耳机接口电路及终端设备的制作方法

本申请涉及电子技术领域，尤其涉及一种耳机接口电路及终端设备。

背景技术：

通常，终端设备中都设置有耳机接口，用于通过外接耳机线或者其它数据线，将终端设备中的声频信号通过耳机或者外接音箱播放给用户。

目前，终端设备利用耳机接口播放声频信号的通路主要如图1所示的形式：声频信号首先经过耳机声频放大器，然后通过滤波电路后输出给耳机插座，进而再输入到与耳机插座连接的耳机电路或音箱电路中。

但是在实际使用中发现，当终端设备通过连接线连接到有源音箱时，由于有源音箱的功放电路在工作过程中很容易产生高压浪涌，若高电压涌入到功放的模拟声频输入接口，此时就会有浪涌电压通过耳机插座输入到终端设备的耳机声频放大器，从而造成耳机声频放大器的损坏。

技术实现要素：

本申请旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。

为此，本申请的第一个目的在于提出一种耳机接口电路，防止了外接设备产生的浪涌电压损坏耳机声频放大器，提高了耳机声频放大器的安全性和可靠性，改善了用户体验。

本申请的第二个目的在于提出一种终端设备。

为达上述目的，本申请第一方面实施例提出了一种耳机接口电路，包括：耳机声频放大器及开关组件；

其中，所述开关组件的一端与所述耳机声频放大器连接，所述开关组件的另一端与耳机插座连接；

在所述耳机插座中的电压低于或等于预设值时，所述开关组件处于导通状态，在所述耳机插座中的电压高于预设值时，所述开关组件处于断开状态。

在本实施例一种可能的实现形式中，所述耳机声频放大器包括：左声道通道和右声道通道；

所述开关组件包括分别与所述左声道通道连接的第一开关和与所述右声道通道连接的第二开关。

在本实施例另一种可能的实现形式中，所述开关组件为N型金属氧化物半导体场效应管；

所述N型金属氧化物半导体场效应管的漏极与所述耳机插座连接，所述N型金属氧化物半导体场效应管的源极与所述耳机声频放大器连接；

所述N型金属氧化物半导体场效应管的栅极与电源连接，所述电源输出的电压值小于所述预设值与所述N型金属氧化物半导体场效应管的门限电压的和。

在本实施例另一种可能的实现形式中，所述开关组件为NPN三极管；

所述NPN三极管的集电极与所述耳机插座连接，所述NPN三极管的发射极与所述耳机声频放大器连接；

所述NPN三极管的基极与电源连接，所述电源输出的电压值小于或等于所述预设值与所述NPN三极管的开启电压的和。

在本实施例另一种可能的实现形式中，还包括：串接在所述开关组件和所述电源之间的第一电阻。

在本实施例又一种可能的实现形式中，还包括：连接在所述第一电阻的一端及地之间的第一电容和稳压二极管。

在本实施例又一种可能的实现形式中，还包括：串联在所述开关组件及所述耳机声频放大器之间的第二电阻。

在本实施例再一种可能的实现形式中，还包括：一端与所述开关组件及所述耳机插座连接，另一端与地连接的瞬态二极管。

在本实施例再一种可能的实现形式中，还包括：串接在所述开关组件及所述耳机插座之间的电感组件；

串接在所述电感组件的一端和所述地之间的电容组件。

本申请实施例提供的耳机接口电路，通过在耳机声频放大器和耳机插座之间接入开关组件，当耳机插座处的电压低于或等于预设值时，开关组件处于导通状态，在所述耳机插座中的电压高于预设值时，开关组件处于断开状态，从而有效防止了外接设备产生的浪涌电压损坏耳机声频放大器，提高了耳机声频放大器的安全性和可靠性，改善了用户体验。

为达上述目的，本申请第二方面实施例提出了一种终端设备，包括：壳体、处理器、存储器、电路板和电源电路，其中，所述电路板安置在所述壳体围成的空间内部，且所述电路板上设置有如上述耳机接口电路，所述处理器和所述存储器设置在所述电路板上；所述电源电路，用于为所述终端设备的各个电路或器件供电；所述存储器用于存储可执行程序代码；所述处理器通过读取所述存储器中存储的可执行程序代码来运行与所述可执行程序代码对应的程序。

本申请实施例的终端设备，通过在耳机声频放大器和耳机插座之间接入开关组件，当耳机插座处的电压低于或等于预设值时，开关组件处于导通状态，在所述耳机插座中的电压高于预设值时，开关组件处于断开状态，从而有效防止了外接设备产生的浪涌电压损坏耳机声频放大器，提高了耳机声频放大器的安全性和可靠性，提供了终端设备的可靠性，改善了用户体验。

