專利名稱：音頻電子裝置以及音頻插頭識別與操作方法
技術領域：
本發明是有關于一種音頻電子裝置以及一種音頻插頭識別與操作方法。
背景技術：
關于電子產品的插頭，不同國家常采用不同的規格。以耳機所使用的音頻插頭為例，就可能有多種設計。圖1A圖解一 3. 5mm的音頻插頭100，其中有四個腳位1、2、3、4。圖1B以表格方式比較音頻插頭100的多種腳位規格。以大多數國家的通用規格來說，腳位I是麥克風腳位、腳位2是接地腳位、腳位3是右聲道腳位、且腳位4是左聲道腳位。比對之，中國地區所使用的規格則是對腳位I與2有相反的設計腳位I是接地腳位，而腳位2才是麥克風腳位。甚至，音頻插頭100可為單純的耳機插頭，不包括麥克風應用；此時，腳位I與2皆為接地腳位。面對不同營銷區域、不同應用的各種插頭腳位設計，電子產品必須隨之變化。如此一來，制作與設計成本會大幅增加。
發明內容
本發明揭露一種音頻電子裝置以及一種音頻插頭識別與操作方法。根據本發明一種實施方式所實現的一種音頻電子裝置包括有一音頻插座、一接地電位供應模塊、多個分壓阻抗、以及一模擬轉數字模塊。音頻插座用于連結一音頻插頭。接地電位供應模塊用于耦接音頻插座上一右聲道腳位以及一左聲道腳位的其中一者。分壓阻抗用于串接于一特定電位源以 及該音頻插座的一第一未知腳位之間，并以其中一串接點供應一檢測電位。模擬轉數字模塊負責判讀該檢測電位的數字值，以供運算且判斷該音頻插座的該第一未知腳位的連結狀況。基于該第一未知腳位的連結狀況，可發展出音頻插頭的識別與操作技術。根據本發明另一種實施方式所實現的一種音頻插頭識別與操作方法，包括以下步驟將一音頻電子裝置上的一音頻插座上的一右聲道腳位以及一左聲道腳位的其中一者接地；使多個分壓阻抗串接于一特定電位源以及該音頻插座的一第一未知腳位之間，并自一串接點獲得一檢測電位；以及判讀該檢測電位的數字值，以供運算且判斷該音頻插座的該第一未知腳位的連結狀況，進而識別與操作該音頻插座所連結的一音頻插頭。根據本發明一種實施方式所實現的另外一種音頻電子裝置包括一音頻插座、一麥克風音頻編碼器、一第一以及一第二切換裝置以及一腳位切換控制模塊。該音頻插座用于連結一音頻插頭。該腳位切換控制模塊用于基于該音頻插頭的規格切換上述第一以及第二切換裝置。當該音頻插頭屬于一第一規格，該第一切換裝置耦接該音頻插座的一第一未知腳位至一麥克風音頻編碼器，且該第二切換裝置將該音頻插座的一第二未知腳位接地。當該音頻插頭屬于一第二規格，該第一切換裝置耦接該音頻插座的該第二未知腳位至該麥克風音頻編碼器，且該第二切換裝置將該音頻插座的該第一未知腳位接地。
為使本發明的上述目的、特征和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，并配合所附圖示，詳細說明如下。
圖1A圖解一 3. 5mm的音頻插頭100 ；圖1B以表格方式比較音頻插頭100的多種腳位規格；圖2圖解本發明音頻電子裝置的一種音頻插頭識別設計；圖3A、3B舉例說明本發明音頻電子裝置的一種音頻插頭識別設計；圖4舉例說明所揭露的音頻電子裝置確認音頻插頭規格后的操作；以及圖5列舉一流程500說明一音頻插頭的插入檢測、規格識別以及操作使用。[主要元件標號說明]1、2、3、4 音頻插頭100的腳位；1，、2，、3，、4， 音頻插座202的腳位；100 音頻插頭；200 音頻電子裝置；202 音頻插座；204 接地電位供應模塊；205 比較模塊；
206 模擬轉數字模塊；208 腳位判斷模塊；302 腳位切換控制模塊；304 麥克風音頻編碼器；306 音頻功能模塊；500 流程；502-518 步驟；CS 控制信號；MCU 微控制器；Rl、R2 分壓阻抗；SW1、SW2 第一、第二切換裝置；以及Vl 特定電位源。
