机设备的一个实施例。

具体实施方式

下文的描述阐明了根据本公开内容的示例实施方案。本领域普通技术人员将明了其他示例实施方案和实施方式。此外，本领域普通技术人员将认识到，可以应用多种等同技术代替下文所讨论的实施方案或可以与下文所讨论的实施方案结合应用多种等同技术，并且所有这样的等同物应被视为由本公开内容所包含。

本公开内容的实施方案涉及用于外围设备发现、具有多个旋转对称性度的连接器的定向的检测、以及主机设备和外围设备之间的适当的信号路径的提供的方法和装置。一些实施方案在外围设备内提供一个特征阻抗，该特征阻抗被耦合在连接器的旋转对称触点之间，从而启用连接器定向的检测。在一些实施方案中可以使用该特征阻抗的值来确定外围设备的类型或型号。一些实施方案涉及到具有仅耦合到连接器的旋转对称触点的换能器(例如扬声器)的外围设备(诸如以“平衡”配置实施的耳机)的适当的信号路径的启用。

最近提出了一种新的紧凑的24针usbtype-c连接器。该usbtype-c连接器是可逆连接器，即它具有两重旋转对称性并且被设计成可以与在任一可能的对接定向上与type-c接受器(receptacle)对接的type-c插头一起操作。该type-c连接器被设计成适合于根据目前的用于高数据速率传送的usb3.1规范的数据传送并且该usbtype-c连接器例如特别适合于以高数据速率传递数字数据，例如适合于视频数据传输。

如在本公开内容中使用的，术语“usbtype-c”或仅“type-c”应被认为是指与usbtype-c规范兼容，在写本文时，所述usbtype-c规范可得自(在写本文时)usb组织网站：http://www.usb.org/developers/docs/的“usbtype-c^tmcableandconnectorspecification”版本1.2，2016年3月25日，其内容通过引用的方式纳入本文。术语type-c应被认为意指可以与上文限定的版本1.2规范兼容或者可以与未来可能修改的该规范兼容的任何连接器。

因此，下文参考usbtype-c连接器描述了本发明的各方面。然而，本领域技术人员将理解，本发明可应用于其他类似的现有的或未来的连接器且特别是任何未来的旋转对称的连接器(即具有以旋转对称型式布置的多个针的连接器)。因此，除非在所附的权利要求中明确说明，否则本发明不限于usbtype-c连接器。

图1例示了usbtype-c连接器100的原理。该连接器具有两行针或触点101，其中每一行中有十二个针。注意，如在此说明书中使用的，与连接器相关的术语“针”应意指当连接器被正确地对接时可以与另一个连接器的对应的端子建立电连接的电端子，并且术语“触点”应意指相同的意思。所述针被布置成使得所述行是(2阶)旋转对称。按照惯例，一行中的针被标识为a1到a12，并且另一行的针被标记为b1到b12。为了易于参考，所述针被编号使得type-c接受器(即可以例如设置在主机设备中的插孔或类似类型的对接连接器)的针与可以和对接连接器对接的type-c插头的针具有相同的编号。接受器的针的编号可以以大致顺时针方式增加，如图1中所例示的，即图1例示了看向type-c接受器的口的视图的针标记。对于type-c插头，编号——如从看向插头的视图看到的——相反地将在逆时针方向上增加。因此，就接受器的针a3而言将与对应的插头的针a3对接，或者如果在旋转定向上插入插头则与针b3对接。

type-c连接器的针可以被设置成至少部分地由导引件102包围，该导引件102可以例如是插孔的壁或者插头的某个保护性/导引鞘(sheath)，其也可以是旋转对称的并且可以例如具有圆角矩形的形式。

如上文所提及的，该usbtype-c连接器被设计成适合于快速数字数据传送以及电力输送，并且可以被看作通用数据连接器或多用途数据连接器。虽然主要被设想用于数字数据传送，但是usbtype-c规范描述了可以通过使用具有用于标准3.5mmtrrs音频插座插头的插座插孔和usb-typec插头的单独的适配器经由主机设备的type-c接受器将立体声头戴式受话器连接到主机设备。usbtype-c规范的附录a对此进行了描述(音频附件适配器模式)。

图2例示了usbtype-c适配器可以如何被用来经由标准trrs插座连接器连接到传统外围音频设备的一个实施例。图2例示了包括type-c兼容插头202和用于接收3.5mmtrrs插座插头的插座插孔203的适配器201。在使用中，usbtype-c插头202可以被连接到主机设备的usbtype-c接受器204，并且插座插孔203可以与外围设备(诸如头戴式受话器)的插座插头(用点线示出)对接。实际上，该适配器的usb插头202可以经由一定长度的合适的电缆连接到插座插孔203或者二者可以被包封在一个共同主体内，例如塑性模制。

在音频附件适配器模式中使用type-c连接器的每一行的中心的四个针，例如以提供接地路径和用于数据传送。适配器插头202的针a7和b7可以被短接在一起并且被连接到插座插孔的头触点。适配器插头202的针a6和b6可以被短接在一起并且被连接到插座插孔的第一环触点。这意味着，当对接时，接受器的针b7将在一个定向上经由插头202的针b7或者在另一个定向上经由插头202的针a7连接到插座插孔的头触点。同样地，接受器的针b6将与第一环触点接触。如常规的，头触点用于左音频数据且第一环触点用于右音频数据，并且因此可以经由接受器的针b7(或者等同地针a7)从主机设备传输用于左扬声器的模拟音频数据并且可以经由针b6(或者等同地针a6)传输用于右扬声器的模拟音频数据。

插头202的针a8被连接到套触点并且插头202的针b8被连接到第二环触点。当插头202与接受器对接时，接受器的针a8因此将根据定向被连接到套触点或第二环触点，其中接受器的针b8被连接到这两个触点中的另一个。如常规的，第二环触点和套触点被用于接收麦克风信号和用于附件的接地(被称为模拟接地)。然而，不同的制造商具有不同的标准并且因此常规的是，主机设备能够确定触点是被用于麦克风信号还是被用于接地。因此，常规的发现技术可以在主机设备中被应用到由接收器针a8和/或b8建立的信号路径以确定哪个路径是麦克风路径哪个路径是接地。

为了识别和发现，适配器201包括连接在插头针a5和b5分别与插头针a1、b12、b1和a12之间的公共连接之间的阻抗205。当对接时，插头针a1、b12、b1和a12中的至少一个将被连接到接地，被称为数字接地。因此，通过检测当对接到适配器201时在接受器触点a5和b5上呈现的阻抗205，主机设备可以确定操作在音频附件适配器模式，而不是其他正常usb相关模式。

usb接口(未示出)中的监督电路系统可以检测限定的cc(配置信道)触点(针a5和b5)上的阻抗以感测附接的usb外围设备的存在以及类型。因此，在type-c插头202插入到接受器204内时或在上电或重新启动时，主机设备的usb监督电路系统可以执行常规usbtype-c发现。标准电缆检测(cd)功能可以由主机设备实施，以确定插头是否被连接以及是被连接到dfp(面向下游的端口)还是被连接到ufp(面向上游的端口)，以及该电缆的定向。此机制可以依赖于将上拉电阻器和下拉电阻器或电流源应用于cc1(a5)针和cc2(b5)针并感测与这些线路相关联的各种电压点。

usbtype-c规范限定了两个特征阻抗rd和ra(其中rd＞ra)。作为面向下游的端口，usb系统可以有效地寻找正被连接到cc针的特征阻抗rd或ra，并且如果确定存在连接，则在cc针处存在的阻抗的组合可以被用来确定连接类型和定向。因此，例如阻抗rd连接到一个cc针且另一个cc针开路限定了ufp被附接并且凭借哪个cc针被连接到rd来提供定向。阻抗rd在一个针处且阻抗ra在另一个针处暗示供电电缆附接了ufp，而阻抗ra在一个针处且另一个针开路暗示了供电电缆不具有ufp。