附图说明

本发明上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是现有技术中终端设备通过耳机接口播放声频信号的通路示意图；

图2是本申请一个实施例的耳机接口电路的结构示意图；

图3是开关组件为N型MOSFET时的耳机接口电路的结构示意图；

图4是开关组件为NPN型三极管时的耳机接口电路的结构示意图；

图5是开关组件为N型MOSFET时的耳机接口电路的完整结构示意图；

图6为本申请实施例提供的终端设备的结构示意图。

附图标记说明

耳机声频放大器-1； 耳机插座-2； 开关组件-3；

第一开关-34； 第二开关-35； MOSFET-31；

电源-4； 二极管-32； 三极管-33；

第一电阻-5； 第一电容-6； 稳压二极管-7；

第二电阻-8； 瞬态二极管-9； 电感组件-10；

电容组件-11； 第一开关-34； MOSFET管-31a；

MOSFET管-31b； 第二电阻-81； 第二电阻-81；

壳体-61； 处理器-62； 存储器-63；

电路板-64； 电源电路-65； 耳机接口电路-641。

具体实施方式

下面详细描述本申请的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。

下面参考附图描述本申请实施例的耳机接口电路及终端设备。

图2是本申请一个实施例的耳机接口电路的结构示意图。

如图2所示，该耳机接口电路包括：

耳机声频放大器1及开关组件3；

其中，所述开关组件3的一端与所述耳机声频放大器1连接，所述开关组件3的另一端与耳机插座2连接；

在所述耳机插座2中的电压低于或等于预设值时，所述开关组件3处于导通状态，在所述耳机插座2中的电压高于预设值时，所述开关组件3处于断开状态。

具体的，本申请实施例中，通过在耳机声频放大器1和耳机插座2之间，串接开关组件3，来保护耳机声频放大器1不被外界的浪涌电压损坏。

其中，预设值指耳机声频放大器1可承受的最大电压值，当耳机声频放大器1被突然加上大于预设值的电压时，就会使耳机声频放大器1损坏，或者降低其工作的可靠性和使用寿命。

当与耳机插座2连接的有源音箱未产生无浪涌电压、或者产生的浪涌电压低于耳机声频放大器1的安全电压时，开关组件3正常导通，声频信号经耳机声频放大器1、开关组件3和耳机插座2输出给有源音箱进行播放；当与耳机插座2连接的有源音箱产生的浪涌电压高于耳机声频放大器1的安全电压时，开关组件3断开，从而有效保护了耳机声频放大器1的安全性和可靠性。

具体实现时，可以通过控制电路来控制开关组件的导通或关断，比如通过在耳机插座2处设置电压传感器或者其他器件以监测耳机插座2处的电压值，当监测到耳机插座2中的电压值小于或等于预设值时，即可控制开关组件3闭合，使声频信号通过开关组件3和耳机插座2输出给外接音箱进行播放处理；当监测到耳机插座2中的电压值大于预设值时，即可控制开关组件3断开，从而避免了外接音箱产生的浪涌电压反灌至耳机声频放大器1中。

或者，还可以根据电路的工作特性，选取特定工作参数和类型的开关组件3，以实现开关组件3随着二级插座2中的电压自动的进行开通或者关断操作。

举例来说，若开关组件3为N型金属氧化物半导体场效应管31(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor,简称MOSFET)，则开关组件3 与耳机声频放大器1和耳机插座2的连接关系如图3所示，图3是开关组件为N型MOSFET31时的耳机接口电路的结构示意图。

如图3所示，N型MOSFET31的漏极D与所述耳机插座2连接，所述N型MOSFET31的源极S与所述耳机声频放大器1连接；

所述N型MOSFET31的栅极G与电源4连接，所述电源4输出的电压值VCC小于所述预设值与所述N型MOSEFT31的门限电压的和。

通常，耳机声频放大器1输出的电压值小于或等于其供电电压值，且其可承受的浪涌电压值大于其供电电压值，即正常工作状态下，耳机声频放大器1输出的电压，小于其可承受的浪涌电压值。且N型MOSFET31导通条件是加载栅极和源极的电压差V_GS大于其门限电压V_gs(th)。