具體實施例方式關于所揭露的音頻電子裝置的音頻插頭識別設計，以下配合圖2所示的一種實施方式討論如下。如圖所不，首頻電子裝直200可利用其首頻插座202連結如圖1A所不的首頻插頭100。音頻插座202至少包括有四個腳位，用以與音頻插頭100的腳位I至4電性連結；以下將音頻插座202的該些四個腳位對應編號為I’至4’。為了識別音頻插頭100的連結與規格，音頻電子裝置200內設計有一接地電位供應模塊204、一比較模塊205、多個分壓阻抗Rl以及R2、一模擬轉數字模塊(或稱ADC) 206、以及一腳位判斷模塊208。以下段落將討論音頻插座202、接地電位供應模塊204、比較模塊205、分壓阻抗Rl與R2、模擬轉數字模塊206以及腳位判斷模塊208彼此之間的連結，以及如何應用于音頻插頭100的連結與規格識別。如圖所示，接地電位供應模塊204用于耦接音頻插座202上的一右聲道腳位3’或一左聲道腳位4’，使之為接地電位。一種實施方式是以微處理器MCU的一個通用型輸出腳位(通稱GP0)輸出地端電位實現所述接地電位供應模塊204。此外，設計者可選定音頻插座202的腳位I’或腳位2’為一第一未知腳位，使該等分壓阻抗Rl以及R2串接于一特定電位源Vl以及該第一未知腳位(Γ或2’ )之間。分壓阻抗Rl以及R2之間的串接點可負責提供一檢測電位Vdetect交由該比較模塊205判斷該音頻插座202的連結狀況。確定有連結發生后，該檢測電位Vdetect還可被該模擬轉數字模塊206轉換為數字值，交由該腳位判斷模塊208處理。該腳位判斷模塊208會對該檢測電位Vdetect的數字值進行運算，以進行音頻插頭100的規格判斷。為了方便讀者了解以上連結，此段落更以圖3A所舉實施例說明之，其中是以音頻插座202的腳位2’為該第一未知腳位，并是將音頻插座202的左聲道腳位4’連結至接地電位供應模塊204使之為接地電位。如圖3A所示，音頻插頭100插入音頻插座202后，一電流路徑將自該特定電位源Vl藉分壓阻抗Rl以及R2導向音頻插座202上的該第一未知腳位2’、再經過音頻插頭100的腳位2與左聲道腳位4、最后導向音頻插座202中處于接地電位的該左聲道腳位4’。由于音頻插頭100的麥克風腳位對應可觀的阻抗(例如，遠大于分壓阻抗Rl與R2，或者，大于分壓阻抗Rl與R2 —特定數量級)，因此，若音頻插頭100的腳位2為麥克風腳位，則檢測電位Vdetect僅會略為偏離該特定電位源Vl的電位。另外，分壓阻抗Rl與R2彼此可設計成具有相近阻抗值一例如，限定于一特定阻抗區間內。如此一來，若音頻插頭100的腳位2是接地腳位,則檢測電位Vdetect會明顯偏離該特定電位源Vl的電位，約為該特定電位源Vl的半值。基于上述特性，檢測電位Vdetect可被有效運用來識別音頻插頭100的連結與規格。在連結判斷方面,一旦檢測電位Vdetect偏離該特定電位源Vl所供應的電位，比較模塊205即可判定音頻插頭100插入該音頻插座202。在規格判斷方面，檢測電位Vdetect若僅些微偏離特定電位源Vl的電位，腳位判斷模塊208會判定音頻插座202的該第一未知腳位2’所連結的是音頻插頭100的麥克風腳位。另外，檢測電位Vdetect若劇烈偏離特定電位源Vl的電位(例如，V1/2)，腳位判斷模塊208會判定音頻插座202的該第一未知腳位2’所連結的是音頻插頭100的接地腳位。以上腳位識別可能需要對音頻插座202的兩個未知腳位I’、與2’都實行一次。例如，以腳位2’為第一未知腳位操作完后，需更切換分壓阻抗Rl與R2的連結，使得分壓阻抗Rl與R2改成串聯在該特定電位源Vl與腳位I’之間，將腳位I’視為第二未知腳位重新取得檢測電位以針對腳位I’進行腳位識別。對應未知腳位I’所檢測到的檢測電位可以Vdetectl標號之。對應未知腳位2’所檢測到的檢測電位可以VdeteCt2標號之。圖3B以表格方式舉例說明圖2腳位判斷模塊208的一種操作邏輯。