一种耳机外部设备的插入检测电路的制作方法

本实用新型属于耳机检测技术领域，具体涉及一种耳机外部设备的插入检测电路。

背景技术：

头戴蓝牙耳机因其不入耳、避免擦伤耳道、舒适度好等优点，受到消费者的喜爱。耳机插头直径可以为2.5mm或3.5mm，为了满足人们多样化的需求，可通过在耳机上设计2.5mm或3.5mm耳机接口来扩展外部设备，例如，利用两端具有直径为3.5mm的插头的3.5mm插头线，一端连接3.5mm耳机接口且另一端连接扩展的外部设备的3.5mm接口。在传统的技术中，当耳机通过3.5mm插头线与外部设备相连后，耳机认为有线模式优于蓝牙无线模式，耳机系统关闭蓝牙功能，进入有线模式，使得耳机不能同时实现蓝牙模式和有线模式，不能在用户利用外接麦克风设备与耳机有线通信的同时开启蓝牙功能，降低用户体验。

技术实现要素：

本实用新型提供一种耳机外部设备的插入检测电路，实现对与耳机相连的外部设备的类型的检测，实现耳机蓝牙模式和有线模式的切换控制，增强耳机的可扩展性，提升用户体验。

为了解决上述技术问题，本实用新型提出如下技术方案予以解决：

一种耳机外部设备的插入检测电路，用于对电子设备或带麦秆配件进行插入检测，其特征在于，包括与耳机接口相连的检测单元、电源供电电路、蓝牙芯片、和设置在耳机接口和蓝牙芯片之间的第一开关电路；所述耳机接口包括左信号端、右信号端和麦克信号端；所述检测单元包括检测芯片、设置在左信号端和检测芯片之间的第一分压电路和设置在右信号端和检测芯片之间的第二分压电路，所述检测芯片检测第一分压电路输出的第一电压和第二分压电路输出的第二电压，并根据第一电压和/或第二电压蓝牙芯片切换工作状态；电源供电电路由耳机电池供电，且由蓝牙芯片控制输出为麦克信号端供电的电源信号；第一开关电路由蓝牙芯片控制导通或断开；所述电子设备具有与所述耳机接口对应连接的第一接口；所述带麦秆配件包括麦克风和第二接口，其中第二接口包括左输出端、右输出端和麦克端，左输出端处设置有第一大级别电阻且在右输出端处设置有第二大级别电阻，麦克端的信号控制左输出端和所述麦克风的输出端连通或断开，且控制右输出端与麦克风的时钟信号端连通或断开。

进一步地，所述检测芯片具有第一检测口、第一上拉电压输出口、第二检测口和第二上拉电压输出口；第一分压电路供电的供电端与第一上拉电压输出口相连，输入端与左信号端相连，输出端与第一检测口相连；第二分压电路的供电端与第二上拉电压输出口相连，输入端与右信号端相连，输出端与第二检测口相连；检测芯片的输出端与蓝牙芯片相连，用于控制所述蓝牙芯片工作或不工作。

进一步地，所述带麦秆配件包括第二开关电路和第三开关电路；所述第二开关电路连接在所述麦克风的输出端和所述左输出端之间，所述第三开关电路连接在所述麦克风的时钟信号端和所述右输出端之间；所述第二开关电路的使能端和所述第三开关电路的使能端均与所述麦克端的信号相连，用于控制所述麦克风的输出端和所述左输出端口的连通或断开，且控制所述麦克风的时钟信号端和所述右输出端之间的连通或断开。

进一步地，所述第二开关电路的输入端和所述左输出端之间设置有第一滤波电路，所述第三开关电路的输入端和所述右输出端之间设置有第二滤波电路，且在麦克端和第二开关电路的使能端或第三开关电路的使能端之间设置有第三滤波电路。

进一步地，所述第一分压电路包括第一电阻和第二电阻，所述第一电阻一端与左信号端相连，另一端与第二电阻的一端相连，第二电阻的另一端与第一上拉电压输出口相连，所述第一分压电路的输出端连接在所述第一电阻和第二电阻之间；所述第二分压电路包括第四电阻和第五电阻，所述第四电阻一端与右信号端相连，另一端与第五电阻的一端相连，第五电阻的另一端与第二上拉电压输出口相连，所述第二分压电路的输出端连接在所述第四电阻和第五电阻之间。