具体的，当电路如图3所示的形式连接时，正常工作状态下，N型MOSFET31的源极电压Vs为耳机声频放大器1输出的电压，此时，电源4输出电压VCC与耳机声频放大器1输出的电压V_S的差值大于V_gs(th)，N型MOSFET31导通，即VCC-V_S≧V_gs(th)，当外界电压大于预设值时，加在N型MOSFET31的源极的瞬间电压为Vmax，此时VCC-Vmax<V_gs(th),从而N型MOSFET断开，由于N型MOSFET31的关断速度可以在纳秒(ns)级范围内，从而可以及时切断外界浪涌电压对耳机声频放大器的冲击。

通过上述分析可知，电源4输出的电压值需满足以下关系：

V_S+V_gs(th)≦VCC<V_gs(th)+Vmax

即电源4输出的电压值，大于耳机声频放大器1输出的电压值和门限电压的和，且小于耳机声频放大器1可承受的浪涌电压值与门限电压的和，从而在设计电路时，可以根据需要选择合适的电源与N型MOSFET31。

另外，可以理解的是，由于N型MOSFET31中在漏极和源极之间还形成有反并联的二极管32，如图3所示，MOSFET31通过图3所示的形式接入电路中，可以保证当高电压从耳机座2进来时，N型MOSFET31，二极管32反向截止，保证高电压不会长时间泄露到耳机声频放大器1上。

或者，若开关组件3为NPN三极管33，则开关组件3与耳机声频放大器1和耳机插座2的连接关系如图4所示，图4是开关组件为NPN型三极管33时的耳机接口电路的结构示意图。

如图4所示，所述NPN三极管33的集电极c与所述耳机插座2连接，所述NPN三极管33的发射极e与所述耳机声频放大器1连接；

所述NPN三极管33的基极b与电源4连接，所述电源4输出的电压值小于或等于所述预设值与所述NPN三极管33的开启电压的和。

具体的，通常，耳机声频放大器1输出的电压值小于或等于其供电电压值，且其可承受的浪涌电压值大于其供电电压值，即正常工作状态下，耳机声频放大器1输出的电压，小于其可承受的浪涌电压值。且NPN型三极管33导通条件是加载基极b和发射极e的电压差V_be大于其开启电压V_on。

具体的，当电路如图4所示的形式连接时，正常工作状态下，NPN型三极管33的发射极电压Ve为耳机声频放大器1输出的电压，此时，电源4输出电压VCC与耳机声频放大器1输出的电压Ve的差值大于Von，NPN型三极管33导通，即VCC-Ve≧Von，当外界电压大于预设值时，加在NNPN型三极管33的集电极c的瞬间电压为Vmax，相应的NPN型三极管33的发射极e上的瞬间电压为Vmax，此时VCC-Vmax<Von,从而NPN型三极管33断开，由于NPN型三极管33的关断速度也可以在纳秒(ns)级范围内，从而可以及时切断外界浪涌电压对耳机声频放大器的冲击。

通过上述分析可知，电源4输出的电压值需满足以下关系：

Ve+Von≦VCC<Von+Vmax

即电源4输出的电压值，大于耳机声频放大器1输出的电压值和开启电压值的和，且小于耳机声频放大器1可承受的浪涌电压值与开启电压值的和，从而在设计电路时，可以根据需要选择合适的电源与NPN型三极管。

进一步地，为了防止电源4加在开关组件3上的电流太大，而损坏开关组件3，如图3或图4所示的形式，该接口电路，还包括：

串接在所述开关组件3和所述电源4之间的第一电阻5。

具体的，第一电阻5的大小，可以根据开关组件3所需的驱动电流大小及电源4的电压大下确定。

另外，如图3或4所示，还可以在第一电阻5和地GND之间串接第一电容6和稳压二极管7，来控制加在开关组件3的控制端的电压大小，并保证该电压的稳定。

在本实施例一种可能的实现形式中，为了保证开关组件3在导通时，流过开关组件3的电流不至于过大，如图3或4所示，还可以在开关组件3和耳机声频放大器1之间串接第二电阻8。

进一步的，还可以在开关组件3和耳机插座2的连接处接入瞬态二极管9，如图3或4所示，瞬态二极管9的另一端与地GND连接，从而当耳机插座2处有浪涌电压时，瞬态二极管9可以10的负12次方秒量级的速度，将其两极间的高阻抗变为低阻抗，吸收高达数千瓦的浪涌功率，使两极间的电压箝位于一个预定值，有效地耳机接口电路中的其他器件，免受各种浪涌脉冲的损坏。

可以理解的是，该耳机接口电路中，如图3和4所示，还可以包括电感组件10和电容组件11，以对耳机声频放大器输出的声频信号进行滤波，改善电路的电磁干扰性能，提给声频信号的质量。