如果两个针a5和b5通过小于值ra(其中ra等于12千欧姆)的阻抗连接到数字接地，则音频附件适配器模式可以被启动。在图2中示出的实施方案中，阻抗205中的每个具有小于1.2千欧姆的特征值。

因此，音频附件适配器模式提供了使用usbtype-c连接器来通过发送和接收模拟音频数据操作外围音频设备的方法。该方法能够经由合适的适配器与具有两个扬声器和单个麦克风的外围设备进行数据传送。然而，如果音频附件适配器模式可以被应用于控制与多个不同外围设备的数据交换，则将是有利的。此外，虽然适配器可能被要求允许与传统外围设备一起使用，但是另一些外围设备可以被设置有使用相同原理的usbtype-c连接器，允许经由固定式电缆直接连接，因此避免对插座插头和插座插孔的需要。

图3示出了根据本发明的一个实施方案的外围设备300和主机设备400，以及它们的相应的连接器。

在此实施方案中，外围设备300包括多种扬声器304、305和麦克风306、307、308，并且经由一对连接器302和404连接到主机设备400。主机设备400包括适合于驱动扬声器的耳机放大器412、413、414、415并且包括用于缓冲和放大来自麦克风的信号的麦克风放大器420、422、423、424、425。

经由上游信号路径从上游电路系统接收耳机放大器的输入信号hpa、hpb、hpc、hpd，所述上游电路系统进而可以从经由信号路径从更上游的信号源(可能经由有线连接或无线连接在主机设备外部的信号源)接收的信号导出这些信号。从原始源到连接器的信号路径和处理可以被配置，以便将适当地导出的信号输送到可能多个扬声器中的相应的扬声器。

麦克风放大器输出信号vm、mica、micb、micc、micd可以经由下游信号路径传递经过下游电路系统，以用于处理或以用于经由更下游信号路径向前传输或存储。从连接器针经麦克风放大器到最终期望的信号目的地的信号路径和处理可以被配置，以便从适当的一个或多个麦克风导出信号，并且将这些信号输送到相应的最终目的地。

如所例示的，耳机放大器和麦克风放大器可以被共同集成，可能与adc或dac或信号处理电路系统或其它电路系统共同集成在集成电路401上，例如音频编解码器集成电路。

在此实施方案中，外围设备300是包括多个麦克风的一组耳机。因此，设备300包括左扬声器304、右扬声器305和麦克风308，该麦克风例如用来从设备300的用户获取语音输入。此外，该外围设备包括两个麦克风306、307——一个麦克风用于每个扬声器的噪声消除，例如被定位成分别在左扬声器处和右扬声器处拾取环境噪声信号的麦克风或者用于扬声器的反馈噪声消除麦克风。因此，与参考图2所例示的附件不同，根据各实施方案的附件可以包括不止三个音频换能器。

设备300还包括连接器302，该连接器302可以是如先前所限定的usbtype-c连接器。在一些实施方案中，usbtype-c插头可以被硬线连接到附件主体并且因此该连接可以包括固定式电缆。然而，在一些实施方案中，连接器302可以形成一个适配器的一部分并且具有一个设备专用连接器，诸如插孔(图3中未示出)，用于连接到外围设备的主体。为了一致性，将参考具有type-c插头连接器的附件或外围设备(即其中插头和连接是附件300的一部分)来描述下文的实施例。本领域技术人员将理解，上文讨论的替代布置也是可能的。

在图3的实施方案中，不是如参考图2所描述的那样将左扬声器连结到usb连接器的两个针a6和b6并且将右扬声器连结到两个针a7和b7，而是允许这四个针单独连接。

为清楚起见，仅示出了连接器302的一个子集的触点。其他未例示的触点或是未被使用，或是被用于除了将数据传送到外围设备300的例示的部件和从外围设备300的例示的部件传送数据之外的目的，例如用于电力传送的额外的针、用于高速数字数据的针等。这些触点与本发明没有密切关系，因此将其从说明书中省略。

设备300的音频部件(即扬声器304、305和麦克风306-308)中的每个被耦合在连接器302的一个相应的触点(该触点是该部件特有的)和一个可以被保持在参考电压(例如模拟接地)处的公共触点之间。例如，在所例示的实施方案中，左扬声器304被连接在针a6和a8之间；右扬声器305被连接在针b6和a8之间；第一噪声消除麦克风306被连接在针a7和a8之间；第二噪声消除麦克风307被连接在针b7和a8之间；以及语音麦克风308被连接在针b8和a8之间。针a8用作所述公共触点。为避免可能的接地回路，该触点未被连接到附件处的任何外部接地，而是经由连接器连接到主机设备中的合适的接地连接。在图3中，可以经由主机设备连接器针a8经由开关450向主机设备模拟接地节点agnd提供合适的接地连接。

特征阻抗205a、205b的相应的第一端子被连接到cc针a5和b5。特征阻抗205a、205b的相应的第二端子被连接在一起并且被连接到数字接地针a1、b1、a12和b12。如上文所解释的，这些每个具有在1.2千欧姆以下(即在ra以下)的值。

然而，此外，外围设备300可以包括耦合在参考电压针b8和数字接地触点a1、b1、a12和b12(这些触点被连结在一起)之间的另外的特征阻抗312rch。下文将更详细地讨论此另外的特征阻抗的效用。

主机设备400包括对应于插头连接器302的接受器连接器404，并且因此在一些实施方案中接受器404可以是usbtype-c接受器。当插头连接器302与接受器连接器404对接时，在插头相对于接受器的一个定向上，接受器针a6将与相应的插头触点a6对接，并且因此被连接到左扬声器304，并且接受器触点b6将与相应的插头触点b6对接并且被连接到右扬声器305。在其他可能的定向上，替代地，接受器触点a6将与插头触点b6对接并且被连接到右扬声器304，并且接受器触点b6将与插头触点a6对接并且被连接到左扬声器304。类似地，根据定向，接受器针a7将与插头针a7或b7对接并且被连接到第一噪声消除麦克风或第二噪声消除麦克风，其中接受器针b7与另一个触点对接。

将从扬声器回放的信号通常已经从某个上游音频信号源(例如mp3文件)提供，并且可以被数字处理以提供多个数字数据流，例如左信道数字数据流和右信道数字数据流。从该源经由任何数-模转换和耳机放大器到接受器触点的信号路径必须被配置成使得在每个接受器触点处出现适当的信号，与经由到插头触点的连接而连接到该触点的扬声器的标识一致，该扬声器可以根据连接器的定向而不同。

类似地，经由麦克风放大器从与噪声消除麦克风信号相关联的触点到下游处理节点的信号路径需要与出现在该触点上的麦克风信号的标识一致，其可以根据连接器的定向而不同。

因此，该主机设备可以包括用于控制主机设备和外围设备之间经由该主机设备的连接器(诸如usbtype-c连接器)的数据传送的数据控制器。该数据控制器可以包括用于启用主机设备的电路系统和所述连接器的触点之间的信号路径的路径控制器或路径控制模块。当主机设备被连接到需要模拟音频信号路径的附件设备时，该路径控制器可操作在多个不同的模式以启用主机设备400和外围设备300之间的不同的信号路径。

该路径控制器可以通过操作一个或多个开关以在主机设备400中的一个部件和连接器的一个针之间建立信号路径(例如将一个放大器输出连接到该针，将一个放大器输入连接到该针等)来启用信号路径。替代地，该路径控制器可以通过激活或去激活永久连接到连接器的一个特定针的部件来启用信号路径。例如，可以通过激活放大器并且去激活连接到该针的其他部件来启用来自一个放大器的输出的信号路径。