进一步地，在所述第一检测口和所述第一分压电路的输出端之间设置有第四滤波电路，在所述第二检测口和所述第二分压电路的输出端之间设置有第五滤波电路。

进一步地，所述电源供电电路包括电平转换电路和开关控制电路；所述电平转换电路的供电端与所述耳机电池相连，所述电平转换电路的输出端与开关控制电路的输入端相连，开关控制电路的输出端输出所述电源信号，所述蓝牙芯片输出的第一使能信号控制开关控制电路的导通或断开。

进一步地，开关控制电路包括第一开关元件、第二开关元件和第三开关元件；所述电平转换电路的输出端与第一开关元件的一端相连，所述第一开关元件的另一端与所述第二开关元件的一端相连，所述第二开关元件的另一端输出所述电源信号；所述第三开关元件的一端接地，所述第一开关元件和第二开关元件的控制端均与所述第三开关元件的另一端相连，所述第一使能信号与所述第三开关元件的控制端相连。

进一步地，所述第一开关元件为高电平导通的开关元件，第二开关元件和第三开关元件均为低电平导通的开关元件。

进一步地，所述电子设备为手机或电脑，且所述第一接口为3.5mm接口，所述第二接口也为3.5mm接口。

与现有技术相比，本实用新型的优点和有益效果是：耳机上设置有耳机接口，电子设备和带麦秆配件分别具有与耳机接口对应的第一接口和第二接口，3.5mm插头线的一端与耳机接口连接，另一端与第一或第二接口连接，实现耳机的外部设备扩展；在连接电子设备时，检测单元检测到并输出控制蓝牙芯片不工作的信号，此时蓝牙芯片控制第一开关电路断开，使得来自电子设备的音频信号直接传递至耳机的喇叭电路，实现耳机的有线连接；插入带麦秆配件时，蓝牙芯片开始控制电源供电电路不产生电源信号，麦克端的信号为低电平，麦克风的输出端断开与第一接口的左输出端的连接，麦克风的时钟信号端断开与右输出端的连接，此时第一大级别电阻连接入第一分压电路且第二大级别电阻连接入第二分压电路，改变第一分压电路的输出电压和第二分压电路的输出电压，从而控制蓝牙芯片工作，控制电源供电电路产生电源信号且控制第一开关电路导通，由于电源供电电路输出电源信号，使得Mic端和MIC端为高电平，左输出端和麦克风的输出端连通，右输出端与麦克风的时钟信号连通，实现在使用蓝牙耳机的同时还可以使用与蓝牙耳机有线连接的带麦秆配件，实现耳机的功能扩展，提升用户体验。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对本实用新型实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简要介绍，显而易见地，下面描述的附图是本实用新型的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。

图1为本实用新型耳机外部设备的插入检测电路实施例的原理框图；

图2为本实用新型耳机外部设备的插入检测电路中耳机接口的电路图；

图3为本实用新型耳机外部设备的插入检测电路中检测单元电路图；

图4为本实用新型耳机外部设备的插入检测电路中第一开关电路的电路图；

图5为本实用新型耳机外部设备的插入检测电路中蓝牙芯片的电路图；

图6为本实用新型耳机外部设备的插入检测电路中电源供电电路的电路图；

图7为本实用新型耳机外部设备的插入检测电路中带麦秆配件的原理框图。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

为了实现耳机在蓝牙无线模式和有线模式之间的切换，且在耳机实现蓝牙连接的同时也实现有线连接，本实施例涉及一种耳机外部设备的插入检测电路，如图1所示，用于对电子设备或带麦秆配件进行插入检测，包括与耳机接口1相连的检测单元2、电源供电电路3、第一开关电路4和蓝牙芯片5；耳机接口1包括左信号端Left、右信号端Right和麦克信号端Mic；检测单元2包括检测芯片21、第一分压电路22和第二分压电路23，检测芯片21具有第一检测口IO3、第一上拉电压输出口IO2、第二检测口I05和第二上拉电压输出口I04，第一分压电路22的供电端与第一上拉电压输出口IO2相连，输入端与左信号端Left相连，输出端与第一检测口IO3相连，第二分压电路23的供电端与第二上拉电压输出口I04相连，第二分压电路23的输入端与右信号端Right连接，第二分压电路23的输出端与第二检测口IO5相连，检测芯片21的输出端与蓝牙芯片5相连，检测芯片21检测第一检测口IO3的第一电压和第二检测口IO5处的第二电压，并根据第一电压和/或第二电压蓝牙芯片5控制切换蓝牙芯片5的工作状态（例如关闭蓝牙功能或开启蓝牙功能）；电源供电电路3由耳机电池VBAT供电，且由蓝牙芯片5输出的第一使能信号BOOM_MIC_PWR控制输出为麦克信号端Mic供电的电源信号BOOM_SUPPLY；第一开关电路4的输入端与耳机接口1相连，输出端与蓝牙芯片5相连，且蓝牙芯片5输出的第二使能信号BOOM_MIC_ENABLE控制第一开关电路4的导通或断开；电子设备具有与耳机接口1对应连接的第一接口6'；如图7所示，带麦秆配件包括麦克风Mic1和Mic2和第二接口6，第二接口6包括左输出端LEFT、右输出端RIGHT和麦克端MIC，左输出端LEFT处设置有第一大级别电阻Z8且在右输出端RIGHT处设置有第二大级别电阻Z9，麦克端的信号控制左输出端LEFT与麦克风Mic1和Mic2的输出端DOUT连通或断开，且控制右输出端RIGHT与麦克风Mic1和Mic2的时钟信号端CLK连通或断开。

