音讯插头侦测结构及其方法与流程

本发明是有关于一种音讯插头侦测结构及其方法，特别是一种使用时变讯号作为侦测讯号的音讯插头侦测结构及其方法。

背景技术：

在音讯插头，例如标准的三极或四极音讯插头，插入相对应的插座时，插座需要有侦测音讯插头已插入的能力，以调整音源讯号输出于适当的模式。换句话说，音源插座在音讯插头未插入时，可使音源讯号的输出维持在低输出状态，而在侦测到音讯插头插入时，才切换至标准的输出状态，以降低耗电并节省成本。

为了达到侦测音讯插头插入插座的状态，插座内侧可包含一个弹性导电接点，其连接一电源输入。在音讯插头未插入时，弹性导电接点与接地端为开路。在音讯插头插入时，音讯插头压迫弹性导电接点使其接地而有电流流过。藉此电流的有无或相对应电压的改变便能侦测音讯插头是否插入。然而，此种方式并无法分辨插入的是否确实是音讯插头，举例来说，当手机吊饰或保护用的塑胶插头插入时，同样会压迫弹性导电接点而造成误判。

因此，目前典型的作法是在侦测音讯插头的接点上设置侦测用的电路。请参阅图1，其是为现行典型的音源插座结构图。图中，音讯插头20包含四个极点，分别为第一极点21、第二极点22、第三极点23及第四极点24，在插入插座10后，分别透过插座10上的第一接点11、第二接点12、第三接点13及第四接点14与音讯晶片30的左声道输出端HP_L、右声道输出端HP_R、接地端及麦克风输入端MIC_IN连接。在插座10内侧相对于第一接点11的位置设置有侦测接点15，其连接至前述侦测音讯插头20的音讯晶片30的侦测端JD，其中包含有直流电压源VDD以及音讯插头侦测端JD。具体来说，在音讯插头20未插入插座10前，侦测接点15与第一接点11间为开路，此时音讯插 头侦测端输入为相当于直流电压源VDD的高电压。在音讯插头20插入插座10后，侦测接点15与第一接点11透过极点21的金属材质形成短路，于是输入侦测端JD的电压便会跟著下降，藉此便可判定音讯插头20已插入插座10。

然而，在前述的两种侦测音讯插头的结构与方法中，插座内皆须设置有专门用来侦测音讯插头是否插入的接点，此会使整体电路占据较多空间，而使得整体电路或装置结构设计的弹性降低。此外，前述的结构或方法皆需要固定的直流电压源连接至侦测接点，因此会使得整体电路的耗电上升而增加成本。

发明内容

有鉴于上述习知技艺的问题，本发明的目的就是在提供一种音讯插头侦测结构及其方法，使插座不需额外的接点就能侦测音讯插头是否插入。

根据本发明的一目的，提出一种音讯插头侦测结构，适用于对应于音讯插头的插座。音讯插头侦测结构包含复数个接点、时变讯号产生电路及比较电路。复数个接点设置于插座的插座内侧，于音讯插头插入插座时与音讯插头的复数个极点一对一或多对一连接，各复数个接点分别连接于对应于音讯插头的复数个极点的功能电路或晶片接脚或者是接地端，复数个接点包含第一接点与第二接点，于音讯插头插入插座时，第一接点与复数个极点的第一极点连接，第二接点与复数个极点中相异于第一极点的第二极点连接。时变讯号产生电路连接于第一接点，并输出时变讯号。比较电路连接于第一接点而接收时变讯号，并将时变讯号与参考讯号做比较。当音讯插头插入插座时，时变讯号产生电路、第一接点、音讯插头的内部阻抗电路以及第二接点形成回路，比较电路则透过侦测时变讯号相对于参考讯号的改变，而输出判断音讯插头插入的判断讯号。

较佳地，时变讯号可为方波讯号，方波讯号的工作周期为可调变的。

较佳地，音讯插头侦测结构可进一步包含时控电路。时控电路连接于比较电路的输出端与时变讯号产生电路，其中时控电路控制工作周期，由时变讯号产生电路接收的回馈讯号而产生锁存讯号，并根据锁存讯号于时变讯号为高输出时撷取比较电路输出的判断讯号。