注意，如在本文中使用的，术语“信号路径”应指实际用于或意在用于传送数据的路径，并且应相应地解释音频信号路径。因此，这样的信号路径可以是传送数据以例如驱动扬声器或读出麦克风的路径。启用接地回路的连接——尽管对于部件的操作可能是必需的——不应被认为是用于传送数据的信号路径(尽管为了避免疑义，麦克风信号路径可以是假接地，例如用于独立于来自扬声器的接地电流回路连接到差分麦克风放大器输入)。同样地，单纯向部件提供供应电压的任何连接不会构成用于传送数据的信号路径(尽管为了避免疑义，麦克风信号路径可以是幻像电力供应，即经由相当大的源阻抗来提供电力供应电流，所述相当大的源阻抗两端的电压根据麦克风信号来调制，对于模拟驻极体麦克风这是常见的)。

还应理解，因为触点a6和b6以及触点a7和b7不再被短接在一起，所以对插头相对于接受器的定向的不确定性需要某种电学确定方法，之后路径控制器可以建立适当的信号路径。因此，主机设备可以被配置成确定用于外围设备的连接配置，即针a6、a7、b6和b7是被连接到外围设备的扬声器还是麦克风的指示。

因此，主机设备或其数据控制器可以包括一个发现模块或发现控制器，该发现模块或发现控制器被配置成监测主机设备的接受器连接器404的至少一个触点的电性能以确定用于所述触点的连接类型。然后可以基于确定的用于该连接器的至少一个触点的连接类型和预先确定的多个可能连接配置来确定连接配置。

在一个实施方案中，附件设备的插头连接器302的针a8可以被用于语音麦克风308并且针a8用于公共接地回路针。在一个实施方案中，附件设备300中的连接可以被约束使得仅允许一个关于接地回路针的预先定义的布置。换句话说，针对所允许的附件设备的一组可能配置(即附件中的扬声器和麦克风的布置和它们到type-c插头的连接)可以被限制到例如仅一个允许的配置，例如例示为图3中的附件设备300的布置。这因此可能会将该组可能的连接限制到例如仅两种可能性，这是由于type-c插头到type-c接受器的两个可能的对接定向。

在这样的实施方案中，在使用中，主机设备可以确定接受器针a8或b8中的哪个表现为直接连接到扬声器的公共接地回路连接和附件设备的麦克风而不是表现为经由麦克风308的阻抗连接，并且因此确定插头的相对定向。

因此，编解码器电路401包括耦合到接受器连接器404中的针a8和b8的麦克风检测块(micdet)430、431。可以在上电或启动期间采用所述micdet块，以识别语音麦克风在针a8或b8上的存在，然后可以将所述micdet块去激活以不干扰麦克风信号。

该编解码器附加地包括麦克风偏置电路(micbias)440、441以及语音麦克风(语音mic)放大器420，该语音麦克风放大器420具有耦合到与micdet块相同的触点的一对差分输入。根据由micdet块做出的决定，micbias电路可以被用来提供必需的偏置电压以允许语音麦克风308在附件设备300中没有单独的电源的情况下运行。

该编解码器附加地包括语音麦克风(语音mic)放大器420，该语音麦克风放大器420包括耦合到与micdet块相同的触点a8、b8的一对差分输入。此放大器提供了从两个触点a8和b8之间的电压差导出的输出信号vm。此差信号的大小不受这两个针中的哪个被连接到语音麦克风的哪个端子影响；仅极性将改变，并且这可以在下游信号处理中被适当地校正。

麦克风放大器的差异性质以及micdet块和micbias块的选择性激活和去激活意味着在针a8、b8和语音麦克风放大器之间的连接上不需要串联开关。

如上文所提及的，由micdet电路系统确定的将被连接到附件设备的公共接地回路触点的主机设备触点a8或b8可以经由开关450的一极或另一极连接到接地，连接到主机设备的模拟接地节点agnd。

还注意到，出现在相应的主机设备连接器触点a8或b8上的任何公共接地回路电压可以经由开关451作为耳机反馈信号hpfb传递到耳机放大器412-415中的任何一个，以实现这样的电压降，例如由于经过开关450的导通电阻的麦克风或扬声器回路接地电流将从提供给扬声器304、305的信号中去除。

在上文的实施方案中，附件设备300中的连接(即附件中的扬声器和麦克风的布置以及它们与type-c插头的连接)被认为是有限的，例如限制到仅一个允许的配置，例如例示为图3中的附件设备300的布置。因此，该组可能的连接被限制到例如仅两个可能性，这是由于type-c插头到type-c接受器的两个可能的对接定向。

然而，如果将要容许较宽范围的可能性，例如扬声器和麦克风的某个其他混合，则可能需要其他电测量，比方说从其他触点到确定的接地线路的阻抗。

就这一点而言，在图3中所例示的实施方案中可以看到，接受器连接器404的针b7被直接耦合到编解码器401内的若干部件。例如，针b7被耦合到放大器414的输出、耳机检测(hpdet)块604、相应的麦克风偏置(micbias)块444、麦克风检测电路系统434以及麦克风放大器424的输入。针b7还可以被连接到usbphy块310的一个针，该usbphy块310可以被激活以允许在被连接到需要接口的附件时操作在标准usb模式或被去激活用于操作在音频附件适配器模式。注意，在所例示的实施方案中这些部件中的每个可以被永久地连接到b7针，在区域402中不具有用于解耦它们的开关。此线路上的不同部件的数目例示根据耦合到接受器连接器402的外围设备的类型和接受器连接器402内的插头连接器302的不同可能定向通过b7发送或接收的不同信号的数目。

例如，hpdet块464可以被用来测试b7针上的连接和被用来允许确定连接到插头连接器b7针的部件是扬声器还是麦克风。hpdet块464可以例如用经由主机连接器针a8或b8、经由开关450连接到接地的接地回路附件针将已知的电流注入到针b7内和测量所得到的电压。施加的电流可以是小的并且被逐渐施加以避免音频伪像。其他这样的方法是本领域技术人员已知的。

在所例示的实施方案中，在外围设备300是具有多个麦克风的一组耳机的情况下，连接的部件是噪声消除麦克风307，即布置成拾取左扬声器304附近的环境噪声的麦克风。因此，micbias电路可以被激活以提供偏置电压到麦克风307，而误差放大器也可以被激活以接收在此线路上叠加在偏置电压上、由麦克风307输出的噪声信号。耳机放大器可以被去激活以便不驱动信号到麦克风或以防止该线路上的相当大的加载。

对于a7针存在类似的布置，该a7针在所例示的实施方案中被耦合到另一个噪声消除麦克风306。因此，a7针被耦合到另一个放大器412的输出、耳机检测(hpdet)块462、相应的麦克风偏置(micbias)块、麦克风检测块432以及麦克风放大器422的输入。a7针可以被附加地耦合到数据接口块(xl/uart)或usbphy310的一个针。因此，hpdet块462可以能够测试a7针上的连接并确定连接到插头连接器a7针的部件是扬声器还是麦克风。

在所例示的实施方案中，接受器连接器402的b6针也被连接到编解码器401内的若干部件，所述部件包括耳机放大器415的输出、耳机检测(hpdet)块465、相应的麦克风偏置(micbias)块445、麦克风检测块442以及麦克风放大器425的输入。插头接受器302中的对应b6针被耦合到外围设备300的右扬声器305，因此在操作中该hpdet块能够检测b6针上的扬声器的存在。因此，放大器415可以被激活以通过经由针b6的信号路径输出模拟音频信号并且驱动右扬声器。然后麦克风偏置(micbias)块445可以被去激活以避免加载信号线路。