具体地，外部设备包括电子设备或带麦秆配件，其中本实施例中电子设备为手机或电脑，耳机上设置有耳机接口1，且在外部设备上也对应设置有接口，选用两端都是四段式耳机插头的3.5mm插头线，该插头线的一端插入耳机接口1，而另一端插入接口，实现外部设备与耳机的连接。在本实施例中，外部设备为手机或电脑时，3.5mm插头线一端插入3.5mm耳机接口1，另一端插入手机或电脑的第一接口6'，此时耳机表现为有线耳机，在外部设备为带麦秆配件（如图7所示）时，3.5mm插头线一端插入3.5mm耳机接口1，另一端插入带麦秆配件的第二接口，此时带麦秆配件和耳机有线连接，可以用来拉近人口与麦克风的距离，以便麦克风更好地拾取声音，同时又让耳机的蓝牙功能继续开启，工作在无线蓝牙模式，扩展了耳机的应用。当然，插头线的插头直径也可以为2.5mm，对应地，耳机接口1为2.5mm耳机接口且第一接口6'或第二接口6也为2.5.mm接口，具体耳机与外部设备的连接如上所述，在此不做赘述。

如图2至图7所示，耳机接口1包括左信号端Left、右信号端Right和麦克信号端Mic，当插入外部设备后，外接设备的接口与耳机接口1连接，左信号端Left对应连接左输出端LEFT，右信号端Right对应连接右输出端RIGHT，麦克信号端Mic对应连接麦克端MIC，左信号端Left输出的信号和右信号端Right输出的信号可以例如经过本实施例中图2中的滤波芯片IC1和IC2处理后分别对应3.5MM_LEFT信号和3.5MM_RIGHT信号。在本实施例中，如图3所示，检测芯片21 IC3的IO2-IO6配置为模拟IO引脚，IO2引脚和IO4引脚配置为上拉电压输出口，IO3引脚和IO5引脚配置为输入电压检测口，IO6引脚配置为输入IO口，IO18引脚配置为时钟信号线接口I2C_SCK，IO19引脚配置为数据信号线接口I2C_SDA。在本实施例中，上拉电压输出口IO2用于为第一分压电路22供电，第一分压电路22包括电阻Z1和电阻Z2，电阻Z1的一端连接3.5MM_LEFT信号，电阻Z2的一端连接上拉电压输出口IO2，输入电压检测口IO3连接在电阻Z1的另一端和电阻Z2的另一端之间，用于检测第一分压电路22输出端X1的电压，且为了对检测的电压进行滤波，在第一分压电路22的输出端和输入电压检测口IO3之间设置有第一滤波电路，如图3所示，本实施例第一滤波电路为电阻Z3和电容C5构成的RC滤波电路;且同理地，上拉电压输出口IO4用于为第二分压电路23供电，第二分压电路23包括电阻Z4和电阻Z5，电阻Z4的一端连接3.5MM_RIGHT信号，电阻Z5的一端连接上拉电压输出口IO4，输入电压检测口IO5连接在电阻Z4的另一端和电阻Z5的另一端之间，用于检测第二分压电路23输出端X2的电压，且为了对检测的电压进行滤波，在第二分压电路23的输出端和输入电压检测口IO5之间设置有第二滤波电路，如图3所示，本实施例第二滤波电路为电阻Z6和电容C6构成的RC滤波电路，其中IO6口用于为检测芯片21供电。检测芯片21的I2C_SCK口和I2C_SDA口对应与蓝牙芯片5的14引脚和15引脚相连，用于将IO3和TO5引脚的输入电压值通过II2C_SDA口传输至蓝牙芯片5。