较佳地，音讯插头侦测结构可进一步包含第一开关与第二开关。第一开关包含第一端、第二端与第一控制端，第一端与第二端分别连接于第一 接点与时变讯号产生电路及比较电路之间，第一控制端连接于比较电路。第二开关包含一第三端、一第四端与一第二控制端，第三端与第四端分别连接于对应第一极点的功能电路、晶片接脚或接地端与第一接点之间，第二控制端连接于比较电路。当判断讯号输出经过预定时间后，比较电路输出切换讯号，第一开关根据切换讯号在第一端与第二端之间开路，第二开关根据切换讯号在第三端与第四端之间闭合。

较佳地，第一接点相对于其他该复数个接点，可设置于插座内侧的最内侧。

较佳地，第二接点可连接于接地端。

根据本发明的另一目的，提出一种音讯插头侦测方法，适用于对应于音讯插头的插座。音讯插头侦测方法包含：提供复数个接点于插座的插座内侧，复数个接点于音讯插头插入插座时与音讯插头的复数个极点一对一或多对一连接，各复数个接点分别连接于对应于音讯插头的复数个极点的功能电路或晶片接脚或者是接地端，复数个接点包含第一接点与第二接点，于音讯插头插入插座时，第一接点与复数个极点的第一极点连接，第二接点与复数个极点中相异于第一极点的第二极点连接；连接输出时变讯号的时变讯号产生电路于第一接点；连接比较电路于第一接点与时变讯号产生电路而接收该时变讯号；藉由比较电路比较时变讯号与参考讯号；以及当音讯插头插入插座时，于时变讯号产生电路、第一接点、音讯插头的内部阻抗电路以及第二接点形成回路，并藉由比较电路比较时变讯号相对于参考讯号的改变，输出判断音讯插头插入的判断讯号。

较佳地，时变讯号可为方波讯号，方波讯号的工作周期为可调变的。

较佳地，音讯插头侦测方法可进一步包含：连接时控电路于比较电路的输出端与时变讯号产生电路，其中时控电路控制工作周期，由时变讯号产生电路接收的回馈讯号而产生锁存讯号，并根据锁存讯号于时变讯号为高输出时撷取比较电路输出的判断讯号。

较佳地，音讯插头侦测方法可进一步包含：分别连接第一开关的第一端与第二端于第一接点与时变讯号产生电路及比较电路之间；连接第一开关的第一控制端于比较电路；分别连接第二开关的第三端与第四端于对应 第一极点的功能电路、晶片接脚或接地端与第一接点之间；连接第二开关的一第二控制端于该比较电路；以及当判断讯号输出经过预定时间后，藉由比较电路输出切换讯号，第一开关根据切换讯号在第一端与第二端之间开路，第二开关根据切换讯号在第三端与第四端之间闭合。

较佳地，第一接点相对于其他复数个接点可设置于插座内侧的最内侧。

较佳地，第二接点可连接于接地端。

承上所述，依本发明的音讯插头侦测结构，其可具有一或多个下述优点：

(1)此音讯插头侦测结构可藉由利用时变讯号当作侦测音讯插头是否插入的讯号，藉此可使用音讯插头内部阻抗电路形成回路而不需额外专门用于侦测音讯插头的接点。

(2)此音讯插头侦测结构可藉由使用可调变工作周期的方波讯号当作侦测音讯插头是否插入的讯号，藉此可最佳化侦测讯号的准确度并降低电路的耗能。

(3)此音讯插头侦测结构可藉由被比较电路输出的切换讯号控制的开关分隔用于侦测音讯插头的电路及对应于音讯插头的功能电路(如左声道输出端、右声道输出端或麦克风端等)，藉此可避免两种电路的讯号互相干扰。