其中，电感组件10串接在所述开关组件3的及所述耳机插座2之间；电容组件11的一端与所述电感组件10的一端连接，另一端与所述地GND连接。

需要说明的是，终端设备的耳机声频放大器1包括左声道通道和右声道通道，因此为了避免浪涌电压通过左声道通道或右声道通道反灌至耳机声频放大器1，可以在左声道通道和右声道通道中分别串接开关组件3，即如图2所示，开关组件3包括分别与所述左声道通道连接的第一开关34和与所述右声道通道连接的第二开关35。

下面以开关组件3为N型MOSFET为例，结和图5，对本申请提供的耳机接口进行更详细的说明。如图5所示，耳机声频放大器1包括4个输出端HPMIC、HPRP(右声道通道)、HPLP(左声道通道)、和HPDET，其中声频信号不经过HPMIC和HPDET通道，因此仅需要在左声道通道和右声道通道中接入N型MOSFET管31a和31b。相应的在31a与耳机声频放大器1之间可以串入第二电阻81，在31b与耳机声频放大器1之间可以串入第二电阻82。通过图5所示的耳机接口电路，即可防止耳机插座3中的浪涌电压通过左声道通道涌入耳机声频放大器，又可防止耳机插座3中的浪涌电压通过由声道通道涌入耳机声频放大器。

本申请实施例提供的耳机接口电路，通过在耳机声频放大器和耳机插座之间接入开关组件，当耳机插座处的电压低于或等于预设值时，开关组件处于导通状态，在所述耳机插座中的电压高于预设值时，开关组件处于断开状态，从而有效防止了外接设备产生的浪涌电压损坏耳机声频放大器，提高了耳机声频放大器的安全性和可靠性，改善了用户体验。

为了实现上述实施例，本申请还提出一种终端设备。

图6为本申请实施例提供的终端设备的结构示意图。

如图6所示，本实施例提供的终端设备，包括：壳体61、处理器62、存储器63、电路板64和电源电路65，其中，所述电路板64安置在所述壳体61围成的空间内部，且所述电路板64上设置有如上述实施例所示的耳机接口电路641，所述处理器62和所述存储器63设置在所述电路板64上；所述电源电路65，用于为所述终端设备的各个电路或器件供电；所述存储器63用于存储可执行程序代码；所述处理器62通过读取所述存储器63中存储的可执行程序代码来运行与所述可执行程序代码对应的程序。

需要说明的是，前述对耳机接口电路实施例的解释说明也适用于该实施例的终端设备，其实现原理类似，此处不再赘述。

本申请实施例的终端设备，通过在耳机声频放大器和耳机插座之间接入开关组件，当耳机插座处的电压低于或等于预设值时，开关组件处于导通状态，在所述耳机插座中的电压高于预设值时，开关组件处于断开状态，从而有效防止了外接设备产生的浪涌电压损坏耳机声频放大器，提高了耳机声频放大器的安全性和可靠性，提供了终端设备的可靠性，改善了用户体验。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或更多个用于实现特定逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本申请的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本申请的实施例所属技术领域的技术人员所理解。

在流程图中表示或在此以其他方式描述的逻辑和/或步骤，例如，可以被认为是用于实现逻辑功能的可执行指令的定序列表，可以具体实现在任何计算机可读介质中，以供指令执行系统、装置或设备(如基于计算机的系统、包括处理器的系统或其他可以从指令执行系统、装置或设备取指令并执行指令的系统)使用，或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用。就本说明书而言，"计算机可读介质"可以是任何可以包含、存储、通信、传播或传输程序以供指令执行系统、装置或设备或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用的装置。计算机可读介质的更具体的示例(非穷尽性列表)包括以下：具有一个或多个布线的电连接部(电子装置)，便携式计算机盘盒(磁装置)，随机存取存储器(RAM)，只读存储器(ROM)，可擦除可编辑只读存储器(EPROM或闪速存储器)，光纤装置，以及便携式光盘只读存储器(CDROM)。另外，计算机可读介质甚至可以是可在其上打印所述程序的纸或其他合适的介质，因为可以例如通过对纸或其他介质进行光学扫描，接着进行编辑、解译或必要时以其他合适方式进行处理来以电子方式获得所述程序，然后将其存储在计算机存储器中。

应当理解，本申请的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。例如，如果用硬件来实现，和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列(PGA)，现场可编程门阵列(FPGA)等。

本技术领域的普通技术人员可以理解实现上述实施例方法携带的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，该程序在执行时，包括方法实施例的步骤之一或其组合。

此外，在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个代理模块中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。所述集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。

上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。尽管上面已经示出和描述了本申请的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本申请的限制，本领域的普通技术人员在本申请的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。