如图4所示，3.5MM_LEFT信号和3.5MM_RIGHT信号输入至第一开关电路4，受控于蓝牙芯片5发出的第二使能信号BOOM_MIC_ENABLE，使第一开关电路4导通或断开，且蓝牙芯片5输出IV8供电信号，具体地，在蓝牙芯片5工作时，输出BOOM_MIC_ENABLE信号为高电平且输出IV8信号，此时第一开关电路4导通，而在蓝牙芯片5不工作时，即蓝牙功能关闭，不输出BOOM_MIC_ENABLE信号和IV8信号，此时第一开关电路4断开。如图5所示，蓝牙芯片5工作与否，在于传输给蓝牙芯片5的检测芯片21的IO3和IO5引脚的输入电压值，当输入电压值低时，蓝牙芯片5内部进行逻辑处理后，使蓝牙芯片5关闭，在输入电压值高时，蓝牙芯片5内部进行逻辑处理后，使蓝牙芯片5打开，此时蓝牙芯片5输出1V8供电信号、BOOM_MIC_ENABLE信号为高电平且BOOM_MIC_PWR信号也为高电平。

如图6所示，本实施例中例如耳机电池提供5V电压，可以选择另一数值为耳机接口1中Mic供电，在本实施例中，电源供电电路3包括电平转换电路31、第一开关元件Q1、第二开关元件Q2和第三开关元件Q3，本实施例Q3为高电平导通的开关元件，例如NMOS管，而Q2和Q3均为低电平导通的开关元件，例如PMOS管，电源转换电路31接收5V电池电压并转换为2.2V或3.3V电压，本文对所转换后的电压值不做限制。在蓝牙芯片5不工作时，输出的BOOM_MIC_PWR信号为低电平，Q3不导通，Q1和Q2的控制端G为高电平，Q1和Q2不导通，不会输出BOOM_SUPPLY信号，对应地耳机接口1处Mic为低电平，当蓝牙芯片5工作时，输出BOOM_MIC_PWR信号为高电平，Q3导通，Q1和Q2的控制端G为低电平，Q1和Q2导通,输出BOOM_SUPPLY信号，对应地耳机接口1处Mic为高电平。

本实施例涉及一种带麦秆配件，该设备可以通过如上描述的插入检测电路检测到，并使得耳机在与带麦秆配件有线连接的同时，仍然可以无线蓝牙通信，扩展为通话质量更好的无线蓝牙耳机。如图7所示，本实施例带麦秆配件包括与耳机接口1对应的第二接口6、麦克风Mic1和Mic2、第二开关电路10、和第三开关电路11，该第二接口6包括与耳机接口1的麦克信号端Mic对应的麦克端MIC、与左信号端Left对应的左输出端LEFT、和与右信号端Right对应的右输出端RIGHT，第二开关电路10设置在LEFT和麦克风Mic1和Mic2的输出端DOUT之间，而第三开关电路11设置在RIGHT和麦克风Mic1和Mic2的时钟信号端CLK之间，MIC提供第一开关电路10和第二开关电路11中每个的电源信号VCC和控制信号S且为麦克风Mic1和Mic2提供电能。在本实施例中，第二开关元件10包括第一输入端A和两个输出端B0和B1，第一输入端A和左输出端LEFT连接，且第一大级别电阻Z8连接在第一输入端A和左输出端LEFT之间，B1与麦克风Mic1和Mic2的输出端DOUT相连，在第二开关电路10的控制信号S为高电平时，麦克风Mic1和Mic2的输出信号通过第二开关电路10传入耳机接口1，进入蓝牙芯片5处理；类似地，第三开关元件11包括第一输入端A和两个输出端B0和B1，第一输入端A和右输出端RIGHT连接，且第二大级别电阻Z9连接在第一输入端A和右输出端RIGHT之间，B1与麦克风Mic1和Mic2的时钟信号端CLK相连，在第三开关电路11的控制信号S为高电平时，耳机通过RIGHT为麦克风Mic1和Mic2提供时钟信号。