附图说明

图1是为习知典型的音源插座结构图；

图2是为本发明的第一实施例的音讯插头侦测结构示意图；

图3是为音讯插头内部阻抗电路的等效电路示意图；

图4是为本发明的第一比较实施例的音讯插头侦测结构示意图；

图5是为本发明的第二实施例的音讯插头侦测结构示意图；

图6是为本发明的第二实施例的音讯插头侦测结构各点讯号波形图；

图7是为本发明的第三实施例的音讯插头侦测结构示意图；

图8是为本发明的第四实施例的音讯插头侦测方法的流程图。

符号说明：

10：插座

11：第一接点

12：第二接点

13：第三接点

14：第四接点

15：侦测接点

20：音讯插头

21：第一极点

22：第二极点

23：第三极点

24：第四极点

30：音讯晶片

40：比较电路

50：时变讯号产生电路

50’：讯号产生电路

60：时控电路

70：第一开关

71：第一端

72：第二端

73：第一控制端

80：第二开关

81：第三端

82：第四端

83：第二控制端

C1、C2：电容

DL：锁存讯号

HP_L：左声道输出端

HP_R：右声道输出端

JD：侦测端

MIC_IN：麦克风输入端

S11、S12、S13、S14：步骤

VDD：直流讯号

VDD_JD：时变讯号

Vin：输入讯号

Viu、Vou、Vii、Voi：讯号

Vt：参考讯号

Vo：判断讯号

具体实施方式

为利贵审查员了解本发明的技术特徵、内容与优点及其所能达成的功效，兹将本发明配合附图，并以实施例的表达形式详细说明如下，而其中所使用的图式，其主旨仅为示意及辅助说明书之用，未必为本发明实施后的真实比例与精准配置，故不应就所附的图式的比例与配置关系局限本发明于实际实施上的专利范围，合先叙明。

需注意的是，虽然「第一」、「第二」、「第三」等用语在文中用来描述各种元件，但这些被描述的元件不应被此类用语所限制。此类用语仅用于从一个元件区分另一个元件。因此，以下所讨论的「第一」元件皆能被写作「第二」元件，而不偏离本发明之教示。

请参阅图2，其是为本发明的第一实施例的音讯插头侦测结构示意图。图中，本发明的音讯插头侦测结构适用于对应于音讯插头20的插座10。本发明的音讯插头侦测结构包含复数个接点，分别为第一接点11、第二接点12、第三接点13及第四接点14、时变讯号产生电路50及比较电路40。复数个接点的第一接点11、第二接点12、第三接点13及第四接点14设置于插座10的插座内侧，于音讯插头20插入插座10时与音讯插头20的复数个极点的第一极点21、第二极点22、第三极点23及第四极点24一对一或多对一连接，第一接点11、第二接点12、第三接点13及第四接点14分别连接于对应于音讯插头20的第一极点21、第二极点22、第三极点23及第四极点24的功能电路或晶片接脚或者是接地端，于音讯插头20插入插座10时，第一接点11与第一 极点21连接，第三接点13与相异于第一极点21的第三极点23连接(此处第三接点13乃是对应

技术实现要素：
部分中所描述的第二接点，第三极点23乃是对应【发明内容】部分中所描述的第二极点，合先叙明)。时变讯号产生电路50连接于第一接点11，并输出时变讯号VDD_JD。比较电路40连接于第一接点11而接收时变讯号VDD_JD，并将时变讯号VDD_JD与参考讯号Vt做比较。当音讯插头20插入插座10时，时变讯号产生电路50、第一接点11、音讯插头20的内部阻抗电路以及第三接点13形成回路，比较电路40则透过侦测时变讯号VDD_JD相对于参考讯号Vt的改变，而输出判断音讯插头20插入的判断讯号Vo。

具体来说，本发明是将侦测音讯插头20的接点(如图1的侦测接点15)的功能合并至其他接点上，以简化整体电路结构。音讯插头可为三极音讯插头或四极音讯插头，在图2的实施例中的音讯插头20为四极音讯插头。若所插入的音讯插头为三极音讯插头，则插座10的接点13及14可能会对应至音讯插头的同一极点，此即为上述的插座接点与音讯插头极点多对一连接。在图2的实施例中，音讯插头20的第一极点21、第二极点22、第三极点23及第四极点24在音讯插头20正常插入时与插座10的第一接点11、第二接点12、第三接点13及第四接点14一对一连接。插座的第一接点11、第二接点12、第三接点13及第四接点14分别连接于对应于音讯插头20的第一极点21、第二极点22、第三极点23及第四极点24的功能电路或晶片接脚或者是接地端，举例来说，音讯插头20的第一极点21对应于左声道讯号，故插座10的第一接点11会与音讯晶片30的左声道输出端HP_L或与类似功能的电路连接。音讯插头20的第二极点22对应于右声道讯号，故插座10的第二接点12会与音讯晶片30的右声道输出端HP_R或与类似功能的电路连接。同理，音讯插头20的第三极点23及第四极点24可分别对应于接地端及麦克风讯号，故插座10的第三接点13及第四接点14会与相对应的功能电路、晶片接脚或者是接地端连接。在此实施例中，插座10的第三接点13及第四接点14与电路其他部份的连接方式可与图1的结构类似，为使本发明之技术特征更加明显，故未绘示于图2中。