接受器连接器402的a6针被连接到编解码器401内的类似的部件用于驱动外围设备300的左扬声器304。

除了这些部件之外，编解码器401可以包括电路系统470(jackdet)以检测限定的cc(配置信道)触点(针a5和b5)上的阻抗，以感测附接的外围设备的存在和类型。因此，在插头插入到接受器404内时或在上电或重新启动时，编解码器401可以执行常规usbtype-c发现。标准电缆检测(cd)功能可以由主机设备来实施以便确定插头是否被连接，以及是被连接到dfp(面向下游的端口)还是被连接到ufp(面向上游的端口)，以及电缆的定向。此机制可以依赖于将上拉和下拉电阻器或电流源应用到cc1(a5)针和cc2(b5)针并感测与这些线路相关联的各个电压点。在所例示的实施方案中，编解码器401检测a5针和b5针二者上的特征阻抗205a和205b(≤ra)的存在，并且能够进入音频附件适配器模式。在其他实施方案中，此标准usbtype-c发现可以由usb控制器内的电路系统来执行，该usb控制器然后可以将结果传达到该编解码器。从这些针移除阻抗(预示从接受器移除插头)的检测可以由编解码器内的jackdet进行，以避免通信中的延时和在移除时随之发生的爆破声和滴答声。

图4例示了包括路径控制器560和发现模块550的数据控制器。

发现控制器或发现模块550可以被配置成发布检测控制信号到编解码器401内的多种检测块(例如hpdet块或micdet块)以指示它们生成或感测电压或电流，并且可以被进一步配置成作为响应接收指示连接到多种节点或连接在多种节点之间的阻抗的数据552。发现模块550还包括数据存储模块555，该数据存储模块555被配置成含有表示如可从主机连接器观察到的多个预先限定的附件配置(即包括由连接器的相对旋转引起的变体)的数据。发现模块550还可以被配置成从这些指示性响应推断当前连接了可能的附件和连接器配置中的哪个，并且将此信息作为发现的配置数据553传达到路径控制器560。

在一些实施方案中，数据存储模块555可以包括一个查找表，并且发现模块550可以包括数字逻辑电路系统，以便执行逻辑操作，这些逻辑操作对于与存储在该查找表内的数据比较而从接收的数据552确定附件和连接器配置是必需的。在其他实施方案中，检测控制信号或推断逻辑可以被实施在可编程控制器电路系统上，并且数据存储模块555可以含有用于由可编程控制器执行的代码，例如纳入适当的如果…则语句(if…thenstatement)或条件语句(casestatement)，该可编程控制器被编码或被参数化以将阻抗检测结果与在代码中预先限定的附件配置可能性进行比较。

路径控制器560从发现模块550接收发现的配置数据553，并且基于发现的配置数据553连同用例数据571，配置多种电路系统以启用用于将数据输出到附件或从附件接收数据的适当的信号路径。例如，对于来自音频信号源的数据561可以启用一个信号路径以为附件内的输出换能器(诸如扬声器)提供适当的信号562。替代地或附加地，对于来自附件内的输入换能器(诸如麦克风)的信号563可以启用一个信号路径以将适当的数据564提供到主机设备内的音频信号宿。在一些实施方案中，由路径控制器控制的信号路径也可以允许输出信号562包括来自输入信号563的分量，例如以提供电话侧音调信号或回声消除。

可以从主机设备内的电路系统提供音频信号源数据561。例如，语音数据或音乐数据可以被存储在存储器电路系统内或是经由无线控制器电路系统从本地或电信无线网络链路接收的。音频信号宿数据564可以被供应到主机设备内的电路系统。例如进入的语音或音乐可以被记录、被存储在存储器电路系统内，或可以经由无线调制解调器被中继到某个本地或电信无线网络。

可以直接地从主机设备的应用处理器(未例示)提供用例数据571或经由用户输入(诸如触摸屏或按下按钮)从主机设备的应用处理器(未例示)提供用例数据571。此用例数据可以例如请求经由附接的附件内的扬声器以单声道或立体声渲染数据561内包括的特定音频数据或可以例如请求将来自某些麦克风的信号转发到处理器电路系统内的音频宿以用于噪声消除。

路径控制器模块560可以包括路径控制模块570，该路径控制模块570从发现模块接收发现的配置数据553，并且基于发现的配置数据553连同用户实例数据571生成到可能的信号路径内的多种电路系统的控制数据或信号，以启用信号路径的适当的子集。这些控制信号可以包括以下中的一个或多个：到输出放大器584或输入放大器585的启用信号或禁用信号；以及用于信号开关电路系统582、583的控制数据，所述信号开关电路系统例如是模拟或数字开关矩阵或多路器等，例如使用mos传输门或数字常规逻辑。所述控制信号可以包括用于可编程处理器581(例如数字信号处理器)的配置数据，例如以确定相应的音频数据流的地理位置，可能是在其他信号处理之前或在其他信号处理之后。

在一些情况下，路径控制器可以通过放大器和连接器之间的路径中的开关586、587建立一个路径。例如，这些开关可以被定位在图3中所例示的区域402内。

路径控制器还可以发布控制信号以启用或禁用偏置块，例如micbias块。它还可以启用或禁用(例如到agnd的)接地开关。

发现模块550和路径控制器560可以被集成在音频编解码器401中，或可以至少部分地驻留在主机设备400的其他部件内。例如，数据信号处理器581可以至少部分地包括与音频编解码器401通信的单独集成的数字信号处理器电路565内，该数字信号处理器电路565可以处理或提供在任一个方向上到该音频编解码器或来自该音频编解码器的音频数据信号。它提供给编解码器的信号的标识可以通过从编解码器内的路径控制模块570发送到此单独的集成电路的命令来配置。

返回到图3，语音麦克风306被连接在附件针a8和b8之间，并且不存在到附件300内的接地的连接。因此，仅仅通过将电压或电流仅施加到这些针a8和b8，不明了哪个针是连接到扬声器的公共接地回路。可通过利用已知型号的麦克风的电压电流特性的一些不对称来推断麦克风的连接的极性，但是这对于不同的制造商可以在不同型号的附件中使用的各种麦克风则是不可能的。

为了推断连接器的连接的极性，发现控制器因此可以使得hpdet块和micdet块协作。例如，hpdet块463或465可以经由扬声器中的一个将电流注入到公共接地回路内，而例如通过控制开关450使接受器针b8接地并通过micdet430监测针a8上的电压。如果主机设备针a8被连接到附件的公共接地回路，即附件针b8正与主机针a8对接，则很小的电压将出现在针a8上。然而，如果主机针a8被连接到语音麦克风306的其他端子，即附件针a8正与主机针a8对接，则注入的电流将必须经过麦克风308之后才可到达agnd，因此在主机针a8上将产生适当的电压。因此，可以通过依次在针a8和b8二者上执行此过程并将未连接到接地的针上的电压进行比较来确定连接的极性。替代地，可以在单个针上执行该过程，并且可以将未连接到接地的针上的电压与预先确定的阈值进行比较。

许多其他类似可能发现布置是可能的，例如将电流注入到针a8或b8内和使用连接扬声器的针来监测麦克风两端的任何所得到的电压降。因此，这些方法全都依赖于经由连接到至少一个扬声器的公共接地回路访问麦克风的一个端子。

图5例示了不同的附件或外围设备500到主机设备400的连接。在此实施方案中，外围设备500包括一对耳机，每个耳机都以平衡配置连接。平衡耳机连接配置的特征在于独立连接到每个扬声器音圈的一对端子中的每个端子，这与图3的实施方案相反，在图3的实施方案中附件内的不止一个扬声器共享一个公共接地回路连接。