基于上述对耳机外部设备的插入检测电路的描述，分别对外部设备为手机或电脑以及外部设备为本实施例中带麦秆配件进行检测。

例如手机或电脑通过插头线使第一接口6'与耳机接口1对应连接时，手机或电脑的阻抗主要是插头线的阻抗，该阻抗较小，一般认为是毫欧级别的阻抗，假设等效为Z8'，以3.5MM_LEFT一路信号为例进行说明，Z8'和Z1串联后的总阻抗与Z2分取检测芯片21 IO2输出的上拉电压，由于Z2的阻值比Z8'与Z1加和后的阻值大的多，所以Z8'和Z1的分压较小，即X1点处电压很小，IO3口检测到的输入电压很小，控制蓝牙芯片5的蓝牙功能关闭，蓝牙芯片5不会输出1V8信号，BOOM_MIC_ENABLE信号为低电平，BOOM_MIC_PWR信号为低电平，第一开关电路4断开，此时耳机成为一个有线耳机，用于播放电脑发出的音频信号。

例如将带麦秆配件通过插头线使第二接口6与耳机接口1对应连接时，耳机接口1的MIC对应与带麦秆配件的Mic相连，在插入瞬间，蓝牙芯片5还没有产生BOOM_MIC_PWR信号，Q1、Q2和Q3均不导通，电源供电电路3不会输出BOOM_SUPPLY信号，对应Mic端为低电平，MIC端也为低电平，第二开关电路10和第二开关电路11中每个的第一输入端A和输出端B0相连，LEFT端和RIGHT端分别通过大阻抗Z8和Z9接地，假设等效为大阻抗Z9',以3.5MM_LEFT一路信号为例进行说明，Z9'和Z1串联后的总阻抗与Z2分取检测芯片21的IO2输出的上拉电压，由于Z2的阻值比Z9'与Z1加和后的阻值相当，所以Z9'和Z1的分压较小，即X1点处电压较大，IO3口检测到的输入电压较大，控制蓝牙芯片5的蓝牙功能关闭，蓝牙芯片5输出1V8信号，BOOM_MIC_ENABLE信号为高电平，BOOM_MIC_PWR信号为高电平，此时第一开关电路4有了供电信号18V，且BOOM_MIC_ENABLE高电平使能第一开关电路4导通，将输出的LINE_IN_RIGHT信号、LINE_IN_LEFT信号输入至蓝牙芯片5内，且BOOM_MIC_PWR高电平信号使能电源供电电路3输出BOOM_SUPPLY信号，并且BOOM_SUPPLY信号使图7中的MIC为高电平，为带麦秆配件中第二开关电路10和第三开关电路11供电的同时也为麦克风Mic1和Mic2供电，由于第二开关电路10的控制端S和第三开关电路11的控制端S均为高电平，因此，第二开关电路10的输入端A和输出端B1接通，其中B1与麦克风Mic1和Mic2的输出端DOUT相连，从而将麦克风Mic1和Mic2拾取的声音信号依次通过耳机接口1、第一开关电路4传输至蓝牙芯片5，第三开关电路10的输入端A与输出端B1相连，其中B1与麦克风Mic1和Mic2的时钟信号端CLK相连，使得耳机通过RIGHT为麦克风Mic1和Mic2提供时钟信号，此时带麦秆配件接入耳机，方便拉近人口与麦克风的距离，提高通话质量，且同时耳机的蓝牙功能也正常开启，使得耳机扩展成一个通话质量好的无线蓝牙耳机。

为了提高信号传递质量，如图7所示，在第二接口6的LEFT端和第二开关电路10的输入端A之间设置有滤波电路7，在第二接口6的RIGHT端和第三开关电路11的输入端A之间设置有滤波电路8，且在MIC端设置有滤波电路9，对输入至麦克风Mic1和Mic2的供电端VDD、第二开关电路10的供电端VCC和第三开关电路11的供电端VCC的电源信号滤波。

本实施例耳机外部设备的插入检测电路，当不同的外部设备插入耳机接口1时，实现耳机能够识别外部设备的类型（例如为手机、电脑或带麦秆配件等）并以此控制耳机的无线蓝牙模式和有线模式，当插入手机或电脑时，蓝牙耳机为有线耳机，当插入带麦秆配件时，在使用蓝牙耳机的同时还可以使用与蓝牙耳机有线连接的带麦秆配件，使耳机成为利用麦克风的无线蓝牙耳机，实现了耳机的功能扩展，提升用户体验。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。