當檢測電位Vdetectl的數字值顯示檢測電位Vdetectl小于一參考電位Vref、且檢測電位Vdetect2的數字值顯示檢測電位Vdetect2是小于該特定電位源Vl的電位(同樣標號為VI)但大于該參考電位Vref時，腳位判斷模塊208可判定音頻插座202的腳位I’是耦接音頻插頭100的接地腳位，且腳位2’是耦接音頻插頭100的麥克風腳位；音頻插頭100為中國規格。當檢測電位Vdetectl的數字值顯示檢測電位Vdetectl小于該特定電位源的電位號Vl且大于該參考電位Vref、且檢測電位VdeteCt2的數字值顯示檢測電位Vdetect2小于該參考電位Vref時，腳位判斷模塊208可判定音頻插座202的腳位I’是耦接音頻插頭100的麥克風腳位，且腳位2’是耦接音頻插頭100的接地腳位；音頻插頭100為通用規格。當檢測電位Vdetectl與Vde tect2的數字值顯示檢測電位Vdetectl與Vdetect2皆小于參考電位Vref時，腳位判斷模塊208可判定音頻插座202的腳位I’與2’皆是稱接首頻插頭100的接地腳位；首頻插頭100為耳機專用。
如圖2所示，音頻電子裝置200可以一微控制器MCU供應上述接地電位供應模塊204、比較模塊205、模擬轉數字模塊206以及腳位判斷模塊208。或者，在其它實施方式中，也可以一應用程序處理器(application processor)以執行程序方式提供所揭露的功能方塊。圖4則另外舉例說明所揭露的音頻電子裝置確認音頻插頭100規格后的操作。如圖所示，音頻電子裝置還提供一腳位切換控制模塊302、一麥克風音頻編碼器304、一音頻功能模塊306、一第一切換裝置SWl以及一第二切換裝置SW2。基于音頻插頭100的規格判斷結果，腳位切換控制模塊302可以控制信號CS切換音頻電子裝置的狀態。在控制信號CS的操作下，音頻電子裝置可切換為一第一狀態(可操作中國規格的音頻插頭)或一第二狀態(可操作通用規格的音頻插頭)或一第三狀態(可操作耳機專用的音頻插頭)。在該第一狀態下，第一切換裝置SWl會將音頻插座202的腳位2’耦接至麥克風音頻編碼器304，且第二切換裝置SW2會將音頻插座202的腳位I’接地，以正確操作中國規格的該音頻插頭100。在該第二狀態下，第一切換裝置SWl會將音頻插座202的腳位I’耦接至麥克風音頻編碼器304，且第二切換裝置SW2會將音頻插座202的腳位2’接地，以正確操作通用規格的該音頻插頭100。在該第三狀態下，音頻插座202的腳位I’與2’皆不會被第一切換裝置SWl連至麥克風音頻編碼器304，而是由第二切換裝置SW2一并接地，以正確操作耳機專用、不含麥克風功能的該音頻插頭100。此外，無論該音頻電子裝置為該第一狀態或該第二狀態或該第三狀態，音頻插座202的右聲道腳位3’以及該左聲道腳位4’是耦接該音頻功能模塊306，以接收右聲道信號以及左聲道信號。在圖4所示的實施方式中，上述腳位切換控制模塊302、麥克風音頻編碼器304以及音頻功能模塊306是由微處理器MCU供應。或者，在其它實施方式中，也可將之以應用程序處理器(application processor)以執行程序方式實現。特別聲明的是，所揭露的電路以及模塊并不限定以特定形式實現。任何遵循本發明的發明精神且用來達到同樣目的的技術手段都應當屬于本發明的范圍。除了以上音頻電子裝置，更可以步驟操作達到以上電路與模塊的效用。該些音頻插頭識別與操作方法也同樣屬于本發明所欲保護的范圍。以下還以圖5所示流程500配合以上敘述說明一音頻插頭的插入檢測、規格識別以及操作使用。所述內容僅為本發明一種實施方式，并非意圖限定其范圍。 當條件502 —檢測到音頻插頭100連結至音頻插座202 —成立時，流程500進入步驟504，重復確認音頻插頭100與音頻插座202的連結狀態。步驟504可包括間隔一特定時間后再度確認音頻插頭100是否的確與音頻插座202連結。