以平衡配置连接的扬声器的音圈的两个端子可以由参考某个参考电压的大小相等但极性相反的一对信号驱动，所述某个参考电压可以是接地或某个其他参考(例如中间电源轨(mid-supply-rail))。此连接存在多种益处。对于一个给定的供应电压，该线圈两端的电压可以被加倍，因此使可以应用的最大信号增加，并且因此使声学输出功率增加。对称的输出电压波动还可以减少共模电磁干扰(emi)，并且由放大器呈现给驱动导线的对称的输出阻抗也可以帮助减小对外部emi的灵敏度。

然而，在一些应用中，扬声器驱动电压可以不是对称的，以获得其他益处，例如多种单供应类g或类h实施方式，在这些实施方式中驱动放大器的供应电压可以根据信号电平变化以减少功率消耗，但期望的是信号波动跨越在任何给定的时间存在的供应电压范围。因此，共模电压可以变化为例如时变供应电压的一半。在另一些应用中，例如在开关模式电力供应(smps)放大器拓扑中，一个放大器可以操作以在任何时间仅驱动音圈的一个端子并且将另一个端子接地，当信号与零电压相交并且它的极性颠倒时调换这些连接，而不是始终将同一个端子连接到接地。另一些应用可以在多个模式的混合下操作。

因此，为了启用这样操作的驱动配置，此实施方案的耳机500包括耦合在附件设备的连接器502的针a6和a7之间的左扬声器508和耦合在针b6和b7之间的右扬声器510。耳机500可以附加地包括耦合在a8和b8之间的语音麦克风506。如以前，耳机500还可以包括在a5针和b5针上的特征阻抗205a、205b。所述特征阻抗每个都小于1.2千欧姆(即小于ra)，使得它们的检测导致接口进入音频附件适配器模式。

在此布置中，在针a6/a7以及b6/b7全都被连接到扬声器的情况下，可以使编解码器401操作在这样的模式，其中用于将信号输出到耳机500的放大器412、413、414、415中的每个是激活的，而micbias电路442、443、444、445(可能的例外是用于语音麦克风506的偏置电路440或441)和对应的麦克风放大器中的每一个被去激活。

图6a和图6b例示了在主机设备连接器404和附件连接器502的两个相对定向上附件500到主机设备400的连接。

在图6a中所例示的定向上，主机设备连接器的针a6与附件连接器的对应的针a6对接，针a7与a7对接，等等。左扬声器508由在主机针a6和相邻的主机针a7之间的施加的信号驱动，右扬声器由在相邻的主机针b6和b7之间施加的信号驱动。麦克风偏置可以被施加到主机针b8，该主机针b8还携带由语音麦克风506叠加在它上的信号，其中主机针a8仅携带来自该麦克风的接地回路电流。

在图6b中所例示的定向上，主机设备连接器的针a6与附件连接器的旋转对称布置的针b6对接，针a7与b7对接，等等。左扬声器508现在由在主机针b6和主机针b7之间的施加的信号驱动，右扬声器由在相邻的主机针a6和a7之间施加的信号驱动。因此先前施加到左扬声器的音频信号现在被施加到右扬声器且反之亦然，除非这在上游被校正，例如在路径控制器中。此外，除非在主机设备中重新配置偏置块，否则麦克风(如果存在的话)将被反向偏置。

在图5中所例示的实施方案中，与图3中所例示的实施方案相反，在附件500中在语音麦克风506的任何端子和任何扬声器的任何端子之间没有电连接。因此，发现模块不能够根据图3的实施方案的适用于确定相对连接器极性的所描述的方法，通过激励或监测麦克风端子或扬声器端子的组合(即通过激励或监测针a6、a7、a8和b6、b7、b8)来确定相对连接器极性。

因此包括电阻器312，以在麦克风的一个端子和针a1、b1、a12和b12之间提供特征阻抗rch，针a1、b1、a12和b12被连结在一起并且与主机设备连接器的对应的针对接并且被耦合到主机设备的数字接地。因此，此电阻提供到数字接地的不对称连接，这可以通过相对于数字接地针a1等激励针a8或b8来检测。

图7a和图7b例示了一种检测特征阻抗312rch的存在的方法。

图7a例示了当连接器与连接的对应针对接(例如如图6a中所示出的a6对a6等)时的检测。在第一测量中，电压源vt1可以被施加到主机设备连接器的针b8，使得rmic(麦克风506的阻抗)和rch将提供分压器，并且分压将出现在针a8上。在第二测量中，电压源vt1可以被施加到针a8。假设不存在由于附接到针b8的感测装备或其他电路系统造成的针a8的相当大的加载，则在b8上监测的电压将大体上等于vt1。

图7b例示了当连接器与旋转对称布置的对接的成对的针(例如a6对b6等)连接时的检测。如果重复相同的测量序列，则在第一测量中，其中电压源vt1被施加到主机设备的针b8，不存在分压器效应，并且在a8上监测的电压将等于vt1。在第二测量中，其中电压源vt1被施加到针a8，rmic和rch将提供分压器，并且分压将出现在针b8上。

因此，基于第一测量或第二测量中的哪个输送可能分压，即在麦克风两端产生非零电压，可以检测连接器的两个可能的定向。

可以在两个测量中单独测量针a8和b8之间的电压作为相应的单个差分电压，然后将每个差分电压数字化，然后减去两个数字化的电压用于比较。替代地，a1上的电压可以被存储作为来自第一测量的模拟电压，然后在数字化之前将其从第二测量中的针b1上的电压中减去。在每种情况下，可以通过同时地或顺序地直接检测两个节点电压之间的电压差而不是对于每个测量单独测量两个电压并且使所述两个电压数字化然后在下游将它们减去来获得决定所基于的测量结果。

基于这些测量和检测决定，发现模块550可以控制路径控制器560以更改上游信号路径或处理以补偿将被驱动或监测的连接器节点的互换。

类似的测量技术可以应用受控电流而不是电压。还可以横跨这些和其他针进行进一步测量，以检测附件的扬声器或麦克风的存在和连接。

通常rch可能远大于rmic，以避免主机模拟接地和数字接地之间的任何差异的显著耦合。rch可以例如在10千欧姆到1兆欧的范围内，而标称rmic值可以是大约300欧姆。

图8a和图8b例示了另一个实施方案的连接，其中附件包括以与图5和图6a和图6b中所例示的附件不同的布线方式连接到连接器的部件。在此情况下，左扬声器被连接到附件连接器针a6和b7，即连接到连接器中彼此相对布置的一对针，如图1中所例示的，而不是成对的相邻布置的针，诸如a6和a7。类似地，右扬声器被连接在另一对相对布置的针b6和a7之间。

在图8a中例示的两个连接器的相对定向上，主机设备连接器的针a6与附件连接器的对应的针a6对接，针a7与a7对接，等等。在图8b中例示的两个连接器的相对定向上，主机设备连接器的针a6与附件连接器的旋转对称布置的针b6对接，针a7与b7对接，等等。对扬声器连接的影响类似于图6a和6b中所例示的对扬声器连接的影响：关于到主机连接器的连接，左扬声器和右扬声器互换，并且此改变将需要在上游路径控制器中进行补偿。

诸如此的附件仍然将需要附加的部件，诸如图7a和图7b中所示出的特征阻抗rch，以允许检测原本对称连接的部件的相对定向。

图9a和图9b例示了根据另一个实施方案的附件的连接，其中该附件包括以与上文所描述的附件不同的布线方式连接到连接器的部件。在此情况下，左扬声器被连接到附件连接器针a6和b6，即被连接到彼此对角线相对布置或围绕针布置的旋转对称轴线的旋转对称位置的一对针。类似地，右扬声器被连接在另一对旋转对称布置的针b7和a7之间。