相较于图1所揭露的结构，此实施例将图1结构中侦测接点15的功能合 并于第一接点11，因此，第一接点11除了原本连接的左声道输出端HP_L外，还连接了由时变讯号产生电路50与比较电路40组成的侦测电路。在此实施例中，当音讯插头20插入插座10时，侦测音讯插头20是否插入的侦测讯号不再由音讯插头20的同一第一极点21流过，而是会从第一极点21流入，通过第三极点23形成回路。换句话说，时变讯号产生电路50、第一接点11与第三接点13会通过音讯插头20内部的阻抗电路形成回路。请参阅图3，其是为音讯插头20内部阻抗电路的等效电路示意图。在此实施例中，侦测讯号会由音讯插头20的第一极点21流至第三极点23。然而，由图3中可知，第一极点21至第三极点23的内部阻抗电路包含有电容成分(图中以电容C2表示)。因此，若侦测讯号为直流讯号，因电容对于直流讯号的阻抗为无限大，故音讯插头20的内部阻抗电路对侦测讯号来说是开路。因此，本发明的音讯插头侦测结构所使用的侦测讯号为时变讯号产生电路50所产生的时变讯号VDD_JD。对时变讯号VDD_JD来说，电容为有限阻抗，因此音讯插头20插入及未插入时所见的等效阻抗即有明显变化。时变讯号产生电路50同时连接于比较电路40，于是，当音讯插头20插入插座10时，由比较电路40的输入端输入的输入讯号Vin(即时变讯号VDD_JD在比较电路40的输入端的偏压)也会有明显改变。比较电路40同时具有参考讯号Vt输入，因此，比较电路40便能比较输入讯号Vin对于参考讯号Vt的改变而输出判定音讯插头20插入的判断讯号Vo。时变讯号产生电路50产生的时变讯号VDD_JD可为方波、三角波、弦波等，由于产生此类时变讯号的电路为习知技术，故不在此赘述。比较电路40可单纯为一个电压比较器，或是具有类似功能的电路或晶片。在此实施例中，虽然由时变讯号产生电路50及比较电路40组成的侦测电路是连接于第一接点11，但本发明并不限于此。举例来说，侦测电路可连接于第二接点12，当音讯插头20插入插座10时，时变讯号产生电路50、第二接点12、音讯插头20的内部阻抗电路及第三接点13形成回路而使时变讯号产生电路50输出给比较电路40的时变讯号VDD_JD发生改变。同时，连接于第一接点11与第二接点12的电阻器或其他电路结构的阻抗值可由所要侦测的音讯插头20的内部阻抗电路对于时变讯号VDD_JD的阻抗值决定。

请参阅图4，其是为本发明的第一比较实施例的音讯插头侦测结构示意 图。图中的结构类似于本发明的音讯插头侦测结构，但讯号产生电路50’所输出的侦测讯号为直流讯号VDD。在音讯插头20插入插座10前，比较电路40的输入端(输入讯号Vin输入点)与接地端为开路。在音讯插头20插入插座10后，虽然音讯插头20的内部阻抗电路连接了比较电路40的输入端与接地端，但由于音讯插头20的内部阻抗电路包含了电容成分(图中以电容C2表示)，所以对直流讯号VDD来说，比较电路40的输入端与接地端仍为开路。也就是说，比较电路40的输入端所收到的输入讯号Vin在音讯插头20插入前后几乎没有差异，因而此第一比较实施例的音讯插头侦测结构不具侦测音讯插头20是否插入插座10的功效。