若音頻插頭100確實與音頻插座202連結，則流程500可進入步驟506，對音頻插座202的腳位I’與2’各擷取相關的檢測電位Vdetectl與VdeteCt2的數字值(即前述切換分壓阻抗串聯于Vl與腳位I’間、或于Vl與腳位2’間，以分別取得檢測電位Vdetectl與VdeteCt2數字值的技術)。接著，流程500可進行步驟508重復確認檢測電位Vdetectl與Vdetect2的數字值一例如，于一特定時間內多次確認檢測電位Vdetectl與Vdetect2是否有變動。若檢測電位Vdetectl與Vdetect2并不穩定，則流程500可回到步驟506反復擷取檢測電位Vdetectl與Vdetect2數字值的步驟。若判斷508顯示檢測電位Vdetectl與Vdetect2已維持不變一段時間，貝Ij流程500可進入步驟510，判斷檢測電位Vdetect2的數字值是否對應一麥克風腳位的連結狀況。若是，則可判定音頻插頭100為中國規格，執行步驟512，以相應中國規格的方式操作之。若步驟510判斷結果為否，則流程500可繼續進行步驟514，判斷檢測電位Vdetectl的數字值是否對應一麥克風腳位的連結狀況。若是，則可判定音頻插頭100為通用規格，執行步驟516，以相應通用規格的方式操作之。若步驟514判斷結果為否，則流程500可進行步驟518，判定音頻插頭100為耳機專用，以耳機專用插頭的方式操作之；例如，音頻電子裝置內的麥克風音頻編碼器可隨即除能，降低能量耗損。雖然本發明已以較佳實施例揭露如上，然其并非用以限定本發明，任何本領域技術人員，在不脫離本發明的精神和范圍內，當可做些許更動與潤飾，因此本發明的保護范圍當視所附的權利要求范圍所界定`者為準。
權利要求
1.一種音頻電子裝置，包括一音頻插座，用以連結一音頻插頭；一接地電位供應模塊，用以耦接該音頻插座上一右聲道腳位以及一左聲道腳位的其中一者;多個分壓阻抗，用以串接于一特定電位源以及該音頻插座的一第一未知腳位之間，并以一串接點供應一檢測電位；以及一模擬轉數字模塊，判讀該檢測電位的一數字值，以供運算且判斷該音頻插座的該第一未知腳位的連結狀況。
2.根據權利要求1所述的音頻電子裝置，其中上述分壓阻抗的阻抗值設計于一特定阻抗區間內，且皆小于該音頻插頭上一麥克風腳位所供應的阻抗值一特定數量級。
3.根據權利要求2所述的音頻電子裝置，其中還提供一腳位判斷模塊耦接該模擬轉數字模塊，用以于該數字值顯示該檢測電位小于該特定電位源的電位且大于一參考電位時， 判定該音頻插座的該第一未知腳位是耦接該音頻插頭的該麥克風腳位。
4.根據權利要求2所述的音頻電子裝置，其中還提供一腳位判斷模塊耦接該模擬轉數字模塊，用以于該數字值顯示該檢測電位小于一參考電位時，判定該音頻插座的該第一未知腳位是耦接該音頻插頭的一接地腳位。
5.根據權利要求1所述的音頻電子裝置，其中還提供比較模塊，用以于該檢測電位偏離該特定電位源的電位時，判定該音頻插座連結有該音頻插頭。
6.根據權利要求1所述的音頻電子裝置，其中上述多個分壓阻抗還被切換成串接于該特定電位源以及該音頻插座的一第二未知腳位之間，使該串接點所提供的該檢測電位交由該模擬轉數字模塊轉換為數字值后得以用于運算且判斷該音頻插座的該第二未知腳位的連結狀況。
7.根據權利要求6所述的音頻電子裝置，其中還包括一麥克風音頻編碼器；一第一切換裝置，于該音頻電子裝置的一第一狀態下稱接該音頻插座的該第一未知腳位至該麥克風音頻編碼器，于該音頻電子裝置的一第二狀態下耦接該音頻插座的一第二未知腳位至該麥克風音頻編碼器，且于該音頻電子裝置的一第三狀態下空接該麥克風音頻編碼器；一第二切換裝置，于上述第一狀態下將該音頻插座的該第二未知腳位接地，于上述第二狀態下將該音頻插座的該第一未知腳位接地，且于上述第三狀態下將該音頻插座的該第一以及該第二未知腳位皆接地；以及一腳位切換控制模塊，基于該音頻插頭的規格，切換上述第一以及第二切換裝置，使該音頻電子裝置的狀態符合該音頻插頭的規格。