在图9a中例示的两个连接器的相对定向上，主机设备连接器的针a6与附件连接器的对应的针a6对接，针a7与a7对接，等等。在图9b中所例示的两个连接器的相对定向上，主机设备连接器的针a6与附件连接器的旋转对称布置的针b6对接，针a7与b7对接，等等。对扬声器连接的影响不同于在图6a和图6b中所例示的：左扬声器和右扬声器中的每个仍然被连接在相同的相应的一对针之间。然而，横跨每个扬声器的连接被颠倒。因此，每个的声学输出仍然对应于相同的信道，但是二者将具有相反的相位。在一些应用中，这可能被认为是可接受的。

然而，注意到，如果存在麦克风，将仍然需要对其定向进行一些发现才能正确地偏置和监测它，因此特征阻抗rch仍然可以被包含在附件中，并且执行与上文参考图7a和图7b所描述的发现测量过程类似的发现测量过程。

在一些实施方案中，可以在由按钮或类似物控制的附件中设置一组电阻器，以从附件向主机设备传输用于音量增加或减小的用户命令。这些电阻器可以与麦克风(如果存在的话)并联放置，或代替麦克风，例如在针a8和b8之间，如图9c中所例示的。这些电阻的连接的极性并不重要。因此，在不具有麦克风的实施方案中，可以省略特征阻抗。

上文提到的发现方法确定特征阻抗rch被连接到哪个针。通过向与rch连接的非接地针施加电流和电压或监测所述电压或电流，也可以测量它的值。可以布置此电阻器的值以区分附件的不同的可能型号或类型。例如，可以限定多个非重叠的电阻值带，其中每个电阻值带对应于附件的一个不同的型号或类型。通过确定特征阻抗值落入哪个带中，可以确定附件的型号或类型。

图10例示了不同附件或外围设备600与主机设备400的连接。在此实施方案中，外围设备600是数字处理设备，诸如电子传感器(例如光传感器、指纹传感器等)、健康监测器或任何其他类型的外围设备，并且包括处理器604。处理器604被耦合到两个针a6和a7，以及a8和b8。该处理器可以包括用于处理传感器信号的可编程电路系统。该处理器可以附加地或替代地包括其功能在设计中被固定的处理电路系统。

在主机设备400中，usb数据控制器310可以被激活，以驱动或监测连接器404的针a6和a7。编解码器401中的耦合到针a6和a7的其他部件可以被去激活，以防止它们干扰来自控制器310的数据信号。连接器(未例示)的针a9和b9可以被用来向处理器或其中的usb接口提供电力，如上文提到的usbtype-c标准所允许的。替代地，连接器404的针a8或b8可以被耦合到可禁用的供应连接481或482，而a8或b8中的另一个针经由接地开关450连接到模拟接地，以向处理器604提供一些或全部电力和接地。

在另一些实施方案中，编解码器401可以包括另外的数字接口483，该另外的数字接口483可以提供经由附件针a6和a7(它们可以是在附件的一个定向上是针a6和a7，或在连接器的另一个定向上是针b6和b7)到处理器604的单向数字接口和双向数字接口。此数字接口可以具有多种格式，例如soundwirexl或是通用异步接收器/发射器(uart)。连接器404的针a8或b8可以被耦合到可禁用的供应连接481或482，并且a8或b8中的另一个经由接地开关450连接到模拟接地，以向处理器604提供与数字接口483上的电压兼容的一些或全部功率和接地。

此数字接口483可以提供到附件的路径或从附件到应用处理器的路径，或引导到等待时间比单独的usb控制器低的无线调制解调器，尤其是如果(例如)usb控制器被集成在一个应用处理器并且需要通过该应用处理器中继其数据。在一些实施方案中，除了usbphy310之外或代替usbphy310，此接口可以是usb接口。

因此，在这样的实施例中，电子设备将包括应用处理器、无线调制解调器、用于将该电子设备连接到附件设备的连接器(诸如usbtype-c连接器、另一个旋转对称连接器或任何其他连接器)、将音频信号提供到该连接器和/或从该连接器接收音频信号的音频编解码器、以及第一数字接口，所述第一数字接口可配置成为该应用处理器和该连接器之间的信号提供第一信号路径。所述第一数字接口可以是usb接口，例如诸如，usbphy。所述第一数字接口可以被集成在所述应用处理器上，或被设置在单独的集成电路(诸如电力管理或电力输送集成电路或专用数字接口集成电路)上。所述无线调制解调器也可以被集成在所述应用处理器上。

所述音频编解码器被耦合到所述应用处理器、所述无线调制解调器和所述连接器，并且包括第二数字接口，所述第二数字接口可配置成为所述无线调制解调器和所述连接器之间的信号提供经由所述音频编解码器的第二信号路径。所述第二信号路径可以具有比所述第一信号路径更低的等待时间。所述第二信号路径可以适合于例如在所述无线调制解调器接收包括音频分量(诸如语音，例如如果所述电子设备正在经由移动通信网络进行语音呼叫)的无线通信信号时使用。

第二信号可以附加地经由所述应用处理器传递。然而，在该情况下，它可能不利用在所述应用处理器中实施的任何音频处理软件以便实现更低的等待时间。

所述第一数字接口和所述第二数字接口可以被连接到所述连接器上的至少一个公共触点(并且可能是多个公共触点)。

设备600附加地包括a5和b5针上的特征阻抗205。特征阻抗205每个都小于1.2千欧姆(即小于ra)，使得它们的检测导致接口进入音频附件适配器模式。

根据实施方案，设备600还包括耦合在电力触点a1、b1、a12和b12(它们连结在一起)中的每个和参考电压针b8之间的特征阻抗rch312。此另外的特征阻抗可以被用来以与上文所描述的方式类似的方式发现连接器的相对定向，并且特定附件中的阻抗的值可以被用来根据测量的阻抗位于预先确定的一组电阻组中的哪个来区分附件类型。

主机设备400的一些实施方案可以允许接口483(例如usb接口483)与不操作在音频附件模式的附件设备结合操作，因此在a5和b5针二者上不具有小于ra的特征阻抗205，例如不具有模拟信号功能的单纯的usb头戴式受话器。接口483可以通过从应用处理器接收的指令来选择，或可以通过编解码器识别出它正被要求与纯数字附件通信音频数据来选择。

图11例示了根据本发明的一个实施方案的可以由主机设备采用的发现和配置方法。

该方法开始于步骤1100中。例如，该方法可以以某个事件开始，该事件诸如是主机设备的上电或启动、由于物理激励或外部电话呼叫的到达而从休眠模式或睡眠模式的用户引起的退出或自动退出。许多替代方案是可能的。

在默认情况下，usb系统可以具有对usb-c接口的控制。在步骤1101处，usb控制器因此可以在对主机设备的总控制中由处理器配置成监测cc针(a5和b5)以监测插头的附接，例如通过监测电压。作为面向下游的端口，usb控制器可以寻找被连接到cc针的特征阻抗rd或ra(其中rd和ra在usbtype-c规范中被定义并且rd>ra)。如果确定存在连接或当确定存在连接时，则在cc针处存在的阻抗的组合可以被用来确定连接类型和定向。因此，例如，阻抗rd连接到一个cc针且另一个cc针开路限定了面向上游的端口ufp被附接并且凭借哪个cc被连接到rd来提供定向。阻抗rd在一个针处且阻抗ra在另一个针处暗示供电电缆附接了ufp，而阻抗ra在一个针处且另一个针开路暗示了供电电缆不具有ufp。在两个针处的阻抗rd允许操作在调试模式。

然而，如上文所描述的，如果针a5和b5二者都通过小于值ra(其中ra等于1.2千欧姆)的阻抗连接到数字接地，则可以启动“音频附件适配器模式”。因此，在步骤1102处，可以确定是否两个cc针都具有低于特定值或阈值(即ra)的阻抗。