请参阅图5，其是为本发明的第二实施例的音讯插头侦测结构示意图。图中，音讯插头侦测结构所使用的侦测讯号为时变讯号VDD_JD。更精确地说，时变讯号可为方波讯号，方波讯号的工作周期为可调变的。

具体来说，本发明的音讯插头侦测结构较佳地可使用方波作为侦测音讯插头20是否插入插座10的时变讯号VDD_JD。方波的工作周期是可调变的，为了达到此目的，本发明的音讯插头侦测结构的时变讯号产生电路50可由外部接收调变讯号来改变时变讯号产生电路50输出的时变讯号VDD_JD的工作周期。如此一来，由于整体侦测电路仅会在时变讯号VDD_JD输出为高时耗能，因此时控电路60可透过调变讯号来尽量缩短时变讯号VDD_JD的工作周期，但又使时变讯号VDD_JD的工作周期足够长以准确侦测音讯插头20插入插座10的动作，从而达到整体电路耗能配置的最佳化。在一实施例中，时变讯号产生电路50与调变讯号的输入端可整合于同一电路或是晶片中。

请再参阅图5。图中，音讯插头侦测结构可进一步包含时控电路60。时控电路60连接于比较电路40的输出端与时变讯号产生电路50，其中时控电路60控制工作周期，由时变讯号产生电路50接收的回馈讯号而产生锁存讯号DL，并根据锁存讯号DL于时变讯号VDD_JD为高输出时撷取比较电路40输出的判断讯号。

为了进一步提供判断的精准度，时控电路60可连接于时变讯号产生电路50，其中时控电路60控制输出为方波的时变讯号VDD_JD之工作周期，而由时变讯号产生电路50接收与时变讯号VDD_JD输出相关的回馈讯号，并根据 回馈讯号产生锁存讯号DL。之后，根据所产生的锁存讯号DL，时控电路60可在相对应于时变讯号VDD_JD输出为高时才由比较电路40的输出端接取判断讯号。具体来说，请参阅图6，其是为本发明的第二实施例的音讯插头侦测结构各点讯号波形图。图中，时控讯号产生电路50可包含具有预定工作周期的时变讯号VDD_JD输出。时控电路60可藉由来自时控讯号产生电路50的回馈来产生锁存讯号DL，锁存讯号DL可为工作周期较时变讯号VDD_JD短的方波。时控电路60进行撷取的时间点可设为锁存讯号DL由低转高的时间点，也就是锁存讯号DL的方波讯号的前缘，锁存讯号DL的方波的前缘能对应于时变讯号VDD_JD高输出的时间。图中，讯号Viu为音讯插头20未插入插座10时，由比较电路40的输入端输入的讯号，讯号Vou为对应于讯号Viu的时控电路60撷取比较电路40输出的判断讯号后再输出的讯号。在时控电路60每一个撷取的时间点(由图6纵向虚线表示)，讯号Viu的电压值皆高于参考讯号Vt，于是讯号Vou在第一次撷取的时间点后皆保持高输出，由此可知音讯插头20未插入插座10。相对地，讯号Vii为音讯插头20插入插座10时，由比较电路40的输入端输入的讯号，讯号Voi为对应于讯号Vii的时控电路60撷取比较电路40输出的判断讯号后再输出的讯号。在时控电路60每一个撷取的时间点(由图6纵向虚线表示)，讯号Vii的电压值皆低于参考讯号Vt，于是讯号Voi在第一次撷取的时间点后皆保持低输出，由此可知音讯插头20已插入插座10。在一实施例中，时控电路60的输出端可连接于音讯晶片30的侦测端JD(请参阅图1)，在时控电路60的输出由高电位转为低电位时，即判定音讯插头20已插入插座10。