8.根據權利要求7所述的音頻電子裝置，還包括一音頻功能模塊，于該音頻電子裝置為上述第一、第二以及第三狀態中任一者時，耦接該音頻插座的該右聲道腳位以及該左聲道腳位，以輸出右聲道信號以及左聲道信號。
9.一種音頻插頭識別與操作方法，包括將一音頻電子裝置的一音頻插座上的一右聲道腳位以及一左聲道腳位的其中一者接地；使多個分壓阻抗串接于一特定電位源以及該音頻插座的一第一未知腳位之間，并自該多個分壓阻抗的一串接點獲得一檢測電位；以及 判讀該檢測電位的一數字值，以供運算且判斷該音頻插座的該第一未知腳位的連結狀況，用于識別與操作連結于該音頻插座上的一音頻插頭。
10.根據權利要求9所述的音頻插頭識別與操作方法，還包括令上述分壓阻抗的阻抗值設計于一特定阻抗區間內，且皆小于該音頻插頭上一麥克風腳位的阻抗值一特定數量級。
11.根據權利要求10所述的音頻插頭識別與操作方法，還包括 于該數字值顯示該檢測電位小于該特定電位源的電位且大于一參考電位時，判定該音頻插座的該第一未知腳位是耦接該音頻插頭的該麥克風腳位。
12.根據權利要求10所述的音頻插頭識別與操作方法，還包括 于該數字值顯示該檢測電位小于一參考電位時，判定該音頻插座的該第一未知腳位是率禹接該音頻插頭的一接地腳位。
13.根據權利要求9所述的音頻插頭識別與操作方法，還包括 于該數字值顯示該檢測電位偏離該特定電位源的電位時，判定該音頻插座確實連結該首頻插頭。
14.根據權利要求9所述的音頻插頭識別與操作方法，還包括 切換上述多個分壓阻抗串接于該特定電位源以及該音頻插座的一第二未知腳位之間，并對相應取得的檢測電位的數字值進行運算、以判斷該音頻插座的該第二未知腳位的連結狀況，幫助識別與操作連結于該音頻插座上的該音頻插頭。
15.根據權利要求14所述的音頻插頭識別與操作方法，還包括 基于該音頻插頭的規格識別結果，切換該音頻電子裝置的狀態； 于該音頻電子裝置的一第一狀態下，稱接該音頻插座的該第一未知腳位至一麥克風音頻編碼器，且將該音頻插座的該第二未知腳位接地； 于該音頻電子裝置的一第二狀態下，耦接該音頻插座的該第二未知腳位至該麥克風音頻編碼器，且將該音頻插座的該第一未知腳位接地；以及 于該音頻電子裝置的一第三狀態下，將該音頻插座的該第一以及該第二未知腳位皆接地。
16.根據權利要求15所述的音頻插頭識別與操作方法，還包括 于該音頻電子裝置為該第一狀態以及該第二狀態以及該第三狀態中任一者時，以一音頻功能模塊耦接該音頻插座的該右聲道腳位以及該左聲道腳位，以輸出右聲道信號以及左聲道信號。
17.一種音頻電子裝置，包括 一音頻插座，用以連結一音頻插頭； 一麥克風音頻編碼器； 一第一以及一第二切換裝置；以及 一腳位切換控制模塊，基于該音頻插頭的規格切換上述第一以及第二切換裝置； 其中 當該音頻插頭屬于一第一規格，該第一切換裝置稱接該音頻插座的一第一未知腳位至一麥克風音頻編碼器，且該第二切換裝置將該音頻插座的一第二未知腳位接地；且 當該音頻插頭屬于一第二規格，該第一切換裝置耦接該音頻插座的該第二未知腳位至該麥克風音頻編碼器，且該第二切換裝置將該音頻插座的該第一未知腳位接地。
18.根據權利要求17所述的音頻電子裝置，其中 當該音頻插頭屬于一第三規格，該第一切換裝置將該音頻插座的該第一以及該第二未知腳位皆接地。
全文摘要
一種音頻電子裝置以及一音頻插頭識別與操作方法。所述音頻裝置包括一音頻插座用于連結一音頻插頭；一接地電位供應模塊，用于耦接該音頻插座上一右聲道腳位以及一左聲道腳位的其中一者；多個分壓阻抗，用于串接于一特定電位源以及該音頻插座的一第一未知腳位之間，并以其中一串接點供應一檢測電位；以及一模擬轉數字模塊，判讀該檢測電位的數字值，以供運算且判斷該音頻插座的該第一未知腳位的連結狀況。
文檔編號H04R3/00GK103051989SQ201110307040
公開日2013年4月17日 申請日期2011年10月12日 優先權日2011年10月12日
發明者賴玉鵬, 張維志, 陳泰全, 林謂萱 申請人:宏達國際電子股份有限公司