如果不是(即如果cc针中的至少一个被连接到大于ra的阻抗或是开路电路)，则在步骤1103中检测和分析两个阻抗相对于ra和rd的值，并且系统在步骤1104中进入例如用于供电电缆、附接的ufp适当的模式，或者调试模式。因此，应理解，如果连接了适当的外围设备或集线器，则主机设备可以操作在usb模式以用于经由type-c接受器进行数字数据传送。在该usb模式中，usb物理控制器310可以激活它的输出以建立到接受器或其他主机设备连接器上的针a6和a7或针b6和b7的一对信号路径以提供到附件的差分数字数据路径。在步骤1105中，usb控制器继续监测插头的分离，在此事件中它可以禁用usb物理接口并且返回到步骤1101以检测任何随后的重新附接。

然而，如果在步骤1102中确定附接到cc针的阻抗都低于特定值或阈值(即ra)，则主机设备可以进入音频附件适配器模式。这将改变四个中心针a6、a7、b6和b7中的至少一些的用途以将模拟信号例如带到音频编解码器401和/或携带来自音频编解码器401的模拟信号。在音频附件适配器操作模式中，音频路径控制器可以启用到这些针或从这些针的合适的信号路径，该音频路径控制器可以至少部分地由音频编解码器401来实施。

注意，当usb监督系统已经检测到usb插头的附接或移除时，usb监督系统可以用信号通知音频编解码器401该usb插头的附接或尤其该usb插头的移除。(附加地或替代地，在usb插头被连接到自身含有插孔的适配器的情况下，该检测可以依赖于合适的插座插头插入到适配器插孔内，因此usb监督电路系统可以用信号通知插座插头的附接或从该适配器插孔移除。

然而，为了更好地抑制在分离时听得见的爆破声和滴答声，不是由usb监督系统检测插头的移除，而是编解码器直接对此进行感测可能会更好。这避免了usb芯片中的感测电路系统感测它与编解码器断开连接和通信——例如经由例如某个合适的gpio(通用输入输出)针——所涉及的任何处理延时。应理解，许多现有的编解码器已经包括插座检测模块jackdet，以使用到接地的机械开关的触点来感测3.5mm插座的存在。因此，如图3、图5和图10中所例示的，编解码器401可以包括连接到接受器404的cc针a5和/或b5的插座检测模块jackdet470。在检测到连接了模拟音频外围设备300、500、600时，usb物理控制器310可以在步骤1110中激活此模块(注意，如在本文中所使用的，术语“插座检测”应包括检测usbtype-c插头插入接受器和/或从接受器移除)。

插座检测模块可以继续监测从cc针到接地的阻抗的存在，并且如果此阻抗消失，例如由于移除了usb插头，则可以在步骤1112中将任何其他活动的编解码器输出去激活，并且在步骤1113中进行重置接口所必需的其他动作，例如通知usb控制器和/或任何总主机设备控制器。该usb控制器可以被配置成如在步骤1101中那样操作以监测任何重新附接。

一旦在步骤1102中已经识别连接了模拟外围设备，则音频编解码器401中的发现控制器电路系统就可以执行进一步测试，以确定用于附接的外围设备的连接配置。如上文所描述的，这可能涉及确定连接到接受器的触点中的至少一些触点的负载(如果有的话)的类型。基于允许的设备配置和接受器中的插头的两种可能的对接定向，可存在有限的一组可能连接配置。该方法可涉及确定针对特定数目的触点的负载类型直到可正确地识别连接配置的发现模块。

在步骤1121中，发现模块可以确定接受器针a8和b8中的任何一个是否被连接到附件的一个公共接地回路，并且如果是这样的话，则这两个针中的哪个被连接到此接地回路以及哪个可以被连接到另一个部件，诸如语音麦克风或按钮电阻器组。

在步骤1122(该步骤可以发生于步骤1121之后、之前或与步骤1121并行发生)中，发现模块可以试图确定特征阻抗rch是否连接在主机设备连接器的针a8或b8和附件的数字接地回路连接之间。基于例如此阻抗被连接到附件连接器的针a8的预先限定的惯例，根据此阻抗是否被连接到主机连接器的针a8或b8，可以推断主机连接器和附件连接器的相对定向的极性。

发现模块还可以确定连接的阻抗的值并且因此可以根据附件对阻抗值范围的某个预先限定的映射来确定附件类型或型号。

对于特定的设备，特征阻抗rch312可以各自采用一个例如在一个查找表中与该特定类型的外围设备(以及编解码器401和连接器404之间的特定的一组信号路径)相关联的特定值。

例如，针对特征阻抗rch的第一值(例如10千欧姆)或中心值在该第一值上的阻抗值范围可以与具有左扬声器和右扬声器以及一个语音麦克风的常规的一组耳机相关联；针对特征阻抗rch的第二值(例如20千欧姆)可以与具有左扬声器和右扬声器、一个语音麦克风以及一个或多个噪声消除麦克风的一组耳机相关联；针对特征阻抗rch的第三值(例如30千欧姆)可以与具有左扬声器和右扬声器(每个由两个输出驱动)以及一个语音麦克风的一组平衡耳机相关联；阻抗的另一些值可以与包括一个处理器并且可能需要到编解码器401的不同连接的不同类型的设备相关联。

因此，发现模块能够通过测量特征阻抗rch的值来确定连接到主机设备400的外围设备的类型。发现模块可以查询查找表(其可以被定位在存储在编解码器401上的存储器中，或者被定位在设置在设备400中的某个其他存储器中)以确定设备的类型，或者更具体地编解码器401的部件的必需的配置，其与测量的阻抗值相关联。此信息连同接受器连接器404相对于插头连接器302、502、602的已知定向允许将该编解码器配置成驱动或监测接受器连接器404的适当的针。

假设已经附接的附件属于预期的类型或配置，则发现控制器现在将经由步骤1121和/或1122确定接受器或主机设备连接器404相对于插头或附件连接器302、502、602等的相对定向。

在步骤1123中，该发现模块可以继续进一步测量各个主机设备连接器针之间的阻抗，这对于发现控制器在步骤1124确定附件包括任何其他可能的连接布置变体中的哪个是必须的。

因此，在步骤1125中，基于连接器404的已知的定向和外围设备300、500、600的已知类型来配置到a6、a7、b7和b8针的信号路径。例如，已经被确定被连接(504)到来自附件的公共接地回路的针a8和b8中的一个可以被连接到主机设备的模拟接地。耦合到主机设备的针a8和b8中的另一个的麦克风偏置可以被激活以为被确定连接到此另一个针的语音麦克风提供偏置。

注意到，一些部件可能不被立即完全激活，而是仅仅被置于稍后将它们激活的状态。例如，耳机驱动器放大器在一些情况下可能未被上电，或它们的输出可被拉到接地，直到存在需要通过扬声器驱动的信号。

如上文所提及的，一旦附接的头戴式受话器被激活，则在一些实施方案中用户就可以能够通过利用按钮开关等更改麦克风针两端的阻抗来宣布他的命令。因此，在步骤1130中，在这些针两端的电阻被监测，并且任何电阻改变中断。此外，在步骤1131中可以由用户或系统请求编解码器的其他配置。用户可以经由其他输入(诸如键盘输入或触摸屏输入或甚至言语识别副输入)来请求多种编解码器功能。此外，由于其他系统激励(诸如进入的语音电话呼叫)，系统可以请求编解码器的其他配置。所有这些输入可以被接收、被仲裁(如果必要的话)，然后通过适当地配置编解码器中的信号路径在步骤1132中响应于所有这些输入。