请参阅图7，其是为本发明的第三实施例的音讯插头侦测结构示意图。图中，音讯插头侦测结构可进一步包含第一开关70与第二开关80。第一开关70包含第一端71、第二端72与第一控制端73，第一端71与第二端72分别连接于第一接点11与时变讯号产生电路50及比较电路40之间，第一控制端73连接于比较电路40。第二开关80包含第三端81、第四端82与第二控制端83，第三端81与第四端82分别连接于对应第一极点21的功能电路、晶片接脚或接地端与第一接点11之间，第二控制端83连接于比较电路40。当判断讯号Vo输出经过预定时间后，比较电路40输出切换讯号，第一开关70根据切换 讯号在第一端71与第二端72之间开路，第二开关80根据切换讯号在第三端81与第四端82之间闭合。

具体来说，在音讯插头20插入插座10前，第一开关70的第一端71与第二端72可保持闭合(短路)，第二开关80的第三端81与第四端82可保持开路。如此一来，对应于第一极点21的功能电路，在此实施例中为左声道输出端HP_L，不致于与时变讯号产生电路50及比较电路40形成回路，而造成左声道输出端HP_L输出的左声道讯号干扰比较电路40的输入而造成误判。而在音讯插头20插入插座10后，可由比较电路40输出切换讯号，而使得第一开关70根据切换讯号在第一端71与第二端72之间开路，第二开关80根据切换讯号在第三端81与第四端82之间闭合，让音讯插头20的声音播放功能正常的运作，而不会误认时变讯号产生电路50所产生的时变讯号VDD_JD为左声道讯号。需注意的是，在此实施例中虽描述由比较电路40输出切换讯号，然而本发明的产生切换讯号的电路并不限于此。举例来说，比较电路40的输出端可连接于晶片的输入端，该晶片可根据比较电路40的输出变化来产生切换讯号控制第一开关70与第二开关80的连接状态。此外，在一实施例中，接点14及所连接的电路可具有侦测音讯插头20离开插座10的动作，而输出重置讯号给第一开关70及第二开关80。第一开关70及第二开关80则可根据重置讯号将连接状态重置为音讯插头20未插入插座10时的状态。

较佳地，第三接点13可连接于接地端，因此可减少用于侦测讯号的回路与其他功能性电路间的连接，而使彼此造成干扰的机会进一步降低。

请再参阅图2或图7。图中，第一接点11相对于第二接点12、第三接点13及第四接点14，可设置于插座内侧的最内侧。

音讯插头20的标准工作模式的位置即为音讯插头20的第一极点21连接第一接点11的位置。因此，为了确保音讯插头侦测结构侦测到音讯插头20插入插座10时，音讯插头20即处于标准工作模式的位置，连接侦测电路的第一接点11可设置于插座内侧的最内侧。如此一来，可避免音讯插头20在未完全插入插座10时，各功能电路便输出声音讯号给音讯插头20，从而降低整体结构无谓的电能浪费。

请参阅图8，其是为本发明的第四实施例的音讯插头侦测方法的流程图。 图中，步骤S11为设置音讯插头侦测结构的步骤，其可包含设置如图2、图5、图7或由本发明的发明申请专利范围所定义的音讯插头侦测结构的步骤，其中各元件的实施例与连接关系已在上文描述，故不赘述。步骤S12中，藉由比较电路比较时变讯号与参考讯号。此处用来比较的时变讯号是输入于比较电路的输入端的讯号，而参考讯号可如图6中所示，为直流电压准位。在步骤S13中，当音讯插头插入该插座时，藉由比较电路比较时变讯号相对于参考讯号的改变，输出判断音讯插头插入的判断讯号。在音讯插头插入插座后，因对于时变讯号输出电路的输出阻抗发生改变，故由比较电路输入端所输入的时变讯号也会改变。大体而言，此处所谓改变可为比较电路输入讯号电压值由比参考讯号高变为比参考讯号低，但并不限于此。若步骤S11所设置的音讯插头侦测结构为如图7或类似具有开关的结构，则音讯插头侦测方法可进一步包含步骤S14。在步骤S14中，当该判断讯号输出经过预定时间后，根据比较电路输出的切换讯号，使侦测电路与接点开路，并使功能电路与接点短路。此处的预定时间是为了确保音讯插头侦测结构不会因音讯插头在短时间快速拔插而造成损坏，而提高整体结构的可靠度。

以上所述仅为举例性，而非为限制性者。任何未脱离本发明的精神与范畴，而对其进行的等效修改或变更，均应包含于后附的申请专利范围中。