应理解，上文所描述的连接仅是通过实施例的方式，并且外围设备或附件设备的音频部件和type-c连接器的针之间的其他可能连接是可能的。然而，一般而言，针a5和b5应被保留为cc针，并且优选地，任何模拟数据可以经由触点a6-a8和/或b6-b8并且尤其是经由触点a6、a7、b6和b7来传输。

注意，根据本发明的实施方案，启用针和编解码器401的部件之间的信号路径的步骤可以包括根据需要物理地开关部件之间的路径，而不是激活和去激活编解码器401内的部件。

此外，应理解，图3例示了具有从主机设备到立体声扬声器的传出模拟连接和从多个麦克风到主机设备的传入模拟信号，所述传入模拟信号中的至少一些可以用于噪声消除。然而，应理解，可以启用麦克风和/或扬声器的其他组合，例如外围设备可以是不具有语音麦克风但是具有左噪声消除麦克风和右噪声消除麦克风的头戴式受话器。将进一步理解，该想法还可应用到模拟源和汇点的其他组合以及在任一方向流动的信号。

例如，外围设备可以是具有例如5个麦克风的扬声器电话附件，其中经由插头针a6、a7、a8、b6和b7与b8上的接地回路启用与所述麦克风的模拟连接。

在一些实施方案中，外围设备可以包括至少一些电路系统，所述电路系统在使用中通过type-c连接器的电压总线针上提供的电压供电。type-c规范将针a9和b9标识为向用于电力输送的电压总线vbus供电。因此，在一些实施方案中，主机设备可以在此vbus连接上提供合适的电力，从而为外围设备中的芯片供电。

如上文所提及的，本发明的实施方案因此提供了用于经由通用连接器或多功能连接器(诸如usbtype-c连接器)将外围设备连接到主机设备的方法和装置。各实施方案允许建立模拟数据信道，使得外围设备的音频部件可以通过主机设备和外围设备之间的模拟驱动/读取信号路径操作，并且提供比常规方法更多的数据信道。

各实施方案允许使用如下音频附件设备，所述音频附件设备具有经由第一连接器的单独的触点的至少四个独立的音频输入或输出信号路径，所述第一连接器可以包括以旋转对称配置布置的针，例如与usbtype-c连接器兼容的连接器。至少多个所述信号路径可以用于传送模拟音频信号。

如所提及的，一个特定的应用是用于启用用于平衡配置中的至少立体声扬声器的模拟数据信道。应用还可以启用用于从语音麦克风读取数据的信道。

图12例示了主机设备400，该主机设备400可以例如是移动电话或移动计算设备，诸如膝上型计算机或平板计算机。该移动设备可以具有用于连接到外围设备或附件设备的连接器且所述连接器可以是type-c接受器404。在使用中，可以通过将附件的type-c插头302连接到主机设备的接受器404来将主机设备连接到附件300。插头302可以经由可以包括固定式电缆的连接件303连接到附件300的其余部分。

type-c接受器可以被耦合到usb接口电路701，该usb接口电路701可以包括到usbtype-c连接器的其他针(例如包括a2、a3、a4或a9、a10、a11)的高速usb3.1接口。接受器的其他针可以被耦合到usb接口电路701和音频编解码器401，例如针a6、a7、a8。

该主机设备包括数据控制器电路系统，以控制发现并配置从接受器404到信号源或信号宿的信号路径，所述信号源或信号宿可以驻留在无线通信接口704中或驻留在本地存储或存储器702的一个区域中或驻留在应用处理器703中。如参考图4所讨论的，数据控制器可以被认为包括发现控制器和路径控制器。此发现控制器和路径控制器电路系统可以各自被部分地或整体地纳入usb接口701、音频编解码器401、应用处理器703中的一个或多个中。例如，用于检测标准usb操作的电路系统可以被纳入usb接口电路系统701中，但是一旦检测到音频适配器附件模式，则控制基本上可以交给音频编解码器401内的控制电路系统。

数据控制器电路系统可以被专门设计或被硬线连接，以执行适当的功能，或者可以至少部分地包括通用可编程电路系统，该通用可编程电路系统可以根据存储在可以包括非易失性存储器元件的本地存储器702的一部分中的代码或指令来操作。

音频编解码器401可以将模拟音频数据传输到附件300，用于经由附件300的扬声器进行回放。音频数据可以包括来自存储在存储器702中的媒体文件的音频数据，可以直接或经由应用处理器703从该存储器接收所述音频数据。在一些实例中，音频数据可以由应用处理器703生成或者在来自应用处理器703的指令下由音频编解码器生成。音频数据可以是经由通信接口(诸如用于无线通信的天线704)接收的音频数据。

此外，音频编解码器401可以从附件300接收音频数据。此数据可以例如是来自语音麦克风的模拟语音数据，该模拟语音数据将经由天线704被传输、将被存储在存储器702中的媒体文件中或将被处理用于控制应用处理器703。音频编解码器401还可以从附件300的噪声消除麦克风接收音频数据。此数据也可以经由模拟数据路径传送。编解码器401的噪声消除模块705可以确定适当的噪声消除信号并且相应地调制传出的模拟扬声器数据。

因此，本领域技术人员将认识到，上文所描述的装置和方法的一些方面(例如发现和配置方法)可以体现为处理器控制代码，例如在非易失性载体介质(诸如磁盘、cd-rom或dvd-rom、程序化存储器诸如只读存储器(固件))上或在数据载体(诸如光学信号载体或电信号载体)上。对于许多应用，本发明的实施方案将被实施在dsp(数字信号处理器)、asic(专用集成电路)或fpga(现场可编程门阵列)上。因此，代码可以包括常规编程代码或微代码或例如用于设立或控制asic或fpga的代码。代码还可以包括用于动态地配置可重新配置的装置(诸如，可再编程逻辑门阵列)的代码。类似地，代码可以包括用于硬件描述语言(诸如verilog^tm或vhdl(超高速集成电路硬件描述语言))的代码。如本领域技术人员将理解，代码可以被分布在彼此通信的多个耦合的部件之间。在适当的情况下，还可以使用在现场可(再)编程模拟阵列或类似的设备上运行以配置模拟硬件的代码来实施所述实施方案。

注意，如在本文中使用的，术语“模块”应被用来指可以至少部分地通过专用硬件部件(诸如自定义的电路系统)实施和/或至少部分地通过一个或多个软件处理器或在合适的通用处理器等上运行的合适的代码等实施的功能单元或功能块。模块自身可以包括其他模块或功能单元。可以由不需要同地协作的多个部件或子模块提供模块并且模块可以被设置在不同的集成电路上和/或在不同的处理器上运行。例如，上文提到的麦克风偏置块、麦克风检测块和耳机检测块可以共用部件。

实施方案可以被实施在主机设备中，尤其是便携式和/或电池供电的主机设备，诸如移动电话、音频播放器、视频播放器、pda、移动计算平台，诸如例如膝上型计算机或平板计算机和/或例如游戏设备。本发明的实施方案还可以被整体地或部分地实施在可附接到主机设备的附件中，例如在有源扬声器或头戴式受话器等中。尤其是在更复杂的设备中，可以存在不止一个按照本发明各方面的usbtype-c连接器或类似的连接器以及相关联的信号路径和控制。

应注意，上文所提及的实施方案是例示本发明而不是限制本发明，并且在不偏离随附权利要求的范围的前提下，本领域技术人员将能够设计许多替代实施方案。词语“包括”不排除除了在权利要求中列出的那些元件或步骤之外的元件或步骤的存在，“一”或“一个”不排除多个，并且单个特征或其他单元可以实现权利要求中列举的若干个单元的功能。权利要求中的任何附图标记或参考标注不应被解释为限制所述权利要求的范围。术语诸如“放大”或“增益”包括可能将小于1的比例系数应用到信号。